有机磷灭蚊剂投放浓度和时间对水体总磷的影响

为分析新型低毒有机磷杀虫剂“1%双硫磷颗粒”投放对河道水质的影响,设置不同药剂投放浓度和不同反应时间的室内试验,以TP、NH₃-N及S^2-为目标因子,分析该药剂投放后水体污染物浓度。结果表明:不同试验组水样中S^2-质量浓度均小于0.02 mg/L,NH₃-N质量浓度处于0.029~0.036 mg/L之间,均达到地表水Ⅰ类标准;不同浓度药剂投放1 h后,水体TP质量浓度已达到稳定状态,且在60 h内均保持稳定,药剂投加量与水体TP质量浓度呈显著正相关(R²=0.85);不同处理组的药剂在水体中的TP释放量无明显差异,均在1.06~1.30 mg/g之间。“1%双硫磷颗粒”推荐适宜投放量不会使河道水质恶化到劣Ⅴ类,但增加药剂投放量会增加水体TP污染及富营养化风险。     

三峡水库蓄水后氮、磷营养盐的特征分析

根据2004年4月调查结果,对三峡库区二期蓄水后的氮、磷营养盐浓度及分布进行研究。结果表明,二期蓄水后水体总磷、总氮的质量浓度平均为0.083 mg/L、1.56 mg/L,其中总溶解性磷比例介于32%~82%,总溶解性氮为72%~95%。总磷浓度受蓄水的影响较大,坝前区总磷浓度在蓄水后显著降低,ρ(N)/ρ(P)值提高。由于氮、磷营养盐浓度偏高,库区水体在二期蓄水后呈现富营养化趋势。营养盐浓度对不同类型水体富营养化的影响程度存在差异,蓄水后长江干流为贫营养和中营养状态,而部分支流回水段已达到了富营养化程度,存在潜在的水华爆发现象。     

再生水补水的景观水体优势藻种水华爆发阈值条件的确定

再生水景观补水是污水再生利用的重要途径,但水华频发是其利用的主要制约因素。以从典型再生水补水的景观水体中识别出的3种优势藻种为研究对象,采用室内静态实验方法研究了在温度、光照强度和营养盐浓度共同作用下的优势藻种的生长状况。结果表明：在温度T=30 ℃、照度=9 000 lx、N/P较低的再生水补水水体中,水华微囊藻更易成为优势藻种,仅培养3 d,藻密度就由1.0×10⁴ cell/mL增加到9.1×10⁴ cell/mL,接近水华爆发的阈值条件（大于10×10⁴ cell/mL）;普通小球藻和四尾栅藻较适合在T=25 ℃、光照强度分别为5 000和7 000 lx、N/P相对较高的再生水原水中生长,培养5 d可达到或接近水华爆发阈值条件。降低再生水体中的磷浓度可在一定程度上抑制藻类的生长,当再生水补水水体中TP浓度从0.3 mg/L降低到 0.1 mg/L时,对普通小球藻和四尾栅藻的抑制率分别为56.6%和40.7%,但对水华微囊藻的抑制作用相对较弱。研究结果揭示了再生水景观补水水体中藻类的生长规律,为控制藻华爆发提供了一定的理论依据。     

投饵养鱼对潘家口水库水质影响围隔试验Ⅱ：磷素

前文讨论了投饵养鱼对潘家口水库水体中氮素的影响,本文进一步阐述围隔试验中,投饵养鱼对磷素的影响。结果表明,潘家口水库是典型的“磷限制”型水体,总氮和总磷质量浓度比高达112,投饵养鱼极大降低了水体中氮磷质量浓度比,试验结束时投饵养鱼围隔氮磷质量浓度比介于2.60~5.63;试验期间,投饵围隔中总磷、溶解性总磷和溶解性正磷酸盐质量浓度随时间变化一致,其质量浓度高低排序相同：投饵＞投饵单养花鲢＞投饵混养花鲢和鲤鱼＞投饵单养鲤鱼,除投饵单养鲤鱼围隔,其余围隔中各形态磷质量浓度均显著高于对照围隔和水库水体。然而,颗粒态磷质量浓度顺序为：投饵＞投饵单养鲤鱼＞投饵混养花鲢和鲤鱼＞投饵单养花鲢。假定单位质量鱼肉含磷量不随鱼体生长而改变,则捕捞可去除的磷素量分别是92.4mg（2#）、995.5mg（3#）和714.7mg （4#）,分别占投放鱼饵总磷的0.5%、4.1%和3.1%。     

基于HJ-1A CCD影像和ELM模型的太湖叶绿素a预测研究

以典型二类水体——太湖为例,基于环境一号遥感影像,构建了基于 ELM模型的叶绿素a浓度预测模型,将预测结果与传统的BP人工神经网络和支持向量机 SVM进行了比较。研究结果表明：ELM模型预测值与实测值之间的R²高达0.911 4,而BP和SVM模型的R²分别为0.366 3和0.744 8,均方根误差RMSE由BP模型和SVM模型的3.728 8 μg/L和2.132 4 μg/L降为ELM模型的1.327 0 μg/L, ELM模型的平均相对误差MRE=2.65％,小于BP模型的6.59%和SVM模型的3.89%;与其他两种方法相比,ELM模型反演太湖水体叶绿素a浓度精度更高,ELM模型参数选择简单,可以显著提高模型的学习速度,不易陷入局部最优值,具有更好的泛化性能;ELM模型可以有效地应用于内陆水体叶绿素a浓度的预测。     

白洋淀水体氮、磷和重金属的变化特征及影响因素

为了探讨白洋淀水体污染的变化特征和来源,利用多元统计方法对白洋淀湖水中离子、营养盐（氮、磷）和重金属（Cd、Cr、Cu、Ni、Pb及Zn）进行研究,分析其时空变化,并揭示其影响因素和主要来源。结果表明：白洋淀湖水水化学类型包括HCO₃-Ca·Mg和SO₄·Cl-Ca·Mg,湖水总氮、Cd、Cr、Cu、Pb及Zn的平均值均高于V类水质限值。近20年来湖水总氮和总磷的平均值均呈现波动性下降,而两者无明显相关性,主要受气候和人类活动的共同影响。在空间上,淀内湖水营养盐和重金属表现出西部地区高、东南地区低的特征,多元统计分析进一步证实流域府河携带的污染物质是白洋淀水体氮、磷和重金属的主要来源,也是影响其空间变化的主要因素,但淀内不同地区的人类活动对湖水中N、P、Pb及Cr的影响也不可忽视。     

富营养化水体原位控磷技术研究及应用

为有效抑制底泥中磷的释放,进而控制富营养化水体蓝藻水华,提出以镧改性膨润土(Phoslock^®)为修复材料的底泥原位修复技术。通过多因素作用下的静态、动态模拟试验,同时结合现场水体治理工程的实际应用及跟踪监测,首次分析、研究镧改性膨润土的应用对底泥中不同形态磷转化和固化的效果以及对控制水体富营养化的贡献,为类似富营养化水体污染的防治提供理论依据。结果表明,Phoslock^®用量为0.5kg/m²时,上覆水中正磷酸盐质量浓度在10d内降至0.02mg/L,即使在厌氧和高pH值(pH=9.0)条件下,底泥抑磷率也能达到98.3%,底泥释磷速率为-8.20mg/(m²·d)(负值代表Phoslock^®对磷的吸附),底泥中的活性磷逐渐被惰性化为稳定态磷,现场监测结果与室内模拟试验取得的结论一致。     

海河流域省界断面水体污染物分布及相关性分析

调查了海河流域省界断面水体主要污染物浓度分布情况,并对主要污染物进行了相关性分析。结果表明:海河流域省界水体质量总体较差,省界断面总氮浓度几乎全部超过地表水环境质量Ⅲ类水质标准上限值,化学需氧量、氨氮、总磷浓度超过Ⅲ类水质标准限值的省界断面比例分别达85%、64%、66%。水体质量在京津冀交汇区(廊坊市北三县周边)以及漳卫南运河沿线相对较差,在燕山及太行山山区相对较好。主要污染物之间相关性分析表明:总氮与氨氮相关性最大,特别是高浓度范围相关性更好;总氮与总磷也有一定相关性;总氮与化学需氧量的相关性不明显。     

三峡库区典型农业小流域氮磷排放负荷研究

为了研究三峡库区面源污染情况,选取嘉陵江北碚镇的澄江水文站附近一个典型农业小流域为研究对象,对流域径流量及水质进行同步监测,探求氮磷径流排放负荷流失规律。结果表明:流域内水体总氮有22%超过Ⅴ类水质标准,总磷都在Ⅲ类水质标准内,流域内氮污染比较严重,特别是颗粒及溶解性有机氮,其质量浓度和排放负荷分别占总氮的43%和59%;流域氮、磷日均单位排放负荷分别为3.71,0.11kg.(km2.d)-1;总氮、总磷径流排放负荷与径流量的相关性分别为0.901 1,0.735 4。     

内蒙古乌梁素海N、P的变化趋势研究

为研究乌梁素海芦苇对水体营养盐的净化作用,采集湖区南部湖水、底泥和芦苇样本,分析了其总氮、总磷的浓度、氮磷比变化趋势。结果表明:湖水由湖心向岸边流动过程中,总氮呈现先增大再减小的变化规律,湖水和芦苇中总磷含量相对平稳,底泥总磷持续增大;总氮浓度的变化范围是1.44~19.31 mg/L,总磷浓度变化范围0.024~0.057 mg/L,氮磷比远远大于16,乌梁素海处于氮过剩的富营养化状态;芦苇等挺水植物的生物量随着营养盐含量的升高而增加,对营养盐具有一定的吸收作用,通过合理的收割芦苇,可以促进乌梁素海氮磷的去除及当地经济的发展。     

不同生物联合对滇池草海水质的净化作用

为了解不同沉水植物种植密度、不同沉水植物组合、沉水植物和鲫组合对滇池草海富营养化水体的净化效果,于2017年9—12月在滇池草海东风坝试验平台,选取4种滇池现存土著沉水植物(篦齿眼子菜(Stuckenia pectinata)、轮叶黑藻(Hydrilla verticillata)、穗花狐尾藻(Myriophyllum spicatum)、马来眼子菜(Potamogeton wrightii))、1种鱼(鲫(Carassius auratus))进行不同组合模拟试验。结果表明:种植密度为(0.63±0.06)g/L的篦齿眼子菜和轮叶黑藻对于TP的去除效果明显优于(0.33±0.05)g/L的种植密度;不同沉水植物组合均能够提高水体中的氮磷比,对草海富营养化水体的TN、TP、Chl-a具有明显的去除效果,试验组TN、TP、Chl-a的平均去除率分别提高了49.67%、9.06%、39.41%;鲫对于轮叶黑藻和篦齿眼子菜的生长具有明显的促进作用,加入鲫的穗花狐尾藻和马来眼子菜组合TN去除率提高了87.48%,且试验结束后,水体TN、TP去除效果稳定;沉水植物组合中,穗花狐尾藻和轮叶黑藻在高营养盐水体中生长状况最好,同时能有效控制水体中的TN、TP和Chl-a的质量浓度;鲫+穗花狐尾藻+马来眼子菜组合对草海富营养化水体的SS、TN、TP、Chl-a都具有较高的去除能力。     

Remote Estimation of Nutrients for a Drinking Water Source Through Adaptive Modeling

Morse Reservoir, a major water supply for the Indianapolis metropolitan area, IN, USA, experiences nuisance cyanobacterial blooms due to agricultural and point source nutrient loadings. Hyperspectral remote sensing data from both in situ and airborne AISA measurements were applied to an adaptive model based on Genetic Algorithms-Partial Least Squares (GA-PLS) by relating the spectral signal with total nitrogen (TN) and phosphorus (TP) concentrations. Results indicate that GA-PLS relating in situ spectral reflectance to the nutrients yielded high coefficients of determination (TN: R ²?=?0.88; TP: R ²?=?0.91) between measured and estimated TN (RMSE?=?0.07 mg/L; Range: 0.6–1.88 mg/L), and TP (RMSE?=?0.017; Range: 0.023–0.314 mg/L). The GA-PLS model also yielded high performance with AISA imaging data, showing close correlation between measured and estimated values (TN: RMSE?=?0.11 mg/L; TP: RMSE?=?0.02 mg/L). An analysis of in situ data indicated that TN and TP were highly correlated with chlorophyll-a and suspended matter in the water column, setting a basis for remotely sensed estimates of TN and TP. Spatial correlation of TN, TP with chlorophyll-a and suspended matters further confirmed that remote quantification of nutrients for inland waters is based on the strong association of optically active constituents with nutrients. Based on these results, in situ and airborne hyperspectral remote sensors can provide both quantitative and qualitative information on the distribution and concentration of nutrients in Morse Reservoir. Our modeling approach combined with hyperspectral remote sensing is applicable to other productive waters, where algal blooms are triggered by nutrients.     

兴庆湖景观水体复合生态修复实验研究

以西安市兴庆湖景观水体为研究对象,进行复合生态修复实验研究.分别构建两组复合生态系统:系统1(伊乐藻+罗氏轮叶黑藻+睡莲+鲤鱼)和系统2(伊乐藻+罗氏轮叶黑藻+睡莲+鲫鱼).研究表明:在相同的环境条件下,系统1对TN、TP、氨氮、高锰酸盐的去除率分别可以达到63.2％、97.2％、40％、15.6％;系统2对TN、TP、氨氮、高锰酸盐的去除率分别可以达到50.8％、78.5％、41.2％、16.5％;系统1比系统2的净化效果好,更适于兴庆湖景观水体的生态修复.     

长江口近十年水质时空演变趋势分析

为了掌握长江口水质污染变化情况,在长江口徐六泾、石洞口、启东港、南港、北港和吴淞口下23公里处6个监测断面,对TN、TP浓度进行了为期13 a的常规监测。监测结果表明:(1)2010年以前,6个监测断面的营养盐浓度年内波动起伏较大,2010年以后进入相对平稳阶段,并呈现逐年下降的趋势。说明自水资源"三条红线"监管制度和区域内各治理项目实施以来,取得了较大的正效应,TN和TP都呈现了年内变幅减小、浓度逐年降低的趋势。(2)由于河口受潮汐影响,各个断面的TN和TP均出现不同程度的丰水期营养盐浓度高于枯水期的情况,并且呈现出丰枯两季营养盐浓度差异逐渐减小的趋势。(3)2009年枯水期为TN沿程变化的分界点,即徐六泾-南港的上升趋势、南港-北港的下降趋势,在2009年之后变为徐六泾-南港的下降趋势,南港-北港的上升趋势。TP的丰枯沿程变化则比较平稳,但有小幅度上升趋势。     

强降雨下果园除草对径流中颗粒物及营养盐的影响

为探究夏季果园除草对果园面源污染的影响,采用人工模拟降雨的方法,研究了3种雨强(60 mm/h、120 mm/h、180 mm/h)及2种下垫面(有草样地和无草样地)条件下,果园地表径流中颗粒物(SS)及营养盐(TN、TP)的流失情况。试验结果表明,径流中TN、TP质量浓度与SS质量浓度均呈线性相关关系,TP与SS质量浓度之间的线性相关性更强(R~2=0.921 5);人工割草造成了径流中SS、TN、TP质量浓度升高,使其单位面积流失量分别增加了30%～46%、11%～29%、11%～22%,尤其是增大了降雨后期的流失量。因此,在夏季多雨、尤其是暴雨发生时段,应减少对果园中杂草的收割频次。     

Patchiness in a Large Floodplain River: Associations Among Hydrology,Nutrients, and Fish Communities

Large floodplain rivers have internal structures shaped by directions and rates of water movement. In a previous study, we showed that spatial variation in local current velocities and degrees of hydrological exchange creates a patch‐work mosaic of nitrogen and phosphorus concentrations and ratios in the Upper Mississippi River. Here, we used long‐term fish and limnological data sets to test the hypothesis that fish communities differ between the previously identified patches defined by high or low nitrogen to phosphorus ratios (TN:TP) and to determine the extent to which select limnological covariates might explain those differences. Species considered as habitat generalists were common in both patch types but were at least 2 times as abundant in low TN:TP patches. Dominance by these species resulted in lower diversity in low TN:TP patches, whereas an increased relative abundance of a number of rheophilic (flow‐dependent) species resulted in higher diversity and a more even species distribution in high TN:TP patches. Of the limnological variables considered, the strongest predictor of fish species assemblage and diversity was water flow velocity, indicating that spatial patterns in water‐mediated connectivity may act as the main driver of both local nutrient concentrations and fish community composition in these reaches. The coupling among hydrology, biogeochemistry, and biodiversity in these river reaches suggests that landscape‐scale restoration projects that manipulate hydrogeomorphic patterns may also modify the spatial mosaic of nutrients and fish communities. Published 2016. This article is a U.S. Government work and is in the public domain in the USA.     

骆马湖水质对菹草不同生长期的响应研究

采用原位观测手段研究了骆马湖菹草生长区水质与菹草不同生长期的响应关系。结果表明:指数生长期和石芽生成期,水体中的pH值、ORP值和DO质量浓度升高,COD质量浓度降低;植株衰亡期则相反,菹草腐烂导致有草区的水体TP质量浓度升高,但是由于反硝化作用,水体中TN与硝氮质量浓度反而下降。菹草在生长过程中直接吸收水体中的硝氮,对氨氮的去除则为间接作用,此时水体中的氮以硝氮为主;当菹草衰亡时,氨氮成为水体中氮的主要存在形态。菹草密度是影响水体各形态氮浓度的重要因素,在菹草生长时,菹草密度与TN和硝氮质量浓度显著负相关(P 0.01);当菹草衰亡时,与菹草稀疏区相比,菹草密集区TN和硝氮质量浓度更低,而氨氮质量浓度更高。指数生长期,骆马湖最优菹草密度为83.75 g/m~3。     

鱼类在TDG过饱和含沙水体中的耐受性

为探讨高坝泄洪引起的总溶解气体(TDG)过饱和含沙水体对鱼类的影响,以岩原鲤和鲢鱼为研究对象,开展TDG过饱和含沙水体对不同鱼类的急性暴露试验,根据鱼类受TDG过饱和含沙水体胁迫后的异常行为和死亡率、半致死时间等指标来分析不同鱼类受胁迫后的耐受性和差异性。试验结果表明:试验初期,试验用鱼出现较明显异常行为和气泡病症状,且岩原鲤早于鲢鱼;相同TDG饱和度下,随着含沙量的增加,试验用鱼半致死时间缩短,且岩原鲤半致死时间短于鲢鱼,表明鲢鱼比岩原鲤具有更强的适应能力和耐受能力;当TDG饱和度较高时,即使含沙量低,也会造成试验用鱼的大量死亡;过饱和TDG是导致试验用鱼死亡的主要原因,但不能忽略泥沙对试验用鱼死亡的促进作用。     

Mercury Distribution in the Biota of a Great Lakes Estuary: Old Woman Creek,Ohio

A study of mercury contamination in a wetland ecosystem was undertaken to assess degree of contamination in various compartments of the food web, and determine the most important routes for mercury to enter fish species. Old Woman Creek is a freshwater estuary on the southern shore of Lake Erie and has been recognized as an important nursery area for fish. Although there is no point source of mercury to the wetland, there is evidence of biomagnification of mercury in the food web. Mercury concentrations in water were not detectable (< 20 ng/L) by methods used in this study. The sediments had a mean concentration of 0.04 /μg total Hg/g wet weight. Zooplankton, benthos, and macro-phytes had less than 0.05 μg total Hg/g wet weight, but mean concentrations in fish tissue ranged from 0.001 to 0.636 μg total Hg/g wet weight. There was a positive correlation between mercury concentration and both length and weight in channel catfish Ictalurus punctatus and common carp Cyprinus carpio. In general, channel catfish accumulated higher levels of mercury than common carp, suggesting that the pelagic food web may be more efficient in delivery of mercury (to channel catfish) than the benthic pathway (to common carp). The highest value for fish occurred in a bowfin Amia calva. Tissue from one great blue heron Ardea herodias had the highest concentration at 1.62 μg total Hg/g wet weight. In this system, as in others, top predators tended to accumulate the highest mercury levels and were therefore most susceptible to mercury poisoning, even at sublethal levels.     

不同氮源对黄花鸢尾净化富营养化水体的影响

利用水生植物床系统研究了不同氮源(硝酸盐、亚硝酸盐、铵盐)对黄花鸢尾(Iris pseudoacorus)去除水体氮磷营养盐效率的影响,同时对植物的生长量、水体中叶绿素a含量、黄花鸢尾对氮磷的吸收利用以及氮循环细菌的分布和氧化亚氮的通量进行了综合研究。结果表明:黄花鸢尾对硝酸盐氮具有优先选择性,而对氨氮的去除效果较差。从植物总氮、总磷吸收量来看,3种氮源中硝酸盐氮>亚硝酸盐氮>氨氮;从氮循环菌分布和N2O释放量来看,硝酸盐氮>氨氮>亚硝酸盐氮。一定范围内,植物对营养盐的吸收随营养盐浓度增加而增加,但水体中营养盐浓度过高则会抑制植物的生长,浓度为80 mg/L的硝酸盐氮,亚硝酸盐氮和氨氮都对黄花鸢尾生长有抑制作用,尤其是高浓度氨氮溶液中,植物的湿重明显减少,因此,黄花鸢尾更适宜治理硝酸盐污染的水体。