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磷的外源输入与底泥源汇变化是湖泊富营养化形成的重要原因,解析磷出入湖关键过程及其平衡变化对湖泊环境治理具有重要意义。本研究针对滇池外海出入湖磷通量变化问题,融合水文水质观测数据和HBV水文模型模拟数据,使用LOADEST负荷统计模型解析了2001-2018年滇池外海入湖河流、大气沉降和出湖河流的磷通量变化特征,评估了湖体总磷的源汇效应及其影响因素。结果表明:①2001-2018年滇池外海入湖磷通量年际间波动范围大,在118~700 t/a之间,多年平均入湖磷通量为280.61 t/a,其中河流平均输入251.97 t/a,大气沉降平均输入28.64 t/a,在研究的气象水文因子中,入湖磷通量主要影响因素是入湖流量和调水量,其次是降水;②滇池外海年均出湖总磷通量42.25 t/a,在8~84 t/a之间波动,出湖通量变化主要受入湖流量与调水量的影响,其次是气温;③在年和月的时间尺度上,滇池外海均表现为磷的环境汇,多年平均磷滞留量为238.36 t/a,但在部分年份(2009、2018年)逐日尺度上存在源效应。针对滇池外海常年表现磷的环境汇问题,调水工程对降低磷的滞留率有显著作用,但仍无法有效解决磷在湖泊中富集的问题。滇池外海持续的磷汇效应将增加湖泊未来水生态安全风险。 相似文献
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大气氮、磷沉降是湖泊水体氮、磷入湖的重要途径之一.为了解阳宗海氮、磷沉降对湖泊富营养化的潜在影响,于2012年5月-2014年4月通过监测阳宗海大气氮、磷沉降,估算氮、磷的大气沉降通量,揭示阳宗海大气氮、磷沉降随时间变化的特征,分析其来源、影响因素等.由于阳宗海是磷限制湖泊,本研究在估算大气氮、磷沉降通量的基础上,特别比较了大气磷沉降入湖量与非点源磷的入湖量,以此评估大气沉降输入磷对湖泊富营养化的潜在影响.研究结果表明:阳宗海总氮年平均沉降通量为248 mg/m~2,春、夏、秋和冬季平均分别为200、306、274和214 mg/m~2,其中夏季沉降通量最大,原因与降雨量增加有关;总磷年平均沉降通量为24 mg/m~2,春、夏、秋和冬季平均分别为18、31、19和27 mg/m~2.大气磷沉降与输入阳宗海的总磷量相比很小,对阳宗海富营养化影响较小. 相似文献
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湖泊外源氮输入与内源氮释放辨析 总被引：8，自引：2，他引：8
对红枫湖水体和外源河流硝酸盐氮同位素、有机质碳、氮含量等进行了测定, 并以此对湖泊外源氮输入与内源氮释放(有机质降解)进行了辨析. 结果表明, 冬春季红枫湖外源氮输入增加, 湖水中内源氮的释放也十分强烈. 氮的混合作用特征在河流入湖口处比较明显, 而有机质降解(硝化)则以湖泊中下游最为显著. 冬春季湖水中有机质降解主要发生在湖泊中下游中层水体, 与该层位水体中含较丰富的沉降有机质有关. 这部分发生降解的有机质中有相当比例为湖泊水生有机质. 相似文献
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磷的过度输入是湖泊富营养化的关键原因,由于内源(沉积物)磷的释放,即使外源磷输入得到控制,富营养化湖泊的水质仍难以改善.近年来,利用镧改性膨润土(lanthanum modified bentonite,LMB)原位钝化沉积物中的磷,抑制湖泊内源磷释放备受关注.为了更好地理解和应用镧改性膨润土钝化磷技术,本文首先介绍镧改性膨润土的组成和其钝化磷的原理,其次梳理LMB磷钝化技术在富营养化湖泊中的应用效果,再分析影响LMB钝化磷效率的因素,最后阐述LMB在应用过程中可能产生的生态风险;并根据以上分析,提出LMB磷钝化技术应用中需要注意的方面,对该技术的后续研究方向进行展望. 相似文献
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太湖水体氮素污染状况研究进展 总被引：33，自引：15，他引：18
氮是引起湖泊富营养化的关键要素之一.传统观点认为氮缺乏时,湖泊生态系统可以通过生物固氮作用从大气中获取氮来满足自身的需求,因此认为淡水湖泊水体的生产力主要受磷限制.但随着进一步的研究,发现氮限制与氮和磷共同限制更为普遍,且氮的限制常常伴随着水体的富营养化,因此了解富营养化湖泊水体的氮素污染状况具有重要意义.本文介绍了太湖水体氮素的污染状况及其发展趋势,从外源、内源两大方面介绍了太湖水体中氮素的来源,着重分析和比较了河道输入、大气输入以及沉积物释放不同污染源的输入比例.太湖水体氮素污染存在很大的空间差异,其中西部和北部污染较重而东南部相对较轻,入湖河道输入的外源污染是造成太湖水质空间分布差异的主要原因,其中农业面源污染及生活污染在太湖外源污染中占据了相当的比重;湖泊底泥所造成的内源释放也是氮素污染的一个重要原因,但目前对释放量的估算主要是基于底泥悬浮引起的总量估算,关于这些释放量能有多少比例可以被浮游植物利用还不清楚,尤其是有机颗粒物在水体中停留期间的矿化再生值得进一步研究;在氮素的生物转化过程中,生物固氮目前对太湖氮素输入的贡献很小,反硝化作用是太湖水体氮素自净的主要途径. 相似文献
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磷是太湖富营养化的关键性指标,为了解太湖总磷内、外源变化趋势及特征,从总磷污染负荷动态平衡角度分析太湖总磷主要来源与总磷浓度高位波动的原因,本研究基于2007年以来长时序水量水质监测资料和调查数据,开展了太湖进出各途径的总磷负荷质量平衡估算及分析。结果表明,2007—2020年入湖河道输入总磷负荷为1835～2799 t,占太湖总磷负荷的55%～73%,是外源输入最主要的途径;大气干湿沉降输入353～1380 t,占太湖总磷负荷量的12%～38%,是太湖总磷外源输入的第二大途径;太湖水体中总磷负荷量约占8%～15%。出湖河道输出总磷负荷量为516～906 t,占太湖总磷负荷量的13%～30%;水生动植物捕捞总磷负荷量为115～312 t,占太湖总磷负荷量的4%～12%,水厂输出占2%～3%左右;约41%～74%的总磷负荷量滞留于太湖湖体中,成为影响太湖总磷浓度的重要内源。同时,太湖地区气温升高、太湖水体流动速度加快一定程度上又加速了内源污染释放,使其成为总磷改善的限制性因素。 相似文献
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浅水湖泊湖沼学与太湖富营养化控制研究 总被引：2，自引：1，他引：1
自2007年无锡暴发饮用水危机事件以来,太湖经历了前所未有的高强度、大规模治理,各种治理措施累计投资已经超过千亿元.监测显示,在治理初期太湖的氮、磷浓度下降明显,水质有所好转,但最近几年关键水质指标总磷与浮游植物叶绿素α浓度出现了波动,蓝藻水华有所反弹.研究表明,太湖的外源负荷并没有减少,这与城镇用水量增加、污水排放标准偏低、面源污染削减不足有很大的关系;同时,内源负荷也因为蓝藻水华的持续而加重,浅水湖泊水深浅、扰动强的特点强化了磷的循环利用效率,加剧了内源负荷对湖泊富营养化和蓝藻水华的影响.气候变暖叠加营养盐富集的复合效应、流域风速下降以及暴雨事件频次和强度增加等气象水文条件变化,都促进了太湖蓝藻水华的暴发;蓝藻水华的时空分布特征则受湖泊水动力的决定性影响.太湖治理的曲折过程,凸显了大型浅水湖泊湖沼学研究的不断深入与发展,未来需要继续加强多学科交叉研究,特别是基于湖泊-流域系统的气象水文、生物地球化学和生物生态学的学科交叉.对于太湖生态环境的综合治理和管理,既要注重湖泊与流域相结合,更需要重视自然科学和人文科学的有机融合,才能真正达到控制太湖富营养化、维护流域水环境安全与社会经济可持续发展的目标. 相似文献
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本文系统地回顾了美国佛罗里达州大型浅水湖--Apopka湖富营养化和生态恢复的过程.流域水文状况的改变,围湖种植和向湖排放农业污水是Apopka湖从"草清型"转变为"藻浊型"湖泊的根本原因.50多年来,尽管内源控制的手段几经改变,但是,控制外源营养输入一直是Apopka湖整治的主要措施之一.Apopka湖富营养化的研究主要包括Apopka湖原始状态分析,浮游植物区系,生长限制因子,初级生产力,沉积物的理化特征和再悬浮,碳、氮、磷蕴藏量和释放率,富营养化的古湖沼学证据,外源磷负荷和恢复指标等.目前,Apopka湖生态恢复主要采取降低外源磷输入,通过人工湿地清除湖中悬浮物和颗粒磷,捕鱼除磷和生物操纵,种植水生植物和提高水位变动幅度等措施.最后介绍了围绕Apopka湖的富营养化及其恢复的学术争论.最后,还讨论了该湖研究和整治一些可能的存在问题和建议. 相似文献
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城市浅水型湖泊底泥释磷的通量估算—以南京玄武湖为例 总被引：11，自引：4，他引：11
以南京玄武湖为研究对象,通过静态条件下5℃、10℃、15℃、25℃、35℃玄武湖底泥释磷室内实验计算玄武湖释磷速率,得出底泥释磷速率与上覆水温度的关系,进而算出玄武湖北湖每年磷释放量为0．815 t,东南湖每年磷释放量为 1．013t,西南湖每年磷释放量为0．266t．玄武湖每年底泥释磷总量为2．094 t．根据费克定理,建立了间隙水扩散模型,利用模型计算玄武湖北湖每年磷释放量为0．799 t,东南湖每年磷释放量为0．983 t,西南湖每年磷释放量为0．232 t．玄武湖每年底泥释磷总量为2．014t．在不考虑外源污染的情况下,由底泥磷释放造成的内源污染使玄武湖磷浓度年均维持在 0．101 mg/L,超过湖泊富营养化磷标准,因此,在切断外源污染的情况下应采取措施治理磷的内源污染． 相似文献
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固定化氮循环细菌修复城市湖泊水体脱氮效果及N2O排放 总被引：4，自引：0，他引：4
利用从镇江金山湖天然水体中筛选分离出的土著氨化、亚硝化、硝化和反硝化细菌,将氮循环细菌固定化后在金山湖示范工程区进行水体脱氮净化效果研究.结果表明,运行一段时间后水质明显得到改善,氨氮、亚硝酸盐氮、硝酸盐氮以及总氮浓度均显著下降,氨氮浓度指标达到国家水质Ⅰ类标准,总氮浓度指标达到水质Ⅱ类标准.同时,对湖泊水体的N_2O气体排放通量进行了检测,结果显示,随着实验的进行,金山湖区的N_2O气体排放通量逐渐升高,4月份的平均值为23,51μg/(m~2·h)、5月份的平均值为29.52μg/(m~2·h)、6月份的平均值为59.10μg/(m~2·h).水质氮素指标以及N_2O气体排放通量数据说明利用微生物固定化载体强化净化技术对城市湖泊水质净化具有显著效果和重要意义. 相似文献
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氮、磷浓度是制约湖泊营养状态和生产力水平的重要环境因子,而氮磷化学计量比是湖泊生态系统的主要指标,因此,判识氮磷比变化趋势及其驱动力对湖泊生态恢复具有重要意义.研究基于19882018年连续观测数据,分析了滇池氮磷浓度和氮磷摩尔比(简称氮磷比)的时空分布演变特征;采用多元线性回归模型分别对滇池草海和外海氮磷比驱动效应进行定量解析,筛选出影响湖体氮磷比变化的潜在驱动因子.结果表明:①19882018年滇池氮磷比呈现显著的线性上升趋势,其中草海和外海氮磷比分别上升1.3和0.7 a^-1.②草海和外海分别在2008年和2004年发生了氮磷比上升突变,突变前上升归因于总氮浓度快速增加,突变后则是由于总磷浓度下降较快.③滇池的氮磷浓度变化主要是受流域氮磷输入负荷、跨流域调水、流域氮磷削减、风速和水位的综合影响,但受控因子在不同区域可能存在差异.④气温是滇池氮磷比变化的主要驱动因子,流域人为氮磷输入差异是滇池氮磷比变化的次要驱动因子. 相似文献
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Gerald Schernewski 《洁净——土壤、空气、水》2003,31(2):152-161
Between 1989 and 1998 the small eutrophic stratified Lake Belau was investigated intensively and multidisciplinarily. This article is a short, comprehensive summary and re‐evaluation of the hydrochemistry of the lake, with focus on nitrogen and phosphorus. In several aspects the lake can be regarded as a typical example of the glacial north German lakes. The 1960's and 1970's are characterised by heavy nutrient inputs and fast eutrophication. During the last two decades the external nutrient load, especially the phosphorus load into Lake Belau was significantly reduced. But phosphorus‐rich sediments and large areas with summerly anoxic sediment surface conditions cause intensive release of phosphorus from older deeper sediment layers. Annual budgets reveal that despite an average sediment accumulation of 3 mm a?1 the lake has lost its function as net phosphorus sink and it is very likely that internal eutrophication by the sediments will keep the lake in its eutrophic state during the next decades. Despite that, monthly budgets of five vertical layers show that the main phosphorus supplier for the phosphorus depleted epilimnion during summer is the creek Alte Schwentine. The annual nitrogen budget indicates groundwater and interflow water as well as atmospheric input as additional important nitrogen sources. 36% (98 μmol m ?2 h?1 N) of all nitrogen input is lost to atmosphere mainly due to denitrification. The example of a heavy storm shows that about 10% of the annual nitrogen loss to the atmosphere can take place during a single day and in form of ammonia. The storm further made obvious that these unpredictable events can have strong impact on nutrient cycling and ecology in Lake Belau and the lake can become an unexpected nutrient source for downstream systems. 相似文献
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适宜生态水位作为反应湖泊水文情势的重要指标,是维持湖泊生态系统稳定的关键要素。已有研究大多集中于水文过程对生态系统影响,缺乏耦合考虑湖泊营养负荷的全季节生态水位阈值研究。本研究在刻画恢复天然水位情势的基础上,综合考虑了人类活动导致湖泊营养负荷的季节性波动以及冰封期的最小生态水位,构建了适用于季节性冰封湖泊全季节的适宜生态水位阈值获取的综合框架,确定了年内不同时期适宜生态水位阈值。结果表明,查干湖入湖口非冰封期的总氮(TN)浓度与平均水位均呈上升趋势,总磷(TP)浓度呈下降趋势;6月湖内TN和TP滞留量最高,分别达到1044.36和23.61 t;确定了查干湖全季节不同时期的适宜生态水位,冰封期(11月—次年4月)为129m,汛期(6—9月)为130.15～130.86 m,非汛期(5和10月)为130.08～130.57 m。研究结果可为季节性冰封湖泊的适宜生态水位研究提供方法支撑,也可为湖泊的水环境管理提供理论支撑。 相似文献
14.
Nutrient fluxes across terrestrial-aquatic boundaries and their subsequent integration into lake nutrient cycles are currently
a major topic of aquatic research. Although pollen represents a good substrate for microorganisms, it has been neglected as
a terrestrial source of organic matter in lakes. In laboratory experiments, we incubated pollen grains of Pinus sylvestris in water of lakes with different trophy and pH to estimate effects of pollen input and its subsequent microbial degradation
on nutrient dynamics. In this ex situ experiment, we measured concentrations of organic carbon, phosphorus and nitrogen in the surrounding water as well as microbial
dynamics (bacteria and fungal sporangia) at well-controlled conditions. Besides leaching, chemical and microbial decomposition
of pollen was strongest within the first week of incubation. This led to a marked increase of soluble reactive phosphorus
and total dissolved nitrogen (up to 0.04 and 1.5 mg L−1, respectively, after 5 days of incubation) in the ambient water. In parallel, pollen grains were rapidly colonized by heterotrophic
bacteria and aquatic fungi. Leaching and microbial degradation of pollen accounted for ≥80, ≥40, ≥50% for organic C, N and
P, respectively, and did not significantly differ among water samples from the studied lakes. Thus, pollen introduces high
amounts of bio-available terrestrial organic matter and nutrients into surface waters within a short time. A rough calculation
on P input into oligotrophic Lake Stechlin indicates that pollen plays an important ecological role in nutrient cycling of
temperate lakes. This requires further attention in aquatic ecology. 相似文献
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太湖、巢湖、滇池水华与相关气象、水质因子及其响应的比较(1981-2015年) 总被引：4，自引：4，他引：0
比较了太湖、巢湖、滇池（"三湖"）1981-2010年间的气象要素，1987-2015年间的水质要素，2000-2013年间的年内水华起始日期与持续时间，以及与水华相关的已有研究情况.其中，气象要素包括气温、日温差、风速、风向、气压、降水、相对湿度等；水质要素包括水温、总氮浓度、总磷浓度、水体综合营养指数等.对比结果表明，云贵高原湖泊滇池因其冬、春季节气温较高且日温差较大等气象特征，以及总磷浓度较高等水质特征，相比于东部平原湖泊太湖、巢湖而言更易发生水华，且在"三湖"中水华年内起始日期最早，持续时间最长.然而，目前有关滇池水华的研究相对于"三湖"中的太湖却远远不足.鉴于滇池所处湖区的独特气象、水质特征，平原水华湖泊的研究结果难以有针对性地指导其水华控制，亟需提高滇池水华研究的系统性与深度.只有因地制宜，方有希望逐步有效控制、减轻、乃至消除滇池水华. 相似文献
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滇池流域点源污染控制与存在问题解析 总被引：14，自引：4，他引：10
滇池是我国著名的高原淡水湖泊,是国家"三河三湖"治理重点之一.对2007年滇池流域点源污染现状和近20年变化趋势进行了分析,并在此基础上解析了滇池流域点源污染存在问题.结果表明,2007年滇池流域点污染源COD.TN和TP产生量分别为55913t、11222t和1008t,生活污水为主要的点污染源,COD、TN、TP所占比例分别达89%、96%、98%;1988-2007年,流域点源污染负荷产生量持续增长,但由于1991年以来污水处理能力的大幅度提升,其后点源污染负荷总体上呈现下降的趋势,尤以COD和TP下降趋势最为明显,TN保持波动状态.滇池点源污染存在四方面问题,一是未来城市的扩张和人口的持续增长,势必给滇池水环境带来巨大压力;二是老城区合流制排水系统无法改变、新城区雨污管网混接、部分污水处理厂河道取水,导致雨季合流污水溢流污染问题长期存在;三是局部区域污水产生量与污水处理厂处理能力不匹配,且污水处理厂雨季处理能力不足;四是点源污染末端处理已不能满足滇池保护的要求,亟待加大污染全过程控制. 相似文献
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为了解湖泊湿地的水质净化效果,以太湖三山湿地为研究对象,综合利用遥感、GIS技术、现场水质监测、实验室分析和模型模拟等方法,分析三山湿地对污染物的拦截净化效果,进而探讨湖泊湿地对水体氮、磷污染物的削减渠道及其贡献率.结果表明三山湿地对太湖水体和三山岛生活污水均有明显净化效果.2014年三山湿地的总氮(TN)、总磷(TP)输入通量分别为549.45和19.4 t,通过水草打捞/收割分别去除20.99和4.52 t,湿地水体内TN、TP变化量分别为528.46和14.88 t,这部分营养盐输出途径包括沉积到底泥、降解转化、水体交换等.湿地的TN、TP拦截能力分别为2723.56和102.48 kg/(hm2·a).水生植物收割打捞与底泥疏浚是提高湿地水质净化能力的有效措施.水动力模拟结果显示,三山湿地建成后使附近水域水体流向发生变化,流速减小,对湿地内水质产生多方面的作用. 相似文献
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骆马湖营养盐收支 总被引：3，自引：0，他引：3
根据对骆马湖1998年度营养盐（氮，磷）收入和支出的研究，结果表明，入湖氮，磷量分别为15764．78t和1035．53t，其中通过河道入湖的氮磷量最大，其年入湖氮磷量分别为13598．05t和942．35t，分别占总来源量的86．3％和91．0％，氮，磷在骆马湖湖体中的滞留量和沉降量较，滞留量分别为1532．65t和221．63t，分别占总来源量的9．7％和21．4％，沉积量分别为205．47t和199．95吨，分别占总业源量的1．3％和19．3％，湖水氮，磷蓄积变化大，湖水浓度升高较快，氮磷负荷较大，年平均负荷量分别为总氮42．04％g/m^2和总磷2．76g/m,^2。 相似文献
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目前，我国湖泊富营养化及蓝藻水华问题十分突出，国家高度重视湖泊的生态环境保护.自“九五”以来，国家就投入太湖、巢湖、滇池“老三湖”等重污染湖泊的治理，但成本巨大，且历经近30年才初见成效.按照湖泊污染程度，湖泊治理与保护可分为“污染治理型”“防治结合型”“生态保育型”3大类.“老三湖”的治理是典型的“先污染、后治理”的模式，水质较好湖泊主要属于生态保育型湖泊，因此，“老三湖”治理模式不适用于水质较好湖泊的保护.本文系统总结了我国水质较好湖泊优先保护理念的形成和水质较好湖泊专项实施的历程.根据水质较好湖泊的特点，及其生态系统退化与修复的一般过程，提出了水质较好湖泊保护的基本思路.从热力学角度，阐明了氮磷营养盐输入湖泊生态系统中是熵增过程，也是湖泊生态系统退化的根本原因，湖泊氮磷污染负荷源头控制是关键.湖泊流域生态安全格局是确保湖泊生态系统健康的基础，从景观生态学角度，阐明了优化湖泊流域水土资源利用、优化发展模式是减轻湖泊环境压力的重要途径.在浅水湖泊生态系统，以沉水植物占优势的“清水态”和以浮游植物占优势的“浊水态”转换过程不是沿着同一条途径，存在上临界阈值和下临界阈值，水生态修复过程表现出一种迟滞的现象.从湖泊水生态系统稳态转换理论角度，阐明了湖泊生态修复工程应在湖泊生态系统发生退化转变之前实施，才能获得较高的环境效益.通过国家财政专项对81个水质较好湖泊的支持，既能促进湖泊流域经济社会发展，又能确保湖泊水环境质量变好，湖泊水生态系统逐步改善.建议加强不同类型湖泊保护模式的总结，深入对水质较好湖泊生态系统演替理论和保护技术研究，支撑国家系统开展水质较好湖泊保护. 相似文献