共查询到19条相似文献，搜索用时 531 毫秒
1.
浅水湖泊生态系统中的沉积物—水界面是湖泊内源氮释放的重要界面,而水动力因素是改变沉积物氮释放的重要因素.三峡大坝修建以后,长江中下游通江湖泊的水动力条件发生了明显的变化.通过采集洞庭湖湖口区域的沉积物和水样,在双向环形水槽动力模拟装置内模拟湖泊水位和流速的变化,探讨湖泊沉积物氮在沉积物和水系统中的二次释放特征.结果表明,随着扰动强度的增加,上覆水悬浮物浓度增大,上覆水中总氮浓度增加,沉积物向上覆水释放氮的强度增强,水动力条件的改变所引起的沉积物内源氮释放不容忽视.在该模拟实验条件下,沉积物存在最适扰动水位(20cm),此水位下上覆水中悬浮物浓度最低,总氮浓度最小.水动力条件的改变对上覆水和沉积物—水界面处铵态氮和硝态氮浓度的影响并不明显,孔隙水中铵态氮与硝态氮之间发生形态的转化. 相似文献
2.
水动力条件对沉积物-水界面氧通量的影响 总被引：2，自引：0，他引：2
氧环境决定了水体沉积物中各种生命所需元素的最终归趋，沉积物-水界面是水相与沉积物相氧传递的重要场所，而水动力条件是影响沉积物-水界面氧传递的重要因素.选择三峡库区一级支流御临河为研究对象，根据长年监测数据建立实验室模型，采用声学多普勒流速测试仪及微电极测试系统构建了非侵入式涡度相关测试系统，探究了不同水动力条件对沉积物-水界面氧通量的影响.结果表明：水体静止状态下沉积物-水界面溶解氧浓度随时间的增加而减少，非静止状态下随时间的增加而增加；沉积物-水界面氧通量随水体流速的增加而增加.根据氧通量求解对应流速下垂直涡动扩散系数并进行线性拟合，当水体流速为0.01~0.14 m/s时，垂直涡动扩散系数与水体流速的相关性最好，此时沉积物-水界面氧通量的传递以涡动扩散为主导. 相似文献
3.
[专稿]湖泊沉积物-水界面研究进展与展望 总被引：2，自引：0，他引：2
湖泊沉积物-水界面是以水层/沉积层物相为基础、具有一定立体尺度的交接面，界面上所发生的由生物积极参与的物理、化学和生物学微小反应和环境变化，都会对界面附近物质的状态和迁移转化行为产生着复杂影响.本文首先回顾了沉积物-水界面研究100多年来的发展历程及国内外近20年发展.然后系统介绍了国际上对沉积物-水界面的物理尺度与结构的宏观和微观认识；重点综述了沉积物间隙水的取样、物化性质的多维测定与结构表征、过程的静态和动态模拟等湖泊沉积物-水界面研究技术与方法；分析和展示了氮磷等营养物、重金属和持久性有机污染物在湖泊沉积物-水界面迁移转化过程的研究进展；总结和归纳了在沉积物-水界面过程的模型研究、沉积物-水界面物质交换的定量化、界面过程与湖泊生态环境灾害关系等模型与过程效应方面的研究成果.最后对沉积物-水界面信息获取技术的研发方向、界面物质交换定量化研究的关注点，以及加强模型的应用和构建等方面进行了展望. 相似文献
4.
湖泊水底Fe~(2+)和ΣS~(2-)浓度的快速增加是湖泛暴发最早发生于沉积物-水界面的主要前提,缺氧环境下水底扩散层附近Fe~(2+)和ΣS~(2-)的迁移是其在沉积物-水界面处稳定积累的重要原因.以蓝藻聚积水体沉积物-水界面为研究对象,应用湖泊过程模拟装置及间隙水被动采样等技术,重点研究了间隙水和底层上覆水中Fe~(2+)和ΣS~(2-)的垂向分布特征,并定量估算了二者的扩散通量及迁移方向.结果表明:湖泛样品水体沉积物-水界面处于典型的还原性环境,表层沉积物间隙水中Fe~(2+)和ΣS~(2-)浓度显著高于对照样品,二者在表层沉积物中积累趋势明显.湖泛水体沉积物-水界面处Fe~(2+)释放通量较高,表现出较强烈的自沉积物向上覆水方向的释放能力;而湖泛样品ΣS~(2-)在沉积物-水界面处释放通量为负,迁移方向为自上覆水向沉积物扩散.Fe~(2+)和ΣS~(2-)在湖泛水体沉积物-水界面处不同的迁移特征证明:缺氧/厌氧条件下,湖泊水体表层沉积物间隙水中高浓度Fe~(2+)向上覆水的扩散为湖泛致黑物质的形成提供了重要的物质基础;底层上覆水及界面水中SO~(2-)4在表层沉积物中被还原,为终端还原产物ΣS~(2-)为湖泛致黑物质的形成提供了另一重要物质来源. 相似文献
5.
东太湖水温变化与水-沉积物界面热通量初探 总被引：1，自引：0，他引：1
水温对沉水植被的生长和分布具有重要作用，水-沉积物界面热通量对浅水湖泊水温变化的影响值得关注.东太湖是我国东部典型的草型浅水湖区，采用自2013年11月至2015年10月对东太湖湖心进行的不同深度水体及沉积物温度高频观测数据，结合东太湖表层沉积物的热力学性质计算了水-沉积物界面热通量，分析了东太湖水温和水-沉积物界面热通量的变化特征并探讨了其影响因素.结果表明：东太湖各深度水体日升温过程随水深增加后延，升温过程夏季延长，冬季缩短；表层水温日变幅最大，底层水温日变幅次之，沉积物温度日变幅最小，各深度温度日变幅夏季最小、冬季最大；春季和夏季升温过程中各深度日均温变化沿水深存在约1天的延迟，秋季和冬季无此现象；2015年与2014年东太湖温度变化趋势相同，同比月均温差与气温差呈线性相关.沉积物8：00-19：00向水体放热增加或从水体吸热减少，19：00至次日8：00放热减少或吸热增加；3-9月从水体吸热，为热汇，10月至次年2月向水体放热，为热源，沉积物全年为湖泊热源；逐日水-沉积物界面热通量每月6至15日存在相对年变幅较小幅度的正弦式波动.水温和水-沉积物界面热通量的变化主要受太阳辐射和气温的影响，二者对气象参数的响应具有迟滞现象；水-沉积物界面热通量与水温呈负相关，其变化相对水温迟滞，水-沉积物界面热交换的主要作用为缓冲湖泊水体的热量变化；夏季，沉水植物能降低湖泊各层水温和垂向水温差. 相似文献
6.
贵州红枫湖沉积物磷赋存形态的空间变化特征 总被引：11，自引：1，他引：10
选取贵州省红枫湖这一典型的亚深水型人工湖泊作为对象,研究了6个代表性湖区沉积物柱芯磷的赋存形态,结合水体温度和溶解氧现场监测结果,探讨了该类型湖泊沉积物内源磷释放风险.研究结果表明,红枫湖沉积物总磷含量普遍较高,表层沉积物总磷含量均值大于1500 mg/kg,明显高于下部沉积物.NaOH-SRP和rest-P是沉积物磷的主要赋存形态.NH4Cl-P和BD-P含量表层最高,随深度增加明显降低,rest-P含量在垂向上变化不大.人为活动是造成沉积物总磷及赋存形态空间分布差异的主要原因,工业废水和网箱养鱼活动等大大增加了沉积物NaOH-SRP含量.红枫湖深水湖区底部水温多在14.5～23.5℃之间,随季节变化底部水温差异明显,溶解氧含量通常不高于1.5 mg/L,整体处于季节性缺氧或厌氧状态.以NaOH-SRP为主的沉积物磷赋存形态和深水缺氧环境大大增加了红枫湖沉积物内源磷释放的风险,在未来的研究中亟待加强对该类型湖泊沉积物内源磷释放机制、控制因素及治理措施的研究. 相似文献
7.
选取贵州红枫湖为研究对象,在实验室条件下模拟了自然、好氧和厌氧条件下沉积物内源磷的释放过程,联合应用微电极技术和沉积物磷形态分析对沉积物—水界面开展了微尺度观测与研究.结果表明,厌氧条件下红枫湖沉积物总磷含量显著降低,且主要是NaOH提取态磷(NaOH-P)和残渣态磷(rest-P)含量降低所致,厌氧条件下沉积物孔隙水中磷酸盐浓度明显升高,而好氧条件下沉积物孔隙水磷酸盐浓度显著降低,反映厌氧条件显著促进了红枫湖沉积物磷释放.厌氧条件下沉积物内部溶解氧浓度下降、硫还原活动增强可能是导致NaOH-P释放的主要原因.O_2浓度的降低加速了沉积物还原作用并产生大量H2S,进而与二价铁离子形成硫化亚铁沉淀,最终导致NaOH-P(Fe-P)释放到孔隙水中.好氧条件向厌氧条件的转换可通过改变沉积物内部pH值分布和微生物活动促使rest-P释放:厌氧条件下,厌氧微生物不仅可以消耗硫酸根产生H_2S,导致pH值降低,还可消耗有机质,将有机磷转变为无机磷.上述研究结果表明,沉积物—水界面氧化还原环境可影响沉积物氧渗透深度、pH值分布、微生物活动、硫循环以及有机质降解过程,进而控制沉积物磷的形态转化与释放.联合应用微电极技术和沉积物磷形态分析对湖泊沉积物—水界面开展微尺度观测研究是揭示沉积物内源磷释放机制与控制因素的有效途径. 相似文献
8.
浅水湖泊内源磷负荷季节变化的生物驱动机制 总被引：14，自引：5，他引：14
由于磷是重要的生源要素,过量的磷促进浮游植物(包括有毒蓝藻)的生长而使水质恶化,水-泥界面的磷交换机制受到广泛关注.一般认为沉积物的磷释放模式在浅水湖泊和深水湖泊之间有很大的差异.在探讨沉积物中磷释放机制时,人们一直最关注的要素为铁和氧及其相关的环境因子(如扰动、分解),但是浅水湖泊中磷含量变化的大部分结果仍然无法解释.通过对欧洲温带浅水湖泊和亚热带气候的长江中下游浅水湖泊中有关沉积物磷释放模式的野外和实验研究结果的分析,认为在浅水湖泊内源磷负荷季节变动模式的驱动因子中,pH可能比溶氧更为重要,即浮游藻类的光合作用增强时导致水体pH值的上升,这又可改变沉积物表面的pH,从而促进沉积物中磷(特别是铁磷)的释放并基于藻类水华对沉积物中磷的泵吸作用,首次提出了浅水湖泊中内源磷负荷的季节波动与营养水平密切相关主要是由于藻类光合作用驱动的新的观点.此外,浅水湖泊中藻类水华对沉积物磷的选择性泵吸作用,一方面圆满地解释了为何在超富营养的武汉东湖通过非经典的生物操纵于20世纪80年代中期消除了东湖的蓝藻水华后水柱中总磷和活性磷含量均显著下降,另一方面也解释了为何在许多欧洲湖泊的群落季节演替过程中出现的春季浮游植物较少的清水期或通过经典的生物操纵降低浮游植物的现存量均可显著地降低湖水中的磷含量.相对于深水湖泊来说,浅水湖泊生态系统结构的改变引发的浮游植物的兴衰,能对水-泥界面磷的交换能产生更显著的影响.也就是说,生物的生命活动同样可以驱动沉积物中营养盐的释放,而且在浮游植物丰富的富营养化浅水湖泊中,这种静态释放作用更为明显. 相似文献
9.
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
10.
采用平面光电极技术研究了霍甫水丝蚓(Limnodrilus hoffmeisteri)扰动对湖泊沉积物-水界面二维pH值分布特征的影响.结果表明水丝蚓扰动能将沉积物-水界面处pH值的变化梯度由2.5 mm内降低1.6个pH值单位减缓至约1 cm内降低0.6个pH值单位,并在界面处形成约1 cm深的pH值缓冲区域.水丝蚓的造穴活动也会对沉积物的二维pH值分布产生影响,洞穴内的pH值高于洞穴周边沉积物约0.6个pH值单位. 相似文献
11.
HanBin Xue René Gächter Laura Sigg 《Aquatic Sciences - Research Across Boundaries》1997,59(2):176-189
Data on the cycling of Cu and Zn in two eutrophic lakes are presented: Lake Greifen that becomes seasonally anoxic in its
hypolimnion and Lake Sempach that is aerated during winter and oxygenated during summer. They suggest that hypolimnetic oxygenation
1) enhances the release of copper from the sediment but 2) also accelerates the entrapment and deposition of Cu and Zn by
freshly formed Mn- and Fe-oxides. 相似文献
12.
地下水补给型湖泊表层沉积物矿物组成及其形成机制——以巴丹吉林沙漠湖泊群为例 总被引：1，自引：0，他引：1
盐湖中的矿物沉积记录着丰富的环境气候变化信息,是古环境研究的重要对象.在无地表径流补给的盐湖中,其矿物组成及沉积特征与有地表径流补给的湖泊相比是否有一定的特殊性,是值得探讨的问题.采集巴丹吉林沙漠33个不同矿化度地下水补给型湖泊的表层沉积物和10个地表风积砂样品,通过X衍射的方法,分析样品的矿物组成.结果显示:湖泊表层沉积物主要为石英、长石、辉石、云母等碎屑矿物,部分湖泊含有少量的碳酸盐和氯化物盐类矿物.湖泊沉积物的矿物组成与湖水矿化度的关系较为密切,淡水湖仅分布碎屑矿物,微咸水湖含有碎屑矿物和碳酸盐类矿物,盐湖含有碎屑矿物、碳酸盐类矿物和氯化物.风积砂样品中主要为碎屑矿物,占总矿物含量的90%,对湖泊沉积物的矿物组成影响较大,但对湖泊沉积物中的盐类矿物没有贡献,表明湖泊表层沉积物中盐类矿物主要是自生作用形成的.虽然本地区湖泊边缘的沉积物中盐类矿物种类相对较少并且含量较低,但其盐类矿物组成与分布能够响应湖水矿化度的变化,其环境指示意义与有径流补给的盐湖相同,可以指示其湖水的盐度.因此,可以从巴丹吉林沙漠地下水补给型湖泊沉积的盐类矿物中提取相应的古环境信息,用于恢复古气候和古环境的研究. 相似文献
13.
环太湖河流进出湖水量及污染负荷(2000-2002年) 总被引：22，自引：5，他引：22
天然水域,尤其是富营养的浅水湖泊,沉积物中磷的释放是蓝藻水华发生、形成和持续生长的重要因素．分析沉积物中磷的赋存形态转化及其潜在生态效应,有助于理解沉积物中磷的迁移转化过程及其与湖泊富营养化之间的关系．本文综述国内湖泊水域中磷的主要形态、来源和转化过程以及其生物有效性的研究进展．重点讨论了近5年来中国东部浅水湖泊沉积物磷的形态分析、转化和生物有效性评估的现状,以及沉积物中磷形态与浅水湖泊富营养化之间的潜在联系． 相似文献
14.
Reservoirs have to be released when repairing of the dams is necessary. In 1995, two reservoirs in Baden-Württemberg (Germany) of similar age and volume (Lake Herrenbach near Göppingen, 1.0 Mio. m3 and Lake Breitenau near Heilbronn, 2.3 Mio. m3) were emptied. This allowed the singular possibility to investigate the effects of drainage and refilling on the limnochemistry and the phytoplankton biocoenosis of such artificial lakes.Before the drainage of the reservoirs, both lakes showed phosphorus release from the sediment during summer stagnation. Phosphorus values of Lake Herrenbach were regularly higher than those of Lake Breitenau (Lake Herrenbach 88 μg/l, Lake Breitenau 33 μg/l). During release, both lakes indicated higher phosphorus and chlorophyll concentrations as well as rising biomasses. Remarkable differences were observed during refilling of the reservoirs: while Lake Herrenbach showed higher transparency and lower phosphorus concentrations, Lake Breitenau progressed towards eutrophication (total phosphorus during summer 1996: Lake Herrenbach 30 μg/l, Lake Breitenau 55 μg/l). One reason for the reaction of Lake Breitenau was the reduced ground drainage during the refilling, which caused an accumulation of nutrients in the hypolimnion. Another reason was the mineralisation of vegetation which covered great parts of the dry lake sediment. The limnological change of Lake Herrenbach was not as clear but could be caused by the restauration of the pre-reservoir which was drainaged and dredged before the emptying of the main reservoir started as well as many other facts which differed Lake Herrenbach from Lake Breitenau. 相似文献
15.
通过试验,考察了无机盐改性对沸石覆盖控制底泥氮磷释放效果的影响,并对沸石覆盖技术控制底泥氮磷释放的机理进行初步探讨,结果表明:①NaCl及CaCl2改性对沸石吸附氨氮的性能影响不大;CaCl2改性可以提高沸石Ca2 的交换量而降低Na 的交换量,NaCl改性则可以明显降低Ca2 的交换量和增加Na 的交换量.②NaCl及CaCl2改性对沸石覆盖技术控制底泥氨氮的释放影响不大,而对控制底泥磷的释放则影响较大,沸石覆盖控制底泥磷释放效率从大到小依次为CaCl2改性沸石＞天然沸石＞NaCl改性沸石.③沸石覆盖技术控制底泥氨氮释放的机理为沸石的物理吸附和阳离子交换作用,控制底泥磷释放的机理包括沸石的机械阻挡作用和沸石与铵所交换出来的Ca2 对磷酸盐的固定作用. 相似文献
16.
René Gächter 《Aquatic Sciences - Research Across Boundaries》1987,49(2):170-185
Data obtained from Lakes Baldegg and Sempach, two artificially mixed and oxygenated lakes, show that it is technically possible to significantly improve redox conditions, even in large eutrophic lakes. It is discussed why - the well-known release of phosphorus from anoxic sediments does not necessarily result from an abiotic reduction of phosphorus containing iron compounds, - net phosphorus retention by sediments is not simply linearly related to the phosphorus content of a lake, - artificial oxygenation of a previously anoxic hypolimnion does not permanently increase phosphorus retention capacity of lake sediments. From this it is concluded that improvement of hypolimnic redox conditions by lake internal measures such as aeration or oxygenation may accelerate the rate of recovery induced by a reduction of the external phosphorus loading, but that oxygenation per se will hardly be able to cause a reduction of trophic state. 相似文献
17.
Peter M. Homyak James O. Sickman John M. Melack 《Aquatic Sciences - Research Across Boundaries》2014,76(4):511-525
In high-elevation lakes of the Sierra Nevada (California), increases in phosphorus (P) supply have been inferred from changes in phytoplankton growth during summer. To quantify rates of sediment P release to high-elevation Sierran lakes, we performed incubations of sediment cores under ambient and reducing conditions at Emerald Lake and analyzed long-term records of lake chemistry for Emerald and Pear lakes. We also measured concentrations of individual P forms in sediments from 50 Sierra Nevada lakes using a sequential fractionation procedure to examine landscape controls on P forms in sediments. On average, the sediments contained 1,445 µg P g?1, of which 5 % was freely exchangeable, 13 % associated with reducible metal hydroxides, 68 % associated with Al hydroxides, and the remaining 14 % stabilized in recalcitrant pools. Multiple linear regression analysis indicated that sediment P fractions were not well correlated with soluble P concentrations. In general, sediments behaved as net sinks for P even under reducing conditions. Our findings suggest that internal P loading does not explain the increase in P availability observed in high-elevation Sierran lakes. Rather, increased atmospheric P inputs and increased P supply via dissolved organic C leaching from soils may be driving the observed changes in P biogeochemistry. 相似文献
18.
Sebastian Sobek Roland Zurbrügg Ilia Ostrovsky 《Aquatic Sciences - Research Across Boundaries》2011,73(3):355-364
Even though lake sediments constitute a significant long-term carbon sink, studies on the regulation of carbon burial in lakes
sediments have, to date, been surprisingly few. We investigated to what degree the organic carbon (OC) being deposited onto
the bottom of Lake Kinneret (Israel) is buried in the sediment at four different sites with varying degrees of oxygenation
and varying supply of allochthonous particles from the River Jordan. For estimation of the OC burial efficiency (OC BE), i.e.,
the ratio between buried and deposited OC, we calculated OC burial from dated sediment cores, and calculated OC deposition
using three different approaches. Calculation of OC deposition from sediment trap-derived mass deposition rates multiplied
with the OC content of surface sediment yielded OC BE values that were at odds with published values for sediments dominated
by autochthonous OC sources. Calculation via sediment trap data on organic matter flux collected within the Lake Kinneret
monitoring program, as well as calculation of OC deposition as the sum of OC burial plus OC mineralization, returned fairly
congruent estimates of OC BE (range 10–41%), but only if the sediment trap data were corrected for the proportion of resuspended
particles in the traps. Differences in OC BE between sites were small, indicating that OC source (common to all sites) was
a more important regulator of OC BE in Lake Kinneret than oxygen exposure or mineral particles characteristics. 相似文献