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底泥覆盖对浅水湖泊藻源性湖泛的控制模拟 总被引：1，自引：1，他引：0
湖泛的发生与湖泊底部氧化还原条件和致黑致臭物充足供给直接相关.利用黄土和细沙对太湖湖泛易发区(月亮湾)底泥进行覆盖,模拟在湖泛可形成条件下,底泥-水体系及其界面主要物化性质与感官变化过程.结果表明:0.5 cm黄土和1.0 cm细沙的覆盖,从水色和嗅味半定量角度达到了对湖泛黑臭的控制,与对照组相比,覆盖组底泥间隙水中主要致黑物Fe2+浓度仅为对照组的1/3,主要致臭物甲硫醇和二甲基三硫醚等浓度则不到50%.进一步分析底部水体和底泥性质发现:经覆盖处理底部水体的溶解氧浓度提高近1倍,氧化还原电位基本处于250 m V以上水平,覆盖层1 cm左右表层氧化还原电位和p H均远高于对照底泥.以黄土为主的底泥覆盖,主要因阻隔了下层底泥中物质迁移供给和对厌氧微生物参与的控制,以及黄土本身性质对湖底物化环境的影响等,在藻体大量聚集和死亡的水柱环境中,较好地阻止了致黑致臭物的形成,从而较有效控制湖泛的发生. 相似文献
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表层底泥翻耕对太湖藻源性湖泛的预控作用 总被引：1，自引：1，他引：0
表层底泥已被证实是引发或诱发太湖湖泛发生的主要因素,但能否通过像控制湖泊内源污染的翻耕方式对湖泛形成预控,则有待与过程有关的实验研究.模拟研究太湖易发湖泛区底泥翻耕对藻源性湖泛的控制作用,跟踪监测不同翻耕深度和翻耕后时长,对照和处理组上覆水的视觉、嗅觉、营养盐和挥发性硫化物浓度,以及表层底泥理化性质的变化.结果表明,未翻耕的对照组在模拟实验中发生了湖泛,翻耕10 cm和翻耕20 cm差异不大,但翻耕后时长对湖泛发生影响较大.刚翻耕后(1 d)即进行藻源性湖泛模拟的处理组发生了湖泛,但在程度和持续时间上均低于对照组;翻耕180 d和540 d的处理组,10 cm和20 cm翻耕深度均未发生湖泛.合理选择翻耕的施工时间,可以有效预防和控制湖泛的发生. 相似文献
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太湖湖泛形成研究进展与展望 总被引：5，自引：4，他引：1
回顾近些年对太湖湖泛形成的研究进展,参考国外关于黑斑和缺氧现象的相关研究成果,重点从湖泛的感官特征与描述、缺氧与污染效应、湖泛形成的物质和气象条件,以及微生物和底泥作用等方面,进行了系统综述,总结出湖泛发生条件与生消过程.从基本属性方面,归纳出湖泛是指在适当的气象和地形等条件下,富营养湖泊局部水域因长时间聚积大量藻体或水草等生物质,在微生物和底泥参与下,形成边界可辨、散发恶臭的可移动黑色水团,并导致水质恶化和一些生物死亡的极端污染现象的定义.文章最后从湖泛研究的新技术、新手段,沉积物有效成分提供机制,湖泛发生的关键参数阈值确定,以及致黑致臭物稳定性机制等方面,对未来发展进行了展望. 相似文献
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浅水湖泊湖泛(黑水团)中的微生物生态学研究进展 总被引：5，自引：5，他引：0
"湖泛"是指湖泊水体中(包括沉积物)富含大量藻源性(或草源性)的生物质,在微生物的分解作用下,大量消耗氧气,出现厌氧分解,微生物在还原条件下,促进许多"黑臭"物质的形成,进而影响水质和湖泊生态系统结构与功能乃至造成环境灾难.与湖泛发生时的环境特征(如低溶解氧,低p H,高有机质,高总磷、总氮)相对应的是其简化的食物网结构和特殊的微生物类群.本文将主要针对湖泛中的微生物群落及其在物质循环中的作用展开综述.研究显示湖泛水体中主要微生物类群,如真菌、细菌厚壁菌门的梭菌以及产甲烷古菌等,在有机质的快速分解和厌氧矿化过程中发挥着重要作用;沉积物中主要的微生物功能群,如硫酸盐还原细菌、铁还原细菌、甲烷厌氧氧化菌和反硝化细菌等,是湖泛致黑物质形成的关键.缺氧及厌氧条件下碳、硫和铁等元素生物地球化学过程的相互关联以及多种微生物之间形成的互营共生可能是湖泛过程中功能微生物的重要特征.湖泛中微生物功能的进一步研究,亟需借鉴海洋低氧区及深海沉积物的经验,引用先进研究手段,提出可靠的生物地球化学证据.浅水湖泊湖泛(黑水团)中的微生物生态学探索将有助于从机理上揭示湖泛黑臭的成因. 相似文献
5.
蓝藻对太湖底泥反硝化过程的影响和机理分析 总被引：3，自引：1，他引：2
通过模拟实验,研究了因自然或人工沉降的太湖蓝藻在厌氧条件下作为碳源对底泥微生物反硝化脱氮的促进作用.通过对底泥总氮、化合态氮素、挥发性脂肪酸(VFAs)、COD、电位和pH等指标的监测,发现藻体中大量的生物可降解碳素在厌氧消解后产生挥发性脂肪酸等一些可供反硝化菌直接利用的小分子物质,2×藻组VFAs含量可达2232.96μl/L,1×藻组可达1263.36μl/L,最高可达42.1%,为对照组(无添加蓝藻)的2.43倍,从而促进了硝态氮和亚硝态氮还原成N2和N2O的过程,提高氮素的去除率.但底泥中沉降蓝藻需要一定的降解时间,前4天添加冷冻干蓝藻粉的处理组COD降解率较低,电位处于正值,体系中产生硝态氮,随后COD持续降低,添加2×藻组COD最大去除率为42.08%,1×藻组为32.93%,对照组仅为14.46%,表明藻细胞中的碳素已开始被利用.本研究表明沉降蓝藻细胞能够为底泥中的反硝化过程提供可利用碳源,并深入揭示了沉降蓝藻作为碳源促进底泥反硝化过程的机理和对底泥中C、N的影响,为在湖泊治理中降低氮素的内源污染提供了新的科学依据. 相似文献
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太湖草源性"湖泛"水域沉积物营养盐释放估算 总被引：22，自引：12，他引：10
于太湖草源性"湖泛"暴发期,采集柱状沉积物并应用peeper被动采样装置获得"湖泛"区原位沉积物间隙水.泥水样品分析表明:"湖泛"发生水域表层(0~7 cm)沉积物的含水率、孔隙度和有机质含量均明显高于对照区,其中有机质含量更是对照区样品的4倍左右,沉水植物残体促使表层沉积物物化性质改变的作用明显;"湖泛"发生水域表层沉积物间隙水中铵态氮(NH+4-N)、溶解性反应磷(SRP)及Fe2+含量远高于未发生区,植物残体降解对沉积物厌氧环境的营造显著.运用分子扩散模型对沉积物释放通量估算:"湖泛"发生区沉积物NH+4-N、SRP和Fe2+的释放速率分别是对照区的49.8、15.3和123.1倍.研究认为,草源性"湖泛"水体氮、磷等营养物含量升高的主要原因是沉积物的释放,而"湖泛"所营造的厌氧环境是氮、磷释放急剧增加的主要驱动因素. 相似文献
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藻源性湖泛水体显黑颗粒的元素形态分析与鉴定 总被引：6，自引：6，他引：0
湖泛现象是我国超富营养化浅水湖泊面临的最严峻环境问题之一,水体发黑、发臭是湖泛水体最显著和基本的物理特征.针对太湖湖泛显黑颗粒缺乏从元素形态直接给出证据的问题,针对室内模拟藻体和沉积物存在下形成的湖泛水体,采用多种图谱分析技术,对厌氧截留分离的显黑颗粒物质及其化学组成和元素形态进行了分析鉴定.扫描电镜-X射线能谱分析与荧光光谱分析表明:湖泛水体显黑颗粒物质以藻类残体和悬浮沉积物颗粒物为主,其组成元素以C、O、Si为主;与未发生湖泛的对照样相比,湖泛水体显黑颗粒物样品中具有更高的Fe、S含量.X射线光电子能谱Fe、S微区分析进一步表明:湖泛显黑颗粒物样品中Fe主要以Fe(Ⅱ)的形式存在、S则以还原态S2-的形式赋存,两者具有共同化合成Fe S的充要条件.因此,缺氧厌氧条件下,湖泛水体的显黑物质组成是Fe S,它可由水体中Fe2+和ΣS2-通过化学共沉淀形成,并主要通过吸附于悬浮颗粒物之上而使得整个水柱呈现黑色,指示湖泛的暴发过程和维持状态. 相似文献
8.
太湖越冬蓝藻空间分布的初步研究 总被引：5，自引：1，他引：4
为确定2007-2008年冬季蓝藻在太湖各个湖区的分布及其变化规律,在冬季逐月对太湖主要湖区14个位点采集底泥和水样,应用荧光分析法测定样品中藻蓝素含量,以确定冬季太湖各个湖区的藻蓝素分布状况,比较冬季太湖各个湖区水体和底泥中蓝藻的分布差异.实验结果说明与夏季情况不同,相对于西南太湖水域,2007-2008年冬季北太湖水体和底泥中的蓝藻含量均较低,而西南湖区部分区域12月仍出现了蓝藻的聚集,底泥表面的藻蓝素含量也较高,说明调查期间,冬季越冬蓝藻主要分布于西太湖和南太湖. 相似文献
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2009年太湖水域“湖泛”监测与分析 总被引：15，自引：4，他引：11
"湖泛"是太湖水域近年来发生的重要环境灾害问题之一.根据2009年4-10月的太湖"湖泛"易发区巡测和跟踪监测资料,分析了2009年太湖水域"湖泛"发生情况.2009年太湖共发生11次小范围"湖泛",主要发生在太湖西岸、梅梁湾和贡湖湾局部水域.对比近年"湖泛"发生水域的水质指标,以及同期太湖蓝藻水华暴发、湖体水质及其变化情势,认为蓝藻水华强度、频次和面积与2007、2008年相比呈明显的下降趋势,从而可能降低了大面积"湖泛"暴发的机率;同时,2007年以来在太湖北部湖湾的生态清淤工程也降低了北部湖湾发生大面积"湖泛"的可能性.同期水质监测指标显示,2009年同期太湖水质综合评价为Ⅳ类、中富营养状态,而太湖湖西、竺山湖、梅梁湾水域仍为Ⅴ类或劣Ⅴ类,"湖泛"仍时有发生.蓝藻打捞、生态清淤、控源截污、"引江济太"调水是预防太湖"湖泛"的有效措施;同时,加强太湖"湖泛"巡查,建立太湖"湖泛"监测预警系统,及时发现太湖"湖泛",有序、妥善地处置黑臭水体,将对确保太湖饮用水水源地安全起到积极的作用. 相似文献
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富营养化浅水湖泊藻源性湖泛的短期数值预报方法——以太湖为例 总被引：1，自引：0，他引：1
本文建立了一种富营养化浅水湖泊藻源性湖泛的短期数值预报方法.选取表征藻源性湖泛的代表性指标叶绿素a和溶解氧浓度作为预测变量,以天气预报中的风场为驱动力,求解浅水湖泊三维水动力水质耦合数值模型,计算未来3 d浅水湖泊叶绿素a和溶解氧浓度的时空分布,然后结合未来3 d的气象因子信息建立经验公式,计算湖泛易发水域发生湖泛的概率,并进一步确定湖泛发生位置和面积.以太湖为例,采用构建的方法于2013 2014年夏、秋季对太湖7段湖泛易发水域的湖泛发生概率及发生面积进行未来3 d的预测预报,预报正确率在80%以上. 相似文献
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2009—2017年太湖湖泛发生特征及其影响因素 总被引：3，自引：1，他引：2
湖泛是太湖蓝藻水华较为独特的灾害表征形式，也是危害湖泊生态服务功能的主要因素，认知其发生机制、演变特征对湖泊蓝藻水华灾害防控具有重要作用.本文基于2009-2017年江苏省水文部门逐年4-10月对太湖湖泛易发区现场巡查获得的湖泛发生状况数据，结合期间水质、入湖水量、营养盐负荷等环境条件变化监测，分析了太湖水域湖泛发生的时空变化特征，研究了湖泛发生前后的环境因子变化规律，探讨了湖泛强度年际波动成因.结果表明，2009-2017年太湖共发现面积超过0.01 km2的湖泛61起，年发生次数3~17次不等；湖泛发生位置主要集中在太湖湖西沿岸带，9年发生了32次，占总频次的一半以上；其次为梅梁湾；贡湖相对较少，而巡查的东部湖区未发现湖泛事件.通过对湖泛发生日与前10日的环境条件对比分析发现，湖泛发生前5天持续的高温、低压和低风速等气象条件有利于湖泛发生：气温连续高于25℃、气压低于101.0 kPa，有利于诱发湖泛；主导风向为东南风也有利于太湖西北部蓝藻水华严重区域的湖泛发生；大量蓝藻水华物质是湖泛发生的重要物质基础：湖泛发生前10日，湖体平均藻密度基本在1500万cells/L以上.湖泛发生强度还受前一年营养盐外源负荷的影响，湖泛发生频次较高的年份，前一年总磷和总氮营养盐入湖负荷也均处于较高水平.研究表明，尽管2007年无锡贡湖水厂发生饮用水危机以来太湖流域已经开展了大量的水环境治理工程，但是截至目前，太湖的湖泛发生风险仍处于较高水平，在营养盐还未控制到较低水平之前，太湖的湖泛巡查与防控仍是十分必要和艰巨的任务. 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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分析湖泊中磷浓度的变化特征,揭示其变化的驱动机制,是有效实施湖泊水体磷浓度控制的前提.本文整理分析了太湖70年来(1949 2020年)水体磷浓度监测历史资料,对比了太湖不同湖区、不同时间尺度水体磷浓度的差异性及波动性,发现影响太湖磷浓度变化的原因既有人为的因素,也有自然的因素.无论是污染较轻的1950年,还是污染负荷相对较重的近30年,太湖水体磷浓度一直存在较大时空差异性.暴雨引发入湖河流携带磷污染的扩散、风浪扰动引起的内源释放及蓝藻水华期间藻类生物量的大幅时空变化,都加剧了太湖水体磷浓度的不稳定性.近20年的太湖水污染治理对磷浓度的时空分布影响明显,1998年的太湖水污染治理"零点行动",2007年以来的水利调度等系列水污染治理工程,以及2017年以来的藻情变化等,都对太湖水体磷浓度的时空格局产生了影响.然而,高强度治理投入下太湖水体磷浓度依然偏高,其原因与流域建设用地比例增加、人口增加、耕地种植结构变化等外源负荷因素发生变化有关,也与湖体沉水植被退化、出入流结构发生变化、气候变化引发的蓝藻水华扩张等内源强度及水体表观磷浓度决定因素的生态环境变化有关.近70年来太湖水体磷浓度的变化过程对类似大型浅水湖泊的磷控制策略具有启示意义:大型浅水湖泊存在磷浓度较大波动的自然属性,在水环境保护目标考核中应充分考虑其不确定性,制定切实可行的控制目标;在控制策略上应将外源负荷控制放在首位,在流域污水处理厂深度除磷及流域土地利用调整等方面采取措施,实现入湖磷负荷的大幅削减,同时实施湖体生态修复与食物链调控措施,才能逐步实现湖泊水体磷浓度的控制目标. 相似文献
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过去40年,全球气候变暖、辐射变暗和变亮、风速减弱、气候异常波动等自然环境变化以及筑坝建闸、岸堤硬质化和调水引流等强烈人类活动势必会深刻改变太湖湖泊物理环境和过程,驱动湖泊生态系统演化.基于历史文献、档案数据以及气象水文和透明度等长期观测数据,本文系统梳理了太湖气温、水温、风速、水位和透明度等物理环境空间分布和长期变化特征,探讨了气温和风速、水位和透明度相互协同作用机制及其潜在生态环境意义.受全球变化和城市化等影响,过去40年太湖气温和水温呈现显著升高趋势,而近地面风速则表现为持续下降,湖泊增温和风速下降有利于藻类生长和蓝藻水华漂浮聚集,某种程度上增加了蓝藻水华出现频次和集聚的面积.为防洪和满足流域日益增长的水资源需求,闸坝管控和调水引流使太湖水位呈现缓慢增加趋势,而入湖污染物增加和富营养化则造成水体透明度逐渐下降,致使透明度与水位(水深)的比值明显降低,减少了湖底可利用光强,恶化水下光环境,在一定程度上驱动了太湖水生植被和草型生态系统退化.湖泊物理环境长期变化逐渐拓展了太湖藻型生境空间而压缩了草型生境空间,加剧了草型生态系统向藻型生态系统转化和增强了藻型生态系统的自我长期维持.太湖湖泊物理环境的显著变化也会部分抵消流域营养盐削减和湖体营养盐下降对藻类生物量和蓝藻水华的控制,增加了太湖蓝藻水华防控和湖泊富营养化治理的难度.这意味着未来流域控源截污需要更加严格的标准,而湖泊水位等物理环境的有效管控是应对藻华加剧和恢复草型生态系统的适应性管理策略. 相似文献
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太湖蓝藻水华暴发机制与控制对策 总被引：2，自引：0，他引：2
湖泊蓝藻水华暴发由于引发水生态系统的灾害和饮用水安全风险而成为国内外研究的热点之一.太湖蓝藻水华暴发原因多样，其中蓝藻自身的特性是水华暴发的内因，太湖的地理、水文和气象特征为蓝藻水华暴发提供了合适的温度和水动力条件，是蓝藻水华暴发的外因，湖泊草-藻型生态系统的转变以及氮、磷营养盐的高负荷输入更利于蓝藻生长，湖泊氮、磷营养盐四重循环是蓝藻水华不断暴发的维持机制，蓝藻水华暴发与氮、磷营养盐浓度之间存在交互作用关系.太湖蓝藻水华的控制应以陆源控源截污为基础，增加湖泊营养盐输出为重点，实现疏堵有机结合，其中恢复水生植被，重建草-藻结合型水生态系统是太湖湖泊生态修复的关键所在. 相似文献
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基于遥感藻总量和气象因子的巢湖不同湖区藻华预测 总被引：1，自引：0，他引：1
湖泊能为人类提供不可或缺的资源,而全球普遍存在的湖泊富营养化导致的藻华频繁暴发正不断损害湖泊生态环境服务功能.为合理保护湖泊环境和防治藻华危害,需预测藻华暴发.以我国富营养巢湖为研究区,本文构建了一种基于遥感藻总量和气象因子的不同湖区藻华暴发概率预测方法.基于MODIS/Aqua数据,研究首先反演了2003—2019年日尺度的藻华分布和考虑垂向结构的水柱藻总量.然后,统计了西、中和东巢湖的藻华面积,判别了藻华/非藻华日,并匹配日平均藻总量和气象因子.最后,筛选出藻华形成的关键影响因子——藻总量、气温和水汽压,并构建了不同湖区日藻华暴发概率的Logistic预测模型.不同湖区月平均藻总量基本一致,但藻华暴发日占比呈“西高东低”特征.对西、中和东巢湖的藻华/非藻华检验样本,模型精度分别为90%、85%和89.5%,模型也适用于2020年夏秋季和冬春季藻华预测.湖泊藻华暴发是藻类大量增殖并在一定气象条件下的产物,故基于遥感藻总量和气象因子的藻华暴发概率预测科学合理,可推广应用于太湖等其他富营养湖泊. 相似文献