巢湖及入湖河流氮素变化特征分析

基于安徽省地表水环境质量监测网监测数据,研究了2013—2022年巢湖主要入湖河流和湖体氮素变化特征。结果表明:10年来,主要入湖河流和湖体总氮年均值范围分别为2.93~6.52 mg/L、1.18~1.72mg/L,氨氮年均值范围分别为0.49~4.98mg/L、0.10~0.44mg/L,入湖河流总氮、氨氮浓度均远高于湖泊。入湖河流和湖体氮素呈现出较为相似的年际变化、季节变化和月度变化特征,总氮、氨氮浓度均冬、春季高,夏、秋季低。巢湖入湖河流新旧污染同时存在。对于Ⅴ类和劣Ⅴ类等污染严重的水体,氨氮占比较高;水质较好的水体,氨氮占比较低。

土地利用对兴凯湖入湖河流水质影响及生态修复策略

兴凯湖是中俄跨境湖泊,其水质变化受到国际社会的高度关注,入湖河流水质状况对兴凯湖水质有着重要影响。以兴凯湖中国境内流域为研究区域,基于内梅罗污染指数法、方差分析、冗余分析、聚类分析等方法,分析兴凯湖入湖河流水质污染特征,探究流域土地利用结构对河流水质的影响,并据此提出入湖河流分类修复策略。结果表明:兴凯湖入湖河流水质为GB3838—2002《地表水环境质量标准》Ⅲ类~劣Ⅴ类,化学需氧量、总磷、高锰酸盐指数是主要超标因子;兴凯湖入湖河流丰水期水质整体优于平水期,大兴凯湖入湖河流水质整体优于小兴凯湖;兴凯湖流域土地利用对入湖河流水质的解释度在丰水期和平水期分别为52.31%和45.38%,耕地对河流水质产生负面影响,林地、水体对入湖河流水质起改善作用,而人造地表、草地在不同水期对入湖河流水质的影响不同。基于入湖河流水质、流域土地利用结构的聚类分析,将兴凯湖入湖河流分为生态保育型、生态修复型和综合治理型3种类型,并提出了具有针对性的治理与修复策略。

邛海入湖河流水质及其湖区响应特征(2011-2021年)

邛海是云贵高原水域面积>25 km^(2)的11个天然湖泊之一。基于邛海入湖河流与湖区水质监测数据,揭示入湖河流水质特征,并探究其湖区响应。结果表明:2021年,邛海入湖河流水质空间异质性显著,且分为自然型、农业型和城镇型3种类型河流。官坝河等3条自然型河流水质优良,而高仓河等8条城镇型和农业型河流(R4~R11)水质较差,污染物浓度超标严重。2011—2021年,邛海主要入湖河流(官坝河、鹅掌河、小青河)的营养盐浓度呈下降或先增加后下降趋势,水质逐渐改善。流域土地利用变化是导致邛海入湖河流水质空间异质性的主要因素,同时也是河流水质在2011—2021年改善的原因之一。受湖泊水文环境与入湖河流污染类型影响,2017—2021年邛海湖区水环境及其与河流水质响应关系差异性明显:高枧湾水域(L5)水深浅、水环境容量小,主要受纳城镇污水,因而湖区营养盐与叶绿素a浓度高,在2021年达富营养状态;官坝河、鹅掌河与小青河入湖影响区(L1~L3)与小渔村(L4)水域湖水深、水环境容量大,污染物浓度与营养状态指数低,但因汇入的河流污染类型不同,湖区营养水平与河流水质响应存在季节性差异。另外,从污染治理区域来看,入湖河流R4~R11和湖区L5水域应是目前邛海流域水环境修复的重点。

洞庭湖及入湖河流总磷浓度时空变化分析

总磷已成为湖南省地表水的首要污染物。为打赢洞庭湖总磷污染控制与削减攻坚战,以洞庭湖及其10条入湖河流断面为对象,监测其“十三五”期间和2021年断面水质,进而探明了洞庭湖流域总磷时空变化规律。结果表明:长江四口(松滋河、虎渡河、藕池河、华容河)、环湖河流(汨罗江和新墙河)及入湖口总磷浓度明显高于湘江、资江、沅江和澧水干流,同时远高于湖库Ⅲ类水质限值;洞庭湖益阳和常德湖区明显要低于岳阳湖区。沅江、澧水和华容河的总磷浓度年际变化整体呈下降趋势,其他河流基本都呈先降后升趋势。故研究建议将长江四口、环湖河流和洞庭湖岳阳湖区作为后续精准管控的重要水域。

太湖及其主要入湖河流沉积磷形态分布研究

选择了我国第三大浅水湖泊——太湖及其主要入湖河流进行沉积磷形态的连续提取研究。太湖湖区沉积磷中不稳态磷(LP)及铝结合态磷(Al-P)含量很低,其余形态磷为铁结合态磷(Fe-P)<钙结合态磷(Ca-P)<有机磷(Org-P)。河流沉积物中有机磷的相对含量高于湖泊沉积物,绝对含量平均值约为湖泊沉积物的3.9倍,铁结合态磷的绝对含量约为湖泊沉积物的3/4,湖区沉积物Fe-P含量与水体中PO3-4、Chla呈显著正相关关系,同时与间隙水的氧化性呈显著负相关关系。太湖各湖区沉积物的磷形态表现为空间差异较大,活性组分的差异性要大于活性较差的组分。总的来说北部湖区沉积物中Fe-P和Org-P含量高于其他湖区,这与太湖北部湖区水体高营养级和藻类爆发关系密切。湖区沉积磷的垂直分布规律较复杂,既有随深度增加的,也有随深度降低的,河流沉积物同样如此。这与太湖及河流生态条件、污染物排放以及沉积动力学条件不同有关。

滇池入湖河流磷负荷时空变化及形态组成贡献

研究了2013年滇池主要入湖河流总磷（TP）及各形态磷浓度的时空变化与入湖负荷特征,并探讨了不同形态磷的入湖负荷贡献.结果表明：（1）滇池河流入湖TP浓度在0.11~1.93 mg/L之间,以溶解性无机磷（DIP）和颗粒态磷（PP）为主,溶解性有机磷（DOP）浓度较低;（2）滇池河流入湖磷负荷总量为280.51 t/a,绝大多数河流主要以DIP形态入湖,平均贡献率为43.48%;PP形态入湖负荷次之,平均贡献率为31.64%;DOP入湖负荷较低,平均贡献率为24.88%;（3）DIP入湖负荷贡献率较高值出现在3、4和11月的枯水期,平均入湖负荷贡献率达到55.30%;PP入湖负荷贡献率较高值出现在1和7月,平均入湖负荷贡献率为56.14%;DOP入湖负荷贡献率月变化差异较小,最高值出现在12月,贡献率为21.85%;（4）研究滇池入湖河流污染负荷不仅要考虑溶解态无机磷的贡献,而且需要重视PP和DOP负荷,控制滇池入湖河流污染负荷需要考虑不同河流不同形态磷负荷组成及月变化差异特征,有针对性地采取相应措施.

巢湖四条入湖河流硝态氮污染来源的氮稳定同位素解析

采用氮稳定同位素技术对巢湖四条主要污染输入河流(南淝河、十五里河、派河和双桥河)的氮污染状况和硝态氮来源进行研究.结果表明,巢湖四条入湖河流氮污染最严重的是十五里河,其次是南淝河和派河,双桥河的污染相对较轻.硝态氮的稳定同位素分析结果表明,巢湖四条入湖河流的硝态氮污染物在季节上受到不同因子的影响.十五里河和南淝河的硝态氮污染主要来源于城市生活污水和工业废水;派河的硝态氮污染在冬季主要来源于工业废水,春季来源于农业面源,而在夏季主要受到雨水的影响;双桥河的硝态氮污染冬、春季主要来源于农业面源,夏季主要受雨水的影响.此外本研究结果还表明巢湖四条主要入湖河流的氮污染源主要为铵态氮,因此今后要对铵态氮的来源进行同位素示踪.

不同时空尺度下土地利用对洱海入湖河流水质的影响

土地利用与入湖河流水质的关系存在时空差异。以洱海西部入湖河流及其小流域为研究对象,综合空间分析和数理统计手段,探讨两者随空间尺度和时间变化的关系,结果表明:选取的小流域、河岸带30m缓冲区、河岸带60m缓冲区和河岸带90m缓冲区4种尺度下,对入湖河流水质影响显著的土地利用类型为建设用地和植被(包括林地和牧草地),影响最大的空间尺度为小流域尺度,河岸带30m缓冲区次之;小流域尺度下,建设用地面积百分比与入湖河流COD和TP浓度呈正相关,植被面积百分比与NH_4^+-N浓度呈负相关,响应土地利用的主要水质指标为TN和TP,回归调整系数分别为0.624和0.579;季节性关联分析表明建设用地与COD、NH_4^+-N、TP的回归关系在雨季强于旱季,植被与COD、TP的回归关系在雨季强于旱季,雨季建设用地和植被面积变化引起COD浓度变化更快。在流域管理中,针对植被覆盖率低、建设用地占比高的白鹤溪和中和溪应重点加强雨季土地利用管控,增加植被覆盖率,合理开发建设用地。

巢湖及其入湖河流表层沉积物营养盐和粒度的分布及其关系研究

为识别巢湖及其入湖河流的主要污染特征及其来源,测定了巢湖及其入湖河流34个采样点表层沉积物总氮(TN)、总磷(TP)、无机磷(IP)、有机磷(OP)及有机质(OM)浓度,分析了TN、TP、IP、OP、OM浓度及粒度分布间的相关性。结果表明,巢湖西半湖区沉积物营养盐浓度明显高于东半湖区,巢湖中部沉积物营养盐浓度明显偏低。南淝河沉积物营养盐浓度明显高于其他入湖河流,并在流经合肥市的下游处达到最高值。相关性研究表明,沉积物中TOC与TN,TN与OM,TP与IP表现出显著相关性,表明沉积物中氮主要以有机氮的形态存在,与有机氮相比,沉积物中无机氮浓度相对恒定,沉积物中磷主要以无机磷的形态存在;TN与TP、IP也表现出显著相关性,表明沉积物中氮磷来源具有同源性。随着沉积物粒径的增大,沉积物粒径与TOC、TN、TP、IP的相关性变差。

坦噶尼喀湖东北部入湖河流表层沉积物中磷的形态和分布特征

磷是坦噶尼喀湖生态系统中必不可少的营养元素,直接决定湖体初级生产力的高低,进而影响到周边居民对于动物蛋白的获取来源.为了解坦噶尼喀湖磷的外源输入,选择湖泊东北部的入湖河流,对表层沉积物(16个样点)中总磷(TP)和各形态磷含量及其分布特征进行分析,并探讨磷的形态分布特征与土地利用方式之间的相关关系.结果表明,入湖河流沉积物TP含量为73.05~239.94 mg/kg,平均含量为152.64±55.37 mg/kg,其中最高值出现在马拉加拉西河口.采用Psenner法对磷进行连续浸提并比较不同形态磷含量,由高及低依次为铁铝结合态磷(Fe/Al-P)>钙结合态磷(CaP)>有机磷(Org-P)>残渣态磷(Res-P)>弱吸附态磷(Labile-P).土地利用类型对TP及各形态磷含量影响较大,其中TP含量表现为河口湿地>城镇附近>林草地区,表明地表径流和人类活动会对TP含量产生影响,而对于不同形态磷含量,Laible-P、Fe/Al-P、Org-P含量均表现为河口湿地>林草地>城镇附近,Ca-P、Res-P含量均表现为城镇附近>河口湿地>林草地.分析沉积物理化性质与各磷形态之间的相关性,发现沉积物总氮(TN)、有机质和总有机碳与Fe/Al-P、LabileP和TP相关性较好,与Org-P、Ca-P和Res-P相关性较差,表明TN和有机质的输入,会伴随沉积物中磷含量的升高,其增量的赋存形态主要为氧化还原敏感态磷和Labile-P.沉积物粒径组成与各磷形态含量存在相关性,细粒径沉积物与各形态磷含量呈显著正相关,粗粒径沉积物与各形态磷呈显著负相关,表明细小颗粒更易吸附磷.

新疆艾比湖主要入湖河流精河与博尔塔拉河三维荧光光谱特性及其与水质的关系

以艾比湖主要入湖河流——精河与博尔塔拉河为研究对象,分别分析了精河与博尔塔拉河的水体溶解性有机质(DOM)的组成结构及水质参数与荧光指数的关系.利用平行因子分析法对三维荧光光谱(EEM)分析发现,精河与博尔塔拉河均含有C1(260/420 nm)腐殖酸等有机质、C2(240,240/490 nm)UVC类腐殖质、C3(220/280,300/450 nm)蛋白质类有机质和C4(260,270/530 nm)类腐殖质,且不同荧光组分结构具有一定差异性.为了进一步了解DOM组分特征,采用三维荧光区域积分法分析各区域标准体积百分比,结果表明精河与博尔塔拉河EEM的区域Ⅰ与区域Ⅱ蛋白质有机质含量最高,区域Ⅲ富里酸含量最低.相关性分析表明,主要入湖河流的水质参数与荧光指数中,自生源指数(BIX)与总氮(TN)浓度以及腐殖化指数(HIX)与铵态氮(NH_4^+-N)浓度的相关性较强,相关系数分别为0.831和0.684,且具有显著性;HIX与TN浓度的相关系数为0.604,达到显著性水平.进而对相关性较强的水质参数与荧光指数进行3次拟合,其中HIX与NH_4^+-N浓度的拟合效果最好,相关性系数为0.908,其次是BIX与TN浓度,相关性系数为0.844.总之,通过分析精河与博尔塔拉河三维荧光特征,以及探讨荧光指数与水质参数的关系,可为治理干旱区水环境问题提供理论依据和参考.

滇池入湖河流“十一五”综合整治效果分析

滇池是中国"三河三湖"治理的重点湖泊之一,是中国著名的高原淡水湖泊。"十一五"期间,昆明市政府加大对滇池入湖河流的综合整治力度。纳入水质监测的29条主要入湖河流中,通过分析综合污染指数和有机污染指数,评价"十一五"期间的入湖河流水污染综合整治效果。结果表明,经过大力整治,滇池大部分主要入湖河流的水质改善明显,综合污染指数和有机污染指数均大幅下降,河流污染整治效果显著;但部分河流的综合污染指数和有机污染指数仍明显升高,河流水质有进一步恶化趋势,入湖河流综合整治工作仍任重而道远。

云南抚仙湖主要入湖河流有机碳来源辨识

通过对云南抚仙湖流域土壤、植被和主要入湖河流有机碳含量和碳同位素组成的对比研究,探讨了抚仙湖主要入湖河流有机碳来源、空间分布特征及其影响因素。结果表明,抚仙湖入湖河流溶解有机碳(DOC)含量较高,变化范围为2.79~38.02mg/L,且呈西部(19.20mg/L)>北部(13.82mg/L)>东部(3.37mg/L)的分布特征;河流颗粒有机碳(POC)含量较低,变化范围为0.22~2.68mg/L,且北部(0.84mg/L)>西部(0.56mg/L)>东部(0.40mg/L)。抚仙湖主要入湖河流水体δ^(13)C_(DOC)值变化范围为-12.6‰^-25.5‰,且随DOC含量增大而略呈偏负趋势,表明抚仙湖入湖河流DOC除来源于流域土壤侵蚀外,农业面源污染和生活污水排放也是重要的贡献源。抚仙湖入湖河流水体δ^(13)C_(POC)值主要分布范围为-23.2‰^-27.0‰,与流域土壤及植物δ^(13)C一致,远离内源POC的δ^(13)C范围,指示河流POC主要来源于流域土壤侵蚀和植物碎屑输入。

江苏省太湖流域入湖河流污染物入湖总量监测

介绍了江苏省太湖流域主要污染物入湖总量研究性监测结果,提出了主要入湖河流总量核定办法和简易测流方法,并优化了监测频次。

太湖流域流经不同类型缓冲带入湖河流秋、冬季氮污染特征

为研究太湖流经不同类型缓冲带的入湖河流水体氮污染特征,于2011年9 12月连续对流经4种不同类型缓冲带入湖河流沿程共32个样点进行采样,分析各样点的氮浓度及变化趋势.结果表明,流经农田型缓冲带入湖河流中总氮浓度由缓冲带外进入缓冲带内不断减小,到入湖河口处有轻微上升;流经养殖塘型、村落型缓冲带入湖河流中总氮浓度由缓冲带外进入缓冲带内变化不大,到接近入湖河口时浓度显著升高;流经生态型缓冲带入湖河流中各氮元素形态沿程不断降低.在流经4种类型湖泊缓冲带入湖河流中,流经农田型、养殖塘型和生态型缓冲带的入湖河流以硝态氮为氮元素的主要存在形态,而流经村落型缓冲带的入湖河流中硝态氮和铵态氮同为氮元素的主要存在形态.总氮浓度、铵态氮浓度与缓冲带类型均呈极显著正相关关系,外源污染排入对流经缓冲带的入湖河流中氮元素总量及形态产生较大影响.流经生态型缓冲带入湖河流净化效果最佳,总氮、硝态氮和铵态氮浓度削减率分别为60%、53%和61%.

组合生态浮床在滇池入湖河流治理中的应用

采用一套由植物浮床和填料浮床组合而成的生态浮床系统治理滇池入湖河流大清河,考察了组合浮床对入湖河流水质的净化效果。结果表明,组合生态浮床对水体中COD、TN、TP的去除效果较好,其面积污染负荷去除率分别为401.5、50.0、5.44 mg/(m2.d),年平均去除率分别为5.16%、4.2%和7.91%,水质的改善效果明显。

洱海10条入湖河流缓冲带三圈内氮含量沿程变化

2013年7月采集了10条洱海入湖河流缓冲带三圈（外圈、内圈、中圈）内沿程34个断面的表层水样,测定了水样中总氮、可溶性总氮和氨氮的含量,分析其空间分布特征.结果表明,缓冲带内3个采样点的水质变化规律有9种类型：连续升高型,连续降低型,先降低后升高的＂V＂字型,先升高后降低的倒＂V＂字型,平稳型,先升高后平稳型,先下降后平稳型,先平稳后降低型,先平稳后升高型,10条洱海入湖河流水体ρ（TN）较高,平均值为2.93mg/L,特别是内圈入湖河口处ρ（TN）平均值为3.74mg/L,对洱海威胁较大,应加大河道治理,完善缓冲带内圈村落管网收集系统和垃圾处理设施.其中,茫涌溪、黑龙溪和清碧溪流域缓冲带ρ（DTN）为0.30～2.31mg/L,占TN比例的平均值为81%,中圈水体中氮负荷明显较内圈和外圈的高,应通过测土平衡施肥以及有机肥增施来降低化肥使用量,减少农田污染物随径流流失.考虑入湖河流水质上游普遍较好,中游开始恶化,建议在缓冲带外圈建设生态砾石床、生态塘和地下渗透池等生态截蓄净化工程.

土地利用驱动下洱海流域入湖河流水质时空分布规律

为更好地保护湖泊流域水环境,以洱海流域三大主要入湖水系为研究对象,采用空间分析、统计分析与模型相结合的方法,对2014年入湖河流水质对洱海水质的影响及土地利用驱动下的水质变化特征进行分析。结果显示:2014年三大主要入湖水系COD、TN、TP、NH4+-N均超过Ⅱ类水功能要求,TN、TP是主要污染因子;入湖河流水质存在时空差异,整体水质雨季较差,氮磷重污染区域为波罗江水系,苍山十八溪水系次之,北三江水系氮磷浓度相对低,但季节性差异显著。入湖河流与湖泊水质时空关联密切,雨季两者关联更强;空间上除TN外,入湖河流与湖泊污染分布规律基本一致。全流域尺度下COD与植被面积百分比呈显著负相关(P<0.05);TN、TP与建设用地面积百分比极显著正相关(P<0.01),与其他用地面积百分比呈显著负相关(P<0.05)。而由于三大入湖水系COD、TP、NH4+-N存在显著的空间异质性,采用地理加权回归模型进一步分析发现,COD与植被面积百分比、TP与建设用地面积百分比的回归关系随着空间位置变化有较大差异,前者相关关系由正相关转为负相关,拟合程度由南向北递增,后者在整个流域均呈正相关,拟合程度在西部苍山十八溪水系和北部入湖区域较高。因此建议流域污染治理应以雨季面源污染控制为主,重点加强波罗江水系面源污染综合治理,以及苍山十八溪水系城镇地表径流管控,同时应优化北三江植被等生态用地对径流的截蓄净化功能。

太湖入湖河流总氮质量浓度限值计算

建立了太湖水量水质数学模型,结合该地区的水文特征和实测数据,对流场和浓度场进行了模拟和对比,计算得到入湖河道产生的污染混合带,利用太湖主要入湖河流污染物通量模型,根据90%保证率月均入湖水量条件以及混合带范围限制要求(3 km2),确定了太湖入湖河流总氮质量浓度限值.结果表明:采用太湖水量水质数学模型得到的太湖流场、浓度场计算值与实测值均相差不大,入湖河流总氮质量浓度限值为Ⅰ类水0.5mg/L、Ⅱ类水1.5 mg/L、Ⅲ类水3.0 mg/L、Ⅳ类水4.0 mg/L、Ⅴ类水5.5 mg/L,该限值可为入湖河流总氮标准的制定提供依据.

滇池入湖河流治污新技术体系构建及案例分析

"十一五"期间,滇池入湖河流治理未考虑河流分类的特点,几乎按照统一工程治理,一些技术应用较少考虑适用条件(如地域性)的影响,使得目前入滇河流治理尽管取得一定的成效,但依然存在一定问题,包括污水收集率低,面源治理效果有限,水源补给量少等。如何有效解决这些问题是入滇河流后续治理的重点与方向。为此,论文有针对性地提出了一套包含14项适合滇池流域入湖河流污染治理的新技术体系,并从点源、面源、底泥、生态需水量、水质及水生态6方面详细分析相关治理技术指导不同类型入滇河流治理的适应性与可行性;同时,以盘龙江为案例,结合新技术体系,有针对性地提出相应的后续治理技术体系建议,以期为入滇河流后续治污工程提供技术理论支撑。