百花湖水体水质参数时空变化分析与富营养化评价

开展百花湖水体水质时空变化分析与多时段水体富营养化评价,对区域居民饮用水安全具有重要的意义。研究基于百花湖2017~2019年4月份(平水期)、8月份(丰水期)、11月份(枯水期)水质数据,采用综合营养状态指数法进行综合评价。结果表明:①百花湖水体水质参数存在较大时空分异,叶绿素a、总氮和高锰酸盐3个水质参数浓度值浮动较大,总磷和透明度相对较平稳;②百花湖水库富营养水平处于中营养-中度富营养之间,年营养水平均整体呈逐年增高后降低的趋势;③5个不同测点中,花桥营养状态最差,岩脚寨和麦西河情况次之,贵铝泵房和大坝情况较好,多呈中营养状态;④百花湖水体营养水平季节差异较大,整体上枯水期水质好于平水期和丰水期。

贵州百花湖鱼体器官及肌肉组织中重金属的分布特征及其与水体重金属污染水平的相关性

通过对鳃、肝脏、肾脏、心脏、背肌、腹肌和尾肌等器官与肌肉中6种重金属(Pb、Cd、Cu、Cr、As和Hg)的调查,分析了百花湖野生鲢和鲤体内重金属含量水平、分布特征及其与水体重金属之间的相关性。在所测4种器官和3处肌肉组织中,鲢和鲤体内重金属平均含量由高到低的顺序为Cu>Pb>Cr>Cd>As>Hg;在鲢和鲤各器官中,Cr和Cu表现出较强的相关性,其相关系数分别为r=0.878(P<0.01)和r=0.972(P<0.01),而Cr和Hg只在鲤体内表现出负的相关性r=-0.782(P<0.05);以6种重金属为依托的鱼体器官自身之间的相关性较强,但各器官与沉积物和水质中重金属平均含量之间的相关性较弱。聚类分析表明,在两种鱼体内,这6种重金属可以分为3类。研究结果表明,Pb主要蓄积在鲤的肝脏和心脏中,Cd主要存在于两种鱼的肾脏中,Cu主要在肝脏及心脏中蓄积,Cr主要蓄积在两种鱼体的肝脏和心脏中,As在鲤心脏中含量较为突出,但在鲢各器官中含量差异不大,Hg在整个鱼体器官及组织中的含量较为均匀,鱼体可食用的肌肉组织中这6种重金属含量普遍较低。沉积物中重金属主要以硫化物形态存在,生物可利用度低,可能是鱼体重金属元素平均含量普遍较低的主要原因。

红枫湖、百花湖沉积物全氮、可交换态氮和固定铵的赋存特征

氮是引起湖泊水体富营养化的关键营养元素之一.本次工作从贵州两个重要水库(红枫湖和百花湖)采集了未受扰动的沉积物样品柱,分析了分层沉积物样品中的总氮、无机交换性氮和固定铵的含量及垂直剖面分布.研究表明,红枫湖和百花湖沉积物中具有较高的全氮含量,平均含量约为沉积物干重的0.36％～0.40％,其垂直分布在埋藏过程中受到成岩作用改造;沉积物交换性氮在沉积物中的赋存受到全氮含量和埋藏环境的双重控制;红枫湖和百花湖沉积物具有较强的吸持固定铵的能力,沉积物固定铵的绝对含量的平均值分别为434.05 mg/kg和416.94mg/kg;分别占全氮的13.53％和12.53％.

红枫湖、百花湖沉积物中磷的存在形态研究

湖泊沉积物中磷存在形态 ,是理解湖泊系统中磷的生物地球化学循环的重要方面 ,对研究湖泊富营养化等环境问题具有重要意义。本次工作中 ,采用连续提取化学分析技术 ,对红枫 -百花湖沉积物中磷的存在形态及其剖面变化进行了研究 ,磷的存在形态包括 :吸附态磷 (LooselysorbedP)、铁结合态磷 (Fe boundP)、钙结合态磷 (Ca boundP)、矿物晶格中结合力强的残留态磷 (Detrial P)和有机态磷 (Organic P)。研究表明 ,两湖沉积物中 ,铁结合态磷 (Fe boundP)所占比例最大。铁氧化物或铁氢氧化物矿物的早期成岩作用 ,是影响沉积物磷地球化学循环的主要方面。

红枫湖百花湖水质及浮游植物的变化

对红枫湖、百花湖进行综合治理前后的水环境质量进行了调查,对水体的浮游植物的种类组成、季节变化、种群数量以及总氮、总磷、COD、硝态氮、亚硝态氮等指标的变化进行了考察和分析。结果表明,“两湖”治理后,水体的K、Na、Ca、Mg、HCO3-等化学成分含量没有明显的质的变化,总氮、总磷、COD、硝态氮等指标以及浮游植物的种类组成、季节变化、种群数量发生着较大的变化。治理后总氮、总磷、COD、硝态氮、亚硝态氮等含量显著减小,浮游植物的种类增加较大,红枫湖的种类数是治理前的1.72倍,百花湖的种类数是治理前的1.68倍,藻类密度也大幅度地减少。治理后未发现“黑湖”和“水华”现象,说明通过对红枫湖和百花湖的综合治理,改善了水质,继续加大对湖泊的综合治理力度,将有可能使湖泊水体远离富营养化。

深水人工湖环境生物地球化学过程研究：以贵州红枫湖-百花湖为例

红枫湖和百花湖地处长江支流乌江水系猫跳河流域,位于黔中人为活动高强度地区,具低纬度-高海拔的地理区位;是河道型梯级开发的人工湖,具碳酸盐岩的地质背景、水寄宿时间小、水深变幅大、水体多功能、农区与覆水区镶嵌等重要特征。红枫湖表层沉积物Pb稳定同位素组成表明其污染具多源特征;剖析百花湖-红枫湖"突发性"水质恶化相互关联水质指标表明"湖泊黑潮"是特定季节、特殊气候条件下,沉积有机质生物氧化作用的耦合;脱氮过程受阻的pH控制导致亚硝酸根浓度增高;维护该湖泊水系环境质量需预防工业污染、流域侵蚀、生活污染并综合治理湖区。

贵州百花湖表层水中不同形态汞的分布规律

均匀布点采集百花湖表层水样44个,对水样不同形态汞含量进行了分析,并现场测定水质参数。采用经典统计学与半变异函数拟合相结合的方法,研究了百花湖表层水中不同形态汞含量的空间变异性。根据半变异函数拟合的结果,在ArcGIS软件的支持下进行克立格插值,以此来揭示百花湖表层水中不同形态汞含量的空间分布规律。研究表明:百花湖表层水中的汞污染主要来自上游,随水体流动汞污染减少;但也有一些区域可能因富营养化而使颗粒态汞和总汞含量增加。

贵州百花湖沉积物磷、氮及有机碳的空间分布特征

采集贵州百花湖沉积物柱芯,测定沉积物总磷(TP)、总氮(TN)和有机碳(Corg)含量,并进行TP、TN及Corg含量相关性分析.结果表明,百花湖沉积物TP、TN及Corg含量平均值分别为976 mg.kg-1,0.34%、2.91%,表层沉积物污染严重,随着沉积物深度的增加沉积物TP、TN及Corg含量逐渐降低.不同沉积物柱芯相同层位TP、TN及Corg含量存在较大差别,表明不同湖区底泥污染程度存在较大差异,在实施内源污染控制工程时需充分考虑这一特点,对不同湖区采用不同的治理与控制措施.

贵州百花湖水体中有机氯农药的残留及健康风险评价

为了研究贵州百花湖水体中有机氯农药(OCPs)对人体的潜在健康风险,在百花湖及其周边布设8个采样点分别采集水样,采用液液萃取-毛细管气相色谱法对OCPs的残留状况进行测定。结果显示,水样中11种有机氯的总含量范围为15.5～43.8 ng.L-1,其中,BHCs和DDTs含量范围分别为3.2～14.6和1.2～7.8 ng.L-1。采用美国国家环境保护局(EPA)推荐的健康风险评价方法的评价结果表明,百花湖水体中OCPs的致癌风险和非致癌风险均低于国际辐射防护委员会(ICRP)推荐的最大可接受风险水平,表明百花湖水体中11种OCPs对人体健康风险处于较低水平。

贵州百花湖麦西河河口后生浮游动物群落结构及与环境因子的关系

为了探明百花湖麦西河后生浮游动物的群落组成及动态特征,于2009年8月至2011年8月对百花湖麦西河河口后生浮游动物进行调查研究.结果表明:百花湖麦西河河口共监测到轮虫29种,丰度为0.16～837.80 ind./L;桡足类浮游动物仅检测到了温中剑水蚤(Mesocyclops thermocyclopoides)和猛水蚤(Harpacticella sp.)2种,以无节幼体和桡足幼体为主,其丰度为0～642.75 ind./L;枝角类浮游动物9种,丰度为0～31.20 ind./L.后生浮游动物的丰度主要由轮虫和桡足类组成,轮虫丰度比例为4.09%～100%,桡足类丰度比例为0～95.64%.前节晶囊轮虫(Asplanchna priodonta)、卜氏晶囊轮虫(Asplanchna brightwelli)、裂足臂尾轮虫(Brachionus diversicornis)为轮虫类的主要优势种,最高丰度分别达到424.88、392.20和61.99 ind./L;长额象鼻溞(Bosmina longirostris)为枝角类优势种,最高丰度达到27.93 ind./L.轮虫丰度与透明度、总氮、硝态氮呈极显著正相关;枝角类丰度与透明度、硝态氮呈极显著正相关,与温度呈极显著负相关.

百花湖、阿哈水库底泥及营养盐蓄积量的估算

根据对百花湖、阿哈水库底泥分布、底泥厚度的调查情况及总氮、总磷、COD的含量测定,估算了湖库底泥和相关污染物的蓄积量。百花湖底泥平均厚度为34.3 cm,底泥干重140.9×104t。阿哈水库底泥平均厚度为45.8 cm,底泥干重84×104t。百花湖底泥中总氮、总磷、COD蓄积量分别为5400 t、1600 t、72000 t,阿哈水库底泥分别为3100 t、900 t、35900 t。并利用x射线能谱仪对底泥化学主元素进行分析。

百花湖水体氮的空间分布研究

初步探讨了百花湖水体中氮的空间分布特征,并分析了氮及溶解氧(DO)的相关性。对8个站位的表层、4m、8m及12m水体中总氮、氨氮、硝酸盐氮、亚硝酸盐氮及溶解氧进行了测定。结果表明,百花湖水体中总氮的平均含量为1.18mg/L,氨氮的平均含量为0.144mg/L,硝酸盐氮的平均含量为0.20mg/L,亚硝酸盐氮的平均含量为0.018mg/L。百花湖入湖口附近的1号采样点总氮、氨氮和硝酸盐氮的平均浓度都较其它采样点高。分析表明百花湖中DO浓度与硝酸盐氮和亚硝酸盐氮呈负相关,相关系数分别为-0.629、-0.724。

红枫湖、百花湖重要点源排污现状调查

对红枫湖、百花湖重要点源排污情况作了现状调查。调查结果表明:红枫湖重要企业污染源为天丰公司、安顺化肥厂、贵州化肥厂、清镇发电厂,并且天丰公司渣场的磷石膏是潜在的重要污染源;百花湖重要企业污染源为贵州水晶集团、贵阳煤气气源厂。

百花湖沉积物孔隙水中溶解有机质的光谱特性

运用紫外-可见吸收光谱法和分子荧光光谱法对云贵高原水库之一的百花湖中的天然溶解有机质（DOM）进行研究．试验显示百花湖沉积物孔隙水DOM的荧光指数处于1．43～1．76之间，从总体而言f450/f500值更接近于1．5；百花湖孔隙水DOM的E3／E4值范围在2-5之间，绝大多数在2～3之间，现位于水流上游2、3号点以及中游的5号点的E3／E4值最大；对沉积物孔隙水DOM在254nm和280nm处吸光度值的分布特征进行研究，推断出溶解有机碳（DOC）浓度从大到小的采样点依次是8〉6〉1〉7〉5〉10〉9〉4〉3〉2；百花湖沉积物孔隙水DOM的3D-EEM均出现4个明显的荧光峰，峰A和C为类紫外区和可见光腐殖酸荧光，峰B和D为类富里酸荧光；荧光峰强度除个别样品外大体上随着沉积深度的增加，荧光峰强度呈上升趋势；百花湖的r（A／C）值在0．57—0．71之间，r（D／B）值在0．66～0．92之间，与r（A／C）比较接近，且均随着沉积物深度而下降，所以百花湖沉积物孔隙水中r（D／B）与r（A／C）值之间有着一定的相关性．结果表明百花湖沉积物孔隙水DOM中的腐殖质主要来源于陆源输入，沉积物间隙水的DOM的富里酸与腐殖酸物质可能有相同的来源，或者两者结构有特殊关系；百花湖长期主要受到点源污染而非面源污染，而且在过去很长一段时间和现在工业发展的时期污染源的地点和程度有所不同，污染源发生了转移．

贵阳市红枫湖、百花湖饮用水源地污染现状及防治对策

在讨论贵阳市重要引用水源——红枫湖、百花湖水污染现状、危害和直接原因的基础上,提出对人水和谐认识不足是"两湖"十多年持续治理和保护没有取得有效进展的根本原因;"两湖"水资源功能定位不到位是关键原因;管理体制不顺、法制不健全、无序发展是造成"两湖"水质污染的重要原因;跨区域管理机制和生态补偿机制尚未建立是"两湖"治理和保护的难题;生产方式没有根本转变,节能减排难度大和缺乏防治水污染的公众参与机制等是主要原因。针对原因和困难,提出了加快"两湖"治理和保护的建议和对策。

贵州百花湖消落区土壤磷赋存形态初步研究

应用磷形态标准测试程序(SMT)对百花湖(水库)消落区土壤磷赋存形态进行了分级测定,分析了各形态磷之间与样品理化性质如有机质、pH、总氮和含水率的相关性。结果表明,百花湖消落区1区全磷含量平均为1239.9mg/kg,2区为1097.4mg/kg,3区为1041.5mg/kg;各形态磷中有机磷占全磷的百分比1区为58.7%,2区为55.1%,3区降至54.7%;消落带土壤中的磷以有机磷为主,无机磷为辅。铁铝结合态磷则是无机磷的主要组分,其中1区为77.1%,2区为66.7%,3区为61.4%;全磷、有机磷和铁铝结合态磷含量的总体变化趋势为1区>2区>3区;而钙结合态磷含量却呈现出3区>2区>1区。有机磷与全磷显著性相关,是土壤中磷素增加的主要因素;无机磷与铁铝结合态磷和钙结合态磷显著性相关,二者的增加和减少对无机磷的含量具有显著影响;全磷与有机质、酸碱性显著相关;有机磷与有机质,钙结合态磷与酸碱性之间均呈现出显著性相关,表明土壤的有机质和酸碱性影响磷的含量和分布。

百花湖水库表层沉积物中PAHs生态风险评价

2010年11月20日采集贵阳市百花湖水库4个站点表层沉积物样品,参照美国EPA标准方法,采用气相色谱与质谱联用(GC/MS)技术,对表层沉积物样品中多环芳烃(PAHs)进行检测分析。结果表明,百花湖水库表层沉积物样品中16种PAHs的总含量为714.8-1 167.1 ng/g,平均值为862.95 ng/g,能检出的PAHs均以2-4环的芳香物为主,多环芳烃主要来自于化石燃料和生物质的燃烧。风险评价结果表明,严重的多环芳烃生态风险在百花湖水库沉积物中不存在,仅苊、芴和二苯并(a,h)蒽含量介于毒性效应区间低值(ERL)和毒性效应区间中值(ERM)之间,PAHs对生态环境的影响目前处于较低风险水平。

贵州百花湖夏季浮游植物昼夜垂直分布特征

为了探讨浮游植物在水体中的昼夜垂直分布格局,于2012年7月31日至8月1日对百花湖(水库)浮游植物进行昼夜24 h定点分层研究。研究结果表明:蓝藻、绿藻、硅藻种类数在水体中具有明显的分层现象,蓝藻种类数在0.5—2 m居多,绿藻种类数在0.5—6 m明显多于7—14 m,硅藻种类数主要分布在6 m及以深的水层中。湖泊假鱼腥藻(Pseudanabaena limnetica)为绝对优势种,相对丰度为82.69%。8:00时湖泊假鱼腥藻在2—3 m处聚集程度最高,10:00时聚集程度最高的水层上升至0.5 m,10:00—12:00湖泊假鱼腥藻的细胞丰度由0.5 m向2 m扩增,12:00时在2 m处达到全天峰值,此时0.5 m处的细胞丰度是除6:00外的最小值,12:00—14:00湖泊假鱼腥藻的细胞丰度由2 m向0.5 m扩增,16:00时又大量聚集于1 m处,说明湖泊假鱼腥藻在白天具有明显的垂直迁移现象;湖泊假鱼腥藻丰度的MI指数白天在1.45—2.07之间,夜间在1.40—1.46之间,变化趋势与时间深度等值图结果相符,说明湖泊假鱼腥藻在水体中昼夜均呈聚集分布,且白天的聚集程度及变化幅度大于夜间;百花湖浮游植物总丰度的昼夜垂直分布格局与湖泊假鱼腥藻一致;水体中浮游植物总丰度和湖泊假鱼腥藻丰度夜间低于白天。光照的昼夜交替和水柱温差的昼夜变化是影响浮游植物总丰度和湖泊假鱼腥藻垂直分布格局昼夜变化的重要环境因素。

贵州百花湖水库水体透明度的时空变化及影响因子

为给水库管理和富营养化防治提供科学依据,分析了百花湖水库水体透明度的时空分布,并对透明度与主要环境指标的相关性进行了分析。结果表明:监测期间百花湖水库水体透明度变化范围在0.5～2.3m,平均值为1.42m,各采样点透明度差异不明显且季节变化过程一致,透明度自春末夏初开始降至最低水平,夏末入秋持续升高,冬季维持在较高状态,入春后下降。对透明度和主要环境指标的相关性分析发现,叶绿素a是百花湖水库水体透明度的主要影响因子,溶解氧、水温、pH值和N/P对透明度的影响是间接的。

红枫湖、百花湖水源、污染源主要营养元素及污染物调查

从１９９６年５月至１９９７年７月对红枫湖的入湖河流：猫跳河、羊昌河、麻线河及后六河水源中的主要营养元素及污染物进行了调查。同时对红枫湖、百花湖周边几家大厂矿的工业污水及生活污水进行了监测。