水位变化对湖泊沉积物营养释放的影响

水位波动可有效调节湖泊生态系统的结构与功能,干湿交替过程引起的沉积物生物地球化学循环途径的改变是其重要机制之一。大量研究结果表明,干湿交替将加速沉积物有机碳的分解,强化沉积物硝化与硝化作用的偶联,促进沉积物磷的酶促水解和厌氧解离,从而增加再度淹没之后水中溶解有机碳和生物可利用性磷的浓度,并减少溶解无机态氮的浓度。有机质的分解是上述过程的关键步骤。因此,必须系统描述湖泊水陆界面土壤和沉积物基本理化性状与水生生物特征,分析干旱过程中沉积物生物地球化学循环途径的变化,了解淹没过程中水柱营养状态与浮游生物群落对沉积物营养释放的响应,从而揭示水位波动调控富营养化过程的机制,即诱发营养脉冲或维系其持续补给,改变营养阈值,进而导致稳态转换。

底泥营养释放对城市景观水质影响的模拟研究

通过对天津市卫津河夏末底泥开展室内模拟,探讨重度富营养化河道底泥的氮、磷释放以及与上覆水浮游藻类种群变动的相互关联。结果表明:(1)以富营养湖水为上覆水较之蒸馏水能更快促进底泥氮、磷的释放。以湖水、蒸馏水为上覆水的处理组氨氮极大值分别为4.36、3.61mg/L;溶解性正磷酸盐极大值分别为110.3、81.9μg/L。(2)湖水样品室内培养后,优势蓝、绿藻门的细胞密度与生物量都成倍增长。添加底泥开展培养,蓝藻门和硅藻门快速增殖,绿藻门的生长因溶解性正磷酸盐的竞争与消耗而受到抑制。底泥营养释放导致上覆水层富营养化程度加剧,硅藻门的梅尼小环藻(Cyclotella meneghiniana)被大量检出且增殖迅速。(3)上覆水为蒸馏水时,氮、磷营养自底泥的持续释放,促使绿藻门的土生绿球藻(Chlorococcum humicola)成为绝对优势种,藻类总生物量最高。

向家坝水库沉积物理化特性及其营养释放风险

为了解向家坝水库沉积物碳、氮、磷营养负荷及其释放风险,采集水库不同位点的沉积物检测其理化性状,通过室内静态模拟试验评估营养盐释放风险.结果表明,沉积物以细小颗粒粉沙和黏土等为主,粉砂占比最高;pH呈中性至弱碱性;含水率较高;氧化还原电位表现为较强还原性.总氮(TN),总磷(TP)和总有机碳(TOC)的质量含量分别为(1.03±0.19)g/kg,(0.78±0.13)g/kg,(8.30±2.07)g/kg.沉积物营养盐空间分布特征总体表现为干流高于支流库湾,坝前湖泊区高于库中过渡区;垂向方向变化幅度小,无明显规律.静态模拟释放试验结果表明TN,TP释放通量分别为1.48~5.26 mg/(m·d)和1.46~2.10 mg/(m·d);空间上呈现干流TN释放通量高于支流,支流TP释放通量高于干流的特征;TOC含量处于较低水平和较低的生态风险.TN与TP的来源多样,为水库的潜在污染源.

蓝藻消亡分解过程中的水质变化及营养盐释放特征

为研究蓝藻消亡分解对湖泊水质及水体营养盐的影响,从巢湖藻类水华易发区收集新鲜藻浆,在室内进行了蓝藻消亡分解实验,探讨蓝藻消亡分解过程中的水体溶解氧(DO)、总氮(TN)、总磷(TP)等理化指标的变化。研究结果表明,在蓝藻消亡分解过程中,水体DO和氧化还原电位(ORP)会在短时间内迅速下降,最低值分别达0.1 mg/L和-200 mV,使水体处于厌氧强还原状态;蓝藻中的营养盐会快速向水体中释放,导致水体氮磷浓度持续升高,使水体TN、氨氮(NH_(3)-N)、TP最大浓度分别达到初始浓度的2.15、1.18、2.60倍。在蓝藻消亡分解过程中,水体营养盐浓度与藻类生物量呈显著负相关。对蓝藻聚集区内的蓝藻开展快速有效打捞,对于遏制蓝藻污染十分必要。

有机肥营养元素释放的研究进展

综述了含水量、温度、C/N等因素对有机肥营养释放的影响、不同种类有机肥在不同类型的土壤中营养转化的规律,以及有机肥中氮、磷、钾素释放的相关研究。

沉积物─水界面营养盐释放研究Ⅰ.根际土壤溶液采样器在底泥氮释放研究中的应用

采用根际土壤溶液采样器（Ｒｈｉｚｏｎ－ＳＭＳ）和自制的培养容器对厌氧条件下西湖底泥ＮＨ４＋－Ｎ的释放进行了室内模拟研究。结果表明：在厌氧条件下，ＮＨ４＋－Ｎ的累计通量与时间关系曲线呈现３个阶段，根据通量一时间曲线中两个线性阶段计算的厌氧条件下ＮＨ４＋－Ｎ的释放速率分别为 １１．６０和 ５．１２ｍｇ ｍ－２ｄ－１。实验表明：Ｒｈｉｚｏｎ－ＳＭＳ具有使用方便、采样时空分辨率高等特点，可能成为间隙水地球化学研究的一种有力工具。

模拟太湖底泥疏浚对氮磷营养物释放过程的影响研究

通过模拟太湖底泥疏浚,研究了不同水土比与不同环境因素条件下,底泥中氮、磷等营养物的释放规律与较长时期的模拟疏浚环境效果。结果表明,底泥中细小颗粒物、较高的水温、置水和厌氧条件等是促进底泥中磷释放的主要环境因素。从模拟太湖底泥的淤积现状上看,以平均模拟疏浚深度为25cm环境效果最佳,在沉积物粒度较细的湖区,可以适当加深;底泥疏浚应在冬季等水温低的季节进行,这样可以有效地防止其中营养物向上覆水体的释放。

沉水植物衰亡过程中营养盐的释放过程及规律

在实验室模拟条件下研究了常见沉水植物苦草、金鱼藻在自然衰亡过程中主要营养盐氮、磷的释放过程,探索沉水植物衰亡过程中营养盐的释放规律.结果表明:秋、冬季低温条件下,苦草、金鱼藻逐渐衰亡腐败,该过程向水体中释放的氮、磷很少,大部分氮、磷保留在植物残体中.至次年天气回暖后,植物体的腐败分解有所加快,向水体释放氮、磷并有部分氮、磷沉积进入底泥.苦草、金鱼藻具有较低的分解速度,有利于降低系统中氮、磷的循环速度.残留植物体的生物量可影响植物体的分解速度和程度,较大的生物残留量会引起水体缺氧,植物残体分解加剧,导致水质严重恶化.

消浪工程对太湖底泥再悬浮及营养盐释放的影响

为了解863消浪工程对太湖底泥再悬浮及营养盐释放的抑制作用，于2005年7月15～17日在工程区投放悬浮物捕获器测定沉积物的再悬浮通量，并分层采集水样进行水体营养盐浓度的垂向分布研究。16日平均风速3m／s时，测得的再悬浮通量上层最大值为7．22g／d·m^2，下层最大值为41．8g／d·m^2；17日平均风速5m／s时，测得的再悬浮通量上层最小值24．7g／d·m^2，下层最小值为48．4g／d·m^2，沉积物再悬浮通量与风浪扰动强度关系密切。对比消浪工程区内外沉积物的再悬浮通量表明，消浪工程能够显著减弱风浪对底泥的扰动，抑制沉积物再悬浮，减轻营养盐的内源释放通量。实验结果还表明，太湖水体悬浮物浓度越高，悬浮物的有机质含量就越低，相应地，单位悬浮物中磷的含量也越低。随着风浪扰动的持续和增强，尽管能够将更多的沉积物间隙水中的溶解性磷带入水体，但是，野外观测中发现水体溶解性的磷含量并未相应增高甚至降低，这可能是由于水体中悬浮物浓度越高，对水体溶解性磷的吸附能力也越高，从而使得水中溶解性磷的含量增高不显著甚至降低。

香溪河库湾底泥营养盐释放规律初探

受水库调度带来的扰动影响,河道型水库支流库湾河口底泥营养盐释放为水体富营养化和水华暴发增加了风险。文章通过在香溪河库湾河口采集底泥和水样,室内模拟扰动条件下,藻类外吸收源、扰动及底泥-水界面浓度梯度对底泥营养盐释放的影响。结果表明:扰动及外吸收源并存时,底泥氮磷释放量增大;扰动作用对磷释放影响较底泥-水界面浓度梯度弱,但对氮释放影响较底泥-水界面浓度梯度影响大;底泥释磷量随底泥-水界面浓度梯度升高而增大,释氮量则受其影响较小。三峡水库泄水和水华暴发、藻类大量繁殖将促进香溪河库湾底泥营养盐释放。

池塘底泥营养盐释放的室内模拟研究

[目的]研究池塘底泥营养盐的释放特点和影响因素。[方法]采集佛山市养殖池塘A(当年新塘)和B(5年老塘)的底泥样品,在实验室条件下封口避光静置培养,每2 d取样分析1次N、P的释放情况。[结果]在试验前期B塘底泥的N释放明显大于A塘,而在试验后期A塘底泥的释放下降较为平缓。[结论]养殖池塘底泥中有机物的含量不会随养殖周期的延长而积累。NH4-N是池塘底泥N释放的主要形态;P的释放与N的释放呈现一定的相关性,PO4-P是底泥P释放的主要形态。

受污染底泥固化/稳定化处理及营养物质释放特征研究

以广州市车陂涌受污染底泥为研究对象,通过掺杂不同比例的粉煤灰、水泥、石灰和膨润土,对底泥进行固化/稳定化处理试验,探讨底泥经处理后的产物中碳素和营养盐的释放特征。结果表明:实验条件下底泥固化/稳定化处理基本不会减少碳的释放,但会改变其释放形态,未经处理的底泥释放的TOC被迅速矿化,而底泥固化/稳定化处理产物释放的TOC稳定存在。在试验期内,底泥固化/稳定化处理对产物的硝态氮释放无明显影响;固化/稳定化处理能有效促进氮磷的稳定,固化体氨氮和磷酸盐的释放量明显降低,分别比未经处理的底泥减少了67.4%和76.4%以上。不同来源的粉煤灰由于成分不同,在底泥固化/稳定化处理中的作用存在差异,掺杂珠江电厂的粉煤灰Z对氨氮和磷酸盐的稳定化效果优于恒运电厂的粉煤灰H。固化/稳定化技术为疏浚底泥提供了一种安全的处理方法,为粉煤灰提供了一种有效的资源化途径。

新型物化凝聚剂控制河道底泥营养盐释放的研究

通过实验室模拟试验,考察了一种新型物化凝聚剂在不同投加量和反应时间条件下控制污染河道底泥营养盐释放的效率。结果表明,在污染河道底泥中注入新型物化凝聚剂48 h内,底泥表层结构呈现多孔性的渐变过程,微生物生存环境得到一定的改善;对上覆水体中营养物质的测定发现,新型物化凝聚剂注入底泥中能有效抑制底泥中总氮(TN)、氨氮和总磷(TP)的释放,同时也抑制了上覆水体中氧化还原电位(ORP)和化学需氧量(COD)浓度的上升;新型物化凝聚剂投加量越大,控制底泥营养盐释放的效果越好。上述结果表明,采用新型物化凝聚剂对污染河道底泥进行原位改良,可成为底泥就地处理和控制河道底泥营养盐释放的一种技术方法和发展方向。

淀山湖蓝藻碎屑的好氧降解和营养盐释放规律研究

收集淀山湖的水华蓝藻,经超声波处理后,研究死亡蓝藻的好氧降解及营养盐释放规律.结果表明,蓝藻细胞有机碳的矿化速率为9.415mg/(L d),有机氮的氨化速率为0.441mg/(L d),有机磷的降解速率为0.044mg/(L d),好氧降解将会造成溶解态营养盐的大量释放,降解后硝态氮和正磷酸盐分别比初始值高4.22倍和4.20倍.

入湖河口区水生植物群落衰亡分解释放营养盐过程模拟研究

冬春季水生植物衰亡分解是影响水体水质的重要因素之一。为研究入湖河口区水生植物群落在衰亡期的适宜生物量,于2018-12-25—2019-04-25,在实验室模拟近自然条件下,开展水生植物收割后剩余0%、20%、40%、60%、80%、100%茎叶生物量的分解试验。结果表明:水生植物分解过程中,植物茎叶生物量是影响水体水质指标的关键因子,表现为茎叶生物量越大,水体溶解氧(DO)、氧化还原电位(Eh)、pH等理化指标越差,营养盐总氮(TN)、总磷(TP)浓度越高;相关性分析表明,茎叶生物量与水体TN、TP浓度存在极显著正相关(P<0.01),相关系数(R)分别为0.88和0.83;近自然条件下水生植物群落衰亡分解4个月,水体中各营养盐浓度的变化仍未稳定;收割后剩余20%的水生植物茎叶生物量有利于维持入湖河口区较好的水质。

浒苔绿潮消亡腐败过程中的营养盐释放及其对近海环境的影响

为探讨浒苔绿潮消亡腐败过程中的营养盐释放规律以及浒苔绿潮聚积腐烂对海水水质的影响,在室外模拟近岸浒苔绿潮聚积腐烂过程,并于2018年6月在浒苔绿潮靠岸前开始对主要浒苔绿潮聚积地(鳌山湾、鳌山湾口的海参池、石老人海域)进行观测,实时记录浒苔腐烂状况及对周边环境的影响。模拟实验结果表明:各形态氮、磷营养盐在浒苔腐烂分解过程中升高明显,且以溶解有机态、颗粒态为主。其中生物量为5 g/L实验组溶解有机氮(Dissolved Organic Nitrogen,DON)、颗粒态氮(Particulate Nitrogen, PN)、溶解有机磷(Dissolved Organic Phosphorus, DOP)、颗粒态磷(Particulate Phosphorus,PP)的浓度在浒苔腐烂分解过程中达本底浓度的5~10倍以上。现场调查结果显示,随着浒苔绿潮在青岛近岸聚积,各调查站点的溶解无机氮(Dissolved Inorganic Nitrogen,DIN)、DON、DOP受浒苔绿潮吸收影响均降至最低值,后随着浒苔绿潮腐烂逐渐上升,水质恶化。其中鳌山湾受浒苔绿潮腐烂影响最为严重,在调查期间水体甚至劣于二类水质。PN、PP为调查区内营养盐的主要赋存形式,其中鳌山湾海域PP变化最为明显,随着浒苔绿潮聚积腐烂达到最高值(2.02μmol/L)。相比于鳌山湾,石老人海域海水交换能力强且在浒苔绿潮靠岸后进行了及时拦截打捞,受浒苔绿潮消亡腐烂影响较小。浒苔绿潮靠岸聚积腐烂,使海域内营养盐含量与结构明显变化,影响海域浮游植物群落结构的稳定,可能引发赤潮等次生生态灾害。因此需要及时清理聚积在青岛近岸的浒苔,避免其腐烂对周边环境造成影响。

沸石联合过氧化钙对黑臭河道底泥营养盐释放的作用研究

为了解过氧化钙(CaO_2)和沸石对黑臭底泥营养盐释放的综合作用,在实验室模拟河道黑臭底泥处理过程,研究CaO_2单独投放与沸石联合CaO_2对黒臭河道底泥营养盐释放的对比作用,以期找出对实际工程有指导意义的黑臭底泥处理方法。结果表明:CaO_2单独投放和沸石联合CaO_2投放时上覆水体的化学需氧量、总磷和氨氮均明显低于空白组,其中沸石联合CaO_2对氨氮具有更好地去除和截留作用,对总磷也具有较好的抑制作用,但效果持续时间较短,可在今后的工程实践中采用两者联合处理黑臭河道底泥,能取得较好的治理效果。

沸石联合硝酸钙对城市黑臭水体底泥营养盐释放影响研究

为了解硝酸钙和沸石对黑臭底泥营养盐释放的综合作用,于2015年12月11日—2016年2月11日,在室外大型玻璃缸模拟河道黑臭底泥处理过程。结果表明:硝酸钙单独投放和沸石联合硝酸钙投放时上覆水体的化学需氧量、总磷和氨氮均明显低于空白组,其中沸石联合硝酸钙对氨氮具有更好的去除和截留作用,对总磷也具有较好的抑制作用,但效果具有一定的时间期限。可在今后工程实践中采用两者联合处理黑臭河道底泥,能取得较好的治理效果。

蓝藻碎屑分解速率及氮磷释放形态的实验分析

在试验条件下研究了水华蓝藻堆积使叶绿素浓度达到1600μg/L时,水体所含蓝藻形成的碎屑在水中的分解速率及其营养盐释放情况.结果表明:蓝藻碎屑的总氮含量为88.56±4.10 mg/g,其在水体中有较高的分解速率,2 d内即分解掉41.9%的生物量;蓝藻碎屑磷释放速率要高于氮,但其导致的水体中溶解性总氮浓度的升高则较溶解性总磷持续时间更长;实验前4 d,溶解性无机氮(DIN)和有机氮(DON)浓度均有所升高,之后DIN趋于稳定,而DON则持续升高;DIN中以铵态氮为主,硝态氮、亚硝态氮含量较低;DON中尿素氮比例仅为3%,说明其不是蓝藻分解释放的主要有机氮形式;溶解性无机磷(DIP)、溶解性有机磷(DOP)浓度在前4 d均有所升高,之后DOP逐渐转化为DIP并趋于稳定.本实验结果将有助于深入了解蓝藻水华对湖泊氮、磷循环的影响.

太湖霍甫水丝蚓(Limnodrilus hoffmeisteri)NH_4^+-N和PO_4^(3-)-P的潜在释放量

为了研究太湖底栖动物优势种类——霍甫水丝蚓(Limnodrilus hoffmeisteri)对于湖泊富营养化的影响,以温度和密度为模拟控制条件,对太湖霍甫水丝蚓进行营养盐释放的室内控制实验,研究温度和密度的变化对霍甫水丝蚓NH_4^+-N和PO_4^(3-)-P释放率的影响,根据霍甫水丝蚓铵态氮(NH_4^+-N)和磷酸盐(PO_4^(3-)-P)释放率与温度的关系方程,结合太湖霍甫水丝蚓2007-2010年的生物量估算其对太湖水体氮磷的潜在贡献.结果表明,随温度升高太湖霍甫水丝蚓NH_4^+-N和PO_4^(3-)-P的释放率均呈现逐渐升高的趋势,而密度变化对霍甫水丝蚓NH_4^+-N和PO_4^(3-)-P释放率的影响均不显著,太湖霍甫水丝蚓NH_4^+-N和PO_4^(3-)-P年平均释放量分别为1925.5和210.0 t,分别可达到全太湖沉积物-水界面NH_4^+-N和PO_4^(3-)-P的年净通量的19.3%和23.3%,表明霍甫水丝蚓的营养盐释放对于湖泊生物地化循环和湖泊富营养化具有显著的影响.