九龙江流域气候变化特征及对藻华暴发的影响

针对气候变化对藻华暴发所起到的推动作用,在分析1954~2011年近58年九龙江流域气候变化特征的基础上,定性分析了气候因子波动对九龙江藻华暴发的影响。结果表明,九龙江流域年、季气温均呈增加趋势,且未来气温仍将持续升高;龙岩、漳州站年、冬季降水未来呈减少趋势;风速和日照时数都明显下降。这均对九龙江藻华暴发起到了一定的推动作用,未来有必要采取一定措施应对气候变化和藻华暴发。

缓流型河道中氮在藻华暴发期的形态转化特征

傍城河流由于接纳了不同来源人类活动排放的氮素,使得水体中的氮含量较高,而且这些河流在穿越城市的过程中由于流速较缓,在夏季高温的时候很容暴发藻华,从而影响水体景观质量。藻华暴发过程中藻类会选择性利用不同形态氮素,进而影响着水体中氮的形态和含量。该文以北方傍城河流海河干流为例,研究了藻华暴发期间氮的形态特征及转化过程。结果表明:海河干流水体中的氮的含量较为充足,NH_(3)^(-)N和NO_(3)^(-)-N占TN的比例分别为30.23%和35.08%,在空间上,海河干流下游段的氮营养盐含量较中上游含量要高。藻华暴发主要发生在7-9月,由于NH_(3)^(-)N和NO_(3)^(-)-N的来源较为充足,浓度变化不显著,而有机氮的浓度呈现显著的上升趋势。水体中NH_(3)^(-)N和NO_(3)^(-)-N的δ^(15)N平均值分别为7.87‰和7.32‰,反映了水体中的氮素来源于生活污水的特征。藻华暴发期间,NO_(3)^(-)-N的δ15N值呈现降低趋势,藻类颗粒物中δ^(15)N和C/N比值也同时降低,说明海河干流藻华暴发期间藻类在利用氮素的时候降低了δ^(15)N的值。而NO_(3)^(-)-N的δ^(18)O值以及NO_(3)^(-)-N的δ^(15)N和δ^(18)O比值结果表明水体中的硝化作用和反硝化作用相对较弱。整体上,海河干流藻华暴发期间,水体中的氮素经过藻类生物体转化的作用效应要大于硝化和反硝化的作用效应。

城市景观河道中藻华暴发对水体中DOM特征的影响

城市景观河道由于接纳了不同来源的废水造成水体富营养化,因此在夏季经常暴发藻华。藻华暴发改变了水体中DOM的性状,进而影响到水体中污染物的迁移转化行为。本研究以天津市海河干流为例,采集藻华暴发前后水体样品,研究城市景观河道中藻华暴发对水体中DOM的影响。结果表明:藻华暴发后,水体中DOM的含量从26.47mg·L-1增加到38.20mg·L-1,水体中的TN,NH+4-N和TON的含量也分别为暴发前的3.1倍、2.5倍和4.2倍,但是TP和NO-3-N的含量保持稳定。C/N比值从18.51降低到6.39,而N/P比值则从5.69增加到20.10。藻华暴发使得DOM的来源从以陆源为主转变为以内源为主,水体也表现出一个逐步向磷限制转变的过程。三维荧光图谱结果显示藻华暴发后,DOM的成分从较为复杂的多种来源的有机质转变为藻类为主的有机质,而紫外特征光谱结果表明藻华暴发后DOM分子结构也从简单转变为复杂,但是水体中的腐殖质物质的含量有所下降,而类蛋白物质的含量出现了上升。利用超滤装置研究藻华暴发前后水体中不同分子量的DOM特征后发现,藻华暴发前后水体中DOM都主要以小分子的DOM为主,分子量小于10kD的DOM占到了总的DOM的80%以上,随着分子量的增大,三维荧光特征峰强度都出现了升高趋势,而紫外特征吸收光谱也表明大分子量的DOM中可能含有更多的芳香族化合物。研究结果表明,在研究城市景观河道水体富营养化过程中要注意DOM在其中的作用,尤其是当外源污染物得到控制时,要充分考虑DOM降解对富营养化的贡献。

巢湖藻华暴发对沉积物典型重金属空间分布格局的影响

为探究湖泊富营养化过程对沉积物中重金属空间分异及生态风险的影响,本研究以大型浅水湖泊—巢湖为研究对象,剖析了藻类暴发前、后巢湖表层沉积物中典型重/类金属(Cr、Ni、Cu、As、Cd、Pb)含量及其赋存形态的空间分布特征,并采用次生相与原生相比值、潜在生态风险指数法评估了沉积物重/类金属的污染程度与生态风险的变化规律.结果表明:(1)藻类暴发前6种重/类金属含量空间分布特征均表现为西部湖区显著高于中部和东部湖区(p<0.05,p<0.01),而暴发后沉积物中重金属含量均有所增加,且空间上呈现均一化趋势;(2)藻类暴发前Cr、Ni、Cu、As和Pb均以残渣态为主,Cd以弱酸提取态为主;藻类暴发后6种重/类金属的残渣态相对质量分数均有所降低,可氧化态相对质量分数均有所增加;(3)藻类暴发后沉积物重金属综合污染程度由暴发前的中等污染程度提升为较高污染程度,且单一重金属污染程度表现出空间分布均一化的趋势;(4)潜在生态风险指数结果表明藻类暴发增加了沉积物重金属污染(As除外)的生态风险.本研究阐明了藻类暴发对巢湖沉积物重金属空间分异及其生态风险的影响,可为大型浅水湖泊生态健康评估与内源污染控制提供支撑.