阳澄湖入湖河道分类、污染特征分析及治理策略

为进一步揭示阳澄湖入湖河道的污染物来源,提出相应的治理对策,以2017—2021年阳澄湖入湖河道水质监测数据为基础进行分析讨论。依据入湖水量选取10条主要入湖河道进行分析,其中位于阳澄湖东岸的白曲港在七浦塘拓浚工程建成之前主导流向为出湖,工程建成后,通过Pearson相关分析证实了其流向与七浦塘引水时的水力关系,因此白曲港被选为主要入湖河道。采用距平系数法、系统聚类法和物元分析法将阳澄湖主要入湖河道分为3个类别:第1类别包括白荡、蠡塘河、北河泾、永昌泾4条河道,第2类别包括渭泾塘、界泾和施家斗港3条河道,第3类别包括南消泾、七浦塘和白曲港3条河道。使用因子分析法进行因子分析,第1类别河道的因子为高锰酸盐指数(COD_(Mn))、氨氮(NH_(3)-N)、溶解氧(DO)和总磷(TP),第2类别河道的污染因子为NH_(3)-N、总氮(TN)、pH、TP和DO,第3类别河道的污染因子为pH、TP、TN和DO。通过对上游河道水质情况分析、文件研究以及实地调查等方式得出第1类别河道区域的污染源主要为工业污染源和生活污染源,第2类别河道区域污染源主要为工业污染源与种植业污染源,第3类别河道污染源主要为陆地水产养殖污染源与种植业污染源。针对总体污染源情况,建议通过控制点源污染、削减面源污染、增强上游河道治理、开展生态治理修复以及加强巡查监管等方式对各类别河道区域进行针对性治理,以提高入湖河道水质,为阳澄湖的系统性和整体性治理打好基础。

基于浮游植物完整性指数的阳澄湖生态健康状态评价

为探究在以中华绒螯蟹养殖为主的情况下阳澄湖浮游植物群落结构与湖泊生态系统健康状态,于2022年7月(夏)和12月(冬)进行2次浮游植物样品采集和水环境因子测定,构建浮游植物完整性指数(P-IBI)体系,评价阳澄湖健康状况。结果表明:P-IBI评价显示阳澄湖夏、冬季的健康状态分别为一般、健康状态;夏季健康状况从优至劣依次为东湖、西湖、中湖,冬季则为西湖、中湖、东湖。P-IBI与透明度、流速、硝态氮、总氮呈极显著正相关(P<0.01),与pH、水温、磷酸盐、叶绿素a和高锰酸盐指数呈极显著负相关(P<0.01)。水环境因子直接或间接驱动了浮游植物群落结构和生物完整性的变化。

长江苏州段水质变化及七浦塘引水对阳澄湖水质影响分析

根据2019—2022年长江苏州段水质各指标数据,分析变化趋势。结果表明,全年7月份的水质质量最差,超标主要项目为氨氮和溶解氧;夏季的水质较其他季节稍差,超标主要项目为溶解氧;2022年水质较前几年好转,Ⅱ类水断面占比上升,不达标月份减少,测次达标率集中在90%以上。溶解氧、总磷、总氮呈明显的季节性变化规律,溶解氧和总氮的含量冬春较高,夏秋较低;总磷变化规律则相反,冬春较低,夏秋较高。七浦塘引水工程对周边地区水质改善明显,七浦塘与阳澄湖引水期溶解氧、氨氮和总磷均显著优于排水期。

水质因子对阳澄湖大闸蟹生态养殖的影响

在昆山市巴城镇武神潭村设立观测试验点,对水温、溶解氧、pH、氨氮及大闸蟹生长动态情况进行监测,讨论适宜大闸蟹生长的水质环境。结果表明,水温对于大闸蟹的影响最大,温度突然变化或者超过30℃易造成大闸蟹的死亡;溶解氧白天呈单峰型,藻类对于溶解氧贡献最大;7月中旬后pH逐步下降且趋于平稳,氨氮总体较低,利于大闸蟹生长。水温28℃左右、溶解氧维持4 mg/L以上、pH 7.5~8.5是阳澄湖大闸蟹适宜生长的水质环境。

面向多目标需求下阳澄湖水量分配方案研究

水量分配是加强阳澄湖水资源统一管理和调度、规范用水秩序、确保供水安全、实现水资源集约节约安全利用的重要抓手。为满足阳澄湖防洪、供水、渔业养殖、生态、景观、旅游等多种功能,合理配置阳澄湖河道内外用水,保障阳澄湖供水安全,维持湖泊生态健康稳定,本文构建了阳澄湖水位和水量目标体系,采用典型法,通过数值模拟分析,提出了不同情景下阳澄湖水量分配方案,为进一步落实最严格水资源管理制度及促进水资源优化配置,实现水资源的节约、保护及合理开发提供依据。

阳澄湖中华绒螯蟹养殖生境水和沉积物元素研究

为了了解阳澄湖中华绒螯蟹养殖区生境中水和底泥元素的含量特征,同时对阳澄湖蟹与环境水和底泥元素的相关性进行研究,本研究周年期间逐月采集了阳澄湖养殖围网区中华绒螯蟹的水与底泥样本,使用电感耦合等离子质谱仪对水样进行了测定,同时利用电感耦合等离子体质谱仪、电感耦合等离子体原子发射光谱仪和X射线荧光光谱对底泥样品元素进行了测定。结果显示阳澄湖养殖区水样的矿质元素含量符合淡水养殖标准且同样满足国家Ⅰ类水标准;底泥样本的矿质元素均不在风险筛选值范围内。对用于中华绒螯蟹原产地鉴别的Na等10种元素结果进行Pearson相关性分析结果显示蟹样和水样之间Ba成极显著正相关(P<0.01),Mg和Zn显著正相关(P<0.05);蟹样和泥样元素相关性分析中,K成显著负相关(P<0.05)。阳澄湖养殖区水、泥均不存在重金属污染的问题,同时阳澄湖蟹与养殖环境也存在一定的相关性。

基于蛋白指纹图谱的阳澄湖大闸蟹真伪鉴别研究

蟹螯肌肉组织蛋白质种类丰富,以不同强度的质谱峰出现在质谱图中,提取蟹鳌肌肉组织蛋白,利用基质辅助激光解析电离飞行时间质谱(matrix-assisted laser desorption/ionization time-of-flight mass spectrometry,MALDI-TOF MS)技术,对蟹鳌肌肉组织蛋白质谱进行特征指标分析,找到特征指标,可实现蟹鳌肌肉组织蛋白定性定量检测。通过分析蟹鳌组织蛋白的MALDI-TOF MS图谱规律,解析不同品类螃蟹蛋白质分子指纹图谱,并配合机器深度学习算法对数据库进行深度分析,建立阳澄湖大闸蟹的同源性分析方法。结果表明,不同生长环境的大闸蟹蟹鳌组织蛋白质谱图有不同的表达。m/z(质荷比,mass-to-charge ratio)范围在10000内均有明显差异,扫描结果显示,低质量区(m/z<10000)出峰强度较高且分辨率较高,该区域可以作为区分阳澄湖大闸蟹与其他类别湖蟹的质谱分辨区。以上结果表明,可以通过MALDI-TOF MS技术对不同产地大闸蟹的差异性蛋白质的表达进行分析,从而鉴别大闸蟹的产地。

超长距离钢顶管顶力设计探讨

在顶管工程设计中,超长距离顶管顶力设计多依据现行规范,但在工程实践中发现,按现行规范计算所得的顶力与施工中实测的顶力有一定偏差。以苏州阳澄湖地区某市政取水输水项目为例,结合工程中2686 m、1304 m等数段成功顶管案例,探讨了超长距离钢顶管顶力的设计,并与现行规范进行对比,提出规范中给出的采用触变泥浆减阻,管壁与土体平均摩阻力参考值的修改意见,对今后同类工程具有借鉴和指导意义。通过对目前顶管工程中摩阻力的调研,作为《给水排水工程顶管技术规程》(CECS 246:2008)中触变泥浆减阻管壁与土体的平均摩阻力的修编依据。

阳澄湖总磷出入湖通量时空变化分析

以阳澄湖为研究对象,分析了出入湖流量和总磷通量的时空变化特征,并考虑干湿沉降、取水等因素,计算了湖体总磷收支平衡。研究结果表明:阳澄湖年均出入湖水量相差不大,月均入湖水量汛期5月~9月较大,6月最高,月均出湖水量9月份最高。阳澄湖入湖总磷通量年均值为279t,出湖总磷通量年均值为203t,月均入湖通量变化波动较大,其中6月和8月最大,月均出湖通量6~9月逐月升高,之后趋于稳定。阳澄湖以西河道入湖水量和总磷通量相对较大,占比分别为55.2%和65.3%。阳澄湖年均总磷蓄积量约为123t。

阳澄湖水质现状及原因探讨

阳澄湖丰水期和枯水期水质调查结果显示:TN、叶绿素、TP和CODMn丰枯期都呈从西湖区向东湖区递减趋势,且一般枯水期大于丰水期,TP反之;丰枯期水质均较差,为Ⅳ类或劣Ⅴ类,污染物主要为TN和TP;富营养化加重趋势有所缓解,但水体仍呈富营养化状态。氮磷来源分析表明:丰枯期NO3--N、NO2--N与TN以及丰水期PO43--P与TP有显著正相关关系。叶绿素浓度与TN在枯水期有显著相关性,其他时期叶绿素浓度与TN、TP的相关性均不显著。阳澄湖养殖活动和底泥营养盐释放可能是导致上述变化的主要原因。

阳澄湖养蟹网围内外轮虫群落结构的变化及分析

2008年6月至2009年5月对阳澄湖养蟹网围及湖区3组对照点中轮虫群落结构及部分水质特征参数进行调查,分析了轮虫群落结构与环境变量的关系,利用多种参数对其水质进行评价。经鉴定,共采集到轮虫83种,隶属于12科30属。研究表明,网围内3个采样点的年平均生物密度及生物量低于湖区3个采样点,生物密度与水温呈极显著正相关(P<0.01)。不同月份受不同环境变量的影响,除4月份外,环境变量对生物密度的影响在采样点之间无差异。相似度分析表明,网围内及相邻湖区的轮虫优势种相似性高。水质分析表明,6个采样点均为富营养化、β-α中污染水体,东湖网围C1和中湖网围A12采样点程度稍轻,但6个采样点之间无显著性差异,这与用卡尔森营养状态指数得出的结果相似。

阳澄湖养殖水体COD降解动力学研究

2008年5月到2009年5月,从苏州市阳澄湖中湖的河蟹养殖区采集水样,在不同温度和起始浓度下进行化学需氧量（COD）生化降解试验。依据COD降解动力学理论,计算不同条件下COD降解速率系数。结果表明,阳澄湖COD生化降解动力学符合一级反应动力学模式,其降解速率系数k值介于0.028~0.086 d-1之间;试验水温与COD降解速率系数密切相关,在试验水温10~28℃之间,k值随温度升高而增大。初步估算表明,阳澄湖COD降解产生的净化容量约为11.8 t.d-1。

2008年苏州阳澄湖浮游藻类群落结构与环境因子的CCA分析

2008年1月—12月对江苏阳澄湖的浮游藻类进行了调查,分析了藻类的群落结构、物种多样性以及其与阳澄湖生态环境的相互关系。共发现藻类8门124属324种(包括变种),全年优势种为铜绿微囊藻(Microcystis aerugini-sa)、小席藻(Phorimidium tenus)、不定微囊藻(M.incerta)、密集微囊藻(M.densa)等。藻类的年平均丰度为3462.93×104cell/L,年平均生物量为8.09 mg/L。利用生物学指标对湖泊进行营养状况评价,阳澄湖属于α-中污染富营养型湖泊。CCA分析表明阳澄湖的蓝藻主要分布在夏、秋季,绿藻在夏季受到微囊藻的抑制,硅藻主要分布在春、冬季,金藻和黄藻主要分布在冬季;温度是阳澄湖藻类的首要影响因子,总氮与总磷的影响作用由入湖河道向东湖逐步减小。

阳澄湖近代沉积物的古湖泊学研究

对阳澄湖两个短柱状样进行了地层年代以及各种环境指标分析．结果表明，湖底沉积物由校长期沉积间断所分割的3个岩性层组成：下部层C属再沉积的更新世晚期硬土层；中部层B为全新世沉积；上部层A为近100年以来的表层沉积．对层A的详细分析显示，本世纪以来，特别是70－80年代以来，金属元素、营养元素和色素的沉积通量明显提高，说明湖泊重金属污染和富营养化程度的不断加重．

阳澄西湖浮游藻类功能群演替特征及其与环境因子的关系

采用浮游藻类功能群、RDA(冗余分析)、多元回归分析等方法,对阳澄西湖浮游藻类功能群的演替特征及其影响因子进行了研究.2015年3月~2016年2月逐月对阳澄西湖浮游藻类和环境因子进行调查分析,结果表明,阳澄西湖浮游藻类可划分为21个功能群,其中10个功能群(B、D、E、G、J、Lo、S1、X1、X2、Y)为该湖的优势功能群,反映的生境特征表明该湖为分层敏感,扰动较少且混合程度较高的中-富营养浅水水体.阳澄西湖不同季节优势功能群演替规律为:由春季的B+X2+Y+X1+J+D,经夏季的B+X2+Y+X1+J+G+S1+Lo+E和秋季的B+X2+Y+Lo+E,转变为B+X2+Y+X1+D.RDA分析结果显示,阳澄西湖浮游藻类功能群分布受环境影响较为明显,但不同季节影响因子不同.整体上,水温(T)、pH值、溶解氧(DO)、氨氮(NH 4+-N)和浊度(Tur)是影响阳澄西湖浮游藻类功能群分布格局的主要因素.

阳澄湖大型底栖动物群落结构和空间分布特征

为了解阳澄湖大型底栖动物群落结构现状,于2014年7月—2015年7月对阳澄湖进行4次采样,14个采样点共采集底栖动物3门7纲35种,平均生物密度和生物量分别为340个/m^2、180.4 g/m^2。其中,主要优势种为铜锈环棱螺(Bellamya aeruginosa)、河蚬(Corbicula fluminea)、红裸须摇蚊(Propsilocerus akamusi)、中国长足摇蚊(Tanypus chinensis)和长角涵螺(Alocinma longicornis)。基于种群生物密度的聚类分析,14个采样点被分为3组,其生境特征分别对应于敞水区、水生植被区和人类活动频繁区。其中,河蚬主要分布在阳澄湖西湖区的敞水区;红裸须摇蚊、中国长足摇蚊和霍甫水丝蚓主要分布在中湖和东湖中北部的人类活动频繁区;铜锈环棱螺和长角涵螺主要分布在中湖和东湖的南部的水生植被区。各点位的生物多样性显示,敞水区采样点的多样性指数最高,其次是水生植被区和人为活动频繁区。研究结果表明,底质类型、水生植被分布和受污染状况是导致阳澄湖大型底栖动物空间分布差异的主要影响因素。

阳澄湖若干水质资料的分析与评价

根据1994年5月于阳澄湖湖区7个采样点水质分析结果，表明湖水中矿化度较高．硬度较大，主要离子以HCO3-、Na+为主．分别占阴阳离子摩尔总数的57．41％、63．9％．湖水水型西湖、中湖为重碳酸盐钠组Ⅰ型，东湖为重碳酸盐纳组Ⅱ型水．湖水中N、P营养元素丰富，NH3－N、NO2－N指标与70年代相比明显增高．表明水体已遭到不同程度地轻污染．

阳澄湖浮游植物研究及其富营养化评价

通过对阳澄湖水体2002年-2007年间浮游植物的调查研究,结合富营养化理化指标进行分析,结果表明:该水域共发现浮游植物8门92属283种(包括变种),其中以硅藻门的种类占优势;浮游植物的种类和数量随年度和水域不同而呈现差异;浮游植物对阳澄湖富营养化具有较好的指示作用,水体为轻度富营养化水体,近年来有加重的趋势。本研究为建立阳澄湖长期生态研究数据信息库及长江中下游淀泖地区浅水型湖泊的生态环境保护政策制定提供科学依据。

阳澄湖水环境综合整治对策研究与分析

阳澄湖湖体水质高锰酸盐指数维持在Ⅲ类、总氮指标长期为劣Ⅴ类、总磷指标为Ⅳ～Ⅴ类,湖体水质呈现富营养化,饮用水源地水质存在安全隐患。分析表明,该流域水质恶化、水污染日益严重的原因主要是:人口增加、经济增长给流域带来的巨大压力;面源污染严重,农业面源作为主要的氮、磷排放源未引起足够重视;已有的研究多按政府职能分别立项,以流域为对象的一体化系统研究不足,流域水环境综合整治协调不够等。针对阳澄湖水环境整治的紧迫性,提出了饮用水源地的保护措施、面源污染的治理对策,此外在水环境综合整治的基础上强调了同步实施生态修复的必要性。

阳澄湖表层沉积物中氮磷及重金属的空间分布特征及污染评价

为了解阳澄湖表层沉积物中氮磷及重金属的空间分布和污染特征,对全湖开展了大范围调查,基于综合污染指数、地积累指数法和潜在生态风险指数法对沉积物污染风险进行评价.结果表明:阳澄湖表层沉积物中w(TN)、w(TP)平均值分别为3 433、379 mg/kg,湖区氮磷污染严重且空间差异明显,w(TN)高值区位于阳澄东湖,w(TP)高值区位于阳澄西湖;综合污染指数评价结果显示,整个阳澄湖TN均为重度污染状态,TP除阳澄西湖外大部分区域处于轻度污染状态.阳澄湖表层沉积物中w(Cu)、w(Zn)、w(Pb)、w(Cr)、w(Cd)、w(As)、w(Hg)、w(Ni)的平均值分别为35.0、141、12.6、62.6、0.36、27.5、0.145、47.6 mg/kg,分别是江苏省土壤重金属环境背景值的1.50、2.17、0.57、0.83、4.22、2.93、5.78、1.45倍,阳澄西湖的重金属含量要高于阳澄中湖和阳澄东湖.地积累指数法和潜在生态风险指数法评价结果均表明,Hg和Cd是主要的生态风险贡献因子,二者生态风险指数平均值分别为231.23、126.63.相关分析结果表明,阳澄湖表层沉积物中Cu、Zn、Pb、Cr、Cd、Hg和Ni的质量分数显著相关,说明其具有相似的来源,结合水系结构和周边企业分布,推测其主要来自于相城区和常熟市的工业企业.