Levels,trends and risk assessment of arsenic pollution in Yangzonghai Lake,Yunnan Province,China

The arsenic contamination accident in Yangzonghai Lake,Yunnan has been of wide concern.In order to investigate the arsenic distribution and concentration trends after the accident,samples including lake water,sediments,soil,aquatic organisms and crops were collected in November 2008,as well as in February,May and September 2009.The average arsenic concentrations (arithmetic average) in lake water in the four sampling events were 176.9,147.3,159.3,and 161.1 μg/L,while those in the sediments were 32.87,62.41,62.99,and 46.96 μg/g,respectively.The highest content of total arsenic in soil in the vicinity of Yangzonghai was 23.33 μg/g,which was below the limits of the relevant national standard.The total arsenic levels in most aquatic plants were in the range of 100-200 μg/g,with Vallisneria natans (Lour.) Hara having the highest concentration of ～300 μg/g.The arsenic levels of fish and shrimps were in the range of 1.52-11.4 μg/g (dry weight).

基于水声学的阳宗海鱼类行为特征及其资源评估

阳宗海是云南九大湖泊之一,为评估其鱼类分布特征及资源现状,分别于2022年3、5、8和10月采集渔获物,并于6月20—21日昼夜利用鱼探仪进行水声学探测。结果显示,阳宗海共采集鱼类24种,隶属于7目14科23属,太湖新银鱼(Neosalanx taihuensis)、鲢(Hypophthalmichthys molitrix)、鳙(Aristichthys nobilis)、子陵吻鰕虎(Rhinogobius giurinus)、䱗(Hemiculter leucisculus)、间下鱵(Hyporhamphus intermedius)为阳宗海鱼类优势种。其中,太湖新银鱼、子陵吻鰕虎等小个体鱼类,数量占比超90%。整体来看,鱼类水平空间分布无明显昼夜差异,高密度区均分布在南北2个浅水区。鱼类垂直分布、行为特征存在显著昼夜差异,表现为夜间大量弱声信号聚集于5~10 m水层,白天则分散分布;夜间75%的鱼类向上游动而昼间则相反,中小型鱼类在夜间小幅上浮,而大型鱼类在夜间垂直迁移更为活跃。初步估算,阳宗海鱼类昼夜平均密度分别为0.033和0.038尾·m−3。结果表明,目前阳宗海已形成了以外来鱼类为优势种、土著鱼类种类和数量不断减少的新群落结构。建议加大对太湖新银鱼等小型鱼类的捕捞,继续开展鲢、鳙和中上层土著肉食性鱼类的增殖放流来调整鱼类群落结构,以达到调控水质的目的。

阳宗海鱼类群落结构及变化

【目的】摸清阳宗海鱼类资源现状,分析鱼类变迁,为鱼类管理和湖泊水生态修复提供基础资料。【方法】于2022年3、5、8和10月在阳宗海的10个采样点,使用8种网目刺网和2种地笼开展4次实地调查。采用相对重要性指数划定优势种,采用Shannon-Wiener多样性指数、Pielou’s均匀度指数和Margalef丰富度指数分析鱼类多样性。【结果】采集到鱼类32976尾,共计791694 g,隶属7目11科23属24种;其中鲤科(Cyprinidae)11种,占45.83%;外来种19种,占79.17%;优势种为太湖新银鱼(Neosalanx taihuensis)、鲢(Hypophthalmichthys molitrix)、鳙(H.nobilis)和子陵吻鰕虎鱼(Rhinogobius giurinus)。渔获物中,3月个体数量最多,占41.62%;8月种类数量最多,占95.83%,渔获量也最大,占40.84%;明珠湾个体数量最多,占22.06%,渔获量也最大,占15.82%;阳宗大河口种类数量最多,占91.67%;小型鱼类数量占95.04%;外来种数量占99.27%、质量占97.40%。鱼类多样性为较低至一般水平。与历史记录相比,阳宗海鱼类群落结构已发生较大变化,历史记录的20种土著种仅采集到5种,且为广布、广适种;首次记录到青鱼(Mylopharyngodon piceus)、䱗(Hemiculter leucisculus)、大鳞副泥鳅(Paramisgurnus dabryanus)、鲇(Silurus asotus)、瓦氏黄颡鱼(Pelteobagrus vachelli)和粘皮鲻鰕虎鱼(Mugilogobius myxodermus)。【结论】阳宗海鱼类主要由外来种组成,小型化明显,外来种引入和生境破坏是其主要影响因素。

湖泊系统治理的经验启示——以云南省阳宗海和滇池为例

湖泊是江河水系的重要组成部分,是蓄洪储水的重要空间,在防洪、供水、航运、生态等方面具有不可替代的作用。近年来,云南省依托河湖长制组织体系,全面加强高原湖泊保护治理:划定“两线三区”实行空间管控,搭建科技平台进行基础性研究和技术性攻关,制定地方性法规强化依法治理,统筹推进“湖泊革命”攻坚战。经过系统治理,综合施策,云南九大高原湖泊面貌显著改善。文章以阳宗海和滇池保护治理为例,梳理分析相关典型做法经验,为其他湖泊治理保护提供参考借鉴。

2012-2021年阳宗海水质变化特征及趋势分析

为了解近10年来阳宗海的水质变化特征及砷污染事件发生后砷的治理成效,对2012—2021年的水质监测数据进行了研究,结果发现:化学需氧量、总磷、总氮、砷等主要监测指标削减明显,综合污染指数和综合营养状态指标呈显著下降趋势,说明近10年来阳宗海水质有所改善,特征污染物砷治理成效显著。

基于云南震害矩阵的群体建筑评价及避震人口预测——以昆明市阳宗海区域抗震专项规划为例

在云南震害矩阵的基础上,结合地理信息系统(GIS)数据分析,以昆明市阳宗海区域抗震专项规划为例,给出群体建筑评价的简易模型,建立避震人口与震害矩阵的关系,对阳宗海区域的群体建筑进行评价,同时对避震人口进行预测,为政府部门决策提供科学参考。

“十三五”期间阳宗海富营养化状态评价及其变化特征分析

基于“十三五”期间(2016—2020年)阳宗海3个采样点位的pH、SD、TP、CODMn和Chla等理化指标例行监测数据,采用综合营养状态指数法对水体富营养化状态进行评价,借助Origin、ArcGIS和SPSS等软件,进行富营养化程度时空变化特征分析及Pearson相关性分析。结果表明,“十三五”期间阳宗海水体富营养化整体程度不高,营养分级为贫营养,但3个点位TP和TN浓度均值已接近或高于水华暴发阈值,存在潜在生态风险;时间变化上,阳宗海3个监测点位富营养化程度均呈现先上升后下降的趋势;空间变化上,阳宗海北部区域的富营养化程度相对较高,南部区域相对较低。Pearson相关性分析结果表明,阳宗海富营养化状态主要受TN和NH+4-N影响。

高原深水湖泊水温日成层对溶解氧、酸碱度、总磷浓度和藻类密度的影响:以云南阳宗海为例

弄清深水湖泊夏季水温分层及其对水体各理化指标的影响对于湖泊的保护和治理有重要意义.以云南阳宗海为例,在夏季选择湖泊内有代表性的6个样点,以1 m为间隔对每个样点不同水深的水温、藻蓝蛋白、DO、pH和叶绿素a含量进行同步测定,同时在实验室测定TP.结果表明：（1）夏季晴天阳宗海上午没有明显的分层,中午开始慢慢形成4层,随后转化到3层,在14：00时达到分层相对稳定,稳定时温跃层出现在水深9~13 m处,湖表层与深水层的最大温差为7.8℃;（2）随着水温出现分层,DO和pH呈现出与水温分层相似的垂直分层结构,而这种分层过程基本上与水温成层过程同步;（3）藻类和浮游植物随水温分层而逐渐成层,但有迟滞性,迟滞时间约2 h;（4）TP对水温分层不敏感,只有接近湖底的水体总磷浓度才明显升高,9 m以上的水层总磷浓度分布均匀,水温的分层与消失过程不影响上层水的总磷浓度,全湖泊的总磷平均浓度为0.033±0.03 mg/L.

基于内梅罗指数的阳宗海湖滨湿地水环境质量评价

在采集阳宗海湖滨湿地水样并测定水样中富营养化指标和重金属指标的基础上,用内梅罗指数法对不同湖滨湿地区域的水环境质量进行评价。结果表明:TP总平均质量浓度为0.095mg/L,是《地表水环境质量标准》(GB 3838—2002)Ⅲ类水标准(0.05mg/L)的1.9倍;COD总平均质量浓度为19.59mg/L,未超过GB 3838—2002Ⅲ类水标准(20mg/L);阳宗海湖滨湿地As污染最为严重,总平均质量浓度为0.112mg/L,超过了GB 3838—2002Ⅴ类水标准(0.10mg/L),Zn、Cu、Cr未超过GB 3838—2002Ⅲ类水标准,Cd、Mn、Ni、Pb、Co未检出;4个湖滨湿地区域富营养化指标的内梅罗指数评价结果均为良好,空间上表现为北部>东部>南部>西部;重金属指标的内梅罗指数评价结果为东部和北部中度污染水平,南部和西部重度污染水平,空间上表现为南部>西部>东部>北部。

云南阳宗海湖底沉积物重金属分布与来源

测定了阳宗海表层沉积物重金属Pb、Cu、Cr、Mn、Zn、As的含量,平均值依次为40.3mg/kg、97.6mg/kg、145.8mg/kg、617.9mg/kg、149.2mg/kg、31.4mg/kg。利用地积累指数法对重金属的污染程度进行评价。结果表明,沉积物中Cu的累积最严重,As、Zn、Cr也发生明显的累积。Mn的累积程度略低,为轻度至中度污染水平。Pb含量接近背景值,显示轻微污染。重金属污染程度顺序为Cu>As>Cr>Zn>Mn>Pb。分析认为,工、矿、旅游业排污等人类活动因素与岩石风化等地球化学过程是沉积物中重金属的两个主要来源,同时也是沉积物中重金属的水平分布产生两种不同特征的主要原因。

阳宗海和滇池中紫色非硫细菌数量和种群结构的比较

在2002年平水期对高原湖泊阳宗海和滇池中的紫色非硫细菌(PNSB)数量和种群结构进行了比较研究。对两湖中的各因子进行t检验,发现各因子和PNSB数量都有极显著差异,富营养化湖泊滇池中的PNSB数量远远多于贫营养化湖泊阳宗海;两湖中PNSB的优势种是红假单胞菌属,也有少数的红螺菌属。两湖种群结构的区别是滇池有红微菌,而阳宗海有大量红细菌。

阳宗海表层沉积物中的重金属生态风险评估

对从阳宗海湖底表层采集的25组沉积物样品中的10种重金属质量比进行分析,结果表明,Ti、Mn、Zn、V、Cr、Cu、Ni、Co、Pb和As的质量比平均值均超过了当地土壤背景值。而重金属系统聚类分析表明,Zn、Cr、Pb、As高度相关,其污染主要由于人类活动造成;Ti、Mn、V、Cu、Ni、Co的分布特征相似,其污染原因以岩石风化等自然因素为主。单因子富集系数评价表明,阳宗海10种重金属均达到了中度富集程度,其中As、Cu、Cr富集程度较为突出。用Hakanson潜在生态风险指数法评价阳宗海表层沉积物中重金属的生态风险,结果表明,阳宗海表层沉积物中重金属的生态风险总体属轻微程度,阳宗海南岸局部区域达到中等生态风险程度。几种重金属对阳宗海生态风险的贡献由大到小依次为As、Cu、Co、Ni、Pb、Cr、V、Zn、Mn、Ti,其中,As是阳宗海最突出的生态风险因子。

阳宗海湖滨湿地沉积物砷和有机质对磷赋存形态的影响

以云南省阳宗海南岸湖滨湿地为研究对象,研究了沉积物中总砷(TAs)、总磷(TP)及各形态无机磷的含量及空间分布特征,并对沉积物中TAs和有机质(OM)含量与各形态磷的相关性进行了分析。结果表明:沉积物TAs含量(1.84~24.37 mg·kg^(-1))处于土壤环境质量标准Ⅲ级限值的警戒线,表层富集明显,湖滨湿地对砷具有拦截作用;沉积物TP含量受上游人为干扰方式影响,农田和农村综合干扰样带的TP含量最高(604.13 mg·kg^(-1)),表层富集明显,湖滨湿地对外源磷也有截留作用,无机磷形态中以磷石灰型(Ca_(10)-P)为主,活性磷酸二钙磷(Ca_2-P)和磷酸八钙磷(Ca_8-P)、潜在释放的磷酸铝盐(Al-P)和磷酸铁盐(Fe-P)、惰性的闭蓄态磷酸盐(O-P)含量均较低;沉积物TAs和OM含量对磷的赋存状态均存在影响,主要与砷-磷在沉积物上的竞争吸附作用以及沉积物环境因素的变化有关。

云南阳宗海表层沉积物有机质组成结构对磷赋存形态特征的影响

利用连续提取分级的方法定量分析阳宗海表层沉积物磷赋存形态,阐明了沉积物C、N、H和O组成及溶解有机质(DOM)紫外-可见光谱特征,探讨沉积物元素组成及DOM组成结构对不同形态磷含量的影响.结果表明:(1)沉积物潜在可移动磷含量在68.67~124.70 mg/kg之间变化,平均占总磷含量的9.81%,表现为BD-P>Na OH-nr P>NH_4Cl-P;沉积物稳定磷含量在496.73~908.28 mg/kg之间变化,平均占总磷含量的60.86%.(2)沉积物C、N含量和疏水性DOM光谱参数A_(240-400)表现出北部高、南部低的变化趋势,但H/C、O/C和(N+O)/C摩尔比和亲水性DOM光谱参数A_(240-400)变化趋势则与之恰好相反.(3)沉积物NH4Cl-P含量与C、N和H含量之间呈显著正相关,但与H/C、O/C、(N+O)/C摩尔比和亲水性DOM光谱参数E_2/E_3值之间呈显著负相关;NaOH-rP和BD-P+NaOH-rP含量均与O含量及O/H摩尔比呈显著负相关;NaOH-rP、BD-P+NaOH-rP和HCl-P均与疏水性DOM光谱参数A_(240-400)值之间呈显著正相关.因此,天然有机质元素组成及官能团结构是影响沉积物磷赋存形态的重要因素.

阳宗海沉积物重金属污染评价及来源解析

对沉积物中重金属进行污染评价及来源分析有助于为重金属污染治理提供决策依据。该研究以阳宗海不同湖岸湖滨湿地沉积物为研究对象,运用沉积物富集系数法和内梅罗指数法评价沉积物中9种重金属污染程度,并运用聚类分析和因子分析法对重金属污染来源进行识别。结果表明:(1)阳宗海湖滨湿地沉积物中重金属在不同湖岸呈现不同分布特征,As、Cd、Cr、Zn、Mn在东部含量较高,Co、Cu、Ni最高值出现在北部;Pb最高值出现在南部;(2)在研究区域Cd属于重度污染,As、Zn、Cu、Cr、Ni、Pb和Co均属于中等污染水平,且EF值均大于1,表明该研究区的重金属污染物除了来自地壳和自然风化过程,还受到于人类活动、工业生产等外源污染影响;(3)阳宗海不同湖岸重金属Mn和Cd累积效应最为显著,在东部湖滨湿地As和Cu的累积效应也较显著,其余重金属在不同湖滨湿地表现出不同程度的污染累积;(4)因子分析可将9种重金属归为第一主成分(Zn、Cu、Cd、Ni、Pb、Co、Mn),贡献率为72.16%,为工业因子,第二主成分(As、Cd)为能源因子,通过聚类表明,该研究区域在污染程度上可分为3大类,主要受西南季风、铝厂、火电厂等影响。基于该研究结果,在今后环境治理时应该加强污染源控制,保护阳宗海生态环境。

阳宗海、松华坝和云龙水库流域土地利用与水质变化

利用遥感(RS)和地理信息系统(GIS)技术,对阳宗海、松华坝及云龙水库流域1995年和2004年6种土地利用覆盖类型的遥感数据进行了制图及其叠加,通过对土地利用现状和变化情况的分析,并与库区的水质变化相结合,研究流域内土地利用结构及其变化与库区水质变化的关系。

铁盐絮凝法对阳宗海湖泊水体的除砷效果及底泥的稳定性考察

2008年,昆明阳宗海受到严重砷污染,砷浓度高达0.134 mg/L。项目组充分考虑其受污染水体容量大、砷浓度低的实际情况,提出了安全、廉价、高效的Fe Cl3絮凝法治理方案。实验室小试结果表明,提出的Fe Cl3絮凝法对As(Ⅲ)及As(V)均有理想的去除效果,并且湖水中大量存在的阴离子HCO-3可使治理过程中水体p H值基本保持不变。因此该方案摒弃了文献普遍报道所需要的预氧化及调节p H值的工艺步骤,将固体Fe Cl3·6H2O溶解、用湖水稀释后通过喷洒船将最终浓度为1%左右的Fe Cl3水溶液喷洒到湖面上,使湖水中的As O3-4及As O-2与Fe Cl3水解过程产生的Fe(OH)3胶体絮凝形成稳定的沉淀物被固定于底泥中。在对阳宗海进行降砷工程化治理期间,2009年11月—2010年9月砷浓度从0.117 mg/L快速下降到0.021 mg/L并可持续达到Ⅱ-Ⅲ类水标准(<0.05 mg/L),总除砷率高达82.05%。沉积物中的As绝大部分以残渣态的形式被固定在沉积物中,生态风险很低。

酸沉降影响的湖泊沉积学证据

以阳宗海为例 ,通过湖泊短柱状沉积物的磁参数、Fe、Al和化石生物的分析研究以及自然酸性湖泊沉积参数的对比验证 ,结果显示 :低频磁化率 ( χlf)、非磁滞剩磁 (ARM)的数值以及介形类、硅藻的属种与浓度变化灵敏地指示工业大气污染和酸沉降的起点、过程和环境变化趋势 ;Fe、Al的显著递减同步于较强酸沉降时段 ,是工业大气污染危害湖泊环境的标志。上述环境参数可作为识别湖泊酸化趋势的沉积学证据。酸性水体的元素地球化学作用及其对水生生物的影响———生物贫化和耐酸物种的扩张是湖泊沉积物重现酸沉降的历史和过程的理论依据。

阳宗海流域土地利用景观格局时空变化分析

【目的】探究云南省阳宗海流域土地利用景观格局时空变化,促进湖泊流域生态环境的有效保护、合理利用与可持续发展。【方法】利用2005年、2010年、2015年、2020年4期数据,基于ArcGIS、Fragstats 4.2等软件,采用地学信息图谱、土地利用转移矩阵、景观格局指数、景观质心量测等对研究区土地利用景观格局、湖泊质心变化等进行分析。【结果】2005—2020年,建设用地和林地面积分别增加809.31、627.23 hm^(2),耕地和未利用地面积分别减少816.45、707.92 hm^(2),园地、草地等地类面积变化不大;从地学信息图谱和土地利用转移矩阵来看,新增建设用地除了道路等基础配套设施外,主要分布于阳宗海北部和西南侧,增加来源地类主要为耕地、未利用地和林地等。林地增加来源地类主要为耕地和未利用地,整个研究区均有分布,主要受到“退耕还林”政策影响及开垦未利用地等;从景观格局指数来看,2005—2010年研究区受人类社会经济活动等因素干扰,景观破碎化程度增加。2010年以后,随着当地实施一系列政策治理和保护阳宗海流域,景观格局逐步向着聚集方向发展,且研究区景观多样性和景观优势度虽有小幅变化,但相对稳定;阳宗海湖泊面积2005—2015年出现减少,但2010—2015年与2005—2010年相比,湖泊面积缩小趋势减缓,2015—2020年湖泊面积出现增加,增加70.24 hm^(2)。阳宗海湖泊形状指数和分维数呈现越来越复杂的趋势,说明当地“退耕还湖”“河道治理”等举措成效显著,阳宗海湖泊质心2005—2010年、2010—2015年向东北方向分别偏移3.51、15.92 m, 2015—2020年向西南方向偏移22.74 m。【结论】摸清了阳宗海流域2005—2020年土地利用数量、转移矩阵及景观格局变化、阳宗海湖泊面积及质心偏移方向,为阳宗海湖泊及流域内土地利用、生态安全体系构建等提供数据支撑和决策依据。

阳宗海湖滨湿地沉积物中重金属的空间分布特征

以阳宗海不同湖岸湖滨湿地沉积物为研究对象,分析测定沉积物中7种重金属含量,评价不同湖岸重金属的污染程度,探讨在不同干扰方式下湖滨湿地沉积物中重金属的主要污染特征,为阳宗海重金属污染防治提供理论依据。结果表明:(1)阳宗海湖滨湿地不同湖岸7种重金属元素污染程度存在差异,表现为:东岸>北岸>南岸>西岸。As、Cd、Cr、Zn、Mn的最高值出现在东岸,Co、Cu、Ni的最高值出现在北岸,Pb的最高值出现在南岸。(2)不同区域湿地沉积物中,东岸(Cu、Ni、As、Cd)、南岸(Cu、Cd)、西岸(Cd)、北岸(Cu、Ni、Cd)的重金属含量明显高于土壤环境质量2级标准,是主要污染因子,Cu、Ni、As、Cd的含量分别为43.41~111.15、41.64~57.23、10.28~65.31、1.02~1.99 mg/kg;(3)阳宗海流域上游的铝厂、电厂等高污染企业产生的工业"三废"未经有效净化直接排放,流域周围生活污水、化肥和农药等农业面源污染是导致湖泊重金属污染严重的主要原因;(4)湖滨湿地沉积物中重金属与有机质、全磷之间相互影响,Cu、Ni、As和Cd与全磷呈显著正相关,相关系数分别为0.674、0.790、0.357和0.626(P<0.01),增加磷的含量,会增加沉积物对重金属的吸附量;Cu、Ni、As和Cd与有机质呈显著正相关,相关系数分别为0.393、0.451、0.406和0.497(P<0.01)。有机质的降解促进金属离子的释放,使沉积物中重金属含量增高。