夜郎湖水库水体甲基汞的分布模式初步研究

本文通过对贵州夜郞湖水库水体的2006年7月、2007年1月及3月三次采样,研究了甲基汞的时空分布模式,并探讨影响其分布的不同控制因素。比较发现,夏季水体所有形态甲基汞(总甲基汞、溶解态甲基汞、颗粒态甲基汞)均显著高于其他两季(p<0.001),而冬春两季甲基汞浓度没有明显差异。空间分布表明,夏季总甲基汞平均浓度从水库上游至下游大坝处呈现稳步上升的分布趋势,大坝处总甲基汞是上游库体的1.72倍,是同期监测入库河流的2.58倍,这说明河流经水库蓄水后,甲基汞浓度在夜郞湖水库库体内升高和蓄集,并且下游水体具有更强的甲基汞蓄集能力。研究进一步发现,水质参数悬浮颗粒物(SPM)、水温(T)和硝酸盐(NO3-)与各形态甲基汞之间存在显著的正相关关系,表明这些参数对于各形态甲基汞的季节分布起着重要作用。在夏季丰水期,河流由于雨水带进大量的农田和土壤颗粒,而成为夜郞湖水体甲基汞的一个重要输入源,同时夏季相对活跃的农业耕作活动带来表层土壤的扰动增加,这可能是引起夜郞湖水体甲基汞水平升高的一个重要原因。

夜郎湖水库春季后生浮游动物调查与水质评价

2011年3月对夜郎湖水库后生浮游动物及水质情况进行了调查。共鉴定出后生浮游动物17种,其中,桡足类2种,枝角类3种,轮虫类12种。优势种为针簇多肢轮虫（Polyarthra trigla Ehrenberg）、矩形龟甲轮虫（Keratella quadrata（Müller））、螺形龟甲轮虫（Keratella cochlearis Gosse）、曲腿龟甲轮虫（Keratella valga Ehrenberg）、透明溞（Daphnia hyalina Leydig）、长额象鼻溞（Bosmina longirostris（O.F.Müller））和近邻剑水蚤（Cyclops vicinus Uijanin）。后生浮游动物数量为0.2~570.0 ind/L。利用后生浮游动物群落结构、理化指标及生物多样性指数进行综合评价,该水库水质为Ⅰ类。

贵州夜郎湖表层水体地球化学昼夜变化及其影响因素

为探究岩溶水库水文地球化学行为过程,对贵州普定夜郎湖表层水体进行了为期3 d的高分辨率昼夜监测。结果表明:1)多变的天气和水文条件叠加导致水体离子指标昼夜变化不显著,规律性较差。而水温、DO、pH值、SpC、SIc、pCO2等常规理化指标受水温变化和生物作用表现出明显的昼夜波动。2)利用亨利常数和主成分分析,得到温度变化、生物作用、人类活动、水库的蓄水与放水对夜郎湖水库水文地球化学特征变化的贡献率分别为21.66%、17.28%、14.08%和10.22%,说明作用于水库水文地球化学行为的因子具有多元性。3)δ18O表现出与DO一致的波动趋势,即白天上升,晚上下降,反映在短时间尺度上,氢氧稳定同位素变化受控于生物过程(主要是呼吸作用过程);而对比水库水体和大气降水的d-excess(d值)发现,水库水体的d值(8.21‰)显著偏低于当地大气降水的d值(9.64‰),说明在长时间尺度上,主要受蒸发效应引起的不平衡分馏影响。

夜郎湖水库富营养化特征及重金属风险污染评估

水体富营养化和重金属污染严重影响水库的用水安全,为调查夜郎湖水库富营养化程度和重金属的时空分布,于2018年逐月调查了夜郎湖水库的水体中营养盐(NH_(3)-N、TN、TP)浓度和重金属浓度(Hg、As、Ni、Cu、Pb),并使用综合营养状态指数法评价夜郎湖水库,进行重金属的风险化评估。结果表明,2018年夜郎湖水库基本上处于富营养化状态,与以前的研究相比,夜郎湖水库的富营养化愈趋严重。Hg、As、Cu、Ni、Pb在夜郎湖水库中的分布存在较大的时空差异,但浓度均低于Ⅰ类水体标准,说明夜郎湖水体中的重金属浓度对人体健康基本上无威胁。经过因子分析发现,水体中重金属与营养盐的同源性较低,其来源可能分为3类,一是矿山的开采和化石燃料的燃烧,如Hg和As;二是网箱养殖,如Cu;三是工业废水,如Ni和Pb。

夜郎湖水库水体不同形态汞的时空分布

于2006年7月(夏季)、2007年1月(冬季)和3月(春季)采集了贵州省夜郞湖水库水样,研究了不同形态汞(总汞、溶解态汞、颗粒态汞)的时空分布特征及其影响因素。结果表明,夏季水体总汞、溶解态汞、颗粒态汞平均含量分别为4.48±2.59、2.37±1.40、2.11±1.86 ng.L-1,均显著高于冬季和春季(P<0.001),而冬春2季不同形态汞含量无明显差异。水质参数悬浮颗粒物(SPM)和硝酸盐(NO3-)与不同形态汞之间均存在显著的正相关关系,表明这些参数对于不同形态汞的季节分布起着重要作用。夏季农业耕作活动相对活跃,表层土壤的扰动增加,雨水冲刷农田土壤,带进大量的外源颗粒物,致使夜郞湖水体夏季总汞水平较高。空间分布表明,夜郞湖水库夏季总汞平均浓度从水库入库河流至大坝方向、出库河流呈现总体下降的分布趋势,但水体各采样剖面没有明显的分布规律。

基于遥感的安顺夜郎湖植被干旱响应特征

根据多年的气象资料和K干旱指数,分析了夜郎湖区域气候变化特征及其干旱背景,运用干旱年份(2009年11月—2010年3月)的4景Landsat卫星遥感数据计算了区域的归一化植被指数(NDVI)和修正的归一化水体指数(MNDWI),重点分析了夜郎湖植被对干旱事件的响应特征,并探讨了极端干旱事件对湖泊生态系统的影响。结果表明:(1)夜郎湖水库及其周边地区表现出变冷变干的气候特征,1995—2012年间气温呈显著变冷的趋势(R2=0.54,P<0.05),而年降水量表现出波动下降的趋势(R2=0.42,P<0.05)。2009年是夜郎湖自1995年以来降水相对稀少,同时也是干旱最为严重的年份(K<0.6)。(2)当水库的K干旱指数小于0.4(特旱)时,NDVI和植被面积呈显著下降的趋势即表现出大范围的缺水性死亡,干旱开始时水库对周边植被具有一定的调节作用,基本维持原有水平,之后水库调节能力下降,植被生长受到极度抑制,出现大范围的死亡。而水库水面因受到蒸发量增大与降水量减少的影响,水分逐渐丧失,面积呈逐渐递减的特征。(3)湖泊生态系统在面对特大干旱时植被的应对能力相对较差,地表水极其缺乏,植物根系无法获得维持其生存的水分,随着干旱程度的加深而大面积死亡。