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典型湖泊中邻苯二甲酸酯的污染特征和健康风险评价

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典型湖泊中邻苯二甲酸酯的污染特征和健康风险评价

作者：弥启欣中国环境科学研究院

学位级别：硕士

邻苯二甲酸酯(Phthalate acid esters,PAEs)是一种常见的具有严重环境内分泌干扰性的塑料制品添加剂。研究表明,PAEs分子具有致癌、致畸、致突变的毒性效应,在特定条件下分解后进入环境介质,影响人体健康。然而我国对于湖泊水体PAEs的... 详细信息

邻苯二甲酸酯(Phthalate acid esters,PAEs)是一种常见的具有严重环境内分泌干扰性的塑料制品添加剂。研究表明,PAEs分子具有致癌、致畸、致突变的毒性效应,在特定条件下分解后进入环境介质,影响人体健康。然而我国对于湖泊水体PAEs的研究尚不完善,其环境暴露对人群造成的健康风险的报道较少,因此本研究选取了我国部分典型湖泊(千岛湖、东江湖、洪湖和赤湖),现场采集水样,实验测定分析常规水质和PAEs的污染特征,运用主成分分析法开展典型湖泊PAEs源解析,在此基础上,探究常规水质与PAEs相关性,并对典型湖泊开展PAEs健康风险评价。通过本研究完善和丰富上述湖泊的PAEs数据,为湖泊水污染防治与水生态健康提供基础和理论依据。取得的主要研究结论有以下几个方面:(1)典型湖泊常规水质指标污染特征分析表明:千岛湖和东江湖水体中总氮(TN)超Ⅱ类水质标准,洪湖水体中TN、总磷(TP)和高锰酸盐指数(COD)均未能达到地表水Ⅱ类水体水质的管理目标,赤湖水体为Ⅴ类水质。千岛湖水体中TN污染的主要来源为流域内的经济活动、农业活动和水土流失;东江湖水体中TN污染主要来源为农业污染和生活污染,兼有一定量的旅游业污染和工业污染;洪湖水体中TN、TP和COD主要来源为城市生活污水、农业面源污染和畜禽养殖;赤湖水体中污染物主要来源为周边工业园区的工业废水、城市生活污水和畜禽养殖污染。(2)典型湖泊水体PAEs的污染特征和来源解析表明:千岛湖、东江湖、洪湖和赤湖水体中Di BP、DBP和DEHP为主要的PAEs组分。东江湖、洪湖和赤湖部分点位DBP超过地表水环境质量限值,说明其污染严重,需引起高度重视。通过与国内外其他湖泊河流水体的对比研究,可得出初步结论:在全球范围内,东江湖和赤湖的PAEs污染处于中等水平,千岛湖和洪湖的PAEs污染处于中等偏下水平。空间分布上PAEs污染水平与环湖居民区、旅游开发区、工业园区和学校医院等公共服务设施的所在位置密切相关,与湖泊类型无关;千岛湖和东江湖水体中PAEs的主要来源为旅游活动、当地居民生产生活及流域内农业活动;洪湖和赤湖为工农业生产活动和当地居民生产生活。(3)健康风险评价表明:千岛湖、东江湖、洪湖和赤湖水体中PAEs暴露均不会对受众人群产生明显的非致癌风险。但33.4%的东江湖水体、22.2%的赤湖水体和5.9%的千岛湖水体中PAEs暴露会对所有或部分受众人群产生不可忽略的致癌风险,其致癌影响应该引起重视;洪湖水体PAEs暴露不会对受众人群产生致癌风险。(4)常规水质指标和PAEs暴露健康风险对比分析表明:常规水质评价结果与PAEs健康暴露风险相关性较弱,常规水质的优劣无法体现PAEs暴露健康风险的高低,有必要对我国存在PAEs污染风险的湖泊进行全面的调查,以有效评估和控制PAEs的健康暴露风险。

关键词：典型湖泊水质邻苯二甲酸酯(PAEs) 污染特征健康风险评价

东部湖区典型湖泊浮游植物群落变化规律及驱动因子

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环境科学 2024年

作者：刘杰邓建明蔡永久龚志军汤祥明中国科学院南京地理与湖泊研究所湖泊与环境国家重点实验室中国科学院大学南京大学地理与海洋科学学院

东部湖区是我国湖泊富营养化程度最严重、受人类活动影响最强的湖区。近年来该湖区众多湖泊中浮游植物大量增殖，水华频发，针对区域尺度上湖泊浮游植物群落长期变化的驱动机制及空间差异仍不清楚。其中，太湖、洪泽湖和骆马湖地处长江... 详细信息

东部湖区是我国湖泊富营养化程度最严重、受人类活动影响最强的湖区。近年来该湖区众多湖泊中浮游植物大量增殖，水华频发，针对区域尺度上湖泊浮游植物群落长期变化的驱动机制及空间差异仍不清楚。其中，太湖、洪泽湖和骆马湖地处长江经济带兼具调蓄、饮用水及灌溉等重要生态功能，受人类活动影响较大，是东部湖区典型的湖泊。利用2016～2021年水文气象数据、水体理化指标数据和浮游植物生物量数据，基于冗余分析，将层次分割和变差分解相结合，研究这3个典型湖泊浮游植物群落变化规律，并识别主要驱动因子。结果表明，东部湖区典型湖泊间的气候背景长期变化趋势基本一致，但其自身营养盐、浮游植物群落及环境驱动因素存在差异。太湖、洪泽湖和骆马湖浮游植物优势门类和优势属差异显著；以水深为主要表征的湖泊特征是导致典型湖泊间各季节浮游植物群落空间差异的最主要驱动因子(春、夏、秋和冬的解释率分别为：46.32%、30.79%、26.92%和35.80%，下同)，但次主要驱动因子存在季节差异，其中，春季次主要驱动因子为电导率(13.48%)和总氮(12.74%)，夏季次主要驱动因子为总磷(19.02%)和电导率(14.71%)，秋季次主要驱动因子为总磷(19.43%)和溶解性总氮(15.86%)，冬季次主要驱动因子为总磷(23.53%)和日最低温度(14.91%)。量化不同驱动因子的贡献对今后开展湖泊富营养化治理和制定相应政策等均有重要意义。

关键词：东部湖区典型湖泊浮游植物群落驱动因子季节差异空间差异富营养化

江苏省6个典型湖泊水生植物分布及其与环境因子的关系

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水生态学杂志 2020年第3期41卷 69-76页

作者：夏莹霏胡晓东徐季雄韩庚宝翁松干吴沛沛周睿江苏省水利科学研究院江苏南京210017 河海大学环境学院江苏南京210098 江苏省常州市金坛区水利局指前水利管理服务站江苏常州213022 中国市政工程中南设计研究总院有限公司湖北武汉430010

针对近30年来江苏省湖泊富营养化问题较为严重的现状,2016年4-5月(春季)和7-9月(夏季)进行了6个典型湖泊(白马湖、宝应湖、高邮湖、邵伯湖、长荡湖、滆湖)水生植物的野外分布情况调查,计算其优势度,判定典型湖泊的水生植物优势种。结果... 详细信息

针对近30年来江苏省湖泊富营养化问题较为严重的现状,2016年4-5月(春季)和7-9月(夏季)进行了6个典型湖泊(白马湖、宝应湖、高邮湖、邵伯湖、长荡湖、滆湖)水生植物的野外分布情况调查,计算其优势度,判定典型湖泊的水生植物优势种。结果表明,江苏省6个典型湖泊常见水生植物19科、29种,呈现明显的季节及地域差异,主要优势种为芦苇(Phragmites australis)、茭草(Zizania latifolia)、菹草(Potamogeton crispus)、穗状狐尾藻(Myriophyllum spicatum)、荇菜(Nymphoides peltata)、空心莲子草(Alternanthera philoxeroides)及野菱(Trapa natans),生活型主要以挺水植物为主。综合营养指数法评价结果显示,6个典型湖泊均属于富营养化湖泊;其中长荡湖和滆湖为中度富营养水平,白马湖、宝应湖、高邮湖、邵泊湖均达到轻度富营养化水平。结合环境因子相关性和冗余分析(RDA),认为总氮(TN)、五日生化需氧量(BOD5)是影响江苏省湖泊优势水生植物生长分布最主要的环境因子。

关键词：典型湖泊水生植物环境因子冗余分析

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鄂东南5个典型湖泊的水体光学特性研究

水生态学杂志 2022年第3期43卷 96-104页

作者：吴超吴晓东葛绪广任伟祥冯恋杨久芸谭亚湖北师范大学城市与环境学院湖北黄石435002 黄石市土壤污染防治重点实验室湖北黄石435002 中国自然资源航空物探遥感中心北京100083

为了探究水体光学特性的时空变化特征及影响因素,于2018—2019年对鄂东南5个典型湖泊(仙岛湖、梁子湖、网湖、策湖和青山湖1号)进行了周年调查;通过分析光学衰减系数(K_(d))等重要水体光学参数,得到了各湖泊光合有效辐射衰减特征及影响... 详细信息

为了探究水体光学特性的时空变化特征及影响因素,于2018—2019年对鄂东南5个典型湖泊(仙岛湖、梁子湖、网湖、策湖和青山湖1号)进行了周年调查;通过分析光学衰减系数(K_(d))等重要水体光学参数,得到了各湖泊光合有效辐射衰减特征及影响因子,可为该地区富营养化湖泊的水生植被修复提供参考。结果表明:(1)鄂东南5个典型湖泊之间的透明度、悬浮物、叶绿素a差异极显著(P湖泊差异极显著(P湖泊之间存在极显著差异(P湖泊的真光层深度与透明度均呈现出极显著相关性(P<0.01),透明度在一定程度上可以反演真光层深度,也可为沉水植物恢复区域划分提供依据。

关键词：鄂东南典型湖泊光合有效辐射光学衰减系数真光层深度

内蒙古典型湖泊夏季浮游植物群落特征及与环境变量的关系

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水生态学杂志 2012年第4期33卷 58-62页

作者：徐兆安马桂芬吴东浩王玉高怡太湖流域管理局水文水资源监测局江苏无锡214024 内蒙古自治区水文总局呼和浩特010010

2011年8月对内蒙古岱海、乌梁素海和呼伦湖3个典型湖泊的浮游植物群落结构及水环境状况进行了调查。结果表明,3个湖泊共采集到浮游植物92种,隶属于6门、24科、47属,未采集到黄藻门和金藻门种类。岱海、乌梁素海和呼伦湖分别采集到浮游植... 详细信息

2011年8月对内蒙古岱海、乌梁素海和呼伦湖3个典型湖泊的浮游植物群落结构及水环境状况进行了调查。结果表明,3个湖泊共采集到浮游植物92种,隶属于6门、24科、47属,未采集到黄藻门和金藻门种类。岱海、乌梁素海和呼伦湖分别采集到浮游植物19种、55种和55种。岱海优势种为绿藻中的卵囊藻(Oocystis sp.),占浮游植物总密度的73%;乌梁素海和呼伦湖的优势种群均为蓝藻,但优势种不同,乌梁素海的优势种依次为颤藻(Oscillatoria sp.)、假鱼腥藻(Pseudanabaena sp.)和阿氏项圈藻(Anabaenopsis arnolodii),三者占到浮游植物总密度的76%;呼伦湖的优势种依次为点状平裂藻(Merismopedia minima)、螺旋鱼腥藻(Anabaena variabilis)和柔细束丝藻(Aphanizomenon issatschenkoi),三者占到浮游植物总密度的53%,反映出浮游植物群落结构之间的差异。3个湖泊均已达到富营养水平,部分指标超过V类水标准。典范对应分析(canonical correspondence analysis,CCA)表明,Cd和CODMn是影响夏季岱海浮游植物群落演替的重要因子,TP和BOD5是乌梁素海的重要因子,浊度、DO、TN和pH等因子对呼伦湖的影响作用较大,其中浊度的影响作用最大。

关键词：浮游植物群落结构环境因子典型湖泊内蒙古

基于Landsat影像的内蒙古典型湖泊水体颜色长时序变化研究

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基于Landsat影像的内蒙古典型湖泊水体颜色长时序变化研究

作者：赵桂荣内蒙古大学

学位级别：硕士

内蒙古自治区是我国北方重要的生态安全屏障,主要属于干旱半干旱性气候区,区域跨度大,地域分异显著,生态系统本底脆弱。在全球气温上升和人为因素的双重影响下,生态环境愈发脆弱,其中湖泊作为地表水圈的重要组成部分,也受到了破坏。水... 详细信息

内蒙古自治区是我国北方重要的生态安全屏障,主要属于干旱半干旱性气候区,区域跨度大,地域分异显著,生态系统本底脆弱。在全球气温上升和人为因素的双重影响下,生态环境愈发脆弱,其中湖泊作为地表水圈的重要组成部分,也受到了破坏。水体颜色是反映湖库水质综合状态的一个重要指标,但目前针对内蒙古湖泊水体颜色的大尺度时空研究尚有欠缺。本文以呼伦湖、达里湖、岱海、红碱淖和乌梁素海5个内蒙古典型湖泊为研究对象,基于Landsat-5/8卫星数据,提取了1986-2021年5～10月非冰封期的色调角(Hue-Angle,HA)和水色指数(Forel-Ule Index,FUI),开展了湖泊水体颜色的长时序动态变化研究,并探讨了其主要驱动因素;又以岱海作为重点研究湖泊,基于实测营养状态指数和HA构建了线性回归模型,对岱海1986-2021年的营养状态指数进行反演,分析了其时空变化特征。主要研究结论如下:(1)湖泊水色指数时空变化特征:各湖泊水色指数分布及变化趋势均具有差异性。5个典型湖泊中,乌梁素海水色指数最高,红碱淖整体上偏低。各湖泊水色指数变化趋势具有差异性,呼伦湖呈缓慢增长趋势,红碱淖呈明显下降趋势,其余湖泊呈缓慢下降趋势;乌梁素海水色指数空间差异较大,其他湖泊空间分布较均一。(2)湖泊水色指数变化的外部驱动因素分析:湖泊水色变化与湖泊流域内植被覆盖和气象因素相关,同时也受到人类活动的影响。5个湖泊色调角月均值变化与归一化植被指数NDVI和降雨呈负相关,与风速分别呈正、负相关;流域内不同土地利用类型与湖泊水色变化具有相关性,其中建设用地和耕地对湖泊水色变化的影响较其他类型大。(3)湖泊水色指数变化的内部驱动因素分析:岱海面积与水色变化并无相关性,红碱淖面积与水色变化趋势一致,具有显著相关性;乌梁素海水生植被面积与水色变化具有关联性,挺水植被的关联性最高;岱海的深度(Depth)、透明度(Transparency,SD)、悬浮物浓度(Suspended Pariticulate Matter,SPM)和有色溶解有机物(Chromophoric Dissolved Organic Matter,CDOM)都对水色变化产生作用。(4)岱海水体营养状态评估:基于修正的卡尔森营养状态指数(Modified Trophic Status Index,TSI)所构建的营养状态反演模型效果最佳,模型R为0.65,MAPE为4.54%,RMSE为3.22;利用基于TSI指数的模型评估了1986-2021年岱海营养状态,发现岱海35年来一直处于富营养状态,并呈现出月际变化特征,5和10月富营养化程度高于其他月份,空间上湖中心富营养化程度低,越靠近湖岸富营养化水平越高。

关键词：内蒙古典型湖泊水色指数富营养化遥感监测

中国典型湖泊多环芳烃沉积记录及其影响因素研究

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中国典型湖泊多环芳烃沉积记录及其影响因素研究

作者：张娅西安科技大学

学位级别：硕士

多环芳烃是一种持久性有毒污染物,由于其具有致癌、致畸、致突变的作用,已被美国环保局列为优先控制污染物。中国是世界上多环芳烃排放量最多的国家,多环芳烃污染问题已成为我国最突出的环境问题之一,并得到了广泛关注。由于多环芳烃的... 详细信息

多环芳烃是一种持久性有毒污染物,由于其具有致癌、致畸、致突变的作用,已被美国环保局列为优先控制污染物。中国是世界上多环芳烃排放量最多的国家,多环芳烃污染问题已成为我国最突出的环境问题之一,并得到了广泛关注。由于多环芳烃的亲脂疏水性,极易赋存在有机质含量丰富的湖泊沉积物中,因此湖泊沉积物作为多环芳烃的源和汇,成为研究多环芳烃的理想场所。本研究选取抚仙湖、博斯腾湖、太湖、巢湖四个中国典型湖泊,分别采集其沉积物岩芯作为研究对象,并采用气相色谱-质谱联用仪测定沉积岩芯中的多环芳烃含量、重铬酸钾油浴法测定有机质含量、碱性过硫酸钾消解法测定总氮含量、硫酸高氯酸消煮——钼锑抗比色法测定总磷含量,以分析四个湖泊沉积物中多环芳烃含量的沉积记录及营养水平的垂直特征。通过查阅四个湖泊流域所在地市的统计年鉴,整理统计四个湖泊流域的总GDP、总人口、农作物产量、煤炭消耗量、石油消耗量,并运用排放因子法估算出历史时期人类活动排放的多环芳烃含量,进而从社会经济参数、历史时期人类活动排放的多环芳烃含量、营养化水平三个方面分析影响不同湖泊多环芳烃沉积记录的因素。主要研究结论如下:(1)根据四个湖泊各自的平均沉积速率,确定四个湖泊的大致沉积年代。通过对四个湖泊各自沉积岩芯多环芳烃的测定,重建四个湖泊近百年来的多环芳烃污染历史。抚仙湖∑16PAHs含量的变化范围为219.80～1730.58 ng·g-1,太湖∑16PAHs含量的变化范围为93.53～1228.95 ng·g-1,二者均处于中等水平;博斯腾湖∑16PAHs含量的变化范围为132.84～325.75ng·g-1,巢湖∑16PAHs含量的变化范围为130.03～387.75ng·g-1,二者均处于较低水平。四湖的多环芳烃垂直含量变化趋势各异,其污染历史的变化反映出所在流域社会经济发展的不断变化。不同湖泊沉积物中有机质的含量由高到低排列:博斯腾湖>抚仙湖>太湖>巢湖;总氮含量由高到低排列:抚仙湖>博斯腾湖>巢湖>太湖;总磷含量由高到低排列:抚仙湖>博斯腾湖>太湖>巢湖。(2)通过对抚仙湖、博斯腾湖、太湖、巢湖∑16PAHs含量与社会经济参数、历史时期人为活动所产生的多环芳烃排放量、营养水平三方面因素进行相关性分析,结果表明:四个湖泊的多环芳烃含量分别与其流域总人口、总GDP、总煤炭消耗量、历史时期人类活动产生的多环芳烃排放量、总氮含量、总磷含量有着显著的正相关关系,这表明四个湖泊多环芳烃含量均受到总人口、总GDP、总煤炭消耗量、历史时期人类活动产生的多环芳烃排放量、总氮含量、总磷含量因素的影响。此外,抚仙湖、太湖流域的石油消耗量的增加会促进这两湖沉积物多环芳烃含量的增加;抚仙湖、博斯腾湖、太湖的有机质含量会因对多环芳烃的物理吸附作用影响该湖沉积物中多环芳烃的含量。

关键词：多环芳烃沉积记录影响因素典型湖泊

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长三角一体化示范区典型湖泊生态修复路径

江苏水利 2023年第1期 40-44页

作者：刘鹏秦灏吴小靖钱星陈寿岭江苏省太湖水利规划设计研究院有限公司江苏苏州215000 华汇工程设计集团股份有限公司苏州分公司江苏苏州215000

对照长江三角洲区域一体化发展战略对示范区幸福河湖建设提出的更高要求,以示范区典型湖泊——元荡为例,开展生态修复路径研究。从水生态环境存在的主要问题着手,研究出水生态修复方案,明确了近岸带湿地建设、人工生境营造、湖体增殖放... 详细信息

对照长江三角洲区域一体化发展战略对示范区幸福河湖建设提出的更高要求,以示范区典型湖泊——元荡为例,开展生态修复路径研究。从水生态环境存在的主要问题着手,研究出水生态修复方案,明确了近岸带湿地建设、人工生境营造、湖体增殖放流和生态清淤等措施,并分析生态修复的治理效果和经验,为其他湖泊水生态环境治理提供参考。

关键词：示范区典型湖泊生态修复长三角一体化

湖泊沉积物溶解性有机氮组分特征及其与水体营养水平的关系

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光谱学与光谱分析 2016年第11期36卷 3608-3614页

作者：钱伟斌张莉王圣瑞曹长春李艳平程杰杨嘉春李文章桂林理工大学环境科学与工程学院广西桂林541004 中国环境科学研究院环境基准与风险评估国家重点实验室北京100012 中国环境科学研究院国家环境保护湖泊污染控制重点实验室湖泊生态环境创新基地北京100012 三峡大学水利与环境学院湖北宜昌443002

通过紫外-可见光吸收光谱,三维荧光光谱和气相色谱质谱联用(GC-MS)方法,比较研究了不同湖区与不同营养水平五个典型湖泊(洱海、滇池、鄱阳湖、武汉东湖、太湖)沉积物DON组分特征及其与水体营养水平间关系。结果表明:1与东部平原湖区相比... 详细信息

通过紫外-可见光吸收光谱,三维荧光光谱和气相色谱质谱联用(GC-MS)方法,比较研究了不同湖区与不同营养水平五个典型湖泊(洱海、滇池、鄱阳湖、武汉东湖、太湖)沉积物DON组分特征及其与水体营养水平间关系。结果表明:1与东部平原湖区相比,云贵高原湖泊沉积物DON结构较为稳定,生物可利用率较低;2同属云贵高原湖区,污染较严重的滇池,其沉积物DON来源和结构组分较复杂,生物可利用率较高;而污染程度相对较轻的洱海,其沉积物DON来源较简单,结构组分稳定性相对较高,有利于维持较好的水质;3东部平原湖区中,太湖和武汉东湖营养水平接近,其沉积物DON结构组分相近且相对复杂,但芳香度较低,芳香环取代基较少,对营养盐的固持能力较弱,对水污染的贡献较大,而鄱阳湖,其沉积物DON结构组分相对简单,但对营养盐的固持能力较强,对维持良好水质起积极作用;4P_((Ⅲ+Ⅴ,n))/P_((Ⅰ+Ⅱ,n))指数(类腐殖质与类蛋白质含量的比值)依次为滇池(33.14)>洱海(21.49)>太湖(15.65)>东湖(8.49)>鄱阳湖(5.21),E_4/E_6指数(465与665nm处的吸光度比值)依次为滇池(27.00)>东湖(6.65)>鄱阳湖(5.47)>太湖(3.50)>洱海(2.31),即P_((Ⅲ+Ⅴ,n))/P_((Ⅰ+Ⅱ,n))与E_4/E_6指数对不同营养水平湖泊的区分度较好,此外,两种指数与沉积物中多种氮具有较好的相关性,两者可在一定程度上指示湖泊营养水平。

关键词：典型湖泊溶解性有机氮沉积物营养水平比较研究