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巢湖快速变化风浪场及其环境效应

湖泊科学 2022年第3期34卷 985-993页

作者：张怡辉胡月敏彭兆亮胡维平朱金格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南京210008

浅水湖泊风浪过程对于湖泊生态系统具有重要的意义.基于巢湖风场、风浪和水环境参数同步高频观测结果,详细分析了快速变化风场下的风浪快速变化特征及其对湖泊水环境的影响特征.浅水湖泊风浪的有效波高和平均波周期均随风速的快速变化... 详细信息

浅水湖泊风浪过程对于湖泊生态系统具有重要的意义.基于巢湖风场、风浪和水环境参数同步高频观测结果,详细分析了快速变化风场下的风浪快速变化特征及其对湖泊水环境的影响特征.浅水湖泊风浪的有效波高和平均波周期均随风速的快速变化有较好的同步响应规律.在风速快速衰减阶段,相较有效波高,波周期有更好的稳定性.湖泊水体pH、水温、溶解氧会快速响应风浪的变化,随着风浪强度增强,对水体浊度、总磷浓度以及藻密度和生物量的扰动影响逐渐呈现.强烈的风浪扰动引起水体浊度变化的滞后时间可达3 d.快速变化的风浪场下,风浪的强烈扰动会改变水体固有的理化参数分布特征,扰动藻类常规的水体分布规律,风浪强度是造成差异的主要因子.

关键词：风浪有效波高波周期巢湖水环境

巢湖蓝藻水华监测预警与模拟分析平台设计与实践

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湖泊科学 2022年第1期34卷 38-48页

作者：邱银国段洪涛万能胜高芮黄佳聪薛坤彭兆亮肖鹏峰中国科学院南京地理与湖泊研究所南京210008 安徽省巢湖管理局湖泊生态环境研究院合肥230000 南京大学地理与海洋科学学院南京210023

近20年来,巢湖蓝藻水华频繁暴发,对流域内居民生活和社会生产产生了严重影响.由于缺乏蓝藻水华全方位监测、高精度模拟和智能化分析手段,传统方法难以实现“现状掌握、异常识别、原因追溯、未来模拟”的目标,无法满足巢湖蓝藻水华科学... 详细信息

近20年来,巢湖蓝藻水华频繁暴发,对流域内居民生活和社会生产产生了严重影响.由于缺乏蓝藻水华全方位监测、高精度模拟和智能化分析手段,传统方法难以实现“现状掌握、异常识别、原因追溯、未来模拟”的目标,无法满足巢湖蓝藻水华科学防控与应急处置的要求,蓝藻水华引起的突发事件随时可能发生.本文针对巢湖蓝藻水华的全面监测和应急决策问题,整合了卫星遥感、无人机监测、视频监控、浮标监测和人工巡测手段,构建了巢湖水质和水华全方位监测网络;结合巢湖水动力-水质-藻类耦合模拟模型,研制了蓝藻水华预测预警和蓝藻水华暴发应急处置模块,实现了蓝藻水华短期(未来2日逐时)和长期(未来7日逐日)模拟,并实现了未来5日蓝藻水华沿岸堆积模拟.最终,通过集成巢湖水质和水华监测、预测预警、应急处置等模块,研发了巢湖蓝藻水华监测预警与模拟分析平台,实现了全湖水质和水华现状迅速掌握、超标信息自动识别与高精度预测预警、沿岸重点区域水华堆积风险评估等功能,为巢湖蓝藻水华的科学防控和应急处置提供了科学依据和数据支撑.

关键词：蓝藻水华立体监测预测预警决策支撑巢湖

巢湖东湖心沉积物重金属的分布及其在外力扰动下的释放特征

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环境化学 2022年第10期41卷 3267-3278页

作者：齐翠翠张雨笛胡淑恒许子牧匡武袁步先王玲玲安徽省环境科学研究院安徽省污水处理技术研究重点实验室合肥230071 合肥工业大学资源与环境工程学院合肥230009

本研究以巢湖东湖心的表层沉积物为研究对象,分析上覆水和沉积物中重金属的分布特征.借助Y型再悬浮装置,探究不同扰动条件下,上覆水体Zn、Hg、Pb、Cr含量与理化条件的变化及沉积物再悬浮释放规律.结果表明,沉积物中Zn、Hg、Pb、Cr含量... 详细信息

本研究以巢湖东湖心的表层沉积物为研究对象,分析上覆水和沉积物中重金属的分布特征.借助Y型再悬浮装置,探究不同扰动条件下,上覆水体Zn、Hg、Pb、Cr含量与理化条件的变化及沉积物再悬浮释放规律.结果表明,沉积物中Zn、Hg、Pb、Cr含量均超出了背景值,分别为149.05、0.086、33.18、87.9 mg·kg^(−1),且Cr、Hg以残渣态为主,而Zn、Pb有效态占比很高,分别为59.86%、62.61%,赋存形态影响再悬浮期间重金属的迁移程度;水体流动使上覆水悬浮颗粒物含量逐层增加,pH发生较大波动,DO随物理扰动的强度、时间增加而上升;水溶态重金属在扰动过程的中段上升幅度明显,但并没有持续增长,而分布于颗粒相上的重金属扰动初期急剧上涨至一个高峰,后续逐渐下降;水体扰动促使颗粒相上的重金属解吸,不同重金属的释放速率不同,Pb的迁移程度最明显,由于再悬浮进入上层水体的沉积物颗粒给上层水体尤其是水-沉积物界面带来了更多重金属污染.

关键词：重金属再悬浮沉积物迁移释放巢湖

巢湖流域丰水期可溶态重金属空间分布及污染评价

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环境科学 2021年第11期42卷 5346-5354页

作者：何苗刘桂建吴蕾齐翠翠中国科学技术大学地球与空间科学学院合肥230026 安徽省环境科学研究院合肥230022

探究了巢湖流域丰水期湖区及10条环湖河流水体中重金属元素V、Cr、Mn、Ni、Cu、Zn、Pb、Cd、Fe和Sb空间分布特征.结果表明,丰水期巢湖西部和西北部4条环湖河流中的重金属元素平均质量浓度高于中部和东部地区;金属元素浓度相关性分析结... 详细信息

探究了巢湖流域丰水期湖区及10条环湖河流水体中重金属元素V、Cr、Mn、Ni、Cu、Zn、Pb、Cd、Fe和Sb空间分布特征.结果表明,丰水期巢湖西部和西北部4条环湖河流中的重金属元素平均质量浓度高于中部和东部地区;金属元素浓度相关性分析结果显示,Cu、Ni、Zn、Pb和Cd元素质量浓度之间呈显著正相关,这说明5种元素间存在相似的空间规律.单因子污染指数评价结果表明,10条环湖河流中Cr各点位均符合地表水Ⅰ类水标准;Pb符合Ⅰ~Ⅱ类水标准;Cu和Zn符合Ⅰ~Ⅴ类水标准;Fe、V和Sb均远低于水标准限值;Ni在南淝河的部分点位轻微超标;Mn在十五里河和派河的部分点位轻微超标;Cd在南淝河的部分点位严重超标;塘西河一个点位中Mn除外,V、Cr、Ni、Cu、Zn、Pb和Fe均小于1,为清洁和无污染水平;综合污染指数评价结果发现,西北部环湖河流的综合污染指数相比西南部、中部与东部是最高的.

关键词：巢湖环湖河流可溶态重金属空间分布污染评价

巢湖流域种植模式改变对养分表观平衡及土壤化学性质的影响

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农业资源与环境学报 2023年第4期40卷 772-781页

作者：周楠楠王京京王家嘉宋朝辉杨文斌左双宝王赢安徽师范大学生态与环境学院皖江流域退化生态系统的恢复与重建省部共建协同创新中心安徽芜湖241003 安徽省农业科学院土壤肥料研究所安徽养分循环与资源环境省级实验室合肥230001 安徽师范大学化学与材料科学学院分子基材料安徽省重点实验室安徽芜湖241003 巨石集团有限公司巨石复合材料研究院浙江桐乡314500

为明确巢湖流域内的农田养分平衡状况,制定面源污染防控措施,本研究以巢湖流域传统休耕-水稻种植模式(n=26)作为参照,选取该区域典型的大棚番茄-水稻轮作模式(由休耕-水稻种植模式转变而来,n=26)为研究对象,探究不同种植模式下的养分盈... 详细信息

为明确巢湖流域内的农田养分平衡状况,制定面源污染防控措施,本研究以巢湖流域传统休耕-水稻种植模式(n=26)作为参照,选取该区域典型的大棚番茄-水稻轮作模式(由休耕-水稻种植模式转变而来,n=26)为研究对象,探究不同种植模式下的养分盈亏状况,并分析种植模式改变对土壤化学性质的影响。结果表明,休耕-水稻种植模式下氮盈余34.02 kg·hm^(-2)·a^(-1),其盈余率为16.7%;磷和钾分别亏损2.96、13.71 kg·hm^(-2)·a^(-1),两者亏损率分别为9.1%和19.7%。大棚番茄-水稻轮作模式下氮、磷、钾盈余量分别为589.27、194.93、144.22 kg·hm^(-2)·a^(-1),三者盈余率分别为61.5%、66.4%、26.9%。长期大量施肥下,大棚番茄-水稻轮作导致土壤积累的硝态氮、铵态氮、有效磷和速效钾含量分别为休耕-水稻种植模式土壤的50.05、7.05、1.95倍和1.72倍。对比休耕-水稻种植模式,大棚番茄-水稻轮作模式下过量施用氮肥导致土壤pH平均下降了0.83个单位,电导率平均增加了0.73 mS·cm^(-1),该模式下土壤呈明显的酸化和盐渍化趋势。研究表明,当前巢湖流域大棚番茄-水稻轮作模式下的养分收支呈盈余状态,土壤积累了大量速效养分,存在一定的流失风险。

关键词：巢湖设施栽培养分平衡土壤酸化次生盐渍化

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巢湖南淝河河口底泥污染特征及疏浚决策

环境科学 2021年第2期42卷 712-722页

作者：杨盼杨春晖马鑫雨尹洪斌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南京210008 中国科学院大学北京100049

为了解巢湖南淝河河口区域底泥污染特征,为底泥疏浚提供决策依据,对该区域底泥中营养物、重金属含量及释放特征进行分析,并采用有机指数法、污染指数法及潜在生态风险评价对底泥的污染状况进行评估.结果表明,调查区域总氮(TN)、总磷(TP... 详细信息

为了解巢湖南淝河河口区域底泥污染特征,为底泥疏浚提供决策依据,对该区域底泥中营养物、重金属含量及释放特征进行分析,并采用有机指数法、污染指数法及潜在生态风险评价对底泥的污染状况进行评估.结果表明,调查区域总氮(TN)、总磷(TP)以及有机质(OM)的均值为1461 mg·kg^(-1)、438 mg·kg^(-1)和1.77%,在表层(0~10cm)富集明显,随着底泥深度增加有逐渐降低的趋势.有机污染指数和污染指数结果表明,表层底泥(0~10 cm)总氮、有机质处于中度污染状态,而总磷处于重度污染状态,且随着底泥深度的增加,污染风险逐渐降低,并在30 cm以下处于低风险.静态释放结果发现底泥氨氮(NH4+-N)和TP的平均释放通量分别为8.04 mg·(m^(2)·d)^(-1)和0.19 mg·(m^(2)·d)^(-1),释放潜力较大,且与底泥营养物污染区域一致.对于底泥重金属而言,除Cr和Ni外的其它6种重金属含量均高于安徽省土壤背景值,其中Hg和Cd的含量超标最为严重,且重金属潜在生态风险结果表明,表层(0~20 cm)底泥均处于重污染风险等级,而30 cm以下底泥重金属降为低风险等级.底泥重金属浸出毒性实验结果表明,该区域底泥疏浚后重金属释放风险较低,不属于危险废物.根据以上结果,综合确定了南淝河口区域的重点疏浚面积(3.93 km^(2))和深度(30 cm),为底泥疏浚提供了重要依据.

关键词：营养物重金属底泥污染评价疏浚南淝河河口巢湖

巢湖浮游植物群落季节动态变化特征及其影响因素

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中国环境监测 2024年

作者：朱超孙逊杨晓冉唐晓菲胡雅琴张敏安徽省生态环境监测中心

为了解巢湖浮游植物群落的季节动态变化特征及其与环境因子的关系，分别于2022年1月（冬季）、4月（春季）、7月（夏季）和10月（秋季）对巢湖水质状况和浮游植物变化情况进行了调查与分析。结果显示，在监测时间内，共鉴定出浮游植物7... 详细信息

为了解巢湖浮游植物群落的季节动态变化特征及其与环境因子的关系，分别于2022年1月（冬季）、4月（春季）、7月（夏季）和10月（秋季）对巢湖水质状况和浮游植物变化情况进行了调查与分析。结果显示，在监测时间内，共鉴定出浮游植物7门60属110种，以绿藻门、蓝藻门和硅藻门为主。浮游植物细胞密度和群落结构存在明显的时空差异，不同季节的全湖平均密度由高到低依次为秋季（10月）、春季（4月）、夏季（7月）和冬季（1月），水华发生区域呈现由东向西逐步发展的趋势。优势种/属主要有微囊藻、水华长孢藻、水华束丝藻、土生假鱼腥藻、具尾逗隐藻、啮蚀隐藻和针形菱形藻，其中冬季（1月）和春季（4月）以水华长孢藻占据绝对优势，夏季（7月）和秋季（10月）以微囊藻占据绝对优势，具有明显的季节演替特征。冗余分析结果表明，溶解氧、电导率和pH为影响巢湖浮游植物群落结构变化的主要环境因子。Pearson相关性分析结果表明，水华长孢藻和微囊藻的季节演替与总磷、水温、溶解氧、透明度、浊度、电导率等环境因子显著相关。研究结果可为掌握巢湖水生态系统状况以及支撑巢湖水环境管理提供一定的基础数据。

关键词：巢湖浮游植物群落结构季节动态环境因子

巢湖滨岸水塘洼地沉积物反硝化速率及对外源碳氮的响应

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环境科学 2020年第4期41卷 1684-1691页

作者：李如忠王莉刘超合肥工业大学资源与环境工程学院合肥230009 合肥工业大学纳米矿物与污染控制安徽普通高校重点实验室合肥230009

2018年10月至2019年8月,在巢湖西半湖北侧滨岸筛选3个典型水塘洼地,采集表层沉积物及上覆水样,开展外源碳氮浓度梯度培养实验,解析底质反硝化速率对碳氮的限制性,并识别主要环境影响因素.结果表明:①洼地蒲草、水塘芦苇、水塘蒲草等3种... 详细信息

2018年10月至2019年8月,在巢湖西半湖北侧滨岸筛选3个典型水塘洼地,采集表层沉积物及上覆水样,开展外源碳氮浓度梯度培养实验,解析底质反硝化速率对碳氮的限制性,并识别主要环境影响因素.结果表明:①洼地蒲草、水塘芦苇、水塘蒲草等3种植物丛沉积物对照样的反硝化速率[mg·(kg·h)^-1]分别为2.15~10.87(均值为6.47)、2.08~10.65(均值为6.97)、2.06~10.88(均值为6.76),彼此间差异性不显著;②总体上,外源氮(硝态氮)的添加可以明显提高沉积物的反硝化速率,表明硝态氮为反硝化过程的限制性因素;③外源碳(葡萄糖)的添加导致植物丛沉积物反硝化速率明显下降,表明有机碳对沉积物反硝化产生了抑制作用;④外源碳氮同时添加明显提高了沉积物反硝化速率,除10月洼地蒲草丛和6月水塘蒲草丛低碳氮浓度沉积物反硝化速率相对较高以外,其它情形均表现为高碳氮浓度沉积物反硝化速率更高.

关键词：水塘洼地反硝化速率外源碳氮限制性因素巢湖

大型湖库滨岸带蓝藻水华堆积风险评估--以巢湖为例

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湖泊科学 2022年第1期34卷 49-60页

作者：钱瑞彭福利薛坤齐凌艳段洪涛邱银国陈青陈粉丽高俊峰黄佳聪西北师范大学地理与环境科学学院兰州730070 中国科学院南京地理与湖泊研究所中国科学院流域地理学重点实验室南京210008 中国环境监测总站北京100012 安徽师范大学地理与旅游学院芜湖231003 资源环境与地理信息工程安徽省工程技术研究中心芜湖231003

淡水湖库富营养化与蓝藻水华是全球性的突出水环境问题,尤其是滨岸带严重蓝藻水华堆积甚至造成了水体黑臭、威胁饮用水安全等严重危害,科学评估滨岸带蓝藻水华堆积风险、精准识别蓝藻水华易堆积区域是水环境管理与研究中亟待解决的关键... 详细信息

淡水湖库富营养化与蓝藻水华是全球性的突出水环境问题,尤其是滨岸带严重蓝藻水华堆积甚至造成了水体黑臭、威胁饮用水安全等严重危害,科学评估滨岸带蓝藻水华堆积风险、精准识别蓝藻水华易堆积区域是水环境管理与研究中亟待解决的关键科学问题.本研究以我国长江中下游的大型浅水富营养化湖泊巢湖为研究对象,依托流域水文与湖泊水动力模拟、遥感反演、GIS空间分析等技术,综合考虑藻类生物量、岸线形态、湖泊水动力、风速和风向等要素,创新构建了蓝藻水华堆积风险评估指标体系,量化评估了2018-2019年的巢湖滨岸带的蓝藻水华堆积风险,并将滨岸带蓝藻水华堆积风险等级划分为5级(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ),绘制了蓝藻水华滨岸带堆积风险的空间分布,识别了蓝藻水华的易堆积区域.评估结果表明:巢湖滨岸带蓝藻水华堆积的高风险区域呈连续片状分布于西巢湖西岸与西北岸,占巢湖沿岸区域的12.1%,是巢湖蓝藻水华应急处置管理的关键区域,评估结果与调研结论总体一致.研发的蓝藻水华堆积风险评估方法可应用于其他大型富营养化湖库,为蓝藻水华应急处置管理提供关键技术支撑.

关键词：富营养化湖泊水动力蓝藻水华岸线应急处置巢湖