太湖水体叶绿素a含量与氮磷浓度的关系

基于太湖水体1993—2002年5—9月监测资料,进行了叶绿素a含量与总氮(TN)、总磷(TP)浓度关系的分区统计分析,探讨了太湖藻类生长的TN、TP适宜浓度。结果表明:太湖叶绿素a含量与TN、TP浓度的关系存在显著的空间差异;在梅梁湾和西北区,当TN、TP浓度较低时,叶绿素a含量与TN、TP浓度呈正相关;当TN、TP浓度较高时(梅梁湾TN、TP浓度分别超过5.4和0.31mg.L-1;西北区分别超过4.5和0.27mg.L-1),叶绿素a含量与TN、TP浓度呈负相关;在湖心区和贡湖区,叶绿素a含量与TN、TP浓度呈正相关,尤其当TP浓度超过0.1mg.L-1时,叶绿素a含量随TP浓度增加而上升;在东太湖和湖东滨岸区,随TN、TP浓度的升高,叶绿素a含量变化较小;在西南区,叶绿素a含量与TN浓度无显著相关关系,与TP浓度呈正相关;太湖藻类生长的适宜浓度是TN<5.4mg.L-1,TP为0.1～0.31mg.L-1。     

香溪河库湾春季叶绿素a 浓度动态及其影响因子分析

2005年3月至4月,对三峡水库香溪河库湾的叶绿素a动态及其与TN、TP等环境因子的关系进行了研究。结果表明,从香溪河库湾下游到上游,叶绿素a存在明显的水平分布。在时间分布上,3月17日暴发一次大规模的水华,4月份水华的暴发有一个明显的平面推移的过程。叶绿素a浓度与TN、TP之间存在着一定的负相关关系,TN与叶绿素a浓度的相关性较显著。香溪河库湾极可能是N限制型水体,而不受P限制。叶绿素a与透明度存在反双曲线关系,与溶解氧呈显著正相关关系。     

钱塘江干流杭州段水体叶绿素a浓度及与环境因子的关系

2006年1月至2007年12月,对钱塘江干流杭州段水体的叶绿素a时空分布及其与环境因子的关系进行研究.结果表明钱塘江干流杭州段的叶绿素a浓度时间差异显著,空间差异不显著.叶绿素a浓度呈现夏秋季节高、冬春季节低的规律.叶绿素a浓度与温度呈显著正相关,叶绿素a与透明度在不同范围内表现出不同的相关关系,叶绿素a与TN、TP之间的相关关系在不同江段有所差异.钱塘江干流杭州段总氮和总磷浓度均很高,足够满足藻类生长需要;氮磷比较低,基本在8～30之间,说明氮磷含量可能不是钱塘江藻类生长的限制因子.     

伊乐藻(Elodea nuttallii)对高浓度氮磷营养盐的耐受性

通过5个相对恒定的TN、TP浓度梯度下伊乐藻(Elodea nuttallii)的生长实验,探讨了伊乐藻对高浓度氮磷营养盐的耐受性,比较了各营养盐浓度下水体的pH值、DO、浮游藻类叶绿素a和附着藻类叶绿素a以及伊乐藻的株高、湿质量、干质量和叶绿素a含量.结果表明:在实验条件下,伊乐藻能耐受TN=10 mg·L~(-1),TP=0.4 mg·L~(-1)的胁迫,且在该营养盐水平下水体中没有出现大量的浮游藻类;而在TN=50 mg·L~(-1)、TP=2 mg·L~(-1)和TN=100 mg·L~(-1)、TP=4 mg·L~(-1)的高营养盐条件下,伊乐藻的生长受到了明显的抑制,同时水体中的浮游藻类明显增多,而附着藻类则明显减少;在高营养盐水平下,一方面水体中的某些营养盐可能对伊乐藻产生了直接伤害,另一方面水体中浮游藻类的增多,所导致的遮光作用也可能限制了其生长;对水体中营养盐的平均水平低于TN=10 mg·L~(-1),TP=0.4 mg·L~(-1)的太湖而言,沉水植被的消亡可能不是由于氮磷营养盐所产生的直接伤害和胁迫.     

不同氮、磷浓度对铜绿微囊藻生长、光合及产毒的影响

对一株从野外分离得到的铜绿微囊藻产毒株进行分批培养,在不同的氮磷条件下研究其生长、光合荧光及毒素含量的变化。结果表明:正磷酸盐浓度不变时,铵氮浓度的改变对铜绿微囊藻的生长有明显影响。叶绿素a(Chl.a)含量在铵氮浓度为1.83-18.3mg/L时明显较大;微囊藻毒素(包括MC-LR和MC-RR)的含量在铵氮浓度为1.83mg/L时达到最大;当铵氮浓度为0-1.83mg/L时,随着铵氮浓度升高,可变荧光FV和MC的产量均增大,同时MC异构体的种类增多;铵氮浓度过大对M.aeruginosa的生长、生理和产毒均有抑制作用。在另一组实验中,即铵氮浓度不变而正磷酸盐浓度增大时,Chl.a含量呈总体下降的趋势,并且与FV/Fm呈显著正相关关系(P<0.01,r=0.97),MC(MC-LR和MC-RR)的含量在正磷酸盐浓度小于0.56mg/L时明显升高,MC-LR与FV/Fm呈显著正相关关系(P<0.01,r=0.967)。       

再生水补给河道内芦苇的光谱特征及其对水体氮和磷含量的响应

再生水是城市景观河湖的重要补给水源, 然而再生水中含量较高的氮和磷营养盐会引起水体富营养化, 破坏水生态平衡。以再生水补给的潮白河为研究区, 运用高光谱技术分析了挺水植物芦苇(Phragmites australis)叶片的光谱特征, 并结合水质数据, 通过拟合模型, 探究了芦苇对再生水中氮和磷的响应关系。结果表明, 各采样点水体的总氮(TN)和总磷(TP)含量分别介于1.85-18.16 mg·L^-1及0.01-0.36 mg·L^-1之间, 叶绿素a (Chl a)和溶解氧(DO)含量的范围分别为0.60-47.45 μg·L^-1与4.24-11.4 mg·L^-1。水体富营养化较为严重, 但仍处于富氧环境。多重方差分析表明, 不同采样点之间水体的TN、TP和Chl a含量差异显著(P<0.05)。由光谱反射率及反射率一阶导数曲线可知, 水体TN含量越高, 叶片光谱在可见光区的反射率越小, 红边位置也越向波长长的方向移动(即红移)。相关分析表明, 水体TN和TP含量与吸光度值log(1/R)在可见光区的相关性较强, 且TN与log(1/R)的相关系数高于TP。芦苇叶片光谱可在一定程度上区分水体TN含量差异, 但TP对光谱特征的影响模式不明显。光谱指数与水体TN含量之间的拟合模型中, 基于光化学指数(PRI)、修正叶绿素吸收指数(MCARI)和导数叶绿素指数(DCI)的模型能够解释水体TN含量变化的62.4%-70.9% (P<0.05), 可用于再生水氮含量的定量监测。该研究证明了植物光谱技术在水体富营养化监测上的可行性, 为保障再生水修复河道水质和生态安全提供了科学依据。     

Spectral Characteristics of Phragmites australis and Its Response to Riverine Nitrogen and Phosphorus Contents in River Reaches Restored by Reclaimed Water

再生水是城市景观河湖的重要补给水源, 然而再生水中含量较高的氮和磷营养盐会引起水体富营养化, 破坏水生态平衡。以再生水补给的潮白河为研究区, 运用高光谱技术分析了挺水植物芦苇(Phragmites australis)叶片的光谱特征, 并结合水质数据, 通过拟合模型, 探究了芦苇对再生水中氮和磷的响应关系。结果表明, 各采样点水体的总氮(TN)和总磷(TP)含量分别介于1.85-18.16 mg·L^-1及0.01-0.36 mg·L^-1之间, 叶绿素a (Chl a)和溶解氧(DO)含量的范围分别为0.60-47.45 μg·L^-1与4.24-11.4 mg·L^-1。水体富营养化较为严重, 但仍处于富氧环境。多重方差分析表明, 不同采样点之间水体的TN、TP和Chl a含量差异显著(P<0.05)。由光谱反射率及反射率一阶导数曲线可知, 水体TN含量越高, 叶片光谱在可见光区的反射率越小, 红边位置也越向波长长的方向移动(即红移)。相关分析表明, 水体TN和TP含量与吸光度值log(1/R)在可见光区的相关性较强, 且TN与log(1/R)的相关系数高于TP。芦苇叶片光谱可在一定程度上区分水体TN含量差异, 但TP对光谱特征的影响模式不明显。光谱指数与水体TN含量之间的拟合模型中, 基于光化学指数(PRI)、修正叶绿素吸收指数(MCARI)和导数叶绿素指数(DCI)的模型能够解释水体TN含量变化的62.4%-70.9% (P<0.05), 可用于再生水氮含量的定量监测。该研究证明了植物光谱技术在水体富营养化监测上的可行性, 为保障再生水修复河道水质和生态安全提供了科学依据。     

贵州红枫湖水体叶绿素a的分布与磷循环

于2009年8月(夏季)和2010年1月(冬季)在贵州红枫湖采集了分层湖水和分层沉积物样品,分析了湖水样品的总N(TN)、总P(TP)及叶绿素a(Chl-a)含量,结果表明,湖水TN含量在2个季节无明显变化,平均含量为1.58±0.73 mg·L-1,湖水TP含量夏季(0.091±0.070 mg·L-1)高于冬季(0.026±0.055 mg·L-1).夏季湖水在8 m处有季节性分层,下层湖水TN、TP含量高于上层;夏季湖水Chl-a主要集中在上层,上层平均含量为33.2±13.0 mg·m-3,冬季湖水Chl-a平均含量为11.1±3.7 mg·m-3,分析发现,湖水上层(8 m)Chl-a与TP有明显的线性相关关系(r=0.965,P＜0.01),表明红枫湖富营养化主要受P元素限制.沉积物孔隙水中的溶解态P(DP)浓度和湖水的磷酸盐(PO3-4-P)浓度比上覆水体高,具有向上扩散的趋势,利用费克第一定律计算了沉积物向上覆水体的释P速率,发现夏季沉积物向上覆水体释P速率高于冬季,可能主要是由于夏季湖水底层的还原环境下沉积物表层的早期成岩作用生成磷酸盐进入孔隙水而促进了沉积物向上覆水体释放P.根据通量释放结果估算了全湖沉积物向水体的释P通量,约为每年5.0±5.6 t.红枫湖富营养化受P控制,沉积物向水体有很大的释放P的潜力,是湖水P的重要内源,严格控制流域的外源输入才能彻底治理该湖的富营养化.     

基于附石硅藻的三峡水库入库支流氮、磷阈值

为全面了解河流附石硅藻群落对水体氮、磷变化的响应规律,并找出氮、磷指示物种,本研究采用非参数突变点分析法(nCPA)及临界指示物种分析法(TITAN)探讨了三峡水库入库支流附石藻类叶绿素a、硅藻物种丰富度、Shannon多样性指数以及硅藻群落组成的总氮(TN)、总磷(TP)阈值.结果表明: 据nCPA得到的所有藻类参数的TP阈值均接近0.03 mg·L^-1;除硅藻群落组成外,其他参数的TN阈值也较接近(约为0.8 mg·L^-1).TITAN区分了群落中敏感种、耐受种对TN、TP变化的响应,且阈值范围涵盖了其他参数的阈值;还确定了9种TN指示种和10种TP指示种,其中TN敏感种1种,耐受种8种;TP敏感种5种,耐受种5种.因此,本研究以TITAN结果为依据确定河流的TN、TP阈值.即:当河流TN浓度低于0.382 mg·L^-1或TP浓度低于0.016 mg·L^-1时(负响应阈值),河流附石硅藻群落组成相对稳定;超过这一浓度阈值后,敏感种密度减少;当河流的TN浓度超过1.298 mg·L^-1或TP浓度超过0.065 mg·L^-1时(正响应阈值),耐受种也将受到明显影响,附石藻类的群落组成会发生显著变化.据此标准,调查样点中约87%的样点TN浓度超过TN负响应阈值,22%的样点超过正响应阈值;而超过TP负响应阈值的点占94%,超过TP正响应阈值的点占14%,说明三峡水库大部分入库河流虽受到了一定程度的干扰,但干扰程度并不严重.本研究结果可为三峡水库入库河流生态管理决策提供科学依据.     

背角无齿蚌对水体净化作用的研究

通过设置不同生物量的背角无齿蚌, 研究其对再悬浮水体总悬浮质(TSS)、叶绿素a(Chla)及水体营养盐含量的影响。结果表明: (1)背角无齿蚌可以快速降低水体中总悬浮质(TSS)和叶绿素a(Chla)的浓度; (2)增大背角无齿蚌生物量可加快水体总悬浮质(TSS)和叶绿素a(Chla)浓度的下降速度; (3)背角无齿蚌在第2 天可降低水体总氮(TN)、总磷(TP)、总溶解磷(TDP)的含量, 升高总溶解氮(TDN)的含量, 但试验结束时, 空白组和有蚌组总氮(TN)、总溶解氮(TDN)、总磷(TP)、总溶解磷(TDP)均没有显著差异(P>0.05)。因此, 背角无齿蚌可在水体生态修复初期用于快速降低水体悬浮物和浮游藻类含量, 但从长期看, 不能明显改善水体营养盐含量。     

巢湖西半湖富营养化时空变化趋势与成因分析

收集整理了巢湖西半湖6个国控监测点1983~2008年（26年）主要富营养化指标TP、TN、CODmn、Chla的监测数据,计算了6个监测点和西半湖总体26年的综合营养状态指数（∑TLI图示）时空变化情况。并用Spearm an秩相关系数分析检验了西半湖总体和6个监测点26年∑TLI年变化趋势。结果表明：按总平均∑TLI排列,6个监测点富营养化由重到轻依次为：南淝河入湖区（66.64）〉塘西（64.93）〉十五里河入湖区（63.35）〉派河入湖区（61.38）〉新河入湖区（59.51）〉西半湖湖心（59.18）;在显著水平0.05和0.01各点∑TLI均有上升趋势,其中十五里河入湖区（R=0.715）、新河入湖区（R=0.824）和西半湖湖心（R=0.811）以及西半湖总体（R=0.512）∑TLI有显著上升趋势,而南淝河入湖区（R=0.192）、塘西（R=0.045）和派河入湖区（R=0.325）上升趋势均不显著。最后在上述研究的基础上,对巢湖西半湖富营养化时空变化的成因进行了简要分析。     

Nutrient-phytoplankton relationships in a tropical meromictic soda lake

Seasonal variation through one year in total nitrogen (TN), total phosphorus (TP), phytoplankton biomass, phytoplankton species composition and other environmental factors were examined in Lake Sonachi, a tropical meromictic soda lake. Mean concentrations of TN and TP were 11 000 µg N l^-1 and 100 µg P l^-1, respectively. Maximum concentrations of TN and TP occurred in the monimolimnion. Phytoplankton biomass ranged from 350 to 1260 mg m^-3. Synechococcus bacillaris, a small coccoid cyanophyte, dominated the phytoplankton. The mean chlorophyll a concentration of 37 mg · m^-3 was a modest value when compared with those of other tropical soda lakes. High TN:TP ratios indicated phosphorus limitation in the lake.     

提高水体净化能力控制湖泊富营养化

建立了湖泊污染物质动力学方程,根据我国湖泊和美国O keechobee湖资料,确定了控制藻类暴发的总磷阈值为0.035m g/L,总氮阈值为0.350m g/L(滇池)和1.050m g/L(太湖);用实测资料,计算得到需要削减的外污染源滇池为总磷、总氮各78%,太湖为总磷69%、总氮56%。提出通过提高水体净化能力可以控制湖泊富营养化的理论依据和如下技术路线:提高湖泊净化率,使其超过输入的污染率,在湖内实现浓度低于控制藻类水华暴发所需要的磷、氮阈值;因地制宜综合运用到太湖、巢湖、滇池等一类大、中型湖泊,加强管理,就可以在占湖泊7%(滇池)和4%(太湖)的湖面上,依托科学布设控制其生长的凤眼莲,将其规模化地加工为有益产品,从而有效地去除湖泊中的营养盐,将水体综合净化率比现有净化率在滇池提高4.6倍,在太湖提高2.1倍,实现控制湖泊富营养化目标,并同步地在约3~4倍相应面积上修复健康水生态系统。     

基于氮磷比解析太湖苕溪水体营养现状及应对策略

生态化学计量学是评价水体营养状态的重要手段,利用其氮磷比指标探讨了我国太湖主要入湖河流苕溪的营养状态。野外监测结果显示,苕溪水体氮素超标严重,磷素污染轻度,硝酸盐、颗粒态磷为氮磷的主要赋存形态,且氮磷浓度呈现相似的季节变化规律,表明苕溪主要受农业面源污染影响。氮磷比分析表明,苕溪水体春、秋季处于磷素限制状态,夏季适合藻类生长,冬季低温条件下不利于藻类的大量繁殖;苕溪生物量增长受磷素限制,线性拟合亦显示其氮磷比主要受磷素波动的调控;苕溪干流大面积暴发蓝藻水华的风险较部分支流及死水区低,苕溪水入湖后,特别是夏季其暴发风险将显著提高。针对苕溪水体的富营养化现状,提出若干条水质改善应对策略。     

水网藻(Hydrodictyon reticulatum)治理水体富营养化的可行性研究

研究了不同形态的氮及磷浓度对水网藻的生长及吸收去除氮磷能力的影响;并对水网藻在我国南方供水水库GDAR现场的生长能力作出评价。水网藻在氮磷比为15左右的条件下,生长及氮,磷去除能力均为最好,并能优先吸收氨氮。在总氮、总磷分别为4.5mg/L和0.3mg/L时,对总氮和总磷的3d去除率几乎达100％。水网藻在水库现场全年均能正常生长。夏、秋和冬3个季度的生长率分别为1.051、0.557和0.353。实验证明水网藻可以作为改善我国南方富营养化水库水质的一种辅助措施。     

Nutrient removal from slaughterhouse wastewater in an intermittently aerated sequencing batch reactor

The performance of a 10 L sequencing batch reactor (SBR) treating slaughterhouse wastewater was examined at ambient temperature. The influent wastewater comprised 4672+/-952 mg chemical oxygen demand (COD)/L, 356+/-46 mg total nitrogen (TN)/L and 29+/-10 mg total phosphorus (TP)/L. The duration of a complete cycle was 8 h and comprised four phases: fill (7 min), react (393 min), settle (30 min) and draw/idle (50 min). During the react phase, the reactor was intermittently aerated with an air supply of 0.8L/min four times at 50-min intervals, 50 min each time. At an influent organic loading rate of 1.2g COD/(Ld), average effluent concentrations of COD, TN and TP were 150 mg/L, 15 mg/L and 0.8 mg/L, respectively. This represented COD, TN and TP removals of 96%, 96% and 99%, respectively. Phase studies show that biological phosphorus uptake occurred in the first aeration period and nitrogen removal took place in the following reaction time by means of partial nitrification and denitrification. The nitrogen balance analysis indicates that denitrification and biomass synthesis contributed to 66% and 34% of TN removed, respectively.     

Total inputs of phosphorus and nitrogen by wet deposition into Lake Taihu, China

Lake Taihu suffers from eutrophication caused by riverine nutrient inputs and air deposition. To characterize wet deposition of phosphorus (P) and nitrogen (N) to the lake, precipitation collection and measurements of total phosphorus (TP) and total nitrogen (TN) and other components at five cities around Lake Taihu were made from July 2002 to June 2003. TP and TN concentrations and deposition rates exhibited strong spatial variation in the whole catchment. An inverse correlation between station-averaged TP and TN concentrations and precipitation amount was found. Maximal TP concentration in rainfall was found in Suzhou, and maximal TN in Wuxi. However, highest wet deposition rates of TP and TN were found in Suzhou, which suggests that atmospheric nutrients are mostly from the east and northwest area of Lake Taihu. Mean TP and TN deposition rates were 0.03 and 2.0 t km⁻² year⁻¹ respectively in Lake Taihu, which are greater than reported values in other areas by comparision. Total N and P contributed to the lake by wet deposition were 75 and 4720 t per year, respectively, which represent about 7.3% and 16.5% of total annual N and P inputs via inflow rivers. Wet deposition, especially N, could have significant effects on eutrophication in the lake, which shows that air deposition should be taken into account while reducing the external nutrients in the lake.     

Lake‐type‐specific seasonal patterns of nutrient limitation in German lakes,with target nitrogen and phosphorus concentrations for good ecological status

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