太湖月亮湾湖泛发生过程模拟及水土物化性质的响应

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1、第22卷第5期水科学进展Vol.22，No.52011年9月ADVANCESINWATERSCIENCESep.，2011DOI:CNKI:32.1309.P.20110911.1132.004太湖月亮湾湖泛发生过程模拟及水土物化性质的响应1，231，21申秋实，邵世光，王兆德，范成新(1.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，江苏南京210008;2.中国科学院研究生院，北京100039;3.河海大学水文水资源学院，江苏南京210098)摘要:太湖湖泛具有在非确定区域非特定时间突

2、发的特性，在野外很难进行及时有效的跟踪。利用Y-型沉积物再悬浮发生模拟装置，进行了风浪作用下太湖月亮湾藻源性湖泛发生过程的室内模拟，研究了湖泛发生过程中上覆水体及沉积物基本指标的变化特征。结果表明:湖泛发生过程中，上覆水体经历了显著的好氧-缺氧-厌氧阶段，溶解氧(DO)水平从起始阶段的大于6mg/L下降到湖泛发生前后的小于0.5mg/L;水体色度呈现出显著的升高趋势，+3－但水体变成明显的黑色并发生湖泛却具有突发性;上覆水体NH4-N及PO4-P呈现出不断升高的趋势，并形成明显的氮磷负荷污染;受湖泛

3、区域氧化还原环境的影响，表层沉积物Fe(Ⅲ)开始向Fe(Ⅱ)转化，形成Fe(Ⅲ)/Fe(Ⅱ)＜1的还原环境，同时表层沉积物酸可挥发性硫化物(AVS)显著升高，并呈现垂向递减分布，表层最高值达到135.80μmol/g。关键词:太湖;湖泛;沉积物;溶解氧中图分类号:X144，O657.31文献标志码:A文章编号:1001-6791(2011)05-0710-10由水华蓝藻大量聚积并在短时间内大规模死亡引发的湖泊水体发黑发臭的藻源性“湖泛”或“黑水团”现象，将湖泊富营养化问题引入了一个更加严峻的层面。2

4、007年5月末，太湖贡湖湾无锡市水源地南泉水［1-2］厂附近发生湖泛黑臭现象，直接造成了无锡市供水危机，引起了国内外的广泛关注。2008年至2010年春夏期间，太湖西沿岸不同区域相继多次发生类似的湖泛现象，造成了严重的生态灾难和环境后果。通过对湖泛的野外跟踪和研究，一般认为湖泛是一种在自然状况下发生的湖泊局部水域水体发黑发臭的环境污染现象。湖泛产生后，该水域水体呈现明显的黑色，散发出刺鼻的恶臭性气味，水生生物大量死亡。除此之外，湖泛还呈现出水体严重缺氧或者厌氧、低溶解氧水平(通常小于1mg/L，一般

5、能降低到0mg/L附近)、高营养盐负荷、沉积物中硫化物含量大幅度升高、水体中甲基硫化物等臭味物质大量增加等显著特［1-3］［4］［5］征。美国Massachusetts州LowerMystic湖，Illinois州一个露天矿湖，巴西亚马逊区域LagoTupé［6］［7］湖，以及意大利的Garda湖等湖泊也曾发生过较为类似的黑水现象，但无论其发生原因还是发生条件都和太湖发生的湖泛有较大区别。中国科学院南京地理与湖泊研究所对引起无锡水危机的“污水团”暨湖泛［8］［9］现象进行了最早的报道和初步的分析;陆

6、桂华等通过野外跟踪监测的方法对太湖湖泛的发生地点和时［10］间及湖泛水体基本理化特征进行了相关的研究报道;戴玄吏等通过湖泛发生后的跟踪监测，对湖泛水体臭味物质进行了相关的分析等。上述研究主要着眼于湖泛发生后的监测和定性方面，被动程度较高且往往耗费较大。虽然已有研究资料和跟踪监测显示，湖泛发生区域常为富营养化程度较重的滨岸区，发生时间和空间有较大的不确定性，且通常情况下持续时间较短，这给在野外长期持续深入研究带来了挑战和困难。刘国［11-12］锋等通过室内静态实验对太湖藻源性湖泛沉积物中Fe-S-P的

7、循环特征及湖泛对沉积物-水界面处Fe、收稿日期:2010-12-15;网络出版时间:2011-09-11网络出版地址:http://www.cnki.net/kcms/detail/32.1309.P.20110911.1132.004.html基金项目:国家自然科学基金资助项目(50979102);江苏省基础研究计划重点基金资助项目(SBE201078397)作者简介:申秋实(1982－)，男，甘肃清水人，博士研究生，主要研究湖泊水体富营养化及沉积物污染与治理。E-mail:junma1202@s

8、ina.com通信作者:范成新，E-mail:cxfan@niglas.ac.cn第5期申秋实，等:太湖月亮湾湖泛发生过程模拟及水土物化性质的响应711［13］Mn、S和营养盐类物质向水体释放的驱动因素进行了相关研究;盛东等在室内静态条件下对蓝藻死亡过程进行模拟实验，并就湖泛的形成原因做了相关的探讨。他们均采用了室内静态模拟的方法，这些方法均存在着水动力条件缺失及水深过浅的问题，和太湖实际水体情况差异较大。由于受研究条件和研究方法的限制，当前的湖泛研究主要处在跟踪调查