太湖水体钙、镁对流域酸沉降和藻华的响应研究

发布时间：2017-09-05 07:38

  本文关键词：太湖水体钙、镁对流域酸沉降和藻华的响应研究

  更多相关文章： 酸沉降 藻华 沉积物 Ca Mg 生物矿化 太湖

【摘要】：太湖是我国第三大淡水湖泊,位于长江中下游地区。太湖流域经济发达,能源消耗量大,酸性物质排放量高,降水酸度强,酸雨频率高。太湖水体高度富营养化,多年来蓝藻频繁暴发。本研究在对太湖天然水化学变化和流域酸沉降研究的基础上,以钙、镁为主要研究对象,分析了流域酸沉降和藻华暴发的双重作用对湖水Ca2+、Mg2+迁移和归趋的影响。结果表明：较自然过程相比,酸沉降加快了流域碳酸盐岩溶蚀和土壤Ca2+、 Mg2+的风化速率,湖水Ca2+、Mg2+浓度较过去(1950s)相比显著升高。酸沉降输入更多的酸性物质到水体,引起湖水pH和CaCO3、MgCO3饱和指数的下降。同时,太湖蓝藻的生物矿化作用促进了湖水CaCO3、MgCO3的沉淀,使Ca2+、Mg2+从水相中移除。但较MgCO3沉淀相比,湖水中藻华作用下的CaCO3沉淀占优势地位。对沉积物理化性质和沉积物Ca、Mg赋存形态的分析表明：沉积物酸可提取态Ca占总Ca的17-30%,酸可提取态Mg占总Mg的9-14%。太湖沉积物对酸沉降具有较强的缓冲能力,沉积物仍然处于中性或弱碱性环境。较西北湖区相比,东太湖表层沉积物(0-10 cm)电导率和有机质较高。酸沉降较强期间更多酸性物质的输入,引起西北湖区表层沉积物(0-10 cm)酸可提取态Ca、Mg的溶解,而对于东太湖则可能是引起钙-磷结合态的溶解。相反,藻华暴发期间,藻类的生物矿化作用促进了CaCO3和MgCO3在表层沉积物中积累,导致西北湖区表层沉积物酸可提取态Ca、Mg含量高于深层沉积物(10 cm),同时也高于东太湖表层沉积物酸可提取态Ca, Mg含量。统计分析表明：太湖流域酸沉降对沉积物酸可提取态Ca、Mg的溶蚀速率显著高于蓝藻的生物矿化作用对CaCO3和MgCO3的沉积速率。目前,较深层沉积物相比,酸沉降并未引起表层沉积物Ca、Mg总量的显著减少。因而,蓝藻的生物矿化作用产生的CaCO3和MgCO3沉淀与酸沉降引起的表层沉积物酸可提取态Ca、Mg的溶蚀处于动态平衡之中。酸沉降和藻华暴发这两个过程对太湖Ca2+、Mg2+水-沉积物界面循具有重要影响。目前,湖水Ca2+、Mg2+仍具有增长趋势,湖水总硬度(Ca2+、Mg2+)的不断升高将会危及到太湖作为淡水湖泊的经济价值和生态价值。在控制太湖水体富营养化的同时,太湖流域酸沉降必须得到足够的重视和有效的改善。
【关键词】：酸沉降 藻华 沉积物 Ca Mg 生物矿化 太湖
【学位授予单位】：中国环境科学研究院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：X524
【目录】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-13
• 第一章 引言13-18
• 1.1 研究背景与意义13-14
• 1.2 国内外研究现状14-15
• 1.3 研究内容和技术路线15-18
• 1.3.1 研究内容15-16
• 1.3.2 技术路线16-18
• 第二章 太湖概况与采样分析18-24
• 2.1 太湖流域基本特征18-19
• 2.1.1 太湖流域概况18
• 2.1.2 太湖蓝藻发展趋势18-19
• 2.2 数据收集和采样分析19-21
• 2.2.1 数据收集19-20
• 2.2.2 样品采集20-21
• 2.3 样品测试分析方法21-23
• 2.3.1 水样测试分析方法21-22
• 2.3.2 沉积物理化性质测试分析方法22
• 2.3.3 沉积物钙、镁测试分析方法22-23
• 2.4 数据处理23-24
• 第三章 太湖水体钙、镁离子变化趋势及与流域酸沉降的关系24-32
• 3.1 太湖流域地质条件与酸沉降发展趋势24-28
• 3.1.1 太湖流域岩石分布特征24-25
• 3.1.2 流域酸性物质排放量和酸雨发展特征25-26
• 3.1.3 流域降水主要离子特征26-28
• 3.2 太湖水体钙、镁离子长期变化趋势及原因28-30
• 3.3 水体总硬度/总碱度的变化趋势30-31
• 3.4 本章小结31-32
• 第四章 太湖水体钙、镁对酸沉降的响应32-44
• 4.1 水体pH和钙、镁饱和指数对酸沉降的响应32-35
• 4.1.1 水体pH对酸沉降的响应32-34
• 4.1.2 水体钙、镁饱和指数对酸沉降的响应34-35
• 4.2 沉积物钙、镁对酸沉降的响应35-42
• 4.2.1 酸沉降较强期间沉积物理化性质分析35-37
• 4.2.2 酸沉降较强期间孔隙水Ca~(2+)、Mg~(2+)特征分析37-38
• 4.2.3 沉积物不同形态钙、镁对酸沉降的响应38-42
• 4.3 本章小结42-44
• 第五章 太湖水体钙、镁对藻华的响应44-61
• 5.1 水体pH和钙、镁饱和指数对藻华的响应44-52
• 5.1.1 水体pH对藻华的响应44-47
• 5.1.2 水体钙、镁饱和指数对藻华的响应47-50
• 5.1.3 水体Ca~(2+)/Mg~(2+)对藻华的响应50-52
• 5.2 沉积物钙、镁对藻华的响应52-60
• 5.2.1 藻华暴发较强期间沉积物理化性质分析52-54
• 5.2.2 藻华暴发较强期间孔隙水Ca~(2+)、Mg~(2+)特征分析54
• 5.2.3 沉积物不同形态钙、镁对藻华的响应54-60
• 5.3 本章小结60-61
• 第六章 总结与展望61-63
• 6.1 结论61
• 6.2 创新点61-62
• 6.3 展望62-63
• 附录63-65
• 作者简介及科研成果65-66
• 致谢66-67
• 参考文献67-74

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本文编号：796694