本文關鍵詞：太湖水體鈣、鎂對流域酸沉降和藻華的響應研究

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【摘要】：太湖是我國第三大淡水湖泊,位于長江中下游地區(qū)。太湖流域經濟發(fā)達,能源消耗量大,酸性物質排放量高,降水酸度強,酸雨頻率高。太湖水體高度富營養(yǎng)化,多年來藍藻頻繁暴發(fā)。本研究在對太湖天然水化學變化和流域酸沉降研究的基礎上,以鈣、鎂為主要研究對象,分析了流域酸沉降和藻華暴發(fā)的雙重作用對湖水Ca2+、Mg2+遷移和歸趨的影響。結果表明：較自然過程相比,酸沉降加快了流域碳酸鹽巖溶蝕和土壤Ca2+、 Mg2+的風化速率,湖水Ca2+、Mg2+濃度較過去(1950s)相比顯著升高。酸沉降輸入更多的酸性物質到水體,引起湖水pH和CaCO3、MgCO3飽和指數(shù)的下降。同時,太湖藍藻的生物礦化作用促進了湖水CaCO3、MgCO3的沉淀,使Ca2+、Mg2+從水相中移除。但較MgCO3沉淀相比,湖水中藻華作用下的CaCO3沉淀占優(yōu)勢地位。對沉積物理化性質和沉積物Ca、Mg賦存形態(tài)的分析表明：沉積物酸可提取態(tài)Ca占總Ca的17-30%,酸可提取態(tài)Mg占總Mg的9-14%。太湖沉積物對酸沉降具有較強的緩沖能力,沉積物仍然處于中性或弱堿性環(huán)境。較西北湖區(qū)相比,東太湖表層沉積物(0-10 cm)電導率和有機質較高。酸沉降較強期間更多酸性物質的輸入,引起西北湖區(qū)表層沉積物(0-10 cm)酸可提取態(tài)Ca、Mg的溶解,而對于東太湖則可能是引起鈣-磷結合態(tài)的溶解。相反,藻華暴發(fā)期間,藻類的生物礦化作用促進了CaCO3和MgCO3在表層沉積物中積累,導致西北湖區(qū)表層沉積物酸可提取態(tài)Ca、Mg含量高于深層沉積物(10 cm),同時也高于東太湖表層沉積物酸可提取態(tài)Ca, Mg含量。統(tǒng)計分析表明：太湖流域酸沉降對沉積物酸可提取態(tài)Ca、Mg的溶蝕速率顯著高于藍藻的生物礦化作用對CaCO3和MgCO3的沉積速率。目前,較深層沉積物相比,酸沉降并未引起表層沉積物Ca、Mg總量的顯著減少。因而,藍藻的生物礦化作用產生的CaCO3和MgCO3沉淀與酸沉降引起的表層沉積物酸可提取態(tài)Ca、Mg的溶蝕處于動態(tài)平衡之中。酸沉降和藻華暴發(fā)這兩個過程對太湖Ca2+、Mg2+水-沉積物界面循具有重要影響。目前,湖水Ca2+、Mg2+仍具有增長趨勢,湖水總硬度(Ca2+、Mg2+)的不斷升高將會危及到太湖作為淡水湖泊的經濟價值和生態(tài)價值。在控制太湖水體富營養(yǎng)化的同時,太湖流域酸沉降必須得到足夠的重視和有效的改善。
【關鍵詞】：酸沉降 藻華 沉積物 Ca Mg 生物礦化 太湖
【學位授予單位】：中國環(huán)境科學研究院
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：X524
【目錄】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-13
• 第一章 引言13-18
• 1.1 研究背景與意義13-14
• 1.2 國內外研究現(xiàn)狀14-15
• 1.3 研究內容和技術路線15-18
• 1.3.1 研究內容15-16
• 1.3.2 技術路線16-18
• 第二章 太湖概況與采樣分析18-24
• 2.1 太湖流域基本特征18-19
• 2.1.1 太湖流域概況18
• 2.1.2 太湖藍藻發(fā)展趨勢18-19
• 2.2 數(shù)據(jù)收集和采樣分析19-21
• 2.2.1 數(shù)據(jù)收集19-20
• 2.2.2 樣品采集20-21
• 2.3 樣品測試分析方法21-23
• 2.3.1 水樣測試分析方法21-22
• 2.3.2 沉積物理化性質測試分析方法22
• 2.3.3 沉積物鈣、鎂測試分析方法22-23
• 2.4 數(shù)據(jù)處理23-24
• 第三章 太湖水體鈣、鎂離子變化趨勢及與流域酸沉降的關系24-32
• 3.1 太湖流域地質條件與酸沉降發(fā)展趨勢24-28
• 3.1.1 太湖流域巖石分布特征24-25
• 3.1.2 流域酸性物質排放量和酸雨發(fā)展特征25-26
• 3.1.3 流域降水主要離子特征26-28
• 3.2 太湖水體鈣、鎂離子長期變化趨勢及原因28-30
• 3.3 水體總硬度/總堿度的變化趨勢30-31
• 3.4 本章小結31-32
• 第四章 太湖水體鈣、鎂對酸沉降的響應32-44
• 4.1 水體pH和鈣、鎂飽和指數(shù)對酸沉降的響應32-35
• 4.1.1 水體pH對酸沉降的響應32-34
• 4.1.2 水體鈣、鎂飽和指數(shù)對酸沉降的響應34-35
• 4.2 沉積物鈣、鎂對酸沉降的響應35-42
• 4.2.1 酸沉降較強期間沉積物理化性質分析35-37
• 4.2.2 酸沉降較強期間孔隙水Ca~(2+)、Mg~(2+)特征分析37-38
• 4.2.3 沉積物不同形態(tài)鈣、鎂對酸沉降的響應38-42
• 4.3 本章小結42-44
• 第五章 太湖水體鈣、鎂對藻華的響應44-61
• 5.1 水體pH和鈣、鎂飽和指數(shù)對藻華的響應44-52
• 5.1.1 水體pH對藻華的響應44-47
• 5.1.2 水體鈣、鎂飽和指數(shù)對藻華的響應47-50
• 5.1.3 水體Ca~(2+)/Mg~(2+)對藻華的響應50-52
• 5.2 沉積物鈣、鎂對藻華的響應52-60
• 5.2.1 藻華暴發(fā)較強期間沉積物理化性質分析52-54
• 5.2.2 藻華暴發(fā)較強期間孔隙水Ca~(2+)、Mg~(2+)特征分析54
• 5.2.3 沉積物不同形態(tài)鈣、鎂對藻華的響應54-60
• 5.3 本章小結60-61
• 第六章 總結與展望61-63
• 6.1 結論61
• 6.2 創(chuàng)新點61-62
• 6.3 展望62-63
• 附錄63-65
• 作者簡介及科研成果65-66
• 致謝66-67
• 參考文獻67-74

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