湖泛的形成與預(yù)控

目錄
前言
第1章 湖泛的形成歷史、類型及特征1
1.1 太湖湖泛歷史發(fā)展過程2
1.1.1 1990～2006年太湖湖泛問題的歷史追溯2
1.1.2 2007～2008年湖泛事件及發(fā)生過程4
1.1.3 2009～2021年歷次湖泛發(fā)生強度統(tǒng)計12
1.2 太湖湖泛發(fā)生強度及變化17
1.2.1 太湖湖泛強度變化18
1.2.2 太湖西北岸區(qū)湖泛發(fā)生強度問題19
1.2.3 太湖湖泛發(fā)生面積監(jiān)測方法差異21
1.3 湖泛的定義及發(fā)生特征23
1.3.1 “湖泛”術(shù)語23
1.3.2 湖泛類型26
1.3.3 湖泛的感官特征和定義29
1.3.4 湖泛形成的水環(huán)境特征35
1.3.5 湖泛的定義37
第2章 藻類和水草等生物質(zhì)聚集與湖泛的形成關(guān)系39
2.1 生物質(zhì)聚集的湖泛模擬39
2.1.1 湖泛模擬裝置性能與生源性湖泛模擬40
2.1.2 藻體聚集狀態(tài)對藻源性湖泛形成影響44
2.2 藻源性湖泛形成過程模擬47
2.2.1 藻體生物量對湖泛形成的影響47
2.2.2 藻體鮮活性對湖泛形成的影響51
2.3 草源性湖泛形成的植物類型及與其組分關(guān)系54
2.3.1 草源性湖泛形成的植物類型54
2.3.2 草源性湖泛的形成與植物體成分關(guān)系57
2.3.3 草、藻生物質(zhì)下湖泛易發(fā)性和持續(xù)性比較65
第3章 底泥對藻源性湖泛形成的影響71
3.1 湖區(qū)底泥異質(zhì)性與湖泛的形成72
3.1.1 不同湖區(qū)底泥與湖泛形成及效應(yīng)差異73
3.1.2 湖區(qū)底泥面積和泥量對湖泛形成的影響75
3.1.3 底泥表層有效泥量對湖泛形成的影響77
3.2 湖區(qū)底泥物化性質(zhì)與湖泛強度的長效關(guān)系79
3.2.1 湖泛發(fā)生湖區(qū)底泥主要物理性質(zhì)差異79
3.2.2 湖泛發(fā)生湖區(qū)底泥主要物質(zhì)含量差異82
3.2.3 湖泛發(fā)生湖區(qū)底泥間隙水中主要物質(zhì)含量差異86
3.3 貢湖“5 29”湖泛影響區(qū)底泥特異性分析87
3.3.1 貢湖“5 29”湖泛區(qū)底泥物理性質(zhì)88
3.3.2 貢湖“5 29”湖泛區(qū)底泥生源性物質(zhì)含量分布90
3.3.3 貢湖水廠“5 29”湖泛發(fā)生與底泥關(guān)系92
3.4 典型藻源性湖泛易發(fā)水域底泥中關(guān)鍵物質(zhì)分布特征96
3.4.1 入湖河口區(qū)底泥與湖泛的易發(fā)性關(guān)系96
3.4.2 底泥在藻源性湖泛關(guān)鍵物質(zhì)形成轉(zhuǎn)化中的作用102
第4章 水文氣象條件對藻源性湖泛生消的影響105
4.1 水文條件對藻源性湖泛生消的影響106
4.1.1 水位變化對湖泛形成的影響106
4.1.2 降雨對湖泛形成的影響108
4.1.3 進出水量與湖泛形成的關(guān)系111
4.1.4 域外調(diào)水對太湖湖泛形成的影響115
4.2 氣象條件對藻源性湖泛生消的影響117
4.2.1 溫度對太湖湖泛的影響117
4.2.2 風(fēng)情對湖泛生消影響121
4.2.3 湖流對湖泛生消的影響124
4.2.4 氣壓對湖泛生消影響125
4.2.5 陰雨對湖泛生消影響128
第5章 藻源性湖泛致黑物物相組成與特性131
5.1 湖泛水體顯黑顆粒物物理形貌131
5.1.1 水體顆粒物的顯黑性131
5.1.2 湖泛水體顯黑顆粒的截留133
5.2 湖泛易發(fā)水體顯黑顆粒物物相組成136
5.3 湖體中典型金屬離子硫化物致黑性145
5.3.1 自然水體金屬離子特征及低氧環(huán)境硫化性145
5.3.2 典型金屬離子硫化物黑度及在湖泛中的致黑作用154
第6章 聚藻區(qū)沉積物硫的分布特征及對湖泛的響應(yīng)163
6.1 聚藻區(qū)沉積物硫組分與形態(tài)變化163
6.1.1 聚藻區(qū)沉積物無機硫形態(tài)及其變化164
6.1.2 聚藻區(qū)沉積物有機硫形態(tài)及其變化168
6.2 沉積物中硫化物對聚藻區(qū)環(huán)境變化的響應(yīng)171
6.2.1 聚藻區(qū)沉積物關(guān)鍵物化參數(shù)垂向變化171
6.2.2 靜態(tài)環(huán)境下湖泛系統(tǒng)沉積物中AVS和CrS的變化172
6.2.3 動態(tài)擾動下湖泛系統(tǒng)沉積物中AVS和CrS的變化173
6.3 沉積物中還原性無機硫?qū)旱恼T發(fā)及有效供給175
6.3.1 藻源性湖泛易發(fā)區(qū)硫組分之間相關(guān)性175
6.3.2 湖泛形成中泥藻硫供給的致黑性差異177
6.3.3 沉積物還原性無機硫可供給量對湖泛形成的影響179
第7章 藻源性湖泛揮發(fā)性硫化物形成機制183
7.1 聚藻區(qū)水土介質(zhì)揮發(fā)性有機硫化前驅(qū)物及其形成184
7.1.1 揮發(fā)性有機硫化物處理與測定方法184
7.1.2 不同有機基質(zhì)下湖泛致臭物的形成186
7.1.3 藻源性湖泛形成中含硫氨基酸的作用機制190
7.2 藻源性湖泛揮發(fā)性硫化物產(chǎn)生主要影響因素196
7.2.1 基質(zhì)來源對湖泛過程揮發(fā)性硫化物形成的影響196
7.2.2 藻體聚集速率對揮發(fā)性硫化物形成的影響198
7.2.3 溫度對湖泛過程揮發(fā)性硫化物形成的影響200
7.2.4 硫酸根對湖泛過程揮發(fā)性硫化物形成的影響201
7.3 湖泛水體揮發(fā)性硫化物產(chǎn)生機制及可能途徑203
7.3.1 藻源性湖泛過程中揮發(fā)性硫化物與理化參數(shù)的關(guān)系203
7.3.2 藻源性湖泛沉積物和水體中硫化氫產(chǎn)生途徑206
7.3.3 含硫氨基酸向二甲基硫醚類轉(zhuǎn)化的可能途徑207
第8章 藻源性湖泛形成中的微生物作用機制213
8.1 藻源性湖泛易發(fā)區(qū)硫酸還原菌（SRB）特征214
8.2 SRB對水體致黑致臭物形成的影響218
8.2.1 SRB對水體致黑物形成影響218
8.2.2 SRB對水體致臭物形成影響220
8.2.3 SRB對泥藻基質(zhì)湖泛形成影響差異221
8.3 藻源性湖泛形成中其他微生物作用226
8.3.1 混合菌在湖泛形成中的作用227
8.3.2 鐵還原菌在湖泛形成中的作用228
8.3.3 SRB參與下不同腐敗藻體與湖泛形成關(guān)系230
8.3.4 湖泛形成中的關(guān)鍵微生物類群233
第9章 湖泛生消過程氧化還原體系時空變化236
9.1 湖泛形成氧化還原狀態(tài)及生消階段反應(yīng)過程236
9.1.1 湖泛形成過程中溶解氧及氧化還原電位變化237
9.1.2 湖泛形成中的氧化還原自由電子體系240
9.2 湖泛生消過程水體氧化還原層位的形成與移動243
9.2.1 湖泛形成過程中溶解氧垂向分布對藻體和底泥的響應(yīng)243
9.2.2 湖泛過程中氧化層和還原層的形成與垂向遷移246
9.3 藻源性湖泛生消四階段及氧化還原反應(yīng)251
9.3.1 藻源性湖泛生消四階段過程252
9.3.2 湖泛生消過程水體氧化-還原反應(yīng)255
9.3.3 湖泛生消過程表層沉積物氧化還原反應(yīng)264
第10章 湖泛形成對沉積物-水界面物質(zhì)分布及行為影響267
10.1 湖泛形成對沉積物-水界面物質(zhì)分布及擴散影響267
10.1.1 湖泛形成中沉積物-水界面NH4+-N分布及擴散變化267
10.1.2 湖泛形成中沉積物-水界面PO34-P分布及擴散變化272
10.2 藻源性湖泛對沉積物-水界面Fe-Mn-S-P行為的影響276
10.2.1 湖泛水體沉積物-水界面Fe2+的分布及交換特征276
10.2.2 湖泛水體沉積物-水界面∑S2的分布及交換特征284
10.2.3 湖泛形成對沉積物-水界面Fe-Mn-S-P循環(huán)的影響289
10.3 湖泛易發(fā)區(qū)沉積物間隙水甲烷分布及擴散釋放301
10.3.1 湖泛易發(fā)區(qū)底層水甲烷濃度及空間分布301
10.3.2 湖泛易發(fā)區(qū)沉積物間隙水甲烷分布特征304
10.3.3 湖泛易發(fā)區(qū)沉積物中甲烷的特異性釋放306
第11章 湖泛爆發(fā)過程中湖水系統(tǒng)的水質(zhì)災(zāi)害響應(yīng)308
11.1 藻源性湖泛形成過程中災(zāi)害性水污染指標(biāo)變化308
11.1.1 藻源性湖泛形成中水體有機污染指標(biāo)變化309
11.1.2 藻源性湖泛形成中水體氮污染風(fēng)險313
11.1.3 藻源性湖泛形成中水體磷污染風(fēng)險317
11.2 草源性湖泛形成過程中災(zāi)害性水污染指標(biāo)變化322
11.2.1 草源性湖泛水體基本物理特征323
11.2.2 草源性湖泛水體還原性硫、鐵物質(zhì)的累積323
11.2.3 草源性湖泛水體氮磷營養(yǎng)鹽污染特征及來源326
第12章 藻源性湖泛的發(fā)生風(fēng)險與險態(tài)預(yù)警330
12.1 藻源性湖泛本底風(fēng)險及險態(tài)評估332
12.1.1 藻體不同聚集和活性狀態(tài)下的湖泛發(fā)生風(fēng)險332
12.1.2 底泥及其間隙水關(guān)鍵物質(zhì)分布下的湖泛發(fā)生風(fēng)險337
12.2 藻源性湖泛氣象因子風(fēng)險及險態(tài)預(yù)警342
12.2.1 溫度對藻源性湖泛形成風(fēng)險342
12.2.2 風(fēng)情及其變化下的藻源性湖泛形成風(fēng)險344
12.2.3 日照和降水對藻源性湖泛形成風(fēng)險347
12.2.4 氣壓及其變化下的藻源性湖泛形成風(fēng)險347
12.3 藻源性湖泛水體指標(biāo)風(fēng)險及險態(tài)預(yù)警348
12.3.1 水體物理參數(shù)風(fēng)險及其預(yù)警348
12.3.2 水體化學(xué)物質(zhì)含量風(fēng)險及其預(yù)警350
12.3.3 水體生物指標(biāo)風(fēng)險及其預(yù)警353
12.4 藻源性湖泛水體現(xiàn)場感官風(fēng)險及水色預(yù)警354
12.4.1 嗅覺感官半定量評估湖泛發(fā)生狀態(tài)354
12.4.2 視覺感官半定量評估湖泛發(fā)生狀態(tài)354
12.4.3 巡查和水體遙感監(jiān)測湖泛發(fā)生等級的定量評估355
第13章 聚藻區(qū)藻體打撈和高壓處理對湖泛的預(yù)控作用360
13.1 太湖湖泛預(yù)控的藻體打撈技術(shù)特點及有效性361
13.1.1 太湖藍(lán)藻打撈組織形式及裝備配置361
13.1.2 藍(lán)藻打撈技術(shù)特點364
13.1.3 太湖藻體打撈量及預(yù)控效果371
13.2 湖泛預(yù)控的藍(lán)藻打撈方式及其優(yōu)化372
13.2.1 藻體打撈頻率對湖泛控制效果372
13.2.2 藻體打撈方式對湖泛控制效果影響375
13.3 藻體深潛高壓處理對湖泛的預(yù)控作用評估378
13.3.1 深井壓藻對湖泛發(fā)生及水質(zhì)變化影響379
13.3.2 深井壓藻對藻源性湖泛控制成效分析383
第14章 底泥疏浚對藻源性湖泛形成的影響及預(yù)控385
14.1 底泥疏浚深度對藻源性湖泛形成的影響385
14.1.1 典型湖區(qū)疏浚對泥-水界面氧化還原環(huán)境影響386
14.1.2 疏浚深度對八房港區(qū)湖泛形成的預(yù)控389
14.1.3 疏浚深度對月亮灣湖泛形成的預(yù)控392
14.2 底泥疏浚后時長對藻源性湖泛形成影響394
14.2.1 以藻源性湖泛控制為主要目的的疏浚時間選擇394
14.2.2 疏浚后不同時長對聚藻水體Fe2+含量變化的影響395
14.2.3 疏浚后不同時長對聚藻水體VOSCs含量變化的影響396
14.3 疏浚方式對湖泛形成影響及控制機理398
14.3.1 疏浚方式對底泥表層物化性質(zhì)影響398
14.3.2 疏浚方式對湖泛發(fā)生前后水體性質(zhì)的影響400
14.4 疏浚物殘留對藻源性湖泛形成影響406
14.5 太湖底泥疏浚工程對湖泛預(yù)控效果評估408
14.5.1 典型湖泛發(fā)生區(qū)底泥疏浚相關(guān)特征