太湖

前言

湖泊是具有明顯流域界限的自然綜合體，從高緯到低緯、從高山到平原，均有其分布。湖泊不具備地帶陸特征，但是湖泊的形成往往表現(xiàn)出同步性與事件性，而且湖泊一旦開始其生命過程，深受所在流域的地形、氣候、植被、土壤、圍巖和構(gòu)造的影響，表現(xiàn)出湖泊多樣性特征和明顯的區(qū)域特色，在一定意義上說，湖泊是圈層相互作用的聯(lián)結(jié)點，是區(qū)域環(huán)境的鏡子。湖泊是流域物質(zhì)的匯，其演化過程中的物理、化學(xué)、生物特征都被湖泊沉積物忠實地記錄和保存。雖然湖泊環(huán)境系統(tǒng)是流域與湖泊多界面、多介質(zhì)相互作用的結(jié)果，極其復(fù)雜和多樣，但是，湖泊沉積物沉淀，再懸浮和沉積后過程與機理的精細研究，是深刻揭示和理解湖泊環(huán)境過程的重要途徑之一，湖泊沉積在湖泊環(huán)境研究體系中占有極其重要的地位。隨著工農(nóng)業(yè)的發(fā)展、城市化進程的加快和規(guī)模的擴大，大量廢水和污水直接排放人湖，加之湖？白資源的過度開發(fā)利用，湖泊污染日趨嚴重，水質(zhì)退化、水生態(tài)系統(tǒng)轉(zhuǎn)型、藍藻水華、黑水團等環(huán)境災(zāi)害頻頻發(fā)生，不僅直接危及飲水安全與人體健康，而且威脅區(qū)域經(jīng)濟社會的可持續(xù)發(fā)展，湖泊環(huán)境問題已成為各級政府與民眾高度關(guān)注的焦點。以湖泊環(huán)境治理與生態(tài)修復(fù)為目的的研究工作，以前所未有的廣度和深度全面開展。湖泊沉積物，作為湖泊無機與有機物質(zhì)的主要儲存庫，繼“陸相生油”和過去全球變化之后，再一次被推上重要的研究位置，而和以往的研究相比，湖泊沉積被賦予新的研究思路和研究方法，開拓了新的研究領(lǐng)域。首先，湖泊沉積是湖泊環(huán)境系統(tǒng)動態(tài)過程的積極參與者，因此，湖泊沉積物賦存信息的提取不再是靜態(tài)的分析，而是將表層和近表層沉積物與上覆水體、沉積物上生長的植物與活動其上的底棲生物、沉積物內(nèi)的物質(zhì)形態(tài)（N、P、重金屬等的結(jié)合態(tài)），以及孔隙水的物化性質(zhì)融為一體。通過實地原位觀測、室內(nèi)栽培與動態(tài)模擬試驗、高精度的實驗分析，綜合揭示不同時間尺度和生態(tài)類型湖？白沉積物的匯源關(guān)系轉(zhuǎn)換的條件、過程特點以及水環(huán)境效應(yīng)，逐步完善和形成受污染沉積物研究較系統(tǒng)的新思路和方法體系。

內(nèi)容概要

　　《太湖：沉積物污染與修復(fù)原理》是以太湖為主要對象的湖泊沉積物污染與修復(fù)的研究在內(nèi)容和理論成果上的系統(tǒng)總結(jié)。全書共計8章，分為三方面內(nèi)容：第一、二章介紹湖泊沉積物來源、人湖水系和受水區(qū)河口湖灣泥沙及其污染物賦存特征與空間輸移懸浮效應(yīng)；第三至五章主要介紹湖泊沉積物中營養(yǎng)物、重金屬和持久性有機污染物的分布、形態(tài)特征和暴露狀態(tài)所形成的生物可利用性及構(gòu)成的環(huán)境與生態(tài)風(fēng)險；第六至八章則是針對以營養(yǎng)物為主的湖泊沉積物污染性質(zhì)，采用底泥疏浚、材料覆蓋、鹽類投加、植物種植等原位修復(fù)方法和模式，所得到的污染控制和修復(fù)效應(yīng)的技術(shù)原理?！　　短练e物污染與修復(fù)原理》可供從事湖泊水庫等水體的環(huán)境化學(xué)、環(huán)境生物、沉積學(xué)、環(huán)境保護、環(huán)境工程、水利、水產(chǎn)和流域管理等方面的科研人員、工程技術(shù)人員、管理人員和大專院校師生閱讀和參考。

書籍目錄

序前言第一章 入湖水系沉積物中污染物賦存及風(fēng)險第一節(jié) 湖泊沉積物來源及人湖水系污染一、沉積物來源及河流懸移質(zhì)輸入二、人湖水系的復(fù)雜污染環(huán)境特征第二節(jié) 人湖水系底泥營養(yǎng)物賦存及釋放風(fēng)險一、水系不同功能水體底泥營養(yǎng)物賦存特征二、功能水體和水系沉積物磷素流失風(fēng)險三、出入湖水系沉積物中營養(yǎng)物賦存及釋放第三節(jié) 人湖水系沉積物重金屬污染風(fēng)險一、典型人湖水系沉積物重金屬污染二、人湖水系沉積物重金屬污染原因及影響因素三、城市人湖水體沉積物重金屬污染特征第四節(jié) 人湖水系沉積物中持久性有機污染物分布一、人湖水系持久性有機污染物蓄積特征二、人湖水系沉積物中的多環(huán)芳烴優(yōu)先污染物三、人湖水系持久性有機污染物來源及特征指數(shù)參考文獻第二章 河口湖灣泥沙沉積及懸移質(zhì)環(huán)境行為第一節(jié) 湖底地形與現(xiàn)代沉積分布一、湖底地形和湖岸特征二、太湖及其河口湖灣沉積物分布第二節(jié) 湖泊沉積物及間隙水主要物理性質(zhì)一、沉積物粒度分布特征二、沉積物Eh分布特征三、沉積物含水率分布特征第三節(jié) 淺水湖泊沉積物再懸浮與沉降特征一、沉積物再懸浮的室內(nèi)模擬及其定量化研究二、不同湖區(qū)再懸浮與沉降過程的季節(jié)變化三、水動力再懸浮與絮凝沉降狀態(tài)中的顆粒物特征第四節(jié) 擾動過程下湖泊沉積物對營養(yǎng)物的吸附解吸行為一、動力擾動下表層沉積物對磷的吸附與解吸二、動力擾動下沉積物間隙水與水柱中營養(yǎng)物交換第五節(jié) 湖灣風(fēng)浪作用下沉積物磷負荷變化一、水動力擾動下水柱物質(zhì)變化與初級生產(chǎn)力關(guān)系二、湖灣水動力作用下磷的界面交換三、湖灣沉積物磷持留釋放與氧化還原特征關(guān)系參考文獻第三章 湖泊沉積物營養(yǎng)物賦存及生物可利用性第一節(jié) 湖泊沉積物中營養(yǎng)物來源及總量賦存一、沉積物中營養(yǎng)物的來源二、表層沉積物中營養(yǎng)物含量分布三、太湖沉積物中營養(yǎng)物垂向分布特征第二節(jié) 沉積物中營養(yǎng)物多態(tài)性和生物可利用性一、湖泊沉積物中磷的多態(tài)性二、沉積物中磷的生物可利用性第三節(jié) 草藻型湖區(qū)間隙水中營養(yǎng)物分布及釋放潛力一、夏季湖泊間隙水中營養(yǎng)鹽分布二、冬季湖泊間隙水中營養(yǎng)鹽分布第四節(jié) 草藻型湖區(qū)間隙水氮、磷物質(zhì)擴散一、間隙水營養(yǎng)物濃度梯度擴散模型二、典型湖區(qū)間隙水營養(yǎng)物濃度梯度擴散速率參考文獻第四章 湖泊沉積物重金屬累積特征及環(huán)境危害性第一節(jié) 湖泊沉積物中重金屬分布特征一、表層沉積物重金屬分布特征二、主要湖區(qū)沉積物重金屬垂向分布第二節(jié) 湖泊沉積物間隙水中金屬離子分布相關(guān)性一、間隙水中主要環(huán)境條件分布特征二、金屬離子在間隙水中的含量分布第三節(jié) 湖泊沉積物重金屬指示特征一、沉積物可提取金屬與AVS的空間分布二、沉積物SEM與AVS污染關(guān)系三、湖泊沉積物重金屬生態(tài)危害風(fēng)險第四節(jié) 湖泊沉積物環(huán)境暴露影響下重金屬遷移性一、污染沉積物在自然暴露環(huán)境下的淋溶實驗二、沉積物重金屬遷移對下層土壤含量的影響三、酸性濕沉降對沉積物中重金屬向土層遷移的驅(qū)動參考文獻第五章 湖泊持久性有機污染物生態(tài)毒性及暴露風(fēng)險第一節(jié) 湖泊沉積物有機氯農(nóng)藥分布及暴露一、表層沉積物中有機氯農(nóng)藥空間分布特征二、沉積物中有機氯農(nóng)藥垂向分布特征三、沉積物有機氯農(nóng)藥季節(jié)變化第二節(jié) 沉積物中持久性有機污染物生態(tài)毒性一、湖泊沉積物的Ames試驗二、沉積物的其他遺傳毒性試驗第三節(jié) 底棲及游泳動物對湖泊有機氯農(nóng)藥生物富集一、底棲生物對湖泊水土有機氯農(nóng)藥的富集二、游泳動物對湖泊水土有機氯農(nóng)藥的富集第四節(jié) 湖泊沉積物POPs的暴露風(fēng)險一、表層沉積物中有機氯農(nóng)藥暴露風(fēng)險二、湖泊沉積物中PAHS暴露風(fēng)險三、湖泊疏浚堆場污泥有機物暴露風(fēng)險參考文獻第六章 湖泊污染沉積物疏浚與新生表層控制效應(yīng)第一節(jié) 污染湖區(qū)生態(tài)環(huán)境背景及沉積物特征一、重污染湖區(qū)上覆水體水質(zhì)和生物特征二、城郊污染湖區(qū)沉積物分布及污染特征三、富營養(yǎng)化湖灣沉積物分布及污染特征第二節(jié) 湖泊疏浚后界面過程對營養(yǎng)物釋放影響機理一、湖泊疏浚后新生表層活化過程二、湖泊疏浚后間隙水和上覆水中物質(zhì)變化響應(yīng)三、有機質(zhì)在湖泊新生表層界面活化過程中的作用四、湖泊新生表層有機質(zhì)降解及與界面活化關(guān)系第三節(jié) 湖泊疏浚對富營養(yǎng)湖區(qū)沉積物氮、磷污染控制機理一、氮、磷污染控制目的的湖泊疏浚模擬二、湖泊疏浚對內(nèi)源氮釋放的控制效應(yīng)三、湖泊疏浚對內(nèi)源磷釋放的控制效應(yīng)第四節(jié) 湖泊疏浚后新生表層界面環(huán)境效應(yīng)及水質(zhì)響應(yīng)一、底泥疏浚對封閉湖區(qū)水質(zhì)環(huán)境影響二、五里湖疏浚對沉積物環(huán)境的影響三、基于出入湖負荷計算的污染湖泊疏浚效應(yīng)參考文獻第七章 湖泊水生植物對污染沉積物修復(fù)效應(yīng)第一節(jié) 沉水植物生長對沉積物界面氮、磷交換的影響一、沉水植物種植對沉積物界面影響研究二、沉水植物增殖過程及對上覆水營養(yǎng)物含量影響三、沉水植物增殖對沉積物間隙水中氮、磷的影響四、沉水植物生長對沉積物一水界面氮、磷釋放的影響五、沉水植物生長對沉積物中形態(tài)營養(yǎng)物的影響第二節(jié) 水生植物生長對疏浚沉積物內(nèi)源控制影響一、沉積物疏浚樣制作與植物修復(fù)培養(yǎng)二、菹草在模擬疏浚沉積物上生長效應(yīng)第三節(jié) 實驗區(qū)水生植被重建對沉積物釋放和界面過程的影響一、材料與方法二、示范區(qū)生態(tài)重建工程效果及分析J參考文獻第八章 湖泊污染沉積物原位修復(fù)原理與模式第一節(jié) 鹽類投放對磷污染沉積物控制效應(yīng)一、沉積物一水系統(tǒng)的鹽類投加二、生石灰投加對水體磷的去除三、鋁鹽投加對水體磷去除四、鐵鹽投加對水體磷的去除第二節(jié) 物理覆蓋對污染沉積物氮、磷釋放控制效應(yīng)一、物理覆蓋物對沉積物氮釋放速率的影響二、物理覆蓋物對沉積物磷釋放速率的影響三、內(nèi)源污染控制的覆蓋材料及量的選擇第三節(jié) 湖底曝氣對污染沉積物氮、磷釋放控制效應(yīng)一、湖底曝氣方法及污染沉積物性質(zhì)二、湖底曝氣對表層沉積物物理和生物性質(zhì)的影響三、湖底曝氣對上覆水和間隙水中氮、磷含量的影響四、曝氣對沉積物一水界面氮、磷釋放通量的影響第四節(jié) 組合式修復(fù)對沉積物污染控制過程及效應(yīng)一、污染沉積物組合式修復(fù)的材料與方法二、沉積物基質(zhì)修復(fù)對菹草生長的影響三、沉水植物基質(zhì)的適生性修復(fù)對水體物理性質(zhì)影響四、沉積物基質(zhì)的組合性修復(fù)對氮、磷釋放的控制第五節(jié) 湖泊沉積物修復(fù)效果的概念性模式一、單一性修復(fù)效果的概念性模式二、組合性修復(fù)效果的概念性模式參考文獻本書符號對照表

章節(jié)摘錄

插圖：一、沉積物來源及河流懸移質(zhì)輸入湖泊的沉積物可分為化學(xué)沉積、生物沉積和碎屑沉積三種類型，并且不外乎來自水體內(nèi)部和外部兩種途徑。在太湖水系，水體由于礦化度較低（約小于200mg／L）、常量離子含量不高，屬于弱礦化水向中礦化水過渡階段（黃漪平等，2001）；另外，人湖河道較短，因此難以形成由湖泊化學(xué)、生物化學(xué)和沉積物一水界面地球化學(xué)過程產(chǎn)生的內(nèi)生礦物，以及在特定條件下形成于沉積物中的自生礦物。太湖屬高生產(chǎn)力湖泊，生物量相對較高。雖然低礦化水平難以形成介形類等水生甲殼類生物沉積，但螺蜆等腹足類和辦腮類生物量較大，在梅梁灣和東太湖等一些區(qū)域可形成零散的沉積殼體。太湖北部雖是藻類易聚積區(qū)域，但一方面由于富營養(yǎng)化歷史還相對較短，藻類殘體積聚量少，另一方面由于湖體淺，氧侵入水體致使分解作用強烈，因此很難出現(xiàn)藻類的生物沉積層。湖區(qū)東部是太湖大型水生植物生長茂盛區(qū)，以維管束的挺水、浮葉和沉水植物為主形成不同植物的群落類型。它們的殘體雖然年復(fù)一年的沉積下來，卻不像江漢平原一些湖泊因殘體在洪水搬運下快速埋藏形成古木層的植物碎屑沉積（王蘇民、竇鴻身，1998）。由于堆積的時間還不足夠長、厚度相對薄，還尚未形成如滇池草海那樣富含植物碎屑的沼澤相淤泥。實際上，太湖沉積物的最主要類型是碎屑沉積。湖泊碎屑沉積是指湖泊集水區(qū)母巖，經(jīng)物理、化學(xué)風(fēng)化而成的碎屑物質(zhì)，以及集水區(qū)地表的其他成因的沉積物、土壤等經(jīng)河流、風(fēng)力、重力等外力作用搬運人湖的沉積物。從礦物種類來看，以陸源為主的碎屑沉積物主要有黏土礦物、硅酸鹽和鋁硅酸鹽礦物以及少量的鐵礦物成分。據(jù)太湖沉積物的X射線衍射分析結(jié)果反映，在包括人湖河口所有沉積物樣品中，均發(fā)現(xiàn)了文石、針鐵礦、斜長石、石英、無水石膏、鈣十字石、高嶺石和云母等礦物（范成新、王春霞，2007）。在太湖流域人湖水系，礦產(chǎn)資源多為非金屬礦，主要是石灰?guī)r、方解石和大理石礦；另外，優(yōu)質(zhì)陶土、瓷土、工業(yè)黏土資源也很豐富，聞名于世的陶都丁蜀鎮(zhèn)就在該區(qū)；其次還有一定量的白云石、重晶石、磁石、太湖石等。太湖流域主要土壤種類有7種，即黃棕壤、紅壤、石灰土、紫色土、水稻土、潮土、沼澤土。分布于高程80m以上山丘的為黃棕壤，以落葉植被為主；80m以下的山麓為紅壤，植被以果園和常綠林為主。

編輯推薦

《太湖:沉積物污染與修復(fù)原理》由科學(xué)出版社出版。

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