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基于有色可溶性有机物光学特性的湖泊富营养化评价研究取得重要进展
【发布时间:2018-01-03 】 【 】【打印】【关闭

  湖泊富营养化及其引发的蓝藻水华问题是当今世界面临的最重要环境污染难题,受到国内外广泛重视和研究。因此,如何有效和快速监测和评价湖泊富营养化是开展富营养化形成机制和防控治理的前提和关键。国际上传统的湖泊富营养化评价通过测定总氮、总磷、叶绿素a、透明度、化学耗氧量等参数来计算其营养状态指数,然后划分湖泊营养状态类型。这种方法需要进行大量水质参数的测定,费时费力,成本高昂。 

  湖泊富营养化本质是氮磷营养盐增加引起的有机物累积,有色可溶性有机物与湖泊碳氮磷等生源要素和藻类生物量密切相关,并且主导水下紫外和蓝光辐射衰减,因此其能综合反映湖泊的营养状态。有色可溶性有机物光学特性测定简单、快速、价格低廉,并且随着在线光学探头和遥感监测的快速发展,可以实现有色可溶性有机物高频实时动态监测以及大空间尺度和长时间尺度的遥感监测。因此探讨有色可溶性有机物光学特性和组成随湖泊营养梯度变化,构建基于有色可溶性有机物光学特性湖泊富营养化评价方法,有助于进一步推动我国湖泊富营养化形成机制、防治理论方法与应用研究。 

  在国家杰出青年基金、基金委创新研究群体等项目的联合资助下,南京地理与湖泊研究所张运林研究员等,通过对全国不同营养水平的22个湖泊821个站点进行研究,确定了基于有色可溶性有机物光学特性进行湖泊富营养化评价的分类标准和阈值,相关研究成果发表在水环境领域权威期刊Water Research上(2018, 131: 255–263)。 

  研究发现,有色可溶性有机物在254 nm处吸收系数随营养水平增加而增加(图1),其与湖泊综合营养状态指数存在极显著正相关(r2=0.92, p < .001, n = 821);同时随着湖泊营养水平增加,表征有色可溶性有机物组成和来源的参数光谱斜率和分子量值也发生明显变化,其与湖泊综合营养状态指数则存在极显著负相关。 

  采用有色可溶性有机物在254 nm处吸收系数对湖泊营养状态进行划分,获得其分类标准和阈值(图2),即a(254) < 4为贫营养;4 ≤ a(254) ≤ 10为中营养;a(254) > 10为富营养,其中9 < a(254) ≤ 15为轻度富营养,15 < a(254) ≤ 23为中度富营养,a(254) > 23为重度富营养。通过对有色可溶性有机物吸收系数室内测定、在线监测和遥感反演就可以快速计算湖泊综合营养状态指数和划分湖泊营养类型。 

   全文链接: 

  https://authors.elsevier.com/a/1WK0C9pi-ETpz  

  http://blog.sciencenet.cn/home.php?mod=space&uid=68125&do=blog&quickforward=1&id=1092866 

有色可溶性有机物吸收系数、组成来源参数随湖泊营养梯度变化

基于有色可溶性有机物光学特性的湖泊营养状态划分标准和阈值

 

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