周蕾
- 作品数：19 被引量：117H指数：9
- 供职机构：中国科学院南京地理与湖泊研究所湖泊与环境国家重点实验室更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金江苏省自然科学基金湖南省重点学科建设项目更多>>
- 相关领域：环境科学与工程水利工程天文地球更多>>
- 不同水文情景下洪泽湖、骆马湖有色可溶性有机物生物可利用性特征被引量：9
- 2020年
- 运用三维荧光-平行因子分析(EEMs-PARAFAC)和室内生物培养实验,分析了洪泽湖和骆马湖有色可溶性有机物(CDOM)生物降解特征对不同水文情景的响应。结果表明,(1)平行因子分析得到3类荧光组分,类腐殖质C1、类色氨酸C2和类酪氨酸C3。(2)经28天生物培养后,枯水期洪泽湖、骆马湖溶解性有机碳DOC生物可利用性(BDOC,分别为17%±4%, 15%±4%)高于丰水期(分别为5%±5%, 10%±7%),且枯水期%BDOC高值主要分布于入湖口区域。(3)枯水期两湖泊比紫外吸收系数SUVA254和类腐殖质C1荧光强度显著高于培养前,即ΔSUVA254和ΔC1为负值,而类酪氨酸荧光强度显著低于培养前,即ΔC3为正值,表明了枯水期类酪氨酸生物可利用性较高,产生了较为稳定的类腐殖质,增加了样品的腐殖化程度。(4)BDOC和%BDOC分别与ΔSUVA254有较好的负相关性, BDOC及%BDOC与ΔC3,%ΔC3均有较好的正相关性。这意味着两个湖泊CDOM组成直接影响其生物可利用性。
- 张柳青彭凯杨艳石玉李元鹏周蕾周蕾张运林
- 关键词：洪泽湖有色可溶性有机物生物可利用性平行因子分析
- 南水北调东线中游枢纽湖泊有色可溶性有机物来源组成特征被引量：14
- 2019年
- 运用三维荧光光谱(excitation-emission matrices,EEMs)与平行因子分析模型(parallel factor analysis,PARAFAC)技术手段对南水北调东线枢纽湖泊洪泽湖、骆马湖两个水体中CDOM的来源组成特征进行分析.结果表明:①解析出两湖泊均得到3个荧光组分,陆源类腐殖质C1、类色氨酸C2和类酪氨酸C3.②两湖泊3种组分荧光强度在入湖河口附近明显高于其他水域,且丰水季节3种组分荧光强度均显著大于枯水季节(t-test,P<0.01),其中陆源类腐殖质C1的荧光强度在丰水期最大.表明两湖水体CDOM来源与组成受上游水系来水量和水文过程的影响较大,尤其是陆源类腐殖质浓度的高低.③相关性分析得出,陆源类腐殖质C1与DOC浓度、吸收系数a(254)有极显著相关性(r^2=0.60,P<0.01;r^2=0.88,P<0.01),相关性高于其余两种组分,表明陆源类腐殖质为CDOM的主要来源.另外,陆源类腐殖质C1与SUVA、S275-295、IC∶IT具有很好的相关性(r^2=0.49,P<0.01;r^2=0.61,P<0.01;r^2=0.93,P<0.01),进一步说明了两湖泊CDOM来源与组成受陆源影响较大.洪泽湖、骆马湖CDOM来源与组成受到不同水文情景和入湖河流的影响,应加强丰水期对入湖河流的水质管理.
- 张柳青彭凯周蕾周蕾李元鹏周永强龚志军周永强龚志军
- 关键词：南水北调洪泽湖有色可溶性有机物平行因子分析
- 兴凯湖有色可溶性有机物来源与组成特征—中国境内特大型界湖被引量：2
- 2022年
- 运用光谱吸收与三维荧光-平行因子分析法(EEMs-PARAFAC)分析了兴凯湖有色可溶性有机物(CDOM)吸收光谱、荧光光谱特征以及荧光组分与主要水质参数的相关性,以探究兴凯湖CDOM来源组成特征.结果表明:平行因子分析法解析CDOM三维荧光图谱,得到陆源类腐殖质C1、微生物作用类腐殖质C2、类酪氨酸C3和类色氨酸C4.兴凯湖中陆源类腐殖质C1能较好反演DOC、TN浓度变化,且在富营养化更强的小兴凯湖中反演效果更好.吸收系数a_(254)、荧光峰积分比值I_(C):I_(T)、光谱斜率S_(275-295)、DOC与C1-C2、C4在兴凯湖中线性拟合程度均较好,与C1的相关性最好,这意味着陆源类腐殖质是兴凯湖CDOM库的主要贡献者,入湖河流输入是兴凯湖CDOM的重要来源之一.小兴凯湖DOC、a_(254)均极显著高于大兴凯湖,说明小兴凯湖的CDOM丰度要高于大兴凯湖.小兴凯湖CDOM的I_(C):I_(T)、C1-C2和C4的值均极显著大于大兴凯湖(P<0.001),小兴凯湖S_(275-295)与光谱斜率比值S_(R)均极显著小于大兴凯湖,小兴凯湖PC1得分均值显著高于大兴凯湖品,意味着相较于大兴凯湖而言,小兴凯湖CDOM陆源输入信号更强烈,腐殖质化程度更高,亦即河流输入、农业面源污染导致小兴凯湖CDOM腐殖质化程度升高,且这一部分CDOM分子量较大,应加强兴凯湖流域中生态渔业、生态农业、生态旅游、农田退水等河流污染源排放的控制管理.
- 陈慧敏陈慧敏胡洋陈丽丽周蕾陈丽丽
- 大型通江湖泊有色可溶性有机物对不同水文情景的响应被引量：9
- 2020年
- 鄱阳湖和洞庭湖作为我国面积最大的两个通江湖泊,其湖体水质变化对长江干流水质以及湖区周围居民用水安全至关重要.通过三维荧光-平行因子分析得到4个荧光组分,研究两个湖泊的有色可溶性有机物(CDOM)光谱组成在丰、平和枯这3种水文情景下的变化规律,试图揭示鄱阳湖和洞庭湖CDOM来源及组成对不同丰枯情景的响应机制.结果表明:不同水文情景对鄱阳湖CDOM水质参数影响更为显著,CDOM吸收系数a(254)和溶解性有机碳(DOC)浓度表现为丰水期>平水期>枯水期(t-test,P<0.01),CDOM光谱吸收斜率S275-295表现为枯水期>平水期>丰水期(t-test,P<0.01),洞庭湖a(254)在不同水文情景下差异不显著,比紫外吸收系数SUVA254最大值出现在平水期.平行因子分析法解析三维荧光光谱得到4个荧光组分,枯水期两湖CDOM类蛋白组分贡献率较大,平水期类蛋白组分及类腐殖酸组分贡献率大致相当,丰水期两个湖泊类腐殖酸贡献率占主要部分.在空间分布上,枯水期鄱阳湖4个组分的荧光强度在上游南部湖区偏小,北部偏大,丰水期反之,东洞庭湖4个组分的荧光强度在空间差异上表现为枯水期大于丰水期.鄱阳湖DOC浓度对水位的响应更明显(r^2=0.99,P<0.01),东洞庭湖类色氨酸组分C2与水位呈显著性负相关关系(r^2=0.99,P<0.05).鉴于此,应根据鄱阳湖、洞庭湖CDOM在不同水文情景下的响应特征,有针对性地对湖区水质进行管理.
- 郭燕妮李元鹏石玉张柳青周蕾周永强周永强韩龙飞
- 关键词：鄱阳湖洞庭湖
- 石门雄黄矿区As污染研究Ⅰ——As空间分布、化学形态与酸雨溶出特性被引量：17
- 2015年
- 为了全面识别湖南石门雄黄矿区环境的As污染现状,为矿区环境修复和生态健康提供依据,系统分析了该矿区矿渣、农田土壤与地表水体中As污染的空间分布、形态组成和酸雨溶出特性。结果表明:石门雄黄矿区矿渣As浓度高达10.3~389.3 g·kg-1,XRD分析表明As主要以其矿物晶体As2S3形态存在,SPLP模拟酸雨浸提矿渣As溶出浓度达到16.5~84.0 mg·L-1;矿渣上层覆土As浓度高达3.8~27.3 g·kg-1,超出国家土壤环境质量三级标准95~682倍,覆土的酸雨浸出液中As浓度达到0.1~0.6 mg·L-1,超出国家Ⅴ类地表水质量阈值1~6倍。由于矿渣渗滤液污染,矿区黄水河As含量峰值达到765μg·L-1;矿区农田土壤As含量为43~2268 mg·kg-1,其中水溶态、表面吸附态、Fe/Al结合态和碳酸盐结合态As分别占总As的1.0%、1.6%、27.0%和11.5%,高As值集中分布于果树种植区;在模拟酸雨淋溶与施用磷肥条件下,农田土壤As浸出浓度达到0.03~4.6 mg·L-1。根据以上结果,高浓度含As矿渣是石门雄黄矿区农田土壤和河流发生持久性严重As污染的重要贡献源,可进一步通过食物链造成人体As暴露。
- 胡毅鸿周蕾李欣徐凡迪王霖莫冬志周亮王欣
- 关键词：矿渣农田土壤化学形态
- 不同水文情景下洪泽湖二氧化碳排放通量特征及影响因素被引量：3
- 2022年
- 内陆水域二氧化碳(CO_(2))排放是全球碳平衡的重要组成部分,全球CO_(2)排放通量估算通常有很大不确定性,一方面源于CO_(2)排放数据观测的时空离散性,另一方面也是缺少水文情景与CO_(2)排放通量关联性的研究.本文观测了2018年洪泽湖不同水文情景表层水体CO_(2)排放通量特征,并探讨其影响因素.结果表明,洪泽湖CO_(2)排放通量为丰水期((106.9±73.4)mmol/(m^(2)·d))>枯水期((18.7±13.6)mmol/(m^(2)·d))>平水期((5.2±15.5)mmol/(m^(2)·d)),且碳通量由丰(310.2-32.0 mmol/(m^(2)·d))、枯(50.8-2.2 mmol/(m^(2)·d))、平(-17.3-39.8 mmol/(m^(2)·d))3种水文情景的交替表现出湖泊碳源到弱碳汇的转变,空间上CO_(2)排放通量总体呈现北部成子湖区低、南部过水湖区高的分布趋势.洪泽湖CO_(2)排放对水文情景响应敏感,特别是上游淮河流域来水量的改变,是主导该湖CO_(2)排放时空分异的重要因子.丰水期湖泊接纳了淮河更多有机和无机碳的输入,外源碳基质的降解和矿化显著促进了水体CO_(2)的生产与排放,同时氮、磷等营养物质的大量输入,加剧了水体营养化程度,进一步提高CO_(2)排放量,间接反映出人类活动对洪泽湖CO_(2)变化的深刻影响.平、枯水期随着上游淮河来水量的减少,驱动水体CO_(2)排放的因素逐渐由外源输入转变为水体有机质的呼吸降解.此外,上游河口区DOM中陆源类腐殖质的累积与矿化能够促进CO_(2)的排放,而内源有机质组分似乎并没有直接参与CO_(2)的排放过程.研究结果揭示了水文情景交替对湖库CO_(2)排放的重要影响,同时有必要进行高频观测以进一步明晰湖泊的碳通量变化及其控制因素.
- 朱俊羽彭凯李宇阳刘朝荣周蕾周永强丁艳青
- 关键词：洪泽湖影响因素
- 千岛湖有色可溶性有机物的生物可利用性特征及其环境指示意义被引量：3
- 2021年
- 千岛湖水质优良,具有较低的初级生产力和较高的透明度(SDD),探究该湖有色可溶性有机物(CDOM)的微生物降解特征对探究清洁水体有机物迁移转化规律具有重要意义。通过对室内微生物培养实验前后CDOM吸收和荧光光谱的对比分析,探究该湖有色可溶性有机物生物降解特征及指示意义。结果表明,经28 d微生物降解培养后CDOM吸收系数a_(254)、光谱斜率S_(275-295)平均值均减小、荧光腐殖化指数HIX增大,说明微生物降解致使CDOM浓度降低,腐殖化程度相应升高。经生物培养28 d可降解的CDOM吸收系数a 254平均降幅可达14.3%±4.8%,各点位降幅范围为4.3%~23.6%。平行因子分析获得三种荧光组分,分别为陆源类腐殖酸C1、类色氨酸C2和C3,三种荧光组分在28 d微生物降解培养过程中均主要表现为降解,极少有累积;其中类色氨酸C2和C3生物可利用性水平分别可达54.1%±18.2%和53.2%±14.3%,陆源类腐殖酸C1生物可利用性为28.2%±9.1%;培养前后CDOM荧光主要贡献组分由类色氨酸C2变为陆源类腐殖酸C1,这说明千岛湖类色氨酸生物活性高于类腐殖酸,微生物降解培养过程中亦表现为削弱类蛋白峰保留类腐殖酸峰。培养前后CDOM吸收系数差值,亦即CDOM生物可利用性Δa_(254)的高值主要集中在下游东南湖区,这与类色氨酸C2分布特征具有一定的相似性,说明千岛湖东南湖区CDOM生物可利用性最高,可能与大量类色氨酸C2赋存具有一定关系。微生物降解培养致使类色氨酸C2和C3分布特征发生改变,经培养后其高值与C1、a_(254)培养后高值分布特征相似,说明生物培养过程中可能存在类蛋白物质的产生。微生物降解培养前后C1与a_(254)均具有很好的相关性,说明微生物降解培养对陆源类腐殖酸荧光峰应用于估算有机物浓度的影响较小,培养后湖心区及东南湖区类色氨酸C2—C3高值区消失,说明在水滞留时间较长的湖区微生物�
- 李元鹏张柳青江威石玉郭燕妮周蕾周永强周永强
- 关键词：千岛湖有色可溶性有机物三维荧光平行因子分析
- 浙皖丘陵区饮用水水库夏季有色可溶性有机物光谱特征及环境指示意义
- 2022年
- 大型水库是我国特大、大中型城市集中式饮用水供水源地且兼具调蓄洪峰、农田灌溉、旅游观光等多种功能.浙皖丘陵地区饮用水水库分布广泛,夏季因藻类增殖而面临一定的水质风险.本研究借助总氮(TN)、总磷(TP)、叶绿素(Chl a)、透明度(SDD)等水质参数,以及基于以上参数所构建的综合富营养指数(TLI),结合有色可溶性有机物(CDOM)吸收光谱、三维荧光光谱(EEMs)及平行因子分析法(PARAFAC),试图揭示浙皖丘陵地区共计12个饮用水库夏季营养水平、CDOM光谱特征及环境指示意义.结果表明,本研究调查水库的TLI处于25.0~48.8范围内,属中营养水平,对应a_(254)为7.0~10.2 m^(-1).TP与Chl a、TLI、a_(254)、陆源类腐殖酸C2均具有显著的相关性(p<0.01),表明TP是饮用水水库藻类增殖的主要制约因子,且与TLI关联密切.水库中Chl a浓度普遍较低,平均值为(8.4±5.7)μg·L^(-1),且与类酪氨酸C1、类色氨酸C3不存在显著相关性(p>0.05),说明藻源CDOM在水库中迅速降解且不是饮用水水库监测到的CDOM的主要来源.在坝前敞水区陆源类腐殖酸C2与a_(254)(r=0.81,p<0.01)、Chl a(r=0.37,p<0.05)呈显著正相关,并且腐殖化指数(HIX)、光谱斜率S_(275~295)与TLI亦具有显著的相关性,说明饮用水水库营养水平受陆源有机质输入的影响较大.然而,坝前S_(275~295)平均值为(23.2±2.8)μm^(-1),HIX平均值为1.56±0.62,表明CDOM腐殖化程度较低;这可能是由于饮用水水库受强烈光降解的影响,因而CDOM表现出“表观”陆源信号弱的特征.坝前a_(254)、陆源类腐殖酸C2与TLI的回归系数较低,说明陆源类腐殖酸在应用于大型水库坝前敞水区营养水平估测时应当更加谨慎.
- 李元鹏刘淼张柳青石玉郭燕妮周蕾周蕾
- 关键词：丘陵区光谱特征
- 重要饮用水源地天目湖水库有色可溶性有机物来源与组成特征被引量：14
- 2021年
- 天目湖作为重要集中式饮用水源地,水体水质变化会影响其生态系统服务功能.有色可溶性有机物(CDOM)是溶解性有机物的重要组成部分,其来源与组成直接影响水处理工艺与出水品质,因而研究天目湖CDOM来源及时空分异规律对其水质供应安全及生态系统功能维护有着重要的作用.基于2017年逐月野外采样数据,运用平行因子分析法(PARAFAC)等对CDOM光谱数据进行分析,揭示了天目湖CDOM来源和组成的空间及季节变化特征.PARAFAC结果表明,天目湖CDOM库中微生物作用类腐殖酸组分C1相对丰度最高(44.2%±9.8%),其次为类色氨酸组分C2 (29.2%±4.3%)和类酪氨酸组分C3(17.2%±13.1%),陆源类腐殖酸组分C4相对丰度最低(9.4%±2.4%).时空分布特征及主成分分析结果表明天目湖河口区CDOM丰度a(254)、C1和C2组分显著高于下游湖区,而光谱斜率S275-295则显著低于下游湖区(t-test,P <0.05),意味着入湖河流输入造成天目湖河口区CDOM腐殖质化程度及相对分子量的升高.夏、秋季节的a(254)、C1、C2和C4组分荧光强度显著高于冬、春季节(t-test,P <0.05).结果表明不同季节对CDOM组成的影响不仅要考虑降雨量和径流输入的差异,还应综合考虑水体温度、热分层和浮游植物生物量以及光和微生物降解对CDOM的矿化作用.
- 周蕾周永强周永强朱广伟
- 不同水文情景下高邮湖、南四湖和东平湖有色可溶性有机物的生物可利用性特征被引量：10
- 2020年
- 有色可溶性有机物(CDOM)的生物可利用性直接反映其生物可降解潜力,影响水体中污染物质的迁移转化和水质优劣状况.本研究运用三维荧光光谱-平行因子分析法(EEMs-PARAFAC)结合室内微生物培养实验,分析了高邮湖、南四湖和东平湖CDOM光谱组成和荧光组分的生物可利用性特征,并进一步阐述其对丰水和枯水两种水文情景的响应.结果表明:①运用EEMs-PARAFAC方法解析出4种荧光组分,微生物作用类腐殖酸C1和陆源类腐殖酸C4,类色氨酸C2和类酪氨酸C3.②3个湖泊丰水期吸收系数差值Δa(254)(培养前-培养后)均为正值,而枯水期Δa(254)部分为负值,这意味着CDOM生物可利用性对季节的响应存在较大差异.③不同水文情境下,南四湖和东平湖类腐殖酸组分%ΔC1、%ΔC4均为负值,南四湖丰、枯水期和东平湖丰水期类蛋白组分ΔC2~ΔC3为正值(t-test,P<0.001,P=0.005).而丰水期高邮湖类蛋白组分ΔC2~ΔC3也为正值(t-test,P=0.008,P=0.005),这意味着不稳定类蛋白组分更容易被微生物矿化,可能生成更稳定的类腐殖酸. 3个湖泊腐殖化指数HIX、荧光峰积分比值IC∶IT均大于培养前,同时斜率S275-295均减小进一步证实该结论.④丰、枯水期3个湖泊的类蛋白组分C2~C3的生物可利用性在入湖区域较高,同时该类湖泊入湖口区域类腐殖酸累积也较高,因而需要进一步加强入湖河流水质管理,减少外源CDOM输入以确保上述3个湖泊供水安全.
- 张柳青石玉李元鹏郭燕妮周蕾周永强周永强张运林
- 关键词：南四湖生物可利用性
