湖泛是21世纪初以来频繁发生于太湖等富营养湖体的一类突出水污染问题，它是指在适当的气象等条件下，湖泊局部水域因长时间聚积藻、草等生物质，在微生物作用和底泥的参与下，形成边界可辨、散发恶臭的大尺度黑色水团，从而导致水质恶化和一些生物死亡的极端污染与生态灾害现象。本书主要依托作者十多年来围绕太湖湖泛的形成和预控两方面的研究成果，从湖泛的形成特征与条件、湖泛的黑臭物源与发生机制、湖泛的环境效应与风险、湖泛的泥藻等预控措施和方法等方面进行了系统总结，是一部将湖泊水污染问题的理论与应用研究紧密结合的专著，具有较好的可读性。
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前言
第1章 湖泛的形成历史、类型及特征 1
1.1 太湖湖泛历史发展过程 2
1.1.1 1990～2006年太湖湖泛问题的历史追溯 2
1.1.2 2007～2008年湖泛事件及发生过程 4
1.1.3 2009～2021年历次湖泛发生强度统计 12
1.2 太湖湖泛发生强度及变化 17
1.2.1 太湖湖泛强度变化 18
1.2.2 太湖西北岸区湖泛发生强度问题 19
1.2.3 太湖湖泛发生面积监测方法差异 21
1.3 湖泛的定义及发生特征 23
1.3.1 “湖泛”术语 23
1.3.2 湖泛类型 26
1.3.3 湖泛的感官特征和定义 29
1.3.4 湖泛形成的水环境特征 35
1.3.5 湖泛的定义 37
第2章 藻类和水草等生物质聚集与湖泛的形成关系 39
2.1 生物质聚集的湖泛模拟 39
2.1.1 湖泛模拟装置性能与生源性湖泛模拟 40
2.1.2 藻体聚集状态对藻源性湖泛形成影响 44
2.2 藻源性湖泛形成过程模拟 47
2.2.1 藻体生物量对湖泛形成的影响 47
2.2.2 藻体鲜活性对湖泛形成的影响 51
2.3 草源性湖泛形成的植物类型及与其组分关系 54
2.3.1 草源性湖泛形成的植物类型 54
2.3.2 草源性湖泛的形成与植物体成分关系 57
2.3.3 草、藻生物质下湖泛易发性和持续性比较 65
第3章 底泥对藻源性湖泛形成的影响 71
3.1 湖区底泥异质性与湖泛的形成 72
3.1.1 不同湖区底泥与湖泛形成及效应差异 73
3.1.2 湖区底泥面积和泥量对湖泛形成的影响 75
3.1.3 底泥表层有效泥量对湖泛形成的影响 77
3.2 湖区底泥物化性质与湖泛强度的长效关系 79
3.2.1 湖泛发生湖区底泥主要物理性质差异 79
3.2.2 湖泛发生湖区底泥主要物质含量差异 82
3.2.3 湖泛发生湖区底泥间隙水中主要物质含量差异 86
3.3 贡湖“5·29”湖泛影响区底泥特异性分析 87
3.3.1 贡湖“5·29”湖泛区底泥物理性质 88
3.3.2 贡湖“5·29”湖泛区底泥生源性物质含量分布 90
3.3.3 贡湖水厂“5·29”湖泛发生与底泥关系 92
3.4 典型藻源性湖泛易发水域底泥中关键物质分布特征 96
3.4.1 入湖河口区底泥与湖泛的易发性关系 96
3.4.2 底泥在藻源性湖泛关键物质形成转化中的作用 102
第4章 水文气象条件对藻源性湖泛生消的影响 105
4.1 水文条件对藻源性湖泛生消的影响 106
4.1.1 水位变化对湖泛形成的影响 106
4.1.2 降雨对湖泛形成的影响 108
4.1.3 进出水量与湖泛形成的关系 111
4.1.4 域外调水对太湖湖泛形成的影响 115
4.2 气象条件对藻源性湖泛生消的影响 117
4.2.1 温度对太湖湖泛的影响 117
4.2.2 风情对湖泛生消影响 121
4.2.3 湖流对湖泛生消的影响 124
4.2.4 气压对湖泛生消影响 125
4.2.5 阴雨对湖泛生消影响 128
第5章 藻源性湖泛致黑物物相组成与特性 131
5.1 湖泛水体显黑颗粒物物理形貌 131
5.1.1 水体颗粒物的显黑性 131
5.1.2 湖泛水体显黑颗粒的截留 133
5.2 湖泛易发水体显黑颗粒物物相组成 136
5.3 湖体中典型金属离子硫化物致黑性 145
5.3.1 自然水体金属离子特征及低氧环境硫化性 145
5.3.2 典型金属离子硫化物黑度及在湖泛中的致黑作用 154
第6章 聚藻区沉积物硫的分布特征及对湖泛的响应 163
6.1 聚藻区沉积物硫组分与形态变化 163
6.1.1 聚藻区沉积物无机硫形态及其变化 164
6.1.2 聚藻区沉积物有机硫形态及其变化 168
6.2 沉积物中硫化物对聚藻区环境变化的响应 171
6.2.1 聚藻区沉积物关键物化参数垂向变化 171
6.2.2 静态环境下湖泛系统沉积物中AVS和CrS的变化 172
6.2.3 动态扰动下湖泛系统沉积物中AVS和CrS的变化 173
6.3 沉积物中还原性无机硫对湖泛的诱发及有效供给 175
6.3.1 藻源性湖泛易发区硫组分之间相关性 175
6.3.2 湖泛形成中泥藻硫供给的致黑性差异 177
6.3.3 沉积物还原性无机硫可供给量对湖泛形成的影响 179
第7章 藻源性湖泛挥发性硫化物形成机制 183
7.1 聚藻区水土介质挥发性有机硫化前驱物及其形成 184
7.1.1 挥发性有机硫化物处理与测定方法 184
7.1.2 不同有机基质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机制 190
7.2 藻源性湖泛挥发性硫化物产生主要影响因素 196
7.2.1 基质来源对湖泛过程挥发性硫化物形成的影响 196
7.2.2 藻体聚集速率对挥发性硫化物形成的影响 198
7.2.3 温度对湖泛过程挥发性硫化物形成的影响 200
7.2.4 硫酸根对湖泛过程挥发性硫化物形成的影响 201
7.3 湖泛水体挥发性硫化物产生机制及可能途径 203
7.3.1 藻源性湖泛过程中挥发性硫化物与理化参数的关系 203
7.3.2 藻源性湖泛沉积物和水体中硫化氢产生途径 206
7.3.3 含硫氨基酸向二甲基硫醚类转化的可能途径 207
第8章 藻源性湖泛形成中的微生物作用机制 213
8.1 藻源性湖泛易发区硫酸还原菌（SRB）特征 214
8.2 SRB 对水体致黑致臭物形成的影响 218
8.2.1 SRB 对水体致黑物形成影响 218
8.2.2 SRB 对水体致臭物形成影响 220
8.2.3 SRB 对泥藻基质湖泛形成影响差异 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 铁还原菌在湖泛形成中的作用 228
8.3.3 SRB 参与下不同腐败藻体与湖泛形成关系 230
8.3.4 湖泛形成中的关键微生物类群 233
第9章 湖泛生消过程氧化还原体系时空变化 236
9.1 湖泛形成氧化还原状态及生消阶段反应过程 236
9.1.1 湖泛形成过程中溶解氧及氧化还原电位变化 237
9.1.2 湖泛形成中的氧化还原自由电子体系 240
9.2 湖泛生消过程水体氧化还原层位的形成与移动 243
9.2.1 湖泛形成过程中溶解氧垂向分布对藻体和底泥的响应 243
9.2.2 湖泛过程中氧化层和还原层的形成与垂向迁移 246
9.3 藻源性湖泛生消四阶段及氧化还原反应 251
9.3.1 藻源性湖泛生消四阶段过程 252
9.3.2 湖泛生消过程水体氧化-还原反应 255
9.3.3 湖泛生消过程表层沉积物氧化还原反应 264
第10章 湖泛形成对沉积物-水界面物质分布及行为影响 267
10.1 湖泛形成对沉积物-水界面物质分布及扩散影响 267
10.1.1 湖泛形成中沉积物-水界面NH+4-N分布及扩散变化 267
10.1.2 湖泛形成中沉积物-水界面PO3-4-P分布及扩散变化 272
10.2 藻源性湖泛对沉积物-水界面Fe-Mn-S-P行为的影响 276
10.2.1 湖泛水体沉积物-水界面Fe2+的分布及交换特征 276
10.2.2 湖泛水体沉积物-水界面ΣS2－的分布及交换特征 284
10.2.3 湖泛形成对沉积物-水界面Fe-Mn-S-P循环的影响 289
10.3 湖泛易发区沉积物间隙水甲烷分布及扩散释放 301
10.3.1 湖泛易发区底层水甲烷浓度及空间分布 301
10.3.2 湖泛易发区沉积物间隙水甲烷分布特征 304
10.3.3 湖泛易发区沉积物中甲烷的特异性释放 306
第11章 湖泛爆发过程中湖水系统的水质灾害响应 308
11.1 藻源性湖泛形成过程中灾害性水污染指标变化 308
11.1.1 藻源性湖泛形成中水体有机污染指标变化 309
11.1.2 藻源性湖泛形成中水体氮污染风险 313
11.1.3 藻源性湖泛形成中水体磷污染风险 317
11.2 草源性湖泛形成过程中灾害性水污染指标变化 322
11.2.1 草源性湖泛水体基本物理特征 323
11.2.2 草源性湖泛水体还原性硫、铁物质的累积 323
11.2.3 草源性湖泛水体氮磷营养盐污染特征及来源 326
第12章 藻源性湖泛的发生风险与险态预警 330
12.1 藻源性湖泛本底风险及险态评估 332
12.1.1 藻体不同聚集和活性状态下的湖泛发生风险 332
12.1.2 底泥及其间隙水关键物质分布下的湖泛发生风险 337
12.2 藻源性湖泛气象因子风险及险态预警 342
12.2.1 温度对藻源性湖泛形成风险 342
12.2.2 风情及其变化下的藻源性湖泛形成风险 344
12.2.3 日照和降水对藻源性湖泛形成风险 347
12.2.4 气压及其变化下的藻源性湖泛形成风险 347
12.3 藻源性湖泛水体指标风险及险态预警 348
12.3.1 水体物理参数风险及其预警 348
12.3.2 水体化学物质含量风险及其预警 350
12.3.3 水体生物指标风险及其预警 353
12.4 藻源性湖泛水体现场感官风险及水色预警 354
12.4.1 嗅觉感官半定量评估湖泛发生状态 354
12.4.2 视觉感官半定量评估湖泛发生状态 354
12.4.3 巡查和水体遥感监测湖泛发生等级的定量评估 355
第13章 聚藻区藻体打捞和高压处理对湖泛的预控作用 360
13.1 太湖湖泛预控的藻体打捞技术特点及有效性 361
13.1.1 太湖蓝藻打捞组织形式及装备配置 361
13.1.2 蓝藻打捞技术特点 364
13.1.3 太湖藻体打捞量及预控效果 371
13.2 湖泛预控的蓝藻打捞方式及其优化 372
13.2.1 藻体打捞频率对湖泛控制效果 372
13.2.2 藻体打捞方式对湖泛控制效果影响 375
13.3 藻体深潜高压处理对湖泛的预控作用评估 378
13.3.1 深井压藻对湖泛发生及水质变化影响 379
13.3.2 深井压藻对藻源性湖泛控制成效分析 383
第14章 底泥疏浚对藻源性湖泛形成的影响及预控 385
14.1 底泥疏浚深度对藻源性湖泛形成的影响 385
14.1.1 典型湖区疏浚对泥-水界面氧化还原环境影响 386
14.1.2 疏浚深度对八房港区湖泛形成的预控 389
14.1.3 疏浚深度对月亮湾湖泛形成的预控 392
14.2 底泥疏浚后时长对藻源性湖泛形成影响 394
14.2.1 以藻源性湖泛控制为主要目的的疏浚时间选择 394
14.2.2 疏浚后不同时长对聚藻水体Fe2+含量变化的影响 395
14.2.3 疏浚后不同时长对聚藻水体VOSCs含量变化的影响 396
14.3 疏浚方式对湖泛形成影响及控制机理 398
14.3.1 疏浚方式对底泥表层物化性质影响 398
14.3.2 疏浚方式对湖泛发生前后水体性质的影响 400
14.4 疏浚物残留对藻源性湖泛形成影响 406
14.5 太湖底泥疏浚工程对湖泛预控效果评估 408
14.5.1 典型湖泛发生区底泥疏浚相关特征和指标变化 409
14.5.2 疏浚效果评价指标的控制值 410
14.5.3 主要湖区底泥疏浚湖泛控制效果 416
第15章 水层曝气和氧化材料投放对湖泛的预控 420
15.1 水下曝气对藻源性湖泛预控模拟 420
15.1.1 太湖湖泛控制实际投放的曝气装备 421
15.1.2 曝气强度对湖泛形成的影响及改善 422
15.1.3 曝气时长对湖泛形成的影响及改善 425
15.2 基于水底复氧的湖泛预控效果及工程示范 428
15.2.1 太阳能曝气系统工作原理及其湖泛预控示范 428
15.2.2 系统运行参数对湖泛预控效果影响 430
15.2.3 系统布设间距及湖泛预控效果 434
15.2.4 底泥中Fe2+、Fe3+变化特征 436
15.3 环境复合材料对藻源性湖泛的预控 437
15.3.1 湖泛即发态氧化除泛材料的选择和组配 437
15.3.2 湖泛“即发态”判断与除泛材料投加时间确定 438
15.3.3 湖泛“已发态”除泛材料的应急控制效果 442
15.3.4 复合材料对藻源性湖泛应急控制的围隔示范 445
参考文献 452
彩图
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