三峡库区沉积物秋末冬初的磷释放通量估算

2010年11月～12月在三峡水库开展了沉积物内源负荷调查,对云阳等6个长江干流点和9条支流河口的沉积物-水界面正磷酸盐含量(PO34--P)进行了分析.结果表明,支流上覆水和孔隙水中PO34--P含量略高于干流,其中支流孔隙水中的含量为9.59～29.79μg.L-1,干流孔隙水中的含量为9.01～25.36μg.L-1.根据Fick第一定律公式得到郭家坝和小江河口为PO34--P的"汇",释放通量分别为-0.63 mg.(m2.a)-1和-0.60 mg.(m2.a)-1,其它区域的PO34--P均是由孔隙水向上覆水进行扩散,释放通量的范围为0.15～2.47 mg.(m2.a)-1.假设分子扩算是沉积物营养元素迁移的主要途径,库区水体混合均匀,估算出沉积物孔隙水营养元素在沉积物-水界面的扩散迁移对上覆水体的影响程度较小,仅有-0.011%～0.098%.目前三峡水库沉积物作为内源,释磷作用还未对水质产生较大影响,但不排除水库外部污染源得到控制后,三峡库区沉积物内源营养负荷的潜在释放风险.     

黄河中下游水体中邻苯二甲酸酯的分布特征

采集了黄河中下游12个断面的河水、沉积物和悬浮颗粒物样品,用气相色谱法对样品中邻苯二甲酸酯类(PAEs)有机物含量进行测定,分析其在黄河水体中的分布特征.结果表明,在小浪底-东明桥之间,干流水相PAEs浓度分布范围为3.99×10^-3～45.45×10^-3mg/L;支流浓度范围为15.80×10-3～49.53×10^-3mg/L,远远高于干流的浓度.在所研究支流中,洛阳石化污水沉积相中的PAEs含量最高,达到331.70mg/kg;PAEs在干流各断面沉积相中的浓度变化范围为30.52～85.16mg/kg;沿程变化主要受支流的汇入和各处沉积物理化性质的影响.在干流焦巩桥至东明桥区间,悬浮颗粒相的PAEs总量水平沿程呈上升趋势,浓度由40.56mg/kg增至94.22mg/kg.邻苯二甲酸双(2-乙基己基)酯(DEHP)和邻苯二甲酸二丁酯(DBP)所占比例相对较大.干流与支流水相中的DEHP,除孟津和焦巩大桥处未超标,其余各处均已超标.     

长江武汉段水体邻苯二甲酸酯分布特征研究

分别采集了丰水期和枯水期时长江武汉段30个点位上的河水和沉积物样品,用气相色谱法对样品中的邻苯二甲酸酯类(PAEs)含量进行测定,分析其在长江武汉段水体中的分布特征.结果表明,[1]丰水期时支流和湖泊水中PAEs浓度范围为0.114～1.259 μg/L,枯水期时为0.25～132.12 μg/L.丰、枯水期干流水相中PAEs的浓度范围分别为0.034～0.456 μg/L和35.73～91.22 μg/L,均有沿程升高的趋势.[2]枯水期支流和湖泊沉积相中PAEs浓度范围为6.3～478.9 μg/g,邻苯二甲酸二丁酯(DBP)、邻苯二甲酸双(2-乙基己基)酯(DEHP)有由水中向沉积物中迁移的较强趋.丰、枯水期干流沉积相中PAEs浓度范围分别为151.7～450.0 μg/g和76.3～275.9 μg/g;丰水期时DBP由沉积相向水相迁移,枯水期时DEHP在沉积物中未达到吸附最大.[3]5种被研究的邻苯二甲酸酯类化合物中, DBP和DEHP是主要污染物,国家地表水环境质量标准规定这2种物质的标准限值分别为0.001、0.004 mg/L,丰水期时所有的干支流均符合此标准,枯水期时干支流超标率为82.4%.[4]长江武汉段PAEs污染水平与意大利Velino河以及黄河中下游水体相近,但丰水期时水相PAEs含量远低于国内外一般水平.     

三峡水库沉积物不同赋存形态磷的时空分布

为了认识三峡水库沉积物磷的赋存状况,利用磷形态标准测试程序SMT法对干流和三条代表性支流(香溪河、大宁河、小江)的柱状沉积物进行了总磷(TP)、无机磷(IP)、有机磷(OP)、铁/铝磷(Fe/Al-P)、钙磷(Ca-P)的测定,结果表明干流沉积物TP含量为781~1026 mg·kg-1,支流沉积物TP含量为382~1085 mg·kg-1.TP主要由IP组成,OP所占比例较低;IP主要由Ca-P组成,Fe/Al-P所占比例较低.干流TP含量空间差异不显著,但各赋存形态磷的含量普遍高于支流,支流中香溪河磷含量高于大宁河和小江.垂直方向上各赋存形态磷含量在不同沉积深度没有明显规律;TP、IP、Ca-P三者变化趋势较一致,主要受Ca-P含量的影响.鉴于支流的独特水文条件,相比于干流,更应警惕支流沉积物磷的释放风险及其对水体的环境化学效应.     

三峡大坝建成后长江河流表层沉积物中有机物组成与分布特征

利用气相色谱法对2009年长江河流(干流和主要支流)表层沉积物样品中的正构烷烃(n-alkanes)和脂肪酸(fatty acids)进行测定和分析,结合粒度、OC%、δ13C等参数,研究样品中有机质的组成和分布特征,并对其来源及影响因素,特别是三峡大坝对其的影响进行了初步分析.结果显示,长江表层沉积物粒度组成主要以粉砂(45.8%)和砂(41.4%)为主,OC%值为0.08~1.99%, OC 的δ13C值为-31.9‰~-21.4‰.正构烷烃含量以干重计为0.71~13.69 μg/g,以OC计为0.05~1.99mg/g.脂肪酸含量以干重计为2.77~32.52μg/g,以OC计为0.16~40.58mg/g,其中饱和脂肪酸含量最多,含量最少的是支链脂肪酸.水动力分选、粒径是控制支流沉积有机质含量与分布的重要因素.干流中下游较上游具有丰富的水生植物源贡献,并且降解程度低.三峡大坝对陆源有机质的输送和改造具有重要影响.     

DDTs在海河干流市区段沉积物/水间迁移行为研究

于2007年8月~2008年3月对海河干流表层水和沉积物中滴滴涕(DDTs)污染状况进行了采样调查.结果表明,海河干流水体DDTs含量为6.88~78.82 ng/L(均值28.54 ng/L),表层沉积物中DDTs含量为5.82~45.5 ng/g(均值21.55 ng/g),表层水和表层沉积物中DDTs主要成分分别为p,p-′DDT和p,p-′DDE.利用稳态非平衡逸度模型计算了p,p-′DDT在海河干流沉积物/水间迁移和分布,模型结果用现场实测浓度进行验证,计算值与实测值吻合很好.模型参数灵敏度分析进一步表明,生物降解速率常数、污染物在悬浮颗粒物/水间分配系数以及水体颗粒物沉降通量是影响p,p-′DDT在沉积物/水间迁移过程的主要因素.     

颖河和涡河沉积物多环芳烃的分布特征以及对淮河干流的影响

根据淮河干流和支流沉积物中多环芳烃(PAHs)的含量,分析了PAHs分布特征.结果表明,淮河支流沉积物中PAHs污染明显小于干流,其顺序为淮河干流＞颖河＞涡河.支流对干流影响分析结果表明,颖河对淮河干流的影响不是很大,涡河对淮河干流有一定影响.     

采煤沉陷区水体沉积物汞的分布及影响因素

为了解采煤沉陷区水体沉积物中汞的分布特征及影响因素,该文采集淮南煤田顾桥采煤沉陷区水体沉积物样品,测定了样品理化特征及总汞、甲基汞含量,分析探讨样品中总汞和甲基汞分布特征及影响因素。结果表明:(1)顾桥采煤沉陷区水体沉积物中总汞含量范围为16.20～67.10 ng/g,甲基汞含量范围为0.37～1.12 ng/g,甲基化率(MeHg%)范围为1.44%～2.30%。(2)水体沉积物总汞分布具有较大空间差异性,总汞含量高值区主要分布在北部及西部靠近矸石充填道路样点,甲基汞分布与总汞类似,北部与西南样点含量较高;MeHg%高值主要集中在养殖鱼箱附近样点,渔业养殖活动是导致甲基化率较高的主要原因。(3)相关性分析结果显示,水体沉积物中有机质、黏粒含量与总汞、甲基汞均呈正相关关系,细颗粒中有机质是水体沉积物汞的主要载体,减少研究区无机汞和有机质的输入可降低甲基汞产生带来的环境危害;MeHg%与pH呈正相关关系,与黏粒含量呈负相关关系,主要与水体沉积物汞的存在形态及有机质类型有关,MeHg%与有机质和总汞含量的相关性不明显,有机质与总汞的共沉积可能是影响MeHg%的主要作用方式。研究结果可为研究区水体环境汞污染防治提供科学依据。     

三峡水库低水位运行时干流回水对支流水环境的影响

三峡水库干流回水对支流水环境的影响研究对水库支流富营养化防治及保障水库水质安全具有重要意义.通过2016年8月7～12日三峡水库低水位运行时对库区长江干流和主要支流进行采样和室内分析,初步揭示了三峡库区低水位运行时水库水体的水化学特征和研究了干流回水对主要支流水化学特征的影响.结果表明,对于EC值变化范围,干流为291～336μS·cm~(-1),支流不受干流回水影响水体为183. 7～518μS·cm~(-1),受干流回水影响水体为267～330μS·cm~(-1),接近干流.对于氢氧同位素特征δD值和δ~(18)O值分布范围,干流为-81. 60‰～-75. 16‰和-11. 57‰～-10. 26‰,支流不受干流回水影响水体为-59. 94‰～-43. 67‰和-9. 00‰～-6. 04‰,受干流回水影响水体为-77. 85‰～-50. 75‰和-11. 06‰～-7. 33‰,接近干流,与EC值和主要阴阳离子质量浓度值表现规律一致,表明干流通过回水影响支流水体组成进而影响支流的水化学特征,且支流受干流回水影响程度与支流河口距三峡大坝距离和支流自身流量大小呈负相关.支流不受干流回水影响的水体水化学特征与支流流域属性有关,人口密度大、耕地比例高的支流流域其水质较差.干流回水对水质较优的支流起污染作用,对水质较差的支流起稀释优化作用.     

黄河中下游水体中多环芳烃的分布及来源

对小浪底至山东东明段黄河干、支流水、悬浮物和沉积物进行了采样分析.结果表明,干流水相∑15PAHs浓度范围为179～369ng/L,其中除焦巩桥外其它断面苯并(a)芘均超过国家饮用水标准;支流水相浓度均高于相应干流,尤其是富含低环PAHs的孟州一干渠对干流沉积相浓度有较大影响.与水相相比,悬浮、沉积相中PAHs检出种类较多,干流悬浮相∑13PAHs浓度范围为54～155μg/kg,且各环PAHs与悬浮相中TOC含量间存在一定正相关.干流沉积相∑13PAHs浓度范围为31～133μg/kg,其4、5、6环P     

三峡库区高水位运行期典型干支流水体CO2分压及其水面通量特征

本文以三峡库区典型干支流作为研究对象,重点研究高水位运行期库湾水体及库区干流CO2分压(p CO2)的分布规律,计算CO2的扩散通量和释放总量。本研究于2013年9月至11月利用走航式观测系统对库区奉节段干支流表层水体及定点剖面水体中p CO2和相关水质参数进行了逐月观测。研究结果表明,干支流表层水体p CO2的分布和扩散通量差异显著。干流CO2扩散通量(F-CO2)9月至11月变化不大,为28.19±0.80mmol/(m2·d);支流在观测期内,扩散通量由负变正,其中朱衣河F-CO2从-6.86增至32.05mmol/(m2·d);梅溪河从-6.94增至37.85mmol/(m2·d),草堂河从-6.97增至31.05mmol/(m2·d)。由10至11月的数据推广到全年的高水位运行阶段(10月至次年1月),全库区CO2排放量可达166 450t,其中支流占30.17%。     

三峡水库干流倒灌对支流库湾营养盐分布的影响

三峡水库蓄水后,库区普遍存在干流水体倒灌支流的现象。为探明干流倒灌对支流库湾水动力学特性及其营养盐分布的影响规律,于2010年对库区4条典型支流库湾水流速度、水深、总氮(TN)、总磷(TP)等进行了监测。监测结果表明,干支流以异重流形式进行水体交换;大宁河、磨刀溪、小江3条支流库湾水体TN、TP浓度均低于干流水体;香溪河库湾水体TN浓度同样低于干流水体,但库湾上游水体TP浓度高于干流水体;受干流倒灌影响,支流库湾水体主要营养盐空间分布不均,营养盐浓度高的干流水体倒灌进入库湾,对其影响范围内的支流水体的营养盐起到补给作用。     

海河天津段与河口海域水体氮素分布特征及其与溶解氧的关系

从海河天津段至河口海域选取20个采样点,研究了水体中氨氮、硝酸盐氮和亚硝酸盐氮的分布特征及其与溶解氧的关系.结果表明:海河天津段及河口海域水体氮素以氨氮含量最高,均超出地面水环境质量标准(GB3838-2002)的Ⅴ类水质标准, 与海河两岸排放的工业废水及城镇生活污水有关;海河内陆水体的氮素含量远高于河口海域,且亚硝酸盐氮的含量表现得尤为突出,可能与水体溶解氧水平和微生物环境有着很大关系;海域的氮素含量因受水体均质化的影响,与溶解氧含量的关系不明显,而河水的氮素组成受溶解氧含量的影响波动很大;除6,7号样点溶解氧含量较高以外,河水的溶解氧含量均偏低,位于河口处的10号样点的溶解氧含量最低,该站点3种形态的氮含量都相对较高,且亚硝酸盐氮的含量最高,可能是由于该样点处于相对厌氧状态,部分硝酸盐被反硝化细菌等微生物还原为亚硝酸盐所致.      

马关县三岔河砷污染特征的研究

该研究通过对三岔河两支流水样、底质进行采样分析,探讨了河流水质、底质中砷污染特征及其相互关系。结果表明,两支流水质砷浓度远超地表水环境质量标准Ⅴ类,且花石头河远高于天生桥河,前者是后者的6倍,其差异性达到显著性水平。花石头河水质砷浓度是丰水期高于平水期;天生桥河砷浓度是丰水期低于平水期。两支流水质砷浓度丰水期波动大,平水期则趋于平稳。在丰水期的前期,两支流底质砷的浓度最高,然后逐渐降低,到丰水期的后期河流底质砷浓度接近于平水期底质砷的浓度。研究还表明,花石头河底质砷对水质中砷有显著性正相关关系;而天生桥河,底质砷浓度对水质砷浓度呈显著性负相关关系。     

氮在高含沙水向人工浅水湖泊补水期间的变化规律

外来补给水源的水质和作为污染物载体的悬浮颗粒物对人工浅水湖泊的影响备受关注.在2012年4月23～25日东昌湖引黄河水补水期间,从入湖口到出湖口的纵断面5个监测点同步监测流量、泥沙和溶解态氮、颗粒态氮含量,并于23日和26日在整个湖区12个监测点采集水样和底泥样进行不同形态氮含量分析.结果表明,补水导致入湖口附近的流速、悬浮颗粒物含量有明显的上升和回落,但影响范围有限;氮素的空间分布沿入湖湖流方向呈现一定的浓度梯度,入湖口附近水体、悬浮颗粒物和底泥中各形态氮含量比其他湖区高;从入湖口到出湖口的纵断面,补水阶段各种形态氮含量变化幅度依次降低,补水后溶解态和颗粒态总氮含量有不同程度的增加,其中颗粒态总氮增幅较大,受黄河补水影响显著.本次黄河补水氮素以溶解态氮为主,溶解态总氮∶颗粒态总氮=7.3∶1,溶解态氮形态以硝氮为主,颗粒态氮形态以氨氮为主.氨氮受外源补水和悬浮颗粒物吸附沉降影响较大,补水阶段悬浮颗粒物含量与颗粒态氨氮、总氮的相关系数是0.868、0.876,而硝氮受其影响不大.东昌湖底泥氮主要以有机氮形式存在,其输入源是黄河水及泥沙颗粒.     

Transport and fate of mercury under different hydrologic regimes in polluted stream in mining area

Seepage from Hg mine wastes and calcines contains high concentrations of mercury (Hg). Hg pollution is a major environmental problem in areas with abandoned mercury mines and retorting units. This study evaluates factors, especially the hydrological and sedimentary variables, governing temporal and spatial variation in levels and state of mercury in streams impacted by Hg contaminated runo . Samples were taken during di erent flow regimes in theWanshan Hg mining area in Guizhou Province, China. In its headwaters the sampled streams/rivers pass by several mine wastes and calcines with high concentration of Hg. Seepage causes serious Hg contamination to the downstream area. Concentrations of Hg in water samples showed significant seasonal variations. Periods of higher flow showed high concentrations of total Hg (THg) in water due to more particles being re-suspended and transported. The concentrations of major anions (e.g., Cl??, F??, NO3?? and SO4 2??) were lower during higher flow due to dilution. Due to both sedimentation of particles and dilution from tributaries the concentration of THg decreased from 2100 ng/L to background levels (< 50 ng/L) within 10 km distance downstream. Sedimentation is the main reason for the fast decrease of the concentration, it accounts for 69% and 60% for higher flow and lower flow regimes respectively in the upper part of the stream. Speciation calculation of the dissolved Hg fraction (DHg) (using Visual MINTEQ) showed that Hg(OH)2 associated with dissolved organic matter is the main form of Hg in dissolved phase in surface waters in Wanshan (over 95%).     

太湖营养状态对沉积物中总汞和甲基汞分布特征的影响

为探讨营养状态对太湖沉积物汞的分布及其甲基化的影响,以太湖不同营养水平的湖区为研究对象,采用PSA和GC-CVAFS方法,分别测定了沉积物总汞(THg)、甲基汞(MeHg)含量;另测定了沉积物有机质含量和水体总氮、总磷浓度.结果显示,太湖表层沉积物THg含量为32.30~150.28ng/g,均值为62.94ng/g,含量高低与营养化程度一致,其垂向分布主要受到人为活动和有机质的影响;MeHg含量为0.32~1.01ng/g,均值为0.51ng/g,不同营养水平的湖湾区MeHg含量差别不大,其分布受有机质的影响,高含量富集在表层,随深度的增加逐渐降低并趋于稳定;甲基化比率比较低主要是太湖水体溶解氧含量高抑制了甲基化过程.     

BP网络应用于长江水质研究

运用我国地面水环境质量标准(GB3838-88)作为学习样本,选取了包括氧平衡参数、营养元素、重金属离子、油类等14个指标,运用人工神经网络BP模型对长江干流和主要支流(含湖泊)的水环境质量进行分类研究。将计算结果与GIS数字化图形相结合,表明长江干流和大部分支流水质状况基本良好,上游支流沱江、下游支流大运河及太湖已受到较为严重的污染;长江干流城镇区段已经受到一定程度的污染。      

长江中游干流及22条支流表层水中多氯联苯的分布特征及其潜在风险

采用GC/MS/MS技术对长江中游重庆至宜昌段22条支流和干流的47个表层水样进行分析.实验发现支流表层水样中PCB8、28、52和118是优势污染物,而干流表层水样中PCB8和28是优势污染物.ΣPCBs在支流和干流表层水样中的几何均值分别为20.71 ng.L-1和13.25 ng.L-1,ΣPCBs最高检出浓度61.79 ng.L-1出现在支流壤渡河,最低浓度3.77 ng.L-1出现在支流草塘河;85%的支流表层水样中ΣPCBs的浓度高于美国环境保护署制定的连续暴露基准浓度14 ng.L-1,但所有支流和干流水样中ΣPCBs的检出浓度都远低于国家饮用水标准限值500 ng.L-1;实验结果与国内外相关文献报道值相比较,也显示该研究区域表层水中PCBs浓度处于较低水平,癌症风险评价结果表明饮用支流和干流的水因摄入PCBs而带来的风险分别为2.07×10-7和1.33×10-7,说明研究区水样中因PCBs污染引起的癌症风险较低.     

黄河包头段水环境中稀土元素的形态及分布特征

把干流和接纳工业污水的支流的上覆水、悬浮物及表层沉积物作为整体,利用等离子质谱法,对黄河包头段有关环境要素中稀土元素的形态及分布特征进行了系统研究.结果表明,干流上覆水中稀土元素主要以悬浮态形式存在,溶解态含量极微;接纳工业污水的支流上覆水中稀土元素主要以溶解态为主,且悬浮态∑REE和溶解态∑REE明显高于干流;干流悬浮态∑REE和溶解态∑REE,以及表层沉积物和悬浮物中稀土元素含量沿程变化均表现自对照断面至重点排污河段逐渐升高,于四道沙河入黄河口后的下游D站位达到极值,又至削减断面下降的趋势.包头市工业废水对黄河包头段干流稀土元素,特别是轻稀土元素具有明显的迭加作用.干流颗粒物中稀土元素分布模式均属于轻稀土富集,Eu中度亏损型.四道沙河入黄口后的下游D站位颗粒物中轻稀土元素分布模式曲线形状与中国黄土及其他站位均有一定差别,显示有来自包头市工业废水的外源稀土,特别是轻稀土元素的加入;其他站位稀土元素分布模式曲线形状与中国黄土基本一致.干流和接纳工业污水的支流表层沉积物与悬浮物中稀土元素各形态含量分布的顺序均为残渣态碳酸盐结合态、铁锰氧化物结合态>有机质结合态可交换态;接纳工业污水的支流表层沉积物与悬浮物中稀土元素的可交换态明显高于干流.