环境磁学在监测城市河流沉积物污染中的应用

环境磁学因简便、快速、经济等特征而逐渐广泛应用于城市环境污染研究,并得到了大量学者的认可.与此同时,对环境磁学污染响应机理的研究也成为当前环境磁学发展突破点.本文选取流经兰州市不同功能区（绿地区、生活区、商业区、工业区）的典型河流——寺儿沟为研究对象,通过环境磁学、元素、粒度等指标对其4个功能区河段沉积物的磁性特征进行...     

环境磁学在环境科学中的应用研究

综述了环境磁学发展进程中与环境问题的相互联系，以及磁学在气候、土壤、湖泊、生物和环境污染领域的广泛应用。分析了环境磁学进一步发展的研究方向。指出环境磁学以解决环境问题为主要目标。环境磁学方法所具有的样品用量少，灵敏度高，简便快速，非破坏性，费用低等特点，为研究环境问题提供了新途径和新方法。随着人类对环境问题的不断重视，利用环境磁学来追踪污染物的起源以及土壤，湖泊沉积物等物源将是环境磁学服务社会的重要内容。     

福州河道表层沉积物磁学特征及其环境意义

利用沉积物的磁学特征提取环境信息,进行污染评价是环境磁学的研究领域之一,本文对福州河道表层沉积物50个样品进行环境磁学和重金属元素分析,探讨福州河道沉积物磁学特征及其环境意义。结果表明:福州河道表层沉积物以亚铁磁性矿物为主,也含有一定的反铁磁性矿物,磁性矿物颗粒较粗,以多畴和假单畴颗粒为主;重金属与磁学参数相关性分析发现污染轻的沉积物重金属与χ、SIRM相关性较差,与χ_(ARM)、χ_(ARM)/χ、SIRM/χ相关性较好,污染重的沉积物重金属与χ、SIRM相关性较好,与χ_(ARM)、χ_(ARM)/χ、SIRM/χ相关性较差,表明沉积物在清洁状态下重金属易于与细颗粒磁性矿物共存,在重金属含量达到一定阈值时与磁化率相关性较好,与磁畴参数相关性则出现紊乱。因而,磁化率能够明确指示接近中度以及中度以上的重金属污染状况,而对相对较轻的污染状况指示不灵敏。     

金华市义乌江沉积物磁性特征与重金属污染

对浙江省金华市义乌江采集的边滩沉积物柱样,进行了系统的环境磁学、粒度、地球化学分析,以探讨环境磁学方法诊断河流沉积物重金属污染的可行性.结果表明,柱样磁性特征由亚铁磁性矿物主导,其垂向变化受到粒度和早期成岩作用的一定影响.柱样中重金属Cr、Ni、Cu、Zn、Cd、Pb含量及其富集因子除底部外,自下而上呈增加趋势,指示了柱样上部存在人为来源的重金属污染.柱样沉积物磁性特征与重金属含量及其富集因子的垂向变化存在相似性,其中磁化率(χ)、频率磁化率(χfd%)和硬剩磁(HIRM)与Cr、Cu、Zn、Cd、Pb的含量具有显著的正相关关系,反映了磁性矿物与重金属具有相同的来源,或者细颗粒磁性矿物对重金属的吸附作用.上述结果表明,磁学方法可用于指示义乌江的重金属污染.但由于义乌江属于开放性的河流环境系统,磁性特征变化受多重因素影响,增加了利用磁学手段定量诊断重金属污染的复杂性.     

长江口潮滩芦苇根表铁膜磁性特征及其环境意义

湿地植物根表铁膜对包括重金属在内的物质迁移转化具有重要作用,其氧化铁组成研究备受重视,但利用环境磁学方法进行表征的研究还未见报道.本文对长江口潮滩植物芦苇根系及周边沉积物进行了磁学分析,并结合沉积物粒度、漫反射光谱等测试,对芦苇根表铁膜的磁性矿物组成进行了系统研究.结果表明,芦苇根表铁膜磁性矿物主要包括磁铁矿和赤铁矿.由于沉积物不同深度氧化还原环境的不同,铁膜磁性矿物组成存在垂向差异.研究柱样24 cm深度以上,由于相对氧化的环境,铁膜磁性矿物除磁铁矿外,还有较多的赤铁矿贡献;24 cm深度以下,因根系处于相对还原的环境,磁性矿物以磁铁矿为主.与沉积物相比,24 cm以上深度铁膜中亚铁磁性矿物含量较低,24 cm深度以下则相反,反映铁膜和沉积物磁性矿物来源不同.本项研究表明,磁性测量方法有助于认识湿地植物根表铁膜的矿物组成,对湿地生物地球化学过程研究具有重要价值.     

南通市任港河底泥重金属污染的磁学诊断

以江苏省南通市任港河底泥柱样为研究对象,在系统的环境磁学、粒度、重金属及总有机碳含量分析的基础上,探讨了沉积物重金属污染的环境磁学诊断的可行性.结果表明,表层12cm以上样品中重金属Pb、Zn、Cu、Ni含量超出江苏省土壤背景值,剔除粒度影响后,重金属含量"上高下低"的特征仍很明显.该底泥柱样沉积物的磁性特征为亚铁磁性矿物所主导,亚铁磁性矿物含量在表层12cm以上沉积物要高于下部沉积物,其含量在沉积物上部的升高受到污染的影响.磁化率(χ)、饱和等温剩磁(SIRM)和非磁滞剩磁磁化率(χARM)与Pb、Zn、Cu、Ni含量有显著的正相关关系(r≥0.74,p<0.01,n=54),可用于定性评价任港河底泥的重金属污染程度.但因受到磁性矿物的来源和成岩作用等因素影响,表层沉积物亚铁磁性矿物与重金属含量升高不尽一致,利用磁性参数定量诊断重金属含量仍需慎重.     

海洋沉积物中PAHs和PCBs的来源与微生物降解

作为典型的持久性有机污染物的多环芳烃(PAHs)和多氯联苯(PCBs),其在环境中的累积及对环境和生物的危害已经引起了广泛地关注.本文系统地论述了海洋沉积环境中PAHs和PCBs的来源、分布、微生物降解过程及其控制因素.已有的结果表明,PAHs和PCBs的分布受输入源、季节因素、沉积物的粒度和沉积物中总有机碳含量的影响.其中,输入源是决定沉积物中PAHs和PCBs含量高低的最重要的因素.通常情况下,沉积物中PAHs和PCBs的浓度在夏季丰水期比冬季枯水期低.沉积环境中的PAHs和PCBs的含量与沉积物颗粒粒径和总有机碳含量具有一定的相关性.微生物降解过程受其化学结构、其它碳源、能源以及环境条件的影响,低分子量和化学结构简单的化合物容易被微生物降解,外加葡萄糖或乙酸盐,降解程度加深,外加氮源降解程度较差,如果仅以PAHs作为碳源,微生物降解作用几乎不发生;环境的温度和pH值影响降解的方式、程度和速率.由于海洋环境的复杂性以及PAHs和PCBs的多变特征,海洋沉积物中PAHs和PCBs的行为机制远未搞清,PAHs和PCBs与海洋碳循环的关系至今尚未涉及,这些复杂的过程将是海洋沉积物中PAHs和PCBs进一步研究的方向.     

兰州市城区河道表层沉积物磁性特征研究

通过系统的环境磁学测定,分析了兰州市城区河道表层沉积物的磁学性质及其对城市污染的指示意义.结果表明,兰州市城区河道表层沉积物样品磁性特征以亚铁磁性矿物的磁铁矿为主导,同时存在少量赤铁矿和针铁矿贡献.根据参数χFD、χARM、χFD/MS和χARM/MS所指示的人为活动排放物对不同河段沉积物的贡献量将兰州市河流分为3类:末端集中型(排洪沟、寺儿沟、鱼儿沟、水磨沟),源头集中型(七里河、烂泥沟),影响较小型(罗锅沟、大沙沟).与有机质测量结果比较发现,兰州市河道沉积物样品有机质含量与超顺磁颗粒及单畴晶粒具有十分显著的正相关关系,说明了细颗粒磁性矿物对有机碳的富集作用,显示了超顺磁颗粒及单畴颗粒含量作为兰州市城区河道表层沉积物有机质含量的代用指标具有良好的指示意义.     

浅议海洋沉积物POPs标准物质研制技术

环境标准物质是以环境监测为用途,主要以环境基质为候选物,并对其中目标污染物进行定值的一类标准物质,海洋沉积物持久性有机污染物（POPs）标准物质是其重要的组成部分。本文重点综述了海洋沉积物POPs环境标准物质的研制技术。主要对海洋沉积物POPs标准物质研制程序如候选物、分析与定值方法及加工检验等进行了分析及论述,并对海洋沉积物POPs标准物质研制技术进行了展望。     

海洋油气田沉积物产甲烷活性及微生物生态

海洋产甲烷古菌是与海洋中甲烷的产生、释放及天然气水合物的形成等密切相关的微生物类群.以产甲烷菌可能利用的底物为碳源,评价了海洋油气田沉积物的产甲烷活性.结果表明,海洋油气田沉积物对于H2/CO2、甲醇、一甲胺、三甲胺,在25℃和37℃两种温度条件下都具有较高的产甲烷活性,少数样品只在37℃对乙酸有产甲烷活性,说明在海洋油气田环境下,主要有氢营养型及甲基营养型发酵途径产生天然气甲烷.利用厌氧培养法对产甲烷菌进行了多样性解析,16S rRNA基因测序显示,优势产甲烷菌主要属于Methanosarcinales目的 Methanosarcinaceae科及Methanomicrobiales目的 Methanomicrobiaceae科,其中Methanococcoides、Methanogenium和Methanosarcina为油气田沉积物的主要菌属.     

海洋沉积物中石油类污染物的释放研究

沉积物中石油类污染物的释放过程受到海洋水动力、环境因素、海床沉积物特性及生物扰动等条件的影响,引发的二次污染作用周期长,而且对水体环境、沿海娱乐活动及海洋生物的各项生理活动都会造成影响。为加深对该释放过程的认识,本文阐述了海洋沉积物中石油类污染物的释放机理,重点分析了海床液化失稳对该过程的影响机制,总结了石油类污染物释...     

三沙湾海域表层沉积物灰色聚类分析研究

2012年8月,对福建省三沙湾海域12个表层沉积物监测站位进行采样监测。监测的因子包含石油类、铜、铅、镉、总汞、砷、有机碳、硫化物。通过建立灰色评价系统,对监测结果进行聚类分析,并对该海域沉积物质量状况进行综合评价。评价结果显示三沙湾海域表层沉积物总体状况良好,处于第一类沉积物质量水平,但局部区域铜、镉、砷含量较高。灰色聚类分析不受个别因子的干扰,较为客观地反映了实际情况,可较好地应用于海洋沉积物环境评价。     

Sediment environmental capacity of 137Cs in Daya Bay

Sediment environmental capacity of pollutants is very important for marine environmental management. Based on the methodology of a study on water, soil environmental capacity, and mass conservation theory in a system, the concept and model on sediment environmental capacity for ¹³⁷Cs in Daya Bay were developed. The static capacity for ¹³⁷Cs in the upper sediment near the shore at a shallow area was calculated, and the annual dynamic capacity and total dynamic capacity were also calculated through determination of the typical biomass in the sediment. The results showed that the estimated environmental capacity for ¹³⁷Cs in sediments was approximately equal to the current input of ¹³⁷Cs into the sediments. Controlling the input of ¹³⁷Cs in the sediments within the environmental capacity guarantees the sustainability of the current situation of the Daya Bay ecosystem and avoidance of a significant degradation of the system. Translated from Research of Environmental Sciences, 2005, 18(3): 11–14 [译自: 环境科学研究]     

南极普里兹湾沉积物重金属分布特征

普里兹湾是南极科学考察和海洋环境研究的重点区域之一。本文对中国第29次南极科学考察在普里兹湾及其周边海域获取的3 个短柱样品进行了粒度、210Pb、常量和微量地球化学元素等测试分析,探讨了沉积物中重金属元素的分布特征及其控制因素。结果表明:普里兹湾及周边海域沉积物沉积速率为0.05～0.18 cm/a,沉积物中重金属元素含量等垂向变化不明显,研究海域近百年来沉积物中主要重金属元素的来源无大变化。沉积物中重金属元素与多种物源指标的相关性显示其主要来源于南极大陆陆源物质的输入。样品粒度分布显示了其具有典型的冰筏沉积的特征。研究结果是普里兹湾环境基线的重要组成,为我国南极海洋科考提供了不可或缺的基础数据。     

基于高通量测序技术分析青岛市典型海滩沉积物的微生物多样性

为了解青岛典型海滩沉积物环境中微生物群落结构的组成及差异性,采集了青岛市五大典型海水浴场的近海沉积物样品,利用高通量测序技术研究了不同沉积物环境中微生物群落结构的组成差异。结果表明,在门的水平上,五大海水浴场沉积物中变形菌门（Proteobacteria）占主导地位。主坐标分析（principal co-ordinates analysis,PCoA）的结果表明,五大海水浴场沉积物环境中的微生物群落结构组成存在明显差异（p<0.05）。通过比对致病菌数据库发现,五大海水浴场沉积物环境中检测到潜在致病菌属13种,包含致病菌种共有17种。其中,弧菌属（Vibrio）的相对丰度均高于其他潜在致病菌属,且在第三和金沙滩海水浴场中相对丰度最高,对海洋环境生态及海产品养殖造成一定的影响。     

海洋沉积物的质量评价与管理

海洋管理者迫切需要建立评估海洋中沾污沉积物引发海洋资源负效应程度的方法。本文就此考察了评价海洋沉积物受人类活动影响的方法,以及相关的海洋生物和人类健康的风险,通过总结过去的评价工作,确定辨别天然沉积物、人类活动干扰（沾污的）的沉积物和引发负效应（污染的）的沉积物状况的经验程序。在一定程度上指出了符合科学有效性和管理实用性标准的方法,为管理者在海洋环境评价和管理中使用章程、法规、标准和规范的提供了指导,而且对审批疏浚和废物排放、实施环境法规和解释监测计划结果也会起到一定作用。     

黄土沉积物中次生细粒强磁性矿物记录的古气候信息

伊犁地区位于我国新疆地区西北部,为天山山脉环绕。区内降水自西向东递增,而温 度则由于海拔高度的抬升而逐渐降低。上述地理环境有利于分析和探讨温度和降水与黄土沉积 物中次生细粒强磁性颗粒数量之间关系。本研究在伊犁河谷西部地区,对不同海拔高度黄土表 层沉积物进行样品采集。环境磁学分析结果显示：黄土沉积物中次生细粒强磁性矿物含量与降 水量之间存在很好的正相关关系,而与温度之间存在反相关关系。结合黄土高原的研究结果可 以发现：温度对黄土沉积物中次生细粒强磁性矿物的数量影响微弱,降水是控制其含量的主要 因素;即：在黄土古气候研究中,次生细粒强磁性矿物的磁化率可以作为古降水量的代用指标, 但对温度变化不敏感。