河流沉积物磷的吸附释放特征及其影响因素

沉积物作为物质的储存库对河流营养物质的迁移转化具有重要作用,河流沉积物磷素的吸附与释放能够缓冲水体的磷负荷和营养状态,逐渐成为解决河流富营养化和水环境健康问题的关键。文章就国内外研究进展,总结了河流沉积物磷吸附和释放潜力的估算方法,并就沉积物的吸附与释放特征对影响磷素在河流沉积物-水界面的迁移转化的主要因素进行综述。结果表明,(1)磷平衡浓度(EPC_0)、磷吸附指数(PSI)和磷吸附饱和度(DPS)是评估河流沉积物磷的吸附-释放潜力的常用指标。(2)外源磷输入,特别是人类活动的过量磷素输入,往往使得河流沉积物吸附大量磷素,导致磷释放潜力和内源污染风险增加。(3)河流沉积物的粒径、有机质和金属含量等内部因子以及p H值、溶解氧、温度和扰动等外部环境因素是决定沉积物吸附容量和吸附-释放特征的根本因素。(4)人为调控对河流形态和水动力的改变也强有力地影响着河流的沉积环境及其对磷的吸附-释放,加剧了河流水体的富营养化风险。总之,人类活动对河流生态环境的破坏难以恢复,河流富营养化问题日渐突出,如何有效控制河流沉积物的内源磷污染,改善过度人为调控对沉积物磷吸附释放的不利影响,是河流综合整治和河流生态环境改善需要解决的难题。     

香港河流沉积物中有机碳对铜的吸附特性

采用厌氧序列分批滴定装置（ＡＳＢＴ）研究了香港青山湾避风塘和屯门河、城门河、林村河感潮河段沉积物中有机碳对铜的吸附特性。结果表明，在ｐＨ１６和ｐＨ７的条件下，沉积物中有机碳对铜的吸附特性可用Ｌａｎｇｍｕｉｒ等温式描述，铜在不同河流沉积物有机碳中的分配系数差别较大，吸附容量差别较小，Ｈ＾＋可以结合沉积物有机碳的重金属结合位点，导致吸附容量和分配系数随ｐＨ增大而增大。     

90Sr、137Cs在河流-沉积物体系的吸附规律研究进展

90Sr、134Cs在河流-沉积物体系的吸附规律及分配系数(Kd)是我国内陆核电厂选址和核环境安全管理的重要环节,放射性核素在河流-沉积物体系的吸附规律包括:①放射性核素在河流、沉积物中的浓度分布;②核素在河流-沉积物体系的分配系数;③多种因素对放射性核素在河流.沉积物中吸附规律的影响;④吸附机理、吸附动力学等的有关研究.介绍了国内外90Sr、134Cs在河流-沉积物体系的吸附规律研究进展及发展动态.20世纪80年代,国外已开展了90Sr、134Cs在河流-沉积物中吸附规律研究,20世纪90年代以来,90Sr、134Cs在河流-沉积物中吸附行为研究日益受到关注,研究内容主要集中在:①现场河流、沉积物中核素浓度调查;②现场及实验室Kd值测定;③各种因素对Kd值影响研究.目前,我国拟建内陆核电厂排放核素在河流生态系统的行为研究还未开展,其实验方法学、影响因素研究等仍是空白领域,建议尽快开展这方面的研究,为评估内陆核设施放射性排放对生态系统的影响研究提供科学依据.     

松花江沉积物中总汞及汞形态的演化

为进一步掌握松花江汞污染的动态,通过2005年的样品采集与分析,结合有关历史数据,研究了松花江表层沉积物中汞的分布与变化.结果表明,在切断汞的主要污染源之后,第二松花江和松花江干流沉积物中汞含量均呈明显下降趋势;松花江18个断面沉积物中总汞质量含量较低,平均为0.172 mg·kg-1,除哈达湾、哨口和白旗江段外,大部分江段已处于背景水平.各江段沉积物中汞的形态分布差别较大,第二松花江沉积物中汞以过氧化氢溶态和王水溶态为主,而干流江段则以酸溶态和过氧化氢溶态为主;与20世纪80年代相比,除了王水溶态汞以外,2005年哈达湾、哨口和白旗3个代表性断面酸溶态、碱溶态及过氧化氢溶态汞含量均大幅下降.说明经过多年的环境治理以及水体的自然净化作用,松花江的汞污染已经得到了有效控制.     

中国东部主要河流沉积物的比表面及其地域差异研究

本文以Ｎ２－ＢＥＴ法和ＣＰＢ吸附法两种方法测定了我国东部自北至南１１条主要大、中型河流沉积物的比表面。从两种方法的测定大原理和沉积物的电镜图谱了解Ｎ２－ＢＥＴ法比表面与ＣＰＢ法比表面的差异。在此基础上，研究了我国东部河流沉积物比表面的地域分布趋势，结果表明，我国东部大、中型河流沉积物比表面呈南北高、中间低的“Ｖ”型分布，与沉积物中粘土矿物含量的分异规律相一致。     

松花江沉积物主要组分对汞吸附的贡献

通过选择性去除-吸附-统计分析的方法,模拟研究了松花江沉积物中主要组分对汞吸附的能力和贡献.结果表明,Langmuir、Freundlich吸附等温线均能较好地描述萃取前沉积物吸附汞的过程,其中Langmuir吸附等温线拟合效果更好.NH2OH.HCl、Na2S2O4和H2O2等去除剂对沉积物进行选择性去除后的吸附实验显示,Langmuir吸附等温线仍能较好地拟合吸附过程.沉积物各主要组分对汞的吸附能力顺序为锰氧化物铁氧化物有机质.由于沉积物中各组分的含量差异较大,就各组分对汞的吸附贡献而言,铁氧化物和有机质相对于锰氧化物的贡献较大.     

京杭大运河苏南城市段表层沉积物铜、锌吸附特征及理论环境安全吸附容量

应用等温吸附法研究京杭大运河苏南三城市段（常州、苏州和无锡）表层沉积物对Cu和Zn的吸附行为,并结合国家地表水环境质量标准（GB3838—2002）,估算运河城市段表层沉积物对Cu和Zn的理论环境安全吸附容量（QⅢ）。结果表明：大运河表层沉积物的Cu和Zn等温吸附符合Langmuir模型;表层沉积物Cu最大吸附量（Cu-Qmax）为5.20～9.03 mg·g-1,Zn最大吸附量（Zn-Qmax）为2.40～5.07 mg·g-1;最大吸附量与沉积物的性质密切相关,但与总有机碳质量分数无关。根据Langmuir拟合方程估算,在我国地表水环境质量标准三类水标准阈值时,Cu的理论环境安全吸附容量为沉积物总Cu量的19倍以上,而Zn则为2～6倍。因此,Zn对三城市段大运河沉积物的环境风险要高于Cu。     

对硝基苯酚在沉积物上的吸附特性

研究了沉积物吸附对硝基苯酚的作用机理及影响因素，结果表明，对硝基苯酚在沉积物上的吸附由其中的有机质含量和结构决定，体系的pH值对对硝基苯酚的吸附有较大的影响，其主要原因是体系的pH值控制着沉积物中有机质的溶出量，在实验浓度范围内，分配作用在沉积物吸附对硝基酚中占主导地位。     

久效磷在海洋沉积物上的吸附行为

研究了久效磷在海洋沉积物上的吸附行为，发现其吸附行为主要受沉积物有机质的影响，沉积物有机质的分配作用对久效磷的吸附起主要作用，在实验浓度范围内，吸附行为很好地服从线性吸附等温式，因而其吸附行为较为简单，海水的离子强度对其吸附行为影响很大，海水中分配系数明显高于淡水，温度对其吸附行为也起一定的作用，分配系数随着温度的升高略微减小。     

九龙江沉积物主要组分对四环素类抗生素吸附性能对比

沉积物作为一种重要的水体环境介质,因其复杂的组成结构和时空差异性而具有巨大的研究前景,抗生素滥用引起的环境污染同样引起了广泛关注。四环素类抗生素(TCs)形态结构复杂,能够以多种方式被沉积物吸附。为了更深入地了解四环素类抗生素在河流中的迁移转化规律,以四环素和土霉素作为研究对象,采用选择性萃取方法分离出九龙江沉积物中起主要吸附作用的组分(铁氧化物、锰氧化物、有机质)并获得各组分的含量,运用等温平衡吸附法在TCs与沉积物质量比为0.01~0.06范围内进行吸附试验,利用Langmuir和Freundlich吸附等温方程拟合吸附过程并进行统计分析,从而研究各组分对TCs的吸附特征、能力和吸附贡献量。结果表明,沉积物及其主要组分对TCs的吸附过程特征符合Langmuir吸附等温方程,相关系数达0.95以上;沉积物中各组分对TCs的吸附能力大小顺序为锰氧化物有机质铁氧化物残渣态;各组分对TCs的绝对吸附贡献量大小顺序为锰氧化物残渣态铁氧化物有机质。其中,锰氧化物在沉积物中所占比例较小,只有0.05%,却对TCs的吸附贡献率最大(56%),所采集的九龙江典型沉积物对TCs的吸附起最主要和关键作用的组分是锰氧化物。不同地理位点的沉积物理化性质差异很大,对TCs的吸附能力与锰氧化物含量有一定的相关性,这验证了前述结论。     

松花江水质因子分析及动态变化

松花江的水质一直受到各方的关注,尤其是在80年代末到90年代初.大多数的研究都关注重金属、有机有毒污染物等主要污染物的源、汇、归宿以及生态效应.然而,这些研究通常只考虑一个或几个独立的水质指标,多个指标的联合效应则很少研究.文章在监测数据的基础上,对松花江水质运用因子分析方法进行了研究.利用因子分析方法可以综合地考虑每个监测断面上的各个监测指标在不同水文期的变化.分析结果表明,松花江的主要污染物是来自非点源的氮源污染物,且其水质在不同的水文期是不同的.这一结果也表明,因子分析方法在分析水质动态变化上是综合有效的.     

Heavy Metals in the Bed and Suspended Sediments of Anyang River, Korea: Implications for Water Quality

The objective of this study is to compare Anyang River bed sediments with water chemical composition and to assess the anthropogenic chemical inputs into the river system. Eight sampling locations were chosen along the river channel. Bed and suspended river sediments and water samples were collected, and analyzed for their chemical and physical composition. Data revealed that trace element concentrations in the river water were generally below world average, except for As, Mn, Ni and Cr. Among the three phases: water, bed and suspended sediment, more than 99% of the trace elements was associated with the bed sediment. Concentrations of trace elements in the sediment were a function a particle size distribution and organic content. The calculated degrees of enrichment based on the least influenced sample (ASD 1) indicated the river sediments were enriched with respect to background. The enrichment factors for Pb, Zn and As were relatively lower than for Cr, Co, Ni and Zn. The difference in the enrichment seems to reflect the human activities influence in the basin, and specially for Cd. Speciation of the elements in the five different chemical forms in the sediment by sequential extraction indicated that the reducible fraction was predominant for Fe, Zinc and Cu showed an irregular variation among the different fractions; whereas, Cd and Pb were more regular. Zinc and Cu highly existed mostly in exchangeable forms. Acid soluble and reducible forms were also important for most metals. The speciation implies that the metals associated with the sediment are subject to release into water bodies as goechemical variables (pH and Eh) change. Currently, the introduced metals are deposited near the source area and are mostly associated with the sediment, implying that the river bed sediment acts mainly as a sink, rather than a pool. The accumulated and enriched toxic trace elements can pose a potential pollution of river water.     

BTEX在河流渗滤系统中的降解行为实验模拟研究

河流渗滤是一种自然净化过程,污染河水通过该过程在河流沉积层中发生各种物理、化学和生物作用,使得污染物浓度降低,河水水质得到净化,从而达到增加地下水开采量的目的。本项研究通过淋滤实验,利用自行设计的土柱实验装置和人工配制的淋滤液,模拟了BTEX污染河水在下渗通过河流渗滤系统的过程中发生的降解行为。实验历时48 d,获得了该过程中BTEX各组分和电子受体的质量浓度变化历时曲线,得出的结论包括：污染河水中的BTEX在通过河流渗滤系统时将发生两种环境行为—吸附和降解。其中,吸附作用对于BTEX的净化效果较为有限,当吸附达到饱和之后,在存在电子受体的情况下,BTEX能够发生厌氧微生物降解,降解作用能够更有效的去除BTEX污染物。其中去除效率最高的是间二甲苯,在以NO3-为电子受体的情况下平均去除率为85.5%,在以SO42-为电子受体的情况下平均去除率为82.4%,其次是乙苯、甲苯,去除率最差的是苯,在两种电子受体的系统中平均去除率分别为68.5%和63.5%。由于吸附作用的影响,微生物降解相对于BTEX浓度变化存在一个滞后期,BTEX各组分的土壤-水吸附分配系数Kd越大,总的降解效率也就越低。通过河流渗滤系统这一自然净化过程,可以有效地去除浓度较高的BTEX混合污染,各组分平均去除效率都超过了60%,最高去除率均超过了80%。对于持续不断入渗的污染河水,当土壤吸附达到饱和、微生物活性受到抑制,去除效率会大大降低,从而使BTEX穿透河流沉积层进入含水层,对地下水产生危害。     

基于生态环境需水的大凌河生态系统服务功能价值评估

目前对河流生态系统服务功能价值的评估,均没有考虑河流生态环境需水的问题。河流的来水量如果达不到河流生态环境需水量,河流的生态系统服务功能将不能正常发挥。对大凌河生态系统服务功能进行分类,用市场价值法、代替花费法和机会成本法经行计算,并且在计算供水功能价值、贮水功能价值和输沙功能价值时考虑了河流的生态环境需水,其它功能的实现也是在满足河流生态环境需水的基础上。结果表明：直接使用价值为92.64亿元/a,间接使用价值为215.17亿元/a,总价值为307.81亿元/a。通过分析,得出大凌河河流生态系统的核心服务功能是调蓄洪水功能、水产品功能和栖息地功能,应在充分发挥核心功能的同时兼顾其它功能。     

鸭绿江（丹东段）江水中未知有机污染物分析鉴定与有毒有机物名录筛选

采用美国惠普公司MC/GS联用仪，对鸭绿江（丹东段）江水中有机污染物种类、组成进行了分析鉴定，进而采用高压液相色谱法对多环芳烃类进行定量测定与评价，进行了该江段有毒有机物名录筛选，提出由27种有毒有机污染物组成的名单。     

Changes in major factors affecting the ecosystem health of the Weihe River in Shaanxi Province, China

Maintenance of the ecosystem health of a river is of great importance for local sustainable development. On the basis of both qualitative and quantitative analysis of the influence of natural variations and human activities on the ecosystem function of the Weihe River, the changes in major factors affecting its ecosystem health are deter- mined, which include： 1） Deficiency of environment flow： since the 1960s, the incoming stream flow shows an obvious decreasing tendency. Even in the low flow period, 80% of the water in the stream is impounded by dams for agriculture irrigation in the Baoji district. As a result, the water flow maintained in the stream for environmental use is very limited. 2） Deterioration of water quality： the concentrations of typical pollutants like Chemical Oxygen Demand （COD） and NH3-N are higher than their maximum values of the Chinese environmental quality standard. Very few fish species can survive in the River. 3） Deformation of water channels： the continuous channel sedimentation has resulted in the decrease in stream gradient, shrinkage of riverbed and the decline in the capability for flood discharge. 4） Loss of riparian vegetation： most riparian land has been occupied by urban construction activities, which have caused the loss of riparian vegetation and biodiversity and further weakened flood control and water purification functions.     

长江上游宜宾至泸州江段突发水污染风险评估

为防控长江上游重大突发水污染事件的发生,收集整理长江宜宾至泸州江段沿江水环境污染源及受体基础资料,构建水环境潜在污染风险分级评价体系。采用地统计学理论和地理信息系统(Geographic Information System,GIS)相结合的方法开展突发水污染风险分区评价研究,以揭示研究区江段突发水污染风险空间分布差异性。结果表明,污染源或受体热点分布主要集中在城镇化、工业化较快的地区,如宜宾市叙州区污染源最多,泸州市龙马潭区高风险污染源最密集,宜宾县和南溪县高敏感受体数量最多;其他区域污染源或受体分布较为均衡,未形成明显的冷点区域。水环境潜在污染高风险区集中分布在龙马潭区江段和江阳区江段,须提高该区域对潜在污染的风险管理能力,以降低污染事故发生的可能性。     

Water Quality and Metal Enrichment in Bed Sediments of the Rivers Kali and Hindon, India

Water-quality parameters and concentrations of various metals in bed sediments of the River Kali and the River Hindon in India were analysed to understand their behaviour in subtropical fluvial systems. Variations in the physico-chemical parameters of the river water and metal content in the bed sediments were recorded in four seasons of the year (post-monsoon, winter, summer and monsoon). Results show that water and sediments contain high cadmium (Cd) and Zinc (Zn). Total and soluble Cd and Zn profiles show that in summer, metals in the water phase exist predominantly in the bound form. Cd and Zn in bed sediments increase from the post-monsoon to the summer season. During and after the monsoon season, metal concentrations in sediments fall rapidly. Correlation coefficients of metals in sediments represent their common source and identical behaviour during transport.     

运用主成分分析法评价北京市代表性河流的水质与毒性状况

以北京市3条具有不同功能的代表性河流(清河:纳污排洪;京密引水渠:供水水源;小月河:景观用水)作为研究对象,分析测定了33个水质指标,采用内梅罗指数法与大型蚤急性毒性测试法对3条河流的水质与毒性状况进行了评价,同时运用主成分分析法对毒性产生的原因和影响水质的因素进行了初步探讨.结果表明,1)3条河流已受到不同程度的污染,水质和毒性状况均不容乐观.作为纳污排洪的清河大部分采样点水质较差,生物毒性极高;作为景观用水的小月河水质一般,具有一定的生物毒性;作为供水水源的京密引水渠水质一般,但毒性较低.2)水样生物毒性与Cl-、Ca、K、Li、Mn、Na、Cr、Ni等指标有关;内梅罗水质指数与NO2-、Cl-、K、Na、Ni等指标有关.3)某些指标(如NO2-)超标会对水质分级产生较大影响,但对生物毒性贡献不大,而低浓度的重金属,不会对水质分级产生贡献,却会对生物的生理活动产生影响,综合化学指标和毒性指标共同评价水质更为合理.     

九龙江流域经济发展与河流水质时空关联分析

以闽西南地区的九龙江流域为例,综合采用数理统计、GIS技术和环境库兹涅茨曲线（EKC）方法,对该流域1981—2009年经济发展与河流水质变化进行时空关联分析。结果表明,九龙江流域呈现＂第1产业缓增,第2、3产业产值增加较快＂的总体经济格局,农业污染突出;农业种植面积呈现先增加后减少趋势,流域氮、磷肥平均施用强度呈线性增加趋势;氮、磷肥平均折纯施用量之比从1981年的4∶1下降到2009年的2∶1,引起水化学改变并增加水华发生风险;各县（市、区）污染源结构存在明显差异,河流水质变化和沿程分布与流域社会经济布局有很好的空间相关性;北溪流域畜禽养殖业的过快发展、西溪流域以经济作物为主的农业种植结构和高强度施肥、低效率利用是导致河流水质从20世纪90年代开始富营养化的主要原因;EKC曲线尚未出现明显拐点,若农业污染不能得到有效控制,流域水环境将持续恶化;九龙江水质演变规律是流域社会经济布局、污染源排放强度和方式发生变化的综合作用结果。