红枫湖生物地球化学过程中Zn的赋存形态及季节性变化特征

通过对贵阳市红枫湖中溶解态锌、颗粒态锌及颗粒态锌中不同结合形态的研究,探讨了红枫湖生物地球化学过程中锌的主要赋存形态与季节性变化规律.结果发现,红枫湖总锌的质量浓度为0.72μg·L-1～13.04 μg·L-1,污染较轻.红枫湖南湖总锌全年均高于北湖,主要是位于南部的羊吕河输入所致.红枫湖水体中锌的主要赋存形式是溶解态锌(占总锌的70%);颗粒态中AEC(吸附态-可交换态-碳酸盐结合态)结合态锌是最主要的赋存形式(占颗粒态锌的72%).溶解态锌含量夏季低而冬季高,_主要是因为复季生物吸收与吸附、以及冬季沉积物孔隙水向上覆水体的释放.颗粒物中有机结合态锌的变化主要受湖泊藻类繁殖的影响.     

pH对宁夏引黄灌区盐碱化土壤重金属吸附-解吸过程的影响

高pH值是宁夏引黄灌区盐碱化土壤的显著特征,研究盐碱化土壤的高pH值对不同重金属元素的富集和释放规律,可为宁夏引黄灌区盐碱化土壤重金属污染的控制及治理提供科学依据。通过调节pH值,采用土柱淋溶的方法,模拟盐碱化土壤的Cd和Pb的吸附-解吸过程,研究pH对盐碱化土壤重金属Cd、Pb吸附-解吸特征、形态和生物活性的影响。结果表明:在试验设定的pH范围内,盐碱化土壤对Cd的吸附量随着pH值的升高而呈升高趋势,在pH值为8时达到峰值,对Pb的吸附量随pH的升高呈波动状变化状态,在pH值为10时达到峰值;同时,Cd的解吸量随吸附量增加而线性增大,解吸量随pH升高而增加,但解吸量随吸附量变化而变化的幅度随pH值的升高而减小,Pb的解吸量随吸附量增加而呈选择性增加。随着pH的升高,Cd可交换态和碳酸盐结合态的含量变化趋势相反,生物活性基本不变,其Fe/Mn氧化物结合态、有机结合态和残渣态的含量不变;Pb可交换态和碳酸盐结合态的含量随着pH的升高而升高,生物活性增强,有机结合态的含量减少,Fe/Mn氧化物结合态和残渣态的含量不变。宁夏引黄灌区盐碱化土壤的高pH值可以降低土壤对重金属Cd、Pb的吸附,缓解重金属污染引起的生态、粮食及其食品安全压力。     

羟基磷灰石对沉积物中重金属释放特性的影响

以羟基磷灰石掺杂前后模拟重金属污染沉积物为研究对象,利用混匀释放实验及化学连续萃取法分析沉积物中重金属的释放特征及形态分布特性,考察了羟基磷灰石对重会属污染沉积物中Cu、zn、Pb、Cd稳定性的影响.结果表明不同来源模拟污染沉积物中松花江沉积物中的重金属最易重新释放,而伊通河沉积物中的重金属释放量最小;同时伊通河沉积物中残渣态重金属的比例较其它沉积物高很多,而可交换态和碳酸盐结合态的重金属比例较其它沉积物低很多,说明同时进入沉积物中的重金属,伊通河沉积物中的重金属相对稳定一些.羟基磷灰石的掺杂不同程度降低了沉积物中重金属的释放能力,促使沉积物中的重金属由较不稳定结合态向较稳定结合态转化,减小了沉积物中重金属的生物可利用性,增强了重金属的稳定性.     

乌梁素海盐度变化对沉积物重金属有效性的影响

乌梁素海内源污染源底泥释放的重金属对其水生态环境影响较大,为探索沉积物重金属在不同盐度条件下的释放规律以及沉积物中重金属总量、形态含量、迁移性大小及自身性质、沉积物理化性质对沉积物中重金属释放的影响,于2010-2016年每年8月采集18个水体样品,现场测定水体盐度,并在2016年8月采集10个表层沉积物样品测定沉积物重金属总量,采用BCR逐级提取法对沉积物中重金属Cu、Pb、Zn和Cr的4种形态进行提取,并进行静态释放试验以分析其在不同盐度浓度条件下的释放特征,监测和实验结果表明,乌梁素海水体盐度在2010-2016年8月期间逐年增大,呈现出由淡水湖向微咸水湖转变的趋势。重金属的总量、形态含量及其迁移性大小影响沉积物中重金属的释放量,沉积物中Cu、Pb、Zn和Cr的形态含量均以残渣态为主,其中Pb的残渣态含量最多,总量和释放量均最少,重金属酸可提取态含量较少,重金属迁移性的大小为ZnCuPbCr,而Zn的释放量大小与其在沉积物中的迁移活性及总量呈正相关关系。同时沉积物有机质含量、p H及含水率也均可影响沉积物重金属的释放,其中Pb的金属性最弱,溶解度相应较低,释放量最少。随着盐度的增加,沉积物中Zn、Cu和Pb释放量增加,Cr的释放量则先增大后减小,虽然4种重金属释放量虽然均较小,但其释放量增幅变化很大,存在较大的湖泊水生态环境风险。     

沉水植物对沉积物及土壤垂向各形态无机磷的影响

该研究利用相同区域湖泊沉积物及土壤在室内模拟条件下培养黑藻,运用化学连续浸提法分离不同层次底质中各形态无机磷,并通过对水体中磷质量浓度和Eh值的测定,分析不同层次底质中各形态无机磷质量分数和间隙水中磷质量浓度的变化,揭示在沉水植物作用下淹水土壤和沉积物中不同层次各形态无机磷的迁移转化规律.结果表明,本试验条件下,黑藻主要影响上层和下层(根系所在层)底质中各形态无机磷的迁移转化;黑藻主要吸收利用弱吸附态磷和可还原态磷,并通过改变底质氧化还原环境影响可还原态磷和铁铝氧化态磷的迁移转化;黑藻的生长促进钙结合态磷的释放,但是黑藻的腐烂促进钙结合态磷的沉积;土壤中各形态无机磷比营养水平相当的沉积物中的磷容易迁移转化,黑藻对沉积物中各形态无机磷迁移转化的影响大于土壤.     

广州城市水体沉积物中重金属形态分布研究

选取广州城市水体中的４ 个污染沉积物样品,采用连续提取法研究沉积物中重金属元素（ Ｐｂ 、 Ｚｎ 、 Ｃｕ 、 Ｎｉ 、 Ｃｒ 、 Ｍｎ） 的形态分布,结果表明：重金属元素主要以残渣态、有机结合态和氧化铁结合态存在,其中 Ｐｂ 、 Ｎｉ、 Ｍｎ 以残渣态和氧化铁结合为主, Ｚｎ 以残渣态和有机结合态为主, Ｃｕ 以有机态和氧化铁结合态为主, Ｃｒ 以氧化铁结合态为主。沉积物中固相组分对重金属的富集能力为：无定型氧化锰＞ ＞ 碳酸盐＞ 氧化铁＞ 有机质,而富集量则是后两者大于前两者。     

氧化与还原条件下水稻土重金属形态特征的对比

还原状态下的水稻土被风干处理后氧化还原等性质发生明显变化,对重金属的形态特征产生影响,进而影响对作物有效性的评价.利用BCR连续萃取法研究了张家港市南部不同pH水稻土在还原和氧化条件下Cu、Pb、Ni和Cd的形态变化状况.结果显示,氧化还原对重金属形态分配具有显著影响,而pH对Ni在还原状态下的形态分配有显著影响,对Cu、Pb和Cd形态分布影响不显著.样品经风干氧化处理后,氧化物结合态重金属均表现为不同程度的降低;Cu残渣态比例增加25%,氧化物结合态和有机结合态比例有所降低;Pb有机结合态比例增加33%,残渣态减少33%,酸可提取态和氧化物结合态变化不大;Ni受氧化还原条件影响更为强烈,表现为酸可提取态所占比例降低超过25%,氧化物结合态亦明显降低,残渣态提高超过60%;对Cd的影响主要表现为有机结合态所占比例降低约15%,残渣态提高约35%,酸可提取态和氧化物结合态变化不明显.氧化状态下的重金属形态并不是重金属在田间的真实状况,可能高估了Pb,低估Cu、Ni和Cd重金属在土壤中的危害性.     

辽河辽宁段干流表层沉积物中磷的含量及赋存形态研究

辽河是中国第七大河流,是中国北方重要的重工业和农业基地,分析其沉积物中磷的含量和赋存形态可以为研究辽河水环境质量和渤海赤潮污染提供基础。以辽河辽宁段干流表层沉积物为研究对象,在辽河辽宁段干流设置了24个监测断面,于2018年对沉积物样品进行了采集,并分析了其总磷(TP)、有机磷(OP)、可交换态磷(Ex-P)、铁铝结合态磷(FeAlP)、钙结合态磷(Ca-P)和残留无机态磷(Re-P)的含量,对沉积物中磷的含量、不同赋存形态的比例以及不同环境因子对磷的影响进行了研究分析。结果表明,表层沉积物中总磷的含量为29.513—100.903 mg·kg~(-1),平均含量为55.070 mg·kg~(-1),与其他部分河流相比较,其总磷的含量较低。表层沉积物中各种磷按照平均含量排序为:可交换态磷(Ex-P)残留态磷(Re-P)有机磷(OP)铁铝结合态磷(Fe Al-P)钙结合态磷(Ca-P),其平均含量分别为3.413、5.030、6.409、16.407和23.812 mg·kg~(-1)。沉积物中无机磷(IP)受到pH的显著影响,而有机磷(OP)与水体中磷浓度密切相关。Ex-P和FeAl-P总计占沉积物中TP的33.83%,当水环境条件发生变化时,沉积物中的磷可能会向水体中释放,对加剧水体中磷污染具有一定的潜在风险。     

武汉市南湖湖水和沉积物中氮的时空分布

沉积物中大量的有机态氮在水环境中大部分通过分解矿化作用转化为溶解的NH_4~ -N,再通过硝化、反硝化和Anammox作用等与其它溶解的无机态氮(DIN)联系起来.间隙水是沉积物中DIN(包括NH_4~ -N和NO_3~--N)释放进入上覆水的介质,进人间隙水中的DIN可以通过浓度差扩散、生物(微生物和底栖动物等)的扰动和风浪再悬浮作用等向上覆水迁移或交换,成为水体的"内源",使得在外源氮输入得到控制后,其内源氮的释放仍能维持水体的富营养化.本文对武汉市南湖湖水和沉积物中氮的时空分布进行研究,旨在探明氮在湖水和沉积物间的迁移转化规律.     

中国北方典型湖泊沉积物-水界面六六六的迁移行为

六六六(HCHs)是一类持久性有机污染物,因其具有环境持久性、长距离迁移性、生物累积性和高毒性而倍受公众及科学界关注.大量研究表明,沉积物不仅是持久性有机污染物的汇,还是这类污染物长期和潜在的污染源.当外源污染得到有效控制时,内源释放的影响则显得尤为突出.沉积物中污染物会通过扩散或再悬浮等途径重新进入水体环境,     

生物扰动对沉积物中污染物环境行为与生物可利用性的影响

疏水性有机污染物进入环境水体后易于与沉积物结合,对沉积物中的底栖动物造成危害。底栖动物引起的生物扰动作用可以通过改变沉积物的地球化学性质,对其中污染物的赋存形态、迁移转化和生物可利用性产生重要影响。在综述了国内外生物扰动影响沉积物中污染物环境行为和生物可利用性的最新研究进展基础上,重点讨论了沉积物颗粒交换、水体环境条件改变、疏水有机污染物解吸释放过程以及对生物扰动影响的定量化表征。最后对该研究方向进行了展望,指出应重点研究多种污染物及不同生物共存条件下的生态效应,以及造成沉积物扰动的影响因素的定量化表征等。     

Geologic processes influence the effects of mining on aquatic ecosystems

Geologic processes strongly influence water and sediment quality in aquatic ecosystems but rarely are geologic principles incorporated into routine biomonitoring studies. We test if elevated concentrations of metals in water and sediment are restricted to streams downstream of mines or areas that may discharge mine wastes. We surveyed 198 catchments classified as "historically mined" or "unmined," and based on mineral-deposit criteria, to determine whether water and sediment quality were influenced by naturally occurring mineralized rock, by historical mining, or by a combination of both. By accounting for different geologic sources of metals to the environment, we were able to distinguish aquatic ecosystems limited by metals derived from natural processes from those due to mining. Elevated concentrations of metals in water and sediment were not restricted to mined catchments; depauperate aquatic communities were found in unmined catchments. The type and intensity of hydrothermal alteration and the mineral deposit type were important determinants of water and sediment quality as well as the aquatic community in both mined and unmined catchments. This study distinguished the effects of different rock types and geologic sources of metals on ecosystems by incorporating basic geologic processes into reference and baseline site selection, resulting in a refined assessment. Our results indicate that biomonitoring studies should account for natural sources of metals in some geologic environments as contributors to the effect of mines on aquatic ecosystems, recognizing that in mining-impacted drainages there may have been high pre-mining background metal concentrations.     

沉积物中酸挥发硫对上覆水中重金属含量的影响

在实验室条件下,利用装有新鲜河流沉积物和上覆水且可控制环境参数的模拟体系及参比体系,通过定时定量投放重金属溶液,研究了富含酸挥发硫的河流沉积物对上覆水中重金属（铜,镉,铅,锌）含量的影响,并观察了模拟体系更换为清洁上覆水后沉积物中重金属的静态释放;随后考察了同一沉积物样品经酸化后对上覆水重金属含量的影响能力的变化及在更换为清洁上覆水后沉积物的静态释放。研究结果表明：水相金属迅速转移到沉积物中,被其     

沉积物中重金属Pb和Cd对河蚬的毒性效应研究

以河蚬为受试生物,以存活率、呼吸抑制率为测试终点,研究了沉积物和上覆水中重金属Pb、Cd对底栖生物的毒性效应,并探讨了沉积物中酸挥发性硫化物(acid volatile sulfide,AVS)和同时提取金属(simultaneously extracted metals,SEM)对重金属生物有效性的影响。结果表明,沉积物中Pb、Cd对河蚬致死效应较低,当Pb、Cd浓度分别为400、100 mg獉kg-1,连续暴露21 d时,致死率低于20%;沉积物中Pb、Cd对河蚬14 d的呼吸抑制率EC50分别为519和151 mg獉kg-1;上覆水中Pb和Cd离子浓度较低,对生物毒性效应贡献可以忽略;SEM/AVS值和生物呼吸抑制率有着明显的线性相关性,当SEMPb/AVS1,SEMCd/AVS0.6时,重金属对河蚬有明显的毒性效应。     

重金属对水生生物的生态毒理效应及生物耐受机制研究进展

近年来,随着国民经济的快速发展,重金属以其特有的性质而被大量的应用于生产生活当中,同时也由于各种原因造成了水体重金属污染现象。水体重金属污染不仅对水生生物的生长和繁殖造成了严重的威胁,同时也威胁到人类的健康。因此,重金属污染具有潜在的生态与健康风险。本文主要概括介绍了重金属对水生植物、动物、微生物的生态毒理效应以及水生生物对重金属的各种耐受机制,展望了重金属对水生生物生态毒理效应的未来研究重点和方向。     

底泥中重金属毒性的室内孔隙水分析技术

根据孔隙水中重金属的浓度可以判定底泥中重金属的毒性但获得真正的底泥孔隙水十分困难。本文提供了一套简便易行的室内原状孔隙水取样技术,将碳化硅砂芯埋入底泥,添加表层水并静置９０ｄ,通过渗滤获得孔隙水,测定孔隙水中重的浓度,所得结果与微生态系统暴露试验中生物指示的重金属的毒性大小相吻合,与生物积累重金属的浓度显著正相关。     

淀山湖上覆水与沉积物孔隙水中重金属的分布特征

研究了淀山湖上覆水和沉积物孔隙水中Pb ,Cd,Cr,Cu ,Fe和Mn的浓度及Eh 分布 ,分析了孔隙水中重金属的扩散通量 .结果表明 ,淀山湖中重金属的浓度由高到低依次为 :Mn >Fe >Cr,Cu ,Pb >Cd ;Fe和Mn在孔隙水中的浓度远远大于它们在上覆水中的浓度 ,表层沉积物孔隙水中Pb ,Cd ,Cr,Cu的浓度稍大于它们在上覆水中的浓度 ;沉积物中的重金属可能按照浓度梯度经孔隙水从沉积物向上覆水中扩散而最终影响上覆水的水质     

乐安江沉积物酸碱特性及其对重金属释放特性的影响

本文对乐安江沉积物样品的金属总量、酸碱特性进行了测定和不同pH条件下金属的释放实验.结果表明,乐安江沉积物中Cu,Pb,Zn,Cd和As的浓度均高于一般水体沉积物的本底值.从重金属的移动性分析,存在沉积物重金属对水体产生二次污染的可能.沉积物所含重金属随pH变化产生的金属释放顺序是Zn>Cu>Cd.Pb.     

Concentrations of cadmium,manganese, copper,zinc, and lead in the tissues of the oyster (Crassostrea iredalei) obtained from Setiu Lagoon,Terengganu, Malaysia

Heavy metals pollution in aquatic environments is a major problem contributing to human health issues. The study of these pollutants through bioindicators such as the oyster Crassostrea iredalei is important for (1) determining the levels and sources and (2) regulating the quantity of pollutants. The concentrations of cadmium (Cd), manganese (Mn), copper (Cu), zinc (Zn), and lead (Pb) in tissues of C. iredalei, sediment and surrounding water was measured, and data was analyzed to determine the relationship between sampling periods and between oyster tissue, sediment, and water. The highest concentration of metals in oyster tissue was Zn, followed by Cu, Mn, Cd, and Pb. Concentrations of Cd, Cu, and Zn exceeded the maximum level allowed according to the Malaysian Food Act of 1983, which is equivalent to the WHO recommended levels of heavy metals in organisms used for consumption. The highest metal concentration in sediment was Mn followed by Zn, Pb, Cu, and Cd. Concentrations of heavy metals in surrounding water were Zn, Pb, Cu, Mn, and Cd. There was no correlation between metal concentration in oyster tissue and in sediment for all five metals.     

Aufnahmepfade von POPs in Biota

POPs (persistent organic pollutants) associated with aquatic sediments can pose a risk to aquatic food chains, since they can be re-introduced to the food web. One major pathway is the bioaccumulation of POPs by endobenthic, sedimentingesting invertebrates (especially tubificid oligochaetes). These worms serve as food for benthivorous fish, which thereby ingest the sediment-borne chemicals and may accumulate contaminant concentrations far higher than from water exposure alone, and consequently transfer them to organisms of higher trophic levels. In order to evaluate such a potential biomagnification, a laboratory test was developed. It consisted of a two-step food chain including the sediment dwelling freshwater oligochaete Tubifex tubifex (Müller) and the three-spined stickleback (Gasterosteus aculeatus, Linné), a small teleost fish which often feeds primarily on benthic invertebrates. Artificial sediment and reconstituted water were used. To examine the influence of benthic prey on the bioaccumulation of a POP in the predator, fish were exposed to ¹⁴C-labelled hexachlorobenzene via spiked water, spiked sediment, pre-contaminated prey organisms, and to combinations of these exposure routes. Summarising the results of these experiments, it could be shown that the exposure to HCB via different routes resulted in a significantly higher accumulation in fish than an exposure to single pathways. It was concluded that the major uptake routes for fish were the overlying water and the food, whereas the contribution of spiked sediment itself was relatively small. HCB was biomagnified in the rested laboratory food chain. Therefore, concerning secondary poisoning, the environmental risk assessment of POPs like HCB should not be based on existing bioaccumulation tests alone, since they focus only on exposure via the water pathway. Instead, the influence of food and sediment as exposure routes should be considered as well, using comprehensive food chain modelling and/or laboratory studies.