滇池沉积物不同分子量溶解性有机质分布及其与Cu和Pb的相互作用

采用平衡渗析法、离子计和光谱分析等技术研究了滇池表层沉积物中DOM(溶解性有机质)的分子量分布特征及不同分子量的DOM对Cu和Pb的结合能力. 结果表明,草海和外海沉积物中DOM的分子量组成有显著差异. 草海沉积物中DOM主要以分子量为3.5~5.0ku的组分为主;外海沉积物中DOM以分子量为0.5~2.0ku的组分为主. 滇池各级分子量DOM的腐殖化程度(以A3/A4计,A3、A4分别为DOM在300、400nm处的紫外吸光度)在1.57~6.00之间,而且DOM腐殖化程度和芳香性随着分子量的增加而增大. 离子计分析和三维荧光光谱特征表明,Cu趋向于和分子量为2.0~3.5ku的DOM结合,而Pb趋向于和分子量≤0.5ku的DOM结合. 用结合容量和分配系数(K_d)表征Cu、Pb与DOM在两相中的结合能力,分子量为2.0~3.5ku的DOM中的w(Cu)最大,草海和外海分别为717.65和340.27mg/g;分子量≤0.5ku的DOM中的w(Pb)最大,草海和外海分别为2988.84和5073.45mg/g.      

深圳湾生态系统多环芳烃（PAHs）特征及其生态危害

2004年在深圳湾海域采集海水、悬浮物、表层沉积物和柱状沉积物样品,并分析其中15种多环芳烃的含量及其相关参数,同时采用210Pb法测定柱状沉积物的年龄.结果表明,海水、悬浮物、表层沉积物和柱状沉积物中总的PAHs含量分别为(69.4±24.7)ng·L-1、(429.1±231.8)ng·g-1、(353.8±128.1)ng·g-1和(321.1±134.6)ng·g-1,各介质优势组分均为菲、荧蒽和芘;1948～2004年期间,深圳湾柱状沉积物中PAH各单体的浓度总体上一直在增加,PAHs的平均沉积通量为89.9ng/(cm2·a);PAH各单体在沉积物/海水中的分配系数(Koc)与其相应的辛醇/水比(Kow)存在明显的正相关性,即可用PAH的Kow值来预测深圳湾海域PAH的Koc.目前,水体与沉积物中PAH含量对该海域的水生生物尚未构成威胁.     

千岛湖表层沉积物中多环芳烃污染特征及生态风险评价

利用高效液相色谱法对采集于2012年12月的部分千岛湖表层沉积物中多环芳烃(PAHs)进行了分析.结果表明,千岛湖表层沉积物中共检出属于美国EPA优先控制16种PAHs中的15种,各采样点位PAHs总量的浓度范围在258~906ng/g(干重)之间,平均值为558ng/g,属低污染水平.空间分布特征受周边区域内点源污染和河流输入污染物影响.沉积物中的多环芳烃以高分子量组分为主,通过特征组分比例可确认其主要来源于周边地区煤炭、木材不完全燃烧及车船尾气排放.利用沉积物质量基准法、沉积物质量标准法分别对千岛湖表层沉积物中PAHs的风险评价表明,千岛湖沉积物中不存在严重的多环芳烃生态风险,但部分点位按照质量标准法评价已经超过临界效应浓度值,需加强监测查明污染源,并采取措施控制污染物输入.     

千岛湖表层沉积物中多环芳烃污染特征及生态风险评价

利用高效液相色谱法对采集于2012年12月的部分千岛湖表层沉积物中多环芳烃(PAHs)进行了分析.结果表明,千岛湖表层沉积物中共检出属于美国EPA优先控制16种PAHs中的15种,各采样点位PAHs总量的浓度范围在258~906ng/g(干重)之间,平均值为558ng/g,属低污染水平.空间分布特征受周边区域内点源污染和河流输入污染物影响.沉积物中的多环芳烃以高分子量组分为主,通过特征组分比例可确认其主要来源于周边地区煤炭、木材不完全燃烧及车船尾气排放.利用沉积物质量基准法、沉积物质量标准法分别对千岛湖表层沉积物中PAHs的风险评价表明,千岛湖沉积物中不存在严重的多环芳烃生态风险,但部分点位按照质量标准法评价已经超过临界效应浓度值,需加强监测查明污染源,并采取措施控制污染物输入.     

东京湾及河口区表层沉积物中污染物行为的研究——Ⅰ.重金属的分布及其行为

利用原子吸收法测定了东京湾及河口区表层沉积物中Cu、Pb、Zn、Ni等重金属的含量。含量范围,Cu:55-190mg/kg、Pb:7-157mg/kg、Zn:177-518mg/kg、Ni:35-85mg/kg。研究结果表明,重金属的行为受各种环境条件制约,来自河流搬运的重金属,主要沉积在靠近河口附近的东京湾内湾海域的底质中。     

杭州青山水库沉积物中多环芳烃的垂直分布、来源及潜在生态风险

利用高效液相色谱法检测杭州青山水库沉积物中多环芳烃(PAHs)的含量,并对其垂直分布特征及来源进行分析。结果表明,青山水库沉积物中共检出属于美国EPA优先控制16种PAHs中的15种,主要单体为芘和菲,各采样点位PAHs总量的浓度在324～881 ng/g(干重)之间,平均值为453 ng/g,属低污染水平。ΣPAHs含量空间分布受人类活动影响较大,以游船码头附近点位沉积物中含量最高;垂直尺度方面,各点位沉积物中ΣPAHs含量均是沉积柱中层最高,自水库底层往上呈现增加再减少的变化过程。沉积物中的多环芳烃以高分子量组分为主,其中4环PAHs含量最高,占比34. 3%～45. 6%。通过特征组分比例可确认其主要来自燃烧源,以油料的不完全燃烧形成的污染输入为主。利用沉积物质量基准法、沉积物质量标准法分别对青山水库沉积物中PAHs的风险评价表明,青山水库沉积物尚不存在严重的多环芳烃生态风险,但按照质量标准法评价有PAHs单体含量超过临界效应浓度值,需加强监测查明污染源,并采取措施控制污染物输入。     

闽江福州段沉积物中多环芳烃的分布、来源及其生态风险

对闽江福州段37个沉积物样品中的15种多环芳烃(PAHs)进行了研究.结果表明,15种PAHs的总量在241.5～1310.8ng·g-1之间,均值为630.9ng·g-1,且从上游到下游整体上呈下降的趋势,但在福州市区附近有突增的现象.沉积物中有机质含量(SOM)与PAHs总量呈显著正相关(r=0.58,p<0.01).同时,应用因子分析和多元线性回归方法对PAHs进行了源解析.结果表明,煤燃烧来源占31.7%,汽油燃烧占25.2%,柴油燃烧占28.7%,石油泄漏源占14.5%,石油燃烧是闽江福州段沉积物中PAHs的主要来源.用效应区间中值ERM(the effects range median)和效应区间低值ERL(the effects range low)及其商值平均方法对闽江福州段沉积物中PAHs的生态风险进行了评价.结果表明,有4个样品芴的含量超过ERL指导值(19ng·g-1),具有一定的生态风险,其余PAH单体和PAHs总量都不超标.     

稻草焚烧产生的多环芳烃排放特征研究

采用室内模拟实验研究了稻草焚烧时15 种PAHs 排放因子,并对江苏省2000~2005 年来源于稻草焚烧产生的PAHs 排放量进行了估算.结果表明,稻草焚烧烟气中各PAH 的排放因子为11.5~1782.3µg/kg,其中苊(Ace)最大,其次为萘(Nap)、菲(Phe)和芴(Flu),以低分子量PAHs为主;灰烬中PAHs 排放因子也以低分子量PAHs 为主,但排放总量仅为烟气中的3.2%.根据烟气中排放因子计算,江苏省因稻草焚烧排放的PAHs 总量年平均为39.2t 左右,超过工业用煤和交通燃油等排放总和.     

密云水库沉积物中多环芳烃的垂直分布、来源及生态风险评估

分析了密云水库沉积柱中16种美国EPA优先控制的多环芳烃(∑PAH16)的垂直分布状况,并对其来源和生态风险进行了分析和评估,目的是了解密云水库近年来PAHs污染的变化趋势.从底层16 cm至表层,沉积物中∑PAH16的含量在618.5~1 087.9 ng/g之间,且基本上一直呈上升的趋势.沉积物中多环芳烃的组成以3环的菲和芴为主,它们的含量分别为236.1~417.9 ng/g和91~130.8 ng/g,二者共占沉积物中多环芳烃总量(∑PAH16)的47.2%~58.1%.然而,高环数(5~6环)多环芳烃的比例近年来有逐渐增加的趋势.多环芳烃的组成特征显示密云水库的沉积物中多环芳烃主要来源于煤和木材的低温燃烧.然而,Flu/Flu+Pyr和INP/INP+BghiP比值的垂直变化说明,近年来机动车辆尾气排放的多环芳烃有增加的迹象.风险评价的结果显示:除了芴和菲之外,密云水库沉积物中的多环芳烃对生态环境的影响目前还处于较低风险水平.     

洱海沉积物有机质及其组分空间分布特征

对有机质不同组分〔TOM(总有机质)、ASOM(土壤活性有机质)、LFOM(轻组有机质)和HFOM(重组有机质)〕在洱海沉积物表层和垂向的空间分布、来源特征进行了调查研究. 结果表明:洱海表层沉积物中w(TOM)在25.7～148.9g/kg之间,w(ASOM)在4.4～62.5g/kg之间,w(LFOM)在0.2～4.2g/kg之间;w(TOM)和w(ASOM)空间分布趋势为北部湖区＞南部湖区＞中部湖区,西部湖区高于东部湖区;w(LFOM)分布趋势为南部湖区＞中部湖区＞北部湖区;洱海沉积物各组分有机质均为表层富集,而在8~30cm基本稳定,有机质组分活性越强,其富集速率越大. 湖心平台沉积物中TOM富集速率最大,北部湖湾沉积物中ASOM富集速率最大,中部湖区LFOM富集速率最大. 与长江中下游湖泊相比,洱海沉积物中有机质含量高、活性强、矿化程度低;与滇池相比,其表层富集速率较低. 北部三江和西部十八溪是洱海有机质的主要外源,退化的沉水植被是其主要内源. 水生植物残体沉积和人类活动等是影响洱海沉积物有机质空间分布及其活性的主要因素.      

分子量和浓度梯度对溶解性有机质结合重金属的影响

采用平衡渗析法和光谱分析等技术研究了滇池代表性湖区沉积物不同分子量溶解性有机质(DOM)与不同浓度Cu~(2+)、Pb~(2+)的结合特征。结果表明,与Cu、Pb结合后,M_w1 000 u、1 000~2 000 u的DOM组分中总有机碳(TOC)含量最高,且TOC浓度随DOM分子量的增加而降低,但不受重金属浓度梯度的影响。M_w1 000 u、1 000~2 000 u的DOM组分中总Cu、总Pb含量最高,且受重金属浓度梯度的影响。三维荧光光谱特征表明,与Cu、Pb结合后,M_w1 000 u、1 000~2 000 u的DOM组分荧光强度最小,且都是与高浓度重金属结合的荧光强度较小。紫外光谱特征表明草海DOM的分子量在整体上大于外海,同一分子量DOM与Cu结合后在250 nm和365 nm处紫外吸光度之比(E2/E3)小于与Pb结合的情况。研究结果为湖泊沉积物有机质与重金属之间的相互作用特征提供理论基础。     

城镇流域水体-沉积物中溶解性有机质的荧光特性及影响因素:以宁波市小浃江为例

我国快速城镇化过程对流域水体和沉积物的溶解性有机质(dissolved organic matter,DOM)含量和成分产生了重要影响,探究水体-沉积物中DOM的分布特性及影响因素具有重要意义.本研究选取长三角典型城镇地区宁波市北仑区小浃江流域为研究对象,利用三维荧光光谱技术,结合PARAFAC(平行因子分析)模型及相关性分析,对小浃江流域水体及沉积物DOM光谱特性进行研究,分析DOM荧光组分特征及来源.结果表明:①小浃江水体-沉积物DOM主要包括4种组分:C1、C2、C3和C4,其中C1为陆源类腐殖质,分子量较大; C2为陆源类腐殖质,由生物降解产生,分子量较小; C3为类蛋白物质,包括类色氨酸,对微环境的变化敏感; C4为陆源类腐殖质.②小浃江水体DOM受新生内源和陆源输入共同影响,腐殖化程度较弱,腐殖质含量较低.沉积物以陆源或土壤源输入为主,内源贡献较小,DOM具有一定的腐殖化特征,腐殖质的浓度水平高于水体中腐殖质含量.③冗余分析(redundancy analysis,RDA)表明,水体DOM各组分相关性较高的环境因子主要为农田、城镇;而沉积物DOM各组分相关性较高的环境因子为城镇、农田、湿地.其中,城镇对沉积物中类腐殖质C4和类腐殖质的浓度参数Fn(355)影响最大.     

洱海沉积物溶解性有机氮释放及环境影响机制

通过模拟实验,结合紫外与荧光光谱技术,研究了洱海表层沉积物DON释放特征,并探讨其环境影响因素及环境学意义.结果表明:(1)一级动力学模型可很好地拟合洱海表层沉积物DON释放动力学过程,其最大释放量在24.387~46.949mg/kg之间,空间分布呈现北部南部中部;最先释放(10min内达到最大值)组分主要为类蛋白组分P_(Ⅰ+Ⅱ,n),而释放量最大的组分是类腐殖质组分P_(Ⅲ+Ⅳ,n),约占76%;(2)洱海沉积物DON在好氧(DO=8~10mg/L)和适中pH值(pH=8)的环境中释放量相对较小,pH值增加或DO含量降低均会促进其释放.(3)洱海沉积物DON组成特征参数与其释放量显著相关(r=0.813~0.919,P0.01),随沉积物DON取代基增多,分子量增大,芳香性增强,释放量逐渐增大;类蛋白与类腐殖质组分比值P_(Ⅰ+Ⅱ,n)/P_(Ⅲ+Ⅳ,n)也可间接作为衡量沉积物DON释放量的指标,即沉积物DON结构组分特征参数可反映其释放特征,在一定程度上可用于指示洱海沉积物DON释放风险.     

渤海湾潮滩不同粒径沉积物中多环芳烃的分布

利用湿筛分离的方法,将采自渤海湾潮间带的沉积物分成0.063mm 3个不同的粒径组分,测定其16种EPA规定的多环芳烃(PAHs)含量、总有机碳(TOC)和碳黑(BC)含量.结果表明,不同粒径沉积物中∑PAHs含量范围在714~4870ng/g之间.在岐口(TS3)沉积物中,∑PAHs含量最高值出现在0.063mm粒径组分中.所有站点沉积物的0.031~0.063mm粒径组分中∑PAHs含量均为最低.尽管如此,有机碳标准化∑PAHs含量则随着沉积物粒径的增大呈现增加趋势.不同粒径沉积物中∑PAHs含量与BC含量之间呈现显著正相关关系,而与有机碳(OC=TOC-BC)含量之间的相关性较差.因此,不同粒径沉积物中BC的分布很可能在其中扮演着更重要的作用.     

山口湖沉积物中溶解性有机氮的分布特征

以东北典型山地湖泊山口湖为研究对象,研究了沉积物中溶解性有机氮(DON)和氨基酸的浓度及分布特征。结果表明,山口湖沉积物DON浓度为124.41~560.17 mg/kg,平均值为304.78 mg/kg,占沉积物溶解性总氮(TDN)的45.25%,占沉积物总氮(TN)的5.27%;氨基酸浓度为9.21~18.53 mg/kg,平均值为12.19 mg/kg,占DON、TDN、TN的比例分别为4.35%、1.91%和0.22%。沉积物DON分子量分级结果表明,DON和SUV254分子量分布主要是小分子量(1 ku)为主;而大分子量(30 ku)的DOC占主要部分。下游2号采样点沉积物在分子量1 ku时DOC/DON处于中等水平,这部分有机质既有内源释放也有外源输入,而分子量30 ku的DOC/DON较高,说明这部分有机质主要来自外源;上游8号、13号采样点,分子量1ku和30 ku的DOC/DON很小,说明其有机质主要来自内源。     

慈溪市农田表层、亚表层土壤中多环芳烃(PAHs)的分布特征

为了解多环芳烃在土壤中的迁移,研究了慈溪市农田表层土壤(耕层)和亚表层(犁底层)土壤中15种PAHs的含量及分布特征.表层土壤中PAHs的总量在70.4～325.1μg·kg-1之间;含量较高的几种化合物为萘(Nap)、菲(Phe)、荧葸(na)、芘(pyr)和苊(her)等,但主要以4环以上芳烃为主;Fla/(Fla Pyr)与IcP/(IeP BgP)比值分析表明,表层土壤中的PAHs主要来源于草、木、煤等的燃烧和汽车尾气排放.亚表层土壤中,PAHs总量为29.5～232.3μg·kg-1,以2环加3环化合物为主,单体PAH含量与表层土壤中含量的比值与其辛醇-水分配系数(10gKow)显著相关(r=0.923,P＜0.0001),说明亚表层土壤中PAH主要来源于表层土壤的淋溶,根据化合物的logKow值可预测其在土壤中的迁移情况.亚表层土壤中PAHs的含量与有机质的含量极显著相关(r=0.945,P＜0.0001),但表层中二者则无显著相关性(p=0.0887),表明耕作措施可能会对PAH在表层土壤中的分布产生影响.     

五氯酚在沉积物中的吸附解吸迟滞行为

采用循环吸附 解吸实验法 ,研究了西湖、滇池、太湖、甬江和钱塘江表层沉积物对五氯酚的吸附特性 .结果表明五氯酚在 5种沉积物上均表现出解吸比吸附滞后的现象 .解吸迟滞系数表明 ,甬江沉积物的迟滞现象最明显 ,各沉积物的迟滞系数大小与沉积物中脂蜡占有机质总量的百分比成正相关 .研究认为 ,解吸迟滞行为主要是由沉积物中脂蜡组分对五氯酚的不可逆吸附造成的 .解吸迟滞现象的存在 ,减小了五氯酚在水中的生态风险     

表层沉积物主要矿化组分对Mn(Ⅱ)的吸附特性与贡献

考察表层沉积物中主要矿化组分对Mn(Ⅱ)的吸附特性,能够更清楚地解释Mn(Ⅱ)在沉积物-水界面上的迁移转化机理. 以山东省即墨市王圈水库表层沉积物为例,采用化学选择性萃取方法将表层沉积物的主要矿化组分(Fe氧化物、Mn氧化物、有机质和黏土矿物)进行分离,研究这些矿化组分对Mn(Ⅱ)的吸附特性和贡献. 结果表明,表层沉积物中w(有机质)、w(TE-Fe)和w(TE-Mn)(TE-Fe、TE-Mn分别为总可萃取态Fe、Mn氧化物)分别为16.23、10.12和1.771 mg/g. Langmuir和Freundlich吸附等温方程均能较好地描述表层沉积物及其主要矿化组分吸附Mn(Ⅱ)的过程,Langmuir吸附等温方程拟合效果更好,相关系数达0.95以上. E-Mn、E-Fe(E-Mn、E-Fe分别为可萃取态、锰、铁氧化物)、有机质和黏土矿物对Mn(Ⅱ)的吸附能力分别为77 852.5、38 764.0、17 704.5和44.0 mg/g. 由于各主要矿化组分在表层沉积物中含量的差异,因此有机质的吸附贡献最大,为2.24 mg/g;其次是E-Fe和黏土矿物,分别为1.91和1.22 mg/g;E-Mn为0.62 mg/g.      

长江口宝山孔沉积物中多环芳烃的分布

长江口宝山一个典型孔沉积物中多环芳烃(PAHs)研究表明:PAHs总量分布在(0.08～11.74)×10-6.总的和单个PAHs化合物随深度发生明显的变化,主要特征为亚表层含量最大,然后向表层以及随深度的增加而趋于降低.依据荧蒽/(荧蒽+芘)值以及2～3环与3～4环PAH化合物分布特点,显示出热解成因(主要为大气沉降)可能是孔沉积物,尤其是亚表面中PAHs的主要来源.但从甲基萘与萘的比率所显示的PAHs分布样式来看,孔剖面附近的污水排放也将可能是重要的石油成因的PAHs来源.文中提出,两种输入的叠加混合,是产生上述分布特征的主要原因.另外,河口及近岸沉积物及其水系统的物化条件、沉积速率、物质交换及生物扰动等也将影响PAHs在孔剖面中的分布和赋存.     

粉煤灰中多环芳烃的测定

本文采用反相高效液相色谱法(HPLC).运用紫外检测器(UVD)-荧光检测器(FLD)联用技术.分析测定了不同城市粉煤灰中菲(PA)、蒽(AN)、荧蒽(FA)、芘(PY)、(?)(CH)、苯并(e)芘(BeP)、苝(PE)和苯并(a)芘(BaP)等多环芳烃各组分(PAHs)的含量。其总量(∑PAH)范围在(383-4492)×10-9(干重)之间,其中强致癌性化合物BaP含量范围在(0.2～28.7)×109(干重)之间。