岱海沉积物氟化物赋存特征及其释放风险

为揭示岱海水-沉积物中氟化物的迁移转化规律,采用连续分级法研究了岱海间隙水,表层沉积物,柱状沉积物系统中氟化物的空间分布,赋存形态及释放风险.结果表明：岱海间隙水体中氟离子浓度平均值为（4.82±0.06）mg/L,显著高于地表水V类阈值（1.5mg/L）,并与上覆水中氟离子浓度（4.77±0.04）mg/L达到相对稳定平衡状态.表层沉积物总氟化物含量均值为（934.13±36.79）mg/kg,其中水溶态,可交换态,Fe/Mn结合态,有机束缚态和残渣态氟化物含量均值分别为（34.39±1.69）,（7.11±0.93）,（3.07±0.50）,（11.97±0.79）和（934.13±36.79）mg/kg;柱状沉积物水溶态,可交换态,有机束缚态氟化物含量随沉积物深度的增加呈下降趋势,并在40cm以下基本稳定;而Fe/Mn结合态氟化物在表层含量较低,在25cm后逐步稳定.多元回归分析可知,岱海沉积物中水溶态,可交换态氟化物含量与间隙水氟离子浓度呈显著正相关,且具有较强的迁移能力;SAC（稳定度）风险评估表明,表层沉积物中SAC范围在55.53%~69.52%,平均值为60.63%,处于极不稳定状态,且SAC从表层向下20cm呈逐步降低的趋势,间接反映出近年来可提取态氟化物富集明显,处于较强的释放风险状态.     

呼伦湖砷的时空分布特征及成因分析

为探究呼伦湖中As（砷）的时空变化格局及成因,分别于春季、夏季、秋季、冬季采集呼伦湖表层水和表层沉积物样品,对As的时空分布及其组成特征进行了调查,并探讨呼伦湖中As的来源及环境因素对水体As分布的影响.结果表明:①呼伦湖水体中ρ（TAs）（TAs为总As）在6.6~87.3 μg/L之间,平均值为47.0 μg/L,其中ρ（DTAs）（DTAs为溶解态TAs）占比为70.6%~99.8%,且As（Ⅴ）（砷酸盐）为主要存在形态.春季、冬季ρ（TAs）平均值高于夏季、秋季,且冬季ρ（TAs）的空间分布与其他3个季节差异明显.②表层沉积物w（TAs）为1.64~15.49 mg/kg,各季节w（TAs）空间分布均呈由西北向东南递减的趋势;w（F1）（F1为可交换态及碳酸盐结合态As）和w（F2）（F2为Fe/Mn氧化物结合态As）在w（TAs）中的占比相对较高,分别为31.7%和30.0%,一定环境条件下F1和F2易向水体迁移,是水体中As的主要来源.③呼伦湖水体pH、冬季冰封、入湖河流等环境因素均可影响水体中As的时空分布,其中冰封引起的沉积物-水界面缺氧环境及污染物浓缩效应是造成冬季湖泊西北沿岸水体ρ（TAs）显著升高的主要原因.研究显示,呼伦湖水体及沉积物中的As均以自然来源为主,其中沉积物释放及环境变化是水体中As时空分布格局的主要影响因素.      

呼伦湖水体氟化物演变特征及其影响因素

为识别呼伦湖水体中氟化物的演变趋势,揭示呼伦湖水体氟化物浓度畸高的原因,于2015—2020年对呼伦湖入湖河流、湖周地下水、湖泊水体中氟化物（以F-计）浓度进行了详细调查,并结合2005—2014年历史数据分析呼伦湖水体中氟化物浓度的影响因素.结果表明:2018—2019年,呼伦湖全湖水体氟化物浓度平均值在2.27~2.42 mg/L之间,年均值为2.36 mg/L,4个季节平均值之间无显著差异,但空间分布差异显著,在春季、夏季和秋季均表现为四周低、中间高的分布趋势,冬季则相反.3条主要入湖河流克鲁伦河、乌尔逊河和呼伦沟河水体中氟化物浓度显著低于湖体,分别为（1.14±0.36）（0.84±0.14）和（0.33±0.08）mg/L,氟化物入湖通量分别为236.41、396.31和301.29 t/a,地下水和入湖河流输入是呼伦湖水体氟化物的主要来源.呼伦湖水体中氟化物浓度主要在特殊气候地理条件引起的高自然本底环境下,受pH、湖体蓄水量和冰封作用的共同影响.研究显示,入湖河流、地下水等输入的氟化物在强蒸发作用下富集浓缩且缺少氟化物出湖途径是造成呼伦湖水体氟化物浓度畸高的根本原因.      

浙江近岸海域海水和沉积物中铬形态分布特征研究

本研究在浙江近岸4个海域开展同步采样和观测,分析海水和沉积物中铬（Cr）形态分布特征。结果表明,表层海水总Cr浓度范围为0.405～0.653 μg/L,Cr(Ⅵ)浓度范围为0.009～0.087 μg/L;底层海水总Cr浓度范围为0.426～0.638 μg/L,Cr(Ⅵ)范围为0.005～0.099 μg/L,海水中Cr形态含量分布与深度无相关性。沉积物中Cr含量范围为50～82 mg/kg,以残渣态为主;有效态Cr的含量大小依次为有机结合态Cr>铁锰氧化物结合态Cr>离子交换态Cr>碳酸盐结合态Cr;沉积物中水溶态Cr(Ⅵ)含量范围为2.99～11.71 μg/kg,小于0.02 mg/kg。上述结果表明,浙江近岸海域环境存在一定程度的Cr污染,但水溶态Cr(Ⅵ)含量低,潜在风险较小。     

云南阳宗海砷污染治理后水体和沉积物中砷的赋存特征

通过采集阳宗海表层水样、上覆水水样和表层沉积物,测定水体砷含量和沉积物砷形态的组成,探讨阳宗海砷污染治理后表层水、上覆水和沉积物砷的空间分布特征和季节变化规律。结果表明,阳宗海表层水中高砷区域分布在西部和北部,平均浓度为18.46μg/L;上覆水中高砷区只集中在北部和东南部,上覆水总砷平均浓度为25.39μg/L;除春季表层水总砷浓度高于上覆水,其他三个季节表层水和上覆水总砷浓度差异不大,平均浓度为35μg/L。水体总砷浓度为春季含量最低,沉积物总砷春季含量最高。阳宗海表层沉积物砷平均浓度为24.13mg/kg,主要以残渣态砷为主,离子态砷、碳酸盐结合态砷和铁锰结合态砷含量很低。综上所述,阳宗海经过治理后,目前湖泊水体和沉积物中的砷浓度逐渐下降,生态风险进一步降低。     

环境治理工程对蠡湖水体中磷空间分布的影响

为评估水环境治理工程措施对蠡湖水体营养状态的影响,2012年4月对湖体与环湖河口调查分析,研究了蠡湖磷元素空间分布特征及其影响因素.结果表明:蠡湖水体总磷浓度介于0.03~0.31mg/L之间,平均为0.06mg/L,呈由西向东逐渐递增的趋势,且环湖河口磷含量明显高于湖体;沉积物中总磷空间分布趋势类似于水体,湖体总磷含量在321.77~1062.08mg/kg之间,平均为593.75mg/kg,而环湖河口总磷含量在523.38~1396.39mg/kg之间,平均为784.51mg/kg;结合历年监测数据可以看出,一系列水环境治理工程使得蠡湖水质有了大幅度的改善,水体中总磷的年均值由治理前0.18mg/L下降到0.06mg/L,但仍没有完全从根本上解决水体的富营养化问题.主要原因是沉积物中总磷对水体影响较大,相关性分析表明磷的扩散通量与沉积物总磷和可交换态磷成显著正相关.     

阳泉市煤矸石中氟的赋存形态分析

氟是人体和其他动物的必需元素,氟过量和氟缺乏都会影响到人体健康.本文以山西省阳泉市阳煤集团长期堆置的煤矸石为研究对象,对煤矸石中氟浓度水平和氟的形态分配进行了研究.结果表明:研究区煤矸石中全氟含量平均值为364.87 mg/kg,远高于200 mg/kg的全球土壤氟含量平均水平;不同岩性的煤矸石中全氟含量(平均值)的排序为泥质砂岩＞砂质泥岩＞泥岩＞砂岩＞石膏岩;煤矸石中不同形态氟的含量排序为残余态＞无定形铁铝结合态＞有机结合态＞水溶态＞可交换态＞结晶铁铝结合态.     

贵州百花湖沉积物重金属稳定性及潜在生态风险性研究

为研究贵州高原河道深水湖泊百花湖的重金属污染状况,以该湖泊10个采样点的表层沉积物为研究对象,测定了Hg、Cd、As、Pb、Cu、Zn、Cr7种重金属的含量,并对其中5种重金属(Cd、Pb、Cu、Zn、Cr)的存在形态和稳定性进行了研究.结果表明,Cu、Zn、Cr在百花湖沉积物中各形态的平均含量变化趋势为:残渣态>有机结合态>铁锰氧化物结合态>碳酸盐结合态>可交换态,Cd为残渣态>可交换态>有机结合态>铁锰氧化物结合态>碳酸盐结合态,Pb为残渣态>铁锰氧化物结合态>有机结合态>碳酸盐结合态>可交换态,几种重金属平均浓度均在临界效应浓度值和必然效应浓度值之间.Cd、Pb、Cu、Zn和Cr5种重金属元素稳定度变化范围依次为:6%～35%、8%～23%、8%～11%、8%～18%、2%～14%,稳定性依次为:Cr>Zn>Cu>Cd=Pb,这些元素基本处于稳定-中等稳定状态.最后,分别以1990年贵州省土壤重金属背景平均值和本次采样周边土壤背景值为基本值,对百花湖沉积物进行生态风险性评价.结果发现,百花湖已经处于中等-很强水平的生态危害程度,说明百花湖水体可能已受到重金属的严重污染,但其稳定性可能推迟或减弱其有效生态危害性,但仍有必要加强该湖泊水体中重金属的监测工作.     

高氟病区茶园土壤氟形态及其分布特征

采用连续化学提取法,测定了黔西北高氟病区茶园土壤样品氟含量及氟的形态.结果表明:供试土壤全氟含量为314~3558mg/kg,平均为945mg/kg,高于全国土壤全氟平均含量(453mg/kg).不同类型供试土壤中全氟含量高低顺序为:棕壤和褐土(分别为1118和1114mg/kg)>黄棕壤(908mg/kg)>黄壤(681mg/kg).供试土壤中不同形态氟含量以残余态最高,其平均含量为940mg/kg;其次为有机束缚态氟,平均含量为7.82mg/kg,处于氟污染较高水平,可能会对人体健康和生态环境产生重要影响;铁锰结合态氟也较高,平均含量3.99mg/kg;水溶态氟和可交换态氟均较低,其平均含量分别为:1.98,1.14mg/kg.由此可见,土壤中氟形态大部分均以残余态形式存在于土壤中,可被茶树叶吸收的水溶态氟和可交换态氟含量均不高.相关性分析表明:可交换态氟只与水溶态氟呈显著正相关关系(r=0.459**),而水溶态氟与铁锰结合态氟、残余态氟和全氟均呈正相关关系(r分别为0.240*, 0.226*, 0.229*), 有机束缚态氟与铁锰结合态氟、残余态氟和全氟也呈正相关关系(r分别为0.757**, 0.312**, 0.320**),水溶态氟与土壤交换性盐基含量之间也呈极显著正相关关系,而土壤氟形态与有机质的相关性不明显,仅有机束缚态氟与土壤有机质呈弱负相关.本研究可为该区域土壤氟污染防治提供科学依据,也为土壤氟的迁移转化及其对生态和环境的影响研究奠定一定的理论基础.     

环境治理工程对蠡湖水体中氮空间分布的影响

为评估蠡湖水环境治理工程措施对蠡湖水体营养状况的影响,于2012年4月及10月对蠡湖湖区及环湖河口共64个采样点进行了采样及分析,探讨了水体及表层沉积物中各形态氮的空间分布特征及其影响因素. 结果表明:蠡湖上覆水中ρ(TN)为0.82~3.20mg/L,平均值为1.35mg/L;间隙水中ρ(DTN)为1.28~5.36mg/L,平均值为2.51mg/L. 上覆水和间隙水分布趋势均为自西向东递增,并且环湖河口ρ(TN)显著高于湖区. 研究期间蠡湖NH₄+-N平均扩散通量为4.80mg/(m2·d),并且NH₄+-N扩散通量与表层沉积物中w(TN)和w(E-NH₄+-N)呈显著正相关. 2003年以来,经过一系列水环境治理工程后,蠡湖水质改善较为明显,但仍未从根本上解决蠡湖的富营养化问题,因此在外源污染得到严格控制的情况下,需加强对蠡湖水体沉水植物的恢复,优化调控蠡湖目前的生态系统结构.      

黄河内蒙古段表层沉积物氮形态及其影响因素研究

采用连续分级浸取法对黄河内蒙古段6个表层沉积物样品中离子交换态氮(IEF-N)、碳酸盐结合态氮(CF-N)、铁锰氧化态氮(IMOF-N)和有机态与硫化物结合态氮(OSF-N)等4种形态氮含量进行测定。同时结合表层沉积物中总氮(TN)含量及沉积物理化性质,探讨了不同形态氮分布特征及影响因素。结果表明:1)黄河表层沉积物6个采样点的秋季TN含量为127.28~654.77 mg/kg,平均含量为291.46 mg/kg。夏季TN含量为196.00~1 034.6 mg/kg,平均含量为421.75 mg/kg。2)黄河表层沉积物各形态氮之间存在显著相关关系,各形态氮含量大小依次为:OSF-N>IMOF-N>IEF-N>CF-N,与各形态氮含量占总可转化态氮(TTN)百分含量大小趋势一致。3)沉积物各形态氮含量都存在明显的季节性变化,呈秋高夏低的趋势。4)各形态氮含量与沉积物TOC和ECE间相关性较好,在P<0.01和P<0.05水平上显著正相关。上覆水体TP、TN、COD和NH+4-N不同程度上都对各形态氮含量产生影响。     

大同盆地地方氟病地区土壤中氟的赋存形态研究

以大同盆地地方氟病地区土壤为研究对象,采用连续化学提取法逐级提取土壤中水溶态、离子交换态、铁锰结合态、有机束缚态和残余态的氟,研究了大同盆地土壤中氟的赋存形态特征以及控制土壤中氟赋存形态的因素,进而探讨了土壤中氟氧化物迁移与转化对大同盆地高氟地下水形成的影响。结果表明:研究区土壤中氟的5种赋存形态按含量大小呈现出残余态氟水溶态氟交换态氟有机束缚态氟铁锰结合态氟的分布规律;相关分析显示水溶态氟与铁锰结合态氟呈现正相关性,离子交换态氟与有机束缚态氟和铁锰结合态氟呈现显著正相关性;大同盆地土壤中氟的背景值较高(545.29mg/kg),并在一定条件下各种形态的氟相互转化,可提供更多自由态的氟进入地下水中,从而形成高氟地下水。     

洞庭湖表层沉积物营养盐污染特征与评价

为揭示洞庭湖表层沉积物营养盐的空间分布特征和污染状况,于2012年2月和2013年4月采集了该湖具有代表性的9个点位的表层沉积物,测定了其有机质(OM)、总氮(TN)和总磷(TP)浓度。结果表明,OM浓度为1.48%~4.22%,平均值为2.06%;TN浓度为382~2 217 mg/kg,平均值为1 340 mg/kg;TP浓度为142~716 mg/kg,平均值为294 mg/kg。与国内其他湖泊(水库)相比,洞庭湖表层沉积物中OM和TN浓度处于中等水平,其内源负荷不容忽视;OM和TN浓度的空间分布相似,总体表现为南洞庭湖区东洞庭湖区西洞庭湖区。TP浓度总体表现为东洞庭湖区西洞庭湖区南洞庭湖区。C/N为6.1~14.8,平均值为10.2。从生物沉积角度而言,洞庭湖表层沉积物OM主要来源于浮游动物与浮游植物。有机指数和有机氮评价结果显示,洞庭湖湖体沉积物环境状况较好,整体处于较清洁至尚清洁范畴。     

滇池湖滨带沉积物磷的空间分布

采集了滇池湖滨带的表层和柱状沉积物,研究分析了湖滨带沉积物中总磷、钙磷和铁铝结合态磷的空间分布和垂向分布特征。结果表明,滇池湖滨带表层沉积物总磷含量高,个别点位高达10604.64mg/kg,总磷含量均值为2452mg/kg,沉积物受磷污染严重;不同区域沉积物磷的含量差别较大;表层和柱状沉积物中的钙磷含量都高于铁铝结合态磷,这是滇池湖滨带不同于其他湖泊的地方;柱状沉积物各种磷形态含量在垂向分布上的波动较大,但钙磷和铁铝结合态磷含量水平与总磷具有一致性;13个采样点有12个点的沉积物铁铝结合态磷含量都低于钙磷,两者比值<0.5,钙磷是总磷的主要组成部分,应该考虑环境酸化引起的磷释放风险。     

北方高盐景观水体表层沉积物氮形态及影响因素

为了解北方高盐景观水体沉积物中不同形态氮的分布特征及影响因素,以天津清净湖为研究对象,采用逐级分离浸取法对其表层沉积物中各形态氮进行监测。结果表明:1)表层沉积物中ω(TN)为698.1~1 450.0 mg/kg,平均值为1 214.5 mg/kg,属于中度污染水平,可转化态氮(TTN)为TN主要赋存形态,占TN的比例为61.2%~83.1%,潜在释放风险较大;2)沉积物中各形态TTN含量大小顺序为:ω(SOEF-N)>ω(SAEF-N)>ω(IEF-N)>ω(WAEF-N);3)相关性分析表明:TN与SOEF-N、TTN与SAEF-N之间呈显著相关,具有相同的生物地球化学行为;沉积物电导率(EC)与TN、TTN、含水率及LOI均显著相关,说明高盐景观水体表层沉积物氮形态与盐度有关。     

丘陵山区水库沉积物-水界面磷源汇转换机制

以东南丘陵山区典型深水水库对河口水库为研究对象,开展了1a的原位调研,在主要水域内采集原位柱状沉积物样品,分析了沉积物磷的含量、赋存形态、间隙水剖面特征以及沉积物-水界面交换通量的时空变化特征.结果表明:对河口水库表层沉积物总磷(TP)含量变化范围为(470.8～1012.3)mg/kg,平均值达到(688.4±186.48)mg/kg,呈现从上游至下游逐渐增加的趋势,下游坝前区域磷污染最为严重;沉积物中各形态磷含量大小顺序依次为:铝结合态磷(352.61mg/kg)>铁结合态磷(Fe-P)(98.10mg/kg)>闭蓄态磷(88.77mg/kg)>钙结合态磷(72.42mg/kg)>有机磷(33.38mg/kg)>可交换态磷(1.64mg/kg).全库沉积物总体表现为磷的释放源,其中,秋季释放风险最高,冬季大部分区域沉积物从磷释放的源转变为汇;全年平均静态释放通量和扩散通量分别为(0.81±2.34)mg/(m²·d)和(2.15±3.47)mg/(m²·d),2种方法所得全年磷释放量分别为1.92和3.67t...     

珠江三角洲典型区水土中铅的分布特征

在研究区采集地表水样品5组、土壤样品32组、地下水样品16组进行分析,探讨珠江三角洲平原区水土中铅的来源及含量. 结果表明,研究区地表水已受到周围含铅工业废水的污染,地表水体的绝大部分铅被吸附在悬浮颗粒上,水溶性ρ(Pb)很低. 表层土壤(0～10 cm) w(Pb全量)为95.6～241.4 mg/kg,受污染的程度与表层土壤受污水灌溉强度密切相关,各形态铅质量分数平均值从大到小依次为残渣态＞氧化物结合态＞弱有机结合态＞碳酸盐结合态＞强有机结合态＞水溶态＞离子交换态. 底层土壤(30～40 cm) w(Pb全量)为77.0～119.8 mg/kg,受污染的程度与土壤的松散或密实程度密切相关,各形态铅质量分数平均值从大到小依次为残渣态＞氧化物结合态＞碳酸盐态＞弱有机结合态＞强有机结合态＞水溶态＞离子交换态. 包气带中w(Pb)随深度增加逐渐减少. 研究区地下水环境已受到铅污染,而地下水环境中的铅主要被吸附在含水介质和胶体等吸附物上,水溶性ρ(Pb)极低. 研究区地下水中ρ(Pb)与地下水中ρ(Fe),ρ(Al)以及ρ(COD_Cr)呈极显著的正相关关系.      

杭嘉湖平原土壤中氟元素的空间分布特征

以杭嘉湖平原13个地区的耕层土壤(0～20cm)中氟元素为研究对象,利用地统计与GIS技术相结合的方法研究了该地区土壤中氟的空间分布特征.结果表明,全氟具有较高的空间相关性,说明受母质、地形、土壤类型等自然的结构性因素影响较大;水溶态氟、交换态氟具有中等的空间相关性,说明施肥、管理水平等随机因素引起的空间变异起很大作用.采用Kriging最优插值法得到了表层土壤氟含量的空间分布图,显示土壤氟元素的3种形态与土壤母质、pH值、有机质、土壤质地等含量关系密切;全氟含量集中在200～300mg/kg;水溶态氟含量集中在0.5～1.0mg/kg;交换态氟含量集中在2.0～4.0mg/kg.全氟、水溶态氟、交换态氟的空间分布均表现为中、东部比西部高.     

我国红树林主要分布区表层沉积物砷的分布及形态特征

利用ICP-MS分析了我国红树林主要分布区表层沉积物的As含量和形态,阐明As的分布及其形态特征.结果表明,表层沉积物中w(As)为3.14～19.16 mg/g,平均值为8.14 mg/g.表层沉积物中w(As)与w(Fe),w(Mn),pH,w(有机质),粉粒和黏粒所占比例呈显著或极显著正相关.表层沉积物中的As主要以残渣态存在,其次为有机质-硫化物结合态.在整个研究区域,As的5种形态在总量中的所占比例:可交换离子态为14.40%,碳酸盐结合态为1.41%,铁锰氧化物结合态为2.16%,有机质-硫化物结合态为30.40%,残渣态为50.65%.可交换离子态所占比例与w(有机质)和pH呈极显著正相关.有机质-硫化物结合态所占比例与盐度、黏粒和粉粒所占比例呈显著或极显著正相关.残渣态所占比例与盐度、粉粒和黏粒所占比例呈极显著正相关.      

南京城市土壤Pb的含量及其化学形态

研究了南京城市土壤Pb的含量及其化学形态分布 ,结果表明 :土壤全Pb平均含量为 10 7 3mg kg ,变幅为 36 3— 472 6mg kg ,土壤Pb污染严重 .表层土壤Pb以残渣态和铁锰氧化物结合态为主 ,各形态比例为残渣态 >铁锰氧化物结合态 碳酸盐结合态 >有机结合态 >可交换态 .与非城区土壤比较 ,城市土壤中Pb不仅含量高 ,而且活性大 ,对环境危险性大