东湖沉积物和间隙水中不同形态磷的垂直分布

对武汉东湖3个样点沉积物及间隙水不同形态磷的浓度进行了测定,结果表明：(1)位于排污区附近的1号点沉积物TP浓度最大,位于湖心位置的2号点TP浓度最小;(2)3个样点沉积物中不同形态磷含量均为Fe P（铁结合态磷）所占比例最大（3885%～5914%）,LP（不稳定态磷）所占比例最小（027%～149%）;(3)东湖沉积物中活性磷含量较高,有较大的磷释放潜力;(4)东湖表层沉积物间隙水中正磷酸盐和上覆水中正磷酸盐存在较大浓度梯度,浓度梯度可能不是间隙水和上覆水之间磷交换的决定性因素     

太湖五里湖底泥污染特性研究

五里湖是太湖污染最严重的水域。为对其治理提供依据,在该湖区设置了4个采样点,对底泥的表层样、柱状样、间隙水样和上覆水体作了重金属和营养盐分布测试,并作了数据统计分析。结果表明：以地积累指数评价,五里湖底泥的重金属污染程度为轻度,总体可达到《土壤环境质量标准》（GB15618-1995）三级标准,根据超出背景值的倍数分析,五里湖重金属含量顺序为Cu>Cd>Pb>Hg>As>Cr。重金属含量表层（0～5 cm）相对较低,第二层（5～10 cm）和第三层（10～20 cm）是主要的污染沉积层,这与底泥沉积特征是相对应的。表层底泥总氮、总磷和有机质含量较高并具有明显的相关性,相关系数介于0.757 6～0.862 2之间,显示了污染物质的同源性。表层底泥和间隙水中营养盐含量明显高于湖水,相对于湖水呈可释放状态,是湖体内源污染之一。     

墨水湖上覆水与沉积物间隙水中重金属的分布特征

武汉市墨水湖重金属污染严重，在我国内陆城市受污染湖泊中具代表性。应用 ICP MS对墨水湖上覆水和沉积物间隙水中的主要重金属元素进行了定量测试，并分析了其空间分布特征和变化规律。在此基础上，结合微量重金属界面扩散通量的计算，定量评估了其对上覆湖水水质的影响，以期为浅水湖泊的重金属污染防治提供科学依据。研究结果表明，墨水湖沉积物间隙水中重金属的浓度由高到低依次为：Mn>Fe>Zn>Cu>Cr>Pb；上覆水和沉积物间隙水中微量重金属浓度剖面均表现出明显相似的峰形分布特征，指示了湖泊沉积物中普遍存在微量重金属的沉积后再迁移现象；Fe和Mn在间隙水中的浓度远大于它们在上覆水中的浓度，其剖面分布特征主要是参与氧化还原反应的结果，Cu、Cr、Pb和Zn等的浓度也因受氧化还原过程及矿物平衡作用的影响而波动；微量重金属元素按照浓度梯度经孔隙水从沉积物向上覆水中扩散，并最终影响上覆水.     

西苕溪干流水体、悬浮物和表层沉积物中营养盐分布特征与水质评价

了解不同介质的营养盐分布可以全面掌握河流的环境现状。为了调查西苕溪干流的营养盐分布特征和水质现状,沿着干流采集了11个点位的水体、悬浮物和表层沉积物样品,并对水体、悬浮物和表层沉积物中的营养盐特征进行了分析,拟为苕溪流域的水污染防治提供基础数据。研究表明:整个西苕溪干流,水体和沉积物中总氮(TN)和总磷(TP)浓度均存在丰水期明显高于枯水期的季节变化特征,水体中总氮的浓度均超出地表水环境质量Ⅴ类的标准,显示氮污染是西苕溪流域的特点。相关性分析结果表明,悬浮物中的TN和有机质(OM)呈极显著性正相关(r=0.974,p0.01);水体中的TN和悬浮物的各营养盐指标之间的相关性均达到了极显著水平,但沉积物营养盐指标与水体的TN和TP相关性不明显,显示沉积物并不能很好反映流域水质的现状。     

淀山湖沉积物碳、氮、磷分布特征与评价

淀山湖为黄浦江上游水源保护区，为了控制其富营养化趋势，在淀山湖影响区内实施了一系列外源污染控制措施。近年来，淀山湖水质持续改善，但每年仍有不同程度蓝藻水华暴发。为进一步探讨淀山湖水华暴发的机理，本研究对淀山湖沉积物进行了调查研究，分析了沉积物TOC、TN、TP时空分布特征。结果表明：在空间分布上，受来水与北部围网养殖影响及水体自净作用影响，淀山湖沉积物中营养物西北部高，东部低，进水口附近沉积物营养物浓度显著高于湖心及出水口。在垂直分布上，受航道回淤影响，D1与D4样点营养盐垂直分布规律不显著，其它样点均表现出随水深度增加营养盐显著降低的趋势。与20多a前相比，淀山湖沉积物营养盐存在明显的富集作用，沉积物氮、磷含量大幅上升。以有机指数与TP含量进行评价，淀山湖表层沉积物均属于重污染状态，且北部湖区污染程度较高。预测淀山湖外源污染得到控制以后，沉积物中营养物将对水体水质构成威胁     

巢湖水及沉积物中总磷的分布变化特征

磷是导致巢湖水体富营养化的主要营养物质。采集大量巢湖表层水和沉积物样品,通过检测上覆水和沉积物中总磷含量,分析巢湖水体中磷的时空变化及赋存特征。结果显示:巢湖南淝河和裕溪河河口的上覆水中总磷含量值时间变化特征为8月5月3月12月;且南淝河口总磷含量年均值超过地表水Ⅴ类水质标准,明显高于裕溪河口值;表层水和沉积物中总磷含量在空间分布上呈西高东低趋势,最高值均出现在靠近合肥市河口处。巢湖周边土壤及湖区磷的等值线分布表明:杭埠河流域农业污染、东巢湖东南部水土流失可能是巢湖磷面源污染的主要来源。巢湖上覆水和沉积物中总磷的相关系数为0.515,蓝藻爆发期全湖表层沉积物中总磷含量显著减少,揭示目前内源磷释放已是巢湖富营养化的主要因素。结果将对巢湖流域的污染综合防治及蓝藻治理工作提供科学依据。     

通吕运河河滩沉积物重金属及营养元素的季节性特征

城市河道污染物的季节性变化能够反映出人类活动的强度和方式，研究其规律能够有效地进行污染控制。通过对南通通吕运河河滩4个采样区域沉积物中总氮(TN)、总磷(TP)、有机质(OM)和重金属含量的分析，研究城市河流的不同污染源段河滩沉积物营养元素和重金属的季节性含量一般特征。结果表明：在位于入江口的1号区域，营养元素和重金属含量的季节变化比较大, TN、TP、OM和重金属在冬季含量较高；在2号区域居民生活污染较多，Cu、Zn含量较高；3号区域受工业污染较为严重，Pb、Cr、Cd含量较高。由于外来污染源较多，2号和3号区域的污染物季节变化无明显规律。在人类污染物较少的4号区域，污染物含量较低，一般表现出冬高夏低的季节变化。TN、TP、OM与金属之间的相关性研究表明：TN和OM的相关性较好，有机质与重金属之间的相关性也较好。总体来看，城市河道的污染状况与人类活动密切相关。     

太湖水体中悬浮物研究

为了全面了解太湖水中悬浮物的物质组成、变化规律,选取了太湖站近10年来各测点的连续观测资料及2次定点观测资料,分析了太湖水体中悬浮物的无机和有机颗粒成份、时空分布、垂直变化、与风速、风向的关系以及与重要光 学参数的关系。研究结果表明：太湖悬浮物中有机物大概占30%;浓度大小的湖区分布大致是：湖心区＞河口区、梅梁湖、贡湖、五里湖＞东太湖;悬浮物浓度的季节变化是：湖心区冬季、春季＞秋季＞夏季,东太湖冬季＞春季、夏季、秋季,其他湖区则没有明显季节变化;垂直分布是：深层＞表层并且底泥悬浮的临界风速在5~6.5 m/s之间;悬浮物浓度的增加是引起湖水透明度降低和光学衰减系数增大的主要原因。     

高原浅水湖泊沉积物中磷、氮形态化学研究

以滇池马村湾和海东湾为研究对象,对其沉积物－间隙水－上覆水三界面中的磷、氮形态作研究,其中钙结合态磷占的比例最大,其次是有机/细菌聚合态磷和残渣磷;总氮含量很高,平均值为2.63 mg/g,而亚硝酸盐氮含量很低,其它三种无机氮形态（硝酸盐氮、亚硝酸盐氮和氨氮）之间并不存在恒定的化学计量关系,这主要是无机氮循环还受水体和沉积物中有机氮的影响。调查还表明沉积物中Fe P含量与间隙水中溶解性磷酸盐磷有着较好的线性关系,沉积物中Fe P含量与间隙水Eh呈对数关系。     

太湖聚藻区水华易发季节沉积物磷的分布特征

为了探讨太湖聚藻区月亮湾在水华易发季节及前后沉积物磷的赋存及迁移特征，采用欧洲标准测试委员会框架下发展的SMT磷形态分级方法对月亮湾由冬季至夏季（1～7月）表层沉积物（5 cm）分层的磷形态分析发现，总磷和无机磷呈现逐渐下降的趋势，平均含量分别为53553和42590 mg/kg。但有机磷则在冬季至夏初降低，随后从夏初开始上升并于7月达最大值，平均含量为8772 mg/kg，是冬季的14～18倍，表明藻类聚集和沉降对表层沉积物有机磷含量产生显著影响。在监测的这几个月中，无机形态磷均于春季4月达到最大值，而且与1、6和7月表现出显著的差异性（P <005）。铁磷为无机磷主要形态，平均含量达到18686 mg/kg，占无机形态磷质量分数的4443%，且4月、5月和6月沉积物铁磷含量表现出显著的差异性（P <005）。其次是铝磷和钙磷，平均含量分别达到12949和9748 mg/kg，为无机形态磷质量分数的3118%和2318%，各月份沉积物铝磷含量表现出显著的差异性（P<005），而钙磷却无显著性差异。沉积物中可交换态磷的含量虽然较少（平均444 mg/kg），但其冬季至春季逐渐升高、春季至夏季逐渐降低的现象，表明在生长季节可交换态磷从沉积物向上覆水柱释放，为藻类复苏和生长提供物资基础。分析还发现，铁磷、铝磷和有机磷均与可交换态磷存在较好相关性，无机磷与总磷的相关性最为显著，表明研究区沉积物中总磷的含量与分布主要受控于无机磷     

底泥悬浮对营养盐释放和水华生长影响的模拟

通过室内模拟实验研究了扰动引起的太湖底泥悬浮对水体氮磷营养盐和蓝藻水华的影响，其中底泥和上覆水均来自太湖，扰动强度以悬浮物浓度表示。实验监测了底泥扰动过程中以及扰动停止后48 h之内水体氮磷营养盐和叶绿素a的变化，采样间隔为6 h。实验结果表明，扰动明显增加了水体中总氮、总磷、活性磷等含量，但是可溶性无机氮的增加不明显，叶绿素a含量没有出现明显的增长。水华没有出现明显增长很可能是氮限制的原因。由此推测太湖一次风浪扰动过程引起的底泥营养盐释放不一定就能够加剧蓝藻水华的暴发。底泥中释放的营养盐对蓝藻水华的影响需要进一步研究     

鄱阳湖主要入湖口重金属的分布及潜在风险评价

于2011年5月在鄱阳湖的主要入湖口采集了水样和表层沉积物，测定并分析了其中Cu、Zn、Pb、Cd 4种重金属元素的含量和分布。同时采用地积累指数法、潜在生态危害指数法和生态毒性效应等评价方法对沉积物中重金属的污染状况进行了分析评价。结果显示：鄱阳湖主要入湖口水体重金属Cu、Zn、Pb、Cd含量均符合国家渔业水质标准要求，除修河的Pb和信江、饶河入湖口的Cd含量属于国家地表水Ⅱ类水质外，其它所有样地的4种重金属含量均低于国家地表水I类标准限值。沉积物中4种重金属含量均超过鄱阳湖相应背景值且呈积累富集的趋势，其中信江入湖口、饶河入湖口以及三江口已受到重金属的严重污染，潜在生态危害均为中等，而污染最轻的区域为南主湖区。揭示重金属污染程度顺序为Cu＞Zn＞Pb＞Cd；单个重金属潜在生态风险顺序为Cd＞Cu＞Pb＞Zn。进一步的生态毒性效应评价结果表明，虽然鄱阳湖主要入湖口沉积物已经受到重金属污染，但对多数底栖生物未产生明显毒害     

消浪工程对太湖底泥再悬浮及营养盐释放的影响

为了解863消浪工程对太湖底泥再悬浮及营养盐释放的抑制作用,于2005年7月15～17日在工程区投放悬浮物捕获器测定沉积物的再悬浮通量,并分层采集水样进行水体营养盐浓度的垂向分布研究。16日平均风速3 m/s时,测得的再悬浮通量上层最大值为7.22 g/d·m2,下层最大值为41.8 g/d·m2;17日平均风速5 m/s时,测得的再悬浮通量上层最小值24.7 g/d·m2,下层最小值为48.4 g/d·m2,沉积物再悬浮通量与风浪扰动强度关系密切。对比消浪工程区内外沉积物的再悬浮通量表明,消浪工程能够显著减弱风浪对底泥的扰动,抑制沉积物再悬浮,减轻营养盐的内源释放通量。实验结果还表明,太湖水体悬浮物浓度越高,悬浮物的有机质含量就越低,相应地,单位悬浮物中磷的含量也越低。随着风浪扰动的持续和增强,尽管能够将更多的沉积物间隙水中的溶解性磷带入水体,但是,野外观测中发现水体溶解性的磷含量并未相应增高甚至降低,这可能是由于水体中悬浮物浓度越高,对水体溶解性磷的吸附能力也越高,从而使得水中溶解性磷的含量增高不显著甚至降低。     

Toxicological availability of nickel to the benthic oligochaete Lumbriculus variegatus

It is generally accepted that the bioavailability of metals in sediments is influenced by the presence of acid volatile sulfides (AVS). The pore water hypothesis predicts that, if the molar concentration of simultaneously extracted metals (SEM) in a sediment is smaller than the molar concentration of AVS, the free metal ion activity in the pore water is very small and that consequently no metal toxicity in short-term toxicity tests is observed. In this study we examined (1) if this concept can be extended to predict the absence of chronic Ni toxicity to the oligochaete deposit-feeding worm Lumbriculus variegatus and (2) if the organic carbon normalized excess SEM; i.e. [SEM-AVS]/f(OC) predicts the magnitude of Ni toxicity to L. variegatus. A 28-day toxicity experiment was performed in which biomass production of L. variegatus was determined in two natural sediments with different [AVS] and f(OC), spiked at different Ni concentrations. The absence of toxicity is predicted correctly by the [SEM-AVS]<0 criterion when only the 0-1 cm surface layer of the sediment is considered, but not when the whole bulk sediment is considered (0-3 cm). In both sediments, the same [SEM-AVS]/f(OC) at the surface corresponds with a similar decrease in L. variegatus biomass. Thus, [SEM-AVS]/f(OC) in the surface layer accurately predicts the magnitude of toxicity. This measure is therefore a good estimator of toxicologically available Ni. On the other hand, the free Ni(2+) ion activity in the overlying water appeared to be an equally good predictor of the magnitude of toxicity. Consequently, it was not possible to determine the relative importance of the overlying water and pore water exposure route with the semi-static laboratory experiments.     

On the mechanism of the enrichment in radiocesium of near-bottom water in Lake Juodis, Lithuania

Evidence of the thermodynamic origin of a mechanism for radiocesium enrichment of near-bottom water based on the analysis of vertical profiles of standard water variables (pH, temperature, oxygen concentrations and conductivity) in Lake Juodis is presented. This mechanism is shown to be related to disturbances in the thermohalinic stability (buoyancy effects) of sediment interstitial liquids inducing their interfacial transfer. The mechanism reveals itself even in aerobic waters during cooling processes in autumn under weather conditions inducing the formation of a steep temperature gradient in the surface sediments. These gradients may be formed due to intense sediment cooling as well as in cases of cooling interruptions owing to the arrival of warm air masses inducing temperature stratification of the water column. In the latter case, a sharp decrease in the heat flux from sediments through the stagnant water column promotes relative overheating of the sediment surface layer and the consequent initiation of buoyancy forces inducing interfacial transfer of sediment interstitial liquids enriched in dissolved material. Intrusions of interstitial liquids and their vertical thermodynamic transfer through the water column are followed by the formation of a specific vertical structure consisting of a set of evenly mixed water layers which are especially distinctly observable under ice cover in winter. The mechanism is responsible for lake water contamination by radiocesium and other pollutants dissolved in interstitial liquids. The investigation results explain the phenomenon of “super warm” lakes where temperatures of near-bottom waters under ice in winter are higher than 4 °C.     

滴水湖沉积物中重金属污染特征与评价

分析滴水湖及其周边沉积物中Hg、As、Cu、Cd、Pb、Zn和Cr等7种重金属含量特征，并用地累积指数法、潜在生态风险指数法和主成分分析法对沉积物中的重金属污染状况进行了评价和分析。结果表明，滴水湖沉积物中As和Pb低于上海市潮滩背景值，Hg、Cd、Zn和Cr均高于潮滩背景值，50%样点的Cu高于潮滩背景值；地累积指数法评价结果表明滴水湖沉积物中Cr的平均污染水平为偏中污染，Hg、Cd和Zn为轻度污染，As、Cu和Pb为清洁水平；潜在生态风险指数法评价结果表明滴水湖沉积物重金属为中等生态风险，Hg和Cd是潜在生态风险的主要贡献元素；主成分分析结果表明，滴水湖沉积物中Hg、Cu、Cd、Pb、Zn和Cr主要来自于人为源，As主要来自底质滩涂