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.      

典型内分泌干扰物在太湖及其支流水体和沉积物中的污染特征

采用固相萃取-高效液相色谱/串联质谱法(SPE-HPLC-MS/MS)对太湖及支流表层水和沉积物中双酚A(BPA)、四溴双酚A(TBBPA)和3种烷基酚类化合物的浓度水平及分布特征进行调查,并对其潜在风险进行评估.结果表明,表层水体中壬基酚(NP)和BPA是主要检出组分,平均含量分别为29.6ng/L(0~121ng/L)和17.5ng/L(0~55.1ng/L);沉积物中NP的浓度含量最高,平均值为240ng/g(0~2045ng/g),其次为TBBPA,平均值为81.0ng/g(0~901ng/g),且目标物总含量与沉积物中TOC含量具有正相关性,整体污染趋势表现为太湖支流和北太湖较严重.生态风险评价结果表明,太湖及其支流水体中目标物的联合毒性风险熵相对较高,其生态风险不容忽视;另外,5种目标物对于人体健康风险评估表明,健康风险总EEQt值1ng E2/L,对于人体健康不具有明显的风险.     

沉水植物对沉积物-水界面环境特征的影响

为明确沉水植物对沉积物-水界面环境特征的影响机制,在采自于太湖草、藻型湖区的沉积物柱状样中种植沉水植物后进行破坏性采样,测定沉积物-水界面以上5 cm上覆水的营养盐含量和沉积物的含水量、中值粒径、w(TOC)、w(TON)、w(TP)、金属元素含量等的垂直分布和氧气侵蚀深度. 结果表明,种植沉水植物对沉积物-水界面环境特征的影响主要为:①显著降低了上覆水中ρ(PO₄3--P)〔草型湖区上覆水由(7.98±1.85)μg/L降至(4.65±1.16)μg/L,藻型湖区上覆水由(7.86±0.84)μg/L降至(4.89±0.48)μg/L〕和草型湖区上覆水中的ρ(DOC)〔由(6.64±0.41)mg/L降至(4.73±0.69)mg/L〕,但没有引起上覆水中ρ(NO₃--N)、ρ(NO₂--N)和ρ(NH₄+-N)的显著差异;②明显提高表层沉积物的含水量,减小草型湖区沉积物表层的中值粒径;③降低草型湖区沉积物表层2 cm内w(TOC)和w(TON),增加草型湖区上层沉积物中w(TP);④明显降低草型湖区沉积物中w(Ca)和w(Mg),但对草、藻型湖区沉积物中的Al,K,Cu,Pb和Zn的含量影响都不明显;⑤藻型湖区沉积物中氧气侵蚀深度由1.6 mm增至3.0 mm,草型湖区沉积物则由3.7 mm增至24.0 mm.      

四溴双酚A在5种巢湖鱼类体内的组织分布与生物浓缩因子研究

利用SPE-HPLC法,分析了四溴双酚A（TBBPA）在巢湖5种经济鱼类体内的组织分布及生物浓缩因子.结果表明,TBBPA在5种鱼体内的平均含量（以干重计）为4.70～11.20 ng.g-1,高低排序为白鱼〉白鲢〉鳙鱼〉鲤鱼〉长吻鮠.不同器官中,白鱼、鳙鱼、鲤鱼和长吻鮠的肾脏中TBBPA含量最高,其次为肝脏和鳃,腹部和背部组织含量较低,无显著脂肪蓄积效应.白鲢体内肝脏的TBBPA含量最高,肾脏和鳃次之.对白鱼各组织中TBBPA含量与体重间的相关关系分析表明,肝脏、肾脏和鳃中TBBPA浓度随体重的增加而增大,而背部、腹部无显著相关关系.同时测得巢湖水体中TBBPA平均浓度为0.52μg.L-1,计算得到5种鱼的生物浓缩因子为9.56～22.64,表明TBBPA在巢湖鱼体中的浓缩效应不显著.     

洱海沉积物中不同形态磷的时空分布特征

为揭示洱海沉积物磷形态变化的影响因素及其内源磷负荷状况,研究了洱海沉积物中不同形态磷的空间分布和季节性变化特征. 结果表明,洱海表层沉积物中w(TP)为418.71～1108.34mg/kg,空间分布总体呈中部湖区＞南部湖区＞北部湖区;w(IP)为302.35～871.00mg/kg,分布趋势与w(TP)相同;w(Fe/Al-P)为36.22～406.40mg/kg,与w(IP)分布趋势相同;w(Ca-P)为172.34～420.38mg/kg,北部最高;Fe/Al-P和Ca-P是IP的主要形态. 夏季(7月)w(TP)、w(IP)和w(Fe/Al-P)升高,w(labile-P)(labile-P为弱吸附态磷)和w(Fe/Al-P)季节性差异显著. 沉积物柱状样w(TP)、w(OP)、w(labile-P)和w(RSP)(RSP为可还原态磷)随着沉积物深度的增加呈下降趋势,表层富集明显;w(IP)、w(Fe/Al-P)和w(Ca-P)随深度的增加呈上升趋势. 洱海沉积物磷时空分布主要受外源磷输入影响,随水深增加沉积物中w(TP)呈升高趋势,不同形态磷分布受水生生物活动影响较大. 与长江中下游湖泊相比,洱海沉积物中w(TP)高,其中w(IP)及其所占w(TP)的比例较小,磷内源可释放量较低,Fe/Al-P和RSP等生物可利用磷的质量分数及其占w(TP)的比例较大,释放风险较高.      

洱海沉积物中溶解性有机氮季节性变化

选取洱海10个表层沉积物样品,研究不同季节DON（溶解性有机氮）和易分解组分DFAA（游离氨基酸）的含量变化. 结果表明:①洱海沉积物中w(DON)在10.41~59.58 mg/kg之间,平均值为27.43 mg/kg,约占w(TDN)(溶解性总氮质量分数)的40%,w(TN)的6%,其季节性变化呈春季>冬季>夏季>秋季的趋势,各季节洱海不同湖区均呈南部>北部>中部的特点;②洱海沉积物中w(DFAA)在4.11~9.89 mg/kg之间,平均值为5.96 mg/kg,约占w(DON)的22%,占w(TDN)的9%,季节性变化呈秋季相对较高、冬春次之、夏季相对较少的趋势,区域性变化呈南北高、中间低的特点,污染较严重的区域沉积物中w(DFAA)较高;③作为沉积物活性氮重要成分,w(DON)和w(DFAA)的季节性变化明显,对湖泊氮代谢有重要影响,在水生植物旺盛区域尤为明显. 在洱海富营养化治理中,除了TN,更应关注DON在湖泊氮循环及其富营养化中的作用.      

北京市场淡水鱼中七氯和环氧七氯含量及分布

测定了北京市场上4种淡水鱼(草鱼、鲤鱼、鲫鱼和鳙鱼)的不同器官或组织(鱼脑、鱼泡、肝脏和肌肉)中w(七氯)和w(环氧七氯),分析了其分布特征及人体暴露健康风险. 结果表明:①w(七氯)平均值为(0.09±0.14) ng/g,范围为nd～0.82　ng/g;w(环氧七氯)平均值为(0.02±0.02) ng/g,范围为nd～0.14　ng/g,比国内外相关文献的研究结果的量级低. ②不同鱼种间w(七氯)和w(环氧七氯)均无显著差异;不同器官或组织间,鱼泡中w(七氯)显著高于鱼脑、肝脏和肌肉,w(环氧七氯)在四者间无显著差异. ③经对数变换,w(七氯)和w(环氧七氯)与脂含量有一定的相关性. ④鱼体中w(七氯)远低于联合国粮食与农业组织、世界卫生组织(1993)规定的浓度要求,食用时存在较小的健康风险.      

辽河和太湖沉积物中PAHs和OCPs的分布特征及风险评估

于2009年6月分别采集辽河和太湖表层沉积物样品,测定了多环芳烃(PAHs)和有机氯农药(OCPs)的含量.结果表明,辽河表层沉积物中∑PAHs含量(干重)为120.8~22120ng/g,平均值为3281ng/g,处于较高的水平;太湖∑PAHs的含量为256.6~1709ng/g,平均值为829.0ng/g,处于中等水平.两采样区的PAHs以4环和5~6环为主,荧蒽含量最高,PAHs主要因热解产生.辽河和太湖表层沉积物中OCPs的含量均处于较低水平,且均以β-HCH为主.利用相平衡分配法建立了15种PAHs和8种OCPs的沉积物基准值,对沉积物中PAHs和OCPs进行了生态风险评估,结果显示辽河流域的浑河段均有∑PAHs、∑DDTs和∑HCHs超标点位,具有较大的生态风险;太湖流域未发现超标点位,沉积物中各类污染物中含量均未超过基准值,生态风险较小.     

洱海表层沉积物中总氮含量及氨氮的释放特征

通过现场调查和室内模拟试验,对洱海具有代表性的9个表层沉积物样品中w(TN)的分布特征以及沉积物中NH₄+-N释放动力学特征进行了研究. 结果表明,洱海表层沉积物中w(TN)在2.0844～6.5153g/kg之间,平均值为3.5378g/kg,北部西岸为高值区,南部(靠近大理市)为次高值区. 一级动力学模型可很好地拟合洱海表层沉积物NH₄+-N释放动力学特征,NH₄+-N最大释放量在0.1209～0.2810g/kg之间;释放主要集中在0~5min内,约占最大释放量的68%~83%;随后释放速率逐渐放缓,到120min后基本达到释放平衡.运用无限稀释法对沉积物NH₄+-N释放潜能进行测定表明,洱海沉积物NH₄+-N释放潜能在1.7001~3.5879 g/kg之间,在水土质量比约为2500时,NH₄+-N释放量达到最大,随后释放逐渐趋于平衡. 洱海沉积物NH₄+-N释放潜能及最大释放量均与其w(TN)呈显著正相关. 洱海沉积物中w(TN)与NH₄+-N释放潜能和最大释放量均高于长江中下游湖泊,具有较大的氮释放风险.      

太湖及周边河流表层沉积物中PAHs的分布、来源与风险评价

对太湖及周边河流表层沉积物中16种美国环保署优先控制的PAHs含量进行了检测和分析.结果表明,太湖沉积物中PAHs总量介于0.77~4.20μg/g之间,平均值为1.63μg/g,太湖周边河流沉积物中PAHs总量介于0.58~6.13μg/g之间,平均值为2.92μg/g.不同湖区沉积物中PAHs的空间分布差异显著,其中梅梁湾、贡湖湾以及东太湖沉积物中PAHs含量分别为(2.48±1.14)μg/g、(1.89±0.52)μg/g和(2.13±0.50)μg/g,周边河流中梁溪河、吴淞江及长兴港含量分别为7.34,6.13,5.54μg/g.利用低环/高环比值法、同分异构体比值法和主成分分析-多元线性回归(PCA-MLR)模型分析了污染源类型及贡献率,结果表明,太湖及其周边河流表层沉积物中PAHs主要来源为燃烧来源,太湖沉积物PAHs石油源贡献率为24%,燃烧源贡献率为76%,太湖周边河流石油源贡献率为41%,燃烧源贡献率为59%.使用沉积物质量标准法(SQSs)和Ba PE(Ba P当量浓度)对PAHs毒性进行评估,得出太湖及周边河流具有一定的潜在毒性,尤其是太湖周边河流.     

北江中上游流域阻燃剂污染特征和风险评估

为探究北江中上游流域的阻燃剂污染状况和风险水平,采用气相色谱-串联质谱(GC-MS/MS)法测定了34个地表水样品和8个沉积物样品中31种阻燃剂的浓度,包括多溴联苯醚(PBDEs)、六溴环十二烷(HBCD)、四溴双酚A (TBBPA)这3种溴代阻燃剂和28种有机磷阻燃剂(OPFRs).采用风险熵法评估了水体中阻燃剂的生态风险,并结合日饮用剂量评估了健康风险.结果表明：(1)地表水中PBDEs和HBCD浓度范围分别为4.78～625.52、225.43～2 209.18 ng/L,未检出TBBPA;沉积物中PBDEs、HBCD和TBPPA含量范围分别为ND～11.82、121.13～395.86和ND～3.30 ng/g.(2)地表水中OPFRs浓度范围为85.80～992.82 ng/L,浓度最高的3种单体分别为TCEP、TPhP和TDCIPP;沉积物中OPFRs含量范围为102.19～748.17 ng/g,含量最高的3种单体分别为TEHP、EHDPP和TCPP.(3)对于地表水中已知毒性参数和健康数据的阻燃剂污染物,其生态风险总体处于中低水平,但BDE-100呈现出高风险,TTP呈...     

Trophic transfer of mercury and methylmercury in an aquatic ecosystem impacted by municipal sewage effluents in Beijing,China

Gaobeidian Lake, located in Beijing, China, serves as a recipient lake for efluents from a large municipal sewage treatment plant (MSTP). In order to evaluate the effects of discharging MSTP efluent on the mercury contamination of the local aquatic ecosystem, sediment cores, water, plankton, fish, and turtle samples were collected from Gaobeidian Lake for mercury speciation analysis. High concentrations of total mercury (T-Hg) were detected in sediment cores (5.24–17.0 μg/g dry weight (dw), average: 10.1 μg/g). The ratio of methylmercury (MeHg) to T-Hg was less than 0.3% in sediments and ranged from 35% to 76% in biota samples. The highest level of T-Hg and MeHg were found in aquatic bryophyte and crucian carp (3673 and 437 ng/g dw, respectively). The relative contents of MeHg were significantly correlated with trophic levels (R2 = 0.5506, p 0.001), which confirmed that MeHg can be bio-transferred and biomagnified via food chain in this aquatic ecosystem.     

Trophic transfer of mercury and methylmercury in an aquatic ecosystem impacted by municipal sewage e uents in Beijing, China

Gaobeidian Lake, located in Beijing, China, serves as a recipient lake for e uents from a large municipal sewage treatment plant (MSTP). In order to evaluate the e ects of discharging MSTP e uent on the mercury contamination of the local aquatic ecosystem, sediment cores, water, plankton, fish, and turtle samples were collected from Gaobeidian Lake for mercury speciation analysis. High concentrations of total mercury (T-Hg) were detected in sediment cores (5.24–17.0 g/g dry weight (dw), average: 10.1 g/g). The ratio of methylmercury (MeHg) to T-Hg was less than 0.3% in sediments and ranged from 35% to 76% in biota samples. The highest level of T-Hg and MeHg were found in aquatic bryophyte and crucian carp (3673 and 437 ng/g dw, respectively). The relative contents of MeHg were significantly correlated with trophic levels (R2 = 0.5506, p < 0.001), which confirmed that MeHg can be bio-transferred and biomagnified via food chain in this aquatic ecosystem.     

太湖营养状态对沉积物中总汞和甲基汞分布特征的影响

为探讨营养状态对太湖沉积物汞的分布及其甲基化的影响,以太湖不同营养水平的湖区为研究对象,采用PSA和GC-CVAFS方法,分别测定了沉积物总汞(THg)、甲基汞(MeHg)含量;另测定了沉积物有机质含量和水体总氮、总磷浓度.结果显示,太湖表层沉积物THg含量为32.30~150.28ng/g,均值为62.94ng/g,含量高低与营养化程度一致,其垂向分布主要受到人为活动和有机质的影响;MeHg含量为0.32~1.01ng/g,均值为0.51ng/g,不同营养水平的湖湾区MeHg含量差别不大,其分布受有机质的影响,高含量富集在表层,随深度的增加逐渐降低并趋于稳定;甲基化比率比较低主要是太湖水体溶解氧含量高抑制了甲基化过程.     

Organochlorine compounds and polycyclic aromatic hydrocarbons in surface sediment from Baiyangdian Lake, North China： Concentrations, sources profiles and potential risk

Organochlorine pesticides(OCPs),polychlorinated biphenyls(PCBs),and polycyclic aromatic hydrocarbons(PAHs) were determined in nineteen surface sediment samples collected from Baiyangdian Lake and its inflowing river(Fuhe River) in North China.Total concentrations of OCPs,PCBs and PAHs in sediments ranged from 5.4 to 707.6 ng/g,2.3 to 197.8 ng/g,and 101.3 to 6360.5 ng/g,respectively.The levels of contaminants in Fuhe River were significantly higher than those in Baiyandian Lake.For hexachlorocyclohexane(HCHs) and dichlorodiphenytrichloroethanes(DDTs),α-HCH and p,p-DDT were predominant isomers;while for PCBs,PCB 28/31,PCB 40/103,PCB 60,PCB 101,and PCB 118 were predominant congeners.Possible sources derived from historical usage for OCPs and incomplete combustion fuel,wood,and coal and exhaustion of boats or cars for PAHs.Risk assessment of sediment indicated that sediments in Fuhe River were likely to pose potential biological adverse impact.     

淡水养殖鱼体中氯霉素的安全性研究

以淡水养殖鱼塘中的鱼类为研究对象,采用碱化乙酸乙酯超声提取样品中的氯霉素(CAP),用C₁₈ SPE固相萃取净化,液相色谱-串联质谱(HPLC-MS/MS)法进行分析,研究了同一鱼塘4种鱼类鱼肉样品及福寿鱼不同器官或组织对氯霉素的蓄积能力,初步评价其安全性.结果表明:同一淡水养殖鱼塘中4种鱼肉样品w(CAP)分别是福寿鱼(0.40 μg/kg)>青鱼(0.22 μg/kg)>鲢鱼(0.15 μg/kg)>鲮鱼(0.13 μg/kg),其中福寿鱼w(CAP)超过欧盟和美国FAD规定的检出限(0.3 μg/kg),而青鱼、鲢鱼和鲮鱼符合该检测标准,可安全食用;福寿鱼不同器官或组织的w(CAP)从高到低依次是鱼鳃1.07 μg/kg,鱼头0.79 μg/kg,鱼肠0.67 μg/kg,鱼鳞0.52 μg/kg,鱼肉0.40 μg/kg,鱼骨0.13 μg/kg,只有鱼骨中的w(CAP)符合欧盟和美国FAD规定的安全标准.      

太湖表层沉积物中PAHs和PCBs的分布及风险评价

采用GC-EI-MS联用技术分析了太湖18个表层沉积物样品中多环芳烃(PAHs)和多氯联苯(PCBs)的含量.共检出28种PAHs,其总浓度范围为90.6~1.04×103ng/g,其中16种优控PAHs的浓度范围为63.1~885ng/g,最高浓度出现在竺山湖;56种PCBs的浓度范围为1.35~13.8ng/g,最高浓度出现在新塘港.利用分子比和因子分析/多元线性回归模型分析PAHs的来源,结果显示,太湖PAHs主要来源于燃烧,其中木柴、煤炭燃烧和油料燃烧的贡献率分别为45%和50%.PCBs同族体组成分析结果表明,PCBs的同系物组成呈现Aroclor 1242和Aroclor 1254的混合来源特征.太湖表层沉积物中PAHs和PCBs的二 毒性当量(以TCDD计)范围为0.64~3.35pg/g,风险评价结果表明,太湖沉积物中的PAHs和PCBs尚未对周围环境造成不利影响.