海州湾表层沉积物中不同形态氮季节性赋存特征

为了解海州湾表层沉积物中氮形态的季节变化特征,于2014年春季(5月)、夏季(8月)、秋季(10月)采集沉积物,采用连续分级提取法,测定了离子交换态氮(IEF-N)、弱酸可浸取态氮(WAEF-N)、强碱可浸取态氮(SAEF-N)及强氧化剂可浸取态氮(SOEF-N)4种可转化态氮(TTN)的含量,研究了其季节性赋存特征,同时结合表层沉积物中w(TN)的季节变化特征,探讨各形态氮之间的相关关系。结果表明:各形态氮含量的季节性排序不同,春季,w(SOEF-N)w(IEF-N)w(WAEF-N)w(SAEF-N);夏季,w(IEF-N)w(SOEF-N)w(WAEF-N)w(WAEF-N);秋季,w(SOEF-N)w(IEF-N)w(SAEF-N)w(WAEF-N);各组分氮形态均存在季节性变化,TN、TTN、SAEF-N、SOEF-N表现为秋季高而春夏季低的分布趋势,IEF-N、WAEF-N则是夏季高春秋季低的变化特征;相关分析表明,春、秋季w(TTN)与w(SOEF-N)呈显著正相关,夏季w(TTN)与w(IEF-N)呈显著正相关。表层沉积物氮形态的季节性变化研究,为海洋水环境生态安全评估和氮营养盐释放的评价研究提供参考。     

东昌湖表层沉积物中氮的赋存形态

研究了东昌湖表层沉积物中可转化态氮(TTN)、非可转化态氮(NTN)以及可交换态氮(EN)、可矿化态氮(MN)的赋存特征.结果表明:(1)15个表层沉积物样品TN含量变化在1071.31—1450.55 mg.kg-1之间,与国内研究较多的非城市湖泊相比,底泥的营养水平并不是太高.(2)东昌湖表层沉积物的TTN平均963.55 mg.kg-1,NTN平均305.09 mg.kg-1.随着沉积物污染程度增高,TTN占TN比重减少,氮趋于稳定性强的形态发展.(3)东昌湖沉积物样品中EN平均47.68 mg.kg-1,沉积物MN平均210.72 mg.kg-1.随着东昌湖沉积物氮污染的积累,氮的生物有效性增强,氮的利用率提高.(4)东昌湖表层沉积物不同形态可转化态氮的释放顺序为离子交换态氮(IEF-N)→弱碱浸取态氮(WAEF-N)→强碱可浸取态氮(SAEF-N)→强氧化剂可浸取态氮(SOEF-N),在TTN中所占比例顺序依次为SAEF-N(50.52%)>SOEF-N(40.87%)>IEF-N(4.52%)>WAEF-N(4.09%).     

不同溶氧条件下九龙江口湿地沉积物一水界面氨氮释放与氧化规律

摘要：沉积物中氨氮（NH4^＋-N）的释放与氧化是河口湿地生态系统氮素生物地球化学循环的关键过程。本文通过室内模拟,构建饱和（BH）、好氧（HY）、缺氧（QY）和厌氧（YY）等四种上覆水溶氧（DO）条件,研究九龙江口湿地两种沉积物（红树林、光滩）中NH4^＋-N在沉积物-水界面的释放与氧化规律。结果表明,不同溶氧条件下,两种沉积物氨氮的释放、氧化存在显著差异。首先,红树林沉积物上覆水NH4^＋-NN的累积释放量是光滩沉积物的1．9-4．5倍,其中红树林沉积物上覆水NH4LN释放量分别达到1．64mg（BH）、2．07mg（HY）、3．47mg（QY）和3．20mg（YY）,而光滩沉积物则分别为0．85mg（BH）、1．00mg（HY）、0．77mg（QY）和1．27mg（YY）。在较高DO条件下两种沉积物NH。’一N均呈低释放状态,而在较低DO条件下则呈高释放状态。另外,四种溶氧条件下红树林沉积物NH4^＋-NN的释放速率（N43．73-78．51mg-m^-2-d^-1）和氧化速率（N26．19-40．68mg-m^-2-d^-1）均高于光滩（分别为N14．50-19．22mg-m^-2-d^-1和N8．89-22．53mg-m^-2-d^-1）,原因可能是红树林沉积物微生物种类丰富,群落多样性更高,矿化和硝化作用强烈。本文明晰了不同溶氧条件下河口红树林湿地沉积物NH4^＋-N的迁移转化过程,可促进滨海湿地的生态保护以及近海水域富营养化的控制。     

云南不同类型农村沟渠底泥中氮赋存形态分布

由于人为干扰强度较大,农村沟渠底泥氮形态的分布与河流、湖泊等存在较大差异,研究农村沟渠底泥氮形态的分布特征具有重要意义.本研究以云南省4种典型农村(畜禽养殖型、生态休闲型、集镇型和传统型)为对象,研究其沟渠底泥氮形态的分布特征.结果表明,全氮(TN)含量为2285.26—5713.51 mg·kg-1,空间分布呈畜禽养殖型集镇型生态休闲型传统型;各形态可转化态氮(TTN)的含量由大到小依次表现为强氧化剂可提取态氮(SOEF-N)强碱可提取态氮(WAEF-N)≈弱酸可提取态氮(SAEF-N)离子交换态氮(IEF-N);释放程度从易到难依次为IEF-NWAEF-NSAEF-NSOEF-N;除IEF-N外,各形态氮的含量最大值均出现在畜禽养殖型农村.方差分析表明,w(TN)在集合点和分散点间存在显著差异性;传统型农村的w(IEF-N)、w(WAEF-N)明显低于其余3个类型;畜禽养殖型农村的w(SAEF-N)、w(SOEF-N)明显高于其余3个类型.对农村环境氮污染风险贡献最大的是IEF-N和SOEF-N,其次为WAEF-N和SAEF-N.畜禽养殖型农村氮污染风险最高,其次是集镇型和生态休闲型,传统型最低.     

五里湖不同疏浚深度沉积物对氮磷释放的影响

对太湖东五里湖区污染沉积物样模拟了3种不同疏浚深度(0cm、30cm和60cm)下的60d形态氮磷释放实验,并对沉积物间隙水中氮磷的变化进行了分析。研究结果表明:疏浚与未疏浚比较,疏浚初期的0~10d内,沉积物对上覆水NH4 -N、NO2--N和TN释放增大,NO3--N释放减小,与疏浚后沉积物扩散层变薄和好氧环境的抑制有关,而对PO43--P、TP疏浚后次日出现短暂的释放现象外,此后均处于明显的磷释放受抑状态;疏浚约10d后,沉积物各氮磷形态释放出现分异现象,沉积物对水体的TN和TP释放受到显著抑制,其中20d后上覆水中NH4 -N含量的上升和PO43--P的缓慢增加,预示着底泥疏浚后仍有内源负荷回复的可能。     

天目湖溶解氧变化特征及对内源氮释放的影响

为弄清水库水体溶解氧(DO)含量的变化规律及其对水质的影响,于2006、2007年对天目湖水体DO和其他水质参数进行调查.结果表明,对于表层水体,在非夏季月份,温度增加会导致DO浓度和饱和度降低;而在夏季月份,由于浮游生物的活动,导致表层DO浓度较高,并可能出现过饱和的现象.对于中、底层水体,温度分层是影响DO浓度的关键因素.温跃层存在期间底层出现缺氧现象,温度分层消失时底层又出现复氧现象,致使在1 a之中底层DO存在缺氧-复氧-缺氧交替循环的现象.水库DO浓度对内源氮的释放有明显的影响,尤其是大坝取水口附近,由于夏季底层水体缺氧,导致沉积物中氨氮向底层水体释放,并导致同期表层水体氨氮浓度也有所升高.对于疏浚前后水体氨氮的调查分析表明,底泥疏浚可以有效地减少夏季内源氮的释放,从而降低了DO浓度变化对氮释放的影响强度.     

固定化微生物对养殖水体中NH4^＋—N和NO2^——N转化作用

采用聚乙烯醇（PVA）（ρ＝gL^-1)的方法对沼泽红假单胞菌、诺卡氏菌和假丝酵母3种菌株进行固定化，所得的凝胶颗粒机械强度好，经久耐用，运用这3种菌株的固定化细胞对养殖水体中NH4^ -N和NO2^-－N进行转化，其最适作用温度范围为25－30℃，最适pH范围分别为：6．5－8．5，7．0－7．5及5．5－7．0，且对水质初始氮浓度有很强的适应性，3菌株经固定化后，其对养殖水体中NH4^ -NT和NO2^-－N的转化效率明显优于其游离细胞，若将3菌株按2：1：2组合成复合菌株并固定化，其以养殖水体中的NH4^ -N和NO2^-－N论效果将更佳。     

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.     

广东省不同水库底泥理化性质对内源氮磷释放影响

采用分级浸取分离方法,分析了广东省10个典型水库底泥的氮磷营养形态分布和污染状况;并通过模拟覆水试验,研究了不同水库底泥氮磷形态及理化性质对内源氮磷释放的影响。结果表明：广东省10个水库底泥氮磷污染较为严重,全氮含量为0.33~3.31 g.kg^-1,平均值为1.70 g.kg^-1;全磷含量为0.14~2.63 g.kg^-1,平均值为1.31 g.kg^-1。底泥氮磷主要以可转化态形式存在,可转化态氮磷含量占总氮磷含量百分比分别为41.2%~71.4%和53.6%~93.2%。底泥内源氮磷的释放主要受氮磷的赋存形态和含量的影响,水库底泥总氮的释放量与离子交换态氮（IEF-N）、碳酸盐结合态氮（WAEF-N）、铁锰氧化物结合态氮（SAEF-N）呈极显著正相关关系,相关系数分别为0.931、0.814、0.807;总磷的释放量与碳酸盐结合态磷（WAEF-P）、铁锰氧化物结合态磷（SAEF-P）呈极显著正相关,相关系数分别为0.960、0.957;这几种氮磷形态是上覆水体中氮磷的重要来源。同时底泥内源氮磷释放还与底泥机械组成有关,其中总氮和总磷释放量与底泥黏粒质量分数呈显著正相关,相关系数分别为0.738、0.638;而总氮的释放量与底泥砂粒质量分数呈显著负相关,相关系数为-0.685。这可能与可转化态氮磷更多的分布在细粒级底泥中有关,细颗粒底泥氮磷释放是上覆水体氮磷的主要来源。     

曝气复氧对底泥氮素生物地球化学循环影响的作用机制研究

通过分析底泥氮污染物释放规律和转化过程,以及底泥生境、氮形态变化和氮循环功能微生物群落结构变化的规律,探讨了不同曝气复氧条件影响底泥氮生物地球化学循环的生物代谢、物理化学联合作用的机制。结果表明：曝气复氧对底泥中氮的生物地球化学循环影响是一个包括微生物代谢作用和物理化学作用的复杂联合作用过程。水体好氧环境的改变主要引起参与底泥氮循环的硝化、亚硝化和反硝化功能菌群群落结构的演变,对异养菌和氨化菌的影响不大,证明环境好氧条件的改变对底泥有机质生物分解产生氨氮的微生物代谢过程影响不大,主要对底泥释放的氨氮硝化、反硝化等生物转化过程产生大的影响。不同溶解氧条件下,底泥释放的氮素在微生物作用下主要以NH4＋-N和NO3--N的形式进入试验体系,并在特定的氧化还原电位（临界值-200 mV）和pH（临界值6.70）条件下通过物理化学作用在底泥中以离子交换态氮（IEF-N）、碳酸盐结合态氮（CF-N）、铁锰氧化态氮（IMOF-N）及有机态和硫化物结合态氮（OSF-N）等不同形态氮相互转化,同时,在氮的转化和循环过程中部分输入上覆水体。在低溶解氧组实验条件下[ρ（DO）〈0.5 mg.L-1],底泥向水体输出氮总量为底泥可转化态氮的19.7%,主要为氨氮,最大释放速率达到289.13 mg.m-2.d-1,释放的质量浓度可达到18.8 mg.L-1;好氧条件下（DO饱和）,底泥向水体输出氮总量为底泥可转化态氮的1.8%;好氧-缺氧条件下为11.7%,主要以N2的形式释出系统。     

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     

沉水植物对水-沉积物界面各形态氮含量的影响

在室内模拟条件下研究沉水植物对水-沉积物界面的上覆水、不同层次的间隙水和沉积物中不同形态氮含量的影响.结果表明:总体上,上覆水和间隙水中不同形态氮含量的顺序为有机氮＞氨氮＞硝态氮;沉积物中可交换态无机氮以氨氮为主,沉水植物的存在并没有改变这一格局.不同处理不同层次的间隙水中,各形态氮含量均为下层＞中层＞上层,但沉积物中氨氮和硝态氮含量变化规律不明显.水-沉积物界面氨氮和硝态氮含量呈现明显季节性变化.总之,水-沉积物界面氨氮是沉积物向上覆水扩散的主要氮组分,沉水植物降低了氨氮和硝态氮的扩散通量.     

曝气复氧对富营养化水体底泥氮磷释放的影响

采用实验室模拟，研究了曝气复氧对富营养化水体底泥氮磷释放的影响，结果表明，①溶解氧是影响底泥氮磷释放的重要因素，厌氧状态会加速底泥氮磷的释放。②正常条件下曝气复氧可以有效的控制底泥总磷的释放；曝气条件下高pH值无法控制底泥总磷的释放，搅动会对底泥总磷的释放产生轻微的影响，上覆水总磷浓度较高时底泥会发生吸磷现象，而温度则影响较小。③正常条件下曝气复氧可以控制比较封闭水体底泥氨氮的释放；曝气条件下温度对底泥氨氮和总氮的释放影响较大，即温度越高，抑制氨氮和总氮的释放效果越好，且低温会导致底泥氨氮和总氮的大量释放；曝气条件下搅动导致底泥释放更多的氨氮和总氮。     

广州流花湖底泥磷的垂直变化特征

广州流花湖是典型的城市景观浅水湖泊。应用经改进的Psenner连续提取法,分析了广州市流花湖底泥中各形态磷的垂直分布。结果表明,不同采样点底泥的理化性质和磷的形态垂直变化存在较大的差异;不同形态磷的质量分数由小到大的顺序是NaOH-P,Org-P,HCl-P,BD-P,NH4Cl-P,其中NaOH-P和Org-P是底泥磷的主要赋存形态,分别占底泥总磷质量的47.28%和24.23%,说明了流花湖底泥人为污染较严重;底泥生物可利用磷的质量分数在0.50～1.45 mg.g-1,平均质量分数为0.93 mg.g-1,约占总磷的58.57%,表明流花湖底泥的磷具有较好的生物可利用性,将为水体藻类大量繁殖提供潜在的有利条件。流花湖底泥中有机磷、金属结合态磷和生物可利用磷垂直方向上的分布变化规律较复杂。     

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     

静态条件下底泥中不同形态磷的变化规律

上覆水中磷被结合到底泥中时,不同形态磷的数量将会改变, 由此导致磷的释放能力和生物有效性被显著改变.以富营养化河道上覆水和底泥为材料,考察了静态条件下,底泥中不同形态磷的变化规律及其对磷的生物有效性的影响.结果表明, 潜在活性磷(PMP)含量显著增加,NH4Cl-P、BD-P、NaOH-nrP分别增加了297.68%、1O.73%、30.49%.难释放态磷则基本保持不变.潜在活性磷对生物有效磷的形成具有显著的影响,4种生物有效磷中的3种(WSP、Olsen-P、AAP)均与其在a<0.01水平上显著正相关,并且其对AAP形成的影响最为显著.因此推测,静态条件下,当上覆水中磷向底泥迁移时,首先会形成潜在活性磷和生物有效磷.     

Exploring the ‘Birch effect’ in reservoir sediments: influence of inundation history on aerobic nutrient release

The release of nutrients on wetting (‘the Birch effect’) is well documented for terrestrial soils. The effect for aquatic sediments has received much less attention. An extreme drawdown event in a large reservoir during a period of drought presented an opportunity to test whether or not reflooding dried sediments would be a source of nutrients to the overlying water column. Wetting and drying history influences the release of ammonium, but not oxides of nitrogen, organic nitrogen, filterable reactive phosphorus or total phosphorus, from dried sediments following re-wetting. Dried reservoir sediments that have never, or have only rarely, been desiccated since the 1920s produced a pulse of ammonium on re-inundation. Conversely, dried sediments from parts of the reservoir that undergo frequent wetting and drying cycles do not release substantial amounts of ammonium on rewetting.     

浮叶植物重建对富营养化湖泊氮磷营养水平的影响

利用太湖五里湖污染底泥，在不破坏表层沉积物形态和结构的情况下，利用大口径的采样器采集沉积物柱状样，研究浮叶植物荇菜（Limnanthemun nymphoides）在此底泥上适应性生长情况及其对水体以及沉积物中氮磷的影响。结果表明，在培养实验过程中，荇菜生长使上覆水体中的氮、磷营养水平逐渐降低，藻类的生长明显受到克制，水体透明度增加，水质逐渐改善。通过植物根系对沉积物和问隙水中营养盐的直接吸收，使表层（0～5cm）沉积物与问隙水中氮磷营养盐的水平在实验结束后有明皿下降，对于控制沉积物内源营养盐释放有重要的作用。因此，恢复以水生植物为丰的水生生态系统足重建富营养湖泊生态系统和控制湖泊内源负荷的重要措施。