乌江流域三个梯级水库氮磷形态的比较研究

为揭示河流梯级开发对生源要素氮磷输运的影响,本研究选择乌江流域的普定、乌江渡、思林作为上、中、下游梯级水库的代表,于2020年8月采集各水库水体剖面和沉积物柱样品,测定氮磷含量,并用SMT法提取沉积物磷形态。结果发现,受中下游人为污染输入影响,乌江渡水库水体总氮浓度最高,为3.92±0.50mg/L,总磷浓度在此坝前到下游急剧抬升为上游的2～3倍,达到0.04～0.06mg/L;坝前沉积物含有大量的高释放风险的铁铝活性磷(1310.3±1003.3mg/kg),可能成为下游的潜在污染源。中下游水库较高的生物量加快了氮磷的活化速度,提高了活性磷的浓度,反而减低了沉积物有机磷的生物拦截效率。除乌江渡水库外,其它水库沉积物中以钙结合态磷为主(占无机磷的60%以上)。梯级水库修建后,泥沙含量大幅降低,可能是下游水库沉积物钙结合态磷浓度降低的主要因素。总体上,梯级水库的累积效应使得水库对生源要素的“活化”效率增强、“拦截”效应减弱,增大了富营养化发生的风险。     

上海天然水中铀含量

一分析仪对上海市天然水体中的铀含量进行了１０年连续监测，并比较了不同水体的铀含量，描述了其分布及其变化情况。结果表明，上海天然水体中铀含量的范围为０．０５－０８９μｇ＝Ｌ，属我国天然水铀含量本底范围。     

亚热带水库水质特征及沉积物内源污染研究

为探究沉积物内源污染对亚热带分层型水源水库（茜坑水库）夏季水质的影响,采用现场监测和室内模拟相结合的研究手段,于2020年5~9月对茜坑水库深水区水温、溶解氧、氮磷等进行了监测,并采用静态实验模拟法分析了茜坑水库沉积物的耗氧速率及沉积物中氮磷的释放通量.原位监测结果表明,5~9月,茜坑水库水温和溶解氧均处于分层状态,该时期水库底层水体溶解氧含量较低,为沉积物内源污染物的厌氧释放提供了条件;分层期底层水体氨氮和总磷浓度显著高于表层和中层（P<0.01）,相应的表层水体氨氮和总磷平均浓度分别为0.062mg/L和0.033mg/L,中层为0.058mg/L和0.037mg/L,底层为0.242mg/L和0.052mg/L.静态模拟实验结果表明,水体及沉积物耗氧均符合零级反应动力学模型（R²分别为0.987,0.989）,其中沉积物的耗氧速率处于较高水平,为1.03g/（m²·d）,约为水体的1.45倍;沉积物耗氧诱发等温层溶解氧降低并伴随沉积物内源污染释放,其中氨氮的释放极值为0.261mg/L,平均释放通量为7.36mg/（m²·d）,总磷的释放极值为0.108mg/L,平均释放通量为2.20mg/（m²·d）.内源氨氮和总磷的释放对水体贡献率分别可达27.98%和38.92%,沉积物氮磷释放对水库水质影响显著.     

汾河流域太原段河水及沉积物中PFOS和PFOA的浓度分布特征

考察山西省汾河太原段全氟辛烷磺酸(PFOS)和全氟辛酸(PFOA)的浓度分布特征,采用固相萃取(SPE)的前处理方法与高效液相色谱-质谱联用(LC-MS/MS)仪器分析方法,检测了汾河太原段水体及沉积物中PFOS和PFOA的含量.结果表明,汾河水样品中PFOS和PFOA浓度范围分别为3.54~16.23 ng·L-1和2.49~4.79 ng·L-1,沉积物样品中含量分别为7.77~51.22 ng·g-1和1.94~3.54 ng·g-1.汾河太原段水样PFOS的浓度从上游到下游有逐渐升高的趋势,PFOA在各采样点的浓度相近;沉积物样品中PFOS的浓度大致呈从上游到下游逐渐升高的趋势,升高趋势没有水样中的明显,但是PFOA在各采样点的浓度亦相近.此外,PFOS在水体及沉积物中的分配与沉积物中有机碳的含量相关,而PFOA的相关性不显著.     

磷酸钙对铀矿下游水系沉积物中铀的钝化效果

利用Ca₃（PO₄）₂对模拟铀污染土壤进行钝化处理,分析了Ca₃（PO₄）₂投加量对其中有效态铀的钝化效果,基于此,采集粤北某铀矿下游水系沉积物,利用逐级化学提取法开展了Ca₃（PO₄）₂固定前后铀赋存形态研究。结果表明:沉积物中铀主要赋存于铁锰氧化物结合态中,添加Ca₃（PO₄）₂可降低沉积物中有效态铀的含量。溪流沉积物、池塘底泥、水稻田土壤中可交换态铀含量分别平均下降58.27%、58.04%、52.62%;碳酸盐结合态铀含量分别平均下降33.58%、47.98%、32.58%。Ca₃（PO₄）₂的投加显著增加了活性较低形态以及活性最低的残渣态铀含量;溪流沉积物、池塘底泥、水稻田土壤中有机质结合态铀含量分别增高32.95%、46.86%、30.50%;残渣态铀含量分别增高252.67%、61.90%、98.96%。钝化前,原处于中等风险的池塘底泥、水稻田土壤降为低风险,原处于低风险的溪流沉积物中有效态铀含量占比下降1/3。Ca₃（PO₄）₂能有效降低沉积物中铀的危害,可为放射性核素污染治理和环境修复提供一定参考。     

沉积物有效态磷对湖库富营养化的指示及适用性

为探究不同类型湖库沉积物有效态磷对富营养化的指示意义及适用范围,选取了12个不同水深、不同换水周期的湖泊和水库进行4季度的水样、沉积物样品采集,以SMT分级方法提取的氢氧化钠磷(Na OH-P)作为沉积物有效态磷,分析了湖库中沉积物和水相磷含量之间的关系.结果表明,12个湖库的沉积物和水相磷含量差别大,沉积物Na OH-P含量范围为86～584 mg·kg-1(均值263 mg·kg-1),总磷含量225～760 mg·kg-1(均值502 mg·kg-1);水体总磷含量范围为0. 02～0. 35mg·L-1(均值0. 11 mg·L-1); 12个湖库的水体叶绿素a含量差异也很大,分布范围为3～349μg·L-1(均值51μg·L-1);沉积物与对应的水相各形态磷含量之间的相关分析发现,沉积物有效态磷与水相磷含量之间的相关性高于沉积物总磷,Na OHP比总磷能更好地反映湖库的富营养化状态,然而只有在换水慢的浅水湖库中,这种沉积物Na OH-P与水相磷的相关性才达到显著水平,表明"换水周期"和"水体深度"是影响沉积物Na OH-P与水相磷含量相关关系的两个关键因子:在换水快或是深水的湖库中,即使沉积物有效态磷含量较高,但是受多种因素影响,沉积物Na OH-P与水相磷含量的相关关系可能并不显著,而在换水慢的浅水湖库中,沉积物作为源和汇频繁与水体磷进行交换,尤其是在夏季藻类暴发时期,对水相磷升高贡献大,成为该类水体富营养化问题易发生、难治理的潜在缓冲因子.     

典型汞污染河流生物膜和沉积物中汞的分布特征

为弄清汞污染历史河流水体、生物膜和沉积物中汞污染现状和潜在风险,本研究选择贵州省清镇市东门桥河为研究对象,采集河流水体、生物膜和沉积物样品,并测定其汞的形态含量。结果表明,东门桥河水体总汞(THg)、溶解态汞(DHg)和颗粒态汞(PHg)的平均含量分别为66.46±51.87 ng/L、10.67±5.15 ng/L和55.79±50.26 ng/L,PHg含量高达72%。生物膜中THg和MeHg的平均含量分别为9.38±12.39 mg/kg、19.58±22.21μg/kg;沉积物中THg和MeHg的平均含量分别为30.89±24.64 mg/kg、21.50±7.20μg/kg。水体和生物膜中汞的季节分布特征为夏季秋季春季。受清淤情况和市政污水排放的影响,随着采样点逐渐远离总排污口,水体汞含量呈现逐渐升高的趋势,而沉积物和生物膜的汞含量呈现出逐渐下降的趋势。     

汾河流域磷赋存形态及来源解析

汾河是山西省工农业生产和人民生活用水的主要水源,水质质量对整个流域的健康程度起着至关重要的作用,因此解析流域水质及其污染源能为流域水环境治理和管理提供基础数据和技术支持。文章以汾河流域为研究区,通过现场实测结合模型构建,分析该流域磷污染的赋存特征,量化磷的污染来源。结果表明：汾河流域水体总磷浓度范围在0.011～0.433 mg/L,平均值0.187 mg/L,上游磷含量满足水质Ⅱ类考核指标,中下游基本满足Ⅳ类考核指标;汾河流域水体中无机磷浓度在0.000～0.304 mg/L,平均值0.093 mg/L,有机磷浓度范围在0.011～0.295 mg/L,平均值0.094 mg/L,其中上游以有机磷为主,中下游有机磷、无机磷占比相当,这与沿河产业分布密切相关。沉积物中磷含量为63.9～492 mg/kg,平均值为257 mg/kg,属于轻度污染。总磷的沉积物-水分配系数为313～36 182 L/kg,总体呈现上游高下游低的趋势,特别是流量相对静止、沉积物有机质含量相对较高的汾河水库出口Kp较高。利用SWAT模型对汾河流域的总磷污染现状及污染源进行解析,城镇居民生活污水排放是汾河流域总...     

酸性矿山排水污染的水库水体酸化特征

矿业开发产生的酸性排水导致下游水体酸化,严重破坏水域生态平衡. 以受酸性矿山排水(Acid Mine Drainage,AMD)影响的水库水体为研究对象,通过对水库表层水、界面水和沉积物孔隙水中水质参数的变化进行分析,探讨水库水体酸化特征. 结果表明:表层水、界面水pH分别为3.22～3.38和2.70～3.02,水库上覆水体严重酸化,沿沉积物剖面向下酸化程度逐渐减弱;上游AMD在水库水体中存在自然净化过程,而表层沉积物可再次提高上覆水体酸度;沉积物孔隙水ρ(SO₄2-)极高(0.29～11.85 g/L)且在垂向剖面上变化波动较大,可能与沉积物中次生矿物的形成转化、季节及其他外界条件的变化有关.      

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。     

β-甘油磷酸钠修复含铀地下水

利用微模型实验,研究β-甘油磷酸钠修复含铀地下水的效果,监测厌氧培养过程中硝酸盐、硫酸盐、磷酸盐、pH值和铀浓度的变化,分析沉积物中铀的化学形态以及U （IV）的比例.结果表明：厌氧培养25d后,β-甘油磷酸钠组和甘油组的铀浓度分别从2.96,2.99mg/L降低到0.030,0.044mg/L,达到了我国《铀矿冶辐射防护和环境保护规定（GB23727-2009）》规定的排放标准.β-甘油磷酸钠作为碳源和磷源能够降低沉积物中可交换态和碳酸盐结合态铀的比例,并能提高沉积物中铁锰氧化物结合态,有机结合态和残渣态铀的比例;厌氧培养25d后,β-甘油磷酸钠组沉积物中U （IV）的比例达到了91.79%,比甘油组提高了28.82%,厌氧培养45d后,β-甘油磷酸钠组沉积物中U （IV）的比例基本保持不变,而甘油组则下降了7.98%.β-甘油磷酸钠作为碳源和磷源,能够促进U （VI）的生物还原和矿化从而将铀原位固定.     

扬水曝气器对水源水库水质改善及沉积物控制

研究了分层型深水水库(金盆水库)水体和沉积物的耗氧速率及沉积物原位释放状况,以及扬水曝气系统运行对水体和沉积物的原位改善效果.原位测定结果表明,金盆水库水体和沉积物耗氧速率处于较高水平分别为0.106~0.132mg/(L·d)和0.358~0.410mg/(L·d).在480h内,主库区沉积物Fe、TOC、TN和TP最大释放浓度达到2.3~2.7,4.4~5.2、3.0~3.3和0.165~0.224mg/L.扬水曝气系统运行时期,对作用区域水质和沉积物原位改善结果表明,水体中Fe、TOC、TN和TP浓度削减率分别达到78.6%、22.9%、47.8%和66.7%,其在沉积物中的浓度削减率分别为8.7%、17.4%、18.0%和17.4%.Biolog测定结果表明扬水曝气系统运行过程中,水体和表层沉积物的微生物活性都得到了增强.扬水曝气器系统是深水水库水质和沉积物原位改善的有效技术,且其现场应用已取得显著效果.     

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...     

冬季大黑汀水库沉积物-水界面氮磷赋存特征及交换通量

本文研究了大黑汀水库表层沉积物碳氮磷污染负荷及分布特征,利用Peeper （pore water equilibriums）技术获取沉积物-水界面氮磷剖面特征,分析大黑汀水库间隙水氮磷分布的空间差异;采集沉积物无扰动柱样用静态培养法对其水土界面氮磷交换速率进行估算.结果表明：沉积物中TN、TP和TOC的含量分别在729~5894mg/kg、1312~2439mg/kg和0.5%~5.6%之间,沉积物中氨氮（NH₄⁺-N）、硝酸盐氮（NO₃^--N）、亚硝酸盐氮（NO₂^--N）和活性磷（PO₄^3--P）含量分别在0.6~202.9、34.4~168.3、0.1~0.3和16.1~75.2mg/kg之间,主要表现为下游含量高于上游,空间分布特征明显;沉积物C/N表明该水库有机质主要来源于水体内部,与人类网箱养殖活动有关.间隙水中NH₄⁺-N和PO₄^3--P浓度远高于上覆水,表明大黑汀水库间隙水具有向上覆水体扩散营养盐的潜力.在垂直方向上间隙水中NH₄⁺-N浓度随深度的增加而变大,PO₄^3--P浓度具有在0~4cm快速增加,之后表现出逐渐降低的趋势.静态释放结果表明,沉积物-水界面NH₄⁺-N和PO₄^3--P的交换通量分别为3.5~110.5mg/（m²·d）和0.1~1.6mg/（m²·d）,NO₃^--N和NO₂^--N交换通量在-112.5~157.2mg/（m²·d）和0.04~0.94mg/（m²·d）之间.NH₄⁺-N、NO₃^--N和PO₄^3--P在下游表现出较高的释放速率.较高的沉积物内源负荷使得大黑汀水库沉积物具有较大的向上覆水释放营养盐的潜力,改善水库沉积物污染状况是治理大黑汀水库水体环境的必要之举.     

汤浦水库沉积物中铁、锰分布特征研究

以宁绍平原汤浦水库为研究对象,采用火焰原子吸收法对库区沉积物中Fe、Mn的垂向分布进行测定并采用地累积指数法对Mn的污染状况进行评价。结果表明,汤浦水库9个样点沉积物中,Fe、Mn含量分别为486.25～3 522.4 mg/kg、809.67～1 365.49 mg/kg。垂直剖面上,沉积物中Fe、Mn总体表现为表层富集的特性,即在表层含量最高,随着沉积物深度增加含量逐渐降低,到一定深度后含量保持稳定。水库沉积物中Mn高于浙江省宁绍平原土壤背景值,地累积指数法评价结果显示其为轻度污染水平,需要采取措施防止水体二次污染,保障水库水质安全。     

河北省天然水中铀本底水平调查

为了摸清河北省天然水中铀本底水平及饮用水中铀所致内照射剂量的估算,为环境保护、放射医学及地方病研究提供核素本底数据,我们于1983年对本省井水(包括自来水)、河水、水库水、温泉水及海水中铀浓度进行了分析测定。     

洞庭湖氮磷时空分布与水体营养状态特征

为揭示通江湖泊洞庭湖水体、沉积物营养盐的时空分布特征,分别于2012年1月和6月在入湖河道、湖区和出湖口共采集了13个具有代表性的水样和沉积物样品,分析了样品中氮、磷的含量及洞庭湖的营养水平. 结果表明,洞庭湖水体中ρ(TN)、ρ(TP)、ρ(NH₄+-N)和ρ(NO₃--N)全湖平均值分别为2.34、0.06、0.27和0.54mg/L,沉积物中w(TN)、w(TP)、w(NH₄+-N)、w(NO₃--N)全湖平均值分别为1220.47、678.97、28.94、4.41mg/kg. 氮、磷含量总体表现为入湖河口大于湖体和出湖口,并且入湖河流中以湘江支流较高,湖体以东洞庭湖区较高. 不同季节间的对比表明,水和沉积物样品中氮、磷含量均表现为6月高于1月,尤其水体中ρ(TN),6月显著高于1月(P<0.01). 洞庭湖全湖TLI(∑)(综合营养状态指数)平均值为45.93,分布规律与ρ(TN)、ρ(TP)一致. 与其他富营养化湖泊相比,洞庭湖ρ(TN)、ρ(TP)较高,但没有发生大面积水华,主要是因为其换水周期短、流速较大所致.      

库底排咸沟对控制海湾水库库水咸化的效应

河口海湾水库建成蓄水后,库底沉积物孔隙咸水影响库水的未来水质。文章选用河口海湾处典型沉积物中细沙,通过室内土柱盐分释放对比实验,从沉积物上覆水体盐分含量与沉积物-水界面盐分交换通量两方面探讨海湾水库蓄水前开挖排咸沟对抑制水体咸化的效果。实验设有三个土柱,分别在加入淡水前分别释出0mL、30mL、60mL孔隙咸水。结果表明,蓄水前释出沉积物孔隙咸水可以有效降低上覆水体盐分浓度,实验中后期三个柱的沉积物-水界面盐分浓度分别稳定在7.4 g/L、5.9 g/L、5.4 g/L左右;三个土柱中固液界面的盐分通量依次下降,并且释水量越多效果越明显。海湾水库蓄水前开挖排咸沟将有效抑制库水的咸化程度,如果结合抽排沉积物之上的高盐水效果更显著。研究结果可以为海湾水库水质咸化防治措施的决策提供依据。     

万峰湖水体和沉积物中汞的污染现状及风险评价

分析了万峰湖水体和沉积物中汞的污染现状以及汞含量分布状况,分别采用单因子污染指数法表征了水体中汞污染程度,地累积指数法和潜在生态危害指数法评价了沉积物中汞污染程度和潜在生态风险。结果表明,11个采样点水中汞含量为ND~0.034μg/L,平均值0.014μg/L,均符合国家地表水质量Ⅲ类标准;沉积物中汞含量为0.039~0.358 mg/kg,平均值0.169 mg/kg。从三江口—红村码头水和沉积物中汞含量均呈现波状起伏分布,分布趋势较一致。单因子评价法显示研究区水体中无汞污染,地累积指数法和潜在生态危害指数法显示所测样点沉积物中有82%无汞污染,45%生态风险很低。     

铀胁迫对2种植物荧光生理及累积特性的影响

针对放射性污染水体富集水生植物的筛选及核素处理能力关键技术问题,通过水培试验,研究了铀胁迫对水芹和铜钱草的生理特性、叶绿素荧光特性及吸收富集能力的影响。结果表明:(1)在55 mg/L铀处理下水芹和铜钱草的叶绿素a、叶绿素b和类胡萝卜素含量下降最为显著,与对照组相比分别下降了52.54%、65.27%、67.89%和63.20%、79.82%、45.19%,与对照组相比水芹和铜钱草最大光化学效率(Fv/Fm)分别下降了2.3%和1.3%,光和性能指数(PIABS)分别下降了24.3%和30.9%;(2)在铀处理下,2种植物的抗氧化酶系统均受到不同程度影响,SOD、POD和CAT活性均呈先升后降的趋势,在55 mg/L的铀处理下MDA含量达到最高,分别比对照上升了118.63%和91.72%。(3)水芹和铜钱草对铀的富集浓度在55 mg/L处理下达到最大,根、茎和叶各部铀浓度分别达到3 637.2、322.9、373.4 mg/kg和2 908.8、262.7、136.5 mg/kg;水芹和铜钱草对铀均有一定的富集能力和耐受性。