山东南四湖沉积物中汞的污染现状及迁移研究

通过测定南四湖及其入湖河流沉积物中总汞和形态含量,研究南四湖沉积物中汞的污染现状及空间迁移特征.南四湖表层沉积物中总汞含量为0.046 mg·kg-1,明显高于其环境背景值,表明南四湖受到一定程度的汞污染;沉积物中汞的形态主要以残渣态为主,占总汞含量的65.15%,非残渣态占总汞比例相对较小,依次为有机结合态(30.61%)、可提取态(2.93%)、铁锰氧化态(1.31%),其空间变化为独山湖区和昭阳湖区非残渣态汞含量较低,南阳湖区和微山湖区相对较高,具有一定的潜在生态危害;从水平方向来看,南四湖表层沉积物中汞含量具有明显差异,各湖区污染程度不同,汞在水平方向迁移较明显;垂直方向来看,从柱状沉积物底部到顶部汞的含量呈增加趋势,这可能与不同时期社会经济状况有关.     

典型城市河流表层沉积物中汞污染特征与生态风险

以北京市凉水河为研究对象,研究了典型城市河流表层沉积物中汞污染特征与生态风险.采用王水水浴消解法和BCR三步提取法分析沉积物中汞总量及其赋存形态特征,并利用潜在生态风险指数法和风险评估指数法评价汞的生态风险.结果表明,凉水河表层沉积物中总汞含量范围是0.018~3.48 mg·kg~(-1),平均值是0.974 mg·kg~(-1),多数样点高于北京市土壤背景值;表层沉积物中汞主要以残渣态(B4态)存在,平均含量为0.841 mg·kg~(-1),各形态汞所占比例顺序为:残渣态(B4态)可氧化态(B3态)可还原态(B2态)弱酸可溶解态(B1态),其中生物有效态汞占总汞的比例为23.21%.基于汞总量的潜在生态风险评价可知,凉水河各个河段表层沉积物中汞的潜在生态风险程度都处于很高水平(Ei平均值为565);但基于汞形态的生态风险评价可知,汞的生态风险都处于较低水平(B1所占比例平均值为4.80%).     

黄河沉积物磷形态沿程分布特征

应用淡水沉积物中磷形态的标准测试程序(SMT),分析了黄河干流从源头到渤海整个沿程中21个表层沉积物样品的磷形态沿程变化规律和分布特征,并分析了沉积物中磷的来源和释放潜力.研究结果表明,沉积物中总磷(TP)含量范围在594.4～956.9mg·kg-1,最小值和最大值分别出现在三门峡和兴县.无机磷(IP)含量范围在475.2～944.2mg·kg-1,占TP的81.17%～96.74%.有机磷(OP)含量范围在27.3～108.0mg·kg-1,占TP的3.26%～18.83%.TP分布主要受IP控制.在IP中,钙结合态磷(HCI-P)是主要部分,含量范围在445.6～891.7mg·kg-1,占IP的94.16%～98.81%;铁/铝结合态磷(NaOH-P)含量范围在10.1～37.2 mg·kg-1,仅占IP的1.19%～5.84%.黄河沉积物向上覆水体释放磷的潜力不大.黄河沉积物中NaOH-P含量与活性态(Fe+Al)含量有显著的正相关关系,但玛多和兴海的沉积物具有特殊性.不同地点黄河沉积物的磷形态分布情况与区域磷污染状况及其地质环境条件有关.     

贵阳市阿哈湖水体和沉积物间隙水中汞的含量和形态分布初步研究

为了弄清楚酸性矿井废水的排放是否对阿哈湖造成了汞污染,研究了阿哈湖中汞的各种赋存形态(包括溶解气态汞、活性汞、颗粒态汞、溶解态汞、溶解态甲基汞、颗粒态甲基汞以及沉积物间隙水体的溶解态汞、溶解态甲基汞)及其在水体和沉积物间隙水中的剖面分布.结果显示,阿哈湖水体中溶解气态汞的浓度为0.04～0.09ng·L-1,活性汞浓度为0.2～1.1ng·L-1,总汞浓度为2.08～19.14 ng·L-1,甲基汞浓度为0.002～0.43 ng·L-1;在沉积物间隙水体中溶解态汞浓度为1.72～19.12 ng·L-1,溶解态甲基汞浓度为0.03～1.57 ng·L-1.实验数据表明,溶解态甲基汞浓度在沉积物下2～5 cm处最高,随着深度增加而逐渐降低,其与硫酸盐还原菌(SRB)分布呈现较好的吻合,说明水体-沉积物界面是甲基汞的产生地点;并且在沉积物中高浓度硫酸根浓度高达1100 mg·L-1的条件下,硫酸根浓度与甲基汞浓度依然一致.     

黄浦江江水和沉积物中汞的分布和形态特征

黄浦江江水的总汞、溶解态汞和颗粒汞含量变化较大,其平均值分别为(0.4±0.44)ng/mL、(0.27±0.42)ng/mL和(0.13±0.10)ng/mL,江水中汞以溶解态汞为主.黄浦江沉积物的总汞含量为70.52ng/g～387.30ng/g,平均汞含量为(204.03±97.41)ng/g.江水和沉积物中汞的沿江分布具有中游高,上游和下游低的特征,西渡—南浦大桥江段汞含量为整个黄浦江最高的江段,汞的分布特征与两岸工农业布局相一致.沉积物总汞与有机质显著相关,沉积物中高汞含量的地点都在高水汞点的下游,与河流的动力沉积特点一致.沉积物中汞以可交换态、腐殖酸结合态、残渣态为主,少量为碳酸盐结合态.从上游到下游,沉积物中可交换态汞具有两端高中间低的特点,而残渣态汞与此相反.在剖面方向上,沉积物中的汞主要集中在残渣态,少量为腐殖酸结合态,可交换态及碳酸盐结合态,随着深度增加残渣态所占比例不规则增加.愈接近长江口,沉积物中的重金属愈容易被重新激活.     

秋夏季黄河三角洲湿地土壤汞和甲基汞的变化

汞在湿地中的行为对湿地水生生物健康具有重要影响.于2011年和2012年分别采集干(夏初)湿(秋季)季节黄河三角洲湿地土壤样品,分析不同季节汞与甲基汞的含量差异和垂直变化.秋季总汞平均含量为0.064 mg·kg-1;夏季为0.027 mg·kg-1,总汞含量平均减少57%,湿地由积水到干旱过程中导致汞的释放.秋季各点位0~10 cm深甲基汞平均含量为0.28μg·kg-1,夏季甲基汞平均含量为0.066μg·kg-1,各点位含量平均减少76%.在秋季受湿地淹水影响,利于甲基汞的形成,水分减少和湿地干旱导致土壤中的甲基汞减少.在垂直方向上,夏季与秋季相比总汞在0~10 cm深度都有减少,土壤中的汞发生释放,因此,湿地在秋季表现为汇,而在春夏季为大气汞的源.硫酸盐还原细菌的含量秋季远高于夏季,在夏季硫酸盐还原菌与甲基汞和甲基化率均显著相关,硫酸盐还原菌、淹水环境、有机物质都会影响甲基汞产生和分布.     

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.     

中国北方燃煤型和工业复合型城市汞污染对比研究

文章研究了中国北方燃煤型城市长春市和工业复合型城市葫芦岛市汞污染状况。长春市表层土壤汞含量为0.030~0.272 mg.kg-1,土壤汞具有从市中心向城市外围递减的趋势;葫芦岛市土壤汞污染严重,表层土壤汞含量为0.055~14.575mg.kg-1,土壤表层汞含量以锌冶炼厂和氯碱厂及其附近为中心,向外围辐散降低,呈双中心分布;燃煤型城市长春市水中汞含量为0.089~0.567μg.L-1,沉积物汞含量0.042~3.183 mg.kg-1;葫芦岛市历史上受纳氯碱厂污水的五里河水中汞含量0.102~0.716μg.L-1,沉积物汞含量0.254~52.510 mg.kg-1。工业城市汞污染是我国汞污染最重的地区之一,其生态风险应引起重视。     

松花江沉积物汞的新变化:分布、演化与现状及潜在生态风险评估

分析了第二松花江中下游和松花江干流表层沉积物中总汞的含量水平和分布规律,同期采集了牡丹江、黑龙江沉积物作为对照,并采用地累积指数法以及潜在生态风险指数法,初步评价了松花江沉积物中汞的污染状况和潜在的生态风险.结果表明,松花江10个断面沉积物总汞含量范围0.029~1.317 mg·kg~(-1),均值0.183 mg·kg~(-1).第二松花江3个典型断面沉积物总汞含量均显著高于松花江干流的7个典型断面(P0.05).地累积指数(Igeo)及潜在生态风险指数(Er)表明第二松花江3个典型断面沉积物汞污染程度为偏中度至重度污染,存在高度生态风险;松花江干流7个典型断面为轻度污染,具有较高生态风险.近10年松花江沉积物汞含量变化及空间分布结果显示,现阶段第二松花江沉积物汞含量有所下降,但松花江干流个别江段沉积物汞含量有所上升,应引起重视.     

干湿循环对三峡支流消落带沉积物中可转化态氮及其形态分布的影响

水体富营养化的形成与沉积物中氮素的"源-汇"关系密切,本研究选取三峡典型支流澎溪河消落带上、中、下这3个水文断面,160 m和170 m两个水位高程,0~20、20~40、40~60、60~80、80~100 cm共5个深度的沉积物样品,通过研究其总可转化态氮(TF-N)与各形态可转化态氮含量及分布特征,旨在揭示周期性水位变化对消落带沉积物氮释放的影响.结果表明,澎溪河消落带沉积物总氮含量在313.02~3 255.53 mg·kg-1之间,空间分布上呈上站位(渠口)中站位(高阳)下站位(双江)的趋势;总可转化态氮含量范围为288.54~1 123.27mg·kg-1,均值为639.40 mg·kg-1,空间分布趋势与总氮一致;TF-N中各形态氮的大小顺序为:OSF-N(有机态和硫化物结合态)IMOF-N(铁锰结合态)CF-N(碳酸盐结合态)IEF-N(离子交换态).沉积物中TF-N主要以OSF-N(50.9%)和IMOF-N(33.3%)形态存在.OSF-N很难释放,不易参与氮循环.IMOF-N受水文条件影响显著,表现为在低水位高程和下采样站位沉积物中含量更低.淹水胁迫、水体富营养化等情况下氧含量较低,相对还原条件下有利于其向水体释放.而TF-N及其形态分布在垂直深度上无显著差异.可见,三峡库区特殊调蓄水制度加速了澎溪河下游、低水位高程消落带沉积物中IMOF-N向水体的释放.     

节肢动物体内的总汞和甲基汞含量研究

分析了汞污染区河流沿岸草本植物及节肢动物样品中的汞含量.结果表明,节肢动物飞蝗、中华蚱蜢总汞含量分别为0 .032～0 .402 mg·kg^-1、0 .023～0 .362 mg·kg^-1,高于非污染区1个数量级.飞蝗、中华蚱蜢甲基汞含量分别为0 .003～0 .031mg·kg^-1、0 .004～0 .015 mg·kg^-1,占总汞比例分别为3 .5%～49 .7%和2 .0%～44 .4%.飞蝗、中华蚱蜢体内（一级消费者）汞含量低于其食物草本植物,与未受污染地区不同;螳螂体内（二级消费者）汞明显累积.飞蝗体内总汞含量随着个体长度增长呈下降的趋势,在中华蚱蜢体内则先增长后下降,甲基汞随着个体长度增长呈上升趋势;节肢动物个体不同部位中汞含量明显不同,腹>胸>头.节肢动物体内汞和甲基汞可能导致野生鸟类、家禽、两栖类生态风险.     

崇明东滩湿地沉积物中汞累积特征及其影响因素研究

湿地是汞的活性库,研究湿地汞的累积特征对揭示湿地汞生物地球化学过程及其生态效应等均具有重要意义. 通过分析崇明东滩沉积物汞累积特征,为进一步深入研究湿地汞的地球化学循环和湿地环境保护提供依据. 采集了崇明东滩湿地高潮滩、中潮滩、中潮滩植被带前缘3个柱状沉积物样品,测得沉积物中w(Hg)为0.015～0.315 mg/kg. 利用地累积指数法对潮滩沉积物中汞的污染状况进行了评价,结果表明:崇明东滩沉积物存在轻度的汞污染. 同时对w(Fe),w(Mn),w(有机质)及粒度等理化参数进行了测定. 采用相关性分析,探讨沉积物中w(有机质),w(Fe),w(Mn)和粒度对沉积物汞累积的影响,指出有机质和铁、锰循环是影响沉积物中汞累积的主导因素,而粒度不是控制因素.      

贵州草海底栖动物汞分布及其对沉积物汞的响应特征

以国家自然保护区贵州草海湿地为研究对象,系统采集草海湖中深水区和湖边浅水区生长的底栖动物,测定其总汞和甲基汞,探讨底栖动物汞和甲基汞分布特征及其对沉积物汞的响应特征,并评估了其面临的汞污染风险.结果表明,底栖动物总汞含量范围为0.51~46.55 ng·g~(-1)(均值7.82 ng·g~(-1)),甲基汞含量范围为0.04~27.71 ng·g~(-1)(均值4.31 ng·g~(-1)),低于其他自然保护区报道的底栖动物的汞含量.对比发现,夏季底栖动物总汞和甲基汞含量均高于其他季节;湖边点底栖动物总汞和甲基汞含量均高于湖中点同种类底栖动物汞含量,这与沉积物中甲基汞含量的空间分布特征一致,却与沉积物总汞含量空间分布特征相反,且中华圆田螺甲基汞含量与沉积物甲基汞含量呈显著相关(r=0.52,P0.05),表明湖边浅水区沉积物汞的甲基化程度、生物可利用性都明显高于湖中深水区.湖中湖边沉积物有机质的含量差异以及湖边沉积物存在干湿交替可能导致了这种明显的差异.底栖动物对水体或沉积物总汞和甲基汞的富集系数均较高,这些高富集系数足以引起对草海湿地水生食物链中汞污染风险的重视.     

贵州典型城市河流表层沉积物汞生态风险研究

遵义湘江河是流经遵义市主城区的典型城市河流,为评价遵义湘江河的汞污染状况,系统采集河流表层底泥并进行分析。结果表明:沉积物汞含量为0.131~3.132 mg/kg,平均汞含量为1.049 mg/kg,河水和沉积物汞含量上游低于下游,汞含量与流经市区距离呈显著正相关。沉积物的甲基汞含量为2.1~31.4 ng/g,占总汞的比例为1.11%~1.87%,略高于其他地区。汞的BCR形态分析表明,沉积物中的汞主要以残渣态为主。生态风险分析表明,湘江河属于轻度污染但存在较大的潜在生态风险。     

巢湖东区底泥污染物分布特征及评价

测定了巢湖东区底泥样品中有机质、总氮、总磷、铅、铜、铬和锌的含量,其中,表层w(有机质),w(总氮)和w(总磷)的平均值分别为2 016%,0 108%和0 053%;w(Pb),w(Cu),w(Cr)和w(Zn)的平均值分别为40 2,40 1,79 2和123 8mg kg。研究了底泥污染物的垂直分布特征,其一般规律是严重污染层高于污染过渡层,污染过渡层高于正常湖泥层。用潜在生态危害系数法对底泥重金属污染作了评价,结果表明,巢湖东区底泥重金属含量高于安徽土壤背景值,但仍属于低生态危害。对有机质与其他污染物之间的关系作了相关分析,其中w(总氮)(y,%)与w(有机质)(x,%)之间的线性方程为:y=0 1194+0 0475x,相关系数0 975,线性高度显著,说明总氮与有机质具有同源性。底泥中的w(C) w(N)为18.62,w(N) w(P)为2 12,与其他富营养化湖泊比较,没有显著差异。有机指数均高于底泥肥污染标准。      

巢湖杭埠-丰乐河汞的污染特征及生态风险

通过对水样、沉积物和背角无齿蚌中汞含量的测定,研究杭埠-丰乐河汞的污染特征,并利用单项污染指数法、地累积指数法评估了汞的生态风险.结果表明：水样总汞的浓度为0.04～0.20μg/L（均值为0.10μg/L）,H5、H9、F2、S4和S5处水样中汞含量超过地表水Ⅲ类限值.沉积物中汞、甲基汞含量分别为29.13～251.49μg/kg（均值为65.42μg/kg）和0.22～3.31μg/kg（均值为0.68μg/kg）,H5、H9和F2处沉积物中汞为轻度污染,S4、S5为偏中度污染,工业排污是主要污染来源.背角无齿蚌中汞、甲基汞含量分别为101.34～171.15μg/kg（干重）和54.22～89.63μg/kg（干重）,均符合GB18406.4-2001中汞的限量要求.背角无齿蚌对汞和甲基汞均有明显的富集,其组织对汞的积累也具有明显选择性（浓度高低依次为：外套膜 > 内脏 > 腮和肌肉）.背角无齿蚌中汞含量与水和沉积物中汞含量相关性良好,表明背角无齿蚌作为指示生物其生物监测结果可进一步验证水和沉积物中的汞污染水平.     

西溪湿地底泥氮、磷和有机质含量竖向分布规律

利用特制的取样器从西溪湿地钻取连续完整的底泥试样,对不同深度底泥中总氮(TN)、总磷(TP)和有机质(OM)含量进行测试;通过TN、TP、OM在表层底泥、底泥孔隙水和上覆水体中含量变化的分析结果,并运用有机指数法对该湿地底泥的污染程度进行了评价.结果表明,该湿地60cm深度以内的底泥为轻度~中度污染,属于活性层;埋深大于60cm的底泥未受污染或者污染较轻,属于相对稳定层;TN、TP、OM在垂向上的变化呈显著相关关系.TN、TP在底泥孔隙水中的含量显著高于在上覆水体中的含量;由于存在浓度梯度,底泥孔隙水中的氮、磷及其他有机污染物会释放到上覆水体中去,只实施换水处理难以根除湿地水体富营养化的问题.对作为内污染源的底泥,疏浚应是一种更有效的治理措施,60cm活性层深度可作为该湿地疏浚参考深度.     

洱海沉积物中不同形态氮的时空分布特征

为揭示沉积物中氮形态变化的影响因素及其生态效应,对洱海表层沉积物中不同形态氮的空间分布和季节性变化特征进行了研究. 结果表明:洱海表层沉积物中w(TN)在2354～6174mg/kg之间,空间分布呈湖区北部＞南部＞中部的趋势;w(TTN) (TTN为可交换态氮)在1158～2921mg/kg之间,占w(TN)的43%,其分布趋势与w(TN)相同;各形态TTN表现为SOEF-N(强氧化剂可提取态氮,w为974～2515mg/kg)＞WAEF-N(弱酸可提取态氮,w为91～210mg/kg)＞SAEF-N(强碱可提取态氮,w为38～198mg/kg)＞IEF-N(离子交换态氮,w为66～130mg/kg),w(WAEF-N)和w(IEF-N)的分布趋势与w(TTN)相同,w(SAEF-N)中部较高,w(SOEF-N)南部较高. 沉积物中w(TN)和w(NTN)(NTN为非转化态氮)7月较高,TTN及其各形态氮质量分数1月较高. 不同形态氮质量分数随沉积物深度的增加均呈下降趋势,NTN的富集速率高于TN. 洱海沉积物中w(TN)高于长江中下游湖泊,表层TN富集明显. 沉积物氮释放风险较大,但其w(TTN)和w(IEF-N)占w(TN)的比例低于长江中下游湖泊,即洱海沉积物氮释放量小于长江中下游湖泊;洱海沉积物中各形态氮质量分数与w(TOM)均呈显著正相关,与水深呈负相关,显示有机态氮与有机质同步沉积且受外源输入影响较大,w(IEF-N)分布同时受水生植物等影响.      

南四湖及主要入湖河流表层沉积物对磷酸盐的吸附特征

研究了南四湖及其主要河流人湖口18个表层沉积物对磷的吸附能力、吸附动力学及其吸附等温线,并对湖区沉积物对磷吸附特征及其理化特征之间的关系进行了探讨.结果表明,对于处于不同营养水平的沉积物,对磷酸盐的吸附具有一致的特征.在前10h沉积物对磷酸盐的吸附量基本达到或超过平衡吸附量的80%,并且在0～1.0 h内吸附反应迅速.在本研究条件下,表层沉积物的cEPC的变化范围为0.010～0.157mg·L-1, Qmax的变化范围是86.74～118.32 mg·kg-1, TQmax的变化范围是99.97～281.11 mg·kg-1·cEPC、NAP、m、Qmax和TQmax与Ads-P都具有显著的正相关关系,沉积物Ads-P含量可以作为指导南四湖水体污染程度的一项指标. m与TQmax之间具有显著的正相关性,吸附效率不仅体现的是对外来磷的吸附效率,还应当包含对本身释放磷的再吸附的效率.对于南四湖沉积物TQmax、NAP和Qmax起到同样的贡献.沉积物的NAP与cEPC之间呈显著正相关性,总的趋势就是,当上覆水中磷含量相等时,具有高的NAP的沉积物易于向上覆水体释磷,反之具有较低NAP的沉积物易从水中吸附磷.