江汉平原黏土沉积物粒径与有机碳分布特征

该文以江汉平原不同埋藏深度的湖积、冲-湖积、残坡积3种沉积相黏土沉积物中的有机碳形态的分布特征为研究对象,通过测试钻孔沉积物粒径及TOC、HFOC、LFOC,分析不同沉积环境条件下有机碳的赋存特性及粒径组分对有机碳形态和含量的影响。结果表明:(1)湖积相钻孔A粒径频率曲线主要为单峰,沉积环境较稳定,TOC含量为1.72～17.71 mg/g,呈波动式逐渐降低;(2)冲积相钻孔B粒径频率曲线有单峰、双峰、三峰3种峰型,水动力条件不稳定,TOC含量为1.77～19.57 mg/g,不同深度含量差别较大;(3)坡积相钻孔C粒径频率曲线主要为双峰,TOC含量为1.44～4.37 mg/g,含量较低且具有波动性,受成土母质碳含量影响较大;(4)TOC和HFOC普遍与颗粒较细的粒径组分呈正相关,黏粒和细粉粒对沉积物有机碳存在较强的吸附作用,对有机碳的保存有重要的影响。     

江汉平原冲积相黏土沉积物有机碳的赋存特征

以江汉平原冲积相地层不同深度的黏土沉积物有机碳的形态特征为研究对象,通过沉积物粒径和黏土矿物组成分析沉积环境和孔隙水化学成分对有机碳形态的影响,并利用磷脂脂肪酸(PLFA)分析微生物的种类和含量及对有机碳的分解程度的影响。结果表明:(1)黏土沉积物的总有机碳(TOC)含量范围为1.77～19.57 g/kg;重组有机碳(HFOC)含量范围为1.60～17.79 g/kg;轻组有机碳(LFOC)含量范围为0.03～3.06 g/kg;黏土层孔隙水中的溶解性有机碳(DOC)含量范围为12.42～97.71μg/L。相对深层的沉积物有机碳以HFOC为主,HFOC对深层碳库的积累起着重要作用;(2)LFOC是孔隙水中DOC的来源之一;(3)微生物对LFOC的利用效率较高,微生物更偏向利用小分子有机酸和氨基酸(LFOC的组成成分)作为碳源,与LFOC呈显著负相关;(4)TOC和HFOC与黏粒组分呈正相关关系,它们与粉粒和细砂粒无相关性,黏粒是沉积物固定有机碳的重要组分;(5)蒙脱石与有机碳含量的相关性良好,存在较强的吸附作用。     

亚热带海湾表层沉积物对磷的吸附解析特征研究

磷在沉积物-水界面的吸附解析过程对水体富营养化具有重要影响,目前亚热带海湾沉积物对磷的吸附解析特征并不清楚,其自身的粒度组成和理化性质对沉积物磷吸附解析影响尚不明晰.本研究以3个主要入海河口区采集的表层沉积物为基础,通过吸附动力学和等温吸附试验,研究了不同粒径、pH和盐度等环境因子对磷吸附解析特征的影响规律.采用连续提取(SEDEX)法对沉积物吸附磷前后样品进行磷赋存形态分级,探讨沉积物对磷相应的吸附机制.结果表明：亚热带海湾入海河口区表层沉积物对磷的吸附动力学过程可用准二级动力学模型描述,等温吸附曲线符合Langmuir-交叉型模型.沉积物对磷的最大吸附量(Qm)范围为0.332～0.864 mg/g,沉积物磷的吸附/解吸平衡质量浓度(EPC₀)在0.076～0.150 mg/L之间.粒径较小的沉积物具有较强的磷吸附能力,海水酸碱度和盐度有利于沉积物磷吸附,吸附后的沉积物中可交换态磷(Ex-P)和铁结合态磷(Fe-P)含量明显增加,沉积物对磷的吸附过程同时存在物理吸附和化学吸附,且以物理吸附为主.研究显示,亚热带海湾表层沉积物较高含量的黏土矿物和高分子量的有机质...     

长江中下游浅水湖沉积物对磷的吸附特征--吸附等温线和吸附/解吸平衡质量浓度

研究了长江中下游几个浅水湖泊表层沉积物磷吸附等温线和沉积物对磷的吸附/解吸平衡质量浓度.结果表明沉积物对磷的吸附等温线同时符合Langmuir模型和Freundlich模型.据Langmuir模型计算,沉积物对磷的吸附容量为0.122～0.893 mg/g,且吸附容量与Al2O3,TFe2O3和有机磷(O-P)的含量均有较好的正相关关系.沉积物对磷的吸附存在吸附/解吸平衡点,不同沉积物在该点质量浓度为0.02～0.45 mg/L,有较大差异.该值与沉积物中总磷及无机磷有很好的正相关关系,与铁/铝磷及有机磷和有机质含量也有较好的正相关关系,而与钙磷及氧化钙只有较弱的正相关关系.结果还表明富营养化严重的湖泊,沉积物有向上覆水释放磷的趋势.     

海河干流表层沉积物总磷、总铁和有机质的含量及相关性分析

采用深水表层沉积物采样器采集海河干流8个断面的表层沉积物,测定不同粒径表层沉积物的总磷(TP)、总铁(TFe)和有机质(OM)含量,并采用多元线性回归分析方法对TP与TFe和OM含量进行相关性分析.结果表明:海河干流表层沉积物的颗粒组成除光华桥断面分布较均匀外,其余各断面主要以砂粒(>54%)为主;沉积物的TP含量为29.00～78.99 μmol/g,TFe含量为595.67～719.91 μmol/g,w(OM)为3.77%～8.79%;同一断面不同粉砂粒之间的TP,TFe和OM含量没有显著性差异(P>0.05),而不同断面之间的差异十分显著(P<0.01).TP与OM和TFe的相关分析结果显示:除金刚桥、外环河桥与中心桥外,其余断面的TP与TFe和OM均具有良好的相关性(R2>0.85).      

五里湖和贡湖不同粒径沉积物吸附磷实验研究

通过研究五里湖和贡湖不同粒径沉积物对磷的吸附动力学曲线和吸附等温曲线,分析了不同粒径沉积物氮、磷和有机质含量以及化学组成等理化特征对其吸附磷的影响,初步得出如下结论五里湖和贡湖不同粒径沉积物对磷的吸附动力学曲线和吸附等温曲线具有相似的变化趋势;贡湖沉积物每一粒级的吸附量、吸附速率和吸附效率均高于五里湖沉积物;各粒级的变化趋势均为粘粒级＞细砂粒级＞粗砂粒级＞粉砂粒级;各粒级中粉砂粒级SiO2含量最高,可能是造成其对磷的吸附量、吸附速率和吸附效率在各粒级中最低的原因.     

内蒙古段黄河沉积物对磷的吸附特征研究

研究了黄河干流内蒙古段6个地理位置的沉积物对磷的吸附行为, 并分析了沉积物组成及其理化性质与磷吸附特征的关系. 结果表明, 沉积物对磷的最大吸附量为43.64～85.46 　mg/kg, 吸附能力较弱. 各沉积物的吸附/解吸平衡磷浓度(EPC₀)范围在0.000 3～0.019 8　mg/L, 与可解吸的内源磷含量正相关, 与地理位置没有表现出相关性. 本研究条件下, 在石嘴山、乌拉特前旗、清水河断面, 沉积物对磷表现为“源"; 在乌海、临河、包头断面表现为“汇", 但释放量和吸附量不大. 内蒙古段黄河沉积物对磷吸附的Langmuir吸附常数K)与阳离子交换量(CEC)、有机质含量、粘土含量均呈正相关, 与平均粒径呈负相关. 活性态Fe含量与最大吸附量显著正相关, 是沉积物对磷的主要持留因素.     

洱海表层沉积物吸附磷特征

试验研究了洱海表层沉积物吸附磷动力学与等温吸附过程,探讨了总有机质与总钙对沉积物吸附磷参数的影响. 结果表明:①洱海表层沉积物对磷的吸附动力学过程均可分为2个阶段,即快速吸附阶段和慢速吸附阶段. 快速吸附阶段主要发生在0～0.5 h内,而慢速吸附阶段主要发生在0.5～5 h,所有沉积物均在5 h内基本达到吸附平衡. ②不同采样点沉积物对磷的Q_max(最大吸附容量,为904.60～1 420.34 mg/kg)及MBC(最大缓冲容量,为477.33～2 300.95 L/kg)均以西岸沉积物明显高于东岸,但其EPC₀(吸附-解吸平衡浓度,为0.015～0.068 mg/L)则相反. ③沉积物总有机质和总钙含量与其Q_max和V_max(最大吸附速率)呈显著正相关,但与EPC₀呈显著负相关. ④洱海表层沉积物吸附磷参数V_max和Q_max明显高于长江中下游浅水湖泊沉积物,而参数EPC₀较低. 因此,洱海沉积物释放风险较大但现今释放量较小,与洱海沉积物总有机质和总钙含量较高有关.      

南京城区路面沉积物中铅污染分析

通过实验研究的方法对南京城区不同位置路面沉积物的粒径以及其中重金属铅的含量进行了分析,结果表明,不同地区道路沉积物中粒径在0.1～0.25 mm的沉积物中铅的含量最高,沉积物中重金属铅的质量比在酸洗条件下为6.35～151.41 mg/kg,消解条件下为7.04～277.85 mg/kg,在中性水浸泡条件下未有铅检出,沉积物中铅的含量与沉积物的粒径有较大的关系,并且遵循粒径越小铅含量越高的规律。与国内其他城市路面沉积物中铅污染的研究结果相比,南京城区的路面沉积物铅污染程度中等。     

太湖不同营养水平湖区沉积物理化性质和磷的垂向变化

利用SMT标准测试程序对太湖3个不同营养水平湖区表层10 cm柱状沉积物进行磷赋存形态的垂向分析,并在此基础上讨论了沉积物有机质总量(w(OM)),细颗粒组成与磷赋存形态间的相关关系.结果表明,研究区各采样点沉积物的w(TP)平均值为437～1 650 mg/kg,最高为1 809 mg/kg; w(OM)平均值为17.93～38.76 mg/g;沉积物颗粒组成以粉砂和粘粒为主,占总量的49.64%～83.57%.不同湖区沉积物磷形态的垂向分布规律不同,总体上TP,无机磷(IP),铁铝结合态磷(Fe/Al-P)表现出在表层富集的现象, 钙结合态磷(Ca-P)和有机磷(OP)随深度的变化不大; w(OM)自表层向下逐渐降低. 无机磷占沉积物中总磷的比例较大,且其含量与Fe/Al-P的含量密切相关.Fe/Al-P占TP的比例随沉积物污染程度的增加而升高,是与人类活动密切相关的;有机质总量与OP显著相关;粘粒比例随污染程度的增加逐渐增大.      

长江流域沉积物中黑碳分布及其与多环芳烃的相关性研究

本文采用CTO-375法测定了长江流域主流及直流20个表层沉积物中黑碳的含量,探讨了沉积物中黑碳与粒度、总有机碳以及多环芳烃之间的关系。结果表明,长江流域沉积物中黑碳的含量范围在0.22~1.89mg/g之间,与粘土、粉砂及砂含量之间的相关性并不明显,说明粒度组成并不是控制BC分布的主要因素。BC与TOC之间的显著正相关性,表明BC与TOC有相似的来源,如人类活动、土壤流失。沉积物中BC与PAHs有较好的相关性,表明二者之间有相似的来源,同时也表明PAHs在研究区域沉积物中吸附主要由BC控制,这为研究多环芳烃在长江流域的环境归趋与影响因素等提供了新的信息。     

渤海湾潮滩不同粒径沉积物中多环芳烃的分布

利用湿筛分离的方法,将采自渤海湾潮间带的沉积物分成0.063mm 3个不同的粒径组分,测定其16种EPA规定的多环芳烃(PAHs)含量、总有机碳(TOC)和碳黑(BC)含量.结果表明,不同粒径沉积物中∑PAHs含量范围在714~4870ng/g之间.在岐口(TS3)沉积物中,∑PAHs含量最高值出现在0.063mm粒径组分中.所有站点沉积物的0.031~0.063mm粒径组分中∑PAHs含量均为最低.尽管如此,有机碳标准化∑PAHs含量则随着沉积物粒径的增大呈现增加趋势.不同粒径沉积物中∑PAHs含量与BC含量之间呈现显著正相关关系,而与有机碳(OC=TOC-BC)含量之间的相关性较差.因此,不同粒径沉积物中BC的分布很可能在其中扮演着更重要的作用.     

东海内陆架沉积物中黑碳分布及其与持久性有机污染物的相关性研究

本文采用化学热氧化法测定了25个东海内陆架表层沉积物中黑碳的含量,探讨了沉积物中黑碳与总有机碳、粒度以及持久性有机污染物之间的关系.结果表明,东海内陆架表层沉积物中黑碳的含量范围为0.21～0.88 mg.g-1.沉积物中黑碳和总有机碳之间没有显著的相关性,表明两者具有不同的来源.区域内沉积物在粒度上有明显的空间分异,黑碳的空间差异则较小,表明黑碳的沉积过程受颗粒物分选过程的影响较小.沉积物中多环芳烃和滴滴涕的含量与黑碳无显著的相关性,可能与东海内陆架环境中强烈的水动力过程和持久性有机污染物来源的复杂性有关.     

东海内陆架表层沉积物中黑碳的分布及来源

对东海内陆架表层沉积物中黑碳含量进行了分析,探讨了黑碳在东海内陆架不同区域的分布特征、影响因素及来源,并与长江口徐六径悬浮颗粒物中的黑碳进行了对比。结果显示,长江口徐六径悬浮颗粒物中黑碳的含量平均为1.68±0.51mg/g,且枯季浓度要高于洪季,这反映了燃烧活动的季节变化。黑碳在东海内陆架表层沉积物的分布具有明显的区域特征,近岸区域沉积物中的黑碳含量接近,且与粒径成负相关,并低于徐六径悬浮颗粒物中黑碳的含量,说明来自长江输入的黑碳主要以烟炱为主,并且部分粒径极小的颗粒未完全沉积下来;在123°E以东区域的表层沉积物中的黑碳含量分布较广,并与平均粒径成正相关,说明该区域主要以石墨态黑碳为主。另外,东海内陆架表层沉积物BC/TOC在0.11～0.55之间,因此在研究该区域碳循环过程中,不可忽视BC在不同区域的分布特征及类型差别。     

Contribution of black carbon to nonlinearity of sorption and desorption of acetochlor on sediment

In order to investigate the contribution of various black carbon (BC) contents to nonlinearity of sorption and desorption isotherms for acetochlor on sediment, equilibrium sorption and desorption isotherms were determined to measure sorption and desorption of acetochlor in sediment amended with various amounts of BC. In this paper, two types of BC referred to as BC400 and BC500 were prepared at 400°C and 500°C, respectively. Higher preparation temperature facilitated the formation of micropores on BC to enhance its sorption capacity. Increase of the BC content obviously increased the sorption amount and reduced the desorption amount for acetochlor. When the BC500 contents in total organic carbon (TOC) increased from 0 to 60%, Freundlich sorption coefficient (K _f) increased from 4.07 to 35.74, and desorption hysteresis became gradually obvious.When the content of BC in TOC was lower than 23%, the sorption isotherm had a significant linear correlation (p = 50.05). In case of desorption, a significant nonlinear change could be observed when the content of BC was up to 13%. Increase of BC content in the sediment would result in shifting the sorption-desorption isotherms from linearity to nonlinearity, which indicated that contribution of BC to nonlinear adsorption fraction became gradually remarkable.     

The relationship between the black carbon and bisphenol A in sea and river sediments (Southern Baltic)

This study was derived from field investigations to assess bisphenol A (BPA) concentrations in the sea and river sediments of the Gulf of Gdansk. Black carbon (BC) and total organic carbon (TOC) were identified as influencing factors on the accumulation. As a result of the transportation of BC with organic matter via rivers into the Gulf of Gdansk, the highest mean concentrations (11.26 ng BPA/(g dry weight (dw))), were determined in the sediments of river estuaries. Sediments in coastal stations were characterized by the lowest mean concentrations (5.73 ng BPA/(g dw)). TOC content below 0.1% determined the sorption of BPA on BC particles in sediments, and statistically significant correlation between the concentration of BPA and the BC/TOC ratio was found in these cases. In addition, dependency between the concentration of BPA and the content of BC was discovered in sediments where the BC/TOC ratio was > 0.33.     

Effects of different sediment fractions on sorption of galaxolide

Sorption isotherms of galaxolide (HHCB) of different fractions from two sediments with different mineral and organic carbon contents were determined to compare HHCB sorption behavior and contribution to the total sorption. The HHCB sorption isotherms that used the batch equilibration method were studied on different sediments of different fractions. The sorption isotherms of 600°C heating fractions were detailed using the linear model, while the other fractions were nonlinear and fitted well with the Freundlich model. The dissolved organic carbon (DOC) removed, NaOH extracted, and 375°C heating fractions showed more nonlinear sorption than the original sediments, which suggested more heterogeneous sorption sites in these fractions. Compared to the original sediments, the 375°C heating fractions had higher carbonnormalized distribution coefficient (K _oc) values, indicating a higher sorption affinity for HHCB. Among the different sediment fractions, the contribution of the 600°C heating fractions to the overall sorption were the lowest (< 20%), while the 375°C heating fractions were the highest (up to 85%).     

长江口滨岸带潮滩沉积物中菲的吸附特征

以菲为多环芳烃的代表物,对长江口滨岸带潮滩沉积物进行吸附实验,并研究不同盐度、营养盐和温度条件下和不同沉积物组分对吸附的影响.结果表明,Freundlich吸附等温线能较好的拟合实验值,其KFr值与各样点TOC含量变化趋势一致,而非线性特征随样品TOC含量升高及吸附能力的增强而降低.盐度对吸附略有影响,而对于TOC含量...     

不同粒径黄河沉积物中可提取腐殖质的含量分布及光谱特性

测定了黄河表层沉积物3种粒径组分（Ⅰ：100～300 μm;Ⅱ: 63～100 μm;Ⅲ: <63 μm）中总有机碳和可提取腐殖质的含量,分析了可提取腐殖质的紫外-可见吸收光谱、红外光谱和三维荧光光谱特征,探讨了不同粒径组分沉积物中可提取腐殖质含量分布及其化学组成特性.结果表明,沉积物有机质主要为粘土矿物吸附的天然腐殖质成分,总有机碳中可提取腐殖质的比例随沉积物有机质与矿物质相互作用的增强而降低,顺序为Ⅰ>Ⅱ>Ⅲ.3种粒径组分沉积物中可提取腐殖质的紫外-可见吸收光谱相似但相对峰强不同;红外光谱主要有5个吸收峰,各吸收峰面积百分含量的计算结果表明酚、醇及羧酸类官能团为主要的活性官能团,占可提取腐殖质组成的75%以上;三维荧光光谱主要有3个荧光峰,除了典型的类腐殖质荧光峰（峰A和峰C）外,还有源于小分子类蛋白或酚类物质的荧光峰（峰T′）.比较3种粒径组分沉积物中可提取腐殖质的紫外-可见、红外及三维荧光光谱的特征参数,发现Ⅰ、Ⅱ组分沉积物中可提取腐殖质的芳香度高,脂肪族和芳香族含量高于Ⅲ组分,而Ⅲ组分沉积物可提取腐殖质中酚、醇及羧酸类活性基团含量相对较高.