武汉东湖近代沉积物中总氮、总磷与生物硅沉积与营养演化的动态过程

选择富营养化程度较高的武汉东湖作为研究对象,于2011年对其中4个子湖湖心的沉积物进行了采集,并分析了沉积物中总氮、总磷与生物硅含量。结果表明：对照东湖沉积速率（约0.33 cm·a-1）,在底层41～50 cm（1860—1890年）与31～40 cm（1890—1920年）,东湖4处子湖氮、磷、硅基本为湖泊自然沉积;在中层21～30 cm（1920—1950年）,人类活动有所增强,沉积有所变化;表层沉积物0～10 cm（1980—2010年）、11～20 cm（1950—1980年）中氮、磷、硅沉积普遍上升,这一时期对应着东湖人类干扰活动的普遍增加。对东湖4个子湖的沉积物氮、磷与硅的对比研究表明：人类活动增加了对东湖氮、磷的排放,促进了东湖硅藻的生长及硅的消耗,东湖不同子湖之间氮、磷、硅的沉积存在着明显差异,这可能与人类活动的影响差异有关。     

武汉严东湖近代沉积物中总氮、总磷与生物硅沉积及营养演化的动态过程

选择武汉近郊一中型浅水湖泊——严东湖为研究对象,对其进行了2个柱状沉积物的总氮、总磷、生物硅含量测试。结果表明：严东湖表层沉积物中总氮、生物硅含量总体均有所上升,而总磷近代含量有所下降。近代以来,硅藻的生长消耗了水体大量的硅与磷,表现为生物硅含量的显著上升,严东湖的营养程度有所上升。硅藻的生长与沉积影响到湖泊的沉积系统与过程,使营养盐比例与结构发生了变化,导致严东湖水体出现硅限制。     

杭州西湖湖湾生物硅沉积测定与营养演化的过程

选择杭州西湖3处湖湾——茅家埠、乌龟潭、浴鹄湾作为研究对象,通过3处湖湾多点浅钻的表层沉积物生物硅质量分数测试,通过底泥分析西湖疏浚与水环境治理措施的效果。研究发现：对照西湖沉积速率（4mm／a）,3处湖湾表层沉积物中生物硅质量分数高低依次为茅家埠、乌龟潭与浴鹄湾。近10年来不同湖湾沉积物中生物硅沉积含量相差较大,这一时期正对应着西湖综合环境整治工程。对西湖3个湖湾表层沉积物中生物硅质量分数研究表明：西湖水体中的氮、磷、硅促进了硅藻的生长与硅的消耗,不同湖湾之间生物硅沉积存在着明显差异,这可能与人类活动的影响差异有关。     

长江中下游湖泊沉积物酶活性及其与富营养化的关系

为揭示富营养化湖泊沉积物营养物分解合成过程的生物化学机制,研究了长江中下游6个浅水湖泊沉积物氮、磷、有机质和铵氮含量,水解酶、氧化还原酶活性,微生物种类与数量及之间的关系.结果表明:大通湖、珊珀湖、赛城湖和军山湖等养殖型湖泊,污染严重,其沉积物脲酶活性明显高于污染程度轻的大型湖泊鄱阳湖和洞庭湖,且与沉积物总氮(TN)、有机质(OM)含量呈极显著正相关(r=885,P<0.01;r=0.900,P<0.01);沉积物碱性磷酸酶(APA)活性与总磷(TP)含量呈极显著正相关(r=0.986,P<0.01).湖泊沉积物过氧化氢酶、多酚氧化酶与过氧化物酶活性变化趋势相近,分布状况与湖泊污染程度、人类活动干扰程度等紧密相连.湖泊沉积物微生物以细菌为主,放线菌次之,真菌最少.各湖泊氨化细菌数量差异较小,而反硝化细菌数量差异较大,反硝化细菌可能是导致该区域湖泊沉积物氮素累积的重要生物指示因子,可以作为反映湖泊富营养化程度的生物指示因子.     

惠州白盆珠水库沉积物营养元素时空变化特征及源解析

为了探究自然过程和人类活动对水库水环境演变过程的影响,采集广东惠州白盆珠水库表层沉积物和沉积柱样品,测定表层沉积物总氮(TN)、总磷(TP)和总有机碳(TOC)含量,将水库划分为入库区、中部区和近坝区,分析表层沉积物的营养元素空间分布特征;利用放射性核素(~(210)Pb)和稳定初始放射性通量(CIC)模式为长度为27 cm的沉积柱建立年代序列,测定沉积柱TN、TP、TOC含量,碳稳定同位素(δ~(13)C)值和粒径垂向分布特征,分析营养元素时间分布特征及来源。结果表明:表层沉积物TN、TP和TOC含量分别在水库3个区域间无显著性差异(P0.05),营养物质污染程度低;沉积柱沉积历史约53年,平均沉积速率为0.5 cm·a~(-1);沉积柱TN、TP和TOC含量垂向分布特征可分为3个阶段:1983年之前含量均保持相对稳定,1984—2004年受人类活动影响而逐渐增加,2005—2018年呈先减小后逐渐增加趋势;沉积柱的总有机碳与总氮比值(C/N)和δ~(13)C指示沉积物中的有机质为陆源和内源的混合来源,由于白盆珠水库具有供水功能,以及流域内水土流失控制措施,陆源有机质占比与珠江三角洲其他水库相比较低,约占50%。     

洞庭湖不同形态氮、磷和叶绿素a浓度的时空分布特征

洞庭湖水体主要污染物为氮和磷,而有关洞庭湖营养盐赋存形态与叶绿素a的关系鲜有报道。为研究洞庭湖氮与磷的时空分布特征及其对叶绿素a(Chl-a)的影响,2017年在洞庭湖湖体、出湖口及8条入湖河流共20个断面采集了水样,分析了水体中不同形态氮、磷和Chl-a的质量浓度。结果表明,洞庭湖水体中总氮(TN)、溶解态总氮(DTN)、氨氮(NH_4~+-N)、硝酸盐氮(NO_3~--N)质量浓度年均值分别为1.83、1.69、0.26、1.27 mg·L~(-1),总磷(TP)、溶解态总磷(DTP)、磷酸盐(DPO)、颗粒态磷(PP)质量浓度年均值分别为0.081、0.059、0.049、0.022 mg·L~(-1),Chl-a质量浓度平均值为4.84μg·L~(-1)。空间分布上,各形态氮和磷的质量浓度总体表现为:入湖口出湖口湖体,其中,区间入湖口水体中ρ(TN)、ρ(NH_4~+-N)、ρ(TP)、ρ(PP)最高,而ρ(NO_3~--N)、ρ(DTP)、ρ(DPO)在松滋口最高。ρ(Chl-a)表现为区间湖体出湖口松滋口四水。时间分布上,各形态氮与磷的质量浓度具有明显的季节变化特征,均表现为枯水期平水期丰水期;ρ(Chl-a)总体上呈现丰水期平水期枯水期的趋势。可见入湖河流对洞庭湖氮与磷的时空分布起了至关重要的作用,入湖污染负荷和人类活动(包括采沙和生产生活)是洞庭湖氮与磷空间分布的重要影响因素,而入湖水量可在一定程度上解释洞庭湖氮与磷的时间分布。总体而言,洞庭湖未出现明显的富营养化现象,这可能得益于其独特的水文条件(水循环周期短,流速较快),但流速较低的六门闸和大小西湖断面ρ(Chl-a)较高,夏季水华频发,应引起高度重视。     

冰封期湿地沉积物碳、氮、磷分布及污染评价

为研究冰封期湿地沉积物污染的变化规律和主要来源,采集了包头南海湿地南海湖中20个点位的沉积物,研究分析总有机碳(TOC)、总氮(TN)和总磷(TP)的空间分布特征,并对其污染进行评价.结果表明,随着采样深度的增加,沉积物污染物的含量均在逐渐降低,且在表层中累积明显;水平分布主要受进出水口、人类活动、水体流动、外源输入、沉积物-水界面物质交换等影响,呈现一定规律.沉积物中C/N均值为10.44,说明南海湖有机物主要以外源有机质为主.此外,由相关性分析得出,沉积物中TOC、TN、TP含量两两具有极显著正相关关系(P0.01,n=20),由此说明C、N、P具有同源性.由评价结果可知,高寒旱区湖泊与其他平原浅水湖泊的碳、氮、磷沉积特征存在明显差异.     

水源生态净化系统沉积物中营养盐空间分布特征及污染评价

对盐龙湖水源生态净化系统预处理区、挺水植物区、沉水植物区及深度净化区沉积物中营养盐内源负荷及氮、磷的形态空间分布特征展开研究,并评价不同单元沉积物营养盐污染状况.结果表明:盐龙湖表层沉积物总氮(TN)、总磷(TP)、有机质(OM)含量范围分别为156. 43—1130. 00 mg·kg~(-1)、615. 23—1580.66 mg·kg~(-1)、5.00%—49.04%.盐龙湖TP含量在预处理单元的沉积物中最高(1508.09 mg·kg~(-1)),在挺水植物区B的沉积物中最低(932.30 mg·kg~(-1)),而TN和OM含量都在挺水植物区A的沉积物中达到顶峰(1126.91 mg·kg~(-1),48.89%),在深度净化区的沉积物中最低(272.47 mg·kg~(-1),5.23%).闭蓄态磷(Abs-P)的含量占总磷(TP)比例最多(75.3%—82.3%),易解析磷(Exch-P)占TP比例均不超过1%;顺水流方向,铁结合态磷(Fe-P)和铝结合态磷(Al-P)含量呈下降的趋势,而Exch-P和钙磷(Ca-P)呈U字型先减后增.弱酸可提取态氮(WAEF-N)占可转化态氮(TTN)比例最高(45.3%—68.94%),强氧化剂可提取态氮(SOEF-N)占TTN比例最低(10.45%—19.08%),沉积物TTN中各形态氮含量分布次序为弱酸可提取态氮(WAEF-N)强碱可提取态氮(SAEF-N)离子交换态氮(IEF-N)强氧化剂可提取态氮(SOEF-N).通过单一因子标准指数法、综合污染指数、有机氮和有机指数法进行评价,发现在预处理区和挺水植物区A营养盐污染最严重,其他处理单元也有不同程度的污染,深度净化区污染程度最低.     

金盆水库表层沉积物中营养盐分布特征与污染评价

为探究西安黑河金盆水库表层沉积物中营养盐的分布特征及其污染状况,本研究测定了表层沉积物中总氮(TN)、总磷(TP)和有机质(OM)的含量,并与其它湖库进行比较,分析了TN、TP和OM的相关性,并探究了表层沉积物中营养元素的来源及其污染状况.结果表明,TN平均含量为1132 mg·kg~(-1),TP平均含量为1131 mg·kg~(-1),OM平均含量为7.02%,三者空间变化趋势基本一致,从上游至库区,含量先减小后增加.与其它湖库相比,金盆水库表层沉积物中TN含量相对较小,TP和OM含量均处于中等水平.TOC/TN值表明,水库表层沉积物中OM均来源于高等陆生植物.TOC与TN、TP均存在显著的相关性,且与TN相关性更高,表明金盆水库表层沉积物有机质的矿化过程与氮、磷,尤其是氮的物质来源和沉积变化过程关系更为密切.根据沉积物质量评价指南,TN、TP和TOC含量均达到最低级别,说明金盆水库已受到一定程度的污染.     

鼎湖山5种森林土壤的无机氮和有效磷含量

研究了鼎湖25种森林--马尾松林(PF)、针阔叶混交林(混交林,MF)、季风常绿阔叶林(季风林,BF)、沟谷雨林(RF)和山地常绿阔叶林(山地林,MMF)下土壤无机氮(铵态氮NH4+-N+硝态氮NO3--N)和有效磷含量的垂直分布情况.5种森林分4个土层(0～10 cm、10～20 cm、20～40 cm和40～60 cm)进行比较.结果表明,无机氮、有效磷含量因不同森林类型而异.但都表现为:随着土层的加深,无机氮、有效磷呈减少的趋势,但无机氮与有效磷之比呈增加的趋势.随着森林的演替(马尾松林→混交林→季风林),4个土层中无机氮在逐渐积累,而有效磷仅在2个土层(0～10 cm和10～20cm)表现为此趋势;土壤无机氮的组成形式也发生变化,铵态氮占无机氮的比例表现为马尾松林>混交林>季风林.沿着海拔梯度分布的沟谷雨林、季风林和山地林土壤的无机氮和有效磷含量与海拔高度无明显的相关关系,但铵态氮占无机氮的比例大致表现为季风林<沟谷雨林<山地林的趋势.此外,在4个土层中,无机氮与有效磷之比分别与森林演替或是海拔高度都无明显的相关关系.图6表1参40     

Methylmercury, total mercury and total selenium in four common freshwater fish species from Ya-Er Lake, China

Snakehead fish (Ophiocephalus argus cantor), silver carp (Hypophthalmichthys molitrtix), crucian carp (Carassius carassius), and common carp (Cyprinus carpio) are four common freshwater fish species in China. In this study, the level of methylmercury (MeHg), total mercury (T-Hg), and total selenium (T-Se) in muscle samples of these four fish species from Ya-Er Lake, China, were analyzed using atomic fluorescence spectrometry coupled with high-performance liquid chromatography, and inductively coupled plasma mass spectrometry. The concentrations of MeHg in all the fish species were significantly correlated with those of T-Hg. Higher T-Hg and MeHg concentrations had accumulated in the snakehead fish, which is a strongly predatory fish, than in the other three species. The concentration ratios of MeHg and T-Hg in the muscles of these four fish species were almost equal. Conversely, there was negative correlation between the concentrations of T-Hg and T-Se, which implies that there is a competition between these two elements with respect to bioaccumulation. It is noteworthy that of all the muscle samples tested, the level of T-Hg exceeded the maximum allowable limit in fish [0.4 mg kg⁻¹ (w/w) recommended by the World Health Organization] in 38.46% of those of the silver carp, 18.18% of those of the crucian carp, and 100% of those of snakehead fish. These results show that the consumption of contaminated fish is a potential threat to human health and that necessary preventive measures to safeguard public health should be emphasized.     

中国东部浅水湖泊沉积物总氮总磷基准阈值研究

受人类活动的影响,东部浅水湖泊沉积物中总氮、总磷负荷很高,当外来污染源得到控制时,底泥中的营养盐会逐渐释放出来,对湖泊水质与生态系统影响很大。为合理削减湖泊内源污染,控制沉积物中营养盐向上覆水体释放,研究制定东部浅水湖泊沉积物总氮、总磷基准阈值,分别测定了100个湖泊的896个表层沉积物样品和8个典型湖泊11个柱芯的沉积物总氮（TN）、总磷（TP）含量,分析了沉积物TN、TP浓度剖面分布特征。通过频度分布法对100个湖泊沉积物总氮总磷的污染状况进行评价,通过背景值比较法确定了8个典型湖泊沉积物的TN、TP背景值。结果表明,100个湖泊的表层沉积物TN浓度范围在479.70~5 573.65 mg·kg-1,TP浓度范围在248.44~1000.33 mg·kg-1,不同湖泊表层沉积物中TN、TP值差异较大。8个典型湖泊沉积物总氮、总磷含量整体上表现出随着深度增加而下降变化趋势,在深层沉积物中含量保持稳定。所调查8个湖泊TN均值为1443.83 mg·kg-1,变化范围为247.45~3719.46 mg·kg-1,各湖泊中TN均值表现为：沱湖〉焦岗湖〉花园湖〉七里湖〉北民湖〉大通湖〉城东湖〉瓦埠湖;TP均值为519.62 mg·kg-1,变化范围为225.41~1944.89 mg·kg-1,各湖泊中TP均值表现为：北民湖〉大通湖〉七里湖〉焦岗湖〉沱湖〉瓦埠湖〉城东湖〉花园湖。不同湖泊沉积物总氮、总磷背景值差异很大。通过对100个湖泊表层沉积物TN、TP的频度分析发现,沉积物营养盐含量上25%点位对应的TP质量浓度398.51mg·kg-1,TN质量浓度为1106.24 mg·kg-1,沉积物营养盐含量下25%点位对应的TP质量浓度664.58 mg·kg-1,TN质量浓度为2916.66 mg·kg-1。通过互相之间的比较分析,推荐采用背景值比较法确定的各湖泊沉积物总氮、总磷背景值均值与频度分步法25%点位对应的总氮值和40%点位对应的总磷值作为东部浅水湖泊沉积物总氮、总磷基准阈值。因此,?     

Level,pattern, and risk assessment of the selected soil trace metals in the calcareous-cultivated Vertisols

Dynamics and distribution pattern of trace metals in agricultural lands are an increasing concern due to potential risks to the environment and human health. To ascertain more knowledge of this aspect, the fractions of total and available Fe, Mn, Zn, Cu, and Cd belonging to Vertisols under intensive cultivation and adjoining uncultivated soils were investigated. The order of abundance of metals in both cultivated and uncultivated soils was Fe?>?Mn?>?Cu?>?Zn?>?Cd and Fe?>?Mn?>?Zn?>?Cu?>?Cd for both available and total fraction, respectively. A relative enrichment was observed in the value of diethylene-triamine pentaacetic acid-extractable Fe (1.2–201%), Mn (2–31%), Cu (1–40%), and Cd (21–45%) as well as total fraction of Zn (3–17%), Cu (12–32%), and Cd (42–108%) after intensive cropping, which can be contributed to repeated application of agrochemical inputs and manure over long time. The values of RI (potential ecological risk) showed that cultivation caused a low potential ecological risk (33.3% of the soil samples) to moderate potential ecological risk (66.7% of the soil samples) in the study region and that cadmium made up 88%, on average, of the RI value.     

食醋中总酸、总酯含量的连续测定

提出了利用连续分析技术定量地测定食醋中总酸、总酯的含量。操作简捷、快速、准确、所获的结果与常规法基本一致,此法对食醋的质量控制具有一定的现实意义。     

TEDA城市污水中氯化物,全盐量污染源分析及其总量削减对策

运用总量平衡分析法，通过研究天津经济技术开发区区域污水水量平衡，对污水中氯化物，全盐量总量组成进行定量分析，从而提出了相应的氯化物、全盐量削减措施。     

Experimental degradation of oil in permeable sand from the Gulf of Aqaba,Red Sea

Degradation rates of light and heavy oil in permeable carbonate sands from the Gulf of Aqaba were investigated to evaluate the ability of sediments to degrade oil compounds. Silicate sands that are less permeable and different properties from carbonate sands were used for comparison. Estimates of oil degradation rates were based on oxygen consumption rates, calculated by incubating natural carbonate sands with oil. The degradation rates of light oil were twofold higher than those of heavy oil, which may be attributed to the presence of a higher carbon number in heavy oil compared with light oil. Degradation rates of light oil in carbonate sands were twofold higher than in silicate sands. Oil degradation rates calculated using the bottle incubation technique were three- to fourfold higher than rates from chamber incubations, indicating the importance of adequate mixing between oil particles and sediments during degradation processes. This study suggests that permeable sands, through their chemical and physical properties, increase oil biodegradation rates by enhancing flow through sediment particles and positively impacting bioturbation processes.     

东湖、汤逊湖和梁子湖沉积物磷形态及pH对磷释放的影响

文章采用淡水沉积物中磷形态标准测试程序(SMT)研究了东湖、汤逊湖和梁子湖沉积物中磷的形态分布,并比较了不同pH条件下沉积物磷释放特征的差异性。结果表明:东湖沉积物总磷质量分数最高,平均值1.232 mg.g-1,其次为汤逊湖(0.762mg.g-1),梁子湖沉积物总磷质量分数最低(0.572 mg.g-1);3个湖泊上覆水总磷质量浓度也表现出类似的变化规律,线性相关性分析显示上覆水中总磷质量浓度与沉积物总磷质量分数显著正相关。东湖和梁子湖沉积物总磷中无机磷和有机磷所占比例较接近,汤逊湖无机磷所占比例远低于有机磷。不同湖泊之间磷形态的分布并没有一定的规律性,湖泊的地理分布以及人为因素可能是造成磷形态差异的主要因素。当pH为2.0~7.0时,3个湖泊沉积物中溶解性活性磷(SRP)释放量均呈先增加后减小的趋势;当pH为7.0~12.0时,SRP释放量呈增加趋势。相关分析结果表明,SRP的释放与有机质的质量分数无显著相关性。方差分析结果显示3个湖泊沉积物在黏粒和粉粒组成上均没有显著差异(P>0.1),表明实验样品的粒径组成不是造成各个湖泊间磷释放差异的原因。不同pH条件下,SRP释放量与沉积物总磷质量分数显著正相关;酸性环境下,SRP释放量与酸式磷(HCl-P)的相关性优于碱式磷(NaOH-P),碱性环境下则刚好相反。     

安徽省石塘湖过去百余年湖水总磷浓度的定量重建

湖水总磷浓度对湖泊富营养化有很好的预警作用,历史湖水总磷浓度的定量重建能揭示湖泊营养演化历史.依据安徽省石塘湖沉积物钻孔的高分辨率硅藻研究结果,结合长江中下游湖泊硅藻-总磷转换函数模型,定量重建了其过去百余年来硅藻组合演替与历史湖水总磷浓度的变化过程.结果表明:石塘湖硅藻经历了从颗粒直链藻(Aulacoseira granulate)优势组合(1867-1981年)向富营养属种高山直链藻(Aulacoseira alpigae)优势组合(1981年以来)的变化.1981年以前,水体ρ(总磷)为50～60μg.L-1,湖泊一直维持在中等营养水平;1981年之后水体ρ(总磷)呈现明显升高趋势(＞100 μg·L-l),硅藻组合以高山直链藻占绝对优势,同时伴有喜好富营养环境的属种如极微小环藻(Cyclotella atomus)、梅尼小环藻(Cyclotella meneghiniana)、谷皮菱形藻(Nitzschia palea)和汉斯冠盘藻(Stephanodiscus hantzschii)等的增加,标志着湖泊富营养化的发生.20世纪80年代以来,农业及城市生活污水排放、农业化学肥料的大量使用以及过度养殖是硅藻种群转变和富营养化发生的主要根源.增温在一定程度上也影响着硅藻群落变化和富营养化的加重.根据重建的硅藻-水体总磷浓度结果,提出石塘湖治理的营养物基准水体ρ(总磷)为60 μg·L-1,为该湖整治和修复方案的制定提供可参考的目标,也为当地大量类似湖泊的治理提供重要参考.