中国部分水域沉积物中多氯联苯污染物的空间分布、污染评价及影响因素分析

对中国水域沉积物中多氯联苯污染的空间分布、污染程度、污染来源及影响因素进行了研究,并对沉积物中多氯联苯的污染进行了初步的风险评价.结果表明,部分地区多氯联苯污染较严重,东北的松花江、大连湾、河北保定地区、中部的鸭儿湖、南部的珠江流域和台湾地区沉积物中有较高的多氯联苯平均浓度,其余地区沉积物中多氯联苯的污染水平相对较低.多氯联苯污染较严重的地区多为一些港口、工农业发达的区域、发生过泄漏的多氯联苯退役设备封存点和多氯联苯设备非法拆卸的地区,污染特征表现为点源污染的形式.对珠江三角洲地区的研究表明,多氯联苯污染的空间分布与当地水文地质地貌条件、社会经济发展水平、历史及管理等因素相关.水流交换畅通、水体流量大、沉积物含沙质较多、适当的管理等会减轻多氯联苯污染;人口密集、工业发达、有历史或当前排污、航运繁忙等会导致多氯联苯污染加重.     

利用DGT高分辨率研究沉积物孔隙水中重金属的浓度和释放通量

2006年5月采集了大辽河河段3个柱状沉积物,测定了沉积物的理化性质和重金属元素的含量,并利用常规离心方法和DGT方法测定了柱状沉积物孔隙水中重金属元素的含量.研究发现沉积物中Cd、Co、Cr和Cu元素含量高低的顺序依次是Cr>Cu>Co>Cd.用DGT方法测定的孔隙水中Cd、Co、Cr和Cu的浓度比用离心方法测定的浓度要低.DGT测定的孔隙水中Cd、Co、Cr和Cu的浓度c_DGT与离心方法测定的孔隙水浓度c的平均比值R分别为0.389、0.328、0.863和0.403,这说明沉积物中这几种金属从固相到液相的再补给速率大小遵循如下规律：Cr>Cu>Cd>Co.沉积物中Cd、Co、Cr和Cu元素的释放通量分别为1.12×１０^{-7～3.28×10-7　nmol/(cm2·s)、2.48×１０-7～10.40×10-7　nmol/(cm2·s)、8.80×１０-6～12.65×10-6 nmol/(cm2·s)和6.14×１０-6～13.93×10-6　nmol/(cm2·s).相关分析结果表明,Cd和Cu元素的迁移转化主要受有机质影响;而Cr元素的迁移转化除了受有机质影响外,还受铁锰氧化物影响比较显著;而Co元素可能受氧化还原电位影响较大.}     

南四湖沉积物中有机氯农药和多氯联苯垂直分布特征

通过对采集于南四湖湖区的沉积物柱状样品中有机氯农药（OCPs）和多氯联苯（PCBs）同系物的GC-ECD定量分析测定,并结合²¹⁰Pb同位素定年分析,重建了南四湖湖区有机污染物的污染史.结果表明,样品中OCPs、HCHs、DDTs和PCBs的含量范围分别为1.64～17.9、0.66～12.5、0.24～2.99和7.84～42.8 ng·g^-1.柱状沉积物的沉积速率为0.330 cm·a^-1,平均沉积通量为0.237 g·(cm²·a)^-1,所采集的样品沉积时间为1899～2000年.OCPs和PCBs分别在1960和1970年左右出现浓度峰值,随后含量逐渐下降.污染物来源分析表明,HCHs来源于新的工业HCH和林丹2种工业品,HCH和DDT污染主要源于历史上的使用;PCBs主要来自于造纸漂白过程和焚烧炉排放.生态风险评价结果表明,除β-HCH、γ-HCH和艾氏剂3种污染物在14～16　cm附近、对应沉积时间为1960年左右测试数据略高于风险水平低值,其余污染物的所有数据均低于风险水平低值.整体而言,南四湖柱状沉积物中的OCPs和PCBs含量属于低生态风险水平.     

同位素示踪技术在沉积物重金属污染溯源中的应用

沉积物重金属污染及其防治愈来愈受重视,查明污染源是有效治理污染的前提。文章概述了近年来国内外铅、锶等同位素、放射性核素示踪技术在沉积物重金属污染溯源研究中的应用,针对以往研究工作的不足和存在的问题,指出了今后沉积物中重金属污染源解析研究中的重点:采用Pb、Sr、Zn等同位素示踪法,结合多元统计及其它元素地球化学信息追踪重金属污染源和评价污染程度。     

红枫湖钻孔沉积物中滴滴涕的沉积记录

采用GC/MS方法分析了红枫湖钻孔沉积物中滴滴涕的垂直分布状况,并对其来源和生态风险进行了分析和评估.红枫湖钻孔沉积物中滴滴涕的含量介于7.6～23.7ng/g之间,且从底层至表层基本上呈下降的趋势.其中,1981～1983年间有一个急剧下降的过程,随后基本上呈缓慢下降的趋势.沉积物中滴滴涕的组成以p,p′-DDTs(p,p′-DDT、p,p′-DDE和p,p′-DDD的总和)为主,p,p′-DDTs与o,p′-DDTs(o,p′-DDT、o,p′-DDE和o,p′-DDD总和)的比值在5.1～8.4之间,说明沉积物中的滴滴涕主要来源于农药滴滴涕的残留.又因为沉积物中残留的滴滴涕是以它的代谢产物为主,DDT/(DDD+DDE)的比值为0.31～0.84,所以沉积物中的滴滴涕主要源于历史的残留.此外,DDT/(DDD+DDE)和DDE/DDD比值的垂直变化特征显示,尽管我国1983年就禁止了滴滴涕在农业上的使用,但直至1990年前后,红枫湖流域内仍存在滴滴涕使用的可能.风险评价的结果显示,红枫湖表层沉积物中DDE、DDD、DDT和DDTs的含量均介于ERL和ERM值之间,可能造成潜在的生态风险,因此红枫湖沉积物中滴滴涕的污染仍值得密切关注.     

巢湖周围池塘氮、磷和有机质研究

巢湖周围池塘众多,根据池塘位置和地表径流补给差异,池塘可以分为村庄内池塘、毗邻村庄池塘和农田区域池塘(远离村庄的池塘).本研究采集了巢湖周围136口池塘上覆水和沉积物样品,调查巢湖周围池塘中氮、磷以及有机质污染现状.结果表明,池塘上覆水中总氮、氨氮、硝态氮、亚硝态氮、总磷、溶解态磷和COD平均含量分别为2.53、0.65、0.18、0.02、0.97、0.38和51.58mg·L-1;池塘沉积物中总氮、氨氮、硝态氮、亚硝态氮、总磷、无机磷、有机磷和烧失量平均含量分别为1575.36、35.73、13.30、2.88、933.19、490.14、414.75mg·kg-1和5.44%;90%以上的池塘总氮、总磷含量达到或超过富营养化水平.位于村庄内的池塘上覆水和沉积物中总氮和氨氮的含量显著高于位于农田区域的池塘.上覆水和沉积物中无机氮表现为:氨氮硝态氮亚硝态氮.池塘上覆水和沉积物中有机质与总氮、总磷之间存在显著的正相关性.池塘中氮、磷和有机物质主要为陆源性输入,池塘位置和径流补给方式明显影响其中的氮、磷和有机质含量.通过截留径流中的氮、磷和有机质,池塘能够有效减少进入巢湖的营养盐含量.     

巢湖藻类生物量季节性变化特征

在2008年对巢湖浮游藻类的生态分布进行了为期1 a的调查研究,并采用自制"藻类上浮/下沉捕集器"定量研究了水柱中藻类上浮和下沉速率的季节性变化.结果表明,蓝藻为巢湖主要的水华优势群落,但各个季节优势水华种群有所差别,春季鱼腥藻占优势,微囊藻次之;夏、秋两季微囊藻占绝对优势.5月开始,水柱中藻类生物量明显增加;8月份达到最大值,叶绿素含量全湖平均为146.37 mg.m-3.表层沉积物中藻类生物量在9.75～16.24 mg.kg-1之间,最小值出现在夏季,然后逐渐升高,最大值出现在冬季的11月.研究期间(5～10月),水柱中浮游藻类一直存在上浮和下沉现象,上浮速率在总体上呈先上升后下降的趋势,最大值出现在8月初,为0.036 8 mg.(m2.d)-1;下沉速率则呈现先缓慢上升后急剧下降的趋势,最大值出现在9月初,为0.032 1 mg.(m2.d)-1.多元逐步回归统计表明,温度是巢湖藻类生物量变化最为显著的影响因子,其次为总氮(TN)和总磷(TP).     

菲在渤海湾入海河流与河口沉积物上的吸附-解吸行为

采用批量实验方法,研究了菲(Phe)在渤海湾入海河流与河口沉积物上的吸附-解吸过程,以及吸附参数与沉积物有机质性质之间的相关关系.结果表明,Phe在所有沉积物上的吸附和解吸等温线均能由线性分配模型和Freundlich模型很好地拟合.其中,线性分配系数KD值变化在58～743L·kg-1之间,与TOC、TN、DOC、Phe、C/N和DOC/TOC之间呈现显著正相关关系.Freundlich吸附能力参数KF和KFOC值分别在75～367μg1-N·kg-1·LN和2253～34743μg1-N·kg-1·LN之间,均与DOC/TOC呈现显著负相关关系,而与其它有机质参数之间相关性不显著.相比较而言,大多数沉积物的解吸等温线用Freundlich模型拟合的效果更好,并且具有明显的解吸滞后现象.有机质的含量和性质均是影响Phe在沉积物上吸附-解吸的重要因素.对于频繁受到人类活动影响的河流沉积物,溶解性有机质的影响就更为重要.     

青岛近海沉积物中多环芳烃、多氯联苯和有机氯农药的含量和分布特征

利用气相色谱/质谱方法对青岛近海表层沉积物中多环芳烃(PAHs)、多氯联苯(PCBs)和有机氯农药(OCPs)进行了测定,并分析了PAHs、PCBs和OCPs的分布特征.结果表明,PAHs、PCBs和OCPs的均值分别为684.80、6.87和13.52ng·g-1,含量变化均呈近岸高、远岸低的分布规律.燃料的高温燃烧排放对本研究海域沉积物中PAHs有较大贡献;PCBs主要来源于工业及生活排放,但已受到控制;沉积物中HCHs存在工业和农业双重污染源输入,DDT主要是由于历史上使用农药造成,且在表层沉积物中受到好氧微生物降解.与国内外同类研究结果相比,调查海域沉积物中PAHs、PCBs和OCPs的污染程度及生态风险均处于较低水平.     

Soil fertility dynamics in runoff-capture agriculture, Canary Islands, Spain

In the extremely arid (∼150 mm yr⁻¹) eastern Canary Islands of Lanzarote, Fuerteventura and La Graciosa, agriculture has been sustained for decades by a traditional runoff-capture (RC) farming system known as “gavias”. Although the main goal of these systems is to increase water supply for crops, making unnecessary conventional irrigation, a secondary and equally important factor is that this system allows for sustainable agricultural production without addition of chemical or organic fertilizers. A field study was conducted to assess the impact of long-term agriculture (>50 yr) on soil fertility and to evaluate key factors affecting the nutrient sustainability of RC agricultural production. Soil fertility and nutrient dynamics were studied through chemical characterization of the arable layer (0-25 cm) of RC agricultural plots, adjacent natural soils (control) not affected by runoff and cultivation, and sediments contributed by a series of RC events. Results showed that RC soils have enhanced fertility status, particularly because they are less affected by salinity and sodicity (mean electrical conductivity = 1.8 dS m⁻¹ vs. 51.0 dS m⁻¹ in control soils; mean exchangeable sodium percentage = 11.1% vs. 30.6% in control soils), and have higher water and nutrient holding capacities (mean clay plus silt contents ≈87% vs. 69% in control soils). In general, sediments transported with the runoff and deposited in RC plots (average sediment yield ≈ 46 ton ha⁻¹ yr⁻¹), contain sufficient nutrients to prevent a progressive reduction of essential plant nutrients below natural levels in spite of nutrient uptake and removal by the harvested crop. Average additions of nitrogen, phosphorus and potassium with the runoff sediments were 33.6, 35.3 and 48.8 kg ha⁻¹ yr⁻¹, respectively. Results of this study show how a crop production system can be sustained in the long term by natural hydrological and biogeochemical catchment processes. This system maintains a nutrient balance that is not based on energy-intensive inputs of fertilizers, but is integrated in natural nutrient cycling processes, unlike other tropical farming agroecosystems.