滴水湖及其环湖水系沉积物、土壤中多氯联苯的空间分布特征及风险评价

为了解城市人工湖泊中多氯联苯(PCBs)的污染状况,利用GC/MS技术测定了滴水湖及其环湖水系沉积物、土壤中14种PCBs的含量,并对其分布特征、来源和生态风险进行了探讨与分析.结果表明,滴水湖及其环湖水系沉积物、周边农田土壤中Σ_(14)PCBs含量分别为0.65~16.41 ng·g~(-1)(以干重计)和0.47~1.27 ng·g~(-1),总体处于较低污染水平.但环湖水系表层沉积物高于湖区表层及柱样沉积物中PCBs含量,引水过程可能会对湖区造成污染.湖区沉积物中PCBs随深度增加而降低,表明自成湖以来湖区沉积物中PCBs有污染加剧的趋势.研究区沉积物、土壤中PCBs均以四氯联苯(Tetra-CBs)和五氯联苯(Penta-CBs)为主,分别占Σ_(14)PCBs的20.65%和67.12%,主要特征单体为PCB105、PCB118和PCB77.主成分分析(PCA)结果表明,PCBs主要来源于国产2号、1号PCB产品的使用残留、城市固废焚烧及煤、木材的燃烧排放.研究区沉积物及土壤中12种类二噁英类多氯联苯(DL-PCBs)的毒性当量浓度(TEQs)为0.01~79.40 pg·g~(-1),其中环湖水系及湖区表层沉积物有7个样点中DL-PCBs-TEQs超过了美国EPA沉积物质量指导值(ISQGs),可能对水生生物产生毒性影响,应当引起重视.     

滴水湖及其水体交换区沉积物和土壤中PAHs的分布及生态风险评价

采用GC-MS联用技术分析了滴水湖及其水体交换区23个表层沉积物和土壤中16种多环芳烃(PAHs)的含量,探讨其分布特征及来源并对其生态风险进行评价.结果表明,滴水湖沉积物中16种PAHs含量范围是11.49~157.09 ng·g-1,平均含量为66.60 ng·g-1,湖区沉积物中PAHs含量比入湖区低,但比出湖区高.湖区外的沉积物和土壤中PAHs组成主要以中、高分子量PAHs(4环、5~6环)为主,而湖区内表层沉积物中PAHs组成则以低分子量PAHs(2~3环)和高分子量PAHs(5~6环)为主.通过特征化合物分子比值法、主成分分析及多元线性回归模型判源,表明湖区外沉积物和土壤中PAHs来源主要为燃烧源,而湖区内沉积物中PAHs来源为燃烧源和石油类产品泄漏的混合来源.生态风险评价显示,滴水湖及其水体交换区沉积物和土壤中PAHs生态风险较低.     

再悬浮过程中河流底泥PAHs的迁移与释放

利用再悬浮模拟(particle entrainment simulator,PES)装置模拟了河流底泥在受到上层扰动力后的再悬浮过程.结果表明,沉积物性质如粒径组成及PAHs含量对沉积物再悬浮过程中PAHs的释放影响显著.再悬浮过程中上覆水体总悬浮颗粒物(total suspended solids,TSS)含量与颗粒态PAHs之间存在极显著相关关系.切应力对再悬浮过程中PAHs释放的影响体现在两方面.一方面,单位体积的颗粒态PAHs随切应力增大而增大;另一方面,悬浮颗粒上PAHs的富集效应随切应力增大而减弱,是由于切应力强烈导致吸附作用弱的大颗粒进入水体.上覆水体中的PAHs总量在一段时间上升后于120 min或240min趋于稳定,而颗粒态与溶解态之间具有良好响应.高低环PAHs释放行为差异显著,由于中高环PAHs的疏水性,上覆水体中检测到的多为3~4环个体.     

长江口潮滩沉积物中活性重金属的空间分异及控制机制

利用盐酸羟氨-25%醋酸溶液，提取了长江口潮滩沉积物中活性重金属含量。研究发现，长江口潮滩沉积物中活性重金属占总量的百分含量依次为Cu 26%，Pb 36%，Fe 7%，Mn 49%，Zn 32%，Cr 14%和Al 16%，沉积物基本未受到Cr污染，其余重金属污染程度处于中等偏下水平。除Zn、Cr外，其余活性重金属在夏季沉积物中的含量明显低于春季，其主要原因是夏季风暴潮将大量细颗粒泥沙及其富集的重金属带离潮滩进入了河口水体中。受点源污染排放及沉积物粒度影响，活性重金属在长江口南岸的浒浦、顾路和浦东机场出现峰值含量，且高潮滩含量明显高于中、低潮滩。在垂向上，重金属一般在沉积物表层或亚表层形成富集。在口门附近的滨岸潮滩沉积物中，Cu、Pb的空间分异主要受早期成岩作用的控制，在污染较为严重、水动力作用相对较弱的潮滩沉积物中，Cu、Pb的空间分异主要受沉积物中有机质含量变化的控制.     

长江口滨岸潮滩无齿相手蟹体内重金属元素的时空分布及其在环境监测中的指示作用

对长江口滨岸带无齿相手蟹体内的重金属元素分析表明:无齿相手蟹体内的Zn、Cr、Ni三种元素季节分布的总体趋势是夏季>春季>秋季。无齿相手蟹对重金属元素的累积也存在着地点间的差异。青龙港、浒浦两地的无齿相手蟹对Cu、Pb、Cr、Ni的累积量都很高,东海农场和崇明东滩的无齿相手蟹对Zn的累积量较高。对无齿相手蟹、沉积物、悬浮颗粒物中的重金属含量分析表明,无齿相手蟹对重金属Cu有一定的富集能力,适于做长江口滨岸带Cu的指示生物。     

上海白龙港排污口附近潮滩沉积物中重金属总量及其化学形态分析

利用Tessier分级提取法依次提取了上海白龙港排污口附近潮滩沉积物中几种重金属元素的化学形态 ,结果表明 :Cu、Pb、Fe、Zn、Cr在沉积物中均以残渣态为主 ,Mn以碳酸盐结合态为主 ,占到总量的 5 0 %左右 ;秋季碳酸盐结合态重金属向铁锰氧化物结合态发生形态迁移与转化 ,在低潮滩沉积物中 ,碳酸盐结合态重金属发生分解以后 ,一部分向上覆水发生了迁移和扩散 ;Cu、Pb、Fe、Mn重金属元素之间具有良好的相关性 ,Zn、Cr在沉积物中也表现出相似的化学行为。     

苏州河市郊段底泥中COD_(Cr)和NH_3-N的空间分布特征

对苏州河截流区外河段(城郊段)东大盈河口—北新泾,按河道形态,支流与城镇分布等因素,沿程采集24个底泥柱样,测定其不同部位不同深度底泥中COD_(Cr)和NH_3-N含量,分析COD_(Cr)和NH_3-N在沿程和垂向上的分布特征及其成因。结果表明,底泥中污染沿程分布呈不规则波状起伏,东大盈河、蕴藻浜、盐铁塘、封浜、华漕港、新槎浦等支流口,浮泥层中COD_(Cr)含量达2万mg/kg,超过背景值2—3倍,支流口下游200m范围内均较高;黄渡小支流口、华漕港支流口浮泥层中NH_3-H含量达250mg/kg,超过背景值3倍。在垂向分布上,底泥柱样都出现峰值分布,在某些弯道及支流口出现递减分布。底泥耗氧污染程度主要与支流及其排污量有关,其次是弯道凸岸处污染物易于沉积富集。这为苏州河市郊段环境综合治理、底泥疏浚和处置提供了科学依据。     

河口近岸水体中颗粒态重金属的潮周期变化

对长江口崇明东滩近岸水体中颗粒态重金属的潮周期变化特征及其影响机制进行了研究.结果表明,受粒度影响,底层水体中颗粒态Cu、Pb、Fe、Mn、Zn、Cr、Al的总量分别高出表层沉积物的184%、99%、56%、62%、147%、50%和45%,其中Cu、Pb、Fe、Mn、Zn、Al可还原态部分在底层水体悬浮颗粒物中的含量也明显高出表层沉积物的2～3倍,但与重金属总量相比,上述元素的可还原态部分所占比例与表层沉积物相差不大.在5次潮汐循环过程中,颗粒态重金属均在涨潮初期、高平潮前后及落潮末期出现较高含量.这种变化主要与水动力条件有关,当水体流速增大时,从底部沉积物再悬浮起来的颗粒态重金属对水体中的永久性悬浮颗粒起了很大的稀释效应.水体中的盐度、DO及pH等环境因子对潮周期内颗粒态重金属的变化影响不大.     

城郊小河流沉积物吸附Pb2+的动力学过程

采用分批试验法,对城郊小河流沉积物吸附Pb2+过程进行了研究,探讨了Pb2+吸附的动力学过程和机制.结果表明,随着溶液中沉积物质量增大,达到吸附平衡所需时间变短,单位沉积物吸附量和达到吸附平衡后溶液中Pb²⁺浓度变低;沉积物含量>0.6 g·L^-1时对溶液中Pb²⁺的去除率超过95%;Pb²⁺在沉积物上吸附的动力学过程符合假二级动力学模型,该模型拟合的平衡吸附量也更接近真实值;Pb²⁺初始吸附速率与初始溶液中沉积物质量无明显的相关性;随溶液中沉积物浓度的增加,吸附速率常数逐渐增大,化学吸附所起的作用也越显著;较高浓度沉积物吸附Pb²⁺的动力学机制能较好符合Elovich方程,但较低浓度沉积物时则相对较差;从吸附速率来看,溶液中沉积物质量较高时,内扩散是整个吸附过程速率的控制步骤,沉积物含量较低时,吸附速率存在多级线性过程,初始阶段非均相扩散是主要控制步骤,但随着时间的延长,其吸附过程转变为沉积物内部的扩散过程.     

城市交通干道降雨径流中PAHs的污染特征

以上海、温州市典型交通干道地表径流为研究对象,分析了样品中16种溶解态和颗粒态PAHs浓度,了解了城市交通干道降雨径流中PAHs污染特征及其动态变化过程.结果表明,径流中∑PAHs(包括溶解相、颗粒相)浓度范围为919.8～16711.6ng·L-1,溶解相中PAHs浓度要远低于颗粒相(分别为4.9～1558.0ng·L-1,635.4～16624.0ng·L-1).通过对3场降雨事件中PAHs浓度随降雨过程变化的研究,可以发现并不是所有道路径流都有初期冲刷效应,初期冲刷的产生受雨前干期、降雨强度以及径流量等因素共同作用,因此简单拦截初期径流并不能十分有效地降低PAHs污染负荷.径流中PAHs在颗粒相-水相间的分配系数Kp值为2.3×104～2.5×106L·kg-1,随着悬浮颗粒物含量增加而减少,这可能跟径流过程中颗粒物粒径组成有关.