新疆柴窝堡地区沉积物元素地球化学特征及其环境意义

通过对新疆柴窝堡地区湖泊沉积物和流域表层沉积物中元素含量的分析,研究了柴窝堡湖沉积物中元素的地球化学特征及其环境意义,并利用重金属潜在生态危害指数法对沉积物重金属的生态效应进行了简要评价。相关分析及主成分分析表明,柴窝堡流域Al、K、Na、Be、Ba、Ti、Ca、Mg、Sr等元素含量的变化主要受流域化学风化作用强度的影响,而Fe、Mn、Zn、Cu、Cr、Ni、Pb、Co等重金属元素与黏土含量之间相关性显著,反映了自然与人类活动的影响过程。1950年前,人类活动影响弱,湖泊沉积物重金属元素主要受控于流域水动力条件;1950年后,流域人类活动的加强使得湖泊沉积物中重金属含量显著增加。利用聚类方法进行了湖泊沉积物与流域表层沉积物元素组成的比较分析,结果显示不同湖泊沉积物元素的组合特征反映了流域人类活动和自然作用的影响。最后,通过重金属潜在生态危害指数法对柴窝堡湖泊沉积物中Cu、Cr、Zn、Pb等4种重金属的潜在危害程度进行初步评价,其中以沉积物中Pb和Cu危害程度较高,但潜在生态危害程度尚属轻微。     

乌兹别克斯坦阿姆河流域地表水体水化学及重金属污染特征

为了分析乌兹别克斯坦阿姆河流域地表水体水化学类型及重金属污染水平及其污染程度,对研究区水体水化学参数和15种金属元素进行了研究,采用内梅罗综合污染指数法对水体中6种重金属(As、Hg、Cd、Pb、Cr、Cu)的综合污染程度进行了评价.结果 表明:研究区地表水体水化学类型主要有3类:第Ⅰ类型为Ca-HCO3型,受岩石风化和大气降水共同控制,主要分布于近出山口区;第Ⅱ类型为Ca-Mg-SO4型,主要受岩石风化控制,分布于河流的中下游区;第Ⅲ类型为Ca-Mg-Cl、Na-SO4-Cl和Na-Cl型,受水体蒸发结晶作用控制,主要分布于河流末端区和城镇区.对应于水化学类型,金属元素浓度也存在明显的差异,第Ⅲ类型水体各金属元素平均浓度总体较高,而处于出山口附近的第Ⅰ类型水体金属元素浓度最低.重金属污染风险评价结果显示,第Ⅰ类型和第Ⅱ类型水体Pn平均值分别为0.28和0.18,为无污染水体,而第Ⅲ类型水体Pn平均值接近0.7,明显高于第Ⅰ类和第Ⅱ类水体,部分水体Pn值大于1,污染相对严重,明显受到人类活动影响.总体来说,乌兹别克斯坦阿姆河流域地表水体重金属污染程度较弱,处于低风险等级.水体污染分布特征与水化学类型空间分布基本一致,受到不同程度的人类活动影响.     

网湖沉积物正构烷烃分布特征及其记录的环境变化

通过对网湖沉积岩芯中正构烷烃含量和组成特征的分析,探讨了网湖近百年来的湖泊环境变化.结果表明,网湖沉积岩芯中正构烷烃的碳数范围在n-C14~n-C33之间,其中以高碳数组分为主,并具有明显的奇偶优势,反映了沉积物有机质以大型水生植物和陆生植物贡献为主,较低的2n-C31/(n-C27+n-C29)比值指示陆源输入中以木本植物输入为主.根据正构烷烃参数指示的沉积物有机质来源变化特征,近百年来网湖水体环境变化具有如下3个阶段:20世纪50年代以前,网湖与长江水体交换频繁,湖泊水体处于低营养环境状态,沉积物正构烷烃高/低分子量正构烷烃比值(H/L)和陆/水生类脂物比值(TAR)较高,沉积物有机质主要来源于陆生植物和大型水生植物,湖泊浮游藻类贡献少;20世纪50~80年代,H/L和TAR值明显下降,中、短链正构烷烃的比例略有升高,表明陆源植被对沉积物有机质的贡献降低,水生植物和浮游藻类贡献的有机质增加,但较低的2n-C17/(n-C23+n-C25)值表明浮游藻类有机质较低,此时湖泊水体较为稳定,湖泊受长江水位影响减小,湖泊营养水平有所升高;1980s以来,总体上湖泊受流域人类活动影响明显,湖泊水体营养水平升高,沉积物正构烷烃表现为H/L和TAR值升高后下降,正构烷烃总量和2n-C17/(n-C23+n-C25)比值显著升高,2000年后尤其明显,表明湖泊沉积物有机质输入增加,其中湖泊浮游藻类贡献明显增加.     

乌伦古湖水量与水质变化特征及其环境效应

于2008年对乌伦古湖开展了湖泊水质水量及水生物资源的综合调查,获取了湖泊水量与水质的基本数据。在此基础上,根据湖区气候变化以及人类活动的特征,将乌伦古湖的变化归纳为4个时期:1956年以前为第一个时期,湖泊基本处于自然演化状态,湖泊的水位波动主要受气候变化影响,乌伦古河为主要补给河流;第二个时期为1956年至1970年,人类活动强度快速增加期,流域开发耗水,入湖水量减少,湖泊水位持续下降;1970年到1995年为第三个时期,在此期间,人类活动除了流域开发耗水有所增加外,乌伦古湖的水位波动主要与人类在湖区开渠建坝等活动有关;第四个时期为1995年以来,湖泊变化相对稳定,水利工程运行平稳且气候较为适宜,湖泊变化转入稳定期。然而,近年来,由于气候和人类活动的影响,湖泊处于较强烈的不稳定阶段。     

近百年来新疆博斯腾湖多环芳烃的组成及变化特征

本研究分析了新疆博斯腾湖沉积岩芯中16种多环芳烃(PAHs)的垂直分布情况,并对其来源和生态风险进行了初步评估.结果表明,沉积岩芯中总PAHs的变化范围为37.5~184.5 ng·g-1,其中主要成分为萘和菲.近百年来,在20世纪50年代前后,沉积物中PAHs以及各主要组份出现明显变化.20世纪50年代以前,总PAHs和各组分变化相对稳定,并以低分子量PAHs组成为主.20世纪50年代后,高分子量PAHs开始出现并呈现波动上升,尤其是20世纪90年代以来,总PAHs及各组分都出现明显增加,至表层达到峰值,表明湖泊流域除了受人类低温燃烧排放影响外,近年来受工业和机动车尾气等高温燃烧释放的PAHs影响也明显增加.但通过风险评估表明,博斯腾湖中PAHs不会造成生态风险.     

巴尔喀什湖流域水化学和同位素空间分布及环境特征

巴尔喀什湖位于哈萨克斯坦境内,是世界上最大的湖泊之一.伊犁河是巴尔喀什湖的主要补给河流,也是中哈两国重要的跨境河流.通过数理统计、Piper三线图、Gibbs模型和主成分分析(PCA)等方法,对巴尔喀什湖流域不同水体的化学参数和氢氧稳定同位素(δD和δ~(18)O)进行分析,初步研究了该区域水化学类型和同位素空间分布特征,探讨了其形成原因和环境意义.结果表明,不同水体的水化学类型不同,湖泊水体的主要化学类型为SO_4-Na和Cl-Na,入湖河流的水化学类型为HCO_3-Ca型,其中伊犁河水化学类型从上游到下游由重碳酸盐型过渡到硫酸化物型、氯化物型; Gibbs图显示湖泊水体离子组成位于蒸发作用区,河流水体离子组成位于蒸发作用和岩石风化作用之间,伊犁河从上游到下游向蒸发控制带偏移,反映了上游河水受降水、冰雪融水的补给影响较大,而下游水体受蒸发作用影响较大;此外,PCA分析指示人类活动对湖泊、伊犁河中下游和其他入湖河流水化学的影响.湖泊和河流水体的氢氧同位素组成变化差异较大,湖泊水体氢氧同位素偏正,位于全球大气降水线和哈萨克斯坦地区蒸发线之间,氘盈余小于全球降水线,反映了较强的蒸发作用导致湖水同位素富集;河流水体的氢氧同位素位于全球降水线附近,河流水体的氢氧同位素关系方程的斜率(伊犁河:5. 7,其他入湖河流:3. 1)均低于全球降水线(8),表明降水和蒸发过程影响河流水体同位素组成.湖泊水体化学参数和同位素显著相关,尤其是东部水体,表明强烈的蒸发作用同时导致水体同位素的富集和水化学离子的浓缩.     

安固里淖湖积物中总有机碳含量及其碳同位素的环境意义

在探讨有机碳含量及其稳定碳同位素的环境指示意义基础上,对张北高原安固里淖湖泊沉积物进行了分析,重建了安固里淖近400年来的气候环境演变格局。安固里淖沉积物中总有机碳含量的变化间接反映了区域气温的变化,有机碳同位素值的变化与湖泊水位波动导致的湖泊水生植物种类的改变有关。在钻孔岩芯定年的基础上,认为安固里淖地区从约1630AD开始气候逐渐变冷,到1840～1890AD为温度最低点,随后气候变暖;相对于温度的变化过程,从约1630AD开始,气候逐渐向湿润方向发展,到约1770～1840AD期间气候最为湿润,之后气候逐渐变干。     

哈萨克斯坦东部土壤元素组成及其空间影响因素分析

本文对哈萨克斯坦东部地区地表82个采样点土壤样品进行经典统计学及地统计分析,探讨了表层土壤元素组成特征及其空间影响因素。首先对土壤元素含量平均值、变异系数等特征进行了计算,比较了土壤元素含量特征。哈萨克斯坦东部地区表层土壤样品中Co、Be、K、Mg、Na、Ca、Zn等元素的含量偏高,而Al、Fe等其余元素含量偏低。使用SPSS 20.0对元素含量进行聚类分析,通过聚类分析可将20种元素分成2大类,每一类又分为两组。第一大类为Ca、Sr、K、Na、Be、Ba,为表生环境下活泼性较强的元素,其中Ca、Sr为一组,K、Na、Be、Ba 为一组。另外一类为Pb、Zn、P、Fe、V、Al、Co、Ti、Mn、Cr、Ni、Cu、Li、Mg,为活动性相对较差的元素,其中Pb、Zn、P为一组,其他元素为另一组。在此基础之上,采用地统计学方法对这些土壤元素的空间格局及其影响因素进行了研究,并计算了分维数,其大小依次为：Zn>Al>Mg>Li>Be>Ca>P> Pb>Sr>Na>Ti>Co>Cr>Cu(Fe)>Ni>V>Mn>K。Co、Cr、Cu、Fe、K、Mn、Ni、Ti、V在采样尺度下均具有空间相关性,相关程度中等或较强,虽然受到一些随机因素的影响（如区域人类活动等）,但其结构特征并未被破坏。Pb、P空间结构特征不明显,Zn已无空间结构特征,该类元素受到一定程度的人为污染影响,随机因素特别是人为因素如耕作、采矿等方面对其空间分布特征造成破坏。而Al、Li、Na、Be、Mg这些元素在研究尺度上空间结构性差或不存在,影响因素复杂。活动性元素Ca在一个相对较小的范围内存在相关关系,Sr空间相关性较差。最后通过对该区重金属污染状况进行初步评价,发现Zn污染程度为轻度-偏重污染。     

太湖洑东流域陆地侵蚀与入湖物质通量的定量关系研究

在太湖流域选择了一个典型的半封闭洑东小流域，通过对该流域及入湖口区域沉积物的元素和同位素地球化学研究，建立了反映流域陆地侵蚀与入湖物质输入量之间的定量关系模型。研究结果表明:近40 a来洑东流域的入湖物质通量约为6074 t/a，与实际监测结果一致。根据流域土地利用类型和土壤侵蚀速率的分布，估算出流域土壤侵蚀总量为25670 t/a，说明侵蚀总量的237%进入湖泊，其余在河道或土地内部沉积下来。近40 a来太湖宜溧河湖交界区入湖物质通量〖WTBX〗（Q）与流域土壤侵蚀速率（E）和流域面积（A）的数学关系为：E=422Q/A。〖WTBZ〗结合湖泊沉积物来源分析结果，计算出流域内不同土地利用类型的平均土壤侵蚀速率，林地、茶园和水田的土壤侵蚀速率分别为1266、58355和17293 t/（km2·a）。该结果与¹³⁷Cs示踪法计算结果基本一致，表明利用湖泊沉积记录可以较好地反演流域不同土地类型土壤侵蚀量及其入湖营养通量的变化。