城市道路沉积物氮、磷溶出特性

国内外众多研究表明,城市不透水表面沉积物是雨水径流中污染物的重要来源。以北京市某道路沉积物为研究对象,对城市道路沉积物的粒径分布进行了分析,并通过批量实验,研究了不同粒径道路沉积物中氮、磷营养物及有机物(COD)的溶出特性。实验结果表明,粒径较大的沉积物中氮含量较高,而粒径较小的沉积物中磷含量较高;虽然TP、PO3-4、TN、NO-3、NH+4、COD的溶出浓度、溶出速率变化特征各不相同,但总体趋势是粒径越小氮、磷及COD溶出浓度和溶出速率越大,且最大溶出速率都出现在前5 min。因此,为实现对城市雨水径流污染的有效控制,应采用源头控制措施对小粒径道路沉积物和初期雨水进行有效控制。     

富碳沉积物对多环芳烃的截存及其环境意义

沉积物是多环芳烃(PAHs)等憎水性有机污染物的蓄积库,同时它也是该类污染物的源,沉积物中污染物的吸附/解吸,控制着污染物在水环境中的行为和生态毒性.然而,沉积物并不均一,沉积物中的异质组分表现出对PAHs差异显著的吸附/解吸性能.研究表明,富碳沉积物对PAHs存在截存效应,控制着污染物的吸附/解吸过程,表现为吸附/解吸滞后、缓慢解吸和受限的生物有效性.最后,在综述沉积物中的富碳物质及截存效应机制的基础上,讨论了截存效应所带来的环境意义和启示.     

pH对沟渠沉积物截留农田排水沟渠中氮、磷的影响研究

通过摇瓶动态实验和箱体静止实验,研究了不同pH条件下沟渠沉积物对农田流失氮、磷的截留效应,分析了pH对氮、磷截留效应及其界面交换作用的影响.结果表明:在实验pH变化范围内,沟渠沉积物对NH 4-N的吸附量和NO-2-N的硝化量以及对TN的截留率都是随着pH的增加而增加;沟渠沉积物对总溶解性磷(TDP)的吸附量随着pH的增加而增加,TP的截留率在5 d前随pH的增加而增加,但在此后基本不发生变化;在不同的pH下,通过影响微生物的活动直接或间接影响氮的界面交换行为,同时pH通过影响沉积物的吸附作用和离子交换作用来影响磷在沉积物-水界面的交换行为.阐明pH对沟渠沉积物氮、磷截留效应的影响有助于掌握氮、磷在农田排水沟渠中的迁移转化机理,从而对控制农业面源污染具有重要的意义.     

铜在沉积物不同稳定性组分上的吸附特征

沉积物中不同成分的稳定性对重金属的迁移转化有重要影响。按照在自然条件下不同成分的稳定性将沉积物分为3个组分(轻组(LF)、腐殖质(HS)、去除HS的重组(HFRHS))。研究了铜在沉积物及其不同组分上的吸附动力学、吸附等温线以及pH对吸附的影响。结果表明,在沉积物中,LF与HS对吸附铜的速率起控制作用,而HFRHS是主要的吸附组分,pH对铜的吸附有较大影响。在自然环境中,控制LF和HS的迁移转化,可以有效降低铜的迁移能力,减小对环境的影响。     

北运河表层沉积物对重金属Cu、Pb、Zn的吸附

首先分析了北运河6个采样点表层沉积物中重金属含量及相关基本特征。通过实验室模拟实验,利用分配系数Kd评价沉积物对重金属Cu、Pb、Zn的吸附特性,进一步考察了水体pH变化和有机质对重金属在北运河沉积物上吸附的影响。结果表明,沉积物中重金属的含量顺序为Zn>Cu>Pb,去除有机质后,沉积物对重金属的吸附能力显著降低,但各采样点中的重金属含量,沉积物对重金属吸附能力,以及沉积物中的有机质含量并没有明显相关性,这可能是因为不同采样点中有机质种类与结构不同导致的。总之,北运河沉积物对Pb有很强的吸附能力,其次是Cu和Zn,而且,Cu、Zn、Pb的吸附量随着pH的升高逐渐增大,水体pH值对于Zn的吸附影响更大。     

红树林湿地沉积物有效态Zn、As、Cd、Pb的分布特征及相关性分析

通过对海南北部红树林湿地沉积物样品进行采集和室内测试分析,得到研究区沉积物有效态Zn、As、Cd、Pb的含量及分布特征。研究结果表明,研究区有效态Zn、As、Cd、Pb平均质量浓度分别为9.18、1.63、0.19、2.48mg/kg,生物有效性系数分别达19.49%、18.65%、21.11%、17.29%,表明研究区沉积物中Zn、As、Cd、Pb的生物有效性均较强,易于被红树植物吸收,同时也反映出研究区沉积物受Zn、As、Cd、Pb的污染风险较大;有效态As、Cd、Pb含量随沉积物剖面深度增加呈逐渐减少趋势,不同沉积物剖面沉积物重金属生物有效性系数变化存有差异;沉积物理化性质对有效态As、Cd、Zn含量有不同程度的影响,对有效态Pb无明显影响;有效态Cd、Pb含量与Cd、Pb总量显著相关,说明Cd、Pb的有效态含量与总量在空间分布上具有一定的相似性,Cd、Pb总量是有效态Cd、Pb的主控因子。     

多环芳烃在淮河、黄河和卫河沉积物上的吸附及解吸行为研究

以淮河沉积物上多环芳烃的吸附研究为主线,以黄河、卫河沉积物为比对,研究菲和芘在3种河流沉积物上的吸附和解吸行为,重点考察吸附剂有机质组分、环境温度、吸附时间和共存物等因素对吸附的影响,找出可以用来预测这3条河流沉积物对多环芳烃吸附作用的模式。结果表明,菲和芘在3种河流沉积物上的吸附均呈非线性,可用Freundlich方程拟合,属放热反应、物理吸附。同一吸附质的有机碳归一化分配系数(Koc)数值相近,说明吸附剂有机质组分对吸附起主导作用;吸附能力随着吸附时间延长而增加,并与吸附质疏水性成正比;多环芳烃共存,有竞争吸附现象;辛醇/水分配系数可用来预测3种河流沉积物对多环芳烃的吸附作用;解吸存在滞后现象,吸附质疏水性强、吸附剂有机质含量高的体系,解吸滞后现象更加明显。     

锁磷剂对流动水环境中沉积物磷形态的作用

如何控制水体沉积物中的磷含量,对于防治水体富营养化以及控制蓝藻水华具有重要的意义。通过在室内构建模拟河道,利用模拟水流不断冲刷沉积物,研究水流对不同形态磷的冲刷作用和添加锁磷剂对沉积物中各形态磷含量的影响、固定的效果。结果表明:(1)锁磷剂能减少沉积物中NH4Cl-P(NH4Cl可提取磷)含量,并且添加锁磷剂后水流冲刷对该形态磷削减效果较小。(2)添加锁磷剂使沉积物中BD-P(BD试剂可提取磷)含量先迅速升高后降低,沉积物中BD-P含量的最终降低使得该形态磷的释放风险减小,对沉积物起一定的整治作用。同时,水流冲刷对BD-P影响较大。(3)锁磷剂会与铝竞争吸附磷,使NaOH-rP(NaOH可提取无机磷)含量降低,导致NaOH-TotP(NaOH可提取无机磷和有机磷的总和)含量的降低。(4)锁磷剂使HCl-P(HCl可提取磷)含量升高,能有效降低沉积物磷释放风险。水流冲刷造成了沉积物中HCl-P含量下降。(5)在水流的冲刷作用下,添加锁磷剂使得沉积物中总磷下降速率低于未添加锁磷剂的沉积物,锁磷剂有助于沉积物中磷的稳定。这些表明,锁磷剂在控制河流沉积物内源磷的释放方面可发挥积极的作用。     

多孔陶瓷滤球与沉水植物联合作用处理杭州西湖沉积物中的磷

首次将新型环保陶瓷滤球(red mud-based porous ceramic filter material,PCFM)作为吸附材料,与沉水植物处理沉积物磷技术相结合,通过测定沉积物各形态磷含量的变化,以期研究该吸附-生物联合修复技术对沉积物磷的修复效果。结果表明,苦草组对沉积物各形态磷去除量随时间的变化逐渐增大,苦草在150 d时对沉积物TP、IP、OP、Fe/Al-P和Ca-P的去除量分别为51.60、16.32、34.74、46.37和-14.99 mg·kg~(-1)。研究不同PCFM厚度与沉水植物苦草联合对沉积物磷的去除效果,发现厚度5 cm PCFM+苦草对对沉积物各形态磷的去除效果最好。在150 d时,对沉积物TP、IP、OP、Fe/Al-P和Ca-P在的去除量分别达到652.61、249.12、396.40、314.38和72.11 mg·kg~(-1),苦草与陶瓷滤球在对沉积物磷的去除过程中,可能存在有益于去除沉积物磷的相互促进的作用。可见PCFM和苦草联合作用处理沉积物磷的效果较好,可进一步应用于富营养化湖泊沉积物磷控制工程。     

黑藻根际对沉积物中氨氧化细菌和古菌的影响

氨氧化反应对水生态系统氮循环和氮的去除有重要作用,沉水植物通过根系泌氧促进沉积物中硝化反应并对氨氧化细菌和古菌的分布产生影响。本研究以轮叶黑藻为实验对象,利用微电极研究沉积物-水界面的溶解氧变化,研究了黑藻根系对沉积物中氨氧化细菌和古菌数量的影响。结果表明,黑藻通过根系泌氧增加沉积物-水界面的溶解氧量和表层沉积物有氧层厚度,有氧层厚度增加了3 mm以上;种植黑藻后,根际沉积物中氨氧化细菌数量逐渐增加,氨氧化古菌数量前30天增加随后减少,氨氧化细菌与氨氧化古菌amoA基因拷贝数的比值由0.51增加到6.75,说明黑藻根际沉积物更适宜氨氧化细菌的生存。     

土壤/沉积物中重金属生物有效性和生物可利用性的研究进展

土壤/沉积物中重金属的污染问题越来越引起重视,而重金属在环境中的生态风险与其生物可利用性和生物有效性密切相关。在总结国内外研究的基础上,明确了重金属生物有效性和生物可利用性的定义;概述了用于研究土壤/沉积物中重金属生物有效性的生物模型(小鼠、猪、兔子等);总结了用于研究土壤/沉积物中重金属生物可利用性的几种体外方法,包括模拟人类肠胃消化(PBET、SBRC、UBM等)和底栖生物消化;分析了土壤/沉积物中重金属生物有效性和生物可利用性的关键影响因素(土壤/沉积物理化性质和分析方法)。提出了未来土壤/沉积物中重金属生物有效性和生物可利用性的研究方向,以期为重金属生态风险的评价和控制提供参考。     

河道沉积物中磷的分布、吸附及释放规律研究

为科学评价磷在河道沉积物中的环境行为,在模拟条件下研究了上海市进木港和苏州河沉积物中磷的分布形态、吸附特征及释放规律.结果表明:(1)2种沉积物中碎屑钙磷(De-P)浓度最高,闭蓄态磷(Oc-P)次之,其他形态磷浓度相对较低,而活性磷中以铁磷(Fe-P)为主;(2)2种沉积物对磷的吸附均符合线性方程,在4.0h时基本达...     

大型水生植物对骆马湖氮、磷元素的影响

对骆马湖有草区和无草区水体和沉积物中氮、磷元素含量分析,结果表明:无草区水体中总氮、总磷含量高于有草区;有草区表层沉积物总氮含量随时间变化明显,而无草区表层沉积物总氮含量随时间的变化很小;有草区与无草区表层沉积物中总磷含量的时间变化并无明显差异;有草区表层沉积物总氮含量基本上均高于无草区,而有草区表层沉积物总磷含量均要低于无草区。骆马湖有草区与无草区采样点沉积物碱性磷酸酶活性大小在58.41～315.07 mg/(kg.h)范围内变化,有草区的碱性磷酸酶的活性普遍低于无草区的碱性磷酸酶活性。在湖泊中种植大型水生植物确实可以减少水体污染,达到净化水质的目的。     

砷污染高原湖滨湿地沉积物对磷酸盐的吸附能力及影响因素探究

选取云南阳宗海湖滨湿地沉积物为研究对象,以阳宗海农田土壤为对照,通过室内模拟实验,研究不同砷污染程度的沉积物对磷酸盐吸附的差异及影响因素。结果表明:(1)低浓度磷酸盐时吸附能力为底层沉积物表层沉积物农田土壤;高浓度磷酸盐时吸附能力为表层沉积物底层沉积物农田土壤;主要与沉积物表面的吸附点位的分布差异有关。(2)砷污染沉积物中活性态砷的含量及水体pH是影响沉积物富集磷的重要因素。(3)可还原态砷、水体pH、弱酸提取态砷对磷酸盐的吸附有重要贡献。     

第二松花江沉积物中汞的形态分布

河流水体中的汞,大部分积累在沉积物中。而汞含量高的沉积物,也向水和大气中释放汞。沉积物是汞迁移转化过程的一个重要环节。沉积物中汞的形态分布,决定着沉积汞的稳定性,同时对汞的迁移转化、河流对汞的自净能力,也有着十分重要的影响。化学浸提法,历来是汞形态研究的主要方法之一。近年来,国内一些单位对各种浸提法进行了研究和评价。在前人工作的基础     

关于磷自沉积物的释放

一般说来,沉积物在湖泊营养物循环中的重要性随水深减少和湖水停留时间增加而增大.我国湖泊多为浅水型,而且湖水在湖泊中的停留时间颇长,因此为防治湖泊富营养化,有必要开展沉积物释磷的研究. 一、研究沉积物释磷的意义 湖泊沉积物(即底泥,或称底质)是湖水磷的重要来源之一.Frink曾指出,湖泊底泥能起植物营养源的作用.并推断:在无外来营养物输入的时期,底泥对上复水层的供磷能力或许能维持水生生物的生长.细见正明等则强调,在封闭性水域的     

红树林沉积物汞、砷形态分布研究——以东寨港为例

研究了东寨港红树林湿地潮间带沉积物中汞(Hg)、砷(As)的化学形态组成、垂直分布及理化性质对其形态转化的影响。结果表明:分别有80%和25%的沉积物样品中Hg和As超过背景值;YF采样点沉积物中Hg和As相对较高,XB采样点沉积物样品中Hg和As相对较低。Hg和As随深度的增加总体呈降低趋势。沉积物中Hg形态累积质量分数大致为:残渣态可氧化态可还原态酸溶态,As主要以残渣态存在。沉积物中Hg污染指数和迁移系数远大于As,受人类活动影响较大。YF采样点沉积物中Hg和As污染指数和迁移系数较其他采样点高,环境风险相对较大。不同采样点Hg和As形态与理化性质相关程度不同,无污染或轻度污染采样点沉积物中两种元素在一定程度上受沉积物pH、有机质及盐度影响,污染相对较重的YF采样点沉积物中Hg、As形态与沉积物pH、有机质及盐度的相关性较弱。     

邛海表层沉积物营养盐分布特征及污染评价

以四川邛海为研究对象,研究了表层沉积物中总有机碳(TOC)、TN和TP的分布特征,对邛海表层沉积物中营养盐的污染状况进行了评价,并分析了表层沉积物碳-氮-磷两两之间的耦合关系。结果表明:邛海表层沉积物中TOC、TN、TP分别为1 479~15 197、270~2 030、380~630mg/kg;表层沉积物TOC与TN具有极显著的正相关关系(r2=0.98,P0.010),除海南乡和鹅掌河河口外TOC和TP呈现了显著的正相关关系(r2=0.94,P0.025),有机质主要来源于浮游植物,海南乡和鹅掌河河口表层沉积物受面源影响较大;邛海表层沉积物有机指数均值为0.120,属于较清洁范畴,有机氮质量分数平均为0.114%,属于尚清洁范畴,污染相对严重,具有造成较小生态风险的可能性。因此,邛海的保护中应注意控制沉积物中外源性氮、磷的输入。     

氨基脲在莱州湾水体沉积物上的吸附机制研究

采用超高效液相色谱/质谱法研究了莱州湾水体沉积物对氨基脲的吸附特性及机制.结果表明,沉积物对莱州湾水中氨基脲的吸附符合Freundlich等温式和Langmuir等温式,是表面吸附作用和分配作用共同作用的结果.定量描述了表面吸附作用和分配作用对沉积物吸附氨基脲的相对贡献,它们均为浓度的函数,氨基脲的吸附以表面吸附作用为主.     

沉积物疏浚技术在富营养化湖泊修复中的应用

沉积物疏浚是削减富营养化湖泊内源负荷的最为直接和有效的手段.分析了沉积物疏浚的效果和可能引起的风险;从外源污染、作业区域和深度、沉水植物3个方面探讨了影响沉积物疏浚效果的关键因素.最后指出,富营养化湖泊沉积物疏浚的重要原则是截断外源污染、划分作业区域、合理控制挖掘深度、创造适宜生境、恢复沉水植物、重构生态系统等.