漓江沉积柱重金属垂向分布特征及污染评价

对桂林漓江3个采样点沉积柱状沉积物中主要重金属元素(Cd、Cr、Cu、Zn、Pb、As和Ni)的垂向分布进行了测定。结果表明:7种重金属元素具有相似的垂向变化特征;横向上表现为靠近市区的含量高远离,市区的含量低。地积累指数评价结果显示,远离市区的沉积柱7种金属污染程度较轻,仅有Cd和Ni属于无～中污染程度。临近市区的沉积柱形成污染的元素为Cd、Cu、Zn、Pb和As,主要集中在底层和次表层。     

长江口-浙闽沿岸沉积色素的分布特征及其指示意义

利用高效液相色谱法分析了长江口-浙闽沿岸表层沉积物中的色素组成和含量,探讨了海洋初级生产力、浮游植物功能类群和浮游植物色素保存效率的空间分布特征及其影响因素.结果表明,沉积物中的色素类型主要为沉积绿素(chloropigments,Chlorins)[包括叶绿素a(chlorophyll-a,Chl-a)及其降解产物(pheopigments,Pheo-a),如脱镁叶绿素a(pheophytin-a,PHtin-a)、脱镁叶绿酸a(pheophorbide-a,PHide-a)、焦脱镁叶绿素a(p Pheophytin-a,p PHtin-a)、甾醇绿素酯(sterol chlorin esters,SCEs)和胡萝卜醇绿素酯(carotenol chlorin esters,CCEs)].Chlorins高值区呈南北两大斑块状分布,可能主要是受到长江冲淡水及浙闽沿岸泥质区上升流输运的营养盐的影响.研究区域内类胡萝卜素整体上无明显趋势性变化,在长江口以及浙闽沿岸各呈现一个高值区.基于沉积物中特征类胡萝卜素比例估算得到的浮游植物功能类群中硅藻、甲藻、定鞭藻、青绿藻、隐藻和蓝藻的相对贡献分别为48.8%±17.4%、10.7%±11.5%、8.1%±7.2%、18.6%±8.2%、9.4%±6.4%和4.3%±3.2%.对营养盐水平、水体盐度等外界环境的偏好导致硅藻和甲藻比例离岸降低,青绿藻、隐藻和蓝藻比例离岸增加.Chl-a/Pheo-a比值的分布表明,较高的沉积速率以及季节性的底层水体缺氧事件导致了近岸海域(长江口最大浑浊带外缘、杭州湾湾口以及浙闽沿岸上升流区)具有较高的沉积色素保存效率,这些沉积色素保存效率较高的区域可能是进行海洋生态环境历史重建的理想区域,而杭州湾水体通过舟山群岛与外部海水进行水体交换时造成的较差沉积环境可能是导致杭州湾外海具有较低沉积色素含量和较低保存效率的主要原因.     

漓江沉积柱芯有机氯农药垂向分布特征与来源

用GC/ECD内标法定量法首次测定了广西桂林漓江沉积柱中19种有机氯农药(OCPs)的含量,结果表明:漓江沉积柱芯中OCPs浓度范围为4.75～489.4ng/g(均值43.26ng/g),在国内处于中等污染水平。OCPs、HCHs表现出下游污染程度高于上游,但DDTs则相反,这是由于上游的取样点蚂蟥洲附近有大量餐饮业造成的。沉积柱垂直分布表明,漓江近期受到人为污染影响。总体上漓江沉积物中HCHs污染大于DDTs,符合当地的农药使用历史。同分异构体比值表明研究区DDT主要是历史使用农药残留并得到了较好的降解,且以厌氧生物降解为主,当地在使用三氯杀螨醇可能性不大;沉积物中工业六六六尚未降解完全,同时周围可能有林丹输入。     

岩溶泉口沉积物有机碳的来源及环境指示意义

灵水湖为岩溶大泉出口形成的水体,具有优良的水质和几乎恒定的水温,但近年来水生生态系统却发生退化,湖底水草几近绝迹。为了寻找退化原因,利用沉积物的有机碳及其同位素、总氮、烧失量、C/N比值环境代用指标,以及~(210)Pb测年来重建过去环境。结果显示,灵水湖沉积物具有稳定的沉积速率(1.769 cm/a),1957~2013年,δ~(13)C_(org)在-29.6‰~-20.3‰之间波动,与TOC有很好的负相关关系,C/N显示有机碳主要来源于内源的湖泊生物;1960至1990年期间,降雨量、气温和湖水最高水位与δ~(13)C_(org)均有一定的对应关系,是此阶段影响有机碳碳同位素的主要因素;而1990至2013年,尽管有机碳主要来源不变,但与降雨量、气温和湖水水位等无明显对应关系,说明影响此阶段有机碳碳同位素的还有人类活动等其它原因。总结该区水生环境演化模型,认为区域尺度的人类活动是导致局部尺度(泉口)环境变化的主要原因。     

吉林前郭水田土壤有机碳垂向分布规律和储量研究

以吉林省前郭水田区为研究对象,空间尺度代替时间尺度方法,采用开发时间4～55 a共7个不同年限的土壤实测数据,研究1 m水田剖面土壤有机碳含量(SOC)的垂向分布规律,探讨近20年来水田土壤碳源、汇,估算了前郭水田土壤有机碳库储量,并结合吉林西部第二次土壤普查数据,进行不同土地利用类型土壤SOC的差异特征对比分析.结果表明,水田SOC自上而下逐层递减,随着开发年限的增加总体呈增长趋势,表土层(0～30 cm)有机碳储量(1 820.79 t)占1 m深土壤总有机碳储量(3 885.05 t)的46.87%,不同土地利用类型的土壤有机碳密度(SOCD)差异很大,从大到小依次为水田、旱田、盐碱地,水田开发是一个SOC积累的碳汇过程,有利于实现有机碳由表土层向底土层的转移.     

洪湖沉积柱中磷形态的垂直分布及指示意义

于2014年底,在洪湖中部较为稳定的区域采集了一根沉积柱,分析了沉积物中不同形态磷、总氮、有机质的含量.结果表明:沉积柱中总磷、总氮和有机质的浓度平均值超过安大略沉积物评价指南,呈现出不同的污染水平.相关性研究表明,Fe/Al-P和有机磷(OP)是总磷(TP)的主要成分.依据~(137)Cs和~(210)Pb定年结果,沉积柱中磷形态的垂直变化可以分为3个阶段:1952年前,洪湖沉积物中的Ca-P磷含量最高,其他形态的磷含量较低,说明沉积物中的磷主要来源于自然活动;1950s~1980s,沉积物中Fe/Al-P和OP含量的升高与エ农业活动的增强有关,沉积物Ca-P含量迅速降低可能与洪湖水文条件的改变有关;1980s以来,沉积物中除了Ca-P以外,其他形态的磷呈上升趋势.沉积物中不同形态的磷与洪湖地区人类活动指标(人口、粮食产量、化肥使用量和围网养殖规模)呈正相关,说明人类活动是沉积物中磷的主要输入源.     

湖泊沉积有机碳埋藏效率及其影响要素研究进展

湖泊是地球上重要的碳库之一,湖泊有机碳埋藏效率决定湖泊碳源-汇的转换关系,因而在湖泊碳及全球碳循环中的作用越来越受到人们的重视。本文综述了物理、化学、生物及人类活动对湖泊碳埋藏效率的影响,并探讨了湖泊碳储量和碳循环对湖泊碳埋藏效率变化的响应。目前湖泊有机碳埋藏效率的研究还存在区域研究有限、影响因子少等问题,缺乏系统性,多限于观测,对机制机理的理解比较薄弱。今后的研究可以从以下几个方面加强:(1)不同区域不同环境条件下碳埋藏效率的差异性研究;(2)在全球气候变暖大背景下,探讨碳埋藏效率对增温的响应及碳埋藏效率发生变化后如何反馈于气候变化;(3)定量分析碳埋藏效率的整个地球、物理、化学和生物过程,建立相关的模型。     

城区第四系沉积柱中抗生素的垂向分布特征及环境影响因素

抗生素从地表向地下迁移时,容易通过水-岩相互作用残留于沉积物中,给地下水带来二次释放的风险.为探究抗生素的垂向分布特征和环境影响因子,于医院附近钻孔并分层采集了5个30 m第四系沉积柱,测试分析了5大类抗生素和磺胺代谢物.结果表明：(1)沉积物中抗生素含量范围为3.05～107.03μg·kg^-1,除洛美沙星外,其他所有目标抗生素均有检出,其中氧氟沙星和土霉素是研究区最主要的抗生素;(2)抗生素在垂向上并不呈现严格的下降趋势,而是随着岩性层位的变化而变化;(3)抗生素主要赋存在黏粒沉积物中,并随地下水位的波动而变化;(4)抗生素与环境因子的冗余分析结果表明,pH和TOC通过影响沉积物对抗生素的吸附作用来控制抗生素的迁移转化.医院废水渗漏对地下环境带来的抗生素污染的风险应引起重视.     

东湖总有机碳时空分布及其影响因素

于2011年4月至2012年3月每个月调查了东湖总有机碳(TOC)的时空分布,并对TOC和主要环境因子进行相关性分析。结果表明,东湖TOC的浓度范围为0.493~9.962 mg/L,年平均值为2.671 mg/L,夏季(6-8月)、秋季(9-11月)、春季(3-5月)、冬季(12-2月)TOC浓度呈现由大变小的趋势。东湖5个湖区TOC值在空间上存在差异,庙湖和水果湖TOC浓度较高,汤菱湖TOC浓度适中,菱角湖和郭郑湖呈现季节性高浓度的TOC值。相关分析表明,TOC与总磷、溶解氧、电导率显著负相关,与叶绿素a负相关但不显著,与温度显著正相关,与pH相关性不显著。研究发现,东湖TOC主要来源有污水、含油废水的排放,降雨带来地表径流以及生物活动,而TOC浓度的时空分布与降雨、污水排放、施工、旅游活动、生物活动等因素有关。     

象山港颗粒有机碳的分布及其影响因子

研究了夏季象山港海区颗粒有机碳(POC)的时空变化特征及其与海水理化因子的关系.POC含量6月最低,平均为0.68 mg/L,7月最高,平均为1.58 mg/L,8月居中,平均为1.11 mg/L.结果表明,POC空间分布很不稳定,呈港内向港外逐渐递减的趋势.影响POC分布的主要影响因子为:水温、pH、chla和盐度,其对POC含量变化的贡献率分别为30.31、23.17、17.96和11.40.     

鸭绿江口近百年来重金属垂向沉积的污染评价

以鸭绿江口西汊道连续性较好、时间分辨率较高、以海湾性质为主的沉积柱状样为样本,对其沉积速率、粒度、重金属质量分数进行了测定和分析,并结合210Pb测年结果对试验数据进行了相关分析和聚类分析,同时采用地累积指数法对鸭绿江口近百年来重金属的垂向沉积进行了污染评价.结果表明:鸭绿江河口的重金属污染除Cu外都呈逐年增加的趋势,体现了人类活动在自然演变中的强烈响应;粒度不是控制鸭绿江河口重金属积累的唯一因素,除w(Cu)和w(As)外,w(Hg)、w(Cr)、w(Ni)、w(Zn)、w(Pb)及w(Cd)之间有着较好的相关性,说明这些重金属元素有较为一致的沉积环境.大多数重金属受控于工业和农业的污染物排放,而Cu主要来源于采矿污染.用中朝地台页岩作为背景值进行地累积指数的污染评价表明,大多数重金属污染级别目前已达到中等到强的程度,说明鸭绿江口的重金属污染正在日益加重.      

东海泥质区中木质素的分布特征及其指示意义

以东海近岸泥质区和济州岛西南泥质区表层沉积物的木质素含量(Λ8)及其特征参数为主要指针,结合总有机碳(TOC)、总氮(TN)和C/N,分析比较两地区的物质来源,特别是陆源有机物的迁移埋藏。结果表明:近岸泥质区沉积物中陆源有机物占主导,集中体现在该区Λ8与TOC有类似的分布特征,而台湾暖流和东海沿岸流的相互作用是其主要影响因素。济州岛西南泥质区,陆源有机物的贡献相对较小且有较高的氧化降解程度,这与其距离木质素母源较远相吻合。     

沉湖130年来湖泊沉积物有机碳、氮稳定同位素变化及其环境指示意义

通过对2020年沉湖湖心采集的73cm长沉积柱(CH-01)中总有机碳(TOC)、总氮(TN)、有机碳同位素(δ¹³C_org)和氮同位素(δ¹⁵N)指标的分析,并结合年代测定(²¹⁰Pb、¹³⁷Cs比活度测试)结果,分析了130多年来沉湖沉积物有机质的来源,探讨受人类活动影响下湖泊的生态环境变化过程.结果表明:沉湖沉积物平均沉积速率为0.52cm/a,呈缓慢增大趋势.TOC、TN含量变化范围分别为0.89%～3.65%和0.04%～0.20%,δ¹³C、δ¹⁵N值变化范围分别为-29.34‰～-26.13‰和1.67‰～5.48‰,TOC、TN在38～26cm的快速上升对应于1970～1990年沉湖周边人口增长和湖泊改造工程频繁期.沉积物中有机质为混合来源,主要为土壤有机质、陆生C3植物和水生维管束植物.其中土壤有机质和陆生C3植物的贡献较大,1980年后由于人类活动导致湖泊水动力减弱,湿地内水生维管束植物对沉积物有机质的贡献率增大....     

千岛湖浮游植物群落结构的垂向分布特征及其影响因素

深水湖库浮游植物群落结构具典型垂向分异特征,是其水质和生态系统功能的考量要素之一;但对深水湖库浮游植物垂向分异的季节变化规律及其成因仍认识不清.以深水湖库千岛湖为例,通过春、秋两季全湖12个点位浮游植物群落结构及同步水质指标剖面变化的调查,揭示了典型深水湖库浮游植物群落结构的垂向分布特征及影响因素.结果表明,春季浮游植物丰度和叶绿素a最大值出现在次表层(2～5 m),而秋季浮游植物丰度和叶绿素a则在表层达到最大值,然后均随水深增加而下降.千岛湖浮游植物优势种属在垂向上呈现明显的分层特征,具体而言,春季表层和次表层主要以隐藻和假鱼腥藻为主,中层隐藻占据优势,而底层小环藻细胞丰度明显高于其他藻属;秋季表层优势属为假鱼腥藻和束丝藻,在次表层和中层,细鞘丝藻和假鱼腥藻占据优势地位,底层细鞘丝藻成为唯一优势属.此外,水体关键环境指标也存在明显的垂向变化,春季水体氮和磷营养盐浓度与水深呈负相关,而秋季则呈相反趋势;统计分析表明春季浮游植物丰度垂向分布与磷酸盐浓度显著正相关,秋季浮游植物丰度垂向分布则与光照强度呈现显著正相关,而水温、硝态氮和总氮则是驱动两季浮游植物优势属垂向分布的主要因素.综上所述...     

南黄海营养盐的垂直分布特性及其垂向输运规律

根据“中韩黄海水循环动力学合作研究”项目１９９６～１９９８年６个航次的调查资料，对南黄海营养盐的垂直分布特征及其垂向输运规律进行了初步探讨。结果表明：（１）南黄海中北部（３４～３７°Ｎ），除冬季营养盐呈垂直均匀分布外，其他季节在远岸海域则呈现明显的层化现象，且在某些海域营养盐等值线呈上凸趋势或呈马鞍形分布，这与生物活动和黄海冷水团及其垂直环流有关；在近岸浅水区，营养盐基本呈垂直均匀分布。（２）南黄海南部（３４°Ｎ以南）：西侧浅水区（水深＜４０ｍ），营养盐基本呈垂直均匀分布且含量很高；东侧深水区，冬、春季营养盐垂直分布均匀且含量较低，夏、秋季时由于来自东海北部的冷水沿坡爬升，营养盐等值线呈极明显的上凸趋势。     

鄱阳湖三江口柱状沉积物有机氮同位素特征及其环境指示意义

通过对鄱阳湖三江口处柱状沉积物中δ15N、C/N比值、TOC和TN等含量的测定,分析了其有机质及氮素的来源.结果表明: 赣江、抚河、信江及鄱阳湖处柱状沉积物δ15N值变化范围分别为2.44‰~4.55‰、4.03‰~5.84‰、3.79‰~4.81‰及3.42‰~8.13‰.赣江南支其沉积有机质主要来源于土壤有机质;抚河整个柱状沉积物以自生有机物源为主;信江西支在12cm以下其沉积有机质主要受藻类及土壤有机质两种物源的影响,而12cm以上受外源影响比较小;鄱阳湖梅溪嘴表层2cm处沉积有机质来源以藻类为主,而中间6~3cm处主要来源于土壤有机质,7cm以下主要来源于藻类及土壤有机质.赣江南支、信江西支及鄱阳湖梅溪嘴沉积物氮素均主要来源人工合成肥料和土壤流失氮,而抚河主要来源于土壤流失氮.     

三江平原湿地沉积有机碳密度和碳储量变异分析

论文研究了东北三江平原3类典型湿地共16个沉积物剖面有机碳的分布特征。结果表明,沼泽化草甸、腐殖质沼泽和泥炭沼泽的储碳层厚度分别为11～29、18～58和70～130cm;其有机碳含量(单个剖面平均)分别为29～75、124～348和187～389g/kg(干物质计);有机碳密度(单个剖面平均)分别为31～48、35～59和49～94kg/m³。3类湿地淀积层的有机碳含量和密度都很低且较稳定。由于有机碳含量的差异,不仅3类湿地之间而且同一类型湿地的不同剖面间有机碳密度的差异也十分明显。储碳层厚度及有机碳密度的空间变异性是导致湿地有机碳储量估算不确定性的主要原因。根据研究结果估算,沼泽化草甸、腐殖质沼泽和泥炭沼泽储碳层单位面积碳储量分别约为8×10³、18×10³和72×10³t/km²,其变异系数分别约为40%、49%和34%;“储碳层+1m淀积层”的单位面积碳储量分别约为17×10³、27×10³和83×10³t/km²,其变异系数分别约为16%、39%和27%。表明以“储碳层+1m淀积层”深度来估算碳储量能较合理地反映湿地沉积物有机碳的蓄积特征。结果还表明,以1m作为统计深度将在很大程度上低估湿地的碳储量。     

辽东半岛东岸泥质区有机物分布特征及其环境指示意义

为研究人类活动及鸭绿江陆源输入对河口海岸及陆架泥质区沉积环境的影响,本文通过对2017年于辽东半岛泥质区东部采集的Q02柱与西部Q04柱进行210Pb定年、粒度、总有机碳、总有机氮、δ13C同位素等指标综合分析,利用Meyers研究模型结合C/N值及δ13C同位素含量分析不同物源有机质贡献率。结果表明:（1）两根柱样TOC与TN含量近百年来逐渐升高,C/N值在9~11之间为海陆混合来源。沉积物主要以粉砂及粘土为主,粉砂含量最高,粘土次之,砂含量较少。（2）有机碳来源占比均呈陆源降低海源升高的特点,分别反映了泥质区东部与西部不同主导因素对海域环境的影响。东部沉积环境主要受流域环境变化与海域共同作用,垦荒、自然灾害、日俄战争等事件造成了植被覆盖降低,水库建设减少了陆源有机碳输入;西部沉积环境主要受沿岸人类活动、水体富营养化的影响,"弛禁"政策导致植被覆盖被破坏,港口修建、水产养殖等活动造成水体营养物质增多,引起海洋环境恶化。     

龙景湖沉积物的细菌群落垂向分布特征

为探索不同沉积时间条件下沉积物细菌群落的垂向变化及其在湖泊生态系统物质迁移转化过程中所发挥作用,对重庆市园博园龙景湖的原有河道(OR)和新形成库湾(NB)沉积物进行了分层采样,利用变性梯度凝胶电泳(DGGE)技术并结合环境参数进行冗余分析(RDA).结果表明,OR沉积物的细菌多样性指数(H)和丰度(S)高于NB,垂向上H、S和均匀度(E)都由表层至深层先减小后增大.系统发育分析显示,龙景湖沉积物主要包含了7个门类的细菌,OR表层沉积物以δ-变形菌(Deltaproteobacteria)、拟杆菌(Bacteroidetes)和绿弯菌(Chloroflexi)为主,中层以绿弯菌为主,深层以δ-变形菌和绿弯菌为主;而NB表层和中层的主要菌种与OR深层一致,其他菌种还有Ignavibacteriae、放线菌(Actinobacteria)、厚壁菌(Firmicutes)和绿菌门(Chlorobi).RDA表明,沉积物中总氮(TN)、总硫(TS)、孔隙水的总有机碳(TOC)浓度以及平均粒径是影响细菌群落结构和分布的主要因子.通过DGGE技术所获得的细菌多与有机质的降解有关.OR的TOC、TN含量高于NB,相应的沉积物中δ-变形菌、拟杆菌、Ignavibacteriae等与有机质降解相关的细菌种类和数量较多.     

武汉东湖沉积物氮磷形态垂向分布研究

以武汉东湖为研究对象,分析并比较了3个采样点柱状沉积物中各种形态氮、磷的垂向分布,并结合pH进行了研究.结果表明:东湖沉积物pH小于上覆水中pH并随沉积物深度增加呈下降趋势.总氮与总磷均为处于湖湾区的1号点最高,2号点湖心最低,3号点居中.氨氮和硝酸盐氮也表现为1号点远远大于2号点和3号点.随着近年治污力度的加大,1号点的氮磷水平呈下降趋势,但是3号点受面源污染影响,氮、磷水平上升很快,甚至在表层已经和1号点持平.磷虽然仍然是东湖最主要的限制性营养元素,但受硝化与反硝化作用及聚磷菌的影响,近20a来,东湖沉积物总氮含量下降很大,氮磷比仅为3左右.