210Pbex、228Thex、7Be和137Cs在崇明东滩表层沉积物的季节性特征及其环境指示意义

2007～2008年,于长江口崇明东滩高潮滩芦苇带(14号站位)、中潮滩藨草带(27号站位)和低潮滩光滩带(45号站位),以月为周期采集表层沉积物,通过测量沉积物粒度特征和颗粒活性核素活度,包括过剩210 Pb(210 Pbex)、过剩228 Th(228Thex)、7Be和137Cs,探讨了由陆向海的不同植被间沉积物物源变化规律及其影响因素。结果表明:(1)表层沉积物粒径在春季最小,秋、冬两季较大;由陆向海各站位粒径大小为14号<27号<45号。(2)210Pbex和137Cs活度的变化与平均粒径的变化相关度较高;7Be在高潮滩沉积物中的活度随时间序列的变化与大气沉降的沉降通量类似,在春季呈现明显的高值;228Thex和137 Cs的活度较小,且随季节变化不大。(3)表层沉积物中的137 Cs/210 Pbex和228 Thex/210 Pbex活度比值均与徐六泾颗粒态中核素比值的变化趋势接近,显示出崇明东滩沉积物受陆源控制,其中14号站位的陆源特征最为明显,45号站位陆源影响较小,而27号站位则在春、夏季呈现与14号站位类似的陆源特征。     

连云港田湾海域沉积物中放射性核素分布与沉积速率

本文基于连云港田湾海域沉积物中放射性核素含量的测定结果,分析了表层沉积物中放射性核素含量的平面分布和柱状沉积物中放射性核素含量及垂向分布特征,并讨论了核素之间的内在关联和田湾近岸区的沉积速率。结果显示:（1）田湾海域表层沉积物类型基本为粉砂质黏土和黏土质粉砂,其中值粒径约为0.006 mm,平均黏土含量约为45%,属典型淤泥质海岸沉积物特征;（2）表层沉积物中某一放射性核素（210Pb、238U、228Ra、40K、226Ra、228Th、137Cs）比活度变化较大,但总体上处于相同水平;（3）210Pb、226Ra、238U和228Th垂向比活度范围分别为32.6～48.8 Bq/kg、17.6～33.3 Bq/kg、15.1～40.8 Bq/kg和40.31～86.9 Bq/kg,各核素含量随深度增加的变化规律有所不同;（4）柱状样中垂向上210Pb/226Ra活度比值为1.2～2.6,均值为1.5,210Pb明显过剩,且其过剩量与埋深有较明显的关系;（5）田湾附近50多年来的平均沉积速率为2.3 cm/a,60 cm以浅的沉积速率约为3.0 cm/a,60 cm以深的沉积速率约为1.0 cm/a;60 cm以浅的沉积速率较快,可能与近年来周边工程较多（田湾跨海大桥、取排水口、港区扩建等）有关。     

天津近岸表层沉积物重金属和放射性核素分布特征

对渤海湾天津海域14个表层沉积物样品进行粒度、重金属和核素放射性活度测量,结果显示,沉积物组成以粉砂为主,其粒径在研究区横纵向上分别呈由南至北、由东至西逐渐变粗的分布特征.重金属元素含量为Cu:25.6~35.1mg/kg、Pb:44.1~67.7mg/kg、Zn:60~73.5mg/kg;210Pb活度为13.2~35.3Bq/kg,137Cs活度为0.05~1.28Bq/kg,重金属含量和放射性活度随粒径减小而增大,总体上呈由北至南逐渐增大的分布特征,在中部和南部分别呈由西北至东南和由西至东逐渐增大的分布特征.这主要是因为细颗粒组分对Cu、Pb、Zn、210Pb和137Cs的吸附作用大于粗颗粒组分,因此,其分布受渤海湾水流及其所导致的粒径变化所影响.     

深圳市大气气溶胶中~(210)Po的比活度及其辐照剂量

研究了深圳市大气颗粒物中~(210)Po的放射性比活度及其对人体所致辐照剂量.深圳大气总悬浮颗粒物(TSP)和PM_(2.5)中~(210)Po的比活度变化范围为0.01~0.20m Bq/m~3(平均0.08mBq/m~3)和0.03~0.38mBq/m~3(平均0.12mBq/m~3).研究发现,大气~(210(Po比活度与大气PM_(2.5)含量呈显著的正相关关系,而与降雨呈弱负相关,认为大气颗粒物是影响大气~(210)Po含量的重要因素.由呼吸摄入~(210)Po所致人体的年均待积有效剂量为4.53×10~(-6)Sv.     

楚科奇海陆架区表层沉积物放射性核素的分布

对中国首次北极科学考察期间在楚科奇海采集的9个表层沉积物样品进行了γ谱分析。结果表明,2 1 0 Pb的比活度介于16.0～76.6Bq·kg 1 之间,平均为3 6.9Bq·kg 1 ,低于大多数中低纬度区表层沉积物的2 1 0 Pb比活度,反映出研究海域低的大气2 1 0 Pb输入通量。2 2 6 Ra、1 37Cs、2 38U的放射性比活度范围和平均值分别为11.4～2 0 .9、1.7～2 .9、3 2 .4～5 3 .4Bq·kg 1 和17.6、2 .2、44 .4Bq·kg 1 。研究海域表层沉积物中的2 2 6 Ra/2 38U ) A .R .介于0 .3 5～0 .47之间,低的2 2 6 Ra/2 38U) A .R .表明U、Ra的地球化学行为存在差异。2 1 0 Pb、2 1 0 Pbex、1 37Cs、4 0 K比活度和灼烧失重率均随离岸距离的增加逐渐减小,而2 2 6 Ra和2 38U则具有各自不同的分布特征,分别与研究海域表层沉积物Si和Ca的分布比较类似。对核素间相关关系的分析表明,研究海域表层沉积物中1 37Cs和2 1 0 Pbex含量与灼烧失重率之间存在良好的线性正相关关系,证实有机物质在2 1 0 Pb、1 37Cs的生物地球化学循环中起着重要作用。     

阳江核电站附近海域表层沉积物中γ放射性核素含量水平

用HPGe-γ谱分析方法测定了阳江核电海域表层沉积物中238U、226Ra、210Pb、228Th、228Ra、40K、137Cs、134Cs、110mAg、58Co和60Co共11种核素的比活度,238U、226Ra、210Pb、228Th、228Ra、40K、137Cs等7种核素的放射性比活度范围分别为75.2~102.0、32.6~38.6、86.9~148、54.3~71.3、40.9~70.6、580~660和 < 0.16~3.82 Bq/kg_干重,平均值分别为82.4±5.2、35.5±2.0、121.7±14、60.2±3.1、57.1±3.1、621±29和2.21±0.31 Bq/kg_干重,134Cs、110mAg、58Co和60Co等4种核素的比活度均低于检测限。沉积物中226Ra/238U、210Pb/226Ra和228Th/228Ra比值的范围分别为0.35~0.48,2.63~4.17和0.96~1.36,平均值分别为0.43、3.43和1.06。结果显示,该海域表层沉积物中210Pb相对于226Ra过剩,226Ra相对于238U亏损,而228Th与228Ra基本平衡;沉积物中γ放射性核素含量水平与粒度分布、离岸距离无明显相关性。     

洞穴上覆土壤层~(210)Pb放射性活度变化特征及其环境意义

土壤210Pb放射性活度变化可以用来指示土壤侵蚀速率变化、计算水土流失速率,但是在其他方面的应用,特别是岩溶环境的应用相对较少。在进行洞穴年轻沉积石笋年代测试过程中,发现目前应用的CIC(恒定初始放射性活度模式)初始活度恒定的假设需要进行验证。通过对广西桂林茅茅头大岩上覆土壤层进行季节采样和210Pb放射性活度、土壤有机质、粒径等分析,发现土壤剖面表层20~30cm内的210Pb放射性活度季节变化明显,可能响应了大气环境、土壤生态环境的变化。但是土壤剖面基底210Pb放射性活度基本保持恒定,说明土壤层厚度大于20~30cm时,土壤层中210 Pb变化对洞穴年轻沉积物表层210Pb活度变化影响不大,洞穴上覆层对洞穴沉积物210Pb放射性活度的影响主要在于土壤有机质和粘粒向下迁移。因此,影响洞穴石笋210Pb放射性活度的关键因素在土壤厚度、土壤中随有机质和粘粒迁移的210 Pb量的变化,进而推广到洞穴年轻沉积物210Pb定年,在土壤层厚度大于20~30cm时,洞穴相对封闭环境下,可以应用CIC模式对洞穴沉积物进行年龄计算。     

昌江核电站运营前附近海域总β放射性水平

在昌江核电站运营前,研究人员对其附近海域做了水质、沉积物和海洋生物总β放射性调查,并与我国其他海域及昌江核电站周围的陆地环境做了对比。结果表明:（1）海水样品总β比活度范围为0.040～0.074 Bq/L,平均值为0.054 Bq/L,与渤海、黄海、东海、南海近海、大亚湾核电站等海域相比,昌江核电站海域海水中总β放射性水平相对较低;（2）表层沉积物中总β比活度范围为257～925 Bq/kg,平均值为653 Bq/kg,研究海域沉积物中总β放射性水平与香港、青岛、阳江等海域水平相当;（3）海洋生物样品中总β比活度范围为8.7～63.8 Bq/kg,平均值为48.0 Bq/kg,海鱼类、虾类和贝类体内总β平均值分别为56.7 Bq/kg、63.4 Bq/kg和24.0 Bq/kg,鱼类和虾类明显大于贝类。本研究可为今后科学、合理地评价核电站运行对海洋环境的影响提供重要的数据支撑。     

黄河中下游悬浮颗粒物多核素时空分布特征及其指示意义

天然放射性核素（238U、40K、226Ra、228Ra、7Be、210Pb_xs等）信息对于认识河流颗粒物的来源及输运过程具有重要的指示意义,然而目前关于河流悬浮颗粒物（SPM）的核素研究尚不多见。本研究分析了黄河中、下游水体悬浮颗粒物中各种天然放射性核素的活度水平及时空分布特征,发现春季颗粒物的238U、40K、226Ra、228Ra、7Be和210Pb_xs活度分别为26.86～119.57 Bq/kg、619.50～835.62 Bq/kg、12.88～55.51 Bq/kg、24.55～82.61 Bq/kg、0.24～39.47 Bq/kg和0.92～18.78 Bq/kg,秋季分别为40.54～73.96 Bq/kg、804.95～1023.12 Bq/kg、31.24～47.68 Bq/kg、57.92～77.95 Bq/kg、0.98～30.50 Bq/kg和12.60～31.33 Bq/kg。对比发现,除7Be在两次调查时表现出相似的变化范围和趋势外,其他各种核素的比活度整体上均表现为春季高于秋季的季节特征。就核素的含量及比值的空间分布而言,黄河小浪底、开封和将军渡3个河段均存在数值异常的现象,推测是这3处区域的物质来源、颗粒物粒径及成分组成不同于其他区域所致。     

崇明东滩表层沉积物重金属空间分布特征及其污染评价

以崇明东滩潮间带表层沉积物为研究对象,在粒度分析、重金属以及有机碳含量测定的基础上,采用ArcGIS中的地统计分析模块研究了重金属Cu、Pb、Zn、Cr、Cd的空间分布格局,应用克里金法进行空间插值作图,估算了沉降通量,并运用地质累积指数法和潜在生态危害指数法对重金属污染现状进行了评价.结果表明:①目前崇明东滩重金属Cu、Pb、Zn、Cr、Cd含量平均值分别为42、27、69、71、0.23μg.g-1,均超过上海潮滩背景值,且受沉积物粒径分布和有机碳的影响,重金属含量呈现自岸向海和自北向南下降的趋势;②崇明东滩重金属Cu、Pb、Zn、Cr、Cd的年沉降量分别为187、121、395、312、1.04 t,总沉积通量为11 g.(m2.a)-1,反映崇明东滩仍具有较强的重金属污染物"过滤器"功能;③重金属污染状况总体为清洁,但Cd、Pb和Cu的污染程度相对较高.     

水动力作用对潮滩表层沉积物重金属时空分布的影响

选取上海滨岸滩具有代表性的4个采样断面，分析了重金属在潮滩表层沉积物中的季节含性量变化。结果表明，在水动力作用较弱的地貌部位，表层沉积物中重金属元素明显趋于富集。在崇明东旺沙、白龙港排污口附近和奉新边滩表层沉积物中，Cu、Pb、Fe、Mn、Zn的最低值出现于夏季，而在东海农场表层沉积物中，这几中重金属元素的最低值出现于秋季，夏季值反而较高。Cd与此不同。这说明在长江冲淡水作用下，重金属污染物能沿岸发生迁移与扩散，Cd受长江冲淡水影响较小。     

崇明东滩夏冬季表层沉积物细菌多样性研究

以长江口崇明东滩高、中、低潮滩夏、冬两季表层沉积物中基因组DNA为模板,PCR扩增样品中细菌16S rRNA基因V3区片段,通过克隆、测序,构建相应基因文库.系统发育分析结果表明,崇明东滩高、中、低潮滩表层沉积物共包含12个主要门类的细菌:变形菌门(Proteobacteria)(α-、β-、γ-、δ-和ε-亚群)、拟杆菌门(Bacteroidetes)、放线菌门(Actinobacteria)、酸杆菌门(Acidobacteria)、绿弯菌门(Chloroflexi)、厚壁菌门(Firmicutes)、螺旋体门(Spirochaetes)、疣微菌门(Verrucomicrobia)、浮霉菌门(Planctomycetes)、绿菌门(Chlorobi)、网团菌门(Dictyoglomi)、硝化螺旋菌门(Nitrospirae),此外还存在大量未被认知的序列.中潮滩和低潮滩的优势菌为变形菌,高潮滩的优势菌为拟杆菌.DOTUR多样性分析结果表明,崇明中潮滩细菌多样性最高,低潮滩次之,高潮滩最低;夏季细菌多样性高于冬季.夏、冬两季细菌群落差异高潮滩最大,低潮滩次之,中潮滩最小.     

崇明东滩表层沉积物中7Be活度的粒度效应

本文于2010年7月至2011年2月期间,每月于长江口区域崇明东滩的高、中、低不同潮滩采集表层沉积物样品,利用水淘选原理和沉积物分级装置进行粒度分级,获得从粗到细的A、B、C、D四种不同粒径大小（>63 μm、32~63 μm、16~32 μm以及8~16 μm）的样品组分及其相应的7Be活度。研究结果表明:粗粒级部分的含量随着离岸距离的增加而增高;细粒部分则反之。粒度由细到粗,7Be活度呈降低趋势。对分级后样品的粒径（φ单位）与7Be活度值做相关性研究发现,高、中潮滩沉积物7Be核素活度受降水影响大于低潮滩沉积物。相较于中低潮滩,位于高潮滩的14#站位,7Be活度与平均粒径的相关性最差。7Be活度和平均粒径相关性的季节性差异不甚明显。本研究结果表明,在利用7Be研究河口海岸区域中季节时间尺度颗粒悬浮物的输运和沉积过程当中,应充分考虑粒度效应的影响。     

Historical trends in the anthropogenic heavy metal levels in the tidal flat sediments of Lianyungang, China

The sedimentation of metals can preserve the historical record of contaminant input from local and regional sources and provide information on the historical changes in regional water and sediment quality. We report the ²¹⁰Pb activities and the heavy metal (Cd, Cr, Cu, Mn, Pb and Zn) depth profiles from sediment cores retrieved in 2010. The mean sedimentation rates of 0.85-1.5 cm/yr are determined by ²¹⁰Pb dating. The sediments in the tidal flat have recorded heavy metal deposition and thus allow the establishment of a connection between the temporal evolution of the heavy metal pollution and the historical changes in the economic development of Lianyungang. The enrichment factors (EF) are calculated to estimate the level of contamination stored in these sediments. The results show that in the studied sites, Cr and Cu display low EF values and are mainly from lithogenic origin. For the other studied trace metals, a great variability in the sedimentary record is observed. Significant anthropogenic enrichment over the last 50 years is revealed at the tidal flat that receives fluvial inputs. Zinc is the element with the highest EF values, followed by the order of Pb > Cd > Mn > Cu and Cr. The temporal variations of the heavy metals peak during the late 1980s to the early 2000s and show a decreasing trend afterward. The pollution intensity of the tidal flat is determined by using EF and the geo-accumulation index (I_geo), which show that, based on the I_geo scale, the tidal flat of Haizhou Bay is unpolluted to moderately polluted.     

盐度和pH对崇明东滩沉积物中NH+4释放的影响研究

采集长江口下游的崇明东滩沉积物样，通过实验模拟研究盐度和pH对沉积物中NH4^ 释放的影响。结果表明，潮滩沉积物中NH4^ 的释放受盐度和pH的共同控制。NH4^ 随着盐度的变化呈明显的“M”型双峰曲线，释放量最小出现在盐度为0‰。释放峰值出现在盐度为5‰、20‰。NH4^ 随着pH的释放规律因盐度环境和沉积物类型的不同而显著不同。NH4^ 的释放量与沉积物类型有关，沙性物质含量高的低潮滩沉积物中NH4^ 的释放量明显低于沙性物质少的中潮滩。     

盐度变化对崇明东部河口潮滩氮营养盐循环影响实验模拟研究

以长江口咸淡水交互作用最为典型岸段崇明东部潮滩作为研究区域,运用实验模拟方法,定量地研究了盐度变化对潮滩生态系中无机氮的迁移、转化过程的影响。结果发现,盐度升高有利于沉积物中的NH4-N向上覆水扩散,但NO2-N和NO3-N的界面扩散呈现相反的变化趋势;沉积物中可交换态无机氮含量变化特征显示,在盐度变化剧烈的潮滩生态系统内,硝化作用可能是控制沉积物(尤其是表层沉积物)中无机氮分布的重要因素。     

崇明东滩夏季沉积物厌氧氨氧化菌群落结构与空间分布特征

为探索长江口崇明东滩表层沉积物中是否存在厌氧氨氧化菌以及厌氧氨氧化菌的群落结构与空间分布特征,以崇明东滩高、中、低潮滩夏季表层沉积物中总DNA为模板,PCR扩增沉积物样品中厌氧氨氧化菌特异性16S rDNA片段,通过克隆、测序,构建相应基因文库,将文库中有效克隆序列分别提交到GenBank中进行相似序列搜索,并利用MEGA5绘制系统发育树.分析结果发现,克隆序列CM-L-7和CM-L-18与已发现厌氧氨氧化菌Candidatus"Scalindua sp."同源性达98%,CM-L-13与Candidatus"Scalindua wagneri"同源性达94%,CM-M-6与Candidatus"Kuenenia sp."同源性达94%,CM-M-22与Anaerobicammonium-oxidizing planctomycete JMK-1的同源性达95%,CM-H-15与Candidatus"Kuenenia stuttgartiensis"的同源性达94%.表明,崇明东滩高、中、低潮滩表层沉积物中均存在厌氧氨氧化菌,但所属菌属不同,低潮滩以Candidatus"Scalindua"为主,中、高潮滩以Candidatus"Kuenenia"为主.相比之下,中潮滩厌氧氨氧化菌群落结构较为复杂.部分克隆序列与已发现厌氧氨氧化菌存在较大进化距离,表明崇明东滩可能还存在其他具有潜在厌氧氨氧化功能的细菌.     

崇明东滩湿地沉积物中汞累积特征及其影响因素研究

湿地是汞的活性库,研究湿地汞的累积特征对揭示湿地汞生物地球化学过程及其生态效应等均具有重要意义. 通过分析崇明东滩沉积物汞累积特征,为进一步深入研究湿地汞的地球化学循环和湿地环境保护提供依据. 采集了崇明东滩湿地高潮滩、中潮滩、中潮滩植被带前缘3个柱状沉积物样品,测得沉积物中w(Hg)为0.015～0.315 mg/kg. 利用地累积指数法对潮滩沉积物中汞的污染状况进行了评价,结果表明:崇明东滩沉积物存在轻度的汞污染. 同时对w(Fe),w(Mn),w(有机质)及粒度等理化参数进行了测定. 采用相关性分析,探讨沉积物中w(有机质),w(Fe),w(Mn)和粒度对沉积物汞累积的影响,指出有机质和铁、锰循环是影响沉积物中汞累积的主导因素,而粒度不是控制因素.      

潮滩沉积物重金属污染的色度反演方法初探

为了探求快速评估土壤重金属污染的方法,以崇明岛东滩低、中、高潮滩沉积物为研究对象,用色度仪测量其色度参数(明度L*、红度a*、黄度b*),并对照化学分析数据,初步探讨了潮滩沉积物的色度特征与重金属元素(Cu、Cr、 Pb、Zn、Mn、Fe )含量之间的相关关系.同时,运用回归分析分别建立了重金属元素含量与色度参数（明度L*、红度a*、黄度b*）之间的定量关系模型,并对模型进行验证.结果表明,在崇明岛低、中、高潮滩的沉积物中,Cu、Pb、Zn与L*之间负相关,相关系数最高可达rCu=-0.97、 rPb= -0.88、 rZn=-0.98;Cu、Pb、Zn与a*之间正相关;而Cr与a*之间负相关.在河口水体中重金属含量稳定的条件下,色度信息可以定量地反演潮滩沉积物重金属元素的含量,为大范围的潮滩重金属污染研究提供了一项实用有效的辅助手段.