氧氟沙星和诺氟沙星的水环境光化学转化:pH值及溶解性物质的影响

在模拟日光照射下,考察了氧氟沙星和诺氟沙星在纯水和天然水中的光降解行为,结果表明,氧氟沙星和诺氟沙星的光降解随p H增加(p H=4—10)先增快后减慢,两种抗生素以两性离子形态存在时光解最快.氧氟沙星和诺氟沙星在天然水中的光降解显著慢于其在相似p H条件下(p H=8)纯水中的光降解,天然水中的溶解性物质对两种抗生素的光降解总体表现为抑制作用.以Suwannee河富里酸为例,研究了溶解性有机质(DOM)的影响机制,发现淡水中高浓度的DOM主要通过竞争光吸收抑制氧氟沙星和诺氟沙星的光解,而海水中低浓度的DOM可以通过淬灭活性物种抑制两种抗生素的光解.天然水中的金属阳离子(Ca2+和Fe3+)和NO-3分别通过配位作用和光致生成·OH影响氧氟沙星和诺氟沙星的降解.由此可见,氧氟沙星和诺氟沙星在天然水中的光化学行为依赖于水体p H值和溶解性物质的综合影响.     

水体及沉积物微塑料污染对近海养殖海区的生态风险

微塑料在全球海洋水体及沉积物中广泛存在,然而关于近海养殖海区的微塑料污染特征鲜有报道,本研究调查了中国近海养殖海区茅尾海水体和沉积物中微塑料的分布特征并初步对其微塑料污染进行风险评估.结果表明,茅尾海区域广泛分布着微塑料,茅尾海水体中微塑料的平均丰度为(2.01±1.23) n·m^-3,泡沫(60.1%)是主要的类型.沉积物中的微塑料平均丰度为(22.4±19.6) n·kg^-1,薄片(50%—100%)在采样点中占主要部分.茅尾海水体、沉积物中的微塑料粒径都以1—5 mm为主(33.3%—100%),水体和沉积物中的微塑料主要来自钦江的输入、旅游活动以及海水养殖活动.通过风险评估模型初步得出,茅尾海区域微塑料的污染水平属于中等偏低水平,水体中微塑料整体污染风险等级显著高于沉积物,生态风险等级分别属于Ⅲ级(较高风险)和Ⅱ级(较低风险).风险指数最高的点位于茅尾海入海河流钦江入海处,达到了Ⅳ级(高风险),各沉积物采样点的风险等级主要集中在Ⅰ—Ⅱ级,属于较低风险.危害评分高的聚合物聚丙烯腈(Polyacrylonitrile,PAN)是水体中微塑...     

生物炭对重金属污染沉积物的修复效果

采用1%、2%和5%的生物炭钝化污染沉积物中的重金属,并研究生物炭修复对水体的生态影响.结果表明,生物炭添加后水体的p H值显著增大,上覆水和间隙水中溶解态Cu、Zn和Cd浓度均显著降低.1%(W/W)生物炭添加量使上覆水中溶解态Cu比对照降低了82.4%;在不同添加量下间隙水溶解态Zn降低幅度为11.7%—62.8%.通过BCR重金属形态分级发现沉积物中酸溶态重金属均有向残渣态转化的趋势.在5%生物炭添加量时,酸溶态Cu降低了73.08 mg·kg-1,降低幅度达到32.1%,而可氧化态Pb增加幅度达到67.8%.通过生物可利用实验(PBET)发现,当生物炭添加量为5%时,生物可利用性Cu降低9.8%,Zn、Pb和Cd的生物可利用性也有不同程度降低.生物炭添加到沉积物后,用于植物毒性试验的家独行菜(Lepidium sativum)茎长呈现19.5%—25.7%的增加,根长也随之增加,说明生物炭降低了沉积物重金属的植物毒性.     

胶州湾贝类养殖区沉积物中汞分布与无机汞不同结合态的初步探究

为了研究贝类养殖对沉积物中汞的分布与不同结合态的影响,2012年5月至2013年5月在胶州湾的红岛、黄岛、胶南以及营海贝类养殖区采集55份沉积物样品,分别用冷原子吸收法和连续提取法测定其总汞及不同结合态汞的含量.研究结果表明,胶州湾贝类养殖区沉积物中总汞含量范围为0.037—0.228 mg·kg~(-1),其中红岛养殖区汞含量最高,超过环境背景值3.2倍.总汞含量在垂直方向上呈从底部到表层增加的趋势,且在沉积物表层富集.通过对比不同区域及不同年代胶州湾表层沉积物总汞含量,发现贝类养殖使得胶州湾养殖区沉积物汞污染程度加重.此外,沉积物中汞主要以残渣态为主,占总汞含量的31.46%,交换态与可溶态所占比例最少,仅占总汞含量的9.06%.几个养殖区域的汞污染程度依次为:红岛营海黄岛胶南,汞的潜在生态风险因子计算结果表明,胶州湾养殖区沉积物存在中等以上的生态风险.     

武汉市葛店地区汞污染及其分布特征

对武汉市葛店地区的土壤、水体及沉积物进行了系统取样、测试.结果表明:该地区表层和底层土壤中汞的平均含量分别为0.314mg·kg-1和0.181mg·kg-1,分别是区域土壤汞背景值的6倍和3.6倍,初步分析原因为污灌、大气汞的干、湿沉降和使用含汞农药;水体汞含量平均值为1606.77ng·1-1,远远超过了国家地表水环境质量标准(GHZB1-1999)中的Ⅲ类水质标准(≤100ng·1-1),且水体汞含量随距化工厂距离的增加而递减,形态分析表明,水体汞大部分以粒子态和溶解态存在,活性汞只占很小一部分;沉积物样品中汞的含量范围为2.450-8.630mg·kg-1,平均值4.677mg·kg-1,污染程度随距化工厂距离的增加而递减.     

渔业养殖区水环境中汞的形态分布

为研究渔业养殖对水生生态环境中汞形态变化的影响,采用气相色谱-冷原子荧光法对浙江省舟山市六横岛海水样品中不同形态汞含量进行测定分析.结果表明,对于总汞(THg)、溶解态汞(DHg)和颗粒态汞(PHg),养殖区上浮水体与对照区上浮水体之间无显著差异(P0.05).纵向分布看,底层水体PHg含量要显著高于中间层和表层(P0.05),主要是由于沉积物向上浮水体释放大量颗粒物,而颗粒物本身对汞的吸附能力很强.对于上浮水体甲基汞含量分布,总甲基汞(TMe Hg)主要以(PMe Hg)的形态存在,且TMe Hg和PMe Hg在颗粒物含量较高的养殖区的含量要高于在对照区.但是,底层水体中可被微生物利用的溶解态甲基汞(DMe Hg)含量在对照区(0.066±0.009 pmol·L-1)要显著高于养殖区(0.031±0.007 pmol·L-1)(P0.05),这可能是由于常年养殖活动致使沉积物中大量有机物积累,有机物与无机汞离子络合,减少了汞的生物有效性,从而抑制了甲基汞的生成.     

吹扫捕集/气相色谱-原子荧光光度法测定土壤和沉积物中烷基汞

本文将原子荧光光谱检测技术与吹扫捕集/气相色谱检测技术联用,结合优化的碱性法消解前处理技术,建立了碱性法消解-吹扫捕集/气相色谱-原子荧光光谱(PT-GC-AFS)联用技术测定土壤和沉积物中烷基汞含量的方法,能够在一次分析中同时获得样品中甲基汞和乙基汞的含量.本文分别用酸性法和碱性法处理了沉积物标准样品ERM-CC580、沉积物实际样品和土壤实际样品,重点比较了本方法提出的碱性法消解和使用率较高的酸性法消解两种前处理方式.采用本方法处理实际样品进行了色谱分离研究,对低浓度的实际土壤样品进行了检出限实验,用3种不同浓度的沉积物和3种不同浓度的土壤样品验证了精密度,对沉积物标准参考物质ERM-CC580进行了测定,并用两种实际土壤样品和两种实际沉积物样品进行了加标回收率试验.实验表明,碱性法消解精密度和准确度优于酸性法消解,且步骤少、耗时短,使用的试剂种类少、毒性小,方法稳定性高、可操作性强,适用于分析测试实验室大量土壤/沉积物样品的烷基汞测定.采用碱性法消解土壤/沉积物样品,目标物实现完全分离,甲基汞、乙基汞的线性相关系数分别为0.9999、1.0000,最低检出限分别为0.02μg·kg~(-1)、0.10μg·kg~(-1)(取样量为0.50 g),样品分析甲基汞、乙基汞的RSD范围分别为1.0%—4.7%、2.5%—6.0%,加标回收率范围分别为85.1%—109%、90.3%—96.3%.     

典型雌激素在水稻土中的吸附特征及高岭土和猪粪DOM对吸附的影响

畜禽粪污还田资源化利用的同时,带来了雌激素类物质污染风险,而吸附特性决定了雌激素的土壤环境风险和生物可利用性.为掌握雌激素在土壤中的吸附特性,采用批吸附室内模拟实验研究了典型雌激素雌酮(E1)、雌二醇(E2)和炔雌醇(EE2)在水稻土中的吸附动力学和热力学特征,以及掺杂高岭土和添加猪粪溶解性有机质(DOM)对土壤吸附雌激素的影响.结果表明,E1、E2和EE2的吸附动力学均符合拟二级反应动力学方程(R20.997),热力学特征可用Freundlich吸附等温式描述(R20.990).总体水平上,高岭土掺杂比例与3种雌激素土壤吸附能力呈显著正相关(P0.05),且随掺杂比例的增加,拟合曲线趋于线性.随猪粪DOM添加量增加,E1和EE2的吸附系数(KF)减小,而E2的KF值出现先增大后减小的现象.综合分析表明,高岭土能促进土壤对雌激素的吸附,且氢键作用和游离羟基是增强吸附的重要原因;而猪粪DOM会降低土壤对雌激素的吸附,从而增加雌激素从土壤迁移到地表水和地下水中的风险.     

采用电渗析耦合反渗透法分离养殖海水中溶解性有机质

海洋中的溶解性有机质(DOM)是全球碳循环中的重要组成部分,其在全球生物地球化学循环以及区域生态系统对气候的响应方面起着重要的作用.由于DOM组成和结构的复杂性以及海水的高含盐量,导致分离和表征海水DOM存在困难.中国是世界上最大的海水养殖国家,但目前对我国海水养殖中DOM的分离以及表征尚不多见.本研究采用电渗析耦合反渗透(ED/RO)法从海参养殖海水中分离DOM,其溶解性有机碳(DOC)的提取效率为66.8%.通过对原始海水和分离DOM的紫外-可见吸收光谱、光谱斜率进行比较,以及对分离DOM的C∶N物质的量之比的测定,证明ED/RO法可有效地从海参养殖海水中分离出具有代表性的DOM样品.本研究有助于揭示我国近海养殖区DOM在区域碳循环中的循环和转化过程.     

马铃薯秸秆生物炭对黄土吸附Cd(Ⅱ)的影响

为了探究来源于本地农业废弃物的生物炭对区域重金属污染黄土吸附固定化修复的可行性,本文采用批量平衡实验法,研究了马铃薯秸秆生物炭、黄土和生物炭与黄土混合物(加炭黄土)吸附重金属Cd(Ⅱ)的性能,考察了吸附时间、初始Cd(Ⅱ)浓度和溶液p H值对吸附过程的影响,并利用红外光谱、X-射线衍射分析等方法对吸附前后的生物炭和黄土分别进行表征.结果表明,生物炭、黄土、加炭黄土对Cd(Ⅱ)的吸附等温模式符合Langmuir模型,在25℃下的最大吸附量分别为15.60、7.87、12.40 mg·g~(-10,吸附动力学数据满足准二级动力学方程,溶液初始p H值对Cd(Ⅱ)的吸附过程影响较大,2p H4和6p H8时,吸附量增加速率很快,而4p H6时,吸附量平缓上升.表征结果说明离子交换和阳离子-π作用为生物炭对Cd(Ⅱ)的主要吸附机制,而黄土对Cd(Ⅱ)的吸附主要归因于石英、高岭石等黏土矿物以及有机质中的羧基基团.对比动力学和等温吸附数据可得,在实验研究范围内,生物炭的添加使黄土对Cd(Ⅱ)的吸附能力分别提高了41.50%和49.94%.因此,在一定条件下,生物炭的输入可有效提高黄土对Cd(Ⅱ)的吸附固定化能力.     

北塘河口沉积物中汞,砷,铬的污染现状和富集特征

由于受上游河流污染的影响,北塘河口沉积物中普遍积累了一定量的汞.本文通过该区域沉积物中汞、砷、铬与有机碳、粘土和铁、铝、锰含量的回归分析,看出这三种元素在沉积物中的富集和分布,主要与水体悬浮物、沉积物中所含有机质,粘土矿物和铁、铝、锰的水合氧化物的含量密切相关.河口淡-咸水界面的水环境中胶体的吸附作用是这些金属离子从溶液转入沉积物的主要途径,水体中的这些金属离子通过悬浮颗粒物和沉积物中有机胶体,无机胶体(粘土矿物和水合氧化物)的吸附,是水体自净的一个极为重要的方面.     

铁铝土对溶解性有机质的吸附特性

采用批实验方法,结合XAD树脂分组技术研究铁铝土对3种不同亲/疏性DOM(堆肥DOM、秸秆DOM、土壤DOM)的吸附特征并分析其影响因素.结果表明:(1)铁铝土对DOM具有强吸附力,吸附量随DOM初始浓度的增加而增加,吸附动力学包括快吸附和慢吸附两个阶段,符合一级扩散方程;(2)等温吸附特征符合Freundlich方程,为物理作用主导的多层吸附过程;(3)对于同种DOM,铁铝土对DOM的吸附量表现为暗红湿润铁铝土简育铁铝土潜育水稻土,对50 mg·L~(-1)的堆肥DOM在暗红湿润铁铝土的吸附量达594.9 mg·kg~(-1),与CEC、游离氧化铁、游离氧化铝、粘粒呈极显著正相关,与砂粒呈负相关;(4)对于同种铁铝土,高疏水性DOM在铁铝土吸附量更大,表现为堆肥DOM(H-DOM)土壤DOM(M-DOM)秸秆DOM(L-DOM);(5)铁铝土对DOM各组分的吸附力表现为疏水中性组分(HON)酸不溶组分(AIM)疏水碱性组分(HOB)疏水酸性组分(HOA)亲水性组分(HIM),结合各组分的红外光谱特征,推测脂肪链状结构、高芳香性是影响吸附量的关键.(6)DOM各组分对DOM吸附量的贡献是各组分吸附能力与含量的综合作用结果.对于亲疏水性组分,HO对DOM吸附量的贡献大于HIM,达69.43%—85.08%;对于各极性-电荷特性组分,表现为H-DOM:HOA(40.24%)HON(39.1%)HIM(14.92%)AIM(3.82%)HOB(1.88%);LDOM:HOA(33.50%)HIM(30.57%)HON(24.81%)AIM(7.45%)HOB(3.68%).(7)内源DOM对铁铝土吸附外源DOM起抑制作用,且对高疏水性的DOM抑制作用更强.     

黄河水体沉积物对敌百虫和甲拌磷的吸附

对敌百虫和甲拌磷在黄河水体沉积物中的吸附特性进行了研究,观察了ｐＨ值和离子强度等因素对吸附的影响．结果表明,敌百虫的吸附过程为一级动力学规律;敌百虫的吸附符合Ｌａｎｇｍｕｉｒ等温式,甲拌磷的吸附可用Ｆｒｅｕｎｄｉｃｈ等温式较好地描述．ｐｈ值降低或离子强度增加使敌百虫和甲拌磷在沉积物中的吸附程度明显减小．敌百虫在黄河水体沉积物中的吸附以表面吸附为主,而甲拌磷则表现为表面吸附和在有机碳中的分配作用两种吸附方式．     

沉积物中汞的生物可利用性研究进展

沉积物是汞在水体中的主要分布相,同时也被认为是许多水生生物摄取汞的主要途径,本文综述了近年来在沉积物中汞的生物可利用性领域所取得的最新研究进展,包括体外消化液萃取法估测沉积物中汞的生物可利用性、可能影响汞生物可利用性的生物地球化学因素(汞在沉积物中的浓度、沉积物的组成、汞与沉积物的接触时间、汞与沉积物的结合形式,以及沉...     

松花江沉积物主要组分对汞吸附的贡献

通过选择性去除-吸附-统计分析的方法,模拟研究了松花江沉积物中主要组分对汞吸附的能力和贡献.结果表明,Langmuir、Freundlich吸附等温线均能较好地描述萃取前沉积物吸附汞的过程,其中Langmuir吸附等温线拟合效果更好.NH2OH.HCl、Na2S2O4和H2O2等去除剂对沉积物进行选择性去除后的吸附实验显示,Langmuir吸附等温线仍能较好地拟合吸附过程.沉积物各主要组分对汞的吸附能力顺序为锰氧化物铁氧化物有机质.由于沉积物中各组分的含量差异较大,就各组分对汞的吸附贡献而言,铁氧化物和有机质相对于锰氧化物的贡献较大.     

不同生物质炭对土壤中有效态汞的影响及其吸附特征分析

在汞污染土壤中添加不同种类型生物质炭,研究生物质炭对土壤中有效态汞含量的影响.并通过生物炭对汞离子的吸附动力学模型、等温吸附拟合和吸附前后红外光谱图的变化,探讨不同生物质炭对土壤中汞的吸附行为和机理.实验结果表明,土壤中添加生物炭后,土壤中有效态汞含量显著降低,降低比例达到77.5%—87.1%;而通过生物炭吸附汞离子前后的红外光谱图分析可知,生物炭对汞的吸附主要是通过羟基、羧基和酰胺等含氧酸官能团等.此外,吸附动力学结果显示,生物炭对汞离子的吸附时间在150 min内就可以达到平衡.而准二级动力学方程结果表明,这种吸附是以化学吸附为主.     

氢氧化镧改良沉积物对水中磷的吸附特征

考察了氢氧化镧改良沉积物对水中磷酸盐的吸附特征,并考察了被改良沉积物所吸附磷酸盐的形态分布特征.结果发现,氢氧化镧改良沉积物对水中低浓度磷酸盐的吸附可以采用线性模型进行描述,而对高浓度磷酸盐的吸附则适合采用Langmuir模型进行描述.准二级动力学比准一级动力学模型更适合用于拟合改良沉积物对水中磷酸盐的吸附动力学过程,膜扩散和颗粒内扩散共同控制了缓慢吸附阶段的速率.强碱性条件不利于改良沉积物对水中磷酸盐的吸附.溶液共存的Cl~-、SO_4~(2-)、HCO~3~-、Na~+、K~+和Mg~(2+)对改良沉积物吸附水中磷酸盐的影响较小,而溶液共存的Ca~(2+)会促进改良沉积物对水中磷酸盐的吸附.改良沉积物对水中磷酸盐的吸附能力明显强于未改良沉积物.改良沉积物的最大磷酸盐单位吸附量明显高于未改良沉积物,并且改良沉积物的最大单位吸附量随着氢氧化镧添加量的增加而增加.改良沉积物的初始吸附速率随着氢氧化镧添加量的增加也随之增加.改良沉积物的磷吸附-解吸平衡浓度(EPC0)明显低于未改良沉积物.被改良沉积物所吸附的磷酸盐中大部分(84%)以较为稳定的NaOH-rP和HCl-P形态存在,仅仅只有16%左右会以容易释放的NH_4Cl-P和BD-P形态存在.以上结果显示,添加氢氧化镧不仅可以增强沉积物对水中磷酸盐的吸附能力,而且可以降低沉积物中磷的释放风险,氢氧化镧是一种有希望的可以用于沉积物内源磷释放的改良剂.     

厦门近海沉积物中高分子有机质的来源初探

采用多步连续-湿法-化学方法,分离提纯了于2010年7月和12月在厦门近海采集的沉积物样品,获得3类高分子有机质,即腐殖酸（HA）、干酪根和碳黑（KB）和碳黑（BC）。以扫描电镜（SEM）作为有效的辅助手段,观察沉积物原样及高分子有机质的形貌特征,结合稳定碳同位素（δ13C）的分析,初步探讨了厦门近海沉积物中高分子有机质的来源。扫描电镜观察发现,在原样沉积物中存在多种海源物质（如钙质硅藻和圆筛藻/冠盘藻）;而在KB样品中同时发现类似于陆地植物的木质碎片以及来自海洋的藻胶鞘,暗示了其来源是海源与陆源共同作用的结果。稳定碳同位素研究表明厦门湾近海海域沉积物中有机质以陆源影响占优势,其比例在58.32%至84.45%之间;δ13C值整体上显示为夏季的贫于冬季的,这与研究区域的生态系统中陆源C3植被和海源水生植物的繁殖生长有关,同时还有排海污水及化石燃料煤燃烧后或者运煤船只洒落的碎屑的贡献。     

黄河水体喾物对敌百虫和甲拌磷的吸附

对敌百虫和甲拦磷在黄河水体喾物中的吸附特性进行了研究,观察了pH值和离子强度等因素对吸附的影响,结果表明,敌百虫的吸附过程为一级动力学规律;敌百虫的吸附符合Langmuir等温式,甲拌磷的吸附可用Freundich等温式较好地描述,pH值降低或离子强度增加使敌百虫和甲拦磷在沉积物中的吸附程度明显减小,敌百虫在黄河水体沉积物中的吸附以表面吸附为主,而甲拦磷则表现为表面吸附和在有机磷中的分配作用两种吸附方式。     

戊唑醇在环境中的降解迁移和生物富集性研究

戊唑醇属于内吸性三唑类杀菌农药,在国内广泛用于田间病虫防治,故其在环境中的归趋备受关注。采用室内模拟试验方法,研究了戊唑醇在水-沉积物中的降解特性、土壤中的吸附性和在斑马鱼中的生物富集性。结果表明:好氧条件下,戊唑醇在河流与湖泊水-沉积物系统中农药总量的降解半衰期分别为533.2、433.2 d;厌氧条件下,河流与湖泊水-沉积物系统中降解半衰期分别为364.8、1 732.9 d;沉积物系统降解半衰期较长,降解速率主要受水中戊唑醇的降解速率影响。戊唑醇在江西红壤、太湖水稻土、常熟乌杉土、东北黑土中的吸附性符合Freundlich方程,Kd值分别为7.4、11.8、11.2和15;吸附性大小次序为东北黑土太湖水稻土常熟乌杉土江西红壤;以有机碳含量表示的土壤吸附常数KOC在698.9~1 635.5之间;影响戊唑醇土壤吸附性的主要因素为土壤有机质含量和p H。戊唑醇在斑马鱼中的生物富集系数BCF8 d为21.52~25.30,具有中等富集性。戊唑醇在水体环境中具有较强稳定性,不易被土壤吸附,且具有一定的生物富集性,可能会对水体和水体生物造成一定的污染。