河流底泥中DO和有机质对三氮释放的影响

通过大型静态土柱模拟实验,研究氮在上覆水和孔隙水中的分布特性和释放特性,在控制氧气和底泥w(有机质)的条件下,连续观测氨态氮、亚硝态氮和硝态氮(简称三氮,三者之和为总无机氮)质量浓度变化,并对其垂向分布特性进行分析,发现水体底泥释放氨态氮与反硝化作用达到平衡的时间受通氧条件影响明显;总无机氮质量浓度(ρ(TIN))在各柱的孔隙水、水土界面处和上覆水中的变化各异;在w(有机质)高的底泥中,有机质是影响总无机氮释放的最大因子,而在w(有机质)低的条件下,DO是影响总无机氮释放的最大因子.      

长江口潮滩含氯有机物的分布及与TOC、粒度的相关性

对长江口潮滩表层沉积物中的含氯有机物进行GC—ECD测试。结果表明,含氯有机物总量在1.159～54.957ng/g之间,平均值为11.204ng/g,其中多氯联苯(PCBs)含量<有机氯农药(OCPs)含量。含量高低分布随采样点位置变化显著,排污口附近出现最大值,离排污口越远,含量越低,总体显示出在近河口区含量远高于沿岸区。同时,PCBs和OCPs相关性分析结果表明,它们很可能具有相似的分布机制和输入来源。另外,长江口潮滩表层沉积物中含氯有机物的含量与TOC、粒度的相关性很低(r2<0.05),显示了研究区的特殊性和复杂性。     

硝酸盐对沉积物中有机物氧化减量及微生物群落结构的影响

通过投加硝酸钙为电子受体,促进厌氧环境中有机污染物降解转化的方式已被广泛应用于沉积物的污染修复,然而目前有关硝酸盐对复合污染沉积物中有机污染物的减量特点及其微生物响应的了解极少.本研究通过在实验室模拟条件下添加硝酸盐到河涌沉积物中,采用极性和非极性逐步分离萃取、GC-MS相对含量测定,以及PCR-DGGE分子生态学分析手段相结合,研究硝酸盐对河涌沉积物中有机污染物降解转化和微生物菌群结构特点的影响.结果表明,硝酸钙的投加可有效提高有机物的去除效果.沉积物TOC以及总有机物的去除率比未添加硝酸盐的对照组分别高出47.25%、29.55%.各类有机物的去除效果由高到低依次为含硅有机物、烷烃、多环芳烃、杂环、烯烃类、苯系物、极性物质、邻苯二甲酸酯类、醛酮和烷酸酯类物质.其中含硅有机物、持久性有机污染物多环芳烃、苯系物以及杂环物质的去除率比对照组分别高出46.73%、36.25%、23.19%、35.92%.细菌16S rDNA V3区PCR-DGGE图谱显示,硝酸盐添加前后沉积物中的微生物群落结构存在显著差异.其中10个主要条带中4条归属于变形细菌(Proteobacteria)的δ和γ两个亚群,2条归属于放线菌门(Actinobacteria),1条归属于梭菌纲(Clostridia),1条归属于绿弯菌门(Chloroflexi),1条归属于新发现的细菌门(Caldiserica),1条为未培养微生物.本研究结果将为利用硝酸盐促进厌氧沉积物的污染治理提供科学依据和理论指导.     

伊春河流域土壤与沉积物中水溶性有机物的含量与吸着系数

利用改变水土比的动态方法测定了采自伊春河流域土壤和沉积样品中水溶性有机物的含量与吸着系数;比较了不同样品间的差异及影响水溶性有机物含量和吸着系数的因素。研究结果表明,草甸沼泽土中水溶性有机物含量最高,沉积物中含量最低。水溶性有机物的吸着系数也呈同样的递变趋势。     

稀土元素镧在底泥及底栖生物螺蛳中的积累

通过140La放射示踪技术,研究了稀土元素镧（La）在底泥及底栖生物螺蛳（梨形环棱螺,Belamyapurificata）中的分布和积累作用。结果表明,稀土元素镧在底泥中较易积累,并主要以碳酸盐结合态（36％左右）、铁锰结合态（26％左右）及有机结合态（14％左右）形态存在;螺蛳对镧也有一定的富集能力,其各部位镧的积累量依次为：内脏囊＞螺壳＞头足部;高浓度（10mg/L）处理组底泥及螺蛳中镧的积累量明显高于低浓度（2mg/L）处理组,但富集能力差异不大。     

沉积物中雌激素及壬基酚、辛基酚、双酚A的测定

近些年来雌激素及烷基酚类化合物由于其对水生生物的内分泌干扰作用越来越受到广泛关注.沉积物作为环境中有机污染物的重要储存库,研究目标物在其中的浓度分布对于探明此类物质在环境中的迁移转化具有重要意义.但沉积物中基质组成复杂而雌激素又痕量存在,这增加了前处理的难度.本研究从雌激素及烷基酚类化合物的理化性质入手,采用碱液提取、液液萃取和LC-MS/MS分析测定沉积物样品中的雌激素及壬基酚、辛基酚、双酚A.结果表明,经过优化的方法对7种目标物的回收率介于61.9%～93.7%之间.该方法能有效去除沉积物中那些不溶于强碱和既溶于酸又溶于碱的有机污染物,同时操作简单、成本低,但回收率高、检出限低,可广泛适用于河流沉积物样品及土壤样品的前处理.     

珠江三角洲沉积物中毒害有机物的污染现状及评价

参照美国EPA8000系列方法及质量保证和质量控制(QA/QC),对珠江三角洲河流和河口表层沉积物中的有机氯农药、多氯联苯(PCBs)和多环芳烃(PAHs)进行了定量分析。与世界各地表层沉积物中毒害有机污染物的浓度进行对比,分析了珠江三角洲地区沉积物的污染现状;与国外生态风险评价标准对比表明,广州河段和澳门河口的沉积物为高生态风险区。      

不同粒径黄河沉积物中可提取腐殖质的含量分布及光谱特性

测定了黄河表层沉积物3种粒径组分（Ⅰ：100～300 μm;Ⅱ: 63～100 μm;Ⅲ: <63 μm）中总有机碳和可提取腐殖质的含量,分析了可提取腐殖质的紫外-可见吸收光谱、红外光谱和三维荧光光谱特征,探讨了不同粒径组分沉积物中可提取腐殖质含量分布及其化学组成特性.结果表明,沉积物有机质主要为粘土矿物吸附的天然腐殖质成分,总有机碳中可提取腐殖质的比例随沉积物有机质与矿物质相互作用的增强而降低,顺序为Ⅰ>Ⅱ>Ⅲ.3种粒径组分沉积物中可提取腐殖质的紫外-可见吸收光谱相似但相对峰强不同;红外光谱主要有5个吸收峰,各吸收峰面积百分含量的计算结果表明酚、醇及羧酸类官能团为主要的活性官能团,占可提取腐殖质组成的75%以上;三维荧光光谱主要有3个荧光峰,除了典型的类腐殖质荧光峰（峰A和峰C）外,还有源于小分子类蛋白或酚类物质的荧光峰（峰T′）.比较3种粒径组分沉积物中可提取腐殖质的紫外-可见、红外及三维荧光光谱的特征参数,发现Ⅰ、Ⅱ组分沉积物中可提取腐殖质的芳香度高,脂肪族和芳香族含量高于Ⅲ组分,而Ⅲ组分沉积物可提取腐殖质中酚、醇及羧酸类活性基团含量相对较高.     

苯及其取代物与对硝基苯胺在沉积物上的竞争吸附

研究了沉积物-水体系中苯及其单取代化合物甲苯、氯苯、硝基苯、苯酚、苯胺和苯甲酸(作为共溶质)与对硝基苯胺(作为主溶质)之间的竞争吸附作用.结果表明,在相同的相对浓度下,易与沉积物有机质形成氢键的共溶质竞争能力强于不易形成氢键的共溶质;共溶质对主溶质吸附的竞争效应主要发生在表面吸附部分,对分配部分影响不大;有机化合物在单溶质体系中吸附等温线的非线性程度与其在多溶质体系中作为共溶质时的竞争能力具有相关性.     

三峡大坝建成后长江河流表层沉积物中有机物组成与分布特征

利用气相色谱法对2009年长江河流(干流和主要支流)表层沉积物样品中的正构烷烃(n-alkanes)和脂肪酸(fatty acids)进行测定和分析,结合粒度、OC%、δ13C等参数,研究样品中有机质的组成和分布特征,并对其来源及影响因素,特别是三峡大坝对其的影响进行了初步分析.结果显示,长江表层沉积物粒度组成主要以粉砂(45.8%)和砂(41.4%)为主,OC%值为0.08~1.99%, OC 的δ13C值为-31.9‰~-21.4‰.正构烷烃含量以干重计为0.71~13.69 μg/g,以OC计为0.05~1.99mg/g.脂肪酸含量以干重计为2.77~32.52μg/g,以OC计为0.16~40.58mg/g,其中饱和脂肪酸含量最多,含量最少的是支链脂肪酸.水动力分选、粒径是控制支流沉积有机质含量与分布的重要因素.干流中下游较上游具有丰富的水生植物源贡献,并且降解程度低.三峡大坝对陆源有机质的输送和改造具有重要影响.     

澳门南湾湖钻孔沉积物中自由态和束缚态的多环芳烃

研究自然条件下沉积物中有机污染物沉积后的环境行为,考察澳门南湾湖钻孔沉积物中自由态和束缚态PAHs的含量与分布.研究表明,自由态PAHs以4-环、6,7-环和5-环为主,其质量百分贡献分别为28.7%～40.6%、17.6%～29.6%和13.2%～28.2%;而束缚态PAHs则以4-环、3-环和2-环为主,质量百分贡献分别为42.3%～55.8%、20.2%～35.8%和7.8%～18.8%.说明低分子量PAHs比高分子量PAHs更容易进入沉积有机质的孔隙中.自由态PAHs的垂直分布特征受区域经济发展及环境治理进程的影响,束缚态PAHs的含量一方面受控于PAHs的输入量,另一方面与沉积有机质的结构(特别是聚合程度)有关,随着沉积埋藏时间的延长有利于各化合物从自由态向束缚态转变.     

应用量子化学参数预测多氯有机物的分配性质

应用量子化学AM1算法求得多氯有机物的量化参数，以此来构建定量结构－性质相关（QSPR）模型。该模型能较好地预测多氯有机物的正辛醇／水分配系数（Kow)和沉积物吸附系数（Koc).Kow和Koc平均误差分别为0．31和0．33个对数单位。模型的稳健性检验结果表明：模型中自变量不存在相关关系；残差呈正态分布；对Koc来说，PCB和PCDD／F在构建模型中起核心作用，剔除该类化合物导致模型相关系数明显下降，农药类及氯硝基苯类化合物的存在降低了模型的精度。     

太湖草型湖区沉积物中生物易降解物质组成与分布规律

为研究富营养化条件下草型湖区水生植物碎屑快速沉积对沉积物中有机质组成及营养状态的影响,选取太湖胥口湾为研究区,采集沉积物柱状样,探究沉积物中色素、碳、氮、磷及生物易降解物质的组成和分布规律.结果表明,胥口湾沉积物中色素、碳、氮、磷及生物易降解物质整体表现为表层富集特征,主要集中在沉积物表层15 cm;沉积物中氮负荷高于磷负荷,且存在显著的空间差异性;沉积物TN含量在127. 2～2 092. 8 mg·kg~(-1),沉积物TP含量在222. 1～528. 4 mg·kg~(-1),水生植物分布区(1 033. 6 mg·kg~(-1))氮负荷显著高于无植被区(325. 2 mg·kg~(-1)).沉积物中生物易降解物质以糖类(3. 7 mg·g-1)为主,其次是脂类(2. 8 mg·g-1)和蛋白质(2. 3 mg·g-1);水生植物碎屑残体是沉积物中营养盐和易降解有机质的主要来源,水生植物分布区沉积物中色素、碳、氮、磷及生物易降解有机质含量均显著高于无植被区(P 0. 01);胥口湾沉积物逐渐由中营养状态向富营养状态过渡,整体已经趋向于富营养化状态,在今后的湖泊管理和调控过程中需予以关注.     

城市重污染河道上覆水氮营养盐浓度及DO水平对底质氮释放的影响

利用模拟试验方法, 研究和探讨了苏州市古城区重污染河道上覆水的氮营养盐浓度及DO水平对河道底泥内源氮释放的影响.结果表明:① 上覆水体的氮营养盐水平可对底泥中氮营养盐的释放程度(即释放速率和释放量)产生影响,氮营养盐含量低的上覆水体有利于底泥中氮特别是氨氮的释放(外城河与苗家河２种处理的累积释放量差值可达6 mg/kg),相反,则不利于氨氮的释放.故当氮营养盐含量较低的外城河水进入古城区河道时,有可能引起内城河道中底泥氨氮的大量释放,这种情况在调水过程中更为明显;②溶解氧是控制底泥氮释放规律的重要因素,其对氨氮和硝态氮释放的影响呈非线性,厌氧条件能加速底泥氨氮的释放,好氧则对其释放产生抑制,故保持河道水体中适当的溶解氧可有效抑制底泥中氨氮等释放造成的污染.     

南淝河沉积物污染特征及评价研究

对南淝河当涂路桥上游至董铺水库河段的沉积物进行系统地分析,测定了有机质、总磷（ TP）、总氮（ TN）及重金属Pb、Cr、Zn的含量。研究了沉积物中各个测定指标的垂直分布规律,各采样点的污染指标含量均呈现随着取样深度的增加而减少。用地累积指数法和潜在生态危害系数法对沉积物中重金属污染作出了评价,结果表明,南淝河沉积物中重金属含量属于轻度生态危害。对沉积物中的有机质和有机氮运用有机指数和有机氮评价法进行评价,发现南淝河沉积物中的有机质和有机氮均处于超标状态。     

底泥原位洗脱过程中氮磷含量与形态变化特征

随着城市化进程的不断推进,城市河流底泥中内源氮磷污染问题日益突出.为研究原位洗脱技术对污染底泥中氮、磷物质和成分的作用效果,以北京市凉水河作为研究对象,分别比较了现场试验洗脱与对照组0~30 cm分层底泥以及实验室模拟洗脱处理前后0~10 cm底泥中pH、E_h（氧化还原电位）、容重、含水率、OM（有机质）、TN、TP和氮、磷形态分布的变化特征.结果表明:①现场洗脱对0~5 cm厚度底泥的处理和模拟洗脱处理均对底泥中pH、E_h、含水率的改变以及其中TN、TP的去除效果表现显著,其中,现场试验洗脱组0~5 cm范围底泥中w（TN）、w（TP）分别较对照组降低了66.4%±17.4%、40.8%±24.4%,模拟洗脱处理对底泥中OM、TN、TP的去除率分别达70.1%±4.8%、66.8%±2.0%、43.1%±3.1%.②原位洗脱技术对底泥中TN的去除主要通过对PON（颗粒态有机氮）的去除来实现,现场和模拟试验过程中PON对TN去除的贡献率分别达55.0%和73.6%.③原位洗脱对底泥中TP的去除主要通过对Al-P（铝结合态磷）、OP（有机磷）的去除来实现,现场和模拟试验中Al-P、OP对TP去除的贡献率分别达37.0%、66.2%和31.3%、43.7%.研究显示,原位洗脱技术可有效去除城市河流底泥处理层中的氮磷物质,并以有机氮、磷物质的去除为主.      

Description of adsorption of hydrophobic organic compounds on sediment using multi-component adsorption model

ＩｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎＴｈｅｔｒａｎｓｐｏｒｔａｎｄｆａｔｅｏｆＨＯＣｓｉｎｔｈｅｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔｉｓｈｉｇｈｌｙｄｅｐｅｎｄｅｎｔｕｐｏｎｔｈｅｉｒｓｏｒｐｔｉｖｅｂｅｈａｖｉｏｒｏｎｓｏｉｌａｎｄｓｅｄｉｍｅｎｔ.ＭａｎｙｓｔｕｄｉｅｓｈａｖｅｂｅｅｎｒｅｐｏｒｔｅｄｔｈａｔｔｈｅｐｒｅｄｏｍｉｎａｎｔｓｏｒｂｅｎｔｏｆＨＯＣｓｉｎｓｏｉｌ ｓｅｄｉｍｅｎｔｉｓｎｏｒｍａｌｌｙｔｈｅｓｏｉｌ ｓｅｄｉｍｅｎｔｏｒｇａｎｉｃｍａｔｔｅｒ (ＳＯＭ)ｆｒａｃｔｉｏｎ ,ａｎｄｔｈｅｓｏｒｐｔｉｏ…     

辽河和太湖沉积物中PAHs和OCPs的分布特征及风险评估

于2009年6月分别采集辽河和太湖表层沉积物样品,测定了多环芳烃(PAHs)和有机氯农药(OCPs)的含量.结果表明,辽河表层沉积物中∑PAHs含量(干重)为120.8~22120ng/g,平均值为3281ng/g,处于较高的水平;太湖∑PAHs的含量为256.6~1709ng/g,平均值为829.0ng/g,处于中等水平.两采样区的PAHs以4环和5~6环为主,荧蒽含量最高,PAHs主要因热解产生.辽河和太湖表层沉积物中OCPs的含量均处于较低水平,且均以β-HCH为主.利用相平衡分配法建立了15种PAHs和8种OCPs的沉积物基准值,对沉积物中PAHs和OCPs进行了生态风险评估,结果显示辽河流域的浑河段均有∑PAHs、∑DDTs和∑HCHs超标点位,具有较大的生态风险;太湖流域未发现超标点位,沉积物中各类污染物中含量均未超过基准值,生态风险较小.     

东海赤潮高发区沉积物中有机碳、有机氮的分布及其来源

对2005年和2006年采集的东海沉积物中有机碳和有机氮的含量进行了测定,结果表明:2005年东海表层沉积物中有机碳含量的变化范围为0.32%~0.82%,平均值为0.65%,而2006年为0.043%~0.78%,平均值为0.32%;2005年表层沉积物中有机氮含量的变化范围为0.047%~0.11%,平均值为0.091%,2006年为0.006%~0.10%,平均值为0.046%。2005年采集的柱状样品中HB08站位有机碳和有机氮含量的变化规律相似,随着深度的增加呈现先降低后又增加,最后又降低的趋势,有机碳含量的变化范围为0.33%~0.57%,平均值为0.43%;有机氮含量的变化范围为0.045%~0.080%。平均值为0.057%;而RB12站位有机碳和有机氮的分布有些差异,有机碳的含量为0.32%~0.52%,有机氮的含量在0.047%~0.072%,2006年表层、2005年采集的HB08和Rb12柱状样中有机碳和有机氮的比值主要在7~10,均说明沉积物中的有机物主要来源于海洋的浮游植物。     

Risk assessment and binding mechanisms of potentially toxic metals in sediments from different water levels in a coastal wetland

The excessive accumulation of potentially toxic metals (Pb and Cd) in coastal wetlands is among the main factors threatening wetland ecosystems. However, the effects of water table depth (WTD) on the risk and binding mechanisms of potentially toxic metals in sediments remain unclear. Here, sediments from different WTD obtained from a typical coastal wetland were evaluated using a newly developed strategy based on chemical extraction methods coupled with high-resolution spectroscopy. Our findings indicated that the WTD of the coastal wetland fluctuates frequently and the average enrichment factor for Pb was categorized as minor, whereas Cd enrichment was categorized as moderate. High-resolution spectroscopy techniques also demonstrated that organic functional groups and partly inorganic compounds (e.g., Fe-O/Si-O) played a vital role in the binding of Pb and Cd to surface sediments. Additionally, mineral components rather than organic groups were mainly bound to these metals in the bottom sediments. Collectively, our findings provide key insights into the potential health effects and binding characteristics of potentially toxic metals in sediments, as well as their dynamic behavior under varying sediment depths at a microscale.