砷污染湖滨湿地底泥微生物群落结构及多样性

为研究高原砷污染湖滨湿地底泥微生物群落结构及多样性特征,探寻底泥砷含量及砷形态与微生物之间的联系,采集云南省阳宗海东、西、南、北岸湖滨湿地底泥样品,利用16S rRNA高通量测序技术,研究了砷污染湖滨湿地底泥微生物丰富度特征,探讨了不同砷形态差异对微生物群落的影响.结果显示,底泥砷含量对微生物丰富度影响显著,砷含量高的南岸区域微生物的丰富度较高,OTU为1286~1473.而砷含量较低的西岸区域微生物丰富度也随之较低,OTU为693~1339.阳宗海湖滨湿地底泥微生物群落结构稳定,主要优势类群为Proteobacteria（变形菌门,15.6%~59.6%）、Chloroflexi（绿弯菌门,10.1%~44.9%）及少量的Actinobacteria（放线菌门）和Acidobacteria（酸杆菌门）.底泥中砷形态主要以残渣态砷（F5）和无定型氧化物结合态砷（F3）为主,无定型氧化物结合态砷（F3）对底泥微生物类群影响最为显著.同时,底泥中生物有效态砷（非专性吸附态砷+专性吸附态砷+无定型氧化物结合态砷）占到19.3%~58.6%,存在环境释放风险.研究结果加深了对砷污染高原湖泊底泥中微生物群落的认识,为湖泊砷污染防治提供微生物治理的理论基础和科学依据.     

我国河流湖泊砷污染研究进展

对我国14个省27处河流湖泊砷污染现状进行了归纳,认为我国河流湖泊砷污染严重,大部分水系中砷含量超过世界淡水砷背景值,最高达到1.9mg/L;水体表层底泥中砷含量范围为4.0～980.6mg/kg,44.5%的水体底泥属于中度及以上砷污染水平,矿业活动是导致砷污染的重要原因之一。在分析河流和湖泊中砷存在形态的基础上,简要探讨了砷的迁移转化过程及影响因素,我国水系表层沉积物中的砷以残渣态为主。比较了6种水体除砷方法,认为土壤法处理云南砷污染地表水更符合廉价、高效的原位修复技术要求。认为未来应加强对沉积物中砷形态的研究,并对河流和湖泊等地表水中砷的迁移转化做出系统的解释。     

京杭大运河(徐州段)砷的形态的分步特征研究

文章对京杭大运河(徐州段)底泥中的11个样品进行研究,对底泥中的砷的总量和形态进行测定,结果表明砷的污染已经达到中度污染并且砷的形态大部分是以钙型和包裹态形式存在。分别采用总有机碳测定仪和X-衍射(XRD)测定11样品中有机碳(TOC)的含量和底泥的成分,结果表明底泥的成分主要有石英、石膏,部分或少量的长石、方解石和粘土矿物,底泥中的有机碳的含量不能决定砷的总量和形态的分布。     

采矿业污染河流底泥及河漫滩沉积物的粒径组成与砷形态分布特征

采用连续提取法分析了刁江底泥和河漫滩沉积物中砷的形态变化规律及其与沉积物粒径组成的关系.结果表明,刁江流域底泥和河漫滩沉积物中As含量分布存在差异,底泥中As主要赋存在63～170μm粒级颗粒中,河漫滩沉积物中As主要赋存在63μm粒级颗粒中.底泥和河漫滩沉积物中砷主要以铁合态、钙合态和残渣态的形式存在,且残渣态比例相对较高,表现出典型的尾砂污染特征.底泥中残渣态砷(Res-As)组成比例总体较高,主要赋存在63～170μm粒级颗粒中,而洪水水位河漫滩沉积物中Res-As组成比例相对较低,这与不同沉积物中硫化态砷的氧化反应差异有关.对于中下游河段,底泥和中水水位河漫滩沉积物中Res-As总体上呈逐渐降低的趋势,铁合态砷(Fe-As)组成比例的分布与Res-As呈相反的趋势.     

刁江底泥砷形态的化学分级法与XANES方法比较

采用XANES(X射线近边分析)方法和化学分级法,研究了刁江污染源区尾砂及刁江底泥的砷形态组成特征. XANES方法结果表明,尾砂中砷的形态主要以毒砂(FeAsS)存在,其相对百分含量为63%~99%;而刁江底泥中的砷形态主要是毒砂、砷酸盐和亚砷酸盐,其中毒砂的比例较高,表现出典型的尾砂污染特征. 化学分级法结果表明,尾砂中砷形态主要是残渣态砷(Res-As),而底泥中的砷主要以铁合态、钙合态及残渣态形式存在. 刁江底泥中毒砂相对百分含量和残渣态砷随着与污染源区距离的增大而减小,砷酸盐和亚砷酸盐则呈相反的趋势. 化学分级法和XANES方法所反映的刁江底泥和污染源的砷形态组成和变化趋势总体上较为一致,但这2种方法所获得的定量数据存在一定的差异.      

渤海湾砷的生物富集及其在底泥中的积累

本文研究了砷在4种海藻,12种海洋动物及近海底泥中的积累情况。结果表明,这三种介质中的砷主要来自于环境污染,它们对砷均具有较强的富集能力,能较好地反映水体污染状况,可以用作污染监测指示物。三者所含砷大部分是有机砷,无机砷含量较少,底质中砷的分布里自表层向下渐低的规律。     

典型高原湿地底泥微生物对砷污染的响应

为了深入探讨典型高原湿地底泥微生物群落对砷胁迫的响应规律,通过砷添加(As浓度分别为0、100、150、300 mg·kg^-1,依次记为YZ1、YZ2、YZ3、YZ4)的淹水模拟湿地生境试验,利用高通量测序技术对样品中细菌16S rRNA的V3～V4区进行测序.结果显示,底泥中砷形态主要以专性吸附态砷（F2）和弱结晶度的铁铝水合氧化物结合态砷（F3）为主,且随着砷污染浓度的升高,活性态砷（F1、F2和F3）占比上升.砷污染会影响底泥微生物多样性和群落结构.与YZ1组相比,YZ2组在一定程度上刺激了砷敏感微生物的生长和繁殖,如拟杆菌门（Bacteroidetes）;YZ4组处理下明显抑制了该微生物生长,但会促进耐砷微生物生长,如厚壁菌门（Firmicutes）和变形菌门（Proteobacteria）使其成为群落主导.同时,在属水平上,YZ4处理组中具有As（V）异化还原功能的地杆菌属（Geobacter）细菌的占比也较YZ1组有所上升.基于功能预测结果表明,与YZ1处理组相比,其它3个处理组中均降低了底泥细菌的功能.研究显示,砷胁迫下,影响了底泥细菌的群落组成.高...     

黄河泥沙吸附砷污染物室内静态试验

黄河是典型的多沙河流,其水体中砷的来源有自然本底砷和外来砷2种.随着砷污染的日益加剧,给黄河流域生态环境和饮用水安全构成巨大威胁.黄河泥沙对砷污染物具有吸附能力,其吸附量取决于砷污染物在水、沙两相间的分配比例.为了研究自然状态下黄河泥沙对砷的吸附规律,以黄河原型沙为对象,采用静态吸附微污染含砷废水试验,考察了接触时间、含沙量、泥沙粒径对泥沙吸附砷能力的影响.结果表明:①当含沙量在200 kg/m3以下时,泥沙对砷的吸附在5 min以内基本达到吸附平衡;②相同含沙量情况下,细沙对砷的吸咐量最大,中沙次之,粗沙最小;③同一颗粒级配下,泥沙对砷的吸咐量随含沙量的增加呈对数增长.      

都龙矿区三岔河污染底质砷、铬吸附特性的研究

通过对矿区选矿废水污染河流的底质进行采样分析,探讨了底质颗粒物粒径与砷、铬含量的关系及其砷、铬的吸附特性与吸附贡献率的关系.结果表明,底质中砷污染十分严重,而铬污染程度较轻.在垂直方向上底质中砷的分布无明显差别,但铬的分布差异性显著.砷、铬含量随着污染底质颗粒的变小而增加,呈负相关关系,且砷达到显著性水平.底质中砷、铬吸附贡献率具有相似的特性,2条贡献率曲线呈"双峰型",最大吸附贡献率出现在粒径为250～500 μm和710 μm～2 mm处.粒径500～710 μm处有一低谷,质量分数对铬吸附贡献率的影响达到极显著水平,相关系数0.999.为了使河流免遭二次污染,组织人力物力清理河流底质是十分必要的.     

二氧化锰对水中As（V）的吸附作用研究

通过实验研究了初始砷浓度和pH值对二氧化锰吸附As（V）的影响。结果表明,二氧化锰对砷的吸附与pH有关,pH=2～6的弱酸性条件下,二氧化锰吸附砷的能力较强。当pH=2～4时,砷的吸附效率随pH的增加而减小,pH=4～6,吸附效率随pH的增加而增加。在低初砷浓度（0．01～1mmoL／L）和相同pH条件下,吸附效率随砷浓度的增加而减小;当pH=3、pH=7和pH=12时,吸附等温线都可以用Freundlich公式来进行拟合,相关系数R^2〉0．96。     

马关县三岔河砷污染特征的研究

该研究通过对三岔河两支流水样、底质进行采样分析,探讨了河流水质、底质中砷污染特征及其相互关系。结果表明,两支流水质砷浓度远超地表水环境质量标准Ⅴ类,且花石头河远高于天生桥河,前者是后者的6倍,其差异性达到显著性水平。花石头河水质砷浓度是丰水期高于平水期;天生桥河砷浓度是丰水期低于平水期。两支流水质砷浓度丰水期波动大,平水期则趋于平稳。在丰水期的前期,两支流底质砷的浓度最高,然后逐渐降低,到丰水期的后期河流底质砷浓度接近于平水期底质砷的浓度。研究还表明,花石头河底质砷对水质中砷有显著性正相关关系;而天生桥河,底质砷浓度对水质砷浓度呈显著性负相关关系。     

官厅水库底质中砷污染的研究

通过野外调查研究和室内模拟试验,研究了宫厅水库底质中砷的污染。作者从1973至1974年在水库中选用了15个底质样点,基本上查清了水库底泥中砷的含量和分布。并探明了这种分布的原因是由于伊利石等粘粒矿物和有机质含量不同而形成的。模拟研究表明,对底质中砷的吸附是否起净化库水作用,主要取决于pH和Eh值的变化。对水库底质含砷量的t显著性测验表明,水库底质受到了砷的轻度污染。但是,由于水库中pH值等水化学条件有利于底质对砷的吸附固定,故水质没有受到砷的污染。水质含砷量的t测验也证实了这点。     

江汉平原高砷地下水系统沉积柱中砷分布研究

研究在江汉平原中部的仙桃市沙湖镇沙湖农场南洪村、洪湖市黄家口镇姚河村钻凿3个深度约为30 m的钻孔,采集不同深度代表性岩土样(单孔内取样间距为2 m),采用用银盐法测定沉积物样品中砷含量。研究结果表明,该研究区域沉积物中砷含量范围为1.500～17.289mg/kg,与典型的现代松散型沉积物中砷含量相当(5¹0 mg/kg);砷含量最大值均出现在泥土层,最小值均出现在沙层,表明沉积物样品中砷含量与岩性有密切关系。     

秦皇岛河口及附近水域沉积物砷分布特征及生态风险评价

2011年4月在秦皇岛汤河和戴河选取13个具有代表性的表层沉积物样品,利用氢化物发生-原子荧光光谱仪测定沉积物中As含量,分析沉积物As含量与沉积物有机质、pH以及上覆水体As含量之间的相关关系,结果表明——2条河流沉积物As含量的分布均为:河口>近海岸>河段。沉积物中As含量与上覆水体中As含量呈极显著正相关关系,与沉积物的有机质含量呈显著正相关关系,与pH呈显著负相关关系。另外,文章还采用地积累指数法和潜在生态危害指数法对沉积物中砷的污染水平和潜在生态危害进行评价,评价结果显示汤河河段沉积物和戴河所有取样点沉积物As含量较低,属《海洋沉积物质量标准》第一类,其地积累指数(Ige)o属清洁水平。而汤河河口和海岸沉积物中As含量较高,属《海洋沉积物质量标准》第二类,其地积累指数(Ige)o属轻度污染或偏中度污染水平。2条河流沉积物的单因子潜在生态危害指数(Er)i均属轻微生态危害水平。     

阳宗海湖滨湿地环境因素对沉积物砷赋存形态的影响及浓度水平预测

湖滨湿地独特的水文条件区别于其他生态系统,环境因素变化频繁,对沉积物中污染物形态影响显著.以阳宗海南岸湖滨湿地表层沉积物为研究对象,探究不同季节的S-TAs（沉积物中总砷）、不同形态砷质量分数及环境因素时空分布特征,以及环境因素与不同形态砷分布的关系,同时基于逐步回归和BP神经网络模型对沉积物中4种不同形态砷（弱酸提取态砷、可还原态砷、可氧化态砷、残渣态砷）质量分数进行预测和比较.结果表明:①夏季ρ（W-TAs）（W-TAs为水体总砷）、w（S-TAs）（S-TAs为沉积物总砷）略高,且ρ（W-TAs）处于GB 3838-2002《地表水环境质量标准》Ⅲ级限值（0.05 mg/L）和Ⅴ类限值（0.1 mg/L）之间,冬季物理指标pH、ρ（DO）、E_h（氧化还原电位）、电导率（TDS）、w（OM）均较高,沉积物pH（记为S-pH）、ρ（DO）与E_h存在明显的季节性差异（P < 0.05）.②湖滨湿地沉积物中活性砷（弱酸提取态砷、可还原态砷、可氧化态砷）质量分数之和所占比例为17.70%~62.59%,80%采样点的活性砷的质量分数较低,对生态风险影响较小,S-pH、ρ（DO）、E_h对不同形态砷的质量分数影响显著（P < 0.05）,同时,不同季节湖滨湿地对砷均有明显的拦截作用.③与逐步回归模型相比,BP神经网络预测模型是通过输入层到输出层的计算完成,增强了非线性、自适应性处理能力,不同砷形态质量分数的实测值与预测值的拟合度高达0.999 5,而逐步回归仅为0.374 9,神经网络更准确地预测了不同形态砷的质量分数及时空变化规律.研究显示,湖滨湿地环境因素的变化对沉积物砷赋存形态具有显著影响,因BP神经网络比数理统计线性回归模型更能准确地反映沉积物不同形态砷与环境因子间复杂的非线性关系,预测效果更精确.      

兴仁高砷煤矿区溪流水系环境中砷自然净化的初步研究

为了解矿山环境中砷的自然净化能力及其净化机制,对兴仁典型高砷煤矿区溪流水系环境进行采样分析。结果表明,研究区水体和沉积物中砷含量从上游到下游均呈不断降低的变化趋势,水体显示较强的自净能力。上游水体中砷含量的降低主要是吸附沉淀作用,而溪流的简单稀释作用在下游也显得非常重要。     

河口沉积物对砷的吸附性能及影响因素

对比分析了砷在辽东湾营口河口外侧近海域沉积物和河口内侧河流段沉积物上的含量和吸附行为,并探讨了主要影响因素.结果表明,海域沉积物和河流段沉积物中As含量分别为7.5和4.0 mg/kg,相对于As的效应临界浓度TEL值7.2 mg/kg,海域沉积物中有一定的As污染.河口外侧近海域沉积物由于铁锰铝等金属和有机质含量较高...