黄河内蒙古段沉积物中硅的赋存形态及分布特征研究

应用连续浸提技术研究了黄河内蒙古段表层沉积物中硅的赋存形态及沿程分布特征。结果表明,沉积物中残渣态硅(Residual-Si)含量最高,占5种硅形态总量(∑Si)的91.78%(质量分数,下同)～98.08%,但Residual-Si对上覆水影响不大,其余4种硅形态均为生物有效硅(Valid-Si),Valid-Si仅占∑Si的1.92%～8.22%,但对黄河水体硅循环具有重要影响。人工筑坝会导致水体总颗粒物(TMP)浓度减少,使大坝下游沉积物中可交换态硅(IEF-Si)、碳酸盐结合态硅(CF-Si)和上覆水溶解硅(DSi)含量明显降低;旅游景点和电厂产生的人为污染会通过大气沉降和地表径流等进入到水体,使水体营养程度进一步升高,浮游植物在沉积物中汇集,导致下游沉积物IEF-Si、CF-Si含量升高,增加沉积物中硅的释放风险。     

底泥营养盐的释磷对富营养化湖泊的影响

富营养化是中国湖泊的重大环境问题。当湖泊的污染外源受到控制以后，由于沉积物（底泥）中营养盐内负荷的存在和释放，湖泊仍然可以发生富营养化。底泥营养盐就成为湖泊富营养化的主导因子，特别是溶解态的磷会逐步释放，成为水体富营养化的主导因子。沉积物中磷的循环在一定程度上决定着富营养化的进程，对水体磷含量有深刻的影响。结合国内外研究动态，对底泥磷形态、磷释放与水体水质的关系作了概述，并对底泥磷释放的研究方向以及控制湖泊富营养化发表了一些见解。     

传统饮用水净化工艺对锰的去除特性

锰广泛存在于天然水体中,含量过高对人体健康存在诸多不良影响。将膜分离与电感耦合等离子体质谱分析技术相结合,深入探讨了传统饮用水净化工艺对溶解态和悬浮态锰的去除规律。结果表明,随着水深的增加,水源水体中的总锰呈上升趋势,溶解态锰则无明显变化。在各处理单元中,混凝-沉淀过程对颗粒态锰的脱稳沉淀和部分溶解态锰的吸附去除起着主要作用,砂滤对溶解态锰的氧化去除可以忽略;当原水中的总锰含量在0.28 mg·L-1时,处理出水中的锰含量在0.21 mg·L-1,平均去除率仅为25%。进行高锰酸盐预氧化,可有效提升总锰在后续各净化单元中的去除效率,处理出水可满足居民饮用水水质标准。     

南淝河沉积物可转化态氮赋存形态及其对上覆水水质的影响

为了探讨黑臭河道沉积物可转化态氮(TF-N)的赋存对上覆水的影响,以典型黑臭水体——南淝河为研究对象,采用连续提取的方法将沉积物中可转化态氮分为离子交换态氮(IEF-N)、弱酸浸提态氮(WAEF-N)、强碱浸提态氮(SAEFN)和强氧化剂浸提态氮(SOEF-N),研究南淝河沉积物中可转化态氮形态受排口类型和沉积物理化性质的影响规律,及其与上覆水氮素含量之间的关系。结果表明:南淝河沉积物可转化态氮以TF-NO-3-N为主,占TF-N的88.57%±6.13%,而TF-NH+4-N仅占TF-N的11.43%±6.13%;从赋存形态的角度看,南淝河沉积物中SOEF-N相对含量最高(57.48%±3.67%),WAEF-N次之(26.16%±3.10%),SAEF-N和IEF-N较少,其相对含量分别为10.30%±4.85%和6.05%±1.73%;沉积物中TF-NH+4-N含量受排口类型的影响较为敏感,且4种赋存形态氮含量受排口类型影响的规律各不相同。另外,pH值和有机质含量对IEF-N影响较大,而CEC影响着WAEF-N含量。上覆水中溶解有机氮(dissolved organic nitrogen,DON)含量与沉积物IEF-N含量之间的显著相关(P0.05),表明沉积物中IEF-NH+4-N赋存含量越多,释放到上覆水体的可能性越大。研究结果表明黑臭水体是一个复杂的生态系统,调控沉积物可转化态氮形态给黑臭水体内源污染控制提供新思路。     

砷污染高原湖滨湿地沉积物对磷酸盐的吸附能力及影响因素探究

选取云南阳宗海湖滨湿地沉积物为研究对象,以阳宗海农田土壤为对照,通过室内模拟实验,研究不同砷污染程度的沉积物对磷酸盐吸附的差异及影响因素。结果表明:(1)低浓度磷酸盐时吸附能力为底层沉积物表层沉积物农田土壤;高浓度磷酸盐时吸附能力为表层沉积物底层沉积物农田土壤;主要与沉积物表面的吸附点位的分布差异有关。(2)砷污染沉积物中活性态砷的含量及水体pH是影响沉积物富集磷的重要因素。(3)可还原态砷、水体pH、弱酸提取态砷对磷酸盐的吸附有重要贡献。     

水体中锌背景值的研究——滤膜和滤器对锌和铜、铅、镉分析影响初评

水体中重金属形态是复杂的,一般可分成溶解态和固体悬浮态。在天然条件下,水体中重金属含量随着水文等因素的变化有一定的差异,其中水体悬浮物的变化严重影响水中重金属的含量水平。为了获得江、河、湖、海水中重金属的正确含量和在时空上有可靠的对比性,近十年来,国际上采用水样通过0.45微米孔径的滤膜,截留在滤膜上的重金属为悬浮态,滤液中的称溶解态。这样,滤膜就成了研究水环境中重金属形态分布的基本工具之一。在我国水质监测和水源保护研究中也会广泛使用滤膜,国外对过滤方式和滤膜的种类、型号、规格、性能和应用等已有评述。     

长江口南槽水域污染物迁移和分布规律

经对长江口南槽水域水质指标监测表明,在近岸带,水体中悬浮颗粒吸附态磷和各种重金属的浓度较低,而氨氮、硝氮和总溶解态磷的浓度明显偏高;在南槽主航道至九段沙水域,水体中悬浮颗粒吸附态磷和各种重金属的浓度明显增加。水体中溶解态磷的浓度很低,磷的赋存形态以悬浮颗粒吸附态磷为主,水体中重金属元素的赋存形态也以悬浮颗粒吸附态为主。落潮时的悬浮颗粒、TP、悬浮颗粒吸附态磷和重金属总浓度明显高于涨潮。水体中各种重金属总浓度之间存在显著的相关性。     

西苕溪流域沉积物及土壤对磷吸附/解吸特性研究

以赋石水库和其上游河道沉积物以及流域内代表性水稻土为对象,通过分析其理化性质,改变上覆水磷浓度和pH的方法探讨沉积物和土壤对磷吸附/解吸的影响。结果表明:(1)沉积物内较高的磷含量,导致吸附/解吸平衡浓度较高,因此在水库和水体中起着磷"源"的作用;(2)土壤最大磷吸附量为566.45mg/kg,远大于沉积物的吸附量,同时吸附/解吸平衡浓度较低,因此在治理湖泊富营养化时,要加大水土保持的力度,尽量减少作为最主要污染源的农田土壤磷素流入水体;(3)无论上覆水中磷浓度升高还是降低,在未达到吸附/解吸平衡浓度前,土壤和沉积物会持续释放磷,故应把水体治理的重点放在降低土壤和沉积物的磷含量上;(4)上覆水的pH对样品的磷吸附和释放都有显著的影响。在酸性(pH3)或碱性(pH9)环境下,样品的磷吸附量均急剧下降,而水体酸化更易导致平衡后上覆水磷浓度的降低。     

珠江河口湿地沉积物吸附氨氮及影响因素研究

沉积物对氨氮的吸附作用在河口湿地生态系统中的氮素循环过程中起着重要作用。采用实验室模拟的方法对珠江河口红树林、芦苇和光滩区表层湿地沉积物吸附氨氮的行为及影响因素进行研究。结果表明:3个不同区域沉积物对氨氮的吸附量呈现明显差异;植物区(红树林、芦苇区)沉积物对氨氮的承载能力强于光滩区;随上覆水盐度的增加,沉积物由吸附氨氮逐渐转变为释放氨氮;短时间水体扰动的加剧有助于沉积物吸附氨氮;沉积物对氨氮的吸附量随上覆水氨氮浓度升高而增加,但吸附率却逐渐下降;有机质含量的减少会降低沉积物对氨氮的吸附能力。     

溶解氧对河流底泥中三氮释放的影响

作为内源污染的底泥沉积物中营养物的释放引起了越来越多的关注。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。在控制氧气条件、底泥有机质含量和粒径大小的条件下,连续观测氨态氮、亚硝态氮和硝态氮的浓度及其垂向分布特性。结果发现：时间分布上,通氧条件明显影响水体底泥中三氮释放与反硝化作用达到平衡的时间;垂向分布上,三期实验的上覆水的无机氮以氨态氮为主,不同的通氧条件下,各柱的孔隙水的三氮浓度比上覆水高,且三氮在沉积物中随深度增加而增加;氨态氮和硝态氮浓度则以孔隙水的为高,随深度增加而增加;低溶解氧水平加快底泥释放氨氮速度和增大释放量。     

北运河表层沉积物对重金属Cu、Pb、Zn的吸附

首先分析了北运河6个采样点表层沉积物中重金属含量及相关基本特征。通过实验室模拟实验,利用分配系数Kd评价沉积物对重金属Cu、Pb、Zn的吸附特性,进一步考察了水体pH变化和有机质对重金属在北运河沉积物上吸附的影响。结果表明,沉积物中重金属的含量顺序为Zn>Cu>Pb,去除有机质后,沉积物对重金属的吸附能力显著降低,但各采样点中的重金属含量,沉积物对重金属吸附能力,以及沉积物中的有机质含量并没有明显相关性,这可能是因为不同采样点中有机质种类与结构不同导致的。总之,北运河沉积物对Pb有很强的吸附能力,其次是Cu和Zn,而且,Cu、Zn、Pb的吸附量随着pH的升高逐渐增大,水体pH值对于Zn的吸附影响更大。     

金矿污染河流的水体和沉积物中重金属分布特征及生态风险评价

金矿开采导致严重的水体和沉积物重金属污染。采用电感耦合等离子体质谱仪(ICP/MS)分析了金矿开采区河道32个采样点的水体和表层沉积物样品,研究了水样的溶解态及颗粒态重金属(As、Pb、Cd、Cr、Cu、Zn)组成;通过分步化学提取法研究了各重金属在沉积物中的地球化学形态组成,利用地累积指数法和潜在生态风险指数法评价了河流沉积物中重金属污染状况。结果表明:水体中Cu、Zn、As主要以溶解态存在,Pb、Cr、Cd以颗粒态为主。水体中重金属元素形态分布主要受点源污染排放影响。沉积物中,Cd浓度较低;As、Zn主要以氧化物结合态、有机物结合态和残渣态存在;Pb、Cr、Cu以有机物结合态和残渣态为主。结合地累积指数和潜在生态风险指数分析表明,Cd和Cu为主要的风险元素。     

城市内河沉积物硝态氮释放行为的模拟研究

沉积物营养盐的释放已引起相关学者的极大兴趣,对沉积物中硝态氮的释放行为研究还鲜有关注。通过室内模拟研究,考察不同pH、温度、扰动、曝气和光照条件下硝态氮的释放行为。研究结果表明,中性条件下,沉积物硝态氮释放速率最快;温度对硝态氮的释放起着明显的促进作用,随着温度的增加,硝化菌活性增强,硝态氮释放速率明显加快。同时,扰动、曝气和光照对硝态氮的释放也起着一定的促进作用。     

珠江涌表层沉积物中不同形态氮的赋存特征

研究了广州市珠江涌表层沉积物中不同形态氮的赋存特征,并对各形态氮中氨氮含量进行探讨。采用连续分级浸取法将沉积物中的氮分为离子交换态氮(IEF-N)、弱酸可浸取态氮(WAEF-N)、强碱可浸取态氮(SAEF-N)和强氧化剂可浸取态氮(SOEF-N)。结果表明,沉积物中总氮(TN)的质量浓度为3 469.15～8 358.56 mg/kg,各形态氮含量为IEF-NSOEF-N≈SAEF-NWAEF-N。IEF-N是4种形态氮中对水体影响最大的,且IEF-N中氨氮含量较高。氮是影响水体水质的重要因素,其中氨氮是判定水体是否黑臭的重要指标。珠江涌沉积物中的氮对水体水质的威胁不可忽视。     

长荡湖沉积物重金属污染特征及生态风险评价

为明确长荡湖重金属污染特征及生态风险,于2018年9月至2019年8月采集长荡湖入湖河流、湖泊水体及表层沉积物样品,分析8种重金属(Cr、Ni、Cu、Zn、As、Cd、Pb和Hg)含量,采用正定矩阵因子(PMF)模型和主成分分析多元线性回归(PCA-MLR)模型对湖泊重金属污染来源进行解析,评估长荡湖沉积物重金属污染程度及风险等级。结果表明,8种重金属有7种超出江苏省土壤环境本底值,秋季长荡湖沉积物中重金属含量普遍较低。Cr、Cd、Zn和Ni的分配系数较高,现阶段不易从沉积物中释放到水体中,但由于Cd多为可交换态且在沉积物中含量较大,因此仍具有从沉积物中释放到水体中的潜力;Cu、As和Hg的分配系数较低,具有从沉积物中释放到水体中的潜力。Hg、Cd、As和Cu污染来源中农业生产占比最高,Pb和Zn交通污染占比最高,Ni自然来源占比最高,Cr工业活动占比最高。长荡湖春季和夏季受重金属污染程度更高,Cd和Hg的生态风险较高,需重点关注。     

锁磷剂对流动水环境中沉积物磷形态的作用

如何控制水体沉积物中的磷含量,对于防治水体富营养化以及控制蓝藻水华具有重要的意义。通过在室内构建模拟河道,利用模拟水流不断冲刷沉积物,研究水流对不同形态磷的冲刷作用和添加锁磷剂对沉积物中各形态磷含量的影响、固定的效果。结果表明:(1)锁磷剂能减少沉积物中NH4Cl-P(NH4Cl可提取磷)含量,并且添加锁磷剂后水流冲刷对该形态磷削减效果较小。(2)添加锁磷剂使沉积物中BD-P(BD试剂可提取磷)含量先迅速升高后降低,沉积物中BD-P含量的最终降低使得该形态磷的释放风险减小,对沉积物起一定的整治作用。同时,水流冲刷对BD-P影响较大。(3)锁磷剂会与铝竞争吸附磷,使NaOH-rP(NaOH可提取无机磷)含量降低,导致NaOH-TotP(NaOH可提取无机磷和有机磷的总和)含量的降低。(4)锁磷剂使HCl-P(HCl可提取磷)含量升高,能有效降低沉积物磷释放风险。水流冲刷造成了沉积物中HCl-P含量下降。(5)在水流的冲刷作用下,添加锁磷剂使得沉积物中总磷下降速率低于未添加锁磷剂的沉积物,锁磷剂有助于沉积物中磷的稳定。这些表明,锁磷剂在控制河流沉积物内源磷的释放方面可发挥积极的作用。     

阳宗海沉积物中磷的稳定性

絮凝剂(Fe Cl3)治理阳宗海砷污染的过程中,水体中的磷被大量沉积进入底泥,弄清其是否会在环境条件变化后发生反溶形成二次污染对湖泊富营养化防治具有重要意义。通过模拟实验模拟泥-水界面p H变化、物理扰动和微生物活动的变化,旨在分析这些环境因子变化对沉积物中磷溶出的影响。结果表明,阳宗海水体在目前这种磷浓度下,底泥的磷会随时间的增加而溶出再次造成水体磷污染,当暴露在清洁水条件下时磷的释放率会增加;这种由于絮凝剂吸附沉淀到湖底的磷,在上覆水p H增加0.5时底泥磷解吸附释放速率增加;每年秋季湖泊上下层水的交换活动会造成水体磷浓度的季节性升高,形成不可忽视的磷内源。而夏季水温分层导致湖泊底部厌氧,使厌氧微生物活性增强,这将进一步促进底泥中磷的释放。     

河道沉积物中磷的分布、吸附及释放规律研究

为科学评价磷在河道沉积物中的环境行为,在模拟条件下研究了上海市进木港和苏州河沉积物中磷的分布形态、吸附特征及释放规律.结果表明:(1)2种沉积物中碎屑钙磷(De-P)浓度最高,闭蓄态磷(Oc-P)次之,其他形态磷浓度相对较低,而活性磷中以铁磷(Fe-P)为主;(2)2种沉积物对磷的吸附均符合线性方程,在4.0h时基本达...     

环境中氟化物的迁移和转化及其生态效应

本文对环境中氟化物的迁移和转化及其对人体、动物、植物的污染生态效应作一简要的综述,主要包括以下几方面：１．环境中氟化物的来源及其地球化学特征;２．土－水－气－食物链中氟化物的迁移和积累与地方性氟流行病;３．土－水－气中氟的迁移和积累与植物氟毒效应;４．土－水－气中氟的迁移和积累与蚕桑氟化物污染;５．环境中氟污染的防治对策。     

介电泳增强吸附法去除饮用水中的氟离子

高氟水的危害引起了人们的广泛关注。为减少饮用水中含量过高的氟离子(F~-),基于介电泳技术建立了一种新的去除水体中F~-的方法,组装了介电泳装置,将介电泳技术和吸附法结合,增强了对F~-的去除效果。探讨了吸附剂种类、投加量和外加电压对于F~-去除效果的影响,并用SEM对电极进行表征。结果表明,羟基磷灰石对F~-具有最佳的吸附性能,其饱和吸附量为5.88 mg·g~(-1),Langmuir吸附等温方程能够很好地描述羟基磷灰石对F~-的吸附热力学行为,说明吸附满足单分子层吸附模型。在优化的实验条件下(羟基磷灰石投加量6 g·L~(-1),外加电压15 V),F~-去除率由单纯吸附法的67.02%提高到90.39%,达到了WHO饮用水水质标准,且无二次污染。SEM的表征结果表明,经过介电泳后,羟基磷灰石在电极上相互连接形成细长的线状结构。研究为减少高氟水中的氟离子提供了一种快速、高效的新方法。