湖泊沉积物-水界面系列采样装置的研制

介绍了系列采样装置,包括沉积物-水界面取样器,孔隙水隔气抽取装置和电渗析沉积物剖面切割工作台等。可对75m深水湖泊采集到30—90cm的沉积物术及10—30cm底层水样品,并可在野外现场分样和提取孔隙水。沉积物分样的厚度最小是0.1cm。整套装置重量轻、可拆卸、操作简便且便于野外运输。     

不同类型湖泊沉积物中氮释放规律研究

通过对武汉市东湖子湖郭郑湖、庙湖以及南湖这3个不同类型的湖泊进行释氮模拟实验,结果表明:(1)在厌氧条件下,不同污染程度的湖泊中沉积物释氮作用均比较明显。为了抑制沉积物向上覆水释氮,控制湖泊富营养化,保持湖泊较高的溶解氧水平是必要的。(2)在厌氧条件下,高温对不同类型湖泊总氮和氨氮的释放均能起到促进作用。(3)沉积物与上覆水间污染物的浓度梯度越大,总氮和氨氮的释放速率与释氮量也越大,此时温度的影响不明显。(4)通过比较3类湖泊沉积物上覆水中总氮和氨氮两者的释放浓度可知,氨氮的释放贡献十分显著,因此控制氨氮的释放量对于控制湖泊氮释放量具有显著效果。     

东部平原不同类型湖泊沉积物中有机磷的特征

以选自东部平原3种不同类型8个浅水湖泊的18个表层沉积物样品为研究对象,运用分级提取法,研究了沉积物中有机磷（OP）质量分数、形态及其分布状况,并探讨了OP组分与湖泊富营养化的关系. 结果表明:东部平原湖泊沉积物中w（OP）为65.2～539.2 mg/kg,占w（TP）的19.9%～40.6%,污染程度高的沉积物w（OP）高于污染程度较轻的沉积物. 沉积物中各形态有机磷主要以中活性有机磷（MLOP）与非活性有机磷（NLOP）为主,不同类型湖泊沉积物中各形态w（OP）顺序均为城市湖泊>大型养殖型湖泊>大型自然湖泊. 城市湖泊与养殖型湖泊以NLOP为主,其相对含量达到50%以上;而大型自然湖泊以生物有效性有机磷（LOP+MLOP）为主,其相对含量为54.6%～61.6%,表明沉积物中有机磷分布状况与湖泊污染程度和人类活动紧密相关. 酸提取有机磷质量分数〔w（HCl-P_o）〕为10.5～200.9 mg/kg,在不同污染程度湖泊沉积物中差异明显,其和总有机磷（P_o）的比值〔w（HCl-P_o）/w（P_o）〕与湖泊水质指标呈显著正相关（P<0.01）,与沉积物w（TP）,w（OP）,w（LOP）及w（MLOP）也均呈显著正相关（P<0.01）,即沉积物中的HCl-P_o可能是湖泊水体磷的重要来源,沉积物中w（HCl-P_o）/w（P_o）可以反映湖泊的富营养化程度.      

不同湖泊表层沉积物氮形态的分布特征与影响因素

为了揭示东部平原骆马湖、高邮湖、滆湖和阳澄湖四个湖泊沉积物中氮的分布特征及其影响因素,采用分级浸取法研究了湖泊表层沉积物中离子交换态氮(IEF-N)、弱酸可浸取态氮(WAEF-N)、强碱可浸取态氮(SAEF-N)、强氧化剂可浸取态氮(SOEF-N)这四种可转化态氮(TTN)和非转化态氮(NTN)的赋存特征,并结合沉积物...     

土壤气体采样装置的研制

准确地采集土壤气体样品是研究土壤气体特征的前提。本文报道了研制的土壤气体采集装置。该装置由钻入、去气、检验及连接收集四部分组成。     

垂向环流作用下湖泊沉积物磷迁移行为

以巢湖十五里河入湖河口原位底泥为研究对象,通过室内模型实验,模拟了垂向环流的动水条件下,溶解态无机磷(DIP)在泥水界面的释放-吸附过程,探讨了不同强度环流对河口底泥DIP迁移的影响行为.结果表明:垂向环流扰动会引起上覆水中溶解氧(DO)和悬浮颗粒物(SPM)含量明显上升,且其平衡浓度与扰动强度均呈正相关,但悬浮物中值...     

城区湖泊表层沉积物中邻苯二甲酸酯的组成与分布特征

2005年7月采集广州市白云区、天河区、越秀区、荔湾区和海珠区的15个湖泊表层沉积物样品,在严格的质量保证(QA)/质量控制(QC)条件下,研究了城区湖泊表层沉积物中16种邻苯二甲酸酯(Phthalate Esters,PAEs)的组成、含量及分布特征,并对其污染情况进行了评价.城区湖泊表层沉积物中∑16 PAEs含量为2.267～74.935 μg·g-1(以干重计),平均值为20.651 μg·g-1.TOC为1.126%～6.871%(质量分数).城区湖泊表层沉积物中DMP、DEP、DiBP、DnBP、DEEP和DEHP普遍存在,以DiBP、DEHP和DnBP为主要PAEs.通江湖泊、居民居住区、商业区和工业区湖泊PAEs污染严重.与国内外河流、湖泊、河口和近海表层沉积物PAEs污染水平比较,广州市城区湖泊表层沉积物中PAEs污染属中等水平.     

水位变化对湖泊沉积物营养释放的影响

水位波动可有效调节湖泊生态系统的结构与功能,干湿交替过程引起的沉积物生物地球化学循环途径的改变是其重要机制之一。大量研究结果表明,干湿交替将加速沉积物有机碳的分解,强化沉积物硝化与硝化作用的偶联,促进沉积物磷的酶促水解和厌氧解离,从而增加再度淹没之后水中溶解有机碳和生物可利用性磷的浓度,并减少溶解无机态氮的浓度。有机质的分解是上述过程的关键步骤。因此,必须系统描述湖泊水陆界面土壤和沉积物基本理化性状与水生生物特征,分析干旱过程中沉积物生物地球化学循环途径的变化,了解淹没过程中水柱营养状态与浮游生物群落对沉积物营养释放的响应,从而揭示水位波动调控富营养化过程的机制,即诱发营养脉冲或维系其持续补给,改变营养阈值,进而导致稳态转换。     

不同污染程度湖泊沉积物中不同粒级可转化态氮分布

研究了污染程度不同的五里湖、月湖、东太湖和贡湖不同粒级沉积物中总可转化态氮以及各形态可转化态氮的含量与分布.结果表明:4个湖泊的沉积物各粒级中各形态可转化态氮的含量及其地球化学特征均不相同.强氧化剂可提取态氮(SOEF-N)是释放能力最弱的形态,为可转化态氮的主体,占总可转化态氮的66.97%～87.97%.离子交换态氮(IEF-N)结合能力最弱,是最容易被释放的形态,为可转化态无机氮的主体,占总可转化态氮的7.37%～22.25%.同一粒级中,各形态可转化态氮对氮循环的贡献为SOEF-N最大,IEF-N其次,强碱可浸取态氮(SAEF-N)与弱酸可浸取态氮(WAEF-N)最低.随着沉积物粒级的由粗到细,总可转化态氮以及各形态可转化态氮含量均呈逐渐增加趋势.沉积物细颗粒部分对氮循环的可能贡献占绝对的主体,是粗颗粒部分的几倍到几十倍.相比而言,污染程度轻的贡湖和东太湖沉积物无论总可转化态氮还是各形态可转化态氮,细颗粒部分的相对含量均低于污染程度重的五里湖和月湖沉积物.      

湖泊沉积柱中的高溴联苯醚及其在环境中的降解

采用GC/MS方法分析了5个内陆湖泊(巢湖、滇池、红枫湖、青海湖和四海龙湾)钻孔沉积物中HB-PBDEs(高溴联苯醚,包括九溴和十溴的联苯醚)的垂直分布状况,并对它们的组成特征及其在环境中的降解进行了分析.结果显示,5个内陆湖泊表层沉积物中有机碳归一化后的w(ΣHB-PBDEs)为17.5～977.9 ng/g,其中滇池、红枫湖和巢湖HB-PBDEs的污染相对较为严重;与国内外其他研究相比,我国内陆湖泊沉积物中BDE-209的污染状况相对较轻.沉积物中HB-PBDEs的组成特征显示,BDE-209不但在大气传输过程中发生了明显降解,而且在进入湖泊沉积物后也发生了明显降解.由于BDE-209在不同环境介质中都可发生降解,并且降解产物为毒性更大的低溴代单体,因此进一步研究BDE-209在环境中的降解具有重要意义.      

SWB-1型便携式湖泊沉积物─界面水取样器的研制

在湖泊环境的研究中，采到保持原状的沉积物─水界面样品是一项基本工作。根据国外有关资料，在前期研制的沉积物─水界面采样装置的基础上，研制成功了一种新型湖泊沉积物─水界面取样器。本取样器由四部分组成，即连接构件、配重、悬挂密封机构和取样管。取样器是靠自重插入湖泊沉积层，悬挂密封机构将样品封闭于取样管内。本取样器能在深水湖泊中取到30～50cm的湖底沉积物柱及10～30cm的界面水柱。整个取样器重量轻（只有7.5kg），易于携带和野外操作，并配有野外分样装置。本取样器是一种经济有效的湖泊沉积物─水界面取样器，适合于各种环境研究监测部门使用。     

天鹅洲长江故道沉积物柱状样中有机氯农药高分辨率沉积记录

采用GC-ECD测定了天鹅洲长江故道沉积物柱状样中有机氯农药的含量,探讨了有机氯农药的垂直分布特征,结合210Pb同位素定年分析研究该地区有机氯农药的污染历史.研究表明:20种有机氯农药均有检出,总有机氯农药含量范围为1.19～333.67 ng/g(干重),平均值为62.54 ng/g;20世纪60年代末期为该区有机氯农药使用的高峰期,1972年长江截弯取直使来自长江所携颗粒物的污染沉积有所减少,自我国禁用有机氯农药后维持多年较低含量水平,其农药主要为历史残留,至2004年湖区可能仍有部分新的有机氯农药污染物如林丹的输入.     

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.     

澳门南湾湖钻孔沉积物中烷基酚的初步研究

烷基酚具有环境生物体雌激素效应.澳门南湾人工湖钻孔沉积物中壬基酚的浓度垂直分布在河口沉积环境时期(1970s～1980s)为2.17～5.91μg/g(平均3.66μg/g),在湖泊沉积环境时期(1990s)为0.69～3.04μg/g(平均2.08μg/g);辛基酚浓度分布范围在湖泊沉积环境初期(1990s早期)与河口环境类似,浓度范围为14.33～39.11ng/g(平均20.59ng/g),随后浓度大幅度降低,浓度范围为2.58～6.52ng/g(平均4.25ng/g).河口环境中的烷基酚来源包括珠江三角洲上游水系来源和澳门本地来源,而湖泊环境中则只有澳门本地来源,导致河口沉积环境中烷基酚的污染程度明显重于湖泊沉积环境.烷基酚在钻孔沉积物剖面中的分布规律与区域经济发展及城市废水处理的进程都有一定的关系,同时,沉积过程中上覆泥层中烷基酚具有向填海砂层迁移的特征.     

扎龙湿地南山湖沉积岩芯重金属污染特征及来源判别

选取扎龙湿地南部围湖造田、湖水养殖典型湖泊——南山湖为研究区,分析NSH2沉积岩芯中Hg、Cd、Pb、Cr、As、Mn、Ag、Cu、Co、Fe和Zn这11种重金属元素总量的垂向分布特征,结合颗粒组成指标,采用主成分分析的方法,并辅以210Pbex测年数据,研究了自1829年以来该湖区沉积物重金属元素污染特征、来源及污染历史.结果表明：①近两百年以来沉积物沉积速率经历了由慢到快再到慢的过程,沉积历史与南山湖流域人类的生产活动和水土保持政策相吻合;②1957年以前各元素含量变化趋势平稳,1957～1985年间存在小幅波动,1985年以后变化明显,其中Hg、Cd和Ag含量明显偏高;③NSH2沉积岩芯重金属污染来源以生活污水、化肥农药的流失以及煤与汽油等燃料的燃烧为主,其次是有机质降解、岩石风化和侵蚀,还存在工业排污源,贡献率分别为50.14%、19.90%和10.32%.南山湖重金属污染具有一定的潜在风险,在当地湖泊湿地污染治理中应予以足够的重视,此研究可为扎龙湿地湖区生态环境的整治与改善提供基础性的数据资料.     

渤海湾天津段潮间带沉积物柱状样重金属污染特征

2003-11采集了渤海湾天津段北至大沽口,南到岐口海域潮间带3个沉积物柱状样,对沉积物的粒度、有机质、重金属含量进行分析,对渤海湾潮间带沉积物柱状样的地化性质、重金属污染概况以及重金属的空间、垂向分布特点进行了研究.渤海湾潮间带沉积物由北至南逐渐变细,大沽口和独流减河口海域的沉积物主要是极细砂-粉砂-细砂组成,岐口海域潮间带沉积物主要组分是粉砂和极细砂.3个柱状样的垂向粒度分布趋势表明渤海湾潮间带沉积物自下向上有“粗化”的趋势.Fe、Al、Mn3种元素的空间分布与沉积物的粒径呈显著的负相关性,即Fe、Al、Mn含量主要分布在粒度较细的沉积物中.渤海湾潮间带主要重金属污染元素是Pb、Zn、Cd 3种.通过归一化研究,这3类重金属元素在沉积物中有很明显的人为污染痕迹,含量远远高于其相应的环境背景值.     

南四湖沉积物中有机氯农药和多氯联苯垂直分布特征

通过对采集于南四湖湖区的沉积物柱状样品中有机氯农药（OCPs）和多氯联苯（PCBs）同系物的GC-ECD定量分析测定,并结合²¹⁰Pb同位素定年分析,重建了南四湖湖区有机污染物的污染史.结果表明,样品中OCPs、HCHs、DDTs和PCBs的含量范围分别为1.64～17.9、0.66～12.5、0.24～2.99和7.84～42.8 ng·g^-1.柱状沉积物的沉积速率为0.330 cm·a^-1,平均沉积通量为0.237 g·(cm²·a)^-1,所采集的样品沉积时间为1899～2000年.OCPs和PCBs分别在1960和1970年左右出现浓度峰值,随后含量逐渐下降.污染物来源分析表明,HCHs来源于新的工业HCH和林丹2种工业品,HCH和DDT污染主要源于历史上的使用;PCBs主要来自于造纸漂白过程和焚烧炉排放.生态风险评价结果表明,除β-HCH、γ-HCH和艾氏剂3种污染物在14～16　cm附近、对应沉积时间为1960年左右测试数据略高于风险水平低值,其余污染物的所有数据均低于风险水平低值.整体而言,南四湖柱状沉积物中的OCPs和PCBs含量属于低生态风险水平.     

近百年来新疆博斯腾湖多环芳烃的组成及变化特征

本研究分析了新疆博斯腾湖沉积岩芯中16种多环芳烃(PAHs)的垂直分布情况,并对其来源和生态风险进行了初步评估.结果表明,沉积岩芯中总PAHs的变化范围为37.5~184.5 ng·g-1,其中主要成分为萘和菲.近百年来,在20世纪50年代前后,沉积物中PAHs以及各主要组份出现明显变化.20世纪50年代以前,总PAHs和各组分变化相对稳定,并以低分子量PAHs组成为主.20世纪50年代后,高分子量PAHs开始出现并呈现波动上升,尤其是20世纪90年代以来,总PAHs及各组分都出现明显增加,至表层达到峰值,表明湖泊流域除了受人类低温燃烧排放影响外,近年来受工业和机动车尾气等高温燃烧释放的PAHs影响也明显增加.但通过风险评估表明,博斯腾湖中PAHs不会造成生态风险.