鄱阳湖入长江口流域水体重金属分布特征及人体健康风险评价

通过采集鄱阳湖入长江口流域地表和地下水体,并对水体中重金属空间分布特征和来源进行分析,评价了水体重金属对人体健康风险。研究区水体主要阳离子为Ca²⁺,主要阴离子为HCO₃^-、SO₄^2-,地下水水化学成分的主要成因为水岩相互作用。地表水重金属平均浓度高低顺序为Cr>Fe>Zn>Pb>Cu>Mn, Cr浓度变化幅度最大,Cr与Fe在地表水中重金属总浓度中的贡献率最大,分别为54.36%和19.50%。地下水重金属平均浓度高低顺序为Mn>Fe>Cr>Zn>Pb>Cu。研究区重金属污染可能来源于研究区周围冶炼厂排污废水和城市工业排放的污废水。地表水体和地下水体中,Cr对人体健康的风险均最高。地表水体中Cr对儿童的HQ_der、HI>1,Pb次之。地下水体中,Cr对人体的HQ_der、HI>1,Mn次之。研究为鄱阳湖流域地下水资源保护与饮用水水安全提供科学依据。     

鄱阳湖主要入湖口重金属的分布及潜在风险评价

于2011年5月在鄱阳湖的主要入湖口采集了水样和表层沉积物,测定并分析了其中Cu、Zn、Pb、Cd 4种重金属元素的含量和分布。同时采用地积累指数法、潜在生态危害指数法和生态毒性效应等评价方法对沉积物中重金属的污染状况进行了分析评价。结果显示：鄱阳湖主要入湖口水体重金属Cu、Zn、Pb、Cd含量均符合国家渔业水质标准要求,除修河的Pb和信江、饶河入湖口的Cd含量属于国家地表水Ⅱ类水质外,其它所有样地的4种重金属含量均低于国家地表水I类标准限值。沉积物中4种重金属含量均超过鄱阳湖相应背景值且呈积累富集的趋势,其中信江入湖口、饶河入湖口以及三江口已受到重金属的严重污染,潜在生态危害均为中等,而污染最轻的区域为南主湖区。揭示重金属污染程度顺序为Cu＞Zn＞Pb＞Cd;单个重金属潜在生态风险顺序为Cd＞Cu＞Pb＞Zn。进一步的生态毒性效应评价结果表明,虽然鄱阳湖主要入湖口沉积物已经受到重金属污染,但对多数底栖生物未产生明显毒害     

鄱阳湖水土环境及其水生维管束植物重金属污染

位于鄱阳湖流域乐安河中下游的德兴铜矿,是我国著名的大型铜业基地,是鄱阳湖流域重金属污染的主要来源之一。2003年7月至8月对鄱阳湖部分流域的水质、沉积物、底泥及水生维管束植物等样品的重金属污染进行了研究调查,采用原子吸收分光光度法分别对样品中的Cu、Zn、Pb、Cd等重金属含量进行了测定,并对测定结果进行了评价。研究结果表明,鄱阳湖流域水体中的重金属含量均达到地表水评价标准中的Ⅰ类标准,底泥、土壤等已受到了一定程度的重金属污染。而水生植物对重金属元素都具有不同程度的富集能力,植物对重金属的富集作用与土壤背景值有一定的相关性,土壤中重金属的背景值越高,植物对重金属的富集量也相应增加。     

鄱阳湖夏候鸟小白鹭对环境样品中重金属的富集研究

通过采集鄱阳湖区北、中、南段小白鹭栖息区域（都昌县多宝乡洞子李村、鄱阳县珠湖乡瓢里山、进贤县前坊镇西湖李家）的环境样品（水样、土壤以及小白鹭食物）与小白鹭羽毛和蛋壳样本,分析其中Pb、Cu、Zn、Cd、V、Cr、Ni和As 8种重金属元素含量,判定鄱阳湖湿地环境中重金属污染状况及生物富集特征。研究表明,环境样品中土壤样品中的重金属含量符合国家Ⅱ类土壤标准,鄱阳湖水样重金属含量在Ⅰ类地表水标准范围之内,仅小白鹭食物（小鱼虾：小河虾、小鲫鱼、小八须鱼等）中的重金属含量高于国家食品标准。小白鹭对环境中重金属污染物的富集表现为：除3个采样点小白鹭羽毛中Cr元素,瓢里山与青岚湖采样点小白鹭蛋壳中Cu元素对其食物的富集系数>1,构成富集外,其他重金属元素均不构成富集,但小白鹭羽毛和蛋壳中的各重金属元素对水样的富集系数为14628～8 00610,富集程度较高。而水体样品中的各重金属在小白鹭食物样品中均存在富集,系数高达51716～14 21937     

鄱阳湖水体垂向分层状况调查研究

湖泊水体混合或分层对环境和生态具有显著指示意义,能够提高对未来湖泊水环境状况的评价与管理。针对洪泛鄱阳湖水位季节性变化显著等特点,基于剖面温度和稳定氢氧同位素的调查分析来探明多因素影响下鄱阳湖水体垂向分层或混合状况。结果发现:鄱阳湖枯水期和洪水期水体垂向温差大多处于0~1.0℃,大部分水域温差小于0.5℃,但偶见洪水期部分水域会达到1.5℃的较大温差。总体表明,在季节变化尺度上,鄱阳湖具有较为稳定的等温层,没有明显温度分层特征。同位素分析结果得出,枯水期和洪水期的氢氧稳定同位素值在深度剖面上呈均一分布,表明鄱阳湖水体混合状况较好或完全混合。虽然湖区气象条件和水文条件均是影响鄱阳湖水体分层或混合的重要因素,但鄱阳湖入流和出流等水文条件是影响鄱阳湖水体垂向混合的主要因素。鄱阳湖水体混合同时对湖泊水环境因子的垂向分布特征可能产生重要的影响或控制作用。首次基于大量野外监测有针对性地开展鄱阳湖水体分层研究,结果有助于对湖泊水流结构的深入认识,可为湖区水体污染物的输移模拟与作用机制阐释等方面提供科学参考。     

丰水期鄱阳湖氮磷含量变化及来源分析

通过系统测定丰水期鄱阳湖湖水、主要支流水、长江水及部分农田水、地下水及城市污水的氮磷含量,对其氮磷含量变化及来源进行了分析,结果表明,鄱阳湖水体中主要的氮素形式是硝酸盐氮（090 mg/L）,赣江是其主要贡献者。鄱阳湖五大支流氮磷含量存在着较大的差异,赣江NO-3 N含量明显高于鄱阳湖其它主干流,而NH+4 N和TN含量以饶河的最高,TP以信江的最高。农田水、城市废水以及地下水含有较高的氮磷含量,是鄱阳湖及其五大支流氮磷的主要来源。农田水TN和TP含量最高,分别为1347、2863 mg/L。高含量的NO-3 N（735 mg/L）和NH+4 N（548 mg/L）分别出现在地下水和城市污水中。鄱阳湖水体氮负荷较大,N/P比值远大于7〖DK〗∶1。受滞留区及赣江和修水补给的影响,鄱阳湖主河道氮含量变化从上游至下游呈总体上升趋势。鄱阳湖湖体氮含量以下游最高,滞留区次之,上游主河道最低,TP含量呈相反的趋势变化。底层沉积有机物的降解和扰动导致鄱阳湖水体底层NO-3 N、NH+4 N、TN、TP的含量高于表层。     

鄱阳湖蓝藻时空分布特征及其驱动因子研究

富营养化引起的局部水体蓝藻水华问题给鄱阳湖水生态环境保护带来挑战。为弄清鄱阳湖蓝藻时空分布特征及其影响因素,于2019～2020年对鄱阳湖蓝藻进行了现场监测,并通过冗余分析(RDA),探讨了影响蓝藻时空分布的主要驱动因子。结果表明：调查期间,共检出浮游植物7门128种,其中蓝藻15种,占总种类数量的11.72%,蓝藻种类数呈丰水期>平水期>枯水期,主湖区>入江水道>东湖区的分布规律。蓝藻细胞密度为0～2.19×10⁷ cells/L,各点位蓝藻占比为0%～83.98%,其中蓝藻细胞密度主湖区>东部湖区>入江水道,丰水期>平水期>枯水期,2020年>2019年。假鱼腥藻(Pseudanabaena sp.)为东部湖区蓝藻优势种,微囊藻(Microcystis sp.)、假鱼腥藻为主湖区和入江水道蓝藻优势种。水温(T)、悬浮物(SS)、高锰酸盐指数(COD_Mn)、风速(VW)是主湖区蓝藻群落分布的主要影响因子,特殊的湖流和风场也是影响该湖区蓝藻分布格局的重要因素;透明度(SD)、SS和COD<...     

鄱阳湖典型湿地土壤有机质及氮素空间分布特征

通过对鄱阳湖三个典型湿地植物群落带土壤有机质和全氮的空间分布特征的研究,结果表明：有机质和全氮在湿地土壤中的垂直分布规律具有一致性,表层含量显著高于下层,40 cm以下土壤养分含量基本稳定。表层土壤有机质和全氮含量不同植物群落间存在差异,有机质变化趋势为：刚毛荸荠群落带＜南荻群落带＜灰化苔草群落带;氮素含量的变化趋势为：南荻群落带＞灰化苔草群落带＞刚毛荸荠群落带。土壤碳氮比相对较低（10～23）;植物对养分的吸收能力、植被生长特征、湿地生态水文过程等影响着有机质和氮素含量的空间分布。
     

基于实测数据与遥感影像的鄱阳湖水体光学分类

鄱阳湖是我国最大的淡水湖泊,受季风气候影响其水体空间动态变化大,且广阔的水域内部差异也较大,因此湖泊水体光学分类对反演湖泊水质参数及监测湖泊水质有着重要意义。以鄱阳湖为研究区,根据实测的反射光谱数据形态特征将鄱阳湖的水体分为4类:特别浑浊、中等浑浊、轻度浑浊和清水区,并分别对每一类结果进行分析。考虑到实测光谱数据局限于湖区某些离散点的情况,不足以观测整个鄱阳湖区域内所有不同水体类型的空间分布和动态变化,从而将该方法利用于遥感影像以便观测整个湖区水体类型。在Landsat OLI遥感影像上任意选取采样点,根据其波谱形态建立基于斜率的分类算法,并应用决策树模型把鄱阳湖水体分为5类:特别浑浊、中等浑浊、轻度浑浊、清水区和特别清澈,影像的分类结果图与实地考察的情况相一致。把模型应用于其他时期的遥感影像进行鄱阳湖水体分类,对比影像的分类结果图表明:2002、2005和2009年鄱阳湖区分别出现3种、4种和4种不同的水体类型,且水体浑浊范围呈现出动态变化。研究表明水体光学类型分类可以更好的监测湖泊水质的时空变异性。     

鄱阳湖表层沉积物中砷及重金属赋存形态及其潜在生态风险

重金属污染是水体沉积物污染的主要问题之一,研究沉积物中重金属元素的赋存形态,探索水体中重金属的来源,可以为水体重金属污染治理修复提供理论基础。采用BCR三步连续提取法对鄱阳湖枯水期表层沉积物中As和7种重金属元素（Cd、Co、Cr、Cu、Ni、Pb和Zn）的赋存形态进行了研究,并基于重金属风险评价代码（Risk Assessment Code, RAC）方法评估了鄱阳湖表层沉积物中的As和7种重金属元素的潜在生态风险。结果表明,鄱阳湖表层沉积物中As、Co、Cr、Cu、Ni和Zn主要以残渣态的形式存在(6160%~8518%);Pb主要以残渣态（5097%）和铁锰氧化物结合态（4102%）为主要的赋存形态,其可提取态所占比例为4903%,具有较高的二次释放潜力;Cd的赋存形态主要以弱酸提取态（4160%）和铁锰氧化态（2719%）为主,其可提取态所占比例高达7749%,潜在生态风险较大。RAC分析结果表明,鄱阳湖表层沉积物Cd的生态风险整体上位于高风险,需要加强对鄱阳湖Cd污染的关注。所有站点Cr的弱酸提取态所占比例均低于1%,表明鄱阳湖Cr污染的生态风险为无风险,As、Ni和Pb属于低风险,而Cu、Co和Zn位于低风险至中等风险     

应用生态系统方法研究鄱阳湖枯水调节

2003年以来,鄱阳湖枯水期水位连创新低,持续时间延长,导致水质恶化、湿地生态系统遭受破坏、候鸟栖息地受到威胁;生产生活用水、农田灌溉、航运和水产捕捞受到严重影响。为了改变鄱阳湖枯水期持续处于低水位状态,确保江湖水系健康,利用生态系统方法,提出了鄱阳湖枯水调节的基本原则：改善生态环境为主要目的,调枯不调洪;从整体出发,做到江湖两利;以简单工程进行调节,趋利避害;保持工程运用的灵活性,实施适应性管理。同时,初步规划了鄱阳湖枯水调节工程的地点、规模和运行方式。作为一个以保护和改善生态环境为主的水利工程具有改善水环境、保护水生态、维护水安全,保护鄱阳湖湿地的生态环境和候鸟越冬条件,缓解长江下游枯水期低水位状态和促进湖区经济社会发展等方面的效益。     

通吕运河河滩沉积物重金属及营养元素的季节性特征

城市河道污染物的季节性变化能够反映出人类活动的强度和方式,研究其规律能够有效地进行污染控制。通过对南通通吕运河河滩4个采样区域沉积物中总氮(TN)、总磷(TP)、有机质(OM)和重金属含量的分析,研究城市河流的不同污染源段河滩沉积物营养元素和重金属的季节性含量一般特征。结果表明：在位于入江口的1号区域,营养元素和重金属含量的季节变化比较大, TN、TP、OM和重金属在冬季含量较高;在2号区域居民生活污染较多,Cu、Zn含量较高;3号区域受工业污染较为严重,Pb、Cr、Cd含量较高。由于外来污染源较多,2号和3号区域的污染物季节变化无明显规律。在人类污染物较少的4号区域,污染物含量较低,一般表现出冬高夏低的季节变化。TN、TP、OM与金属之间的相关性研究表明：TN和OM的相关性较好,有机质与重金属之间的相关性也较好。总体来看,城市河道的污染状况与人类活动密切相关。     

鄱阳湖丰水期不同底质类型下氮、磷含量分析

以2011年7月份(丰水期)鄱阳湖实测数据为基础,通过不同底质在遥感影像上的光谱特征,将鄱阳湖底质分为沙滩、泥滩和草洲3种类型,并就不同底质类型鄱阳湖水体和底泥总氮(TN)、总磷(TP)含量进行分析。结果表明:(1)底质类型不同时,鄱阳湖表层水体TN、TP含量以及底泥磷含量平均值:沙滩泥滩草洲。底泥TN含量平均值:草洲泥滩沙滩。(2)底质为沙滩的站点主要分布在饶河入湖口至都昌段、赣江北支入湖口至星子段和入江水道前段,饶河、赣江高含量氮、磷的输入,以及沿途陆源污染物的排放,可能是沙滩底质表层水体TN、TP含量较高的一个因素;泥滩底质的站点,有一部分分布在星子至湖口段,该区间陆源污染的影响是泥滩底质表层水体TN、TP含量居次原因之一;而底质为草洲时,草洲对水体中氮、磷的吸收使得草洲底质的站点表层水体TN、TP含量最低。     

鄱阳湖水利枢纽工程对湖区氮磷营养盐影响的模拟研究

运用EFDC模型构建鄱阳湖水利枢纽工程与主湖区的二维模型,使用Delft3D软件划分研究区域网格,并以2010年实测TIN、TP数据为初始条件,模拟水利枢纽运行前后湖区氮磷营养盐的变化特征,验证结果显示TIN 和TP的计算值和实测值吻合较好,证明了模型计算结果的有效性和可靠性。结果表明：水利枢纽运行后,枯水期湖区TIN、TP浓度分别增长2042%和2055%,达到286和044 mg/L,饶河是湖区污染物的主要来源;平水期湖区TIN、TP浓度分别增长1339%和1290%,达到208和018 mg/L,赣江主支与修河的汇流是湖区污染物的主要来源,枢纽对氮磷的影响主要体现在对磷素的控制上;在以松门山为界的南、北湖区,TIN表现出北湖区>南湖区,TP为南湖区>北湖区的变化特征;湖区N/P比值为927,比实测值低291%,磷素污染较重     

贵州阿哈水库沉积物中重金属二次污染的趋势分析

通过对受矿山活动影响的贵州阿哈水库沉积物-水界面的模拟试验及实测分析,从水库水质安全角度讨论了沉积物中蓄积的重金属作为二次污染源的可能性。研究发现：在水体季节性缺氧期间,沉积物中部分重金属元素将大量释放到水体中,严重威胁水质安全。Fe,Mn的最大释放发生在水体缺氧事件的50小时内。而Co,Cu,Ni,Pb等元素总体释放量较小,并主要在10小时内达到最大释放。对比其他地区,阿哈水库中重金属元素具有更强的界面扩散作用。锰的扩散通量在季节上表现为：冬季＞秋季＞春夏季。而铁的扩散通量则为：春夏季＞秋季＞冬季。锰的界面扩散通量远大于铁的界面扩散通量,表明界面附近锰的循环极为剧烈且远强于铁。这对其他重金属元素的界面循环产生了重要影响。界面附近的铁、锰、硫循环对重金属迁移有着显著的控制作用。受到氧化还原条件的影响,重金属扩散通量在季节上变化较大。     

贵州阿哈水库沉积物中重金属二次污染的趋势分析

通过对受矿山活动影响的贵州阿哈水库沉积物-水界面的模拟试验及实测分析，从水库水质安全角度讨论了沉积物中蓄积的重金属作为二次污染源的可能性。研究发现：在水体季节性缺氧期间，沉积物中部分重金属元素将大量释放到水体中，严重威胁水质安全。Fe，Mn的最大释放发生在水体缺氧事件的50小时内。而Co，Cu，Ni，Pb等元素总体释放量较小，并主要在10小时内达到最大释放。对比其他地区，阿哈水库中重金属元素具有更强的界面扩散作用。锰的扩散通量在季节上表现为：冬季＞秋季＞春夏季。而铁的扩散通量则为：春夏季＞秋季＞冬季。锰的界面扩散通量远大于铁的界面扩散通量，表明界面附近锰的循环极为剧烈且远强于铁。这对其他重金属元素的界面循环产生了重要影响。界面附近的铁、锰、硫循环对重金属迁移有着显著的控制作用。受到氧化还原条件的影响，重金属扩散通量在季节上变化较大。     

梁子湖水体和底泥中微量元素及重金属的空间分布格局及污染评价

利用多元统计方法研究了湖北梁子湖水体及底泥中12种微量元素和重金属(As,Ba,Co,Cr,Cu,Hg,Mn,Ni,Pb,Sb,Sr和Zn)的含量及空间格局,并通过饮用水及地表水质量标准及地质累积指数评价梁子湖水质及底泥状况。结果表明:梁子湖的水体质量较好,仅Cu是潜在污染物质;对湖泊底质而言,As是主要污染物质,Cu、Pb和Zn处在轻微的污染状态。空间格局显示:受人类活动的影响,湖泊水体中的重金属分布有较强的区域性,最大值出现在人类活动相对集中的梁子岛附近;在湖泊底泥中由于地质背景一致性而差别不大。相关分析表明,较之湖泊水体,湖泊底泥中的重金属元素的关系更密切,强相关性说明它们可能有共同的来源。未来研究应结合湖泊中大型水生植物及鱼类的重金属含量更全面考虑生态学效应,为恢复湖泊生态环境的管理提供重要参考。     

最近10年鄱阳湖区土地利用格局的时空变化

利用1988和1998年4月份的TM遥感数据,采用最大似然法对翻阳湖区的土地利用进行机助分类。把研究区土地利用分成7种类型：林地、灌草坡、水体、湖滩洲地、耕地、城镇用地和裸地。采用空间叠加的方法得到研究区土地利用的转移短阵。结果显示,林地、水体、城镇的面积增加,灌草坡的面积减少。1998年耕地面积比1988年面积减少11．3％,湖滩洲地面积减少42．7％。对不同高程的土地利用变化分析表明,耕地、灌草坡的面积都有所减少;城镇的面积增加,林地的面积增加明显,尤其在丘陵山区。土地利用的变化受到自然和人文因子的双重影响。水体面积增加的主要因于是降水量的增大;林地、灌草坡的变化明显受到政策等因素的影响,湖滩洲地减少的主要原因是水位的升高。