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。     

太湖不同营养类型湖区沉积物磷的形态与吸附行为的比较

选择太湖不同营养类型的湖区开展了沉积物磷形态与磷吸附行为的研究,结果表明,位于藻型湖区梅梁湾的T1点表层沉积物中的总磷(TP)含量高于位于草型湖区T2点的相应值,且沉积物吸附能(K)值与TP含量显著负相关(p0.05),即沉积物自身的高磷含量可加速磷向水柱释放的风险。有机质与磷吸附饱和度(DPS)显著正相关(p0.05),同时DPS与K值显著负相关(p0.05),总之,有机质通过沉积物磷吸附饱和度间接的影响沉积物磷吸附行为。T2点沉积物吸附解吸平衡浓度(EPC0)值随深度递增,大型水生植物的存在促使表层沉积物维持磷汇的功能,T1点沉积物距表层10~15cm处EPC0值最低,故相应疏浚深度宜为10~15cm,这一结果为富营养化湖泊的修复提供了理论依据与技术参数。     

Ⅱ、渤海湾的悬浮物和沉积物的中子活化分析

一、序言测定海水、海水中的悬浮物以及海底的沉积物中微量元素的浓度,可以为评价海洋的污染情况和研究污染元素的迁移转化规律提供重要依据。悬浮物和沉积物的特点是:(1)基体成分复杂,对于待分析元素易产生干扰,因此要求分析方法分辨率高;(2)海水中悬浮物的总量很少,故要求分析方法取样量要小,而且最好对同一份样品可以做多元素测定;(3)样品中     

沉积物中溶解性有机质的垂直分布光谱特性

采用紫外光谱和三维荧光光谱结合平行因子分析(PARAFAC)方法对瀛湖沉积物中溶解有机质(dissolved organic matters,DOM)垂直分布的光谱特性进行了分析,利用荧光指数(fluorescence index,FI)、腐殖化指数(humification index,HIX)和生物源指数(biological index,BIX)解析了沉积物中DOM荧光组分、空间分布特征和来源。紫外光谱结果表明:瀛湖沉积物的UV254值在0.14~0.30之间,最大值出现在深度10~11 cm处,深层(20 cm以下深度)沉积物UV254值趋于稳定。A250/A365比值在3.69~9.98之间,均值为5.36,表明瀛湖沉积物DOM以富里酸为主。三维荧光光谱结合平行因子分析结果表明:沉积物DOM包含3类4个荧光组分,即类腐殖质组分(C1和C2)、类蛋白组分(C3和C4),其中,类腐殖质组分的荧光强度约占全部组分荧光强度的60.7%;随着深度的增加,3个采样点的类蛋白质组分(C3和C4)的荧光强度均呈现下降趋势。FI、HIX和BIX都表明瀛湖沉积物DOM的来源主要是由沉积物中自生微生物活动产生。其中,FI在1.73~2.10范围内,BIX处于0.72~0.96范围内,HIX在1.39~4.72范围内。     

“引江济太”河段重金属在水体、悬浮颗粒物及表层沉积物中的含量特征研究及标准化分析

研究了"引江济太"河段(长江—望虞河—贡湖段)孔隙水、上覆水、悬浮颗粒物及表层沉积物中重金属的含量特征,并采用标准化分析方法推测了"引江济太"调水对太湖重金属含量及分布的影响。结果表明,"引江济太"河段的上覆水和间隙水中的重金属污染较轻,6种重金属(Cd、Pb、Zn、Cu、Cr和As)平均值大多低于《地表水环境质量标准》(GB 3838—2002)Ⅰ类标准,且低于美国优先污染物国家推荐水质基准持续浓度。悬浮颗粒物及表层沉积物中主要的重金属污染元素是Cd,其中Cd平均值分别为2.20、1.78μg/g,为中国水系沉积物平均值的16、13倍,且达到加拿大淡水沉积物保护准则最初影响水平的3倍左右。标准化分析结果表明,"引江济太"调水工程对太湖重金属含量的变化有一定影响,"引江济太"河段沉积物中的重金属可能经过再悬浮过程进入水体,造成水体二次污染。     

海洋沉积物中有机氯农药测定的硫干扰消除方法研究

在环境监测中,海洋沉积物中有机氯农药残留量的测定常用索氏提取——浓硫酸纯化——气相色谱法。该法灵敏度高,准确,选择性也较好,但对含有元素硫的沉积物样品,因受硫的干扰而无法测定。国外有人用金属汞和四丁基铵盐离子来消除元素硫的干扰,但大量的金属汞不仅影响操作人员的健康,而且污染环境。国内有文章提到用铜粉来消除河流沉积物中有机氯农药测定中硫的干扰。我们在海岸带污染调查工作中,对海洋沉积物中有机氯农药残留量的测定,采用铜粉振荡脱硫,以消除元素硫的干扰,经方法验证,取得了满意的结果。     

三亚河红树林自然保护区水环境-红树植物-沉积物重金属污染综合分析

以三亚河红树林自然保护区为研究区,在分析沉积物重金属污染及红树植物对重金属富集转运差异的基础上,探讨了保护区水环境、沉积物重金属和红树植物重金属间的联系及重金属污染来源。结果表明:(1)沉积物中Hg为极强污染,Pb、Zn和Cu为中等污染,其他重金属无污染;研究区整体的潜在生态风险指数为中等,其中Hg为主要贡献者。(2)保护区河段雨季水体污染物浓度明显高于干季,雨、干季水质总体均表现出中上段(A段)中间段(B段)出口段(C段);(3)3种红树植物对Cd均表现出强富集,对Pb表现为弱富集能力;(4)沉积物重金属和水质参数之间有显著的相关性,红树植物会影响沉积物中重金属形态,并通过主动运输方式富集和转移重金属。(5)研究区上游农业生产活动及市区交通和工厂企业综合排污是重金属的主要污染来源。     

东部平原湖区沉积物中溶解性有机氮分布特征

选择东部平原湖区11个湖泊进行水质和表层沉积物调查,采用综合营养状态指数(TLI)对各湖泊营养状态进行评价,研究了沉积物溶解性有机氮(DON)和游离氨基酸(FAA)的含量分布及DON分子质量分级特征,并探讨了不同湖泊沉积物有机质来源。结果表明:除固城湖和骆马湖处于中营养水平外,东部平原湖区其他湖泊均处于富营养化状态。沉积物DON浓度差异较大,在9.98~182.00 mg·kg-1之间波动,均值为57.25 mg·kg-1,太湖、滆湖、阳澄湖沉积物DON含量较高,均在140 mg·kg-1以上,其他湖泊沉积物DON含量均在50 mg·kg-1以下。区域内氨基酸(FAA)分布比较均匀,FAA浓度在3.58~13.28 mg·kg-1之间,平均值是8.14 mg·kg-1。沉积物DON和FAA含量与沉积物其他形态氮、溶解性有机碳(DOC)等污染指标均表现出显著正相关性。东部平原湖区沉积物分子质量分级结果表明:该湖区沉积物DON、DOC和SUV254基本都分布在1 k Da和30 k Da 2个范围内。东部平原湖区C/N比的值介于2.31~89.02之间,除滆湖外其他湖泊沉积物C/N值均大于10,说明该地区湖泊沉积物有机质主要来自外源。     

白洋淀-府河入淀口段沉积物中微塑料的丰度及分布特征

为研究白洋淀-府河入淀口沉积物中微塑料的污染现状,在府河入淀口段15个采样点进行采样,利用密度浮选法分离沉积物样品中的微塑料,分析微塑料的丰度、分布特征及来源.结果表明:府河沉积物中微塑料的平均丰度为(558.4±233.3)个·kg-1,最大丰度值达到1 049个·kg-1;依据微塑料的形态特征可将府河入淀口段沉积物...     

红树林沉积物汞、砷形态分布研究——以东寨港为例

研究了东寨港红树林湿地潮间带沉积物中汞(Hg)、砷(As)的化学形态组成、垂直分布及理化性质对其形态转化的影响。结果表明:分别有80%和25%的沉积物样品中Hg和As超过背景值;YF采样点沉积物中Hg和As相对较高,XB采样点沉积物样品中Hg和As相对较低。Hg和As随深度的增加总体呈降低趋势。沉积物中Hg形态累积质量分数大致为:残渣态可氧化态可还原态酸溶态,As主要以残渣态存在。沉积物中Hg污染指数和迁移系数远大于As,受人类活动影响较大。YF采样点沉积物中Hg和As污染指数和迁移系数较其他采样点高,环境风险相对较大。不同采样点Hg和As形态与理化性质相关程度不同,无污染或轻度污染采样点沉积物中两种元素在一定程度上受沉积物pH、有机质及盐度影响,污染相对较重的YF采样点沉积物中Hg、As形态与沉积物pH、有机质及盐度的相关性较弱。     

锦州湾潮间带底质重金属对海水的污染

本文从两方面论述了底质重金属对海水污染问题:(1)从五里河口经潮间带至海湾剖面线上,沉积物中铅、锌、镉地球化学相的分布规律及垂直方向的变化,并把沉积物间隙水重金属形态与沉积物重金属地球化学相联系起来分析铅、锌、镉被释放出来污染上覆海水的可能性;(2)阐述了间隙水水文地质条件,推导了水动力扩散数学模型,用实测资料求出水动力扩散系数 D_L=3.72×10~(-2)cm~2/sec,求得扩散迁移通量:J_(pb)=0.0421mg/m~2·h,Jzn=0.7787mg/m~2·h,Jcd=0.799mg/m~2·h,得出锦州湾潮间带是不可忽视的海水“二次污染源”的结论。     

鄱阳湖南矶山湿地沉积物-植物体系中汞分布特征解析

为探究鄱阳湖湿地沉积物-植物体系中汞含量变化特征以及影响因素,对南矶山湿地多个沉积物与植物样本进行分析.结果表明:沉积物中汞为0.075～0.637 m g/kg;运用单因子指数法、地累积指数法对所有沉积物中汞含量进行分析,发现大部分沉积物剖面中汞含量超过江西省土壤环境背景值,说明沉积物存在一定程度的汞污染与累积;由相...     

乌梁素海表层沉积物重金属分布特征及生态风险评价

采样分析了内蒙古乌梁素海表层沉积物中Cu、Zn、Pb、Cr、Cd、Hg和As的含量、分布特征和富集状况,分别以现代工业化前正常颗粒沉积物中重金属含量的最高背景值和河套地区土壤中重金属含量背景值为参照,采用瑞典科学家Lars Hakanson的潜在生态危害指数法对7种重金属的富集系数和生态危害系数以及各采样点的生态危害指数进行了评价。结果表明,乌梁素海表层沉积物中As和Pb的空间变异性较大;以2种背景值为参比得出的重金属污染水平顺序相近,Hg和As为对乌梁素海生态环境具有潜在影响的主要重金属元素;同时表明,以河套地区土壤重金属背景值为参照更能直观地反映出乌梁素海表层沉积物中重金属的污染程度。     

低成本含磷材料修复环境重金属污染的研究进展

低成本含磷材料包括磷灰石、骨粉、无机磷肥及无机磷酸盐,其对环境重金属污染的修复值得引起生态学、环境学更广泛的重视.详细介绍了:(1)各类低成本含磷材料结构性质;(2)含磷材料在修复土壤、沉积物、水体重金属污染方面的应用;(3)含磷材料修复环境重金属污染的机理及影响因素;(4)含磷材料修复环境重金属污染的效果评价等方面的研究进展及发展前景.     

天津市典型河网区沉积物中重金属分布及生态风险评价

选择天津市典型河网区为研究对象,分析了沉积物中6种重金属(Cr、Cu、Mn、Ni、Pb和Zn)的分布特征,并采用富集系数法和潜在生态危害指数法分析了重金属的来源,进而评价了其生态风险。结果表明,表层沉积物中Cr、Cu、Mn、Ni、Pb和Zn的平均含量分别是58.18、23.52、524.60、22.93、25.24和49.51 mg/kg,其中Cr、Mn和Ni含量均低于天津市土壤背景值,而Cu、Pb和Zn含量在部分样点高于背景值;在垂直分布上,沉积物中Cr和Ni的含量相对稳定,而Cu、Mn、Pb和Zn的含量从底层到表层均先增加后降低。重金属富集系数(EF)分析显示,河网区表层沉积物中Cu和Zn在个别样点以及Pb在近一半样点存在人为输入过程(EF1.5),与接纳上游及区域的生活污水、农田退水有关,而Cr、Mn和Ni均来自自然源。重金属综合潜在生态危害指数(RI)评价表明,整个河网区表层沉积物为轻微生态危害水平,对区域的水环境质量不构成威胁。     

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。     

土壤/沉积物中重金属生物有效性和生物可利用性的研究进展

土壤/沉积物中重金属的污染问题越来越引起重视,而重金属在环境中的生态风险与其生物可利用性和生物有效性密切相关。在总结国内外研究的基础上,明确了重金属生物有效性和生物可利用性的定义;概述了用于研究土壤/沉积物中重金属生物有效性的生物模型(小鼠、猪、兔子等);总结了用于研究土壤/沉积物中重金属生物可利用性的几种体外方法,包括模拟人类肠胃消化(PBET、SBRC、UBM等)和底栖生物消化;分析了土壤/沉积物中重金属生物有效性和生物可利用性的关键影响因素(土壤/沉积物理化性质和分析方法)。提出了未来土壤/沉积物中重金属生物有效性和生物可利用性的研究方向,以期为重金属生态风险的评价和控制提供参考。     

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。     

湖泊沉积物污染状况的评价方法

1 引言随着人类活动范围的不断扩展,强度的不断增大,特别是近代城市化和工业化过程的迅猛发展,许多湖泊在不同程度上受到了影响,有些湖泊营养化过程加快,有些湖泊受到金属污染.沉积物具有反映水系统状况的意义,湖泊沉积物真实地反映了这些过程.人们在研究湖泊变化历史过程中应用了多种方法对湖泊沉积物污染状况进行评价,现将有关评价方法综述如下.2 评价方法2.1 铝基准方法     

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。