水生植物种植场磷素分布特征与植物吸收

研究了水生植物种植场水体、沉积物及植物的磷含量及分布特征,结果表明进水的P浓度高于V类水标准,水生植物种植区内的由于受到沉淀、吸附及植物吸收的影响,水体P浓度远低于进水,水体不同形态P与TP之间呈现良好的相关关系;沉积物的TP质量分数在335～672 mg.kg-1之间,表层沉积物P质量分数是影响底层沉积物P质量分数的主要因素之一,沉积物中的TP和IP、OP之间同样存在相关性;水生植物对P均具有较好的吸收富集能力,不同水生植物的迁移系数均在0.5以上,平均为0.82,其中的黄花蔺(Limnocharis flava)与欧慈菇(Sagittaria sagittifolia)显示对P的良好吸收和迁移能力。基于本次调查的水生植物P质量分数统计分析表明,95%的水生植物地上部P质量分数正常值范围在1 415～4 947mg.kg-1之间,而地下部的P质量分数正常值范围在2 178～5 702 mg.kg-1之间。     

中国东部浅水湖泊沉积物总氮总磷基准阈值研究

受人类活动的影响,东部浅水湖泊沉积物中总氮、总磷负荷很高,当外来污染源得到控制时,底泥中的营养盐会逐渐释放出来,对湖泊水质与生态系统影响很大。为合理削减湖泊内源污染,控制沉积物中营养盐向上覆水体释放,研究制定东部浅水湖泊沉积物总氮、总磷基准阈值,分别测定了100个湖泊的896个表层沉积物样品和8个典型湖泊11个柱芯的沉积物总氮（TN）、总磷（TP）含量,分析了沉积物TN、TP浓度剖面分布特征。通过频度分布法对100个湖泊沉积物总氮总磷的污染状况进行评价,通过背景值比较法确定了8个典型湖泊沉积物的TN、TP背景值。结果表明,100个湖泊的表层沉积物TN浓度范围在479.70~5 573.65 mg·kg-1,TP浓度范围在248.44~1000.33 mg·kg-1,不同湖泊表层沉积物中TN、TP值差异较大。8个典型湖泊沉积物总氮、总磷含量整体上表现出随着深度增加而下降变化趋势,在深层沉积物中含量保持稳定。所调查8个湖泊TN均值为1443.83 mg·kg-1,变化范围为247.45~3719.46 mg·kg-1,各湖泊中TN均值表现为：沱湖〉焦岗湖〉花园湖〉七里湖〉北民湖〉大通湖〉城东湖〉瓦埠湖;TP均值为519.62 mg·kg-1,变化范围为225.41~1944.89 mg·kg-1,各湖泊中TP均值表现为：北民湖〉大通湖〉七里湖〉焦岗湖〉沱湖〉瓦埠湖〉城东湖〉花园湖。不同湖泊沉积物总氮、总磷背景值差异很大。通过对100个湖泊表层沉积物TN、TP的频度分析发现,沉积物营养盐含量上25%点位对应的TP质量浓度398.51mg·kg-1,TN质量浓度为1106.24 mg·kg-1,沉积物营养盐含量下25%点位对应的TP质量浓度664.58 mg·kg-1,TN质量浓度为2916.66 mg·kg-1。通过互相之间的比较分析,推荐采用背景值比较法确定的各湖泊沉积物总氮、总磷背景值均值与频度分步法25%点位对应的总氮值和40%点位对应的总磷值作为东部浅水湖泊沉积物总氮、总磷基准阈值。因此,?     

3种水生植物对锰污染水体修复作用的研究

通过静态水培试验,研究了3种水生植物水葫芦（Eichhornia crassipes（Mart.）Solms）、水浮莲（Pistia stratiotes L.）、水花生（Atlernanthera philoxeroides）在55、155mg L-1锰（Mn）质量浓度下的生物量、Mn质量分数、富集系数、转运系数,以及对2种Mn质量浓度水体的修复作用。结果表明,水浮莲的鲜质量、干质量、相对生长率、Mn质量分数、富集系数随着取样时间的延长而显著增加（P〈0.05）。2种Mn质量浓度下,水葫芦与水浮莲的鲜质量与相对生长率显著高于水花生。植物茎叶的Mn质量分数依次为水浮莲〉水葫芦〉水花生（P〈0.05）,其中155mg L-1Mn处理水浮莲与水葫芦茎叶Mn质量分数均高于10000mg kg-1,分别为12431.05mg kg-1、11238.28mg kg-1。3种植物茎叶、根的富集指数均显著大于1,且茎叶的富集系数依次为水浮莲〉水葫芦〉水花生（P〈0.05）,根富集指数依次为水浮莲≈水葫芦〉水花生（P〈0.05）。在10,21d这2个取样时期,水浮莲的转运系数要高于其它植物,其中在155mg L-1处理下,水浮莲的转运系数要高于1,分别为1.04、1.01。种植3种水生植物后,2种Mn处理水体的Mn质量浓度随着取样时间的延长而降低。水葫芦、水浮莲、水花生收获时,55mg L-1Mn处理的水体Mn质量浓度分别降低了31.84%、31.44%、18.47%;155mg L-1Mn处理则降低了12.02%、18.53%、7.57%。可见,水浮莲符合超积累植物对Mn质量分数、富集系数、转运系数的要求,其在Mn污染水体修复方面有很好的应用前景。     

洱海湖心区沉积柱芯营养盐垂向分布及时间演化特征

连续的沉积物记录为研究湖泊富营养化的长期过程提供了可能。分析了洱海湖中心沉积柱的营养盐浓度垂向分布和沉积物年代记录,并结合湖心水质变化情况,研究了洱海沉积物营养盐的时间演化特征及生态意义。结果显示:Cal.AD 1960年以前,洱海沉积物营养盐稳定在较低水平,总有机碳(TOC)平均质量分数为1.45%,总氮(TN)平均质量分数为0.20%,总磷(TP)质量分数低于1 000 mg·kg~(-1);Cal.AD 1960年以后,TOC和TN质量分数均急剧升高,尤其在1990年之后呈直线上升态势,最高值分别为5.8%和0.84%,TP质量分数从1 000 mg·kg~(-1)。左右直线上升至1 345 mg·kg~(-1),反映了洱海近几十年来的人为富营养化加剧过程。沉积物TP与TOC、TN呈极显著正相关(P=0.001),TOC与TN的Pearson相关系数最大。洱海沉积物的TOC/TN比值总体比较稳定,数值在5.8~11.5之间波动,反映出这3种营养物质的藻类同源性。沉积物的营养物累积过程伴随水质变化呈不断恶化趋势,1990年后沉积物营养盐的时间演变规律与湖心区水质随时间的变化趋势基本一致。洱海表层沉积物TN、TP浓度明显高于东部平原湖区的湖泊,其营养盐内源负荷不容忽视。与同地区湖泊相比,沉积物TN浓度水平与抚仙湖和滇池相当,而TP浓度明显低于这两个湖泊,说明洱海沉积物对P仍具有较强的吸附容量及潜在缓冲能力。     

化工污染河流沿岸植物对砷、汞的累积作用比较

采集葫芦岛市五里河沿岸9种常见植物,测定植物及植物根土中的汞砷质量分数,研究了汞、砷在植物体内的分布特征,利用迁移系数、富集系数探讨了植物对砷、汞的吸收与富集作用以及可能的耐受机制.结果表明,植物对砷、汞的吸收与富集,因植物种类、部位、金属的类型以及距离污染源的远近而不同.植物根部砷、汞平均质量分数分别为2.434 mg·kg-1和0.583 mg·kg-1;植物叶部砷、汞平均质量分数分别为1.888 mg·kg-1,0.1 50 mg·kg-1.叶汞质量分数从高到低的顺序为:水蓼,芦苇,鬼针草,曼陀罗,三棱草,苍耳,稗草,滨藜,辽东蒿;根汞质量分数从高到低依次为:三棱草,曼陀罗,滨藜,稗草,辽东蒿,芦苇,鬼针草,苍耳,水蓼;叶砷质量分数从高到低的顺序为:水蓼,滨藜,鬼针草,苍耳,芦苇,三棱草,曼陀罗,稗草,辽东蒿.芦苇(Phragraites australis)、曼陀罗(Datura stramonium)、苍耳(.Xanthium sibiricum.Patr.)、鬼针草(Bidens bipinnata)、滨藜(Atriplex patens)对砷的吸收、富集效果较好;水蓼(Polygonum hydropiper)对汞的转移能力较强.芦苇、鬼针草、水蓼等植物向地上部转移As、Hg的能力较强,可选做植物提取方式的污染土壤修复.     

铊的环境地球化学研究进展

铊（Tl）作为一种高毒害性的元素越来越受到人们的关注。大量含Tl矿物的开采和冶炼、化石燃料的燃烧等人类活动,导致Tl及其化合物进入环境,进而通过食物链进入生物体,从而对动植物特别是人类健康造成严重的危害。文章对铊在各环境介质中的存在、迁移、转化,以及Tl的生物效应研究进展进行了概述。Tl在岩石中的平均质量分数为0.5~10 mg.kg-1,在大气中的平均质量浓度为0.22~1.0 ng.m-3,在天然水体中的平均质量浓度为0.001~1.264μg.L-1,在土壤中的平均质量分数为0.01~3.0 mg.kg-1,在植物中的平均质量分数为0.02~0.25 mg.kg-1。大气中的铊可随大气迁移,导致全球Tl污染;土壤中Tl的迁移主要受pH影响,pH越小其迁移能力越强,而水中溶解态的铊迁移能力最强。植物对Tl具有较强的富集能力,而动物实验则表明Tl具有一定的致畸性,可能存在一定的致癌性,并且职业暴露是人体Tl中毒的主要原因。尽管有关有Tl的地球化学以及生态毒理学方面的研究取得了一定的进展,但有关Tl在环境介质之间的界面化学机理、Tl在分子水平上吸附机理、不同形态的Tl在生物体中的致毒代谢机理以及铊的同位素在环境介质中的变化等方面仍有待于进一步的研究。     

水生植物微生物强化系统对日本沼虾养殖水体的生物净化

通过在池塘水体中栽种以轮叶黑藻(Hydrilla verticillata)为主的水生植物,并添加活菌含量>108 g-1的复合微生物制剂,构建了水生植物-微生物强化系统,研究该系统对日本沼虾(Macrobrachium nipponense)养殖水体的生物净化效果。结果表明,试验40 d时,所添加的1.0 mg.L-1活性微生物可充分依赖水体中水生植物的巨大表面积而形成固定化的生物膜,使得植物区及相邻水体中细菌和真菌数量提高25%～69%,强化水体的净化功能。水生植物-微生物强化系统可通过相互的协同作用,提高对氮、磷和有机物等的利用能力,在促进自身生长的同时,可大幅降低水体中NH4+-N、NO2--N、NO3--N、TP、PO43--P含量,抑制TN、高锰酸盐指数的快速升高,提高水体中溶解氧,竞争藻类生长的资源,使得水体中藻类的丰度有所下降,pH也趋于稳定。研究表明,水生植物-微生物强化系统是一种良好的日本沼虾养殖水体生物净化系统,当水体中添加的微生物质量浓度为1.0 mg.L-1时,适宜的水生植物覆盖率为40%。     

白洋淀沉积物中磷的存在形态及垂直变化规律研究

湖泊沉积物中磷的含量及其形态分布是影响湖泊营养化进程的极为重要因素,对研究湖泊营养化等环境问题具有重要意义。采用化学连续提取分析法,对白洋淀环淀中村水域不同地点的沉积物中磷的形态及其在垂直方向上的变化进行了研究。结果表明,研究区域内,环淀中村水域表层沉积物总磷（TP）质量分数在544.424～608.197mg·kg-1之间,无机磷（IP）是沉积物中磷的主要形态,有机磷（OP）质量分数较小,约占10%～27%,无机磷中钙磷（Ca-P）占的比例相对较大,在质量分数上约占75.8%～94.1%。从各形态磷质量分数的变化范围来看,Ca-P〉OP〉Fe/Al-P;人类活动对湖泊沉积物中磷的形态及其水平和垂向变化影响很大。     

黄河中下游表层沉积物磷的赋存形态特征

利用淡水沉积物中磷形态的标准测试程序（SMT）,研究了黄河中下游10个沉积物样品中磷的赋存形态变化规律和分布特征,并分析了沉积物中磷的来源和释放潜力。研究结果表明,黄河中下游沉积物中总磷（TP）的含量为85.0~128.2 mg.kg-1,无机磷（IP）的含量范围在52.4~80.0 mg.kg-1,有机磷（OP）的含量范围在28.4~48.2 mg.kg-1。其中主要以无机磷的形式存在,而无机磷中以钙结合态磷为主。线性回归分析结果表明,NaOH-P的含量与活性态Fe、Al含量总和有一定的线性关系。黄河沉积物向上覆水体释放磷的潜力不大。     

福建省山美水库入库河道沉积物磷释放风险

通过沉积物磷赋存形态,沉积物-水界面磷吸附平衡浓度(EPC0)值与上覆水体可溶性活性磷(SRP)的大小关系,沉积物磷吸附指数(PSI)、磷吸附饱和度(DPS)、以及其衍生出的磷释放风险指数(ERI)探讨了福建省山美水库入库河道沉积物磷的潜在释放风险.结果表明,入库河道沉积物总磷(TP)、无机磷(IP)、有机磷(OP)、非磷灰石磷(NAIP)及磷灰石磷(AP)的平均含量分别为837.12、665.94、167.19、497.63 mg·kg-1以及166.21 mg·kg-1,各形态磷占TP的比例分别为79.6%、20.0%、59.4%以及19.8%,其沉积物TP含量高于东昌湖,低于百花湖、海河及滇池.入库河道沉积物磷的主要赋存形态为NAIP,为沉积物较易释放且可被生物利用的磷;入库河道沉积物EPC0平均值为0.125 mg·L-1,显著高于上覆水体SRP(0.026 mg·L-1);入库河道沉积物PSI的平均含量为58.01(mg P/100g)·(μmol·L-1)-1,DPS的平均值为14.79%,其衍生指数(ERI)平均值为33,处于沉积物磷高释放风险的范畴.综上可见,山美水库入库河道沉积物磷存在潜在的高释放风险.     

黄河上中游表层沉积物磷的赋存形态特征

利用淡水沉积物中磷形态的标准测试程序（SMT）,研究了黄河上中游10个沉积物样品中磷的赋存形态变化规律和分布特征,并分析了沉积物中磷的来源和释放潜力。研究结果表明,黄河上中游沉积物中总磷（OP）的含量为82.0～113.5mg·kg-1,无机磷（IP）的含量范围在45.3～76.6mg·kg-1,有机磷（OP）的含量范围在27.6～56.6mg·kg-1。其中主要以无机磷的形式存在,而无机磷中以钙结合态磷为主。线性回归分析结果表明,NaOH-P的含量与活性态Fe、Al含量总和有一定的线性关系。黄河沉积物向上覆水体释放磷的潜力不大。     

绿潮藻类暴发对天鹅湖水体和沉积物磷含量的影响

在荣成天鹅湖藻类暴发区域采集新鲜沉积物和丝状硬毛藻（Chaetomorpha spp.）,进行室内模拟试验,监测了生长过程中硬毛藻的生物量、磷富集量以及不同处理水体总磷（TP）和可溶性磷（SRP）质量浓度的变化,并分析了藻类生长对沉积物中各形态磷含量的影响。结果表明,当水体磷含量较高时,硬毛藻生长较快,相对生长速率高达14.88%,之后随着水体磷浓度的下降,生长速率逐渐减小。不同处理间硬毛藻的生物量相差很大,高磷含量处理显著高于低磷处理,最大差值可达26.50 g。随着藻类的生长,水体TP和SRP含量明显降低,其中高磷含量处理的TP质量浓度由0.93 mg·L-1降至0.01 mg·L-1,低磷含量处理水体SRP质量浓度均降至0.006 mg·L-1以下。当水体磷含量降至一定水平,沉积物中磷可向水体释放,其中可还原态磷和铁铝结合态磷的降幅分别为23.98%和12.61%。在高磷含量处理组,藻体中磷的富集量显著升高,且当水体磷含量相同的条件下,有沉积物处理的富集量显著高于无沉积物处理。相关分析表明,藻体生物量与水体TP和SRP的相关性较好,其中高磷含量处理组生物量与水体TP、SRP呈高度负相关,而相对生长速率与之呈显著正相关。结果说明,水体及沉积物中磷均可作为硬毛藻生长的营养来源;另一方面,藻类生长可明显降低水体磷含量,并促进沉积物中磷的释放。     

粤西三座重要供水水库沉积物营养盐负荷与重金属污染特征

为揭示粤西3座供水水库（高州水库、鹤地水库、大水桥水库）沉积物营养盐负荷及重金属污染特征,于2008年6月在各水库大坝前湖泊区采集柱状沉积物,运用SMT法、碱性过硫酸钾消解法、烧失法和ICP-MS法分别测定其柱状沉积物中氮磷营养盐、有机质和7种重金属（Cu、Pb、Zn、Cd、Ni、Cr与Hg）的含量,并采用潜在生态风险指数法对表层重金属污染的潜在生态风险进行评价,同时通过相关性分析重金属的可能来源。结果表明：3座水库沉积物总氮质量分数为1.13~3.37 mg·g-1,有机质为11.83~20.37 mg·g-1,其表层总氮、有机质的质量分数大小顺序为高州水库〉大水桥水库〉鹤地水库,总磷的质量浓度在0.22~0.77 mg·g-1之间,其表层总磷质量分数大小顺序为高州水库〉鹤地水库〉大水桥水库,在垂直剖面上,总氮、总磷与有机质的质量分数在16 cm至表层沉积物垂直断面显著高于其他断面,表明近些年来水库内源营养盐负荷逐渐加重。重金属质量分数平均值均高于广东省土壤环境背景值,总体呈现随深度增加而降低的趋势,但3座水库间重金属质量分数差异较大,其中鹤地和高州水库的Zn和Pb污染相对严重（质量分数分别为Zn：353.15、693.35 mg·kg-1;Pb：74.51、127.91 mg·kg-1）,大水桥水库的Cr和Ni污染相对严重（质量分数分别为Cr：238.69 mg·kg-1;Ni：251.06 mg·kg-1）。潜在生态风险评价表明,3座水库Cd和Hg具有高的生态危害,应引起重视,其他重金属则处于轻微的生态危害等级。同时沉积物高有机质的质量浓度经矿化分解可能加剧水体重金属生态危害。根据相关性分析和其他相关资料可知,粤西农业区大量化肥农药面源污染汇入造成水库初级生产力提高并最终沉降可能是沉积物营养盐、有机质与重金属的主要来源。     

贵州百花湖沉积物磷、氮及有机碳的空间分布特征

采集贵州百花湖沉积物柱芯,测定沉积物总磷(TP)、总氮(TN)和有机碳(Corg)含量,并进行TP、TN及Corg含量相关性分析.结果表明,百花湖沉积物TP、TN及Corg含量平均值分别为976 mg.kg-1,0.34%、2.91%,表层沉积物污染严重,随着沉积物深度的增加沉积物TP、TN及Corg含量逐渐降低.不同沉积物柱芯相同层位TP、TN及Corg含量存在较大差别,表明不同湖区底泥污染程度存在较大差异,在实施内源污染控制工程时需充分考虑这一特点,对不同湖区采用不同的治理与控制措施.     

程海冬季水华暴发期间氮、磷营养元素的形态与分布

氮、磷营养元素是湖泊生态系统中极其重要的生态因子,它们以不同形态存在于湖泊水体中,表现出不同的地球化学行为和生态效应,从而支配着湖泊生态系统的生产力水平和湖泊富营养化进程。通过设置3个断面9个采样站14个采样点,研究了程海湖水体中氮、磷营养元素的形态与分布,结果表明：2009年11月23日—2010年2月20日,以铜绿微囊藻（Microcystis aeruginosa Kutz.）为主的程海冬季水华暴发期间,总氮质量浓度0.540~3.906 mg.L-1,平均0.836 mg.L-1;总磷质量浓度0.036~0.166 mg.L-1,平均0.061 mg.L-1。其中,溶解态氮、溶解态磷分别为61.7%和50.8%。溶解态氮以有机氮为主,溶解态磷则以无机磷为主。水华期间生物可直接利用氮质量浓度0.118 mg.L-1;生物可直接利用磷质量浓度0.021 mg.L-1,分别占总氮、总磷质量浓度的14.1%和34.4%,显示出此特定时期,氮的消耗速度较磷快。氮素、磷素及其赋存形态在程海的时间分布上有不同的节奏;水平分布差异不明显;垂直分布在水表层至亚底层的水柱中差异也不明显,而在湖底层最高。     

工业污染地6种乔木树种重金属累积特征研究

黄埔区是广州市工业污染较严重的地区,其中龟山是由污染导致土壤严重退化的典型地段。该地段植被退化,土壤重金属质量分数较高。为了探讨在这种工业污染区生存的植物对重金属的吸收能力以及不同树种吸收能力间的差异,选择该地段的台湾相思（Acacia confusa）、刺竹（Blumeana schult）、尾叶桉（Eucalypt urophylla）、高山榕（Ficus altissima）、小叶榕（Ficus microcarpa）和潺槁树（Litsea glutinosa）等6种乔木树种,采集其根、枝、叶等部位,测定Pb、Zn、Cu和Cd的质量分数。结果表明：4种重金属在乔木中累积量大小依次是：Zn〉Pb〉Cu〉Cd,Zn累积量最大,为664.98mg·kg-1,Cd最小,仅为4.42mg·kg-1;各种重金属在乔木不同部位的累积量大小是：细根〉粗根〉叶子〉枝条,细根中各重金属累积量最大,为368.15mg·kg-1;6种乔木树种抗重金属能力比较,小叶榕重金属累积量均为455.60mg·kg-1,抗性最好;尾叶桉和潺槁树重金属累积量较多,均为179.86和221.63mg·kg-1,抗性较好;高山榕重金属累积量均为114.41mg·kg-1,抗性中等;台湾相思和刺竹分别为78.04和96.41mg·kg-1,抗性较差。     

黄河中下游沉积物对磷酸盐的吸附动力学研究

研究了黄河中下游10个不同表层沉积物在黄河水体中对磷酸盐（P）的吸附动力学及其影响因素和吸附机理。结果表明：（1）不同黄河沉积物对P的吸附能力各不相同,但吸附量随时间的变化具有相同的变化趋势,吸附速率均在前8h内较快,以后逐渐趋缓,在48h时基本达到吸附平衡。不同黄河沉积物对P的吸附量均随P初始质量浓度的增加而增大,随沉积物含量增大而减小;（2）不同沉积物在不同P初始质量浓度下对P的吸附动力学均符合Lagergren二级吸附动力学模型及Weber-Morris扩散方程,求得二级吸附速率常数和扩散速率常数分别在11.9866～157.55g·mg^-1·h^-1和0.0005～0.0119mg·g^-1·h^-1/2之间,吸附过程由P在沉积物内扩散控制。