骆马湖表层沉积物有机质分布特征及来源解析

为解析骆马湖富营养化沉积物的影响因素,2018年9月采集了骆马湖表层沉积物32个点位样品,分析了沉积物的总有机碳（TOC）、总氮（TN）、有机碳同位素（δ¹³C）和氮同位素（δ¹⁵N）指标,研究了沉积物中有机质分布特征及来源.研究表明：表层沉积物TOC含量在0.55%~3.76%,平均值为1.62%;TN含量在0.04%~0.46%,平均值为0.19%;δ¹³C含量在-27.32‰~-8.36‰,平均值为-14.98‰;δ¹⁵N含量在-1.92‰~10.17‰,平均值为7.72‰,TN与TOC在空间分布呈正相关,有机碳、氮同位素受不同来源有机质影响空间分布有较大差异.对δ¹⁵N、δ¹³C与C/N进行定性分析和端元混合模型定量计算,得出骆马湖表层沉积物有机质来源主要有三个：一是人类活动带来的土壤有机质贡献率最大,特别是东岸休闲旅游区贡献较高;二是围网养殖造成的源污染,加大了湖泊富营养化程度;第三是湖泊来水携带较高浓度的污水有机质,对"典型过水性"骆马湖水质影响较大.为了降低骆马湖水体富营养化程度,改善水生态环境质量,急需对湖体有机质的来源加大控制.     

夏季白洋淀有色溶解性有机质(CDOM)光学特性及其来源分析

有色溶解性有机质(CDOM)是可溶性有机质(DOM)中较为重要的组成部分,也是水环境中最大的溶解有机碳贮库.为了揭示典型浅水湖泊—白洋淀夏季CDOM的光学特性、空间异质性和来源,本研究运用三维荧光光谱和紫外-可见光吸光度分析方法结合平行因子数据分析法,分析了夏季淀区CDOM的组成,并探索分析了CDOM的主要来源.结果表明：从光学特性上分析,白洋淀水体中CDOM主要包括C1、C3两种类蛋白质组分和C2、C4两种类腐殖质组分,其中,由内源性产生的C1、C2、C3组分占比较多,体现出白洋淀CDOM来源以内源自生为主的特征;白洋淀水体中CDOM吸光度整体呈现出丰度较高的趋势,α(355)平均达到了38.22 m^-1,光谱斜率(280～500 nm)较低,均值为0.007 nm^-1,这种高丰度低光谱斜率的特征也映证了白洋淀CDOM腐殖化程度较高的特点,根据白洋淀淀泊特征推测其来源主要为芦苇、荷花等水生植物的腐解.不同淀区CDOM分布存在差异,整体呈现出自白洋淀南部和西部向中部、北部、东部递减的空间变化特征,造成这一分布特征的原因可能为相较于白洋淀南部地...     

白洋淀表层沉积物中多环芳烃的含量、分布、来源及生态风险评价

研究了白洋淀表层沉积物中US EPA 16种优先控制的多环芳烃(PAHs)的分布特征和污染来源,其w(PAHs)为101.3～1 494.8 ng/g (平均值为353.0 ng/g),与国内其他的湖泊和河流相比,整体处于中等污染水平. 安州采样点沉积物中w(PAHs)最高,污染最严重;其次为小田庄、烧车淀、王家寨;污染较轻的采样点为枣林庄、光淀、圈头和端村. 在16种多环芳烃单体中,菲、荧蒽、芘、苯并［b］荧蒽所占比例较大. w(荧蒽)/w(芘)和w(菲)/w(蒽)2个比值显示, 白洋淀沉积物中多环芳烃的含量和分布受石化材料燃料、煤炭及薪柴燃烧影响较大. 风险评价表明,安州采样点表层沉积物对生物存在潜在危害,而其他采样点沉积物潜在风险处于较低水平.      

白洋淀悬浮颗粒物中有机质的组分特征研究

颗粒有机质(POM)作为水体中营养盐的载体,对上覆水中氮、磷的迁移转化发挥重要作用.本文采用化学连续提取与三维荧光光谱相结合的方法,分析白洋淀3种典型水域中悬浮颗粒物可提取态有机质的组成、结构和空间分布,并探讨可提取态有机质对上覆水中营养盐的迁移转化影响.结果表明,白洋淀悬浮颗粒物中有机质含量为27.29～145.94 g·kg^-1(以C计),均值为68.86 g·kg^-1,其中水可提取态有机质(WEOM)、富里酸(FA)、胡敏酸(HA)和胡敏素(HM)的比例分别为3.45%、6.29%、8.50%和81.75%,空间上呈现由西向东逐渐递增,沟壕>航道>淀面的分布趋势.WEOM鉴别出3个荧光组分,以类色氨酸荧光峰(W-C2)占优势,占比为45.61%;FA鉴别出2个荧光组分,以富里酸荧光峰(F-C2)为主,占比为61.99%;HA鉴别出3个荧光组分,以胡敏酸荧光峰H-C1和H-C2为主,两者之和占比为83.41%.多元回归统计分析表明,WEOM组分含量与氨态氮(NH₄⁺-N)和硝态氮(N...     

兰州市排污沟淤泥的有机质特征及来源分析

文章对兰州市西部工业区、生活区、医院等功能区的排污沟上、中、下段淤泥中饱和烃组成与分布特征进行了分析,初步认识了饱和烃的来源和组成特征。分析表明,排污沟淤泥中分布多种类型的饱和烃化合物,主要包括正构烷烃、无环类异戊二烯烷烃、萜类化合物、甾烷等。正构烷烃组成特征均为双峰态后峰型,主峰碳数为C15-C18和C25-C31。样品中检测出27种萜类化合物,其中五环萜类较三环萜类化合物占优势。甾烷化合物主要包括规则甾烷、重排甾烷、孕甾烷,以规则甾烷为主。有机质生物标志物参数表明,排污沟淤泥中有机质具有成熟和不成熟的特征,主要为现生植物、矿物油和化石燃料对烃类化合物的贡献,并且在不同区段由于外源有机物的加入而表现不同,有机质为多源混合来源。人类活动较集中的中段受矿物油和化石燃料燃烧污染程度明显比上游和下游严重。     

白洋淀多环芳烃与有机氯农药季节性污染特征及来源分析

为研究白洋淀表层水体中多环芳烃(polycyclic aromatic hydrocarbons,PAHs)和有机氯农药(organochlorine pesticides,OCPs)的季节性污染特征及来源,分析了白洋淀12个监测断面春、夏两季表层水体中17种PAHs和15种OCPs的浓度.结果表明,白洋淀春季表层水体中PAHs总浓度范围是35.38~88.06 ng·L~(-1),平均值为46.57 ng·L~(-1),夏季表层水体中PAHs总浓度范围是25.64~301.41 ng·L~(-1),平均值为76.23 ng·L~(-1);白洋淀春季表层水体中OCPs总浓度范围是0.69~4.50 ng·L~(-1),平均值为1.77 ng·L~(-1);夏季表层水体中OCPs总浓度范围是0.11~3.20 ng·L~(-1),平均值为0.90 ng·L~(-1).白洋淀春、夏两季表层水体中PAHs季节性污染特征表现为前塘、关城和安新桥等3个断面夏季PAHs总浓度要远高于春季,而其他9个断面则均表现为春季略高于夏季;OCPs季节性污染特征表现为关城断面夏季OCPs总浓度高于春季,而其他11个监测断面均表现为春季高于夏季.从白洋淀春、夏两季表层水体PAHs和OCPs组成特征来看,春季各监测断面PAHs主要以三环芳烃为主,占PAHs总浓度的比例为45.92%~61.36%(平均为52.60%);夏季安新桥、前塘和关城等3个监测断面主要以二环芳烃萘(Naphthalene,Nap)为主,其浓度分别占PAHs总浓度的比例高达84.91%、91.04%和78.10%,其他9个监测断面主要以三环芳烃为主,占PAHs总浓度的比例为37.14%~53.90%(平均为48.94%);白洋淀表层水体中只有HCHs和DDTs有不同程度检出,且呈现出以HCHs为主的污染特征,其中,春季各监测断面表层水体中HCHs均以β-HCH为主,占HCHs总浓度的29.94%~100%,平均比例为59.87%,而夏季大张庄、郭里口等5个监测断面表层水体中HCHs以β-HCH为主,占HCHs总浓度的57.55%~80.23%,平均比例为61.98%,其他断面以α-HCHs和δ-HCH为主.分析白洋淀春、夏两季表层水体中PAHs和OCPs的来源,PAHs同分异构体比值显示其PAHs主要来源于燃烧源,部分监测断面还存在石油源;而OCPs同分异构体比值显示其OCPs主要来源于环境残留和大气的长距离传输.白洋淀表层水体中PAHs和OCPs浓度不超过不同国家和组织制定的相关水质标准,但安新桥和圈头两个监测断面表层水体中α-HCH、p,p'-DDD浓度超过了美国环保署制定的人体健康水质基准,表明α-HCH和p,p'-DDD可能会对白洋淀淀区居民产生潜在有害影响.     

白洋淀水体溶解性有机质荧光光谱特征研究

利用三维荧光光谱以及平行因子分析法对白洋淀荧光溶解性有机物(FDOM)的结构组分、空间分布特征和来源做了分析,并探讨了FDOM与水质指标的相关性;结果表明,白洋淀FDOM由3种类蛋白质组分(89.75%)和1种类腐殖酸组分(10.25%)组成;荧光指数、生物源指数和腐殖化指数均显示水体中FDOM的来源主要是自生的微生物、水生植物的自生源;相关性分析表明,白洋淀水质变化与腐殖化过程有较大的联系,而淀内大范围的水生植物的腐解和养殖区内细菌、微生物的作用在这一过程中应该贡献较大。     

滇池沉积物有机质沉积特征与来源解析

以滇池湖泊东南部和东部沉积柱为研究对象,对沉积柱中不同层的沉积物样品使用210Pb定年,分析不同年代沉积物中总有机碳(TOC)和正构烷烃的含量及沉积通量,利用正构烷烃相关指标示踪有机质来源.结果表明:1两采样点沉积物中TOC含量和沉积通量随时间增长均表现为总体上升的变化趋势;正构烷烃沉积通量随沉积年代的变化,分为上升期、下降期与再次上升期这3个阶段.2正构烷烃与TOC沉积通量均增大时,两者来源具有一致性,均来自于湖泊内部和入湖河流携带的泥沙物质之中;20世纪80年代至20世纪末,正构烷烃沉积通量在减小,TOC沉积通量在增大,说明该时期两者来源存在较大差异,湖泊内的细菌、藻类对正构烷烃的贡献较大,而TOC受湖泊内部与入湖泥沙的影响较大.3两采样点检测到的正构烷烃碳数范围为C12~C35,由正构烷烃基本特征与源解析指标分析得出:挺水植物对滇池湖泊沉积物中有机质来源贡献较大,浅层深度,细菌和藻类的贡献突出.     

溶解性有机质特性分析与来源解析的研究进展

溶解性有机质(DOM)是一类包含了复杂结构及交互作用的溶解性有机混合物,其表生行为和环境效应十分丰富.其在水体中滞留时间长,存在状态时刻处于变化中,与多种营养物质存在耦合效应,并影响着污染物的水环境归趋,是既古老又年轻的学科.目前,大多数研究成果都是建立于DOM分析技术与特性解析基础上.为了得到纯化的溶解性有机质,往往需要综合膜过滤、非离子大孔树脂、离子交换树脂、冷冻干燥、真空旋转蒸发、吸附剂富集等技术.光谱、色谱技术、高分辨率质谱等仪器的综合使用为研究溶解性有机质吸附、结合、络合、光诱导等环境行为提供了技术保障.DOM的表观特征广泛应用于研究其在水环境中的存在状态和环境行为,也是监测水处理过程中有机质去除效果的重要手段;其微观形态、分子量分布、化学键组成等内部特征的解析是认知其分子和结构、解释其作用机理和预测其环境归趋的基础.DOM来源复杂,单一指标很难判断有机质的来源,甚至会产生不同的研判结果,而综合运用多种新技术、新方法是DOM来源解析研究的发展趋势.     

呼伦湖水体悬浮颗粒物中有机质的赋存特征及来源解析

SPOM（suspended particulate organic matter,悬浮颗粒物中的有机质）是地表水体中有机质的重要组分之一,在全球碳循环和水体富营养化过程中发挥着重要作用.采用连续提取法、δ13C（碳稳定同位素）、三维荧光光谱和平行因子分析技术对呼伦湖夏季SPOM的含量、组分、荧光特性、污染来源及生物有效性进行系统研究.结果表明:①SPOM（以碳质量计）在14.4~31.5 g/kg之间,其中HM（提取残渣）为SPOM的主要组分,占SPOM总量的61.2%.②SPOM中WEOM（水提态有机质）含有类富里酸组分（C1）、类腐殖酸组分（C2）和类色氨酸组分（C3）3个荧光组分,类腐殖质组分（C1+C2）和类蛋白质组分（C3）对总荧光强度的贡献分别为70.4%和29.6%.③SPOM的C/N〔总有机碳（TOC）浓度与总氮（TN）浓度的比值〕和δ13C的值分别在7.53~15.2和-27.2‰~-26.1‰之间.利用C/N和δ13C端元混合模型计算陆源对SPOM的平均贡献率分别为67.2%和68.9%,结果相近.④WEOM的HIX值在4.09~7.40之间,腐殖化程度较高,生物可利用性较差.研究显示,呼伦湖中SPOM以难降解的腐殖质组分为主,腐殖化程度较强,生物可利用性较低,但随着温度升高,预估自生源SPOM的贡献将增大,可能导致其生物可利用性升高,需引起足够的重视.      

白洋淀入淀河流溶解有机物沿程变化特征及来源解析

采用紫外-可见吸收光谱、三维荧光光谱,结合平行因子分析、主成分分析等方法,分析了白洋淀3条入淀河流（府河、孝义河、白沟引河）中发色团溶解有机物（CDOM）的光谱特征,阐释了CDOM组成、来源及对水质的影响机制。结果发现：河流CDOM平均浓度顺序为府河>孝义河>白沟引河,其中,府河CDOM的芳香性与分子量高于其他河流,白沟引河腐殖化程度高于其他河流,孝义河CDOM中内源性物质占比高于其他河流;3条河流均检出类腐殖质组分C1、C2、C3和类蛋白质组分C4,其中C1、C2、C3来源相近,且与C4异源;3条河流各组分最大荧光强度和总荧光强度的沿程变化表明,府河CDOM为点源、面源混合来源,孝义河CDOM以点源输入为主,白沟引河CDOM来自水源本身。

     

白洋淀沉积物耗氧速率及氧亏效应研究

沉积物耗氧是影响水体溶解氧平衡的重要因素,受到沉积物有机质矿化的影响.本文采用柱培养法测定了白洋淀不同水文地貌分区和生境类型的表层沉积物耗氧速率(sediment oxygen demand,SOD),并基于地表水质量标准评估了白洋淀沉积物耗氧对水体产生的氧亏效应,探讨了白洋淀SOD与有机质(OM)的关系.结果表明,白...     

利用磷脂脂肪酸表征白洋淀沉积物微生物特征

以白洋淀表层沉积物为研究对象,运用磷脂脂肪酸(PLFA)技术分析了沉积物中微生物的生物量和群落结构.结果表明,表层沉积物中支链饱和脂肪酸含量最高,细菌总数平均值为4.24×109个/g(以干重计),是沉积物中微生物的主体.厌氧细菌和革兰氏阳性菌是细菌的主要类型,同时存在较高的好氧细菌生物量.相关分析表明,水深对沉积物细菌生物量及多样性影响显著,磷可能是影响沉积物中微生物生物量及丰富度的限制性营养因素.主成分分析表明白洋淀沉积物微生物群落结构表现出较强的区域分布特征.     

鄱阳湖水体悬浮有机质碳氮同位素分布特征及来源探讨

通过对鄱阳湖及其入湖河流(赣江、抚河、信江、修水及饶河)水体悬浮有机质碳、氮同位素含量的测定,分析了鄱阳湖及其入湖河流水体悬浮有机质碳同位素(δ13CPOM)和氮同位素(δ15NPOM)时空分布特征,探讨了其水体悬浮有机质和氮素来源.结果表明,鄱阳湖区枯水期δ13CPOM、δ15NPOM值分布范围分别为-26.59‰~-24.91‰(n=9)和5.88‰~17.49‰(n=9),丰水期分别为-27.10‰~-25.88‰(n=9)和2.99‰~19.69‰(n=9);入湖河流水体枯水期δ13CPOM、δ15NPOM值变化范围分别为-27.79‰~-25.22‰(n=6)和2.87‰~9.26‰(n=6),丰水期分别为-28.07‰~-26.02‰(n=6)和2.12‰~8.75‰(n=6).有机质来源分析表明:C3植物是鄱阳湖区及其入湖河流水体悬浮有机质的主要来源;而氮素来源比较复杂,在不同季节和不同的地点也不尽相同,生活污水、化肥及其土壤流失氮是鄱阳湖区水体悬浮颗粒物氮素的3种主要来源;化肥、陆源有机质及其土壤流失氮是其入湖河流水体悬浮颗粒物氮素的3种主要来源.     

南湖水系表层沉积物有机质的赋存特征、来源及生物有效性

为探明嘉兴南湖及周边水体(简称南湖水系)沉积物有机质的赋存特征及来源,采用连续提取法、三维荧光光谱技术对南湖表层沉积物有机质的浓度、组分、来源及稳定性进行系统研究。结果表明:表层沉积物中总有机质浓度为5.96~40.04 g/kg,平均值为15.69 g/kg,水溶性有机质(WSOM)、富里酸(FA)、胡敏素(HM)和胡敏酸(HA)平均浓度分别为0.62、5.22、5.00、4.85 g/kg。表层沉积物WSOM中共鉴别出4个荧光组分,包括2个类腐殖质组分(C2、C3)与2个类蛋白组分(C1、C4),其中,C1以类色氨酸荧光峰为主,C2以富里酸荧光峰为主,C3以胡敏酸荧光峰为主,C4以酪氨酸荧光峰为主。南湖水系表层沉积物中C/N平均值为7.71,荧光指数(FI)和腐殖化指数(HIX)分别为1.54~1.78和1.62~7.76,表明南湖水系表层沉积物有机质的来源中内源占比较大,主要来自于自身微生物的代谢等过程,腐殖化程度较弱。相关性分析表明,表层沉积物WSOM各荧光组分与氨氮(AN)和水溶性有机氮(SON)均呈显著正相关(P<0.01),生物可利用度高。     

白洋淀表层沉积物重金属形态分布特征及生态风险评价

为了研究白洋淀全域表层沉积物重金属污染程度,采用BCR 3步提取法分析了沉积物中6种重金属（Cd、Cr、Cu、Ni、Pb和Zn）的含量及其赋存形态,讨论了6种重金属的生物可利用性大小,并运用次生相与原生相比值法（RSP）、潜在生态风险指数法（RI）和聚类分析进行了生态风险评价及重金属污染来源探讨.研究表明,白洋淀表层沉积物中重金属Cd和Cu含量均值分别达到背景值的2.9倍和1.3倍.Cd的可交换态及碳酸盐结合态和铁锰氧化物结合态的质量分数达到51.20%,生物可利用性较大;Pb主要赋存于铁锰氧化物结合态;Cr、Cu、Ni和Zn以残渣态为主要的存在形式.白洋淀的首要污染因子是Cd,整体面临较高Cd风险.圈头片风险最高,端村片风险最低;南刘庄片区域内风险相差较大,其中N4为白洋淀全域最高风险点.源解析结果显示,Cd、Cu、Pb和Ni受人类活动因素较多,Cr和Zn则更多的受到自然因素影响.     

鄱阳湖表层沉积物有机碳、氮同位素特征及其来源分析

通过对鄱阳湖及其主要入湖河流(赣江、抚河、信江、修水及饶河)15个表层沉积物样品中有机碳(TOC)、氮(TN)、C/N值、δ13C及δ15N含量的测定,分析探讨了鄱阳湖及其主支流沉积物有机质和氮素来源.结果表明:鄱阳湖湖区表层沉积物中TOC的含量(干重)在0.63%~1.86%之间,平均值为(1.15±0.35)%(n=9),比其主支流TOC含量高; TN含量变化范围为0.06%~0.16%,平均值为(0.10±0.03)%(n=9),各入湖河流表层沉积物有机质TN含量处在0.03%~0.08%之间,平均值为(0.06±0.02)%(n=6).鄱阳湖湖区沉积物中有机质的碳、氮稳定同位素变化范围分别为-25.66‰~-12.56‰和3.51‰~6.27‰,平均值分别为(-22.48±4.10)‰和(4.71±0.95)‰(n=9).各入湖河流沉积物δ13C和δ15N值含量范围分别为-25.24‰~-19.55‰和0.94‰~4.64‰,平均值分别为(-23.27±2.42)‰和(3.19±1.30)‰(n=6).有机质来源分析表明:土壤有机质、水生维管束植物和浮游植物是鄱阳湖及其主要入湖河流沉积有机质主要的3种来源,其中土壤有机质的贡献最大;土壤有机质和人工合成肥料是其沉积物氮素主要来源,对于入湖河流来说,人工合成肥料贡献更大.     

Comprehensive analysis of nitrogen distributions and ammonia nitrogen release fluxes in the sediments of Baiyangdian Lake, China

The condition of Baiyangdian Lake(BYDL) will improve as the Xiongan New Area evolves and fulfills its role of easing overcrowding and supporting economic growth. Water and sediment samples from BYDL were analyzed to provide information on nitrogen(N) contamination in BYDL. The mean ammonium N(NH_4~+-N), nitrate N, and total N concentrations in the water samples were 0.36, 0.12, and 2.22 mg/L, respectively, and the ranges were 0.003–8.38, 0.06–0.30,and 1.25–10.34 mg/L, respectively. The N concentrations in water gradually increased from the north to the south of BYDL. Sediment at 90% of the sampling sites was in or above the moderately contaminated class(1000–2000 mg/kg) defined in US Environmental Protection Agency total N pollution standards. Positive NH_4~+-N fluxes were found for 28 of the 34 sediment core samples, so the potential for NH_4~+-N being released from sediment was relatively high. The NH_4~+-N fluxes were 5.35–48.76 mg/m~2/day, and the mean and maximum fluxes were 8.71 and 48.76 mg/m~2/day, respectively. Benthic organisms will be affected more by NH_4~+-N and NH_3·H_2O in the surface sediment pore water(mean concentrations 4.93 and 0.13 mg/L, respectively) than by the other forms of N.     

白洋淀典型抗生素的源解析及其特定源风险评估

目前我国湖泊中抗生素污染形势严峻,研究多集中于抗生素的时空分布与风险评价等,而有关源解析的研究则较少.鉴于此,选取白洋淀为研究区,探究典型抗生素的污染来源及其特定源风险.运用高效液相色谱串联质谱法（HPLC-MS）测定样品中的四环素类（TCs）、磺胺类（SAs）和喹诺酮类（QNs）抗生素,并运用正定矩阵因子分解（PMF）模型和风险商值法（RQ）相结合的方法对典型抗生素进行源解析和特定源风险评估.结果表明：①水体和沉积物中抗生素含量范围分别为ND~2635 ng ·L^-1和ND~259.8 ng ·g^-1;②就水体中抗生素浓度的空间分布而言,QNs呈西高东低,SAs呈中部高、南北低,TCs呈中部低、南北高的分布特征;就沉积物中抗生素含量的空间分布而言,QNs呈中部高,东西低,而SAs和TCs均呈西高东低的分布特征;③就抗生素的来源而言,水产养殖（33.2%）占比最高,其次为污水处理厂（29.2%）、畜禽养殖（18.9%）和生活污水（18.7%）;④就生态风险而言,恩诺沙星（ENR）和氟甲喹（FLU）处于中高风险水平;⑤就特定源风险的空间分布而言,除S1处水产养殖处于高风险水平,其余样点各源均处于中低风险水平;就源的种类而言,水产养殖处于中高风险水平,其余各源均处于中低风险水平.因此,针对白洋淀抗生素的主要来源及其特定源风险等级,需采取更为精准科学的抗生素风险管控.     

白洋淀的纤毛虫及与水质污染的关系

对白洋淀纤毛虫的种类组成、优势种进行了初步调查，同时对水质进行理化监测，共鉴定出纤毛虫４８种。根据Ｍａｒｓｓｏｎ引出的污水生物体系法分析，白洋淀纤毛虫主要由耐有机污染的种群组成。说明白洋淀主要受有机污染。纤毛虫的种类数与水体中ＴＮ、ＴＰ、ＢＯＤ５有着密切关系。