东平湖表层沉积物重金属形态分布特征及环境风险评价

东平湖是南水北调工程东线的主要调节湖和山东省西水东调的水源地,其水体环境状况直接关系到调水工程受水区的水质安全。为了解东平湖沉积物中重金属的形态赋存特征及其生态环境风险,采用BCR三步提取法对东平湖44个表层沉积物样品中重金属元素Cu、Ni、Pb和Zn的形态分布特征进行了分析,并运用基于重金属形态的次生相与原生相比值法(RSP)和风险评估指数法(RAC)对其环境风险进行了初步评价。结果表明,东平湖表层沉积物中4种重金属均以残渣态为主,其占总量的比例表现为:Ni(65.9%)Cu(56.1%)Pb(49.3%)Zn(39.3%);Pb、Cu和Ni以Fe-Mn氧化物结合态为其次要赋存形态,其所占比例分别为38.2%、28.6%和17.0%;而Zn则以有机物及硫化物结合态为其次要赋存形态,所占比例为34.7%;弱酸提取态所占比例最小,表现为:Zn(12.2%)Cu(6.9%)Pb(4.3%)Ni(4.1%)。表层沉积物中可提取态重金属含量和比例的空间分布特征明显且较为一致,Cu、Ni和Pb表现为大汶河入湖区较高,Zn除湖心区略低外,其他湖区尤其是北部出湖区均较高。Cu、Pb和Zn的不同形态间存在一定相关性,且与有机质主要呈正相关,但与平均粒径的相关性较弱。评价结果表明,Zn总体表现为中度污染,具有中等环境风险;Pb为轻度污染,Cu和Ni为无污染,其环境风险均较低。     

东平湖表层沉积物重金属的空间分布及污染评价

为了解东平湖沉积物中重金属的污染特征,于2013年11月环湖采集了44个表层沉积物样品,分析了Al、Cd、Cr、Cu、Fe、Ni、Pb、Zn、Hg、As、有机质的含量和粒度,采用克里格(Kriging)插值法探讨了重金属的空间分布特征,并采用富集因子法和潜在生态风险指数法对其进行了污染评价。结果表明:东平湖表层沉积物有机质的平均质量分数为22.4g·kg~(-1);平均粒径为25.5μm,以粘粒和粉粒为主;Cd、Cr、Cu、Ni、Pb、Zn、Hg和As的平均质量分数分别为0.299、78.7、43.8、37.3、22.4、100.0、0.030和17.3 mg·kg~(-1)。各重金属含量较高的区域主要位于大汶河入湖口即湖区的东部、东南部,其次位于南部湖区;Hg和As在湖区北部即出湖区部分区域含量也较高。以黄河干流沉积物化学元素的背景值为评价标准,Cd、Cu和Zn表现为中度污染,其他重金属元素为轻微污染;总体生态风险水平为中等,其中Cd和Hg是主要的生态危害因子,其对潜在生态风险指数的平均贡献率分别为46.5%和29.6%。大汶河入湖区和出湖区部分区域表层沉积物重金属具有强生态风险。Cd、Cr、Cu、Ni、Pb和Zn之间具有显著的正相关性,与受人类活动影响较小的Al和Fe亦呈显著正相关,结合其空间分布特征和污染水平,推断Cd、Cr、Cu、Ni、Pb和Zn的来源受到自然源和大汶河污染输入的双重影响;而Hg和As与其他重金属元素间的相关性不显著,其可能还来源于湖区的渔业养殖、化肥农药、垃圾和生活污水等面源污染,但具体成因仍有待进一步研究。     

丹江口水库表层沉积物有色可溶性有机物空间分布特征及其来源分析

利用三维荧光光谱(Excitation-emission matrices,EEMs)与平行因子分析模型(Parallel factor analysis,PARAFAC)技术研究丹江口水库表层沉积物有色可溶性有机物(Chromophoric dissolved organic matter,CDOM)荧光组分、空间分布特征和来源,以及不同组分荧光强度与其它沉积物指标的相关性.结果表明,丹江口水库37个采样点CDOM由3类5个荧光组分组成,即类蛋白组分C1(285/345 nm)和C2(225,270/335 nm);陆源类腐殖质组分C3(260/450 nm)和C4(360/450 nm)及自生源类腐殖质组分C5(225,310/405 nm).其中代表类蛋白组分的C1和C2占较高比例,占总荧光强度的百分比的平均值为46.37%,C3与C4和C5占总组分的比例平均值分别为34.33%和19.31%.空间分布上3种荧光峰高值都集中在汉江的入湖河口处及丹江库区居民较多的城镇处,且呈现河流大于库区的趋势.荧光指数(FI)、腐殖化指数(HIX)和生物源指数(BIX)都表明丹江口水库沉积物CDOM的来源具有陆源及生物源的双重特征,陆源主要来源于汉江干流和周边城市居民的活动,以及部分区域农业畜禽养殖;生物源主要来自微生物及藻类的降解.相关性分析说明沉积物CDOM与N、P元素的迁移和转化有密切的关系.     

可溶性有机物对土壤中主要有机污染物环境行为的影响

概括了环境中可溶性有机物的特点，并系统总结了当前国内外关于可溶性有机物对土壤中主要污染物环境行为的影响的研究进展。阐述了可溶性有机物对农药、多环芳烃在土壤中的吸附、解吸及分配等环境行为所起的作用。最后指出了该方面研究存在的问题及今后应加强的方向。     

滆湖入湖河口区叶绿素a时空变化特征及相关环境因子分析

2018年1月—2020年1月对滆湖13个入湖河口区的叶绿素a浓度[ρ(Chl-a)]和理化因子进行逐月监测,分析滆湖入湖河口区水体ρ(Chl-a)的时空变化特征及其与水温、pH值和营养盐等主要环境因子的相关性。研究表明:(1)ρ(Chl-a)随时间变化明显,夏季最高,秋冬季次之,春季最低;(2)在空间分布上,滆湖西北入湖河口区水域的ρ(Chl-a)明显高于滆湖南部入湖口水域;(3)ρ(Chl-a)与水温、pH值、高锰酸盐指数呈极显著正相关,与ρ(DO)呈负相关,与ρ(TN)、ρ(NH_4~+-N)、ρ(NO_3~--N)、ρ(PO_4~(3-)-P)和ρ(DOC)相关性不显著。ρ(Chl-a)的对数与ρ(TP)的对数呈显著正相关,与N/P比的对数呈显著负相关;(4)P是滆湖入湖口水域ρ(Chl-a)的主要影响因子。     

汾河太原段有色可溶性有机物吸收特性及来源分析

加强城市河流水体有色可溶性有机物吸收特性及来源方面的研究,对认识和理解人类活动影响下河流有机污染物的行为特征具有重要意义.以汾河太原段为研究对象,探讨了CDOM吸收系数与总悬浮物(TSM)、有机悬浮物(OSM)、无机悬浮物(ISM)、叶绿素(Chla)、总氮(TN)和总磷(TP)等水质指标之间的关系,同时对CDOM的特...     

东平湖菹草-上覆水-沉积物系统中汞、砷的赋存特征

为了解东平湖菹草-上覆水-沉积物系统中重金属汞(Hg)和砷(As)的含量特征及相互关系,于2015年5月菹草生长的旺盛期在东平湖沿湖采集了33个点位的菹草、上覆水和表层沉积物样品,测定了Hg和As的总量,并采用生物富集系数法评价了菹草对上覆水和表层沉积物中Hg和As的富集能力.结果表明,东平湖上覆水中Hg和As浓度的均值分别为0.769μg·L~(-1)和7.86μg·L~(-1),以地表水环境质量Ⅲ类水标准(GB 3838—2002)为参比,As全部达标;Hg超标率为73.3%,其均值是Ⅲ类水标准值的7.7倍.表层沉积物中Hg和As的含量均值分别为0.072 mg·kg~(-1)和17.09 mg·kg~(-1),分别为山东省土壤背景值的3.6倍和1.8倍.菹草中Hg和As的含量均值分别为0.169(干重)和2.11 mg·kg~(-1)(干重).菹草对上覆水、表层沉积物中Hg、As的富集系数空间差异性较大,且对上覆水中Hg和As的富集系数(16.2—2581.9)远高于对表层沉积物中的富集系数(0.07—26.2).表层沉积物中Hg、As与有机质之间均呈显著正相关性,但Hg、As在菹草-上覆水-沉积物系统中相关性不显著,说明了该系统中Hg、As迁移的复杂性.     

可溶性有机物对土壤汞向大气释放的影响

通过模拟试验,研究了浸提自稻草、腐殖土和堆肥的可溶性有机物(DOM)对紫色潮土、紫色土和黄壤三种土壤中汞向大气释放的影响.结果表明,DOM尤其是堆肥DOM能有效地抑制土壤汞向大气的释放,且土壤中DOM添加量越高,土壤汞释放量越少,即DOM对土壤汞释放的抑制作用越强;不同土壤类型,DOM的抑制作用不同,三种土壤汞释放量大小顺序均为:紫色潮土紫色土黄壤.     

太湖有色可溶性有机物4种光谱模型的对比

利用指数函数、幂函数等4种模型对太湖2006-2007年50个站点250个样本的有色可溶性有机物(CDOM)光谱吸收系数进行拟合,发现其他3种模型都比传统的取自然对数进行线性回归的模型拟合效果好.统计检验显示,幂函数模型的光谱拟合效果最好,平均决定系数为0.999 0,大于其他3种模型,而平均相对误差、均方根误差则小于其他3种模型.利用幂函数模型计算得到,在280～500 nm光谱范围内,CDOM吸收光谱斜率均值为(6.66±0.40) nm-1,变异系数6.08%,其频率基本上遵循正态分布.对于太湖CDOM吸收光谱斜率值,在空间分布上,梅梁湾显著小于大太湖开阔水域(P< 0.001);时间分布上,最大值出现在春季,最小值在秋季,夏季值小于冬季值.CDOM吸收光谱斜率与吸收系数呈显著负相关,相关性随波长增加而增强.     

长江重庆段溶解性有机物的荧光特性分析

利用三维荧光光谱(EEMs),并结合平行因子分析(PARAFAC)及主成分分析(PCA),研究了长江重庆段溶解有机物(DOM)的荧光组分特征及其污染来源,并探讨了荧光强度同溶解性有机碳(DOC)及溶解氧(DO)的相关性.结果表明,PARAFAC模型识别出长江重庆段DOM由2类6个荧光组分组成,即类腐殖质荧光组分C1(350/422 nm)、C4(245,305/395 nm)、C5(260,340/420 nm)、C6(260/480 nm)及类蛋白荧光组分C2(275/300 nm)、C3(227,278/329 nm).在DOM来源组成中,陆源的类腐殖质含量占62.56%,类蛋白物质含量占31.31%.类腐殖质组分的荧光强度同DOC的含量存在明显的线性正相关(r=0.73),类蛋白组分的荧光强度同DO的含量呈明显的线性负相关(r=0.80).EEMs-PARAFAC不仅可以表征长江重庆段DOM的光谱特征,示踪长江重庆段的有机污染程度,还可以为三峡库区水体保护提供依据.     

渗滤液中溶解性荧光有机物与铅的作用

采用荧光光谱和猝灭滴定实验,结合二维相关分析和区域体积积分分析,研究了生活垃圾渗滤液不同处理阶段样品中溶解性荧光有机物(DFOM)络合Pb(Ⅱ)的特性.结果显示:渗滤液中无机阴离子对Pb(Ⅱ)猝灭DFOM荧光影响较大,它们的存在致使Pb(Ⅱ)对DFOM的荧光猝灭效果不明显.在渗滤液DFOM的各种荧光基团中,Pb(Ⅱ)对类蛋白类物质的荧光猝灭效率高,而对类腐殖质物质的荧光猝灭效率低,这种猝灭特征不随渗滤液处理进行而改变;但Pb(Ⅱ)对调节池和厌氧处理中可溶性微生物降解副产物的荧光猝灭效率低而对氧化沟和MBR出水中DFOM的荧光猝灭效率高.分析结果表明,渗滤液DFOM中类蛋白物质络合Pb(Ⅱ)能力大于类腐殖质物质,经好氧生物处理后,可溶性微生物降解副产物络合Pb(Ⅱ)的能力有所提高.     

北京市春夏挥发性有机物的污染特征及源解析

2017年4月—7月期间对北京北五环附近大气中的挥发性有机物(VOCs)进行观测研究,并利用主成分分析/绝对主因子得分受体模型对VOCs进行源解析,同时结合气象数据推判污染源分布.结果表明,观测期间VOCs主要有烷烃、烯烃、芳香烃、卤代烃和含氧烃等.源解析的结果表明,VOCs来源于燃料挥发、汽车尾气排放、溶剂挥发、单一的溶剂使用、工业排放和干洗六种污染源.其中汽车尾气排放、燃料挥发和溶剂挥发共占所有污染源的73%,是主要的污染源.观测期间污染物的高值区主要分布于观测点南部,而无具体污染源的污染物则可能受气象等因素的影响而更广泛地分布在观测点周围.     

泰安市大气挥发性有机物污染特征及来源解析

2018年夏季对泰安市城区站点的挥发性有机物(VOCs)进行监测,研究了其污染特征、臭氧生成潜势(OFP)和特征污染物比值,利用PMF源解析模型对VOCs的来源进行了解析.结果 表明,观测期间泰安市VOCs体积分数平均值为(16.57±7.99)× 10-9,VOCs中浓度占比最高的为OVOCs(41.9％),其次为烷...     

浮水植物处理对猪场污水中可溶性有机物组成的影响

采集江西省余江县规模化猪场污水,选取青萍(Lemna minor)、紫背浮萍(Spriodela polyrrhiza)和大薸(Pistia stratiotes)等3种浮水植物分别进行处理.通过布置4个半月的温室试验,研究浮水植物处理对污水中可溶性有机物(Dissolved organic matter,DOM)组成及其荧光特性的影响.在试验过程中,定期采样监测污水中可溶性有机碳(Dissolved organic carbon,DOC)、总氮(Total nitrogen,TN)和总磷(Total phosphorus,TP)去除效率的变化.试验结束后,收获浮水植物并测定其生物量、TN和TP浓度,以及叶绿素含量.同时,基于三维同步荧光和平行因子分析方法,对污水中DOM组分进行识别和分析.结果表明,浮萍科植物的生物量倍增时间更短,而大薸生物量和养分日累积量更大.随着培养天数的增加,浮水植物处理污水中DOC、TN和TP去除率分别达到75%、90%和80%以上,且明显高于对照处理.在猪场污水中,DOM组分主要包括一个类蛋白质组分和两个类腐殖质组分;培养初期,猪场污水以类蛋白质组分为主.随着试验天数的增加,类蛋白质组分比例呈显著降低的趋势,而类腐殖质组分逐渐增加.与对照相比,种植浮水植物显著降低污水中类蛋白质组分比例,而提高类腐殖质组分比例.此外,浮水植物处理显著降低污水DOM的新鲜度指数,而增加微生物性来源类腐殖质组分的比例.综上,浮水植物在改善猪场污水中有机养分去除效率的同时,提高了DOM组分的腐殖化程度.     

内蒙古达里诺尔湖湖泊水体与入湖河水水化学特征及控制因素

为摸清内蒙古达里诺尔湖湖泊水体与入湖河水的水化学主要离子组成特征及其控制因素,于2013年6—9月对湖水、河水进行采样.采用水化学类型三角图分析不同湖水与河水的主要离子组成,利用Gibbs图分析水体化学成分主要驱动因素,在此基础上,运用河水主要离子比例关系图进一步分析入湖河水离子主要来源.结果显示,达里诺尔湖湖水总溶解固体(TDS)含量范围为5800—6170 mg·L~(-1),平均值为5990 mg·L~(-1),入湖河水TDS含量范围为140—310 mg·L~(-1),平均值为200 mg·L~(-1),远低于湖水的TDS值.入湖的河水属于淡水,而湖水则已演变为中度咸水.湖水、河水主离子组成以及水化学类型具有一定的差异,其中,湖水离子含量特征为HCO-3(2564.60 mg·L~(-1))Cl-(2025.29 mg·L~(-1))SO2-4(424.02 mg·L~(-1)),Na+(2070.68 mg·L~(-1))K+(159.24 mg·L~(-1))Mg~(2+)(20.04 mg·L~(-1))Ca~(2+)(5.09 mg·L~(-1));河水离子含量特征为HCO-3(118.93mg·L~(-1))Cl-(24.99 mg·L~(-1))SO_4~(2-)(11.77 mg·L~(-1)),Na~+(49.84 mg·L~(-1))Ca~(2+)(27.83 mg·L~(-1))Mg~(2+)(14.55 mg·L~(-1))K+(6.56 mg·L~(-1));依据阴、阳离子所占比例进行分类,湖水的水化学类型为Cl-HCO_3~-Na型,贡格尔河为Cl-HCO_3-SO_4-Na-Ca型,浩来河为Cl-HCO_3-Na-Ca-Mg型,沙里河为HCO_3-Na-Mg型,亮子河为HCO_3-Ca-Na型.从水化学驱动因素上看,其水化学组成自然起源主要受自身蒸发-结晶作用的影响,部分区域受到农业活动、放牧及旅游业等人类活动影响,而贡格尔河、浩来河、亮子河及沙里河4条入湖河水的水化学组成落在Gibbs模型的中部,则主要受岩石风化作用控制,4条河流主要受碳酸岩风化影响,钠硅酸岩风化对河水中阳离子的贡献也较大.结合入湖河水水质、水化学驱动因素分析,近年来湖水水体盐化主要是受湖区蒸发量增大、入湖流量减少、湖区面积萎缩的影响,入湖盐分的贡献及人类活动的影响则相对较小.