海河干流表层沉积物总磷、总铁和有机质的含量及相关性分析

采用深水表层沉积物采样器采集海河干流8个断面的表层沉积物,测定不同粒径表层沉积物的总磷(TP)、总铁(TFe)和有机质(OM)含量,并采用多元线性回归分析方法对TP与TFe和OM含量进行相关性分析.结果表明:海河干流表层沉积物的颗粒组成除光华桥断面分布较均匀外,其余各断面主要以砂粒(>54%)为主;沉积物的TP含量为29.00～78.99 μmol/g,TFe含量为595.67～719.91 μmol/g,w(OM)为3.77%～8.79%;同一断面不同粉砂粒之间的TP,TFe和OM含量没有显著性差异(P>0.05),而不同断面之间的差异十分显著(P<0.01).TP与OM和TFe的相关分析结果显示:除金刚桥、外环河桥与中心桥外,其余断面的TP与TFe和OM均具有良好的相关性(R2>0.85).      

黄河干流表层沉积物铁形态的分布特征及相关性分析

应用颗粒物中铁的连续浸提技术研究了黄河干流表层沉积物中铁形态的分布特征及相关性,研究结果表明:表层沉积物中总铁(∑Fe)含量范围在14.01~30.98g/kg,最小值和最大值分别出现在黄河柳林段(H13)和渤海近海(H21);各形态铁中以残渣态(Fe-6)含量最高,占∑Fe比率92.55%~98.44%,有效态铁(BFe)含量仅占1.56%~6.98%,与∑Fe呈现显著正相关,并且三者含量高低沿程变化趋势一致;有机质(OM)与BFe、铁锰氧化物态铁(Fe-4)呈现显著正相关系,BFe与Fe-4呈现极显著正相关系,说明BFe含量主要受Fe-4和有机质的控制;黄河水体总颗粒物(TPM)浓度增高,如黄河中游大禹渡段H15和三门峡段H17,表层沉积物∑Fe与Fe-1含量高,TPM浓度降低,如黄河上游乌海段H7和三盛公段H8,表层沉积物∑Fe与Fe-1含量低,说明黄河流域广泛的人工筑坝,导致水体TPM浓度改变,对黄河铁循环产生了不可忽视的影响.     

黄河干流表层水体和沉积物中PBDEs和NBFRs的分布特征

研究分析了2012年黄河干流表层水体及沉积物中10种多溴联苯醚(PBDEs)和6种新型溴代阻燃剂(NBFRs)的浓度水平及分布特征。BDE 209是主要的PBDEs同族体,其次是BDE47和BDE99。黄河水中的BDE47/BDE99与商用产品中的比例相似,然而黄河沉积物中的BDE47/BDE99与商用产品中却大有不同。对所测各PBDEs的同系物进行主成分分析后显示,黄河中PBDEs分布组成复杂,且当地的工业生产活动可能是黄河干流PBDEs积累的主要原因。黄河河水和沉积物中NBFRs检出率及其浓度水平较低,但六溴苯(HBB)在所有沉积物样品中均有检出,而且五溴甲苯(PBT)和五溴苯(PBBz)在所有的河水及沉积物样品中均有检出,这意味着黄河干流HBB、PBT和PBBz的污染十分普遍。与中国其他河流的数据相比,黄河的溴代阻燃剂(BFRs)水平较低,但是黄河经流的10个地区中,经济发达地区的BFRs浓度要显著高于欠发达区域。此外,河水中PBDEs的水平与人均工业产出存在很强的关联性,表明PBDEs的浓度与当地的经济发展水平显著相关。     

黄河表层沉积物中有机氯农药的相关性分析与风险评价

利用GC-ECD检测了黄河中下游干支流23个表层沉积物中的有机氯农药,探讨了有机氯农药含量与沉积物粒度、TOC之间以及有机氯农药组分之间的相关性,评价了有机氯农药的污染水平和生态风险.结果表明:沉积物中有机氯农药总含量范围为0.35～22.92 ng·g-1,其中HCHs与DDTs的含量较高,分别为0.09～12.88 ng·g-1和0.05-5.03 ng·g-1.干流中有机氯农药的含量从中游到中下游呈逐渐升高趋势,主要支流中的含量为:新蟒河＞金堤河＞汜水＞伊洛河＞沁河.沉积物中牯土、TOC、六氯苯、HCHs、九氯、B-硫丹类农药含量与有机氯农药总含量之间显著相关,在决定有机氯农药含量和分布上起着重要的作用.HCHs和六氯苯、反式氯丹、硫丹类农药,氯丹和九氯、硫丹硫酸盐类农药;六氯苯和β-硫丹含量显著相关,很可能具有相似的分布机制和输入来源;而DDTs与其它类农药含量不相关,其分布和来源可能不相同.与沉积物风险评估值对比,黄河表层沉积物中的有机氯农药存在一定的生态风险.     

黄河中下游表层沉积物中有机氯农药含量及分布

利用GC-ECD检测了黄河中下游干支流23个表层沉积物中的有机氯农药,主要检测出HCHs、DDTs、六氯苯、氯丹等,总含量范围为0.35～22.92 ng/g,其中HCHs和DDTs的含量较高,分别为0.09～12.88 ns/g和0.05～5.03 ng/g.干流中有机氯农药的含量从中游到中下游呈逐渐升高趋势,主要支流中的含量为:新蟒河＞金堤河＞汜水＞伊洛河＞沁河.干流中HCHs含量较海河、珠江、长江和黄浦江明显偏高;DDTs含量与除海河外的其它河流基本相同,但两者均低于国外河流.沿河流区域工业废水和主要支流的汇入、农药的广泛施用所引起的长期残留与风化土壤是黄河有机氯农药污染的主要来源.     

黄河表层沉积物与铜离子的交换吸附等温线的研究

研究了黄河水中表层沉积物对Cu2 + 的交换吸附等温线以及赖氨酸和天门冬氨酸对吸附作用的影响。实验结果得到一类具有一个“拐点”、两个“平台的新型河流等温线 ,用分级离子交换等温式求出平衡常数K1 和K2 ,并证实Cu2 + 在黄河水中与表层沉积物的交换作用是分两级进行的。当有低浓度氨基酸存在时 ,对铜与表层沉积物的交换吸附起促进作用。     

黄海表层沉积物中总磷的地球化学特征

对黄海陆架区的 7条测线的表层沉积物样品进行了总磷 (TP)的分析测定 ,阐述了调查海区TP的平面分布特征 ,通过分析水动力条件、粒度及磷的自生作用等因素 ,探讨了TP聚集区和分散区的成因 ,发现沉积物的粒径与TP含量的相关性较差 ,与其他区域P的丰度进行比较后 ,认为黄海表层沉积物中P为非陆源性的 ,并处于“弱贫化”状态。     

古夫河上覆水和表层沉积物中总氮和总磷空间分布特征及其相关性

对古夫河干流17个采样点的上覆水和表层沉积物中总氮和总磷含量进行调查,利用多元统计方法对数据进行分析,研究了上覆水和表层沉积物中总氮和总磷含量的空间分布特征及其相关性。结果表明:古夫河上覆水中总氮含量年均值总体上从GF01~GF12样点递减,在GF13~GF18样点增加,部分样点略有波动;上覆水中总磷含量在GF01~GF09样点变化不显著,在GF10~GF18样点分布差异较大;表层沉积物中总氮含量从GF01~GF05样点呈现先增加后减少的趋势,下游无明显的变化规律;表层沉积物中总磷含量无明显的变化规律;总体上古夫河上游古夫—神农架河段上覆水中总氮含量与表层沉积物中总氮含量无相关性,而在下游古夫—库湾河段(GF14~GF18),上覆水中总氮含量与表层沉积物中总氮含量成显著正相关;古夫河上覆水中总磷含量与表层沉积物中总磷含量无相关性。     

福建主要贝类养殖区表层沉积物重金属和有机质的含量及其相关性

根据1998年4月对福清湾、湄洲湾北部、湄洲湾南部、旧镇湾等4个贝类养殖区的调查资料,分析了表层沉积物重金属、有机质的含量及其相关性。结果表明：表层沉积物的Cu、Pb、Cd、Zn和有机质含量除1个样品的Pb外,其余均符合一类海洋沉积物质量标准,质量状况良好。各重金属元素之间呈显著的正相关,与有机质也呈很好的正相关关系。     

pH和盐度对海河干流表层沉积物吸附解吸磷(P)的影响

采用等温吸附解吸方法,研究大范围pH（2~12）和盐度（2‰~32‰）对海河表层沉积物吸附解吸磷的影响,并与分级提取技术得到的海河沉积物中磷形态分布相结合,进一步探讨磷在沉积物-水界面的迁移转化机理.结果表明,钙磷（Ca-P）和难溶态磷（Re-P）为海河表层沉积物磷的主要形态.沉积物对磷的吸附符合修正的Langmuir吸附等温线(R2>0.90).海河沉积物（8个典型断面）对磷的理论吸附量较大,说明在今后上覆水含磷浓度较高的情况下,沉积物仍能吸附大量的磷污染物.在海河水磷污染较轻的情况下,沉积物中的磷将释放并导致水体发生富营养化.pH对磷的吸附影响呈“U”型,且随着pH增大,磷的解吸量也增大,这是由于OH-交换能力的增强所致;盐度增大,沉积物对磷的吸附总体呈下降趋势,但在10‰~15‰之间有反复,并且随着盐度增大,磷的解吸量也下降.     

黄河口湿地表层沉积物中磷赋存形态的分析

于2009年4月在黄河口湿地采集表层沉积物,利用改进后的SEDEX方法对沉积物样品进行了磷形态的分析.结果表明,表层沉积物中总磷含量变化范围为12.12~25.37μmol·g-1,平均值为20.70μmol·g-1,其中自生磷灰石磷和碎屑磷灰石磷为表层沉积物中磷的主要赋存形式.中值粒径与各形态磷含量密切相关,弱吸附态磷、自生磷灰石磷、活性有机磷含量与中值粒径呈显著负相关关系;碎屑磷灰石磷含量与中值粒径呈显著正相关关系.有机质含量影响各形态磷在沉积物中含量,弱吸附态磷、活性有机磷、自生磷灰石磷含量均随TOC含量增加而升高.包括弱吸附态磷、活性有机磷和铁结合态磷在内的生物可利用磷含量变化为1.15~6.74μmol·g-1,平均值为4.27μmol·g-1,占总磷的摩尔分数为6.35%~30.4%.     

黄河干流沉积物重金属的赋存形态特征及污染评价

重金属毒性强、在环境中不易降解,可通过食物链在人体累积,进而对流域生态环境及人类健康产生严重影响.2019年9月,沿黄河干流调查了14个断面,分析了沉积物中6种重金属（As、Cd、Cr、Cu、Pb和Zn）的总量及其赋存形态,采用地累积指数法、潜在生态风险指数法和风险评价编码法对沉积物重金属污染程度和生物有效性进行风险评价,采用主成分分析和冗余分析解析了重金属的主要来源.结果发现,重金属的含量平均值排序为：Cr>Zn>Cu>Pb>As>Cd,相对于各河段的背景值,Cd的超标率最高,达到85.7%.沉积物中As、Zn、Pb和Cu均以可氧化态为主,Cd以弱酸溶解态和残渣态为主,Cr则以残渣态为主.As、Cr、Cu、Pb和Zn的生物有效性均表现出上游最低,中游升高,下游降低的趋势.风险评价表明Cd是黄河干流污染风险级别最高的元素,极易对生态环境造成严重的威胁,应当优先防控,尤其是干流内蒙古段.PCA和RDA分析揭示了细颗粒泥沙和总有机质对重金属污染的主控作用,因此在黄河流域应重点防控随土壤侵蚀和泥沙迁移流失的重金属污染.     

巢湖十五里河沉积物生物有效性氮磷分布及相关性

在巢湖十五里河采集15个沉积物柱样,对表层(0～10 cm)沉积物生物有效性氮、磷含量和空间分布特征及相互关系进行研究. 结果表明,十五里河表层沉积物的各形态〔IEF(离子交换态),WAEF(弱酸可提取态),SAEF(强碱可提取态)和SOEF(强氧化剂可提取态)〕生物有效性氮、磷含量存在较为明显的空间变化性. w(生物有效性氮)占w(TN)的53.4%～67.9%,且w(SOEF-N)＞w(IEF-N)＞w(SAEF-N)＞w(WAEF-N),其中w(SOEF-N)为411.35～965.47 mg/kg,占w(TN)的33.4%～43.7%;w(生物有效性磷)占w(TP)的47.3%～89.4%,且w(SAEF-P)＞w(SOEF-P)＞w(WAEF-P)＞w(IEF-P),其中w(SAEF-P)为311.74～960.33 mg/kg,占w(TP)的33.0%～78.0%. 不同形态生物有效性氮的相关性较差,其中w(IEF-N)与w(WAEF-N)和w(SAEF-N)呈负相关,相关系数分别为-0.042和-0.122;w(WAEF-N)和w(SAEF-N)和w(SOEF-N)的相关系数仅为0.320～0.513. 生物有效性磷的相关性相对较强,其中w(IEF-P)与w(WAEF-P)呈显著正相关,相关系数为0.527,w(WAEF-P)与w(SAEF-P)呈极显著正相关,相关系数为0.653. 不同形态生物有效性氮、磷的相关性不显著.      

湖泊水体与沉积物中磷形态分布相关性分析

以南京玄武湖和河海大学东湖为例,采取钼酸铵分光光度法和SMT分级提取法测定湖底沉积物和上覆水中总磷和各形态磷含量,以探究不同的湖底沉积物与水体中磷含量的分布及其关联性。试验结果表明:湖底沉积物中磷含量受人为作用、植被情况、水力条件、地理位置等因素影响,OP含量远高于IP含量,IP中以NaOH-P为主体,约占40%~50%,HCl-P含量较少但更稳定,不易被固定吸附;上覆水体中TP含量与湖底沉积物中TP、AdsP、NaOH-P含量呈明显正相关关系,与OP和HCl-P含量无明显相关性,表明湖泊沉积物-水界面磷交换过程中以活性磷占主要交换量。该研究表明湖底沉积物磷负荷与水体磷含量密切相关,为从内源治理水体富营养化提供了理论依据和研究方向。     

黄东海表层沉积物中磷的分布特征

于2011年3~6月分两个航次在黄东海采集了表层沉积物样品,测定了其中总磷(TP)、无机磷(IP)和有机磷(OP)的含量.结果表明,TP的变化范围为10.50~24.10μmol·g-1,IP的变化范围为7.14~17.10μmol·g-1,IP是TP的主要赋存形态,平均占TP的70%以上;黄东海大部分站位IP与TP的百分比在50%~90%之间,有4个站位的百分比高于90%,都分布在东海.沉积物中磷的含量和平面分布特征受到人类活动、物质来源、沉积物的粒度、沉积环境和水文条件等多种因素的影响.黄东海沉积物中总磷的埋藏通量呈现出区域性的差异,埋藏通量主要受沉积速率、沉积物的孔隙度和底层水含氧量等多种因素的影响,其中沉积物中总磷的含量和沉积速率是决定埋藏通量大小的关键因素.     

高州水库沉积物中总氮与总磷的分布特征研究

为掌握高州水库沉积物中氮磷时空分布特征,于2010年至2012年对高州水库良德和石骨库区及入库河口沉积物TN、TP进行调查与分析,结果表明:高州水库沉积物中TN、TP污染严重且空间分布差异明显,TN含量变化范围为780 mg/kg~2 033 mg/kg,均值为1 392 mg/kg,TP含量变化范围为338 mg/kg~726 mg/kg,均值为492 mg/kg,TN、TP含量分布规律均呈现良德库区石骨库区入库河口,TN、TP垂向分布含量随沉积深度的增加而递减,呈现表层富集现象,TN、TP含量有逐年增加的趋势。     

黄河流域有机氯农药的浓度水平及污染特征

有机氯农药(OCPs)在中国大量的生产和使用给生态环境安全和人群健康造成了严重的威胁,但目前关于黄河全流域OCPs的污染状况还不清楚。该研究从青藏高原到黄河入海口采集了黄河流域10个采样点的表层水及沉积物样品,分析了样品中16种OCPs的浓度水平。黄河流域表层水体∑_(16)OCPs的浓度为0.67~4.9 ng/L,其中滴滴涕(DDTs)、六六六(HCHs)和六氯苯(HCB)是最主要的OCPs,分别占∑_(16)OCPs的55%、28%和15%;黄河流域沉积物中∑_(16)OCPs的浓度为0.17~1.4 ng/g干重,DDTs和HCB是最主要的污染物,分别占∑_(16)OCPs的67%和28%。DDT工业品的输入可能是黄河流域DDTs污染的主要来源,其中p,p’-DDT是黄河流域最主要的DDTs污染物。对于HCHs、HCB、硫丹和氯丹而言,部分地区可能存在一定的新源输入,但总体而言黄河流域HCHs、HCB、硫丹和氯丹的污染以历史残留为主,新源输入相对有限,而沉积物的释放可能是水中上述污染物的重要来源。     

岷江干流表层沉积物中磷形态空间分布特征

近些年,岷江水体TP污染情况严重,而水体沉积物这一潜在污染源,对水质安全带来的威胁也不容忽视.为揭示岷江干流表层沉积物中磷形态的空间分布特征,于2016年12月,采集了岷江干流(阿坝~宜宾)表层沉积物样品,应用改进的SEDEX法对表层沉积物中的弱吸附态磷Ex-P、可提取态有机磷Org-P、铁结合态磷Fe-P、自生磷灰石磷Ca-P、碎屑磷De-P和非活性磷Res-P等6种磷形态质量浓度进行了测定.结果表明,岷江干流表层沉积物中总磷TP的质量浓度为522.17~979.22μg·g~(-1),已远超全国土壤磷素背景值700μg·g~(-1),表明岷江沉积物中TP浓度较高.从空间分布来看,岷江中游眉山河段中的表层沉积物是颗粒最细、有机质和TP质量浓度最高的区域.岷江干流表层沉积物磷的主要赋存形态为Ca-P和DeP,两者共占TP的质量分数为75%以上.同时,岷江干流表层沉积物中的生物可利用磷(Ex-P、Org-P和Fe-P总和)占TP的质量分数为10.31%~29.62%,其中以中游河段(尤其是眉山段、乐山段)质量浓度最高,这表明岷江中游河段表层沉积物中磷的生物可利用性较强,潜在环境风险较高.