长江河口部分重金属的分布研究

利用等离子发射光谱仪和FACScan流式细胞仪分析技术，检测了长江口北槽拦门沙河段14个站位的水样。结果表明，重金属元素在量大浑浊带区域呈峰值变化，其分布变化受控于河口宏观动力过程，同时也受到固液界面过程的显著影响：FITC(异磕氰酸荧光素)染色分析表明。78％-96％的悬浮颗粒物的表面覆盖有生物有机质，其分布具有一定的不均匀性。     

太湖不同生态型湖区悬浮颗粒磷空间分布和降解速率

对太湖不同生态型湖区水体悬浮颗粒物含量,有机磷组成及降解特征进行分析,研究了富营养化湖泊颗粒磷性质及其对水体磷循环的影响.太湖颗粒P平均占水体TP浓度的75.86％;不同生态类型湖区间颗粒物性质差异明显,河口区和湖心区的颗粒物含量高于藻型湖区和草型湖区,但颗粒物有机质比例分布却相反.利用³¹P液相核磁共振法（³¹P-NMR）发现太湖悬浮颗粒P的成分包括膦酸酯,正磷酸盐,磷酸单酯,磷酸二酯,焦磷酸盐和多聚磷酸盐6类,含量分别为1.06%,50.99%,33.02%,2.48%,10.68%和3.80%.不同生态型湖区之间颗粒P组成差异明显,河口区正磷酸盐含量最高,达到82.57%,藻型湖区和湖心区颗粒有机磷比例最高,分别达到达到 64.02%和63.95%;颗粒物焦磷酸盐和多聚磷酸盐可能以藻源性颗粒物来源为分别与Chla浓度呈显著相关（P<0.05; P<0.01）.颗粒态生物可利用性磷（PEHP）与正磷酸盐显著相关（P<0.05）,说明颗粒物正磷酸盐是颗粒物生物可利用性磷的重要来源.太湖PEHP降解速率平均为47.3min,PEHP占水体生物可利用磷（EHP）的65.16%,说明颗粒P是水体溶解性反应磷（SRP）补充的重要来源.     

公交车燃用生物柴油的颗粒物水溶性离子排放

以一辆国Ⅴ柴油公交车为研究对象,在重型底盘测功机上运行中国典型城市公交循环,试验研究了柴油（D100）,体积混合比例分别为5%（B5）、10%（B10）和20%（B20）的废食用油制生物柴油-柴油混合燃料的尾气颗粒物水溶性离子（Water soluble ions,WSI）排放特性.结果表明：国Ⅴ柴油公交车尾气颗粒物呈弱酸性;WSI约占颗粒物质量的3%,主要集中在PM_0.5~2.5和PM_2.5~18粒径段,阴离子占WSI总量的72%~79%;废食用油制生物柴油对公交车尾气颗粒WSI种类没有影响;随着废食用油制生物柴油混合比例的增加,公交车尾气颗粒物WSI阴、阳离子浓度、颗粒物酸性整体增大,WSI浓度峰值向小粒径段移动;CaCl₂和NaCl可能是柴油公交车尾气颗粒物Cl^-、Ca²⁺、Na⁺的主要存在形式;控制废食用油制生物柴油硫、Na⁺、Ca²⁺和Cl^-含量,优化缸内燃烧减少NO_x排放,对降低柴油公交车尾气颗粒物WSI排放具有重要意义.     

添加堆肥和赤泥对土壤生物有效性Cd和Zn的影响

采用土壤培养实验,研究添加堆肥和赤泥对土壤中Zn和Cd生物有效性的影响。结果表明,单独添加堆肥或赤泥以及赤泥和堆肥一起添加到土壤,均可以降低土壤中的交换态Cd和Zn含量以及生物有效态Zn和Cd含量。与对照相比,培养1-3个月后,单独添加堆肥、单独添加赤泥和同时添加赤泥与堆肥导致土壤交换态Cd含量分别降低14%-18%、33.3%-46.1%和44.2%-57.7%;土壤交换态Zn含量分别降低54.4%-59%、100%和100%;土壤生物有效态Cd含量分别降低11.8%-14.7%、25.1%-33.7%和32.6%-43.9%;土壤生物有效态Zn含量分别降低14.1%-15.8%、59.7%-72.2%和43.2%-58.4%。     

国Ⅴ公交车燃用生物柴油的颗粒物碳质组分排放特性

以一辆国Ⅴ柴油公交车为研究对象,在重型底盘测功机上运行中国典型城市公交循环,研究了纯柴油（D100）,体积混合比例分别为5%,10%和20%餐厨废弃油脂制生物柴油-柴油混合燃料（即B5,B10,B20）的颗粒物（PM）碳质组分排放特性.结果表明：国Ⅴ柴油公交车尾气颗粒物碳质组分包括有机碳（OC）和元素碳（EC）,OC占73%~82%,OC的主要组分是OC2和OC3,生物柴油对车辆尾气颗粒物OC组成比例没有影响;随着生物柴油混合比例的增加,公交车尾气颗粒物OC和OC+EC排放呈降低的趋势,EC排放增加,且B10的OC排放较高;PM_0.05~0.1,PM_0.1~0.5,PM_0.5~2.5,PM_2.5~18 4个粒径段颗粒物中,PM_0.1~0.5的OC和EC排放最高,PM_2.5~18的EC排放几乎为零,生物柴油可改善公交车尾气超细颗粒（PM_0.05~0.1）的OC排放,对公交尾气颗粒物EC排放基本没有影响;公交使用生物柴油混合燃料尾气颗粒物OC/EC减小,且PM_0.05~0.1和PM_0.5~2.5OC/EC降低幅度明显,对大气二次气溶胶的影响减弱.     

多环芳烃在黄河水体颗粒物上的表面吸附和分配作用特征

通过模拟实验研究了多环芳烃在黄河水体颗粒物上的吸附特征,重点探讨了表面吸附和分配作用对吸附的贡献,结果表明:①随着泥沙含量的增加,总吸附量在增加,而单位颗粒物的吸附量却在减少;且泥沙含量不同时,吸附等温式的拟合方程也不同;②颗粒物对多环芳烃的吸附等温线与吸附-分配复合模式拟合较好;表面吸附和分配作用对多环芳烃的吸附实验值与吸附-分配模式中的理论值比较吻合;③在实验浓度范围内,黄河颗粒物对多环芳烃的吸附以表面吸附为主,如当颗粒物含量为3、8和15g/L,液相平衡浓度分别为2.84、2.35和3.4μg/L时,表面吸附对总吸附的贡献分别为67.85%、65.6%和62.69%;且表面吸附对总吸附的贡献大小顺序可以用泥沙含量表示为:3g/L>8g/L>15g/L,即随着泥沙含量的增加,表面吸附的贡献有减小的趋势;④单一多环芳烃在颗粒物上的单位吸附量大于3种多环芳烃共存时的单位吸附量,这从另一角度证实多环芳烃在黄河水体颗粒物上的吸附以表面吸附为主.     

颗粒物捕集器在港口疏浚监测中的应用

颗粒物捕集器技术首次应用到港口疏浚监测中，通过对现场疏浚悬浮颗粒物的监测以及对生物的急性半致死浓度的模拟实验研究，建立了一套较完整的疏浚监测系统和技术，可以更有效和直观地反映疏浚过程中对养殖海区生物的影响。现场调查和实验结果表明：在疏浚区和养殖区交界处疏浚悬浮物在海水表面的垂直通量为１２．６８ｍｇ／（ｃｍ＾２．ｄ），中层为２５．４１ｍｇ／（ｃｍ＾２．ｄ）；在养殖中心区表层为７．５８ｍｇ／（ｃｍ＾２     

汽车尾气中含铂颗粒物的表面特征分析

采用扫描电镜(SEM)和等离子质谱技术(ICP-MS)对配有三元催化转化器的汽车尾气中的颗粒物进行分析.结果表明,尾气颗粒物中含有大量的Si和Al,平均浓度分别为30.88%和23.71%;≤2μm的颗粒物占64%,颗粒物颜色为深褐色或黑色.扫描电镜下观察颗粒物形状不规则,表面较粗糙,呈多孔状.汽车尾气颗粒物中铂含量为280±1ng/g,大气颗粒物(人民广场)中铂含量为27±0.5ng/g.     

应用化学提取法评价大气颗粒物中重金属的生物有效性

以广州市楼顶降尘为研究对象,在分析其粒度分布和重金属总量的基础上,采用单一化学提取法（DWLP、TCLP）和多级化学提取法（SEP）研究了大气颗粒物中4种重金属元素的生物有效性。结果表明：样品中96％以上颗粒小于100μm,其中10μm和2．5μm以下颗粒分别占33％和11％。大气颗粒物中重金属含量很高,Cu、Pb、Zn和Cd的平均含量分别为362．43、1033．81、830．32和5．80mg／kg,是广东省环境土壤背景值的17～64倍。单一提取法中,TCLP的提取效率明显高于DWLP,表明pH值是影响大气颗粒物中重金属释放的主要因素。SEP法结果显示,Zn和Cd的生物可利用态比例远高于Cu和Pb。经DWLP和TCLP法提取后,颗粒物中重金属的总含量有不同程度的降低,生物可利用态所占比例明显增加。通过综合分析,发现SEP此其他两种方法更适用于评价大气颗粒物中重金属的生物有效性。     

机动车轮胎磨损颗粒物化学组分特征研究

为研究机动车道路行驶过程中轮胎磨损排放的颗粒物理化特性,利用轮胎轮廓仿真磨耗仪,对国内主流17种轮胎胎面进行仿真磨耗实验,获得颗粒物样品,提取并检测其中18种元素和20种多环芳烃（PAHs）的含量.结果显示,元素和PAHs含量因轮胎品牌和速度等级的不同而差异显著.18种元素平均含量为（99.04±68.43）mg/g,占样品总重的9.90%,其中Si（88.97±67.85）mg/g、Zn（6.77±1.64）mg/g和Na（1.05±0.75）mg/g的平均含量均超过1mg/g,Cd的含量最低,为（0.43±0.31）μg/g.20种PAHs含量之和（∑20PAHs）在12.13~433.64 μg/g,平均为（94.13±110.18）μg/g,PY的平均含量最高（30.98±31.27）μg/g,其次是CHR、BaP、FA、PHE和BghiP,平均含量最低的是AC（0.58±0.2）μg/g;从环数看,以4环PAHs为主（占∑20PAHs的45.03%~67.93%）,其次为3环（平均含量为15.45%）和5环（平均含量为12.62%）.总体来说,国外品牌轮胎样品中元素和PAHs含量略高于国内品牌,而主要PAHs环数略低于国内品牌.     

长江口营养盐浓度变化及分布特征

根据2003年11月(枯季)和2004年8月(洪季)对长江口的2次现场调查,分析探讨了长江口的营养盐浓度变化及分布特征.结果表明,长江口水体3种不同形态的溶解无机氮中,以NO3--N含量最高,洪、枯季分别占溶解态无机氮的92.8%～97.7%和84.3%～98.4%.洪季NO3--N和NH+-N含量高于枯季,洪季与枯季NO2--N含量接近.洪、枯季长江口ρ(PO43-P)平均值分别为0.014和0.016 mg/L,接近国家海水一类标准.洪、枯季N3--N和PO3-4P含量均是由长江口内向口外近海逐渐降低,而NH4+-N含量则表现出相反的空间分布规律,即口外高于口内.通过计算长江口营养盐比值发现,枯季长江口氮、磷供应充分,不存在磷受限的情况,而洪季长江口水体受到磷的限制.      

长江口北支中束窄对其泥沙浓度影响的数值研究

基于ECOMSED模型建立了长江口地区潮流和泥沙输运数值模型。模型验证情况良好,能很好地模拟长江口地区水动力环境和泥沙浓度分布。利用所建模型,对长江口北支中束窄工程实施前后,长江口地区的水动力和泥沙浓度分布进行了模拟。研究结果表明:长江口北支中束窄工程实施之后,北支河道有较大程度的缩窄,北支径口也有较大程度的缩小,导致外海潮流对北支河道的侵入动力减弱,造成潮位降低,河道缩窄也使水流流速有所增加;北支河道内的泥沙浓度也随潮水侵入动力的减弱和潮位的降低而有所降低;北支中束窄工程仅对北支影响较大,南支及口门区域的潮位、流速、泥沙浓度基本不受影响。     

基于PSR的长江口生态系统的健康评价

以长江口生态系统作为长江流域的终端影响受体,基于压力-状态-响应（press-state-response,PSR）概念模型,构建了长江口生态系统健康评价指标体系,确立了生态系统健康等级及标准,通过层次分析法确定了指标权重。采用建立的评价方法体系,对2001-2017年长江口生态系统健康进行评价,结果显示:长江口生态系统压力指数为0.08~0.47,总体呈波动下降的趋势,状态指数先上升后下降,数值分布于0.40~0.88,响应指数为0.45~0.94,呈波动上升的趋势。长江口生态系统健康评价指数为0.40~0.65,经历了先下降再上升的变化过程,多数年份生态系统健康等级为"中",2012,2013,2015年生态系统健康达等级达到"良",2006年健康等级为"差"。2001-2017年,长江口来沙量减少,长江口氮磷浓度高位振荡,浮游生物结构不稳定,赤潮频发是影响长江口生态系统健康评价指数的主要因素。     

长江口邻近海域表层沉积物重金属赋存形态及生态危害评估

为探究长江口东南支海域表层沉积物重金属形态分布特征及污染状况,本研究于2019年12月在长江口邻近海域采集了18份表层沉积物样品,使用微波消解法以及改进后的沉积物重金属形态分析的连续提取法分别分析了沉积物中7种重金属（Cu、Pb、Cd、Cr、Zn、As、Ni）的总量和各形态含量,结合沉积物质量基准（SQG）、风险商（HQ）等方法初步探讨了长江口邻近海域表层沉积物中重金属的赋存形态特征,并评估了其生态风险。结果显示,从近岸到近海,重金属含量梯度逐渐减小,除Cd、Cr属于Ⅱ级标准,其余重金属平均含量均达到海洋沉积物质量Ⅰ级标准。长江口邻近海域沉积物呈中性?弱碱性,属还原环境;Zn、Pb、Cd以次生相为主要赋存形态,对环境条件变化较为敏感,其中Cd次生相的质量分数最高（74.2%）,且以可还原态为主要赋存形态,Cu、Cr、As、Ni以原生相为主要赋存形态,性状相对稳定。生态风险评估结果表明,长江口邻近海域表层沉积物重金属的组合生物效应对水生生物产生危害的概率较低。As与Cd元素的生态风险较高,尤其是Cd,易被生物利用,对环境危害性更强,需要引起重视。     

长江河口溶解态重金属的分布和行为

通过1999年春、夏季对长江口的现场观测,探讨了该处溶解态重金属（Cu、Pb、Cd）在潮汐等水动力因素作用下的分布行为,研究发现：溶解态Cu、Pb和Cd在长江口呈现出非保守行为。低盐度区溶解态Cu、Cd呈现出除去行为,Pb呈现出添加行为,较高盐度区则恰好相反。溶解态重金属含量枯水期比丰水期高,枯水期总体表现为大潮高于小潮,丰水期溶解态Cd也是大潮高于小潮,Cu、Pb则大致表现出小潮高于大潮。通过资料对比,发现近20年来溶解态Cu、Cd和Pb均有不同程度的增加。长江径流量和输沙量的减少,将对上海沿岸水域生态环境产生影响。     

长江口及邻近海域水体主元素和锶同位素地球化学

根据2005年6月对长江口及其邻近海域水体的现场调查,分析探讨了长江口水体主元素、Sr及Sr同位素的组成变化。长江河水的Sr含量和87Sr/86Sr同位素比值分别为1.75μmol/L和0.7105,反映出长江流域以碳酸盐岩风化为主的化学风化特征;河口区主元素与盐度的显著正相关关系显示出它们在河水与海水混合过程中的保守特性;87Sr/86Sr与1/Sr的非线性关系则暗示了长江口水体的Sr不是河水与海水的简单混合,可能伴有其他端元水体的混入。     

长江口柱状沉积物中磷的存在形态及其分布特征研究

对长江口的柱状沉积物进行了总磷测定,并运用SEDEX方法分析了长江口柱状沉积物中5种形态磷的含量和分布。研究结果表明,柱状样沉积物不同站位各种形态磷的垂直分布各不相同,由表至底呈现多种分布状态,与沉积环境、沉积后的成岩作用有关。长江口柱状样沉积物有机磷的降解速率常数变化结果表明,长江口海域有机磷的降解主要发生在沉积物表层和次表层。2个柱状样沉积物中氮磷比远低于16:1,说明长江口近岸海域沉积物中的磷主要来自陆源。对柱状样的年代分析表明,总磷含量随年代的变化有明显的区域特征性,长江口总磷含量的髙值与长江较大输沙量的年份具有一致性。     

长江口浮游植物群落特征及其与环境的响应关系

根据2009年4月、8月、11月对长江口30个站位的调查,分析了浮游植物群落结构的时空变化及其与环境因子的响应特征. 共鉴定出浮游植物8门95属330种,主要优势种是硅藻和甲藻,其中中肋骨条藻占绝对优势. 浮游植物细胞丰度呈单周期季节性变化,夏季为高峰期,长江口近海区为高值区. 浮游植物群落多样性11月最高,主要分布在长江口过渡水域. 浮游植物群落可分为四大类群,各区域不同季节种类组成具有显著差异. CCA(典范对应分析)显示,浮游植物群落与环境因子密切相关,并且其响应机制存在季节性差异.硅藻细胞丰度4月与ρ(NO₃--N)、ρ(COD_Mn),8月与ρ(SiO₄4--Si)、ρ(NO₃--N)、ρ(PO₄3--P),11月与透明度呈显著正相关(P<0.01);11月与ρ(PO₄3--P)、ρ(SiO₄4--Si)呈显著负相关(P<0.01). 甲藻细胞丰度4月与ρ(NH₄+-N),8月与ρ(COD_Mn),11月与透明度、ρ(NO₃--N)呈显著正相关(P<0.05). 长江口环境因子的改变影响浮游植物群落结构的时空变化,各季节引起浮游植物群落结构变异的驱动因素存在差异.      

长江水体常量和微量元素的来源、分布与向海输送

基于2017年4～5月期间对长江干流与主要支流共20个站位的观测,结合多元数理统计对水体中溶解态常量和微量元素的空间分布规律、来源及入海通量进行了分析,并通过与世界其它河流的对比探讨了流域自然因素与人类活动等对长江水环境中常量与微量元素分布与输送的影响.结果表明,Cu、Zn、Pb、Cd和As是长江流域主要受人类活动影响的元素,在下游区域显著高于上游与中游(P 0. 05),且各元素在长江重庆段和汉江均有较流域其他河段高的浓度值,这些河段相对较高的重金属含量主要与人类活动强度密切相关.有趣的是,长江宜昌至武汉段各元素均出现了较低的浓度值,这很大程度上受三峡水利工程蓄水所产生的"滞留效应"所致.统计分析还显示Na、Mg、K、Ca、Fe、Mn、Co、Ni、Mo、Cr和V主要与各种岩石矿物的风化与侵蚀相关,Cu、Zn和Pb主要受工业、金属冶炼、矿物开采等人类活动的影响,而Cd和As则主要来源于农业生产活动.长江重庆段和汉江区别于长江流域其它河段,表明水体受人类活动影响比较严重,但长江流域重金属浓度水平整体低于世界其它重工业和农业发达区域的河流.由于长江径流量巨大,Cu、Zn、Pb、Cd与As的入海通量是长江口及其近海重金属收支与循环的重要一环,并可能对河口生态环境产生深远的生态学效应.