土壤/沉积物中重金属生物有效性和生物可利用性的研究进展

土壤/沉积物中重金属的污染问题越来越引起重视,而重金属在环境中的生态风险与其生物可利用性和生物有效性密切相关。在总结国内外研究的基础上,明确了重金属生物有效性和生物可利用性的定义;概述了用于研究土壤/沉积物中重金属生物有效性的生物模型(小鼠、猪、兔子等);总结了用于研究土壤/沉积物中重金属生物可利用性的几种体外方法,包括模拟人类肠胃消化(PBET、SBRC、UBM等)和底栖生物消化;分析了土壤/沉积物中重金属生物有效性和生物可利用性的关键影响因素(土壤/沉积物理化性质和分析方法)。提出了未来土壤/沉积物中重金属生物有效性和生物可利用性的研究方向,以期为重金属生态风险的评价和控制提供参考。     

南京玄武湖沉积物生物可利用磷的研究

采用连续提取法(SMT法)和化学提取法,研究了南京玄武湖5个采样点的沉积物中TP、各组分磷及生物可利用磷的垂向分布,探讨了玄武湖不同深度沉积物的潜在释磷能力和生物可利用磷的来源.结果表明,玄武湖5个采样点的沉积物中TP含量分布差异较大,且与人类活动密切相关.沉积物中铁磷(Fe-P)和钙磷(Ca-P)对生物可利用磷的贡献巨大,这部分磷具有较大的潜在释放风险.     

薄膜扩散梯度技术的应用与城市内河沉积物中生物有效磷的监测

以城市内河沉积物为研究对象,发展了一种原位获取沉积物中生物有效磷(DGT-P)的方法,利用Zr-oxide DGT技术获取常州通济河沉积物DGT-P的空间分布信息,发现沉积物DGT-P的分布在横向和纵向上具有显著的空间异质性。沉积物DGT-P为0.07~0.60mg/L,局部区域出现浓度异常高的"微生态点",重污染区异质性更加明显,同时发现沉积物DGT-P浓度存在季节性变化,其顺序为夏季秋季春季冬季。该技术可以直观反映城市内河沉积物中磷的释放潜能,为黑臭河道的整治提供有力的技术支撑。     

北运河表层沉积物对重金属Cu、Pb、Zn的吸附

首先分析了北运河6个采样点表层沉积物中重金属含量及相关基本特征。通过实验室模拟实验,利用分配系数Kd评价沉积物对重金属Cu、Pb、Zn的吸附特性,进一步考察了水体pH变化和有机质对重金属在北运河沉积物上吸附的影响。结果表明,沉积物中重金属的含量顺序为Zn>Cu>Pb,去除有机质后,沉积物对重金属的吸附能力显著降低,但各采样点中的重金属含量,沉积物对重金属吸附能力,以及沉积物中的有机质含量并没有明显相关性,这可能是因为不同采样点中有机质种类与结构不同导致的。总之,北运河沉积物对Pb有很强的吸附能力,其次是Cu和Zn,而且,Cu、Zn、Pb的吸附量随着pH的升高逐渐增大,水体pH值对于Zn的吸附影响更大。     

江苏省典型内河沉积物中多氯联苯残留情况

采用GC/ECD对古运河无锡羊腰湾段及吴江横草路河沉积物中6种常见多氯联苯(PCBs)同系物的含量进行了分析,以考察两河沉积物中PCBs的残留现状及分布特征,为疏浚沉积物的资源化利用提供依据.结果表明,6种PCBs同系物在两河沉积物中有不同程度的分布,但无明显的规律性;古运河沉积物中6种PCBs同系物最高达62.90ng(以每克干泥计,下同),而横草路河沉积物中6种PCBs同系物最高达3.51ng.根据<农用污泥中污染物控制标准>(GB 4284-84)规定的PCBs限值,横草路河沉积物可就近农用.而古运河沉积物需采用适宜方法处理以避免PCBs可能产生的危害.     

黑藻根际对沉积物中氨氧化细菌和古菌的影响

氨氧化反应对水生态系统氮循环和氮的去除有重要作用,沉水植物通过根系泌氧促进沉积物中硝化反应并对氨氧化细菌和古菌的分布产生影响。本研究以轮叶黑藻为实验对象,利用微电极研究沉积物-水界面的溶解氧变化,研究了黑藻根系对沉积物中氨氧化细菌和古菌数量的影响。结果表明,黑藻通过根系泌氧增加沉积物-水界面的溶解氧量和表层沉积物有氧层厚度,有氧层厚度增加了3 mm以上;种植黑藻后,根际沉积物中氨氧化细菌数量逐渐增加,氨氧化古菌数量前30天增加随后减少,氨氧化细菌与氨氧化古菌amoA基因拷贝数的比值由0.51增加到6.75,说明黑藻根际沉积物更适宜氨氧化细菌的生存。     

排水管道中脂肪、油和油脂(FOG)沉积物的理化特征、形成机制及控制方法

脂肪、油和油脂(FOG)沉积物是排水管道堵塞的重要成因,对其开展机制研究并开发控制技术对于提高排水管道运行安全性和稳定性具有重要意义。在统筹分析既有FOG研究的基础上,系统论述FOG沉积物的物理化学特征及其在排水管道内的形成机制,并对FOG沉积物的影响因素和控制方法进行深入探讨,重点解析排水管道进水FOG控制、FOG沉积物原位控制以及FOG资源化利用的研究成果,从而提出针对排水管道FOG沉积物的研究建议,为排水管道FOG沉积物控制提供参考。     

本期推荐

<正>本期"专论与综述"栏目刊发了由中国科学院生态环境研究中心、中国科学院大学唐文忠、孙柳、单保庆撰写的《土壤/沉积物中重金属生物有效性和生物可利用性的研究进展》一文。土壤是社会经济可持续发展的重要自然资源,沉积物是水环境的重要组成部分,故土壤/沉积物中重金属的污染问题已引起人们的高度重视。该文系统梳     

潮间带沉积物中酸可挥发性硫化物提取方法的优化研究

沉积物中酸可挥发性硫化物(AVS)对某些重金属(如Cd、Pb等)的生物有效性具有强烈影响,因此沉积物中的AVS已成为水环境中重金属研究和质量评价的热点.通过改变实验装置,对实验中的吸收液、N2流量、反应酸量、水浴温度和反应时间进行对比研究且作出了优化选择,并利用优化方法分析了渤海湾天津段潮间带沉积物中AVS的含量.结果...     

鸭绿江口湿地沉积物-上覆水重金属环境质量状况及其生态风险评价

基于代表鸭绿江口湿地不同区域的34个研究点位的调查数据,利用内梅罗指数法对其沉积物-上覆水重金属环境质量状况进行评价,再利用Hakanson潜在生态风险指数法对表层沉积物的生态风险进行评价。结果表明,鸭绿江口湿地表层沉积物质量处于较清洁水平,而上覆水水体质量属于轻污染水平,总体表现为自鸭绿江河口到大洋河口污染强度逐渐降低的趋势。鸭绿江口湿地表层沉积物重金属潜在生态危害系数和潜在生态风险指数均较低,属于低污染水平,Cd和Cu是潜在生态危害较大的因子。鸭绿江主河道和西水道部分区域表层沉积物污染较为明显,Cu、Pb是鸭绿江口湿地的主要污染因子。     

活性炭固定沉积物中HCHs和DDTs的研究

在对沉积物的修复技术中,原位覆盖技术能够降低污染物向水体的释放,降低污染物对底栖生物和水生生物的生物可利用性,以及能够减少污染物向下游的迁移.在本研究中,将活性炭添加到受HCHs、DDTs污染的沉积物中,考察了活性炭剂量、粒径以及活性炭与沉积物接触的方式对HCHs、DDTs水相平衡浓度的影响,及对半渗透膜(SPMD)吸...     

白洋淀-府河入淀口段沉积物中微塑料的丰度及分布特征

为研究白洋淀-府河入淀口沉积物中微塑料的污染现状,在府河入淀口段15个采样点进行采样,利用密度浮选法分离沉积物样品中的微塑料,分析微塑料的丰度、分布特征及来源.结果表明:府河沉积物中微塑料的平均丰度为(558.4±233.3)个·kg-1,最大丰度值达到1 049个·kg-1;依据微塑料的形态特征可将府河入淀口段沉积物...     

赤泥在控制沉积物磷释放中的应用研究

利用烧结法赤泥中富含Ca、Fe等金属元素的氧化物而具有吸附性的特点,通过室内模拟研究赤泥投加对沉积物中各种磷形态含量及分布比例的影响,进而探讨利用赤泥控制沉积物中磷释放的可行性。对经过处理后的沉积物磷形态分析后表明,投加赤泥能促使沉积物中铁铝磷向钙磷转化（Pearson相关分析,r=-0.892,P<0.01,n=9）,且赤泥的强碱性使沉积物pH值逐渐升高。确定了赤泥最佳投加比例为5%,此时沉积物的pH为9.03,铁铝磷含量由初始的148 mg/kg降至107 mg/kg,占总磷比例也由18.1%降至13.4%,钙磷含量由486 mg/kg升至546 mg/kg,其占总磷比例则由60%增至68.7%,铁铝磷和钙磷之间的转化已基本完成,继续增加赤泥投加量对沉积物中磷形态间的相互转化影响甚微。由于铁铝磷较钙磷活性高而易释放,可见投加赤泥能降低沉积物中磷的释放风险。赤泥可以作为吸附材料被应用于沉积物磷污染控制技术中,为有效控制水体内源磷负荷提供一种新思路和廉价材料。     

锁磷剂对流动水环境中沉积物磷形态的作用

如何控制水体沉积物中的磷含量,对于防治水体富营养化以及控制蓝藻水华具有重要的意义。通过在室内构建模拟河道,利用模拟水流不断冲刷沉积物,研究水流对不同形态磷的冲刷作用和添加锁磷剂对沉积物中各形态磷含量的影响、固定的效果。结果表明:(1)锁磷剂能减少沉积物中NH4Cl-P(NH4Cl可提取磷)含量,并且添加锁磷剂后水流冲刷对该形态磷削减效果较小。(2)添加锁磷剂使沉积物中BD-P(BD试剂可提取磷)含量先迅速升高后降低,沉积物中BD-P含量的最终降低使得该形态磷的释放风险减小,对沉积物起一定的整治作用。同时,水流冲刷对BD-P影响较大。(3)锁磷剂会与铝竞争吸附磷,使NaOH-rP(NaOH可提取无机磷)含量降低,导致NaOH-TotP(NaOH可提取无机磷和有机磷的总和)含量的降低。(4)锁磷剂使HCl-P(HCl可提取磷)含量升高,能有效降低沉积物磷释放风险。水流冲刷造成了沉积物中HCl-P含量下降。(5)在水流的冲刷作用下,添加锁磷剂使得沉积物中总磷下降速率低于未添加锁磷剂的沉积物,锁磷剂有助于沉积物中磷的稳定。这些表明,锁磷剂在控制河流沉积物内源磷的释放方面可发挥积极的作用。     

水体沉积物重金属生物有效性及评价方法

在研究以重金属为主要污染物的水体中,通常把沉积物视为探索环境重金属污染的工具。由于沉积物中重金属化学行为和生态效应的复杂性,对沉积物中重金属生物有效性的研究是当前学术界的热点研究课题。本文就沉积物中重金属的生物有效性及沉积物质量评价方法作了简要评述。包括沉积物对水生生物的作用机理,孔隙水重金属浓度的估算,沉积物质量评价方法,沉积物质量基准。     

金矿污染河流的水体和沉积物中重金属分布特征及生态风险评价

金矿开采导致严重的水体和沉积物重金属污染。采用电感耦合等离子体质谱仪(ICP/MS)分析了金矿开采区河道32个采样点的水体和表层沉积物样品,研究了水样的溶解态及颗粒态重金属(As、Pb、Cd、Cr、Cu、Zn)组成;通过分步化学提取法研究了各重金属在沉积物中的地球化学形态组成,利用地累积指数法和潜在生态风险指数法评价了河流沉积物中重金属污染状况。结果表明:水体中Cu、Zn、As主要以溶解态存在,Pb、Cr、Cd以颗粒态为主。水体中重金属元素形态分布主要受点源污染排放影响。沉积物中,Cd浓度较低;As、Zn主要以氧化物结合态、有机物结合态和残渣态存在;Pb、Cr、Cu以有机物结合态和残渣态为主。结合地累积指数和潜在生态风险指数分析表明,Cd和Cu为主要的风险元素。     

罗时江河口湿地沉积物磷的空间分布及污染风险评价

以云南洱海罗时江入湖河口湿地为典型对象,利用柱状底泥分层采样器采集罗时江河口湿地沉积物样品,0~10 cm为表层,10~30 cm为中层,30~60 cm为底层,分析了3层沉积物的总磷含量。研究结果表明,(1)从水平方向看,罗时江河口湿地各层(表层、中层、底层)沉积物总磷分布均呈现出沿2条主水道(水道Ⅰ和水道Ⅱ)向岸边递减,并在入水口处出现峰值的规律;垂直方向上看,总磷含量随着沉积深度增加而减少,表层富集明显。表层、中层和底层沉积物总磷平均含量分别为1.09、1.03和0.99 g/kg。(2)运用单因子污染指数评价法对沉积物总磷进行了评价,3层沉积物总磷总体属于中度污染,局部出现重度污染。各层污染程度从大到小依次为表层(1.81)中层(1.72)底层(1.65),重度污染主要集中在水道Ⅰ上。     

基于海岸带潟湖沉积物重金属污染评价的磁诊断模型构建

于海南岛海岸带7个典型潟湖采集96个表层沉积物样品,并对其的磁性参数、粒度、重金属含量等指标进行分析,对重金属的潜在生态风险进行评价,考察了沉积物中重金属浓度与磁性参数的相关性并构建磁诊断模型。研究结果表明,沉积物以亚铁磁性矿物为主导,磁晶粒度以较粗的假单畴和多畴颗粒为主;根据潜在生态危害指数法评价结果,7个潟湖重金属污染的潜在生态风险为博鳌港清澜湾新村湾小海湾黎安湾东寨港洋浦湾;重金属元素与沉积物磁性参数有着密切的联系,其中Cu、Cr、As、Zn、Pb含量与相关磁性参数建立的二元回归线性方程有较好的拟合性(0.73≤r≤0.92),表明可以利用磁性参数追踪和指示海南岛海岸带潟湖沉积物的重金属污染。     

巢湖入湖河流沉积物中有机磷的形态分级研究

为识别巢湖流域污染物的特征、来源及其沉积物有机磷各形态分布与富营养化的关系,测定了7条巢湖入湖河流沉积物中有机磷各形态的含量,分析不同污染类型人湖河流沉积物中有机磷各形态分布的差异及与其他因素间的相关性。研究发现,不同污染类型人湖河流沉积物中水土保持控制型河流沉积物中有机磷各组分的相对含量顺序为残渣态Po〉富里酸-Po〉HCl-Po〉胡敏酸-Po〉NaHCO3-Po,平均的相对比例为7．5：3．1：1．9：1．5：1．0,而城市污染控制型和面源污染控制型河流沉积物中有机磷各组分的相对含量顺序恰好相同,面源污染控制型河流沉积物Po各形态含量低于城市污染控制型和水土保持控制型河流。中活性P。和OM、TP、Pi、Po、TN、NaHCO3-Pi、NaOH—Pi呈正相关,非活性Po与Po、NaOH-Pi呈显著正相关关系,反映了中活性Po很容易转化为生物可利用磷和非活性Po,且非活性Po仍然具有潜在的生物活性。     

渤海南部表层沉积物重金属污染及潜在生态风险评价

利用电感耦合等离子体/质谱仪(ICP/MS)测定了渤海南部21个站位表层沉积物中Cr、Cu、Zn、Cd和Pb共5种重金属浓度,比较分析了重金属来源及分布特征,同时应用Hakanson潜在生态危害指数法进行潜在生态风险评价.结果表明,调查区域沉积物中Cr、Cu、Zn、Cd、Pb的平均质量浓度分别为43.67、17.27、...