多元数理统计法研究太子河本溪城市段水体DOM紫外光谱特征

在太子河本溪城市段7个点位采集表层水样,应用多元数理统计法研究其DOM的来源、组成、结构及腐殖化水平.推导出9个紫外光谱指数(SUVA254、E_2/E_3、E_2/E_4、E_4/E_6、S_(275~295)、S_(350~400)、A_2/A_1、A_3/A_1和A_3/A_2)用于研究DOM的组成与结构特征,进一步评估DOM的腐殖化水平.研究表明:太子河本溪城市段水体中DOM的腐殖化程度呈现城市河段及工业废水排放分布特征,本溪钢铁厂排放废水所含的DOM为聚合程度低且相对分子质量较小的有机物;E_2/E_3与E_2/E_4呈现极显著性正相关(P0.01),与S_(275~295)、S_(350~400)和A2/A1呈显著负相关(P0.05),表明太子河本溪城市段水体DOM腐化程度不仅与有机物分子缩合度有关,同时与富里酸和胡敏酸比值密切相关;DOM组成结构特征与A_2/A_1、SUVA_(254)和S_(275~295)呈显著正相关,而与E_2/E_3和E_2/E_4呈显著负相关;得分图显示7个采样点分别位于3个35%置信度的椭圆内,进一步验证太子河本溪城市段水体中DOM组成与结构、腐殖化水平呈现城市河段及工业废水排放分布特征,表明太子河本溪城市段DOM深受人类活动的影响.     

基于文献计量的锑对农作物影响研究趋势

为了明确锑对农作物影响领域的研究现状和发展趋势,基于Web of Science数据库,检索了1991~2021年该领域的文献,利用文献计量学软件CiteSpace对年发文量、发文国家/地区、研究机构以及关键词共现网络、突显关键词、文献共被引网络和关键文献进行了可视化分析,并总结了未来研究发展趋势.结果显示：1991~2021年,本研究领域发文量整体呈快速增长模式,中国、美国、巴西、印度、意大利、西班牙等发文量较多,是推动该领域发展的主要国家.中国科学院和中国农业科学院是全球发文数量排名前10的中国研究机构,占总发文量的10.5%.基于关键词共现网络及突显词分析,锑对农作物的影响研究从主要考虑农作物生长、产量和品质的影响研究发展到考虑土壤、作物、水体、沉积物等环境中锑的迁移转化机制研究,土壤微生物群落活性的响应机理以及锑对人类健康的风险评价研究成为近年来的研究热点.     

废旧阴极射线管(CRT)显示器玻壳进入土壤后铅的释放及转化

通过室内模拟试验,采用土壤连续提取法,探究废旧CRT显示器玻壳进入土壤环境后铅的释放及迁移转化过程.结果表明,土壤原始Pb总含量为28.4 mg/kg;按1∶20的玻壳/土壤质量比加入玻壳后土壤中Pb总含量为8 634.4 mg/kg,其中,溶解态和可交换态Pb(EXC-Pb)的含量为0.20～0.98 mg/kg,与碳酸盐结合的Pb(CARB-Pb)为20.1～103.6 mg/kg,与铁锰氧化物结合的Pb(RO-Pb)为26.7～54.3 mg/kg.上述3种形态Pb的总和为48.6～155.2 mg/kg.在EXC提取步骤中,直接从玻璃颗粒表面溶解的Pb含量为(0.038±0.025) mg/kg;而在CARB和RO提取步骤中,直接从玻璃颗粒表面溶解的Pb含量为(7.55±3.13) mg/kg.因此,CRT显示器玻壳进入土壤后,玻壳中的Pb释放并主要与土壤中CARB和RO矿物结合.加酸处理使土壤原位测定的pH值从8.0～8.3降低到7.1～7.5,但对土壤中Pb的形态没有产生显著影响.废旧CRT玻壳颗粒中的Pb向CARB、RO、EXC形态释放速率分别为21.1/t、　3.8/t、　0.15/t　mg·(kg·d)^-1 (t为处理时间,单位为d).当土壤pH或Eh值降低时,与CARB或RO结合的Pb可能转变为溶解与可交换态.因此,CRT玻壳颗粒进入土壤后Pb的释放会导致潜在的环境风险.     

大辽河水系沉积物剖面磷的形态和分布特征

用柱状采样器在大辽河水系采集4个沉积物柱,利用选择性连续提取法研究了沉积物中磷的形态,探讨了磷与铁、铝、钙和有机质含量之间的关系及磷的生物有效性.结果表明,大辽河水系沉积物总磷(TP)含量在323～2 619 mg·kg~(-1)之间.除浑河剖面25～47 cm深度外,钙结合态磷(Ca-P)含量最高,约占TP的40%以上.其次为铁结合态磷(Fe-P)和残渣态磷(RES-P),各占TP的15%～25%.第三为闭蓄态磷(RS-P)和铝结合态(Al-P),各占TP的5%～10%. 溶解与弱结合态磷(S/L-P)的含量仅占TP的0.5%以下.浑河剖面25～47 cm深度,P的大量积累导致Fe-P、Al-P含量升高,分别占TP的19.6%～34.1%和6.2%～23.4%;而Ca-P占TP的含量下降,为TP的14.6%～35.6%.河流下游(大辽河)沉积物较上游(浑河和太子河)沉积物含有较高的S/L-P、Al-P和Fe-P,因此有较高的释放风险和生物可用性.相关分析表明,除浑河剖面25～47 cm深度外,沉积物Fe结合P(Fe-P+RS-P)、Ca-P 和RES-P分别与沉积物Fe、Ca和有机质含量正相关,但Al-P与Al的含量不相关;而且,TP含量与Fe、有机质含量正相关,与Al、Ca含量不相关.大部分沉积物中Fe与TP的摩尔比为20.9～33.9,表明有进一步固定磷的能力. 磷的生物有效性分析结果表明,大辽河水系沉积物中潜在生物有效磷含量在67.99～1 450.86 mg·kg~(-1),对水体富营养化构成潜在威胁.     

大辽河水系表层沉积物中重金属的迁移特征及生物有效性研究

为了研究大辽河水系表层沉积物中重金属的迁移特征和生物有效性,采集了9个表层沉积物样品,测定了沉积物的理化性质、重金属Cu、Pb、Zn和Ni的总量及化学形态,并利用DGT方法和离心方法测定了沉积物孔隙水中Cu、Pb、Zn和Ni的浓度.结果表明,沉积物中Cu、Pb、Zn和Ni的总含量分别为16.8～49.2、 12.9～55.8、 38.7～152.8和18.1～39.0 mg/kg;DGT测定的孔隙水中重金属的浓度c(DGT)与离心方法测定的孔隙水中重金属浓度的比值低于0.5,表明沉积物中重金属从固相到液相的再补给能力和生物有效性比较低.相关分析表明,碳酸盐结合态Cu对DGT测定的Cu的浓度c(DGT)的贡献较大(r=0.633,p<0.05);对于Pb,可交换态含量对c(DGT)的贡献较大（r=0.617,p<0.05）;而对于Ni,可交换态、锰氧化物结合态、有机质结合态和铁氧化物结合态对c(DGT)浓度的贡献都比较大(r>0.650,p<0.05).此外,pH也是影响重金属元素从固相到液相的释放重要因素.     

污染谷物中重金属的分布及加工过程的影响

对污染水稻、小麦和玉米籽实中 Cd、Pb、Cu的分布及加工过程的去除进行了研究 .结果表明 ,Cd、Pb、Cu在水稻、小麦和玉米籽实各形态结构中的浓度分布不均 ,胚中浓度显著高于胚乳 ,且皮层和颖壳中浓度也较高 .但从单位重量籽实中的 Cd、Pb、Cu总量分布看 ,胚乳中占据绝对优势 .稻、麦籽实中 3种元素的浓度随样品加工浓度的升级去除率增加 ,水稻中 Cd、Pb、Cu的去除率可达 24.10 %、56.93%和 41.00% ,小麦分别为 61.66%、81.27%、78.37% .     

大辽河水系沉积物对PAHs 生物降解的特征

以大辽河水系主要支流太子河、浑河和大辽河典型河段沉积物为对象,通过实验室模拟实验,考察了沉积物对萘、芴、菲和蒽4 种多环芳烃 (PAHs) 的生物降解特性,并通过磷脂脂肪酸(PLFA)方法对沉积物微生物群落结构进行了分析.结果表明,在单基质条件下,对4 种PAHs 降解呈现:浑河为萘＞菲＞芴＞蒽;大辽河为萘＞芴＞菲＞蒽;太子河为萘＞菲＞蒽＞芴.共基质存在时,不同沉积物对PAHs 降解速率呈现不同变化趋势,降解能力顺序为太子河＞大辽河＞浑河.Margalef 物种丰富度、Shannon-Wiener 多样性和 Simpson 多样性指数均表明3 个采样点微生物丰富度及多样性顺序为大辽河＞太子河＞浑河.     

硝基苯类化合物在黄河小浪底至高村河段水体中的分布特征

研究了黄河中下游小浪底-花园口-高村河段表层水、悬浮颗粒物和沉积物中10种硝基苯类有机污染物的含量.结果表明,水样中检测到8种硝基苯类有机污染物,其中孟州一干渠中硝基苯浓度最高,为8.426 8μg·L^-1,但都没有超过国家标准(GB3838—2002).伊洛河的悬浮颗粒物中硝基苯类有机物的总浓度达164.382μg·kg^-1.洛阳石化沉积物中硝基苯类有机物的总浓度最高,为14.718μg·kg^-1.在三相(表层水、悬浮颗粒物和沉积物)中,硝基苯的含量最高.硝基苯类有机物在水、沉积物和悬浮颗粒物中的大体分布趋势为悬浮颗粒物>沉积物>表层水,沉积物中的污染物有再次释放到水体中的趋势.     

大辽河水系表层沉积物中石油烃和多环芳烃的分布及来源

对大辽河水系的3条干流浑河、太子河和大辽河表层沉积物中石油烃(PHs)和多环芳烃(PAHs)分析表明,PHs总量分布范围为61.37～229.42 μg·g-1,PAHs总量分布范围为61.9～840.5 ng·g-1.石油烃含量远远高于已报道的世界其它河流和海洋沉积物中的含量,表明大辽河水系沉积物石油烃污染严重;而与世界其它河流和海洋地区相比,多环芳烃污染水平相对偏低.石油烃分布特征为太子河＞浑河＞大辽河;多环芳烃分布特征为大辽河＞太子河＞浑河.烃污染来源诊断表明,石油烃污染以陆源植物和人为污染输入为主,多环芳烃污染以石油燃烧热解为主,工业和生活污水是烃污染的主要来源.     

松花江水体沉积物汞污染的生态风险

为了发展一种方法以便重建河流沉积物中汞的初始背景浓度,并在此基础上评价松花江汞污染现状,于2005年采集了吉林市至哈尔滨市松花江河段沉积物样品,用混合酸消解后,使用原子荧光分析测定了沉积物中总汞含量,使用ICP-MS和ICP-AES分别测定了沉积物中钪和主要阳离子含量.以保守元素钪为基准元素,重建了松花江沉积物中汞的初始背景含量,然后计算了沉积物中汞的富集比率和潜在生态风险指数.结果表明,吉林市至松源河段沉积物汞仍然存在极强的生态污染风险,松源以下河段沉积物中Hg存在中等或轻微生态污染.与以前研究多采用全球工业化前沉积物中汞最高含量或上地壳中汞平均含量来评价沉积物中汞的生态风险相比,本方法比较客观地反映了研究河段沉积物中汞的污染现状和生态风险,建议在沉积物重金属污染评价研究中采用.