洞庭湖区典型内湖表层沉积物中氮、磷和重金属空间分布与污染风险评价

为了解洞庭湖区内湖表层沉积物中氮、磷和重金属污染空间分布及其生态风险,分别对南湖、黄盖湖、冶湖、鹤龙湖、洋沙湖、湘阴东湖、华容东湖等7个内湖进行现场调查及表层沉积物采样,采用主成分分析法、相关分析法分析了氮、磷和重金属的来源,同时运用综合污染指数法（FF）、地积累指数法（I_geo）与潜在生态风险指数法（RI）评价内湖的污染现状及其生态风险.结果表明:①南湖w（TN）高于洞庭湖区土壤背景值,累积倍数为0.03倍;华容东湖、南湖、冶湖、湘阴东湖、洋沙湖、黄盖湖w（TP）均高于洞庭湖区土壤背景值,累积倍数分别为1.94、1.63、0.84、0.53、0.28、0.26倍;各内湖中w（Cd）、w（Hg）、w（Cu）、w（Pb）、w（Cr）、w（Zn）、w（Ni）均高于洞庭湖沉积物背景值,累积倍数平均值分别为1.09、2.29、1.24、1.62、0.66、0.44、1.78倍.②主成分分析与相关性分析表明,第1主成分TN、Cu、Cr、Ni的质量分数主要受农业生产及养殖业影响,第2主成分Cd、Hg、Pb、Zn的质量分数受工业活动影响最大,第3主成分TP、As、Sb的质量分数主要受生活污染影响.③综合污染指数表明,南湖表层沉积物氮、磷面临重度污染,华容东湖、黄盖湖面临中度污染,湘阴东湖、鹤龙湖、洋沙湖面临轻度污染.④地积累指数表明,南湖表层沉积物重金属面临严重污染,黄盖湖、鹤龙湖面临重污染,湘阴东湖、华容东湖、冶湖面临偏中度污染,洋沙湖面临轻度污染.⑤潜在生态风险指数表明,南湖、湘阴东湖表层沉积物重金属面临较高风险,其余5个内湖面临中等风险.研究显示,洞庭湖区内湖表层沉积物不同程度受氮、磷及重金属污染,南湖综合污染尤为严重,内源污染应引起重视.      

洞庭湖水体叶绿素a时空分布及与环境因子的相关性

2013年6月至2014年5月逐月对洞庭湖水体叶绿素a质量浓度和主要环境因子进行测定,分析洞庭湖水体叶绿素a质量浓度的时空分布特征,探讨洞庭湖水体叶绿素a质量浓度与环境因子的相关性。结果表明,洞庭湖水体叶绿素a质量浓度为0.11~8.62 mg/m~3,年均值为(1.89±1.23)mg/m~3,属贫营养;叶绿素a质量浓度随季节变化明显,总体呈现夏、秋季明显大于冬、春季的规律;在空间上,总体表现为西洞庭湖和东洞庭湖明显大于南洞庭湖。全湖叶绿素a质量浓度与水温、电导率、COD和TP呈极显著正相关,与DO、NH3-N、TN和TN/TP呈极显著负相关,与NO-3-N呈显著负相关,与p H和透明度无显著相关性。全湖TN/TP的年均值为28.5,磷可能是洞庭湖水体浮游植物生长的限制性营养盐。     

洞庭湖表层沉积物中重金属污染特征、来源与生态风险

选择洞庭湖9个有代表性的样点,研究了洞庭湖表层沉积物中重金属的空间分布特征、主要来源与生态风险。结果表明,洞庭湖Cd、Hg、As、Cu、Pb、Cr的含量分别为0.60~20.70、0.090~0.640、10.4~83.7、17.9~70.9、16.9~95.8、59.0~199.0 mg/kg,Cd、As出现超过土壤环境质量三级标准的现象,是主要重金属污染物;Cd、Hg的空间分布相似,表现为南洞庭湖区西洞庭湖区东洞庭湖区;As、Cu、Pb、Cr的空间分布相似,表现为南洞庭湖区东洞庭湖区西洞庭湖区。相关分析结果显示:As、Cd、Hg、Cu、Pb之间呈显著正相关,Cr与其它重金属之间没有显著的相关性。主成分分析结果表明,第一主成分的Hg、As、Cd主要受工矿业采冶支配,第二主成分的Cr、Pb、Cu主要与生活污水排放和农业生产有关。沉积物质量基准法初步评价结果表明,洞庭湖Cd、Hg、As、Cu、Pb、Cr等重金属均具有引起较低生态风险的可能性,部分点位Cd、As、Cr具有引起较高生态风险的可能性。受Cd、As含量较高的影响,南洞庭湖区具有较高的生态风险。     

基于生态安全的洞庭湖区土地资源调控措施

利用洞庭湖区土地资源利用调查数据,分析了洞庭湖区土地资源利用现状、变化趋势及存在的主要问题,并就洞庭湖区土地资源利用对生态安全的影响进行了识别,从生态安全角度出发,提出了洞庭湖区土地资源分期分区调控措施。     

洞庭湖水质污染的模糊综合评价及其水质监测断面的优化设计

本文依据1986～1988年洞庭湖水质监测数据,用模糊数学方法对水质进行综合评价,并且在模糊聚类分析的基础上,提出了洞庭湖水质监测断面的优化方案。最后得到的评价结果是客观的,优化方案是可行的。     

洞庭湖区农业生产条件演变趋势分析

根据洞庭湖的自身特点，结合修建三峡工程可能产生的对洞庭湖的影响，分析了建坝后洞庭湖区农业生产条件的演变趋势。     

洞庭湖表层沉积物重金属生态风险及其变化趋势研究

尽管针对洞庭湖沉积物中重金属的研究工作较多,但是针对其生态风险及其变化趋势的研究工作比较少见。基于2012年2月和2013年4月对洞庭湖9个具有代表性监测点位的采样分析以及相关监测历史资料的收集,采用Hakanson生态危害指数法,研究了洞庭湖表层沉积物中重金属的生态风险及其变化趋势。结果表明,洞庭湖表层沉积物中Cd、Hg、As、Cu和Pb的含量分别为0.60~20.7 mg·kg-1、0.090~0.640 mg·kg-1、10.4~83.7 mg·kg-1、17.9~70.9 mg·kg-1和16.9~95.8 mg·kg-1,其大小顺序为PbCuAsCdHg。洞庭湖表层沉积物中重金属单因子生态风险程度顺序为CdHgAsPbCu,Cd和Hg为主要重金属风险污染物,其中Cd为首要污染物;全湖RI值在117.10~589.80之间,平均289.99,在空间分布上,表现为南洞庭湖区西洞庭湖区东洞庭湖区;根据Hakanson提出的分级标准,南洞庭湖区Cd具有极高的生态风险,全湖生态风险程度为中。初步分析结果表明,30年来,除Hg外,其它重金属生态风险均有一定上升,其中以Cd的上升趋势较明显,全湖重金属生态风险程度由低生态风险上升到中生态风险,提高了一个等级。因此,洞庭湖流域重金属污染治理应以湘江和资水的Cd为重点。     

洞庭湖表层沉积物营养盐污染特征与评价

为揭示洞庭湖表层沉积物营养盐的空间分布特征和污染状况,于2012年2月和2013年4月采集了该湖具有代表性的9个点位的表层沉积物,测定了其有机质(OM)、总氮(TN)和总磷(TP)浓度。结果表明,OM浓度为1.48%~4.22%,平均值为2.06%;TN浓度为382~2 217 mg/kg,平均值为1 340 mg/kg;TP浓度为142~716 mg/kg,平均值为294 mg/kg。与国内其他湖泊(水库)相比,洞庭湖表层沉积物中OM和TN浓度处于中等水平,其内源负荷不容忽视;OM和TN浓度的空间分布相似,总体表现为南洞庭湖区东洞庭湖区西洞庭湖区。TP浓度总体表现为东洞庭湖区西洞庭湖区南洞庭湖区。C/N为6.1~14.8,平均值为10.2。从生物沉积角度而言,洞庭湖表层沉积物OM主要来源于浮游动物与浮游植物。有机指数和有机氮评价结果显示,洞庭湖湖体沉积物环境状况较好,整体处于较清洁至尚清洁范畴。     

洞庭湖主要入湖口表层沉积物重金属分布特征与生态风险评价

尽管针对洞庭湖沉积物中重金属的研究工作较多,但缺乏针对其主要入湖口的研究。基于2014年12月和2015年6月对洞庭湖主要入湖口表层沉积物中重金属调查,分析了重金属含量的时空分布特征,并采用一致性沉积物质量基准法对其生态风险进行了评价。结果表明,Cd、Hg、As、Cu、Pb和Zn的平均含量分别为3.27、0.190、27.10、39.8、38.0和157.8 mg·kg-1,其大小顺序为ZnCuPbAsCdHg,Cd和As含量出现超过土壤环境质量三级标准的现象,是主要的重金属污染物。Cd、As、Pb和Zn等4种重金属含量的最高值均出现在湘江入湖口,Cu含量的最高值出现在资水入湖口,Hg含量以沅江入湖口最高,除Pb外,其他5种重金属在湘江和资水入湖口的含量均大于平均值,表明湘江和资水入湖口污染较为严重;汛期与非汛期6种重金属的含量均无显著性差异(P0.05)。6种重金属生态风险大小顺序为AsCdZnPbCuHg,各入湖口生态风险大小顺序为湘江入湖口资水入湖口沅江入湖口汨罗江入湖口澧水入湖口长江"三口"新墙河入湖口,其中湘江和资水入湖口为较高生态风险,其他入湖口为较低生态风险。入湖河流是洞庭湖湖体沉积物重金属污染的主要来源,在一定程度上,入湖河流沉积物中重金属的含量对洞庭湖湖体沉积物中重金属污染状况起着决定性作用,因此,洞庭湖流域重金属污染防控应以入湖河流为主,其中尤以湘江和资水为重点。     

株洲市区农业土壤中多环芳烃的分布特征研究

采集株洲市区农业土壤表层样品185个,用高效液相色谱法对16种多环芳烃(PAHs)进行检测结果表明,除萘外,其余15种PAHs均有不同程度的检出,以苯并[b]萤蒽、萤蒽和苯并菲等3或4环PAHs为主, ～5521μg/kg之间,平均280μg/kg.地域上,石峰区、芦淞区>天元区>荷塘区;从土地利用类型看,旱地>水田>林地.按Maliszewska-Kordybach土壤污染程度分级标准,株洲市区农业土壤总体上受到PAHs轻度污染,这些PAHs主要来源于工业生产、交通运输等过程中化石燃料的燃烧.