坦噶尼喀湖东北部入湖河流沉积物重金属分布特征与生态风险评价

坦噶尼喀湖是非洲第二深的湖泊,拥有独特的生态系统,为沿湖居民提供丰富的鱼类蛋白,随着沿湖社会经济的发展和人口的快速增长,坦噶尼喀湖面临着环境污染威胁.为了揭示坦噶尼喀湖的重金属外源输入,本研究采集了湖泊东北部入湖河流的表层沉积物(16个样点),对沉积物重金属含量进行分析,并应用潜在风险指数法对沉积物重金属的生态风险进行了评价,同时分析了重金属分布与土地利用的关系.结果表明Cu、Zn、Cd、Pb和Hg的平均含量分别为18.4、21.2、0.05、6.6mg·kg-1以及8.4 ng·g-1;Zn、Pb、Cd的含量最高值均位于布琼布拉城市入湖河流.潜在生态风险指数(RI)表明,各重金属在各点位的生态风险系数均较低,其中CdHgCuPbZn,Cd是最主要的生态风险贡献因子,所有点位均属于低潜在生态风险区.重金属含量与土地利用的关系表明,城镇附近采样点重金属含量最高,其次是河口湿地,远离城镇的林草地重金属含量最低,表明人类活动会增加河流表层沉积物重金属含量.在以后的研究中,对城镇附近及河口湿地应给予重点关注.     

北方高盐景观水体表层沉积物氮形态及影响因素

为了解北方高盐景观水体沉积物中不同形态氮的分布特征及影响因素,以天津清净湖为研究对象,采用逐级分离浸取法对其表层沉积物中各形态氮进行监测。结果表明:1)表层沉积物中ω(TN)为698.1~1 450.0 mg/kg,平均值为1 214.5 mg/kg,属于中度污染水平,可转化态氮(TTN)为TN主要赋存形态,占TN的比例为61.2%~83.1%,潜在释放风险较大;2)沉积物中各形态TTN含量大小顺序为:ω(SOEF-N)>ω(SAEF-N)>ω(IEF-N)>ω(WAEF-N);3)相关性分析表明:TN与SOEF-N、TTN与SAEF-N之间呈显著相关,具有相同的生物地球化学行为;沉积物电导率(EC)与TN、TTN、含水率及LOI均显著相关,说明高盐景观水体表层沉积物氮形态与盐度有关。     

蠡湖表层沉积物荧光溶解性有机质(FDOM)荧光光谱特征

应用三维荧光光谱技术(EEMS),研究了蠡湖表层沉积物荧光溶解性有机质(FDOM)光谱特征,并探讨了沉积物中FDOM来源及与有机氮(SON)、无机氮(SIN)之间的相关性.结果表明,蠡湖表层沉积物FDOM由2类3个荧光组分组成,即类腐殖质荧光组分C1(240,310/420 nm)、C2(260,360/460 nm)和类色氨酸荧光组分C3(225,275/340 nm).总荧光强度变化范围为:49.97~159.19 R.U.·g-1,在空间上呈自东向西依次递减,且沿岸区高于湖心区的趋势,C1、C2和C3相对比例分别为33.63%、26.87%、39.49%.荧光指数(FI)、生物源指数(BIX)和腐殖化指数(HIX)的变化范围分别为:1.96~2.22、0.69~0.94、2.62~4.39,显示蠡湖表层沉积物FDOM的来源具有自生源特性,主要为自生微生物、藻类等新近自生源.相关性分析表明,表层沉积物FDOM各组分与SON和SIN均呈显著正相关(P0.01),且与SIN的相关性较高.     

三峡前置库汉丰湖试运行年水文水质变化特征

汉丰湖是为解决三峡蓄水在重庆市开县(今开州区,下同)境内形成的38 km2消落带修建的前置库,因独特的"库中库"调控模式,季节性大范围消落区湿地、生活污染和农业面源污染源、城市和人口承载,具有特殊的水文特征及生态环境特征.2015年汉丰湖试运行期间,汉丰湖受三峡水位调控影响,兼具湖泊、河流、回水河湾等形态特征,结合水文形态变化特征和水质指标时间聚类分析,结果表明:(1)试运行年水文水质有4个特征变化时期:5~8月为T1(河流形态期),1月、3月和11~12月为T2(湖泊形态期),2月、4月和9月为T3(水位变动期),10月为T4(水华敏感期).(2)通过主成分分析和逐步回归分析发现汉丰湖水体富营养化在不同时期受不同主导成分影响,主成分累积贡献率在上述时期分别为82.93%、77.61%、78.32%、88.40%.T1时期主要水质影响指标为DP、TP、SD、pH;T2时期主要水质影响指标为TN、DN、DP、TP、NO_3~--N;T3时期主要水质影响指标为SD、NH_4~+-N、DN、T;T4时期主要水质影响指标为TN、DN、DO、NH_4~+-N、pH、高锰酸盐指数、H、NO_3~--N.(3)用主成分分析简化水质指标之间的相关性,以因子得分(score values)为自变量用于多元线性回归分析,结果发现各时期Chl-a与因子分值明显相关,T1时期Chl-a主要受水体氮含量影响,主要影响成分为PC2;T2时期Chl-a主要受水体氮、磷营养盐状态影响,主要影响成分为PC1;T3时期Chl-a主要受水深变化影响,主要影响成分为PC3;T4时期Chl-a主要受水动力影响,主要影响成分为PC3.综上所述,汉丰湖试运行期间频繁且大幅度的水位变动是其水文水质变化的重要影响因素.     

太湖湖泛易发区沉积物中有机磷形态分布特征

湖泊沉积物中磷的潜在释放很大程度上取决于有机磷的形态和分布.以太湖西岸湖泛易发区毛渎港(MDG)为研究区域,采用Ivannoff有机磷分级提取方法对沉积物中有机磷进行分析.结果表明,不同采样点沉积物中有机磷形态以胡敏酸结合态OP为主,占有机磷总量的35%.总有机磷含量由岸边往湖心先降低后增加;垂直方向2~6 cm含量最低,4~8 cm含量最高.沉积物中各形态磷含量大小:胡敏酸结合态OP残渣态OPHCl-OP富里酸结合态OP;由岸边向湖心区延伸,Na HCO3-OP占总有机磷的相对含量呈先升高后降低再升高的趋势,蓝藻残体的沉积增加了沉积物中Na HCO3-OP含量.Na HCO3-OP和胡敏酸结合态OP垂直分布大致先降低后升高再降低,Na HCO3-OP在4~6 cm含量最低,胡敏酸结合态OP在4~8 cm含量最高.HCl-OP和富里酸结合态OP垂直分布大致随深度增加含量降低.残渣态OP含量垂直方向无明显变化,均稳定在45μg·g-1左右.活性有机磷与pH、DO、水深呈显著负相关;OM、Na OH-Pi均与总有机磷、活性有机磷、中等活性有机磷及非活性有机磷表现出了显著相关关系.有机磷3种组分均具有生物活性,对湖泊富营养化有着重要作用,蓝藻堆积区活性有机磷的增加可能促进湖泛的发生.     

蠡湖表层沉积物氮矿化过程及其赋存形态变化

蠡湖控源截污10年后,水体中总氮仍处于一个较高水平.为探讨沉积物氮的释放对上覆水体的影响,利用淹水培养法研究沉积物矿化过程中不同形态氮的变化特征,并探讨了矿化过程中有机氮和无机氮的转化过程.结果表明,矿化作用前后沉积物中游离态氮(FN)均值由94.26 mg·kg~(-1)增加到230.71 mg·kg~(-1),以氨氮(NH+4-N)和溶解性有机氮(SON)为主;可交换态氮(EN)均值由82.50 mg·kg~(-1)增加到165.32 mg·kg~(-1),以氨氮(NH+4-N)占绝对优势;而酸解态氮(HN)均值由1 044.70mg·kg~(-1)减少到815.93 mg·kg~(-1),以氨基酸态氮(AAN)为主,残渣态氮(RN)基本保持不变.淹水培养过程中酸解态总氮的比例由67.18%下降到52.50%,减少量主要由AAN和铵态氮(AN)的矿化分解引起,且AAN是沉积物矿化后无机氮最有效来源之一.对比河口和湖区表明,沉积物氮总量越大,可矿化无机氮越大.     

典型入湖河流水体氮素变化特征及其对降雨的响应:以太湖乌溪港为例

以2010~2015年太湖主要入湖港口乌溪港的水质监测数据为基础,结合当地降雨资料,分析了乌溪港水体中氮素的时间变化特征及其对降雨的响应.结果表明,乌溪港水体污染情况严峻,总氮年均值在4.41~5.92 mg·L~(-1)之间,远超地表水环境质量标准Ⅴ类限值2 mg·L~(-1),氨氮在1.09~1.72 mg·L~(-1)之间.总氮和氨氮浓度呈现明显的季节性变化规律,春冬季节浓度高,夏秋季节浓度较低.2015、2011、2012年总氮浓度均值分别为5.92、5.47、5.82 mg·L~(-1),显著高于2013年4.45mg·L~(-1)和2014年4.41 mg·L~(-1),2011年氨氮浓度均值为1.72 mg·L~(-1),显著高于2013年1.19 mg·L~(-1)和2015年1.09mg·L~(-1).随着降雨强度的增加,总氮浓度呈现先降低后升高最后又降低的趋势,氨氮浓度则先升高后逐渐降低.此外,氮素浓度呈现非汛期高于汛期的特征.     

正构烷烃及单体碳同位素记录的石臼湖生态环境演变研究

利用正构烷烃及其碳同位素的分布特征重建古气候环境是目前全球变化研究的热点问题.对采集于石臼湖的沉积物样品进行210Pb定年.采用正构烷烃及单体碳同位素的分布特征示踪沉积物中有机质的来源,探讨湖区近现代生态环境演变与人类活动的关系.结果表明,正构烷烃碳分子组合特征以C29为主峰碳,C25、C27和C31为次主峰,具有显著的奇偶优势,据此推断沉积物中有机质主要来源于大型水生植物及陆生高等植物.对C27、C29和C31长链正构烷烃进行单体碳同位素测定,利用二元模式估算出湖区植被类型以C3植物为主.正构烷烃及单体碳同位素的分布特征揭示了不同时期人类活动对湖区生态环境的影响:1862～1970年,总有机碳(TOC)、总氮(TN)及中低奇数碳正构烷烃(C17～C25)相对含量较低,长链正构烷烃单体碳同位素(δ13C25～31)值偏轻,说明人类活动对湖区环境影响较小,生态环境相对稳定;1970～1983年,TOC、TN及C17～C25相对含量显著增加,δ13C25～31值明显偏重,指示此时期内围湖造田、化肥农药滥用及废水排放等人类活动造成湖区陆生高等植物退化,水体中藻类暴发,湖泊富营养化程度显著提高,生态环境急剧恶化;1983～2010年,TOC、TN及C17～C25相对含量仍处于高值范畴,湖泊富营养化问题没有得到有效控制,湖区生态环境整体呈现相对退化趋势.     

太滆南运河入湖污染物控制对策研究

太滆南运河是太湖15条入湖河流之一,水环境质量日益恶化,呈现出明显的氮磷污染特征,成为影响该区域可持续发展的主要问题之一,基于太滆南运河小流域和水质污染分段的特征,计算了研究区域的水环境容量和污染物削减量。以区域内分段入河河流环境容量为前置约束条件,以构建保障太湖入湖水环境安全的三道生态屏障为重点,以控源截污为主要手段,开展太滆南运河水环境生态系统修复,提高入湖河流的生态承载能力,确保入湖水质达标。     

星云湖径流区磷矿开采开发磷污染入湖量调查

调查了星云湖径流区内磷矿和磷化工企业的分布情况,并对入湖河流水质现状进行了监测,结果表明:磷矿开采开发的磷污染入湖负荷量为46.6 t/a,其中螺蛳铺河径流区占84%。因此,治理星云湖流域磷矿开采加工区域磷流失是关键,重点是螺蛳铺磷化工业区。