基于无人机多光谱影像的小微水域水质要素反演

总磷(TP)、悬浮物浓度(SS)、浊度(TUB)3种水质参数可以直接通过遥感反演得到,常用于评价区域水环境的污染状况.以浙江农林大学东湖为研究对像,使用无人机携带多光谱传感器(Mica Sense Red Edge)获取多光谱影像,进而提取16个光谱参数,分别构建东湖水域TP、SS、TUB的反演模型.结果表明:光谱参数V5(NIR 0.770～0.890μm)与TP、SS相关性显著(r分别为0.470、-0.537,p0.05),V4(0.670～0.760μm)与TUB相关性显著(r=0.486,p0.05).在建立的TP反演模型中,指数函数模型精度最高,决定系数R~2为0.7829;在建立的SS、TUB反演模型中,多项式函数模型精度最高,决定系数R~2分别为0.7503、0.7334.经检验,TP、SS、TUB模型估测值与实测值线性拟合曲线的决定系数R~2分别为0.7374、0.8978、0.6726,满足水质要素反演的精度要求.最后利用建立的模型,结合多光谱影像数据,建立了东湖水域各参数的空间分布图,实现了水质参数的可视化,可为小微水域的污染防治提供技术支撑.     

基于高山湖泊沉积记录的贵州北部大气重金属污染历史重建

大气重金属污染是全球面临的主要环境问题之一,受监测资料的局限,目前我国在大气重金属污染的历史过程及其对偏远地区地表环境的影响方面的研究还较为薄弱.通过对贵州北部梵净山顶沉积物中金属元素含量和Pb同位素的分析,研究了近400年来Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb和Zn等大气污染的历史过程.公元约1800年之前,沉积物中金属元素含量较为稳定; 1800年以来,Cr、Cu、Ni和Zn等含量总体呈先增加后降低的趋势;而Cd、Hg和Pb含量逐渐增加.富集系数与207Pb/206Pb结果表明,Cd、Pb和Hg是典型的大气污染元素; Hg污染开始于公元1880年前后,Cd和Pb污染开始于20世纪50年代,近年来污染程度均逐渐加重.沉积记录反映的贵州北部梵净山地区目前大气Hg污染水平与我国东部其他远离人类活动直接影响的地区相当,但远高于欧美及青藏高原等地区;不同地区间Cd与Pb污染水平具有较大的差异.梵净山地区大气Hg污染可能受到全球和区域污染排放的共同影响,Cd和Pb污染主要来自于区域有色金属冶炼及燃煤等释放.     

Mechanisms of photochemical release of dissolved organic matter and iron from resuspended sediments

Photochemical reactions can alter the transformation of sedimentary organic matter into dissolved organic matter (DOM) and affect its ultimate fate in water ecosystems. In the present study, the photorelease of DOM and Fe from resuspended lake sediments was investigated under different O₂ and NO₃^? concentration conditions to study the mechanisms of DOM and Fe photorelease. The amount of photoreleased Fe, which ranged from 0.22 to 0.70 μmol/L, was significantly linearly correlated with the amount of photoreleased DOM. O₂ and NO₃^? could promote the photochemical release of DOM and Fe, especially during the initial 4 h irradiation. In general, the order of the photorelease rates of DOM and Fe under different conditions was as follows: NO₃^?/aerobic > aerobic ≈ NO₃^?/anaerobic > anaerobic. The photorelease rates of DOM and Fe were higher for the initial 4 hr irradiation than these for the subsequent 8 hr irradiation. The photorelease of DOM and Fe is thought to proceed via direct photodissolution and indirect processes. The relative contributions of indirect processes (>60%) was much greater than that of direct photodissolution (<40%). The photoproduced H₂O₂ under aerobic and anaerobic conditions indicated that hydroxyl radicals (?OH) are involved in the photorelease of DOM. Using ?OH scavengers, it was found that 38.7%, 53.7%, and 77.6% of photoreleased DOM was attributed to ?OH under anaerobic, aerobic, and NO₃^?/aerobic conditions, respectively. Our findings provide insights for understanding the mechanisms and the important role of ?OH in the DOM and Fe photorelease from resuspended sediments.     

上海市郊河流底泥氮磷释放规律的初步研究

上海市郊河流底泥有很高的氮、磷负荷。为了研究底泥氮、磷释放规律，取一定量的新鲜底泥在室内进行通气和厌气培养试验；同时，用鱼塘底泥作对照。结果表明：（1）厌气条件下，底泥NH3－N释放速率和释放量高于通气条件，培养液NH3－N可在较长时间内维持峰值水平；通气条件下，由于硝化作用较强，培养液NH3－N含量达到峰值后，迅速下降。（2）厌气条件下，底泥水溶态磷的释出量远远高于通气条件。厌气条件下释放的正磷酸盐大部分源自Fe-P的还原解吸。（3）鱼塘底泥氮、磷释放量高于河流底泥，但其氮、磷负荷却非最高，这与其含有大量的易降解性有机质有关。     

艾比湖表层沉积物重金属的来源、污染和潜在生态风险研究

以艾比湖为研究对象,通过采集表层沉积物样品,测定其中8种重金属(Cu、Pb、Zn、As、Hg、Cr、Ni、Cd)的含量,然后结合多种方法分析了其来源、污染状况及潜在生态风险.结果表明:1从偏度上看艾比湖表层沉积物中8种重金属的大小顺序为:HgCdPbZnAsCuCrNi.2多元统计分析表明8种重金属元素可以辨识为2个主成分;PC1为人为源因子,包括Cd、Pb、Hg和Zn,主要来源于各种农业污染;PC2为自然源因子,包括Cu、Ni、Cr和As,主要受自然地质背景控制.3地积累指数评价表明8种重金属的污染程度由高到低为:CdHgPbZnAsCuNiCr,在所有采样点中Pb、Cd和Hg均属于轻度和偏中度污染,Zn、As、Cr、Ni和Cu在大多数样点为无污染水平.4潜在生态风险评估表明,沉积物中重金属的潜在生态风险主要由Cd、Hg和Pb引起,三者贡献分别为42.6%、28.6%和24.0%,Cd是最主要的生态风险因子,其次是Hg、Pb,各采样点中8种重金属的潜在生态风险指数(RI)均小于150,为低的生态风险.研究表明总体看艾比湖表层沉积物中重金属含量较少,生态风险较低,但重金属Cd、Pb的含量较高.     

重金属元素BCR提取法及在太湖沉积物研究中的应用

采用BCR提取法,HCl-HNO3-HF消化法和ICP-AES仪器测定了西太湖沉积岩芯中Cu,Fe,Mn,Ni,Pb和Zn 6种重金属元素不同形态的质量分数.结果表明:采用BCR方法对太湖沉积物重金属元素形态进行提取,提取结果具有较高的精度和稳定性;受元素地球化学性质及沉积物理化性质的影响,Cu,Fe,Ni和Zn以残渣态为主;Mn以可交换态及碳酸盐结合态为主;Pb的有机物及硫化物结合态,Fe/Mn氧化物结合态以及残渣态的质量分数基本一致;重金属元素Fe/Mn氧化物结合态的质量分数与可还原态Mn质量分数有较好的正相关性,有机物及硫化物结合态的质量分数与有机质质量分数相关性较好.      

三峡库区沉积物中镍污染特征评价

截至2017年10月,三峡库区已连续第8年实现175 m蓄水目标.为了研究三峡库区在175 m运行条件下,基于不同水文情势Ni的时空变化,探求水库调度运行对库区内Ni含量的影响,并建立库区水环境中Ni元素污染评价体系.于2015年12月至2017年6月连续4个水期采集水体表层沉积物共173个,利用电感耦合等离子体质谱仪(ICP-MS)测定了沉积物中的Ni含量,发现三峡库区4个水期沉积物中Ni的平均含量均高于长江流域沉积物背景值和土壤背景值;从空间变化看,干流Ni含量从上游至下游呈增加趋势,支流Ni含量高于干流,且下游支流的Ni含量明显高于上、中游;从时间变化看,在175 m运行条件下,Ni含量较为稳定,且有降低的趋势,此外沉积物中Ni含量并未因枯、丰水期的影响而产生明显变化;同时建立了三峡库区Ni的地球化学基线模型,连续4个水期沉积物中Ni的基线值分别为47. 0、44. 2、42. 9和41. 9 mg·kg~(-1),位于中、下游的干、支流Ni含量明显受到人类活动的影响;分别以Ni的全球背景值,长江沉积物背景值和地球化学基线值为参考值进行污染评价对比,采用地积累指数法研究发现,三峡库区水环境除干流沿岸的丰都县和秭归县归州镇附近存在Ni的无至中度污染,其余均不存在污染;采用潜在生态风险评价方法发现Ni含量存在轻微潜在生态危害.采用地球化学基线值为参考比采用全球背景值和长江沉积物背景值得到的评价结果更科学,更能适应不同地域的时空变化.     

珠江三角洲河流沉积物中的壬基酚

对珠江三角洲河流表层沉积物中的壬基酚(NP)进行了分析.结果表明,NP在所有样品中均有检出,其含量范围在110～7808ng/g之间.其中,珠江广州河段污染水平最高,狮子洋水道明显低于上游珠江广州河段,东江位居其后,西江最低.沉积物中总有机碳(TOC)的分布特征与NP相似,相关分析显示TOC与NP之间显著性相关.     

浙江海岸带泥质滩涂物源示踪研究：来自矿物包裹体中磁性矿物的证据

土地资源是浙江沿海地区发展的重要限制性因素。丰富的滩涂资源一直被视为当地最重要的后备土地资源。准确示踪其物质来源,是科学管理滩涂的重要基础。由于在海水中的长期浸泡,矿物被部分溶解,进而影响沉积物的地球化学和矿物学性质,增加示踪结果的不确定性。通过矿物包裹体的磁学特征研究浙江沿海滩涂的物质来源,由于不受海水溶蚀影响,其结果更可靠。对浙江滩涂沉积物中矿物包裹体的环境磁学研究发现：（1）样品的主要载磁矿物依然是磁铁矿;（2）磁铁矿的含量明显降低,饱和等温剩磁（SIRM）值为9.1—28.6×10⁻⁵ Am²∙kg⁻¹,仅是原样的2%—8%;（3）样品的赤铁矿与磁铁矿比重较原样明显降低。酸处理后样品的磁化率值（χ）仅为1.0×10⁻⁸—2.3×10⁻⁸ m³∙kg⁻¹,极易受到测量误差的影响,因此无法准确反映样品中磁铁矿含量的空间分布特征,而在强磁场下获得的磁学参数更适合于矿物包裹体的环境磁学研究。基于非磁滞剩磁磁化率（χ _ARM）、SIRM及饱和等温剩磁退磁参数的散点图和模糊聚类方法可以区分长江和浙江当地河流的物质,是可信赖的物源示踪手段。根据矿物包裹体的磁学特征,提出浙江滩涂沉积物主要来源于当地河流的悬浮颗粒物。     

Chlorinated Hydrocarbons in Surface Sediments From the Open Adriatic

This paper presents the results of the examination of concentrations of chlorinated hydrocarbons in surface sediments from the middle of the Adriatic. the sampling area was chosen as part of the protection programme of the Adriatic Sea and is located at two transverse transects, each consisting of four stations. the sediments were collected during the summer cruise of 1990. Quantification of individual components was performed by Capillary Gas Chromatography (CGC) using reference standards. Areal distribution of the concentrations of HCB, lindane, DDT and its metabolites, dieldrin, endrin and PCBs are presented. the values obtained varied within a wide range of concentration from 20 pg/g dry weight for lindane to 700 pg/g dry weight for Σ DDT and the sum of PCBs as Aroclor 1254 from 0.3 to 6.6 ng/g.

The main source of these compounds is thought to be from suspended matter entering the Adriatic sea via the River Po and transported by currents to its middle part.