滇池沉积物中主要污染物含量时间分异特征研究

基于滇池10个监测点(1991~2010年)表层沉积物中主要污染物(Cd、Cr、Cu、Hg、Pb、Sn、Zn、TP以及KN)含量数据,利用SOM自组织映射神经网络对污染物时间演变特征进行识别.将1991~2010年分为4个阶段,1991~1995年低含量阶段;1996~2001年高含量阶段;2002~2006年含量波动阶段;2007~2010年含量回落阶段.各沉积物中污染物的变化模式不尽相同,但各类重金属含量峰值多集中出现在1996~1999年、2005~2007年2个时间段内.在污染物含量变化的时序分析基础上,参考入湖污染负荷、污染源普查数据等相关资料,分析人类活动对滇池沉积物中主要污染物的影响,发现人类活动对沉积物中污染物含量变化的影响很大,在污染物排放量大的时期,沉积物中污染物含量也会随之出现明显升高,在采取污染控制及治理措施后,沉积物中污染物含量会随之下降.     

废旧电器拆解区河流沉积物中多溴联苯醚(PBDEs)的污染特征与生态风险

在流经某废旧电器拆解区域的河段中采集沉积物样品,研究了该区域河流中多溴联苯醚(PBDEs)的污染特征和生态风险.结果表明,在所有沉积物样品中PBDEs含量在101~20400 ng·g-1之间,平均浓度为3700 ng·g-1,其中主要单体为BDE209,在23个样品中的平均比例达到94%以上;在河流中分布呈现出上游和下游低,中游高,而下游平均浓度比上游高的趋势,在拆解园区附近浓度达到最高;与其它地区相比,该地区PBDEs污染相对较为严重;废旧电器的拆解是该区域沉积物中PBDEs污染主要来源.经测算,当地近40年的拆解活动中共向该河流中排放了多溴联苯醚0.39 t,其中BDE209为0.36 t;采用危害商数法对沉积物中PBDEs进行了初步的生态风险评估,结果表明,该河流沉积物中OctaBDEs和DecaBDEs生态风险较低,而PentaBDEs则风险较高,可能对环境造成危害.     

淡水沉积物中重金属对底栖生物毒性及其生物有效性研究

以淡水单孔蚓(Monopylephorous limosus)、伸展摇蚊(Chironomus tentans)为受试生物,以生长抑制率、死亡率、自断率为测试终点,研究了沉积物中5种重金属(Cu、Cd、Ni、Pb、Zn)对底栖生物的毒性效应,探讨了沉积物中酸挥发性硫化物(Acid Volatile Sulfide,AVS)和同时提取金属(Simultaneously Extracted Metals,SEM)与生物毒性之间的关系.结果表明:5种金属加标沉积物对淡水单孔蚓和伸展摇蚊的毒性顺序分别是Cd(LC50281 mg·kg-1)Ni(LC50646 mg·kg-1)Cu(LC50830 mg·kg-1)Pb(LC501040 mg·kg-1)Zn(LC501320 mg·kg-1);Cd(LC5026.3 mg·kg-1)Pb(LC50248 mg·kg-1)≈Cu(LC50256 mg·kg-1)Ni(LC50343 mg·kg-1)Zn(LC501400 mg·kg-1).当SEM/AVS1时,除Cd外其他4种金属对淡水单孔蚓、伸展摇蚊幼虫均表现出较为明显的毒性效应,而且Pb、Ni、Zn对两种生物的毒性效应与SEM/AVS值之间表现出良好的一致性,说明SEM/AVS可以较好的反映沉积物中重金属的生物有效性.     

镇江老城区古运河沉积物氮及有机质垂向分布及污染评价

为揭示镇江老城区古运河沉积物中氮及有机质的垂向分布特征及污染状况,分别采集古运河老城区上游电力路桥(D)和下游南水桥(B)两个沉积物柱状样,分析其总氮(TN)、有机氮(Org-N)、氨氮(NH+4-N)、硝氮(NO-3-N)及有机质(O.M)含量、C/N比的垂向分布特征,并通过富集系数及污染物的综合评价,揭示古运河沉积物中污染物的演化规律和污染状况.结果表明:①D点TN、Org-N、NH+4-N、NO-3-N以及O.M的平均值分别为366.33 mg·kg-1、348.02 mg·kg-1、89.47 mg·kg-1、13.51 mg·kg-1、0.43%,B点则分别为940.23 mg·kg-1、893.22 mg·kg-1、169.48 mg·kg-1、15.19 mg·kg-1、0.76%,以上指标均表现为D0.05),表明以上两个采样点沉积物对营养元素的富集过程相似;④D和B两点沉积物TN与O.M均无显著性相关,判断以上两点沉积物TN可能主要来自于外源污染;⑤有机指数评价结果显示,D和B两点有机污染呈现出清洁状态,有机氮则在较清洁、尚清洁范围.     

掺杂生物膜组分对黄河乌海段表层沉积物吸附Cd^2＋的影响研究

以生物膜主要组分水铁矿和腐殖酸作为掺杂吸附剂,分析了掺杂前后黄河乌海段表层沉积物对重金属Cd^2＋的吸附特性,探讨了吸附时间、Cd^2＋初始浓度和pH对沉积物吸附Cd^2＋的影响,对吸附动力学和吸附等温线进行了拟合并计算了分配系数。结果表明：腐殖酸和水铁矿掺杂比例的提高增强了沉积物对cd^2＋的吸附能力;掺杂生物膜主要组分对黄河乌海段水体Cd^2＋的吸附过程更符合Langmuir等温吸附曲线（R^2≥0．99,P≤0．02,n=7）;掺杂腐殖酸和水铁矿后沉积物对cd^2＋的分配系数分别为：6．2959和2．7110,二者均高于未掺杂沉积物对Cd^2＋的分配系数（0．8626）,说明掺杂腐殖酸的吸附效果优于掺杂水铁矿的吸附效果;另外,溶液pH对沉积物吸附Cd^2＋影响显著。     

山东南四湖沉积物中汞的污染现状及迁移研究

通过测定南四湖及其入湖河流沉积物中总汞和形态含量,研究南四湖沉积物中汞的污染现状及空间迁移特征.南四湖表层沉积物中总汞含量为0.046 mg·kg-1,明显高于其环境背景值,表明南四湖受到一定程度的汞污染;沉积物中汞的形态主要以残渣态为主,占总汞含量的65.15%,非残渣态占总汞比例相对较小,依次为有机结合态(30.61%)、可提取态(2.93%)、铁锰氧化态(1.31%),其空间变化为独山湖区和昭阳湖区非残渣态汞含量较低,南阳湖区和微山湖区相对较高,具有一定的潜在生态危害;从水平方向来看,南四湖表层沉积物中汞含量具有明显差异,各湖区污染程度不同,汞在水平方向迁移较明显;垂直方向来看,从柱状沉积物底部到顶部汞的含量呈增加趋势,这可能与不同时期社会经济状况有关.     

沉积物中多环芳烃对反硝化功能基因垂直分布的影响

研究了沉积物中PAHs对特定反硝化功能基因垂直分布的影响,以建立反硝化条件下PAHs和各阶段反硝化反应之间的关系.2011年3月,对珠江广州河段珠江大桥、黄沙码头和二沙岛三处具有代表性的区域沉积物进行采集,对沉积物PAHs污染和特定反硝化功能基因(narG、nirS、nosZ和nrfA)的垂直分布特征进行了研究,并通过多变量技术建立了反硝化条件下PAHs和特定反硝化功能基因之间的关系.典范对应分析(CCA)表明,硝酸盐异化还原反应和高环PAHs之间联系密切.PAHs对nosZ编码基因影响最为明显,即对反硝化作用氧化亚氮还原阶段抑制作用最强.除氧化亚氮还原阶段外,其他各阶段反硝化细菌普遍体现出对高环PAHs的适应性,特别是含有异化亚硝酸盐还原酶编码基因(nrfA)的微生物可能具有潜在的高环PAHs厌氧降解能力.亚硝态氮还原酶编码基因(nirS)表现出特异性,需要进一步深入研究.     

海洋沉积物中硫酸盐还原菌和硫氧化菌群落分析方法的比较

硫酸盐还原菌(sulfate-reducing prokaryotes,SRP)和硫氧化菌(sulfur-oxidizing prokaryotes,SOP)在硫的生物地球化学循环中发挥着极为重要的作用.本文以SRP作为高丰富度高多样性菌群代表,针对于SRP所共有的异化型亚硫酸盐还原酶(dissimilatory sulphite reductase,DSR)中的β亚基基因(dsr B),通过克隆文库技术、454高通量测序技术和Illumina高通量测序技术对其群落特征进行比较分析.结果表明,Illumina高通量测序技术优于454高通量测序技术和克隆文库技术,特别在低丰度物种的检测方面,Illumina高通量测序技术具有明显优势.以SOP soxB基因(~750 bp)作为较长基因片段的代表,分别采用454高通量测序技术和Illumina单端高通量测序技术对SOP群落组成和多样性信息进行比较分析,结果表明,454高通量测序技术在读长上的优势并未体现出来,而Illumina单端高通量测序技术优于454高通量测序技术.     

A zero-valent iron and organic matter mixture enhances herbicide and herbicide degradation product removal in subsurface waters

The pesticide atrazine,its degradation products,and 2,6-dichlorobenzamide(BAM) are persistent in groundwater environment.We studied whether their dissipation can be enhanced with a mixture of a complex carbon source and zero-valent iron(ZVI) called EHC.The application rates were 1.0% and 2.0%(by weight) in subsurface sediments slurries(atrazine 30 mg/L),and 2.0% in 1.5 m pilot-scale sediment columns with groundwater flowing through(atrazine 0.08,desethylatrazine DEA 0.03,BAM 0.02 μg/L).In the slurries under aerobic conditions,atrazine of 0.88 ± 0.14 mg/g of EHC was dissipated chemically,as concentrations did not differ significantly between the slurries and their sterilized controls.No degradation occurred in the slurries under anaerobic conditions.In the pilot-scale columns under water-saturated conditions,atrazine,DEA and BAM were not detected in effluents during 33,64 and 64 days from the beginning of the water flow through EHC columns,respectively,but thereafter traces of compounds could be detected.No atrazine or degradation products(BAM,DEA,deisopropylatrazine,desethyldeisopropylatrazine) could be extracted from the column sediments at the end of the experiment.As a result,the sum of dissipated pesticides was about7.6 μg/g of EHC in columns under water-saturated conditions,and 0.88 mg/g of EHC in slurries under aerobic conditions.EHC can be used to enhance the dissipation of studied pesticides in small quantities,preferentially under aerobic conditions.     

绿潮硬毛藻分解对天鹅湖水体氮磷水平的影响

为了解绿潮硬毛藻衰亡分解对上覆水体营养水平的影响,以荣成天鹅湖不同湖区的沉积物和暴发的硬毛藻为试材,通过室内模拟研究了藻类分解过程中水体氮磷水平及理化性质的变化,并评价了不同湖区沉积物中氮磷的释放潜力.结果表明:硬毛藻衰亡分解使上覆水体中ρ(TN)和ρ(NH₄+-N)均明显上升,并且前期(0~16 d)上升较快,ρ(TN)和ρ(NH₄+-N)最高分别可达12.40和7.98 mg/L;水体中ρ(TP)和ρ(SRP)表现为前期变化不大,19 d后大幅增加,含量变幅分别为0.02~1.14和0.01~0.40 mg/L.在试验中后期(约16 d后),不同湖区沉积物处理的水体中ρ(TN)、ρ(NH₄+-N)、ρ(TP)、ρ(SRP)均表现为有沉积物含藻处理>无沉积物含藻处理>有沉积物无藻处理.在藻分解的条件下,不同湖区沉积物的氮磷释放能力存在很大差异,氮释放量的顺序为湖中心>西北部>南部,而磷表现为西北部>湖中心>南部.在硬毛藻绿潮的衰亡阶段,由于初期藻体营养盐的直接释放和后期促进沉积物内源释放的间接影响,水体中ρ(TN)和ρ(TP)均明显增加,进而加重了天鹅湖水体的富营养化水平.