区域水化学条件对淮南采煤沉陷区水域沉积物磷吸附特征的影响研究

在淮南潘谢采煤沉陷区水域的潘集(PJ)、顾桥(GQ)、谢桥(XQ)各选一研究站点,研究区域水化学条件下溶液离子组分对表层沉积物磷(P)吸附特征的影响.等温吸附实验分别在纯水、NaCl、CaCl2、NaHCO3和NaHCO3+CaCl2共5组环境溶液中进行,其中前4组设置为探讨各组分对P吸附的单独作用,最后1组代表各组分的综合作用.结果表明,环境溶液设置对P的吸附特征有重要影响,Ca2+能显著增强沉积物对P的吸附潜能,而弱碱性环境(NaHCO3组)则不利于沉积物对P的吸附,实际水化学条件下的作用则表现为二者的综合,但Ca2+增强作用要显著大于碳酸盐弱碱性缓冲体系的弱化作用.3个站点沉积物P的零吸附平衡浓度(EPC0)的均值分别为0.059、0.032和0.040 mg·L-1,总体上有向水体释磷的趋势,PJ站点释放潜能要高于GQ和XQ站点,与研究水域营养水平密切相关.由于特殊的沉积环境,研究水域P释放潜能比富营养化程度较高的湖泊要弱,接近于营养水平较低的水体.     

长江口潮滩沉积物中PCBs及其空间分布

应用具^63Ni电子捕获检测器的气相色谱仪，分析了长江口潮滩沉积物PCBs，及其在不同微地貌单元的分布趋势：高潮滩＞中潮滩＞低潮滩，PCBs与ToC存在线性相关关系，并与＞63μm的颗粒物体积百分含量呈显著线性相关关系，推测沉积物中PCBs以低氯同系物为主。大型排污口附近、水动力弱的高潮滩PCBs相对富集。比较国内外不同地区，本区PCBs污染并不严重，但检出率为100％，新生沙岛九段沙潮滩同样检出PCBs污染，因此应当密切关注长江口潮滩环境中PCBs污染的发展。     

巢湖沉积物中磷蓄积时空变化及人为污染定量评价

研究了巢湖表层沉积物及西部湖心区沉积岩芯中总磷(TP)及NaOH提取态磷(NaOH-P)、HCl提取态磷(HCl-P)、有机磷(OP)含量变化,揭示了沉积物中磷的人为污染贡献量时空变化特征.1850年以来,西部湖心区沉积岩芯中TP呈明显的3段式变化,1850～1950年,TP含量较为稳定;1950～1980年,TP含量逐渐增加;1980年以来,TP含量达到近150年来的最大值,平均为858.3 mg.kg-1.沉积岩芯中NaOH-P及OP含量变化趋势与TP一致,但NaOH-P所占TP质量分数在上述3个阶段中逐渐增加,OP所占TP质量分数相对稳定;沉积岩芯中HCl-P含量较为稳定,所占TP质量分数逐段降低.表层沉积物中NaOH-P与TP含量空间变化规律一致,总体上为西部湖区>东部湖区,北部湖区>南部湖区.采用地球化学方法对沉积物中磷含量"粒度效应"进行矫正,计算得到1850年以来上述3个阶段沉积岩芯中磷的人为污染贡献量平均分别为59.5、118.8、297.9 mg.kg-1;表层沉积物中磷的人为污染贡献量为22.9～2 500.0 mg.kg-1,由西北部湖区向东南部湖区递减,与水体TP质量浓度变化趋势完全一致.人为污染贡献的磷主要以NaOH-P结合态蓄积于巢湖沉积物中.除了农业面源污染之外,通过南淝河输入的来自合肥等城市废水是西部湖区磷污染的主要"贡献者".     

埕岛油田海域重金属含量分布与生态环境质量评价

根据2009年埕岛油田海域环境调查资料,分析了海域内海水和表层沉积物中重金属的含量分布,并对其生态环境进行了质量评价和生态风险评价。结果表明:调查海域海水和表层沉积物中重金属的含量总体水平较低,均优于海水质量Ⅱ类标准和海洋沉积物质量Ⅰ类标准。除海水中Zn、Hg和表层沉积物中Cu外,海域内重金属的分布差异性较小,近岸重金属总量略高于远岸。质量评价表明,调查海域海水整体上为清洁水平,表层沉积物为较清洁水平,后者污染程度较前者偏重。生态风险评价表明,各站位表层沉积物均存在中低度的生态风险,部分站位As、Cu、Pb、Cr将偶尔发生不利生物毒性效应,7种重金属的生物毒性大小依次为:As>Cr>Zn>Pb>Cu>Hg>Cd。     

低分子有机酸对三峡库区沉积物吸附Pb2+影响研究

以长江三峡库区万州段消落带区的沉积物为研究对象,通过等温吸附平衡实验研究不同浓度的柠檬酸、草酸对沉积物吸附Pb2+的影响.实验结果表明:消落带沉积物对Pb2+的吸附量随着Pb2+离子平衡浓度的增加而增大,Pb2+平衡浓度在0.08～80 mg/L时,其最大吸附量为8 762.00 mg/Kg.不同浓度的柠檬酸、草酸会在不同程度上抑制沉积物对Pb2+吸附,2 mmol/L柠檬酸对沉积物吸附Pb2+的能力是浓度为4 mmol/L时的1.12倍,草酸条件下为1.02倍.即高浓度的低分子有机酸抑制消落带沉积物对Pb2+的吸附.     

太滆南运河入湖河口沉积物氮素分布特征

为研究入湖河口沉积物中氮素的存在形态和空间分布状况,于2012年4月在太滆南运河入湖河口区采集沉积物柱状样品并对沉积物中的氮素进行了测定分析.结果表明,NH+4-N、TN和Org-N在表层沉积物中的沉积具有一定的同步性.NH+4-N与Org-N、TN均呈显著正相关(P<0.05),Org-N和TN呈极显著正相关(P<0.01);Org-N是入湖河口表层沉积物氮素的主要成分,平均值为2 843.77 mg·kg-1,占TN的质量分数为93.38%;氮素的水平分布存在差异:TN和Org-N的含量在入湖河干流延伸方向上,随距离的增加而逐渐降低,在偏离干流延伸方向上,呈"W"型波动变化.NH+4-N含量在距河口100 m内迅速下降,100 m后在波动中保持低水平.NO-3-N含量在0~800 m内保持平衡,800 m后迅速升高;氮素的垂直分布存在差异:在入湖河干流延伸方向,NH+4-N含量随沉积物深度的增加而升高,NO-3-N呈现出底层富集向表层富集转变的趋势,TN和Org-N的含量自表层向底层富集.     

黄东海表层沉积物中磷的分布特征

于2011年3~6月分两个航次在黄东海采集了表层沉积物样品,测定了其中总磷(TP)、无机磷(IP)和有机磷(OP)的含量.结果表明,TP的变化范围为10.50~24.10μmol·g-1,IP的变化范围为7.14~17.10μmol·g-1,IP是TP的主要赋存形态,平均占TP的70%以上;黄东海大部分站位IP与TP的百分比在50%~90%之间,有4个站位的百分比高于90%,都分布在东海.沉积物中磷的含量和平面分布特征受到人类活动、物质来源、沉积物的粒度、沉积环境和水文条件等多种因素的影响.黄东海沉积物中总磷的埋藏通量呈现出区域性的差异,埋藏通量主要受沉积速率、沉积物的孔隙度和底层水含氧量等多种因素的影响,其中沉积物中总磷的含量和沉积速率是决定埋藏通量大小的关键因素.     

外源硫酸盐介入下沉积物磷释放、解磷微生物及磷酸酶活性的变化

人类生产活动导致湖泊水体硫酸盐浓度日益增加,硫酸盐与沉积物中磷之间的关系引起关注.该研究以武汉东湖水和沉积物为研究对象进行实验室模拟,研究为期近一年且温度变化的条件下外源硫酸盐对沉积物释磷及微生物的作用.结果表明,硫酸盐输入使沉积物pH和氧化还原电位(E h)总体呈降低趋势.外源硫酸盐促进了沉积物磷的释放,输入硫酸盐(S500)与对照(CK)之间的上覆水存在显著差异(p0.01),S500的上覆水中总磷浓度最高值达0.33 mg·L-1,为对照的2倍.湖泊沉积物中有机磷解磷菌的数量高于无机磷解磷菌,上层沉积物解磷菌的数量和沉积物总磷的含量之间呈负相关.S500的沉积物中磷酸二酯酶活性高于磷酸单酯酶活性,且不同分层沉积物磷酸单酯酶活性和磷酸二酯酶活性之间的正相关性达到显著水平.温度升高,磷酸酶的活性逐渐增强,促使沉积物内源磷释放量增加.     

菲的淡水沉积物环境预测无效应浓度推导

近年来PAHs(多环芳烃)因其持久性、生物蓄积性和毒性而备受关注. 菲是我国沉积物中普遍检出的一种优控PAHs,具有独特的“K”区和“湾”区结构,常作为研究PAHs环境效应的模式化合物. 以菲为研究对象,搜集、整理其对我国本土水生生物的急、慢性毒性数据,运用TGD(欧盟风险评价技术导则文件)推荐的平衡分配法,推导菲的淡水PNEC_sed(沉积物环境预测无效应浓度,以干质量计). 结果表明:共获得4门7科的17个急性毒性数据和5门7科的10个慢性毒性数据;物种敏感性分析显示,鱼类对菲较为敏感. 采用平衡分配法推导菲的淡水PNEC_sed为256.9 μg/kg,该值可为我国水体沉积物中菲的生态风险评价提供参考.比较结果显示,我国大部分淡水沉积物中实测w(菲)未超过PNEC_sed,其生态风险较小;巢湖和黄河兰州段个别采样点的w(菲)超过菲的淡水PNEC_sed,分别是菲的淡水PNEC_sed的1.02和3.23倍,高w(菲)可能会对水生生物造成危害.      

沅江入湖河床沉积物重金属污染演化地球化学分析

对沅江入湖河段河床沉积物进行钻探取样,利用电感耦合等离子质谱仪(ICP-MS)分析沉积物重金属等微量元素的含量,并利用210Pb法测定沉积物沉积速率.同时,在分析沉积物重金属污染特征的基础上,探讨沉积物重金属污染的演化过程.结果表明:沉积物中Bi、Cd、Mn、Mo、Zn、Pb等重金属含量变化大、分布不均匀,而Sc、Tl、Rb、Cs、V、Co、Zr、Hf、Nb、Ta、Ga、Ge、Rb、Sr、REEs(稀土元素)等微量元素含量变化小,分布相对均一.微量元素富集特征(EF值)和主成分分析结果显示,沉积物中Cu、Sc、Tl、Rb、Cs、Th、U、V、Co、Zr、Hf、Nb、Ta、Ga、Ge、Rb、Sr、REE等微量元素主要为自然源,而Bi、Cd、Mn、Zn、Pb等重金属则既有自然源的影响,又有人为源的贡献.地累积指数(Igeo)评价结果显示,入湖段沉积物存在Cd-Mn-Zn-Pb-Bi等元素组合的重金属污染,且沉积物自下而上分布有中深部(204~192 cm)、中上部(96~64 cm)、浅表部(64~0 cm)3个重金属污染层.上述3个重金属污染层可能对应于3个期次的重金属污染事件,即早期(1913年前)的零星重金属污染、中期(建国初期至改革开放初期,1963—1979年)的中等强度重金属污染、近期(1979年至今)高强度重金属污染.且自早期到近期,沉积物重金属污染程度增强,污染元素组合趋于复杂化.沅江入湖河床沉积物的上述3期重金属污染可能对洞庭湖沉积物产生直接影响.