五里湖不同疏浚深度沉积物对氮磷释放的影响

对太湖东五里湖区污染沉积物样模拟了3种不同疏浚深度(0cm、30cm和60cm)下的60d形态氮磷释放实验,并对沉积物间隙水中氮磷的变化进行了分析。研究结果表明:疏浚与未疏浚比较,疏浚初期的0~10d内,沉积物对上覆水NH4 -N、NO2--N和TN释放增大,NO3--N释放减小,与疏浚后沉积物扩散层变薄和好氧环境的抑制有关,而对PO43--P、TP疏浚后次日出现短暂的释放现象外,此后均处于明显的磷释放受抑状态;疏浚约10d后,沉积物各氮磷形态释放出现分异现象,沉积物对水体的TN和TP释放受到显著抑制,其中20d后上覆水中NH4 -N含量的上升和PO43--P的缓慢增加,预示着底泥疏浚后仍有内源负荷回复的可能。     

Exceedance of modern ‘background’ fine-grained sediment delivery to rivers due to current agricultural land use and uptake of water pollution mitigation options across England and Wales

Excessive loss of fine-grained sediment to rivers is widely recognised as a global environmental problem. To address this issue, policy teams and catchment managers require an estimate of the ‘gap’ requiring remediation, as represented by the excess above ‘background’ losses. Accordingly, recent work has estimated the exceedance of modern ‘background’ sediment delivery to rivers at national scale across England and Wales due to (i) current agricultural land cover, cropping and stocking, and (ii) current land use corrected for the uptake of on-farm mitigation measures. This sectoral focus recognises that, nationally, agriculture has been identified as the principal source of fine sediment loss to the aquatic environment. Two estimates of modern ‘background’ sediment loss, based on paleolimnological evidence, were used in the analysis; the target modern ‘background’ (TMBSDR) and maximum modern ‘background’ (MMBSDR) sediment delivery to rivers. For individual (n = 4485) non-coastal water bodies, the sediment ‘gap’ in excess of TMBSDR and MMBSDR, due to current land cover, cropping and stocking, was estimated to range up to 1368 kg ha⁻¹ yr⁻¹ (median 61 kg ha⁻¹ yr⁻¹) and 1321 kg ha⁻¹ yr⁻¹ (median 19 kg ha⁻¹ yr⁻¹), respectively. The respective ranges in conjunction with current land cover, cropping and stocking but corrected for the potential impact of on-farm sediment mitigation measures were up to 1315 kg ha⁻¹ yr⁻¹ (median 50 kg ha⁻¹ yr⁻¹) and 1269 kg ha⁻¹ yr⁻¹ (median 8 kg ha⁻¹ yr⁻¹). Multiplication of the estimates of excess sediment loss corrected for current measure uptake, above TMBSDR and MMBSDR, with estimated maximum unit damage costs for the detrimental impacts of sediment pollution on ecosystem goods and services, suggested respective water body ranges up to 495 £ ha⁻¹ yr⁻¹ and 478 £ ha⁻¹ yr⁻¹. Nationally, the total loss of sediment in excess of TMBSDR was estimated at 1,389,818 t yr⁻¹ equating to maximum environmental damage costs of £523 M yr⁻¹, due to current structural land use, compared to 1,225,440 t yr⁻¹ equating to maximum damage costs of £462 M yr⁻¹ due the uptake of on-farm sediment control measures. The corresponding total loss of sediment in excess of MMBSDR was estimated at 1,038,764 t yr⁻¹ equating to maximum damage costs of £462 M yr⁻¹, compared with 890,146 t yr⁻¹ and £335 M yr⁻¹ correcting excess agricultural sediment loss for current implementation of abatement measures supported by policy instruments. This work suggests that the current uptake of sediment control measures on farms across England and Wales is delivering limited benefits in terms of reducing loadings to rivers and associated environmental damage costs.     

底泥对洋河水库微囊藻和鱼腥藻生长影响的研究

采用批量培养的方法研究洋河水库底泥浸出液对洋河水库微囊藻和鱼腥藻生长的影响.结果表明,厌氧条件底泥浸出液对鱼腥藻生长速率有促进作用,添加2%、20%、50%的厌氧底泥浸出液的鱼腥藻生长速率比M11培养基中分别高出36.6%、47.2%、36.0%;而添加厌氧底泥浸出液对微囊藻生长有抑制作用,微囊藻最大生物量随底泥浸出液的添加量增加而减小.与添加厌氧底泥浸出液相比,添加好氧条件的底泥浸出液对鱼腥藻生长速率也有一定的促进作用,添加20%的好氧底泥浸出液的鱼腥藻生长速率比M11培养基中高出37.2%;而添加好氧底泥浸出液对微囊藻生长影响不明显.在添加厌氧底泥浸出液的培养基中增加铁,则微囊藻的最大生物量显著增加,表明底泥浸出液对微囊藻生长的影响可能是较高浓度的有机质与铁的结合影响了微囊藻对铁的利用.     

硅在湖泊沉积物上的吸附特征及形态分布研究

以乌梁素海(WLSH)和岱海(DH)表层沉积物为吸附剂,开展了硅在沉积物上的等温吸附及形态再分布实验研究.结果表明,在低浓度梯度范围内(≤3.00 mg.L-1),硅在乌梁素海和岱海沉积物上的吸附行为均可用线性模型描述,且2个湖泊沉积物分别处于吸附硅和解吸硅的吸附/解吸反应的不同阶段;Langmuir交叉型吸附等温式、Freundlich交叉吸附等温式和Temkin交叉型吸附等温式均能较好地描述硅在2个湖泊沉积物上的吸附行为,结合沉积物自身吸持硅(NAS)和吸附/解吸平衡浓度(ESC0),阐释了2个湖泊沉积物对硅的源汇作用;以硅的形态再分布为基础,揭示沉积物中离子交换态(IEF-Si)释放硅能力,同时也不能忽视铁锰氧化物结合态(IMOF-Si)和有机物硫化物结合态(OSF-Si)的可持续释硅能力,可为探讨真实环境体系中硅的吸附/解吸机制,阐释湖泊富营养化的营养盐限制机制及营养盐耦合作用对碳循环拉动机制等提供理论依据和基础数据.     

泮河底泥中重金属污染及潜在生态危害评价

在对泮河污染现状调查与分析的基础上,采用地累积指数法和Hakanson潜在生态危害指数法对泮河底泥中重金属污染程度和生态危害进行了评价。结果表明,泮河底泥已经不同程度的受到了Cu、Zn、Cr、Cd、Hg的污染;各种重金属的污染程度为:Hg>Cd>Cr>Cu>Zn>Pb。对泮河底泥重金属的潜在危害评价显示,以当地背景值作为参比值进行评价,泮河属于严重的潜在生态风险程度,主要贡献因子是Hg和Cd。     

荣成天鹅湖沉积物有机磷的生物有效性及其时空动态

有机磷是沉积物磷的重要组成部分,有机磷经酶水解后可以提供活性磷.研究沉积物有机磷的生物有效性及其变化规律对于深入了解湖泊富营养化形成机制具有重要意义.本研究选取富营养化的海岸泻湖—荣成天鹅湖湿地为研究对象,通过采集表层沉积物,结合酶水解技术分析了有机磷的生物有效性及其时空变化规律.结果表明,天鹅湖沉积物有机磷含量为107.9~161.9 mg·kg~(-1),平均含量为125.3 mg·kg~(-1).其中潜在生物有效性磷即酶水解有机磷含量为21.8~100.3 mg·kg~(-1),平均含量为53.2 mg·kg~(-1),占有机磷含量的26%~56%.有机磷的潜在的生物有效性大小遵循:植酸磷(21.5 mg·kg~(-1))≈二酯磷(20.7 mg·kg~(-1))磷酸单酯磷(14.1 mg·kg~(-1)).酶水解有机磷(包括Monoester-P、Phytic-P)的含量呈夏秋低,冬春高的特点.有机磷空间分布不均衡,有机磷主要分布集北部入河口和南部藻类区域,这和不同方位污染物质的来源、水生动植物的分布和沉积物粒度等差异有关.相关性分析表明,金属氧化物(Al、Fe、Mg、Ca)是有机磷的主要结合介质,金属氧化物含量和形态变化将决定有机磷分解矿化和生物有效性.总之,有机磷的水解是水体活性磷的重要补偿途径,也是维持天鹅湖富营养化的重要机制.在水体磷污染治理过程中应把有机磷纳入评价范畴,应该防止沉积物有机磷的矿化分解.     

福建主要贝类养殖区表层沉积物重金属和有机质的含量及其相关性

根据1998年4月对福清湾、湄洲湾北部、湄洲湾南部、旧镇湾等4个贝类养殖区的调查资料,分析了表层沉积物重金属、有机质的含量及其相关性。结果表明：表层沉积物的Cu、Pb、Cd、Zn和有机质含量除1个样品的Pb外,其余均符合一类海洋沉积物质量标准,质量状况良好。各重金属元素之间呈显著的正相关,与有机质也呈很好的正相关关系。     

黄河口近岸海域沉积物酸可挥发性硫化物(AVS)的研究

测定了黄河口近岸海域11个站位表层沉积物样品的酸挥发性硫化物(AVS)和同步浸提重金属(SEM)含量,对AVS、SEM和差值(SEM-AVS)的大小和平面分布进行了分析,结果表明:该海域表层沉积物AVS含量范围为0.152～1.847 μmol/g,平均值为0.935 μmol/g;SEM含量分布范围为0.899～1.863 μmol/g,平均值为1.327 μmol/g,调查海域表层沉积物SEM-AVS差值的变化范围为-0.594～1.365 μmol/g,平均值为0.392 μmol/g.黄河口门沉积物中重金属(SEM)可能对水生生物有一定的毒性;在调查海域的东部和北部海域存在两个低值区,沉积物中重金属是安全的,从黄河口向莱州湾内,沉积物重金属对水生生物的毒性是逐渐降低的.     

太湖湖滨湿地沉积物营养元素分布特征及其环境意义

针对当前修复湖滨湿地去除氮磷营养盐长期效果的不确定性,以东太湖自然湖滨湿地与东部滨岸区、竺山湾修复湖滨湿地为代表,采用放射性核素210Pb计年法测定湖滨湿地沉积物的年代,据此计算出沉积速率,并结合沉积物柱中粒度组成与碳氮磷的含量变化,推算出自然湖滨湿地沉积物中碳氮磷的平均蓄积量.结果表明:太湖自然湖滨湿地与修复湖滨湿地沉积物的颗粒组成均以粉砂粒为主.东太湖自然湖滨湿地沉积物的平均沉积速率为:芦苇群落,0.74cm/a;茭草群落,0.69cm/a;香蒲群落,1.24cm/a;牛鞭草群落,1.27cm/a;荷群落,0.81cm/a.近40a来,东太湖自然湖滨湿地单位面积(cm2)沉积物中碳氮磷的蓄积量平均为:总有机碳1408.0mg,总氮138.2mg,总磷14.31mg.对于修复湖滨湿地而言,随着植物群落的发育演替,营养元素在修复湖滨湿地系统内可以不断累积,其沉积物库的蓄积量潜力很大,在控制外源污染输入的前提下,湖滨湿地具有净化水质的长期环境效应.     

程海沉积物重金属时空变化及人为污染与潜在生态风险

沉积物重金属污染是影响湖泊等水体环境质量与健康的主要因素之一.通过对程海9个沉积短岩芯中10种金属元素含量的分析,在~(210)Pb与~(137)Cs定年的基础上,研究了沉积物中重金属含量与污染的时空变化特征;采用潜在生态风险指数法与沉积物质量基准法、并参考重金属污染水平,评估了表层沉积物重金属的潜在生态风险.结果表明,各岩芯不同年代沉积物中,除了Cd含量变化较大之外(变异系数为0.59),其余各金属元素含量变化均较小(变异系数小于0.20);空间上,各岩芯之间每一种金属的平均含量差异较小,最大值与最小值的比值为1.2~1.8,显示了不同湖区重金属较为相似的富集规律.沉积物中主要污染元素为Cd、Pb和Hg,其中Cd和Pb污染始于20世纪80年代中期;近十年来Cd污染程度稍有下降,但仍呈中等污染水平,而Pb污染程度持续增加,属于弱污染水平;Hg污染始于20世纪90年代末期,呈弱污染水平;而As、Cu和Zn仅在部分近表层沉积物呈现较弱污染.空间上,沉积物中重金属污染水平并未表现出明显的趋势.除了大气沉降(主要为有色金属冶炼释放)输入之外,程海沉积物重金属污染还可能受到农业面源与生活污水排放的影响.表层沉积物中As、Cu、Ni、Pb和Zn具有较低的潜在生态风险,Hg和Cd具有中-高潜在生态风险.