杭州西湖“香灰土”沉积物轻、重有机质组成特征及其环境意义

为探索城市浅水湖泊高有机质含量沉积物中有机质污染特征及其与氮、磷等营养元素的关系,调查了西湖8个湖区沉积物柱状样不同深度泥层有机质含量及其轻、重组分和氮磷污染特征,通过与国内相关湖泊有机质组分的比较,定量刻画了西湖"香灰土"沉积物的有机质特征.结果表明,西湖沉积物属典型高有机质含量底质,不同湖区底泥有机质含量平均值为28~251 g·kg-1;不同湖区沉积物有机质含量差别很大,引水入口湖区比其他湖区的有机质含量明显偏低;垂向上,大多湖区有机质含量随深度增加而增加,反映出有机质在西湖丰富的沉积历史.有机质轻/重组分离研究表明,西湖沉积物中轻组有机质含量为0.57~9.17 g·kg-1,平均占总有机质的2.83%,重组含量为5.35~347.41 g·kg-1,平均占总有机质的90%;与玄武湖、月湖、太湖、白洋淀等浅水湖泊相比,西湖底泥轻组有机质含量与之相当,但重组有机质含量明显偏高,反映出西湖作为历史悠久的城市湖泊,有机质污染负荷高,底泥腐殖化程度高.西湖底泥轻组有机质与总磷、总氮显著相关,而重组有机质含量仅与总氮含量显著相关,与磷没有相关性,表明轻组有机质对氮、磷内源释放潜力具有较大的影响.研究表明,西湖"香灰土"型沉积物有机质含量高、重组有机质比例高,对内源氮磷释放的缓冲能力强,在西湖营养盐内源负荷控制及水体富营养化治理中应予以充分考虑.     

鄱阳湖沉积物溶解性有机质光谱特征

目前针对鄱阳湖流域沉积物溶解性有机质(DOM)光谱特征的研究仍较少,因此基于紫外-可见光谱和三维荧光光谱技术,并结合平行因子分析法(PARAFAC),对鄱阳湖沉积物中DOM的物质组成和来源特征进行了解析.结果表明,鄱阳湖沉积物DOM的腐殖化程度较高,是陆源输入和藻类、浮游生物等内源产生的混合型,且以陆源输入为主.与碟形湖区相比,通江水域沉积物DOM的有色溶解性有机质浓度更高、 DOM粒径更大且芳香性及腐殖化程度更高.通过PARAFAC共解析出3个类腐殖质组分(C1、 C2、 C4)和1个类蛋白组分(C3).与碟形湖相比,腐殖质组分均表现为通江水域更高,其中C1组分在两区域的占比均为所有组分中最高,前者为42%,后者为46%.空间分布上,4个组分荧光强度总体上呈现东高西低的趋势,高值主要分布在都昌和南矶湿地水域附近,分析主要与丰水期水位上涨、大量植物被淹死亡和人类活动有关.主成分分析结果表明,湖区不同沉积物DOM荧光组分差异较小,但以碟形湖区沉积物DOM腐殖化程度略高.     

长三角典型城郊流域生物可降解性有机质的分布及影响因素

快速城镇化改变了流域水体中碳的生物地球化学循环过程,生物可利用性的溶解性有机质组分是其中最为关键的一环,辨识生物可降解性有机质(BDOM)的时空分布特征及其影响因素对流域水质管控具有重要意义和应用价值.以长三角地区典型城郊流域樟溪为研究对象,根据流域地形特征、土地利用及人类活动强度布设监测点位,于2019年分别在雨季和旱季采样,利用三维荧光平行因子(EEM-PARAFAC)方法结合源汇景观模型研究流域水体BDOM的时空分布特征.结果表明,流域中生物可降解性有机碳浓度范围在0.57～6.80 mg·L^-1,且具有较高的时空异质性,人类活动强度较高的区域水体中BDOM的浓度也相对较高,且雨季显著高于旱季.EEM-PARAFAC分析结果表明,流域BDOM主要包括陆源腐殖质(C1)和类蛋白质类(C2)这2种荧光组分.流域BDOM及其陆源腐殖质荧光组分主要受土地利用和人类活动的影响,其浓度与农业及城镇用地比例和源汇景观负荷比(LWLI)关系密切,表明城镇化过程中人类活动是影响BDOM分布的重要因素.     

我国东北黑土丘陵区小流域土壤有机质空间分布模拟

为探索小流域w(SOM)(SOM为土壤有机质)空间分布模拟的最佳方法,以我国东北黑土丘陵区海沟河小流域为例,借助地统计学和3S技术提取与w(SOM)显著相关的地形及环境因子,对海沟河小流域表层(0~20 cm)w(SOM)分别进行协同克里格插值、回归克里格插值和地理加权回归克里格空间插值模拟,并进行精度验证. 结果表明:我国东北黑土丘陵区海沟河小流域表层w(SOM)平均值为12.96 g/kg,空间变异程度为中等. 海拔、距水系距离均与w(SOM)显著相关,能够用来辅助w(SOM)的空间分布插值;与协同克里格插值结果相比,回归克里格对w(SOM)的插值精度提高了56.09%;地理加权回归克里格插值精度提高了90.87%;对地理加权回归克里格插值所产生的残差进行二次统计分析及合理插值,能够进一步提高插值模拟精度;将人类干扰因素纳入插值模型,是未来提高w(SOM)空间分布模拟精度的关键. 研究显示,地理加权回归克里格插值有效提高了w(SOM)空间插值模拟的精度,并且存在改进和提高的空间.      

含氧水溶液中δ-MnO2对非晶态Cr（OH）3的化学氧化：影响因素和作用机理

对六价铬污染水体和土壤修复常采用化学还原方法,但是当前研究对还原产物非晶态Cr（OH）₃的再氧化过程以及环境酸碱性、有机质等因素对该过程的影响仍有较多分歧.本研究通过批试验,观测了含氧水溶液体系中非晶态Cr（OH）₃的长期稳定性及pH和溶解性有机质（Dissolved organic matter,DOM）对δ-MnO₂氧化非晶态Cr（OH）₃的影响.研究结果表明,在含氧水溶液中,Cr（OH）₃具有较好的长期稳定性;δ-MnO₂会显著增大Cr（OH）₃的氧化量,Cr（Ⅵ）生成量从0.03mg·L^-1增大为0.83 mg·L^-1.环境酸碱性可显著影响δ-MnO₂对Cr（OH）₃的氧化行为,碱性条件下Cr（Ⅵ）生成量更大.当pH=8,反应365 d时,总Cr（Ⅵ）浓度可达0.83 mg·L^-1; pH=6时,反应365 d时,总C...     

分光光度法测定土壤阳离子交换量的方法优化

为了提高土壤阳离子交换量测定的准确度,针对《土壤阳离子交换量的测定三氯化六氨合钴浸提-分光光度法》(HJ 889—2017)标准的不足,对有机质、pH值、浸提时间、离心时间、浸提液过滤等条件进行优化。结果表明,酸性土壤在测试前调节pH值为6.0~8.0,振荡1 h,离心10 min,能够很好地解决测试结果偏低的问题。当有机质质量分数较高,且在380 nm处吸光度很高时,才需要在475 nm处进行吸光度校正。当实际样品基质复杂时,可采用针头过滤的方法,使得测试结果更准确。优化后的方法适用于各种类型土壤的大批量测定。     

岩溶山区不同土地利用方式对石灰土基本特性的影响

以重庆金佛山为例,针对岩溶山区不同土地利用系统,分析了土壤容重、孔隙度、质地、有机质、阳离子交换量等土壤基本特性对不同土地利用方式的响应.结果表明,由于土地利用强度不同,常绿阔叶林地土壤质量最优,耕地最差,退耕地的部分土壤特性得到恢复.土壤特性对不同土地利用方式的响应程度由高到低依次为有机质、阳离子交换量、黏粒含量、容重、孔隙度.有机质与阳离子交换量、机械组成的分形维数、容重和孔隙度均呈极显著相关,有机质是岩溶生态环境中石灰土壤质量演变的重要因子.     

长江口-东海陆架咸淡水混合影响下溶解性有机质的分布及荧光特征

溶解性有机质(dissolved organic matter, DOM)在河口区域的分布特征和环境行为对于研究河口碳的生物地球化学循环具有重要意义。本文研究了受强烈咸淡水混合影响的长江口-东海内陆架断面14个研究点位水体DOM的分布和荧光特征,并进一步探究了其与水环境因子的关联。从淡水端到海水端,溶解性有机碳(DOC)浓度逐渐降低且与盐度呈显著负相关,表明长江输入的有机质在该水域占主导地位。基于三维荧光光谱-平行因子分析进一步解析荧光溶解有机质(FDOM)组分,识别出一个类蛋白组分C1(Ex/Em:278/320)和3个类腐殖质组分C2(Ex/Em:290/385)、C3(Ex/Em:254(341)/424)和C4(Ex/Em:275/501)。在强烈的长江口咸淡水混合影响下,该断面4个FDOM组分的荧光强度最大值(Fmax)均与盐度呈显著负相关关系。具体而言,3个类腐殖质组分的分布主要受长江源类腐殖质在咸淡水混合过程中的稀释效应控制,而C1组分在中低盐度区主要受稀释效应控制,但在高盐度区则主要源于海洋自生源类蛋白贡献。大部分点位荧光指数(FI)介于1.4～1.9之间,表明微生物源...     

珠江口和邻近海域沉积有机质的来源及其沉积通量的时空变化

分析了珠江口和邻近海域沉积有机质(OM)的总有机碳(TOC)、总氮(TN)及稳定碳同位素组成〔δ(13C)〕等地球化学参数,并对有机质的来源和沉积通量进行了研究. 结果表明,珠江口沉积有机质来自大陆(52%)和水生(48%)混合来源;而邻近海域沉积有机质主要为水生来源(93%). 珠江口陆源有机质含量〔w(T－OC)为5.4 　mg/g〕远远高于邻近海域(0.49 　mg/g),近年来珠江口TOC和陆源有机质(T-OC)的平均沉积通量分别为5.57和2.2～3.6 mg/(cm2·a),说明珠江河口接受了大量的陆源有机物的输入,这是由于自20世纪后期的几十年以来,华南地区经济快速增长造成大量土地开垦,以及工农业生产和生活污水的排放所致. 珠江口和邻近海域的水生有机质沉积通量在近年均呈增加趋势,在珠江口达到最大值3.6 mg/(cm2·a),说明大量的营养物质导致水体的富营养化,从而促使水域初级生产力的增长.      

淤泥质潮滩重金属和溶解性有机质的潮汐变化特征及其环境影响评价

淤泥质潮滩是连接陆地和海洋生态系统的过渡带,也是海陆污染物交换的高频地带。为了解淤泥质潮滩地表水和地下水中重金属和溶解性有机质(DOM)在潮汐作用下的变化特征及环境效应,以漳江口自然保护区的淤泥质潮滩为研究场地,在一个潮汐周期内连续监测了浅层地下水动态、地表水和地下水中理化参数、重金属质量浓度和DOM光谱特征参数的时间变化特征。结合广义达西定律和Fick第一定律定量估算了重金属和有机质的向海排泄通量,最后评估了地下水和地表水中重金属污染的潜在风险。主要结论如下：(1)相比于地表水,地下水中DOM的芳香性和分子量更高,并且对pH和DO的变化更敏感。受上游淡水输入和地下水排泄的影响,潮沟地表水中重金属和DOM质量浓度均与潮汐水位相反,即在低潮期间质量浓度达到最大值,并随着潮位的增加而减少。(2)通过地表水-地下水对流作用携带的重金属和DOM通量是扩散通量的20—200倍。7种重金属在沉积物-水界面的对流通量大小顺序为：Ba (155.00μg·m^-2·d^-1,单位下同)>Zn (36.60)>As(2.00)>Cu (0.33)...