辽河四平段流域河流沉积物微生物群落多样性和结构分析

沉积物微生物群落在水生态系统的物质循环中发挥着关键的作用,群落结构组成的变化经常与环境的改变有关.以辽河四平段流域为研究区域,运用高通量测序结果对沉积物微生物群落的结构组成和多样性进行分析.结果表明,辽河四平段流域河流沉积物微生物群落α多样性以北河支流最高,干流次之,南河支流最低;β多样性表现为干流、北河支流和南河支流的微生物群落的相似性较低,差异性较大.变形菌门是该流域微生物群落门水平上丰度最高的优势菌门,并且与其他东北地区的河流类似,该流域河流沉积物中的厚壁菌门含量较低;γ-变形菌纲是该流域河流沉积物微生物群落占比最高的菌纲,但是β-变形菌纲在该流域丰度很低;而属于β-变形菌纲Ellin6067菌属在该流域分布很广.环境因子例如沉积物重金属和水体理化性质也会对微生物群落的多样性和种群结构产生多种影响.结果为实现修复辽河四平段流域河流的水体污染工作提供了理论依据.     

霍邱县城湖泊沉积物营养盐分布及污染评价

为阐明霍邱县城西湖和城东湖表层沉积物营养盐的空间分布及污染特征,测定了城西湖和城东湖各30个表层沉积物样中的总氮(TN)、总磷(TP)和有机质(OM)含量,分析了其污染水平和来源.结果表明,城西湖总氮(TN)、总磷(TP)、有机质(OM)含量显著高于城东湖,其含量平均值分别为746.23mg·kg^-1、538.38mg·kg^-1、1.17%和470.80mg·kg^-1、492.08mg·kg^-1、0.68%,城西湖的北部及西北部显著高于其他湖区,且大致由北向南呈递减的特点.C/N值表明城西湖和城东湖的有机质主要来源于无纤维束植物和浮游植物,相关性分析表明城西湖和城东湖TN、TP和OM具有同源性;城西湖和城东湖沉积物的TN单项指数(S_TN)的平均值分别为0.67和1.18,而TP单项指数(S_TP)平均值分别为0.42和1.08,表明两湖的TN处于清洁状态而TP处于中度污染状态,综合污染指数(FF)平均值分别为1.51和1.31,整体处于中度污染状态.有机指数...     

基于溶解度参数的计算检测沉积物中微塑料

目前,密度分离法广泛应用于各种环境介质中微塑料的提取.为了进一步准确测量沉积物中微塑料的质量浓度,本研究开发了一种基于溶解度参数(δ)计算的选择性检测方法,建立了加速溶剂萃取(ASE)-微塑料选择性析出-傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)检测的技术路线.6种微塑料[聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)、聚苯乙烯(PS)、聚碳酸...     

衡水湖沉积物中典型持久性有机污染物污染特征与风险评估

在衡水湖布设11个点位,于2018年8月和2019年3月开展两次采样,对衡水湖沉积物中多环芳烃(PAHs)、有机氯农药(OCPs)和多溴联苯醚(PBDEs)这3类典型持久性有机污染物(POPs)进行污染特征分析及生态风险评价.结果表明:①8月和3月衡水湖沉积物中∑PAHs平均值分别为875.49 ng·g~(-1)和1 010.17 ng·g~(-1),与国内外其他地区相比处于中等污染水平,∑PAHs空间分布存在差异,但是季节变化差异不明显; PAHs污染来源复杂,最主要为木材和煤燃烧,其次为石油污染; PAHs生态风险处于较低水平,建议加强对芴的防控.②8月和3月衡水湖沉积物中∑OCPs平均值分别为35.57 ng·g~(-1)和38.39 ng·g~(-1),与国内外其他地区相比处于中等污染水平,∑OCPs空间差异较小,季节差异变化显著;沉积物中DDTs含量主要受土壤中长期分化残留的DDTs和新DDTs源输入的影响,HCHs含量同时受工业历史使用和农业林丹的输入的影响; OCPs总体生态风险处于中等水平,需加强对DDTs防控.③8月和3月衡水湖沉积物中∑PBDEs平均值分别为1.77 ng·g~(-1)和1.45 ng·g~(-1),与国内外其他地区相比处于较低污染水平,各点位∑PBDEs空间差异较小,季节变化差异不明显;沉积物中PBDEs主要为低溴代PBDEs,其污染可能来源于纺织、泡沫品产生的五溴联苯醚,也可能是通过远距离的大气、水体沉降迁移或岸边土壤冲刷入湖; PBDEs暂时没有生态风险.     

太湖竺山湾沉积物碳氮磷分布特征与污染评价

为了揭示太湖竺山湾沉积物中碳、氮和磷的分布特征,本研究在太湖竺山湾设置3个断面(湖湾内,A断面;湖湾中部,B断面;开敞湖区,C断面) 10个采样点,采集沉积物柱状样,每2 cm间隔分层测定沉积物中总氮(TN)、总磷(TP)和总有机碳(TOC)含量,以揭示其水平分布和垂向分布特征.结果表明,在空间上竺山湾表层沉积物呈现开敞湖区向湖湾富集的特征,湖湾内部碳、氮和磷含量显著高于开敞湖区(P 0. 01),其中湖湾内(A断面)表层沉积物TN、TP和TOC含量分别为1. 53、1. 55和11. 31 mg·g~(-1),而靠近开敞湖区(C断面)表层沉积物TN、TP和TOC含量仅为0. 75、0. 57和6. 70 mg·g~(-1).垂向分布特征表现为表层富集,3个断面TN、TP和TOC含量随着底泥深度的增加均呈现出下降趋势,表层沉积物TN、TP和TOC含量分别是底层的2～3、2～5和2～3倍.整体而言,竺山湾沉积物TP含量均值为0. 93 mg·g~(-1),属于重度污染,而TN平均含量为1. 11 mg·g~(-1),属于轻度污染;有机氮指数和综合污染指数显示,竺山湾北部地区污染水平为重度污染区,有机污染相对较强,TP的污染指数(STP)处于1. 03～3. 87之间,属于重度污染.     

松花江表层沉积物PAEs分布特征及生态风险评价

为揭示松花江干支流表层沉积物中邻苯二甲酸酯类(phthalate esters,PAEs)的空间分布特征及其生态风险状况本文利用气相色谱三重四级杆质谱联用仪(GC-MS)对松花江干支流表层沉积物中6种PAEs的含量分布和组成特征进行了分析,并采用商值法和环境风险水平(ERL)法对其生态风险状况进行评价.结果表明:①松花江干支流沉积物6种邻苯二甲酸酯(∑_6PAEs)含量范围(以干重计)为6 832.5～36 298.9ng·g~(-1)(平均值为18388.6ng·g~(-1)),邻苯二甲酸(2-乙基己基)酯(DEHP)和邻苯二甲酸二丁酯(DBP)为主要组分,干流点位∑_6PAEs含量(6 832.5～36 298.9 ng·g~(-1),平均值为18 616.9ng·g~(-1))与支流点位∑_6PAEs(10 367.6～26 593.3ng·g~(-1),平均值为18 264.1ng·g~(-1))差异不显著(P0.05),支流点位各PAEs单体含量与干流点位差异不大.从上游到下游干支流∑_6PAEs含量呈现先降后升的趋势.农业自然区域∑_6PAEs平均含量(18 677.5 ng·g~(-1))与城市工业区域(18 063.7 ng·g~(-1))相近(P0.05),DBP和DEHP是两区域内的主要PAEs两者平均值贡献率高达98%以上.②松花江干支流表层沉积物中∑_6PAEs主要来源于人类日用品、农业生产以及含有增塑剂的工业生产.③松花江表层沉积物中DMP和BBP对水生生物无生态风险,DEP具有低水平生态风险,而DEHP和DBP对水生生物具有高生态风险.     

青海湖湖水性质、颗粒物沉积通量季节和年际变化——来自沉积物捕获器的研究

本文通过在青海湖南盆沉积中心试验性放置的Mark 8-13型时间序列沉积物捕获器所收集到的为期15个月的自然沉降颗粒物,分析了颗粒物沉积通量和物质组成,结合温盐传感器（CTD）所记录湖水参数数据的分析,讨论了青海湖上部10 m左右湖水中所发生沉积作用的季节与年际变化特征及其与环境参数的相互关系。结果表明,采集期间所沉降的总颗粒物具有显著季节和年际变化特征,其平均年沉降通量为112 g·m^-2·yr^-1,其组成主要是自生碳酸盐（高Mg方解石、文石）、生物壳体（介形虫、硅藻等）等内生作用形成的物质,以及少量的碎屑矿物。与实时监测的湖水参数比较表明,具有显著季节和年际变化的青海湖内生物质通量变化主要受控于夏季温度的变化。其沉积机制为：湖水温度的升高,有利于高Mg方解石和文石等自生矿物从碳酸盐过饱和的碱性湖水中结晶沉淀（盐度降低）,也有利于藻类和介形虫等微体生物大量繁殖,表现为温度偏高的2010年比2011年具有较低的湖水盐度和高得多的沉积通量。因此,青海湖自生碳酸盐沉淀通量可以用来反映湖水盐度和/或温度的变化,尽管这些内生作用形成的物质可能只约占到湖底沉积物的5%~20%。为更全面地了解青海湖现代沉积过程,有必要在更多点位、不同的深度进行长期放置捕获器和实时监测湖水参数变化。     

Historical trends in the anthropogenic heavy metal levels in the tidal flat sediments of Lianyungang, China

The sedimentation of metals can preserve the historical record of contaminant input from local and regional sources and provide information on the historical changes in regional water and sediment quality. We report the ²¹⁰Pb activities and the heavy metal (Cd, Cr, Cu, Mn, Pb and Zn) depth profiles from sediment cores retrieved in 2010. The mean sedimentation rates of 0.85-1.5 cm/yr are determined by ²¹⁰Pb dating. The sediments in the tidal flat have recorded heavy metal deposition and thus allow the establishment of a connection between the temporal evolution of the heavy metal pollution and the historical changes in the economic development of Lianyungang. The enrichment factors (EF) are calculated to estimate the level of contamination stored in these sediments. The results show that in the studied sites, Cr and Cu display low EF values and are mainly from lithogenic origin. For the other studied trace metals, a great variability in the sedimentary record is observed. Significant anthropogenic enrichment over the last 50 years is revealed at the tidal flat that receives fluvial inputs. Zinc is the element with the highest EF values, followed by the order of Pb > Cd > Mn > Cu and Cr. The temporal variations of the heavy metals peak during the late 1980s to the early 2000s and show a decreasing trend afterward. The pollution intensity of the tidal flat is determined by using EF and the geo-accumulation index (I_geo), which show that, based on the I_geo scale, the tidal flat of Haizhou Bay is unpolluted to moderately polluted.     

Assessment of heavy metal enrichment and its human impact in lacustrine sediments from four lakes in the mid-low reaches of the Yangtze River, China

Sediments from four lakes in the mid-low reaches of the Yangtze River, Taibai Lake, Longgan Lake, Chaohu Lake and Xijiu Lake, were chosen to evaluate their enrichment state and history. The state of heavy metal enrichment was at a low level in the sediment of Taibai Lake and Longgan Lake. The enrichment state of Co, Cr and Ni was also low in the sediment of Chaohu Lake and Xijiu Lake, while Cu, Pb and Zn enrichment reached a higher level. Mass accumulation fluxes were calculated to quantitatively evaluate the anthropogenic contribution to heavy metals in the sediment. The anthropogenic accumulation fluxes were lower in the sediment of Taibai Lake and Longgan Lake compared with the other two lakes, where heavy metals, especially Cu, Pb and Zn, were mainly from anthropogenic sources. Heavy metal accumulation did not vary greatly in the sediment of Taibai Lake and Longgan Lake, while that in Chaohu Lake and Xijiu Lake increased since the 1950s and substantially increased since the 1980s, although a decrease occurred since 2000 AD in Xijiu Lake. Heavy metal enrichment was strongly related to human activities in the catchment. The development of urbanization and industrialization was much more rapid in the catchments of Chaohu Lake and Xijiu Lake than of the other two lakes, and thus large amounts of anthropogenically sourced heavy metals were discharged into the lakes, which resulted in a higher contamination risk. However, human activities in the Longgan Lake and Taibai Lake catchments mainly involved agriculture, which contributed a relatively small portion of heavy metals to the lakes.     

微藻脂肪酸在中国近海缺氧海水-沉积物界面中的降解模拟研究

通过一系列培养实验,模拟了有机物在中国近海季节性缺氧环境沉积物-海水界面的降解过程.以中国近海典型的赤潮藻中肋骨条藻(Skeletonema costatum)为研究对象,对中肋骨条藻中的几种典型脂类生物标志物在不同程度缺氧海水-沉积物界面中的降解行为进行追踪.通过分析测定不同培养时间获取的不同含氧体系(氧饱和度100%、50%,25%和0%)中中肋骨条藻4种主要脂肪酸[14:0、16:0、16:1(7)、20:5]的含量,结果表明,在前2~3周4种脂肪酸迅速减少,之后则变化很慢甚至几乎不变.在不同含氧体系中4种脂肪酸的降解存在很大差异,14:0、16:1(7)、20:5经过两个月的培养,在4种不同含氧体系中几乎降解完全,而16:0在4种体系中剩余25%~35%.根据multi-G模型对4种脂肪酸降解进行定量描述,结果表明,每种化合物可以分为降解较快和较慢的部分,各化合物的平均降解速率常数k av范围在0.079~0.84 d-1,14:0与16:1(7)的降解在25%含氧体系中最快,在降解最快的体系中,14:0的k av是最慢体系(含氧50%)的2.3倍,16:1(7)的k av是最慢体系(含氧100%)的1.7倍;16:0的最快降解速率出现在无氧体系中(0.17 d-1),是最慢体系[50%含氧体系(0.079 d-1)]的2.1倍;20:5的降解速率常数则与含氧量呈正相关.结果表明,影响中国近海缺氧海区沉积物-海水界面中中肋骨条藻中脂肪酸降解的因素除了含氧量之外,有机化合物本身的结构和性质以及环境中微生物作用等对其降解也存在着很大影响.