洞庭湖沉积物不同形态氮赋存特征及其释放风险

为了揭示湖泊沉积物中氮的空间分布特征及其释放风险,采用连续分级提取法研究了洞庭湖表层沉积物中EN(可交换态氮)、HN(酸解态氮)及NHN(非酸解态氮)的赋存特征;同时,结合BN(生物可利用态氮)的含量和释放通量的大小,探讨了各形态氮对BN的贡献及与释放通量的相关关系. 结果表明,受水动力和湖盆地形的影响,沉积物中各形态氮含量空间差异较大. 全湖w(TN)在735.91~2846.51mg/kg之间,平均值为1371.85mg/kg,东洞庭湖、西洞庭湖、南洞庭湖、洞庭湖出口w(TN)的平均值分别为1513.43、1173.14、1262.76和1363.31mg/kg. 从各形态氮含量占w(TN)的比例来看,w(HN)最高,平均占66.74%;其次是w(NHN),平均占21.46%;w(EN)最小,仅占11.80%. 东洞庭湖、西洞庭湖、南洞庭湖、洞庭湖出口w(BN)的平均值分别为189.31、170.16、152.87和139.51mg/kg,其值大小主要受w(EN)和w(HN)的影响. 东洞庭湖、西洞庭湖、南洞庭湖、洞庭湖出口沉积物中NH₄+-N释放通量的平均值分别为6.32、7.03、7.78和146.96mg/(m2·d),沉积物中NH₄+-N释放通量主要受EN控制,其中尤其受可交换态NH₄+-N的控制,而沉积物中的HN和TN尚不是影响沉积物氮释放的主要因素.      

湖泊沉积物中氨氧化微生物的amoA基因数量

采用定量PCR方法测定了4个湖泊沉积物中氨氧化微生物的amoA基因数量,并分析了其与环境因子之间的关系. 结果表明:小南湖AOA(氨氧化古菌)和AOB(氨氧化细菌)的amoA基因数量最多,分别达2.1×104和2.8×103copies/g(以干质量计,下同);梁子湖仅检测到了AOA amoA基因的存在,平均值为4.9×103copies/g. 东湖和汤逊湖的AOA amoA基因数量比较接近,约为3.0×103copies/g,然而AOB的amoA基因数量在这2个湖泊中仅分别为37和86copies/g;在这些采样点中,AOA的amoA基因数量是AOB的3~278倍. 统计分析发现,随着湖泊营养水平和间隙水中ρ(NH₄+)的上升,AOA和AOB的amoA基因数量均呈增加趋势,但ρ(NH₄+)增加对AOB的促进作用要大于AOA,导致AOA和AOB的amoA基因数量比值与间隙水中ρ(NH₄+)呈显著负相关. pH上升对2类氨氧化微生物的抑制作用则与ρ(NH₄+)增加对它们的促进作用相反. 沉积物中amoA基因数量与间隙水中ρ(NO₂-)无显著相关性,但与ρ(NO₃-)呈显著正相关. 由于ρ(NH₄+)与ρ(DO)之间呈显著负相关,因此认为ρ(DO)与氨氧化微生物amoA基因数量之间的显著负相关可能更多的是对ρ(NH₄+)与氨氧化微生物amoA基因数量之间紧密关系的一种间接反应.      

长江河口沉积物柱状样中多环芳烃沉积记录分析

多环芳烃(PAHs)是一类分布广泛的环境污染物,在环境中具有潜在的危害性,可通过多种途径进入河口及岸带环境中,而绝大多数输入海岸带及河口中的PAHs主要与人类活动有关.通过监测水体、沉积物中PAHs含量,可以了解近期该水域PAHs污染情况,而沉积物柱样中PAHs的分布特征可以追溯该区域PAHs的污染历史.本研究旨在通过长江口柱状沉积物中PAHs的浓度、分布特征及组成,了解长江口PAHs的污染现状及污染历史,认识其对长江口环境的危害程度,同时运用PAHs系列化合物的一些参数和指标来探讨不同污染源的影响.     

洱海表层沉积物中总氮含量及氨氮的释放特征

通过现场调查和室内模拟试验,对洱海具有代表性的9个表层沉积物样品中w(TN)的分布特征以及沉积物中NH₄+-N释放动力学特征进行了研究. 结果表明,洱海表层沉积物中w(TN)在2.0844～6.5153g/kg之间,平均值为3.5378g/kg,北部西岸为高值区,南部(靠近大理市)为次高值区. 一级动力学模型可很好地拟合洱海表层沉积物NH₄+-N释放动力学特征,NH₄+-N最大释放量在0.1209～0.2810g/kg之间;释放主要集中在0~5min内,约占最大释放量的68%~83%;随后释放速率逐渐放缓,到120min后基本达到释放平衡.运用无限稀释法对沉积物NH₄+-N释放潜能进行测定表明,洱海沉积物NH₄+-N释放潜能在1.7001~3.5879 g/kg之间,在水土质量比约为2500时,NH₄+-N释放量达到最大,随后释放逐渐趋于平衡. 洱海沉积物NH₄+-N释放潜能及最大释放量均与其w(TN)呈显著正相关. 洱海沉积物中w(TN)与NH₄+-N释放潜能和最大释放量均高于长江中下游湖泊,具有较大的氮释放风险.      

滴水湖水系沉积物中多环芳烃的分布及风险评价

2012年,每两个月采集一次上海人工滩涂湖泊——滴水湖水系表层沉积物,检测16种多环芳烃(PAHs)含量.结果表明,滴水湖水系∑PAHs变化范围为74.03~579.20ng/g,平均值为272.55ng/g.其中,闸外引水河[(407.64±6.90)ng/g]≈闸内引水河[(427.99±213.84)ng/g]>滴水湖[(156.33±62.00)ng/g].研究区各点蒽/(蒽+菲)比值均大于0.1,说明PAHs主要来自于石油燃烧源.生态风险评价表明,滴水湖水系沉积物PAHs不存在严重的生态风险,但闸外和闸内引水河沉积物PAHs存在较低几率的潜在风险,湖区沉积物PAHs则无潜在风险.     

水体沉积物质量基准研究现状

沉积物质量基准是对水质基准的补充,对水质管理具有重要意义。目前国际上沉积物质量基准计算方法有十几种。对各种方法的理论基础、数据需求、适用范围等方面进行了概述之后,综合分析了各种方法的理论基础。研究结果认为,应将建立沉积物质量基准的方法分为以生物效应数据为基础的生物效应数据库法和以相平衡分配原理为依据的相平衡分配法。而根据统计方法不同,生物效应数据库法又分为单值基准、双值基准和三轴图法。同时还对美国、加拿大、荷兰、英国、澳大利亚和新西兰的沉积物质量基准研究发展和应用概况进行了分析。结合我国实际情况认为,依赖于大量生物效应数据的生物效应数据库法,目前在我国的适用范围有限,只能用于推导少数几种污染物的基准值。相平衡分配法具有可靠的理论基础而且不需要大量的生物效应数据,具有很大的发展潜力。因此,对于目前沉积物质量基准研究处于初级阶段的我国,更适合使用相平衡分配法计算污染物沉积物质量基准。     

东湖、汤逊湖和梁子湖沉积物磷形态及pH对磷释放的影响

文章采用淡水沉积物中磷形态标准测试程序(SMT)研究了东湖、汤逊湖和梁子湖沉积物中磷的形态分布,并比较了不同pH条件下沉积物磷释放特征的差异性。结果表明:东湖沉积物总磷质量分数最高,平均值1.232 mg.g-1,其次为汤逊湖(0.762mg.g-1),梁子湖沉积物总磷质量分数最低(0.572 mg.g-1);3个湖泊上覆水总磷质量浓度也表现出类似的变化规律,线性相关性分析显示上覆水中总磷质量浓度与沉积物总磷质量分数显著正相关。东湖和梁子湖沉积物总磷中无机磷和有机磷所占比例较接近,汤逊湖无机磷所占比例远低于有机磷。不同湖泊之间磷形态的分布并没有一定的规律性,湖泊的地理分布以及人为因素可能是造成磷形态差异的主要因素。当pH为2.0~7.0时,3个湖泊沉积物中溶解性活性磷(SRP)释放量均呈先增加后减小的趋势;当pH为7.0~12.0时,SRP释放量呈增加趋势。相关分析结果表明,SRP的释放与有机质的质量分数无显著相关性。方差分析结果显示3个湖泊沉积物在黏粒和粉粒组成上均没有显著差异(P>0.1),表明实验样品的粒径组成不是造成各个湖泊间磷释放差异的原因。不同pH条件下,SRP释放量与沉积物总磷质量分数显著正相关;酸性环境下,SRP释放量与酸式磷(HCl-P)的相关性优于碱式磷(NaOH-P),碱性环境下则刚好相反。     

珠江口水、沉积物及生物体As含量分布特征及生态风险评价

于2008年2、5、8及11月对珠江口进行了水、沉积物和生物体As含量的调查,分析其分布特征以及进行生态评价。结果表明：珠江口水体中As含量平均值为2.88μg·L-1,符合一类海水水质标准;其中,11月份显著高于其它3个月份(P <0.05)。全年珠江口水体八个河口在地域分布上As平均含量由高到低依次为：虎门、鸡啼门、磨刀门、崖门、洪沥门、蕉门、横门、虎跳门。表层沉积物As含量平均值为38.73 mg·kg-1,沉积物中As含量均超过海洋沉积物质量一类标准,但均未超三类标准。结果显示,表层沉积物横门含量最高,为(70.5±2.0) mg·kg-1,显著高于其它7个口门(P <0.05),而其它7个口门差异不显著。各口门含量从大到小依次为横门、洪沥门、鸡啼门、虎门、崖门、磨刀门、虎跳门、蕉门。表层沉积物地质累积指数评价结果与潜在生态风险系数评价结果一致,横门为中等污染水平,其余站点均为低污染水平。采集代表性生物样品,其中11种鱼类As平均含量为0.587 mg·kg-1,部分受检鱼类超出水产品中有毒有害物质限量要求,超标率为37.8%,肉食性鱼类平均含量要略低于杂食性鱼类,但不同食性和不同生活水层的鱼类As含量差异不显著(P >0.05)。受检生物样品虾的含量为0.314 mg·kg-1,符合水产品中有毒有害物质限量要求。与历年比较发现珠江口水、沉积物和生物体中As含量有上升的趋势,与其它河口相比较发现珠江口As污染在对比的河口和海湾中受污染程度较高。     

渤海典型海域表层沉积物正构烷烃特征比较

对渤海典型海域表层沉积物正构烷烃特征进行比较研究.分别采集葫芦岛市近岸海域(1#)、东营市近岸海域(2#)、营口市近岸海域(3#)9个站点的表层沉积物样品,经索氏提取、柱净化后进行GC-MS分析.结果表明,各站位都表现为双峰型,显示了陆源与海源双重贡献特征,但主导峰各不相同;正构烷烃含量(∑n-alk)均值分别为5.43μg.g-1、2.27μg.g-1、4.30μg.g-1;三海域碳优势指数CPI、奇偶优势指数OEP、姥鲛烷和植烷比值Pr/Ph等特征比值基本相同,指示混合来源及中性偏氧化的沉积环境;C31/C19均值分别为11.19、4.51、6.73,短/长链比值L/H均值分别为0.50、1.48、1.31,类脂物比值TAR均值分别为3.61、1.03、1.19,综合显示葫芦岛市近岸海域正构烷烃来源主要为陆源高等植物,而营口及东营近岸海域沉积物正构烷烃更多来源于内生浮游生物源及石油源,三海域沉积物受人类污染影响程度从高到低分别为2#海域(东营)>3#海域(营口)>1#海域(葫芦岛市),且东营近岸海域沉积物受石油污染特征明显.这些特征都与3个海域周边城市发展与污染输入特征有直接的关系.     

碱熔-电感耦合等离子体原子发射光谱法对土壤和沉积物中硅的测定

我国测定固体中硅元素的主要分析方法为重量法和容量法,标准方法主要有重量法测定硅量（GB 6730,10—1986）和钼蓝分光光度法测定硅量（GB11064,8—89）等方法.目前我国尚无碱熔-电感耦合等离子体原子发射光谱法对土壤和沉积物中硅测定的标准方法.分析土壤中金属元素多采用酸溶法进行前处理,但常见的酸溶法不能完全溶解固体中的硅元素,或易使硅挥发损失．本文采用碱熔法ICP／AES对土壤和沉积物中硅的测定进行了探讨,通过优化测试条件,取得了满意的结果．