太湖沉积物中有机氯农药的残留特征及风险评估

分析了太湖沉积物中的有机氯农药残留情况,发现DDT及其代谢产物、HCH的异构体、艾氏剂、狄氏剂、六氯苯、七氯等在几乎所有的样品中均被检出.其中β-HCH、p,p'-DDE和六氯苯的残留水平最高,平均值分别达到6.572ng/g、1.432ng/g和2.158ng/g(干重),沉积物的HCHs含量明显高于DDTs.有机氯农药的主要来源为地表径流入湖、大气沉降和工业污水排放.数据表明太湖沉积物的HCHs、DDTs比报道的中国江河沉积物高,但低于海湾沉积物.根据海洋风险评估值进行对比,太湖沉积物中有机氯农药的生态风险较低.     

南四湖及主要入湖河流沉积物金属空间分布特征与污染评价

对南四湖湖区及其主要入湖河流表层沉积物中金属元素质量分数进行了测试分析. 结果表明,14种金属元素可分为3类组合:Ca和Sr为第Ⅰ组元素;Al,Fe,Na,K,Mg,Ni,V和Ti为第Ⅱ组元素;第Ⅲ组元素包括Zn,Cr,Cu和Pb. 其中,第Ⅰ组元素在独山湖区及微山湖区质量分数较高,与第Ⅱ组元素变化趋势相反,这2组元素主要为流域自然来源;第Ⅲ组元素在老运河、白马河上游、洸府河下游及入湖口沉积物中质量分数较高,可能受到人为污染的影响. 此外,其他表层沉积物中第Ⅱ组元素与第Ⅲ组元素质量分数具有相似的变化规律. 选取流域非耕作土壤样品作为背景,采用参比元素校正及沉积物富集系数法,对Zn,Cr,Cu和Pb等重金属元素的人为污染特征进行了定量评价. 结果显示:老运河沉积物中Cr和Pb的富集系数为3.7和3.9,具有中等程度的人为污染特征.Cu和Zn的富集系数达到16.6和22.0,具备重或严重的人为污染特征.Zn和Cu在洸府河下游及入湖口、白马河上游沉积物中的富集系数为2.0～7.1,具有中等或较重的人为污染特征.其余表层沉积物中Zn,Cr,Cu和Pb的富集系数均低于2.0,基本未受到人为污染的影响.      

毒性鉴别评估(TIE)在沉积物毒性评估中的应用

沉积物毒性评估是水污染治理的基础性工作,也是关键性工作。建立一套科学可靠的沉积物毒性评估方法,对于科学设计疏浚方案、安全高效管理疏浚工程、阐明沉积物毒性与特定污染排放物的联系以及进行生态风险评价等活动都有着重要的意义。简要回顾了沉积物毒性评估方法的发展历程,详细地介绍了美国环保局最新修订的毒性鉴别评估程序(toxicity identification evaluation,TIE)的试验方法、主要过程和受试生物的选取。并结合我国沉积物毒性评价的现状,分析了TIE方法的优点与不足,重点指出TIE在我国应用过程中可能存在的问题。目前,TIE在我国沉积物毒性评价中的应用尚处于起步阶段,希望通过文章的介绍可以促进这种方法在我国的应用。     

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.     

基于16S rRNA高通量测序的北运河水体及沉积物微生物群落组成对比分析

微生物群落在沉积物和水生态系统中的物质循环中发挥重要作用,是水生态系统与沉积物之间污染物质交换的桥梁.但非常规补给水源扰动和闸坝、衬砌截流为主的城市河道水体和沉积物微生物对比研究并不多见,基于此以高度人工化的北运河京津冀段为研究区域,尝试利用高通量测序结果对水体和沉积物微生物群落组成差异进行分析.结果表明,北运河沉积物较水体具有更高的微生物群落α多样性,β多样性则表现为水体中微生物群落较沉积物群落的相似性更高.变形杆菌门(Proteobacteria)丰度在水体与沉积物中无显著差异,且在两种生境条件下均为优势类群.α变形杆菌纲(α-Proteobacteria)、放线杆菌门(Actinobacteria)、蓝藻门(Cyanobacteria)和疣微菌门(Verrucomicrobia)在水体中的丰度较高,而γ变形杆菌纲(γ-Proteobacteria)、δ变形杆菌纲(δ-Proteobacteria)、绿弯菌门(Chloroflexi)、厚壁菌门(Firmicutes)和酸杆菌门(Acidobacteria)则在沉积物中有着更高丰度.好氧或兼性厌氧菌为主的水体类群和厌氧菌为主的沉积物...     

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.     

水体中Ca2+湖泊沉积物磷吸附特征的影响

对于高钙质湖泊来说,水体中钙离子对沉积物磷吸附特征影响非常重要.文章选取北方典型湖泊沉积物进行了吸附实验并通过Langmuir等温吸附模型线性拟合,研究了沉积物的等温吸附特性及水溶液中钙离子浓度对沉积物吸附的影响.沉积物最大吸附量(Qmax)在208.77～450.45 g/kg之间.Qmax与沉积物中Fe和Al的含量...     

长江中下游与云南高原湖泊沉积物磷形态及内源磷负荷

为揭示长江中下游与云南高原湖泊沉积物磷形态及沉积物-水界面磷负荷特征,探讨其区域差异性及主要影响因素,分析了区域内9个湖泊100个沉积物样品总磷(TP)及不同形态磷含量,比较了不同湖泊沉积物-水界面磷负荷.结果表明,云南高原湖泊沉积物ω(TP)为(1256±621)mg/kg,高于长江中下游湖泊[(601±76)mg/kg];前者沉积物磷形态以钙结合态磷(HCl-P)为主,主要受水土流失等影响,湖泊较高的矿化度易于磷埋藏,且沉积物有机质含量较高,减缓了磷的移动能力,其沉积物-水界面磷负荷为0.17~1.07mg/(m2·d),对湖泊富营养的贡献较小;而长江中下游湖区湖泊沉积物磷形态以可还原态磷(BD-P)等形态为主,主要由面源及浮游植物生长调控,其中可移动磷(Mobile-P,除残渣态磷(Res-P)和HCl-P以外的所有形态磷之和)相对含量占ω(TP)的60.60%,约为云南高原湖泊的2倍,其沉积物-水界面磷负荷为0.002~1.32mg/(m2·d),对湖泊富营养化贡献较大.由此可见,长江中下游湖区湖泊应该加强流域面源污染等外源治理,修复退化水生植被,而在云南高原湖泊则应重点加强流域水土流失治理,施行农田最佳施肥等措施.     

基于菌藻对比培养方法的洱海沉积物溶解性有机氮生物有效性评价

为了深入探究DON（溶解性有机氮）在湖泊水生生态系统中的重要营养作用和生态效应,寻找科学的DON生物有效性评价方法,选择洱海不同湖区表层沉积物样品,通过室内接种细菌和铜绿微囊藻进行对比培养,运用三维荧光-平行医疗法（3D EEM-PARAFAC）研究菌藻对比培养条件下湖泊沉积物DON生物有效性及各DON荧光组分生物有效性差异.结果表明:① 藻类培养条件下洱海表层沉积物DON生物有效性（8.49%~42.5%）略低于细菌培养条件下的生物有效性（10.5%~45.3%）. ② 藻培养条件下,DON生物利用率与藻细胞密度增长量呈显著正相关,即藻细胞密度的增长量可作为反映沉积物DON生物有效性的指标. ③ 菌类培养过程中DON光谱学特征参数[如SUVA₂₅₄（254 nm处紫外吸收光谱系数）、S_R（275~295 nm处吸收光谱系数与350~400 nm处吸收光谱系数比值）等]与DON含量相关性总体较细菌培养好;培养液中SUVA₂₅₄有不同程度下降,S_R指数均有上升,大分子DON和高芳香性DON可被微生物降解.相比于陆源荧光组分,内源荧光组分的生物有效性较差. ④ 相比而言,藻类培养方法能更直观地反映沉积物DON对藻类生长的影响,可在一定程度上作为衡量湖泊沉积物DON生物有效性的指标,即藻类培养方法更适合评价洱海沉积物DON生物有效性.      

沉积物中重金属的形态及生物有效性研究进展

介绍了近年来河流沉积物中重金属的形态分析及生物有效性的研究现状,分析了沉积物中不同重金属形态分布特征及迁移转化的原因,总结了重金属各种形态的生物有效性的影响因素,并在此基础上提出了今后在沉积物重金属研究中需要解决的问题和发展方向.