地下水铀污染的原位微生物还原与固定:在美国能源部田纳西橡树岭放射物污染现场的试验

总结了美国斯坦福大学和橡树岭国家实验室等在美国能源部田纳西州橡树岭综合试验基地进行的铀污染原位微生物修复阶段性试验结果.本试验利用微生物以乙醇为电子供体还原地下水和沉积物中的六价铀为不溶解的四价铀,使之原位固定化.随后通过加入溶解氧和硝酸盐来试验微生物还原后的地下水层中还原固定态铀的稳定性.通过预处理和长期间隔注入乙醇...     

A 50-year record of dichloro-diphenyl-trichloroethanes and hexachloro-cyclohexanes in lake sediments and penguin droppings on King George Island, Maritime Antarctic

Since the ban on the use of organochlorine pesticides （OCPs） such as dichloro-diphenyl-trichloroethane （DDT） and hexachlorocyclohexane（HCH） in agriculture, their levels have generally dropped. In a number of cases, however, the levels of these OCPs were found to be unchanging or even increasing after the ban. With the aim to unveil the possible causes of these exceptions, we collected two lake cores from King George Island, West Antarctica, and determined their accumulation flux profiles and temporal trends of these OCPs. In the lake core sediments with glacier meltwater input, the accumulation flux of DDT shows an abnormal peak around 1980s in addition to the expected one in 1960s. In the lake core sediments without glacier meltwater input, the accumulation flux of DDT shows a gradual decline trend after the peak in 1960s. This striking difference in the DDT flux profiles between the two lake cores is most likely caused by the regional climate warming and the resulted discharge of the DDT stored in the Antarctic ice cap into the lakes in the Antarctic glacier frontier. Furthermore, to investigate the change of OCPs loadings in the Antarctic coastal ecosystem, we reconstructed the HCH and DDT concentration profiles in penguin droppings and observed a gradual increase for the former and a continuous decrease for the latter during the past 50 years. The increase of HCH seems to be due to the regional warming from the early 1970s and the resulted HCH discharge to the coastal ecosystem by glaciers＇ meltwater and the illegal use of HCH in the Southern Hemisphere in the recent decade. The different temporal trends of HCH and DDT accumulation rate in the lake core with glacier meltwater input and the aged penguin droppings can be explained by their different water-soluble property.     

桑沟湾养殖水域表层沉积物对磷酸盐的吸附特征

在室内模拟扰动条件下,研究了桑沟湾养殖水域表层沉积物对磷酸盐的吸附动力学及其吸附等温线,探讨了磷酸盐的吸附-解吸平衡质量浓度以及沉积物的源汇角色.结果表明,沉积物对磷酸盐的吸附主要发生在0～0.5 h,吸附平衡时间约为6 h,吸附动力学方程符合修正的Elovich模型,回归方程为： Q =85.536+35.512 ln t （r²=0.960 2）;低浓度条件下沉积物对磷酸盐的吸附等温线呈线性,线性方程为： Q =265.04 c _e-7.46（ Ｒ ²=0.965）,高浓度条件下沉积物对磷酸盐的吸附等温线符合Langmuir模型（ Ｒ ²=0.989）;沉积物中本底吸附态磷为7.46 μg/g,对磷的最大吸附量 Ｑ _max为769.23 μg/g;沉积物对磷酸盐的吸附-解吸平衡质量浓度EPC₀为0.028 mg/L,结合该区域水体磷酸盐含量情况,初步推断该区域的沉积物大多数时间充当的是磷源的角色.     

晋江感潮河段沉积物重金属赋存形态及潜在生态风险

测定了晋江感潮河段表层沉积物中12种重金属的含量,分析了沉积物中重金属的分布特征,结果显示:Cr、Ni、Cu、Zn在受人类活动影响较大的中间河段偏高,远离城区与工业区的上游、水动力条件较好的下游偏低。用改进的BCR四步提取法分析了4个站位沉积物中重金属的赋存形态,结果表明:Mn、Cd的弱酸溶态和Pb、Cu的可还原态占主导地位,具有较大的潜在生态危险性;V、Sb、Ti、Sn主要以残渣态为主,对环境的危害较小。沉积物中重金属污染的潜在生态风险评价表明,Cd污染及其生态危害性非常严重,Cu、Zn、Pb、Cr和Ni污染较轻。总体上,晋江感潮河段表层沉积物已受重金属严重污染,属于生态危害性极强的重污染水平。     

共存有机物对毒死蜱在沉积物上吸附的影响

用批量平衡法研究了共存有机物对毒死蜱在沉积物上吸附行为的影响.结果表明,苯酚和芘对毒死蜱在沉积物上的吸附有竞争作用,其中苯酚的竞争能力较大.多种有机污染物共存时,毒死蜱在沉积物上的吸附仍然由分配作用决定.表面活性剂的浓度小于临界胶束浓度(CMC)时,十二烷基硫酸钠(SDS)能明显降低毒死蜱在沉积物上的吸附量,降低程度与SDS浓度呈负相关,而非离子表面活性剂Triton X-100能增加毒死蜱在沉积物上的吸附量,增加程度与Triton X-100浓度呈正相关.     

太湖及辽河流域表层沉积物中拟除虫菊酯的浓度水平及毒性评估

对辽河和太湖流域表层沉积物中8种常见的拟除虫菊酯:联苯菊酯、高效氯氟氰菊酯、氯菊酯、甲氰菊酯、氟氯氰菊酯、氯氰菊酯、氰戊菊酯、溴氰菊酯进行分析测定.结果显示,太湖流域中拟除虫菊酯含量范围为0.02～2.91ng·g-1(干重,下同),平均含量为0.63ng.g-1,处于相对较低的水平;辽河流域中的含量相对较高,其范围是0.14～19.6ng·g-1,平均含量为6.20ng·g-1.采用毒性单元TU(选用钩虾Hyallela Azteca的LC50)对拟除虫菊酯毒性风险进行估算,太湖流域∑TU值范围是0～0.40,相比之下,辽河流域的∑TU值高出很多,范围在0.10～1.73之间,其中有3个点位的∑TU值大于1,表明其具有一定的生态风险,其毒性主要来源于氯氰菊酯和氰戊菊酯.     

内蒙古高原干涸湖泊反硝化及甲烷氧化细菌的群落分析

以内蒙古高原半干旱草原区干涸湖泊为研究对象,应用末端限制性片段长度多态性(T-RFLP)技术对湿地土壤中的反硝化和甲烷氧化关联菌群的关键功能基因nosZ和pmoA进行了研究,根据末端限制性片段(T-RFs)分析了两种菌群的群落结构及多样性变化,以及环境因素所产生的影响,并探讨了土壤微生物群落对湖泊干涸的响应机制.结果表明:干涸湖泊的湖心、湖底土壤反硝化和甲烷氧化细菌多样性指数较高,群落结构较复杂;而较早干涸的湖坡以及相邻草原对照区,两个菌群多样性指数较低,群落结构相对单一.从湖心到相邻草原,反硝化和甲烷氧化细菌的群落相似度逐渐降低,显示两个菌群处于动态演替中.湖泊干涸过程中,水分含量和有机质含量对反硝化和甲烷氧化细菌的群落结构影响显著;高pH值和高铵态氮分别对反硝化和甲烷氧化细菌有抑制作用.随着湖泊干涸,土壤微生物群落因环境扰动而受到胁迫,这一过程会加剧CO2等温室气体的排放.     

淀山湖浮游动物群落时空分布特征及其与环境因子的关系

淀山湖是上海市最大的淡水湖泊,属亚热带浅水湖泊.于2017年对该湖的浮游动物和水质参数进行逐月调查,并结合浮游植物群落数据,采用多元回归树模型(multivariate regression trees,MRT)和主坐标分析(principal coordinates analysis,PCo A)等方法研究了该湖浮游动物群落结构时空分布特征及其与环境因子的关系.结果表明,淀山湖浮游动物群落结构季节差异显著(P 0. 05),但仅在春、夏季节存在空间差异(P 0. 05),其他季节空间差异不显著(P 0. 05).水温、叶绿素a、氨氮以及蓝藻丰度是引起淀山湖浮游动物群落时空变化的关键性因子. MRT分析表明,当水温13. 07℃时,表现为冬季群落特征,当水温在13. 07～19. 57℃之间时,表现为春季群落特征;当水温≥19. 57℃时,叶绿素a浓度≥9. 03μg·L-1,则为夏季群落特征,而当叶绿素a浓度9. 03μg·L-1时,则表现为秋季群落特征.聚类分析将淀山湖浮游动物群落分成3个空间区域;春季时,当氨氮浓度1. 11 mg·L-1时,上游进水区(区域Ⅱ)浮游动物群落与其他两个区域有显著差异(P 0. 05);而夏季当蓝藻生物量≥2. 58 mg·L-1时,区域Ⅰ的浮游动物群落与其他两个区域有显著的空间差异(P 0. 05).     

汞在小浪底水库的赋存形态及其时空变化

为了解小浪底水库汞的赋存状况,采用冷原子荧光光谱法测定了小浪底水库水体、表层沉积物、沉积物间隙水以及鱼类肌肉样品中的总汞,采用乙基化衍生-气相色谱-原子荧光法测定了上述样品中的甲基汞,进而分析了小浪底水库鱼体中汞的富集状况.结果表明,小浪底水库水体中丰、枯水期总汞浓度分别为0.71~1.42 ng·L-1和0.90~2.49 ng·L-1,均符合国家地表水环境质量标准(GB 3838-2002)一类水汞浓度标准限值,水样中未检出甲基汞.丰、枯水期沉积物中总汞浓度分别为51.74~90.42 ng·g-1和95.66~172.52 ng·g-1,甲基汞浓度分别为0.09~0.26 ng·g-1和0.18~0.39 ng·g-1,甲基汞浓度较低,这可能与水体底层溶解氧浓度较高以及沉积物中有机碳浓度较低有关.丰、枯水期沉积物间隙水总汞浓度分别为4.27~9.49 ng·L-1和5.46~41.04 ng·L-1,甲基汞浓度分别为0.09~0.99 ng·L-1和0.07~1.01 ng·L-1,间隙水中总汞和甲基汞浓度明显高于上覆水体,与水体间存在汞浓度梯度,可能存在从沉积物间隙水向水体中的扩散.鱼体肌肉总汞浓度在43.47~304.98 ng·g-1之间,甲基汞浓度为10.77~265.23 ng·g-1,甲基汞低于食品安全国家标准规定的污染物限量(GB 2762-2012)(非肉食性鱼500 ng·g-1和肉食性鱼1 000 ng·g-1).水库鱼体总汞的生物富集系数分别为鳙鱼1.3×105,梭鱼9.3×104,鲫鱼4.7×104,白条5.0×104,黄颡鱼1.7×105,弓鱼3.9×104.     

低温期浅水湖泊氮的分布及无机氮扩散通量:以白洋淀为例

本文以我国华北地区最大的浅水湖泊白洋淀为研究对象,探究其低温期沉积物-水界面无机氮的分布特征,分析沉积物孔隙水中无机氮扩散通量对上覆水水质的影响.结果表明,低温期白洋淀表层水总氮（TN）平均浓度范围为4.83~8.23 mg·L^-1,氨氮（NH₄⁺-N）平均浓度维持在0.21~0.34 mg·L^-1之间,硝氮（NO₃^--N）平均浓度在0.01~2.75 mg·L^-1之间.TN污染较严重,超过地表水Ⅴ类水质标准.表层沉积物TN平均含量在681~4365 mg·kg^-1之间,其中有机氮（TON）为氮素的主要存在形式,占总氮比例61.6%~93.1%.NH₄⁺-N为无机氮（TIN）的主要存在形式,平均含量范围为28.9~116.3 mg·kg^-1,NO₃^--N含量整体较低,平均值范围为5.2~23.7mg·kg^-1.低温期白洋淀0~30 cm沉积物孔隙水中NH₄⁺-N浓度是上覆水中的3~16倍,呈现逐渐累积趋势.沉积物-水界面NH₄⁺-N、NO₃^--N和NO₂^--N扩散通量范围分别为-0.55~4.09、-1.44~3.67和-0.88~0.04 mg·（m²·d）^-1,冬季低温期仍具有潜在释放风险.低温期沉积物中积累大量的NH₄⁺-N,可能会在温度升高后影响白洋淀上覆水体水质.因此研究低温期白洋淀沉积物-水界面氮的分布特征和沉积物中无机氮的内源释放风险对于改善白洋淀水质和认识浅水湖泊内源氮污染具有重要意义.