曝气复氧对底泥氮素生物地球化学循环影响的作用机制研究

通过分析底泥氮污染物释放规律和转化过程,以及底泥生境、氮形态变化和氮循环功能微生物群落结构变化的规律,探讨了不同曝气复氧条件影响底泥氮生物地球化学循环的生物代谢、物理化学联合作用的机制。结果表明：曝气复氧对底泥中氮的生物地球化学循环影响是一个包括微生物代谢作用和物理化学作用的复杂联合作用过程。水体好氧环境的改变主要引起参与底泥氮循环的硝化、亚硝化和反硝化功能菌群群落结构的演变,对异养菌和氨化菌的影响不大,证明环境好氧条件的改变对底泥有机质生物分解产生氨氮的微生物代谢过程影响不大,主要对底泥释放的氨氮硝化、反硝化等生物转化过程产生大的影响。不同溶解氧条件下,底泥释放的氮素在微生物作用下主要以NH4＋-N和NO3--N的形式进入试验体系,并在特定的氧化还原电位（临界值-200 mV）和pH（临界值6.70）条件下通过物理化学作用在底泥中以离子交换态氮（IEF-N）、碳酸盐结合态氮（CF-N）、铁锰氧化态氮（IMOF-N）及有机态和硫化物结合态氮（OSF-N）等不同形态氮相互转化,同时,在氮的转化和循环过程中部分输入上覆水体。在低溶解氧组实验条件下[ρ（DO）〈0.5 mg.L-1],底泥向水体输出氮总量为底泥可转化态氮的19.7%,主要为氨氮,最大释放速率达到289.13 mg.m-2.d-1,释放的质量浓度可达到18.8 mg.L-1;好氧条件下（DO饱和）,底泥向水体输出氮总量为底泥可转化态氮的1.8%;好氧-缺氧条件下为11.7%,主要以N2的形式释出系统。     

金盆水库沉积物磷的来源及分布特征

为探究分层型水源水库沉积物中磷的来源与分布特征,以西安金盆水库为对象,针对2017年3～11月金盆水库水体、沉降颗粒及沉积物柱状样品总磷(TP)含量及形态分布特征进行研究.结果表明,金盆水库主库区表层沉积物总磷含量及形态分布受水体颗粒磷(PP)沉降作用明显,相关系数r~2=0. 877 5;同时表层沉积物总磷含量还受到沉积物内部生物地球化学的共同作用. 6～8月金盆水库水体藻类剧烈繁殖演替,繁殖过程中大量失去活性、死亡的藻类不断向底部水体沉积,形成以藻类等颗粒磷为主导的内源污染,沉降颗粒总磷含量达(753. 51±17. 11) mg·kg~(-1),表层沉积物总磷含量随之增加,以铁铝结合态非活性磷(NaOH-nrP)为主; 9～11月进入汛期,径流水体携带大量泥沙等负荷较大的污染物汇入水库,使得水体颗粒磷浓度相应增大,然而由于单位质量泥沙中总磷含量占比较小,导致径流过程中表层沉积物总磷含量逐渐降低,泥沙径流过程中颗粒磷以无机态的钙磷(Ca-P)和残渣态磷(rest-P)为主,二者约占沉积物总磷(TP) 55. 8%～66. 2%,受颗粒沉降影响相对较大.活性磷(SRP)、铁锰螯合态磷(BD-P)和铁铝结合态活性磷(NaOH-srP)这3种形态磷较活跃,在环境条件的变化(主要是氧化还原条件)下发生一系列迁移转化,受沉积物内部生物地球生物化学过程作用明显.     

大鹏湾表层沉积物中碳、氮、磷的多年调查结果和有机质来源分析

依据1998—2006年18个航次13个站的调查资料,简要描述和分析了大鹏湾表层沉积物中包括碳、氮、磷的多项生物地球化学要素多年的平均空间分布和年际变化,并依据TOC/TN原子比探讨沉积物中有机质的来源.结果表明,大鹏湾的水动力条件对沉积物中各生物地球化学要素的分布变化影响不大,TOC、TN和TP含量分别为(17600±4600) mg·kg^-1、(1738±446) mg·kg^-1和(562±89) mg·kg^-1,比珠江口和大亚湾高.9年调查期间,TOC、TC、TN和TP含量的年际变化趋势都是上升的,表明随着周边地区经济的迅速发展和人口的不断增加,产生的大量有机质通过小河流和地表径流排放入海,使大鹏湾中沉积物的环境逐渐恶化.TOC/TN原子比为12.4±2.5,介于海洋浮游生物源和陆生高等植物源之间,反映了大鹏湾表层沉积物中有机质是陆源和水生2种来源的混合输入.TOC/TN原子比呈逐年上升趋势,表明大鹏湾接受陆源有机质与水生有机质的比例逐渐增加.     

长江口表层沉积物中半挥发性有机物的分布

采用GC-FID方法对2005年11月采集于长江河口区表层沉积物中的64种半挥发性有机物(SVOCs)进行分析测定,并对影响该类污染物分布的主要因素进行了讨论. 结果表明:该区域表层沉积物中共检出半挥发性有机物35种,包括多环芳烃类11种,取代苯类7种,酚类5种,酯类3种,醚类2种和其他类7种. 其中,属于我国优先控制污染物的有7种,属于美国优先控制污染物的有22种. 沉积物中SVOCs的分布未呈现出明显的规律,其分布主要受采样点所处的水利条件、与排污口的相对位置、沉积物颗粒粒径、有机质含量和洪枯季等因素的影响;采样点的水动力条件越弱,与排污口的距离越近,沉积物颗粒粒径越小,导致沉积物中污染物的种类和数量就越多.      

零价铁修复1,3-二氯苯污染底泥

通过序批试验研究了零价铁修复对底泥中1,3-二氯苯的去除效果,分析了零价铁修复过程中pH和铁离子质量浓度以及修复后底泥土壤酶的恢复情况. 结果表明:添加占底泥干质量2%的还原铁粉,1,3-二氯苯的去除率可达72.3%〔初始w(1,3-二氯苯)为500 　mg/kg,培养时间为20 d〕,较未添加零价铁修复处理高52.0%. 零价铁有效地促进了底泥中1,3-二氯苯的去除,土著微生物在自然恢复中起一定的作用. 在修复过程中零价铁并未使底泥pH发生明显变化,底泥水体中的总铁质量浓度(低于0.3 mg/L)始终符合地表水环境质量标准(GB3838—2002). 1,3-二氯苯污染使底泥过氧化氢酶、转化酶和蛋白酶的酶活性显著降低,使脲酶的酶活性显著升高. 零价铁修复使1,3-二氯苯抑制的底泥过氧化氢酶的酶活性恢复到未污染对照水平.      

粉煤灰对垃圾填埋场黄土垫层的改性试验

通过击实、渗透试验得到粉煤灰改性-黄土的最佳配比为10%。对压实黄土和压实粉煤灰改性-黄土,分别用清水和渗滤液进行室内渗透试验,结果表明:渗滤液在压实粉煤灰改性黄土中的渗透系数≤1.0×10-7cm/s,在压实黄土中的渗透系数≤1.0×10-5cm/s,前者可作为填埋场防渗垫层,后者可作为填埋场防渗保护垫层。对COD、NH3-N的去除效果前者优于后者。     

长江南京段水、悬浮物及沉积物中多氯有毒有机污染物

对长江南京段水、悬浮物及沉积物中多氯有毒有机污染物进行了分析测定,由色谱/质谱测得的结果表明,水和沉积物中多氯有机污染物的浓度较低,低于欧洲主要河流中的含量水平.悬浮物中这类污染物总含量较高,为56.45～62.35μg/kg,而水中总含量仅为14.61～15.83ng/L.由于长江中污染物被充分稀释与混匀,各采样点的水和悬浮物中该类污染物的浓度变化不大,两相间具有较好的相关性.但各采样点的沉积物中多氯有机污染物含量差异甚大,表明悬浮物的沉积极不均一.沉积物中主要污染物是六氯苯（HCB）和它的代谢产物五氯苯（PeCB）以及滴滴涕（DDT）的代谢产物,其他多氯有机污染物含量很低.     

黄土丘陵区“梯田退耕”生态重建规划方法——以燕沟流域为例

论文在阐述“梯田退耕”生态重建规划指导思想、内容、标准及宜遵循的基本原则的基础上,借助GIS空间分析技术,提出并探讨了针对黄土丘陵区中小尺度流域或行政村合理布建梯田和经济林果园地等的规划方法及技术流程,进而将其应用于燕沟流域,研究结果表明业已探讨的规划方法是可行的和实用的。按规划结果,燕沟流域至少需新修梯田295.06hm2、果园4.61hm2,使其基本农田达到359.23hm2、果园面积达到622.69hm2;森林覆盖率48.87%,林灌草植被覆盖率可达75%,坡地减沙效益在80%以上。农业发展预计每年可实现粮食总产1645.13t、苹果总产9340t以上,载畜量可达7500只羊单位。     

CHemical and Biological Assessment of an Urban, Estuarine marsh in Northeastern New Jersey USA

Oritani Marsh in the Hackensack Meadowlands of urbanized northeastern New Jersey USA was assessed in 2000 for vegetation, soil/sediment chemistry, abundance/diversity of benthic invertebrates, and bird and mammal usage. Vegetatively, both marsh and uplands are dominated by tall, dense Phragmites australis. Small patches (less than 2 hectares total) dominated by Spartina spp. were found at the lowest elevations. Soil/sediment cores were sliced into 5 intervals and analyzed for metals, pesticides and volatile/semivolatile organic compounds. Thirteen locations had at least one chemical above Long et al.’s [Environmental Management, 19, 1995, 81--97] “Effects Range-Median” (ERM). Seven metals and nine organics exceeded ERM in at least one sample, with mercury showing the most exceedances. The surface 15 cm interval was generally more contaminated with metals than the 15 to 30 cm interval; the reverse was true for semivolatile organic compounds. Twenty taxa of benthic macroinvertebrates were collected, with each location producing from 1 to 9 taxa. Abundance ranged from 11 to 3,889 individuals/m². Number of taxa was moderately (r ² between 0.40 and 0.70) negatively correlated with zinc, beryllium, nickel and arsenic concentrations; no other chemical’s r ² was above 0.25. Diversity was moderately negatively correlated with arsenic and beryllium. These correlations were unexpected: zinc, beryllium, nickel and arsenic were not the chemicals found at the highest concentrations relative to benchmarks. Number of taxa, abundance and diversity were moderately (negatively) correlated with elevation; organic carbon was moderately (positively) correlated with abundance. All other correlations were weak (r ² < 0.35). Live traps captured only one mammal species, the meadow jumping mouse. Bird observations revealed 39 species, dominated by a few common species.