Environmental assessment of mercury dispersion, transformation and bioavailability in the Lake Victoria Goldfields, Tanzania

Environmental dispersion and transformation of mercury discharged from gold mining operations has been investigated in field and laboratory studies in order to provide better understanding of the degree of mercury (Hg) pollution and bioavailability in the Lake Victoria goldfields (LVGF) ecosystems. This paper reviews results already published elsewhere and presents additional data on Hg dynamics in the LVGF. Studies conducted at the Mugusu and Rwamagaza artisanal mines indicated different degrees of Hg contamination and dispersion in environmental matrices. Mercury concentration in contaminated river sediments near the Mugusu mine varied from 6.0 to 0.5 mg/kg on a dry weight basis. The highest Hg contamination levels (165-232 mg/kg) were associated with mine tailings at the Rwamagaza mine. Mercury concentrations in fish representing different dietary habits on the southwestern shore of Lake Victoria at the Nungwe Bay were very low (2-35 microg/kg) and thought to represent background levels. These and other results suggested that the use of Hg in gold extraction in the LVGF has not caused high Hg levels in lake fish. The study of Hg in lichens showed Parmelia lichen to be an effective bioindicator for atmospheric Hg contamination due to Hg emissions from gold-amalgam firing and purification operations. The Hg levels in the lichens around the Mugusu mine ranged from 3.1 to 0.1 microg/g; the highest levels were recorded in the lichens sampled close to gold-amalgam processing sites. The regional background level in the Parmelia lichen was 0.05-0.10 microg/g, with a mean level of 0.07 microg/g. Studies of Hg transformation in the mine tailings revealed unexpectedly high methylmercury (MeHg) levels in the tailings (629-710 ng/g), which indicated that oxidation and methylation of metallic Hg in the tailings occurred at significant levels under tropical conditions. Re-equilibration of the tailings with freshwater (FW) indicated the MeHg was firmly bound in the tailings and therefore very little MeHg was released to the water column (0.2-1.5 ng/L). The methylation of Hg in tropical loamy clay soil contaminated with HgCl(2) (5 mg Hg/kg) yielded MeHg concentrations of 11 and 14 ng/g when inundated with seawater and FW, respectively, for 4 weeks. Little MeHg was transferred from the soil to the equilibrated water (< or = 0.4 ng/L). Atmospheric exposure of the soil pre-inundated with FW resulted in net degradation of MeHg during the 1st week of exposure, followed by net production and accumulation of MeHg in the soil (up to 15.5 ng/g) during atmospheric desiccation. Mercury uptake by fish from the Hg(0)-contaminated aquatic sediment-tailings system in the aquarium experiment was found to be low, suggesting the low availability of MeHg for bioaccumulation in the system. These and other results provide useful insights into Hg transformation, mobility and bioavailability in tropical aquatic systems affected by Hg pollution from gold mining operations.     

太湖水土界面氮磷交换通量的时空差异

利用原柱样静态释放实验及间隙水分子扩散模型对太湖典型草型湖区(东太湖)及藻型湖区(梅梁湾)的氮磷释放通量进行了逐月研究.原柱样氮磷静态界面交换通量(F_i)在同一湖泊不同生态类型湖区有差异性,东太湖氨态氮和可溶性磷酸盐的年平均交换通量分别为(44.9±21.9)mg·(m²·d)^-1(平均值±标准偏差)和(2.06±1.71)mg·(m²·d)^-1,梅梁湾为(16.2±12.0)mg·(m^-1·d)^-1和(0.53±0.52)mg·(m²·d)^-1.2湖区的分子扩散通量(F_m)同样表现为这样的差异,但是其绝对值与静态释放通量相比有数量级的差异,该模型不能用于太湖这样风浪显著且底栖生物活性较高的湖泊水土界面氮磷营养盐交换通量的估算.仅从不同生态类型的湖区比较结果看,草型湖区比藻型湖区有更高的氮磷交换通量.F_i/F_m比值作为1种反映底栖生物活性的指标反映出东太湖有更高的底栖活性.在水体溶解氧水平通常保持在较高的水平,即好氧状态下,氮磷界面交换通量与溶解氧水平(DO)无显著相关.同样,在现有浓度水平下,其水土界面交换通量与水体氮磷浓度无显著相关.东太湖较高的释放通量与相对较低的水体营养盐负荷的差异来自于大型水生植被的消浪促沉降及其本身的吸附吸收作用,这是恢复水生植被以重建健康水生生态系统的重要理论依据.     

千岛湖水源水微生物安全性评价

千岛湖作为国家战略水源地,其微生物安全直接关系到千万居民的用水安全.为了研究千岛湖湖水的生物安全性,于2018-2019年采集了金竹牌取水口不同深度的水样,并检测了水样的可生物降解溶解性有机碳(BDOC)、细菌再生长的潜力(BGP)、可培养细菌数、潜在的条件致病菌和细菌群落结构.结果显示,千岛湖水质属地表水Ⅱ～Ⅲ类水,...     

基于WARMF模型的杭埠-丰乐河流域水文模拟研究

研究了WARMF模型在杭埠-丰乐河流域(巢湖流域最大支流)的水文模拟适应性能并进行了流域水文系统分析.利用AVSWAT2000模型将流域划分为37个子流域,利用流域地貌-土壤分布对应关系、土壤剖面结构、地下水位埋深等条件,确定了子流域的平面分组与剖面土层结构,较大程度上降低了流域模型参数校准的难度与不确定性.利用2000～2003年的水文观测数据,在参数灵敏度分析基础上,对模型水文参数进行了校准与检验.结果表明,WARMF在研究区具有较好的适应性能.WARMF模型与AVSWAT2000模型的水文模拟结果对比表明,WARMF模型具有更好的日拟合性能.基于模型的模拟结果,在空间尺度上定量分析了流域从降水开始到入湖的水循环过程,在时间尺度上分析了年内降雨、径流的分布及其对应关系.流域概化、模型的校准与检验以及流域水文时空变化的系统分析方法等对流域水文、环境的模拟研究与系统分析具有探索意义.     

基于GIS的乌梁素海水体富营养化状况的模糊模式识别

利用基于MATLAB 7.0实现的模糊模式识别交叉迭代模型对2006年5—10月分布于乌梁素海各水体功能区的21个水质监测点的富营养化等级进行了模糊模式识别,并在GIS技术支持下,用Arcview的空间分析功能绘制富营养化等级识别结果、对富营养化状态影响权重最大的评价指标总氮(TN)含量和富营养化状态控制元素总磷(TP)含量对应的富营养化等级水体和地表水质等级水体的空间分布月变化Grid专题图.将富营养化状态变化及其分布区域与乌梁素海同期水质监测指标浓度变化及其分布区域进行对比分析及验证.结果表明,富营养化等级识别结果的时空分布与实际情况相符,能够比较准确地反映富营养化等级定量的时空变化趋势.      

入湖污染河流对受纳湖湾水质的影响

为研究滇池重污染湖湾——福保湾的污染现状及入湖污染河流对湖湾水质的影响,并为福保湾污染底泥固化技术示范工程提供基础数据,在福保湾布设15个采样点,采集并分析表层水中营养元素氮、磷的含量. 结果表明,福保湾氮、磷等营养元素含量的空间分布规律明显,入湖河流污染负荷对湖湾水质有较大影响. 河口附近水域水质较差,ρ(TP)高达0.7 mg/L,以不溶的颗粒态磷为主;ρ(TN)为7 mg/L左右,其中的50%以上以NH₃-N的形态存在. 随与河口间距离的增加,上覆水中ρ(TN)和ρ(TP)逐渐降低. 在距河口300 m的水域范围内,ρ(TN)和ρ(TP)的空间分布规律与A.B.卡拉乌舍夫扩散模型计算结果相符.      

(汍)汊湖水体和表层沉积物中有机氯农药分布特征

用GC/ECD内标法定量测定了(汍)汉湖水体和表层沉积物中的有机氯农药(OCPs).(汍)汊湖水样和表层沉积物中20种OCPs均有检出.表层沉积物上层中(0～2 cm)的OCPs明显高于下层(2～10 cm),这是(汍)汉湖具有稳定的水动力条件所致.氯丹在表层沉积物中浓度最高,与该化合物在环境中的强稳定性以及在该地区的大量使用有关.表层沉积物样品DCHsO2上层OCPs中o,p'-DDT主要成分,表明近期可能有新的DDTs,特别是含大量o,p'-DDT的三氯杀螨醇的使用.DDD/DDE则显示表层沉积物上层DDTs的降解主要处在厌氧条件下,而下层处在好氧条件下.     

巢湖污染现状与水质恢复措施

巢湖是属于国家"三河三湖"重点水污染防治流域之一。近年来,湖体营养过程加剧,生态环境受到明显损害,制约了流域社会经济的可持续发展。巢湖湖区水中高锰酸钾、总氮、总磷含量分别为4.9、2.48、0.227mg/L,水质类别为劣ⅴ类(重度污染);表层沉积物中总氮、总磷含量平均值为1065、587 mg/kg。要实现流域水资源的可持续利用,必须加快水污染综合治理。文章分析了巢湖污染现状,结合实际情况提出了治理对策。     

玄武湖沉积物中磷的形态分布特征

利用分级提取法分析了玄武湖的沉积磷形态,在玄武湖沉积物中,铝结合态磷的含量较低,平均值为64 mg/kg,其余形态磷中,铁结合态磷为241 mg/kg,有机磷为335 mg/kg,钙结合态磷为394 mg/kg.在环境变化的条件下,铁结合态磷可以释放到间隙水和上层水体中,是湖泊产生富营养化的重要因素;铝结合态磷由于含量少,对湖泊富营养化影响很小;钙结合态磷相对稳定且很难被生物利用,对湖泊富营养化影响不大;有机磷对水体有机负荷影响较大,并影响水体富营养化程度.     

太湖梅梁湾水源水中微囊藻毒素浓度的变化

对太湖梅梁湾水源水中的总藻毒素TMC[(TMC-LR) (TMC-RR)]和胞外藻毒素EMC[(EMC-LR) (EMC-RR)]进行了跟踪检测.结果表明,水体中TMC-RR、TMC-LR、EMC-RR、EMC-LR质量浓度平均分别为1.819 μg/L、1.090 μg/L、0.491 μg/L和0.077 μg/L,无锡市的主要水源地水质已受到微囊藻毒素的污染.提出,应加强水源地水体中微囊藻毒素浓度的监测,确保饮用水的安全.