再悬浮过程中河流底泥PAHs的迁移与释放

利用再悬浮模拟(particle entrainment simulator,PES)装置模拟了河流底泥在受到上层扰动力后的再悬浮过程.结果表明,沉积物性质如粒径组成及PAHs含量对沉积物再悬浮过程中PAHs的释放影响显著.再悬浮过程中上覆水体总悬浮颗粒物(total suspended solids,TSS)含量与颗粒态PAHs之间存在极显著相关关系.切应力对再悬浮过程中PAHs释放的影响体现在两方面.一方面,单位体积的颗粒态PAHs随切应力增大而增大;另一方面,悬浮颗粒上PAHs的富集效应随切应力增大而减弱,是由于切应力强烈导致吸附作用弱的大颗粒进入水体.上覆水体中的PAHs总量在一段时间上升后于120 min或240min趋于稳定,而颗粒态与溶解态之间具有良好响应.高低环PAHs释放行为差异显著,由于中高环PAHs的疏水性,上覆水体中检测到的多为3~4环个体.     

西藏普莫雍错湖芯沉积物中重金属的垂向分布特征及生态风险评估

2008年7月采集了青藏高原南部普莫雍错的湖芯沉积物样品,利用微波消解和电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)、电感耦合等离子体发射光谱仪(ICP-OES)分析了样品中Cr、Co、Ni、Cu、Zn、Cd、Pb、Mn和Fe的含量,其平均浓度分别为26.4μg·g-1、6.64μg·g-1、16.2μg·g-1、26.2μg·g-1、50.2μg·g-1、0.363μg·g-1、16.8μg·g-1、0.302 mg·g-1和9.84 mg·g-1,略高于南极沉积物,但低于人类影响较大的云南滇池、内蒙古岱海、北美五大湖和太湖相应浓度,处于较低浓度水平.重金属垂向浓度分布波动较小,表层浓度较高.主成分分析和聚类分析结果表明,有机质和Mn受地表径流陆源碎屑输入影响较大,而其他重金属主要受天然成岩风化及大气沉降影响.采用沉积物质量基准法和潜在生态风险指数法进行生态风险评估,结果表明普莫雍错沉积物中重金属的生态风险水平较低.     

农田排水沟渠水体-底泥中溶质氮分布特征试验研究

沟渠系统"过程拦截"是现阶段农业非点源污染控制和管理的重要手段.针对当前农田排水沟渠水体-底泥-植物系统内各介质间非点源溶质迁移转化机制不清的现状,本研究以天然沟渠为对象,以非点源溶质氮为例,通过2014年3月~2015年2月现场监测试验,分析了农田排水沟渠水体及底泥中非点源溶质氮的分布特征.结果表明,沿沟渠纵向,试验沟渠水体中总氮质量浓度、底泥中总氮含量均呈现一定程度递减趋势,表现出沟渠系统对非点源溶质的净化作用;水体中总氮质量浓度、底泥中总氮含量在沟渠横断面分布存在较大不均匀性,其分布特征与断面形态、流量变化过程、流速分布等因素有关,其中水体中总氮质量浓度均衡度为76.89%,底泥中总氮含量均衡度为57.04%;试验期内,水体中总氮质量浓度呈"凹"形变化、底泥中总氮含量呈"凸"形变化,二者表现出相逆的变化趋势.     

扰动对悬浮颗粒物粒径及上覆水中磷形态分布的影响

为了探讨底泥扰动下上覆水中悬浮物粒径分布规律及该分布规律对水体中溶解性形态磷的影响,以太湖梅梁湾上覆水和沉积物作为实验对象,开展室内模拟实验.结合乌氏粒级标准分析了扰动下的水体中粒径变化情况以及上覆水中不同磷形态的变化规律.结果表明,扰动后的水体中,悬浮物粒径分布发生明显变化,其中小粒径颗粒(0~10μm)、中粒径颗粒(10~20μm)、大粒径颗粒(≥20μm)的平均占比分别升高、降低、不变.说明中小粒径颗粒物质有向大粒径转化的趋势.另外,在磷形态方面,随着粒径分布的周期性变化,DTP/TP、DIP/TP存在同样的周期性上升规律,数据显示DTP、DIP的变化并不明显,这说明扰动导致悬浮颗粒物对于磷的持留能力提高.另一方面,扰动下DTP/TP和DIP/TP平均值分别为19%和13%,其远低于对照实验(80%和69%),说明扰动引起的小粒径聚集与絮凝成大粒径颗粒的现象有利于上覆水中溶解性形态磷的吸附与沉降,并转化成颗粒态磷,进而延缓水体富营养化的发展进程.     

低溶解氧对苦草生长的影响

针对太湖梅梁湾生态净化示范区内重建的沉水植物存在的腐烂死亡问题及伴随的底层水体溶解氧偏低现象,在室外模拟生态系统内进行了低氧对沉水植物（苦草）生长的影响试验。结果表明：无论沉积物类型如何,一个月的低氧处理（溶解氧平均值为1.6 mg/L）对苦草株重、株高、分蘖数及叶片数等指标的影响均不明显,对块茎的影响则较显著,表现为块茎数量与重量显著下降。对岸边沉积物处理组而言,低氧对苦草根系的影响显著,表现为根须变细且数量增加,根系活力明显下降,中心沉积物处理组则不显著。同时,低氧处理使岸边沉积物处理组的沉积物氧化还原电位显著下降、水体营养盐浓度上升,尤其是磷酸盐浓度显著增加,中心沉积物处理组的环境理化因子变幅则相对较小。分析认为,低氧对苦草生长的影响虽不明显,但对其种群扩张有潜在的不利作用;梅梁湾生态净化示范区内沉水植物的腐烂死亡,低氧的作用是次要或间接的。     

碎屑沉积物地球化学:物源属性、构造环境和影响因素

碎屑沉积物记录着有关源岩性质和构造演化等诸多重要的信息,对于沉积盆地分析和理解区域构造演化都有重要的指示意义。近年来碎屑沉积物地球化学的研究有了很大进展,尤其是同位素年代学在沉积物地球化学中的应用,如造山带前陆盆地、山间盆地沉积物的同位素年代学的研究可以有效地反演造山带隆升-剥蚀作用与盆地沉降之间的联系,为地壳演化和造山带隆升等地质过程提供了重要的地球化学证据。文章结合近几年来的研究实例,综述了沉积物地球化学方法在物源示踪和源区构造背景判别研究的一些进展。考虑到碎屑沉积物地球化学组成是源岩、风化作用、沉积循环、成岩作用和分选作用等综合作用的结果,我们对其中的主要影响因素进行了分析,指出了当前广泛应用的物源和构造背景判别图解需要注意的一些问题。     

化学药剂处理湖泊沉积物磷污染的实验研究

试验了氢氧化钙、硫酸铝、硝酸钙、硫酸亚铁对抑制湖泊沉积物向水体释放磷的有效性,药剂投加量分别为1：1、1：2和过量,试验历时24d,4种药剂对水体磷去除率最高分别可达到86．2％、91．7％、90．3％和93．1％,但处理效果随时间会发生变化。     

Backwater Confluences of the Ohio River: Organic and Inorganic Fingerprints Explain Sediment Dynamics in Wetlands and Marinas

In the Ohio River (OR), backwater confluence sedimentation dynamics are understudied, however, these river features are expected to be influential on the system’s ecological and economic function when integrated along the river’s length. In the following paper, we test the efficacy of organic and inorganic tracers for sediment fingerprinting in backwater confluences; we use fingerprinting results to evidence sediment dynamics controlling deposition patterns in confluences used for wetland and marina functions; and we quantify the spatial extent of tributary drainages with wetland and marina features in OR confluences. Both organic and inorganic tracers statistically differentiate sediment from stream and river end‐members. Carbon and nitrogen stable isotopes produce greater uncertainty in fingerprinting results than inorganic elemental tracers. Uncertainty analysis of the nonconservative tracer term in the organic matter fingerprinting application estimates an apparent enrichment of the carbon stable isotopes during instream residence, and the nonconservativeness is quantified with a statistical approach unique to the fingerprinting literature. Wetland and marina features in OR confluences impact 42% and 11% of tributary drainage areas, respectively. Sediment dynamics show wetland and marina confluences experience deposition from river backwaters with longitudinally linear and nonlinear patterns, respectively, from sediment sources.     

天津市地表水体与沉积物中7种高关注酚类化合物的污染特征与生态风险分析

为探究地表水体与沉积物中酚类化合物的污染分布特征和生态风险,选择天津市3个水源地与6条主要河流,采集了26个地表水样与6个沉积物样品,利用固相萃取与超声萃取、高效液相色谱-串联质谱法(HPLC-MS/MS)测定了水样及沉积物中1-萘酚(1-naphthol)、壬基酚(nonylphenol, NP)、双酚A(bisphenol A, BPA)、2-苯基苯酚(biphenyl-2-ol)、3,4-二氯酚(3,4-dichlorophenol)、四溴双酚A(tetrabromobisphenol A, TBBPA)和对叔丁基苯酚(p-tert-butylphenol, PTBP)等7种高关注酚类化合物的浓度水平,并应用物种敏感性分布(species sensitivity distribution, SSD)法和熵值法(ecological risk quotient, RQ)评估7种酚类化合物水环境和沉积物的生态风险。结果表明,地表水样中7种酚类化合物均全部检出;其中壬基酚的检出浓度最高,其次为四溴双酚A、对叔丁基苯酚、1-萘酚、2-苯基苯酚、3,4-二氯酚和双酚A。沉积物中酚类化合物的污染分布规律与水样相似,除双酚A外的目标物全部检出。其中,壬基酚浓度比其他物质浓度高2个数量级。风险评估结果显示,壬基酚对水环境与沉积物存在不可接受的风险;而四溴双酚A、对叔丁基苯酚、1-萘酚、2-苯基苯酚、3,4-二氯酚和双酚A则对环境具有较低风险或者存在一定的风险。     

Environmental forensic investigation of the air pollution from a cement manufacturing unit

Abstract

Cement manufacturing is a process that results in the emission of significant quantities of suspended particulate matter (SPM) to the ambient air. An environmental forensic investigation was carried out in the surroundings of a major cement manufacturing unit at a place called Coimbatore in the southern Indian state of Tamil Nadu. The investigation was carried out to identify the contribution of the cement manufacturing unit to the SPM concentration of the surrounding air environment. The sampling points’ selection and sample collection were done following the principles outlined in the INTERPOL Manual for Pollution Crime Forensic Investigation. On-site monitoring of the air samples was carried out using Mini Laser Aerosol Spectrometer (GRIMM, Mini-LAS Model 11R). The instrument was capable of measuring particles ranging from 0.25 to 32 µm and classifying them into 31 size channels. The test results at majority of the monitoring locations were well above the limits specified in the National Ambient Air Quality Standards of India. Microscopic studies of the dust samples were carried out for surface texture and particle shape. The spatial distribution of particles was analysed using geographic information system (GIS) for the visual identification of the extent of the pollution by keeping the cement factory as the focal point. The results from the GIS and microscopic analysis established the role of the cement factory in the particulate matter pollution of its surroundings, specifically in the areas North-West of the factory. The successfully adopted procedure can serve as a guideline for the environmental forensic investigation of similar pollution incidences.