非粮化利用下耕地土壤重金属分布特征、生态风险和来源解析

为探索非粮化利用下耕地土壤重金属含量分布特征和潜在生态风险.以非粮化问题突出的环杭州湾典型区域为例,采集并测定254个耕地0～20 cm表层土壤样品,分析粮食、苗木、蔬菜和水果这4种不同耕地利用类型的8项土壤重金属含量分布特征,通过内梅罗综合指数法和潜在生态风险指数法进行生态风险评价,并利用PMF模型解析重金属来源.结果表明,研究区耕地As、Cr、Cd、Cu、Hg、Ni和Zn含量平均值都高于土壤背景值,整体处于轻度污染状态,存在中度生态风险,其中Hg、Cd和As的单因素污染风险相对较高;不同耕地利用类型土壤重金属含量差异显著,潜在生态风险水平依次为：苗木>水果>蔬菜>粮食,非粮化利用会造成一定的重金属污染生态风险;研究区土壤重金属来源包括工业源(36.8%)、自然源(28.4%)、大气沉降源(21.4%)和农业源(13.4%).综合认为,化肥和农药施用量增长是耕地非粮化造成土壤重金属含量升高的直接原因,而耕地周边的工矿企业三废扩散和煤炭等能源燃烧导致的污染物大气沉降,更加速了研究区土壤重金属含量上升.     

基于生态功能的滨海湿地土壤质量综合评价方法构建及实证分析

构建了基于生态功能的滨海湿地土壤质量综合评价方法,并以胶州湾滨海湿地为研究对象,评价了其各土地利用类型的各生态功能(生物多样性维持功能、养分维持功能、碳储存功能)指数以及综合质量指数.结果表明：(1)研究区内生境质量在时空上,总体呈现出较低的水平;各类土地利用类型中,沿海滩涂具有较高的生境质量水平,而建设用地表现出最低的生境质量水平.(2) 1990～2019年,未利用地向耕地或草地转化有利于碳储量增加,而建设用地持续转入是导致碳储量减少的主要因素.(3)研究区的土壤养分状况总体为中等水平,耕地土壤养分状况最优,而建设用地和未利用地处于中等偏下水平.(4)整体上,不同土地利用方式下土壤质量存在显著差异,土壤质量综合指数从大到小表现为：耕地>林地>滩涂>未利用地>草地>养殖池>建设用地.结果表明,在不同土地利用方式下人为干扰的程度和过程对土壤生态质量的影响差异明显.     

厦门湾沙滩沉积物微塑料污染特征

微塑料（MPs）广泛存在于各种环境介质中,目前已经成为全球性环境问题.为了解海湾沙滩沉积物中微塑料的污染特征,揭示微塑料沉积规律及其影响因素,在厦门湾选择了5个典型沙滩,根据潮汐变化,同时在高潮线、中潮线和低潮线分层采集了0~10、10~20和20~30 cm的沉积物柱状样品,研究了沙滩沉积物中微塑料水平与垂直分布特征.结果表明,厦门湾沙滩45个沉积物样品中均检出微塑料,微塑料丰度范围为39~260 n ·kg^-1,平均丰度为（114±26） n ·kg^-1;微塑料形状主要为纤维状、碎片状、颗粒状和泡沫状,其中纤维状占比最大;主要成分为聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）、赛璐芬（cellophane）和聚乙烯（PE）;微塑料的颜色包括透明、蓝色、黄色、黑色和白色等.从统计结果可以看出,微塑料的平均丰度因沙滩位置、潮间带位置和采样深度的不同呈一定的规律,并且波浪、潮汐、岸线形状、风、游客数量和海漂垃圾清洁等自然和人为多种因素均影响沙滩微塑料的丰度和分布.研究成果有助于了解沙滩沉积物中微塑料的污染特征及来源,为微塑料的陆海传输提供依据,对海漂垃圾及岸滩垃圾收集提供数据支撑.     

Spatial and Temporal Patterns of Low Streamflow and Precipitation Changes in the Chesapeake Bay Watershed

Spatial and temporal patterns in low streamflows were investigated for 183 streamgages located in the Chesapeake Bay Watershed for the period 1939–2013. Metrics that represent different aspects of the frequency and magnitude of low streamflows were examined for trends: (1) the annual time series of seven‐day average minimum streamflow, (2) the scaled average deficit at or below the 2% mean daily streamflow value relative to a base period between 1939 and 1970, and (3) the annual number of days below the 2% threshold. Trends in these statistics showed spatial cohesion, with increasing low streamflow volume at streamgages located in the northern uplands of the Chesapeake Bay Watershed and decreasing low streamflow volume at streamgages in the southern part of the watershed. For a small subset of streamgages (12%), conflicting trend patterns were observed between the seven‐day average minimum streamflow and the below‐threshold time series and these appear to be related to upstream diversions or the influence of reservoir‐influenced streamflows in their contributing watersheds. Using multivariate classification techniques, mean annual precipitation and fraction of precipitation falling as snow appear to be broad controls of increasing and decreasing low‐flow trends. Further investigation of seasonal precipitation patterns shows summer rainfall patterns, driven by the Atlantic Multidecadal Oscillation, as the main driver of low streamflows in the Chesapeake Bay Watershed.     

太湖梅梁湾沉积物中磷吸附/解吸平衡特征的季节性变化

室内模拟研究了太湖梅梁湾4个季节沉积物在低磷湖水中的吸附/解吸特征,推测沉积物在各季节的"源"、"汇"转化过程,找出沉积物"源"、"汇"转化过程中最活跃的磷形态;同时通过对冬季沉积物进行不同温度的吸附/解吸热力学实验,探讨了温度对沉积物吸附/解吸磷过程的影响.研究结果表明:梅梁湾4个季节沉积物总磷及各组分磷含量大小关系为春＜夏＜冬＜秋;夏季和秋季沉积物以释放为主,春季和冬季则以吸附为主;铁/铝磷是沉积物"源"、"汇"转化过程中较活跃的磷组分;沉积物对磷的吸附效率和平衡吸附量为春季最小,秋季最大;温度和沉积物磷含量对DIP吸附/解吸平衡浓度都有影响,吸附/解吸平衡浓度随温度的升高而增加,随沉积物磷含量的增加而减小.     

渤海湾西部表土中HCHs与DDTs的残留特征

分析采自渤海湾西部地区302个表土样品中的HCHs和DDTs含量.结果表明,区域表土中HCHs、DDTs含量的算术均值±标准偏差分别为(3.88±25.92)ng·g-1和(63.60±255.83)ng·g-1;几何均值±标准偏差分别为(0.44±3.97)ng·g-1和(8.68±5.51)ng·g-1.两类污染物的原始数据大多呈右偏态分布.HCHs的对数浓度与角变换的土壤TOC含量存在较为显著的相关关系;而对于DDTs关系并不明显.不同土地利用条件下HCHs和DDTs的残留水平存在明显差异,其中,菜地、林地和荒地表现出较高的HCHs残留,而菜地、林地、耕地和棉田则具有较高的DDTs残留.渤海湾西部地区表土中若干地区存在HCHs和DDTs的新输入.根据国家现行的土壤质量标准,DDTs污染水平达到三级和三级以上的样点占总数的2.6%,二级水平的样点比例为11.9%;而HCHs污染水平达到二级的仅占总数的2%.据此,表土HCHs潜在生态风险较高的样点主要分布于河北省石家庄市、北京市和天津市;表土DDTs潜在生态风险较高的样点则集中在河北省石家庄市和邯郸市、山东省济南市、北京市和天津市.     

互花米草入侵对胶州湾湿地土壤磷赋存形态的影响

为探讨互花米草入侵对滨海湿地土壤磷循环的影响,基于时空互易原则,选择胶州湾湿地互花米草区(SA区)和光滩区(MF区)为研究靶区,分析了互花米草入侵后湿地土壤中总磷(TP)、无机磷(IP)及其组分含量的差异性以及影响因素.结果表明,互花米草入侵后湿地土壤中TP(472.70 mg·kg^-1)和IP(239.00 mg·kg^-1)平均含量明显高于入侵前光滩区TP(386.19mg·kg^-1)和IP(212.68 mg·kg^-1)含量,增幅分别为22.40%和12.38%.研究区无机磷组分以钙磷(Ca-P)和铁磷(Fe-P)为主,分别占IP的45%～61%和31%～49%.互花米草入侵后,10～30 cm层土壤Ca-P含量显著降低(P <0.05),7月尤为明显;Fe-P含量显著增加(P <0.05),0～40 cm土壤层含量高于40～60 cm层(P <0.05),并且7月在10～40 cm土壤表现出明显富集现象.通过结构方程模型发现互花米草入侵后有机质(OM)对TP和Fe-P有显著正...     

粤港澳大湾区陆源氮污染来源结构与空间分布

入海河流携带的陆源总氮污染是海域无机氮的主要来源,粤港澳大湾区(GBA)近岸海域无机氮污染严重,劣四类水质分布广泛,厘清粤港澳大湾区陆域总氮排放规模、来源结构和排海压力,对海域氮污染治理有重要意义.基于土地利用、社会经济统计和污染普查资料等多源数据,从行政区单元和流域单元估算粤港澳大湾区及周边城市的总氮排放规模、来源结构及其区域差异.结果表明:(1)研究区陆域总氮排放量约33.25万t,居民生活是主要污染源,占55.4%,其次为种植业,占28.18%,养殖业和工业生产的污染贡献相对有限.(2)总氮排放的区域差异明显,粤港澳大湾区11个城市的总氮排放量(23.14万t)显著高于其周边8个城市(10.11万t).(3)海域污染分布状况与陆源氮污染排放压力强度具有空间一致性,东江流域、西北江三角洲流域和潭江流域污染排放量最大,其岸段承载的排放压力也最大,对应的伶仃洋、珠海金湾海域和黄茅海污染严重.     

辽东湾北部至辽西沿岸海域营养盐分布及水质评价

根据1995-1999年5a对辽东湾北部至辽西沿岸海域的监测资料，分析和评价了该海域营养盐的分布特性及时空变化，评价了营养盐对该海域的污染程度和水质的富营养状况，结果表明该海域营养盐普遍偏高，在5a当中各站位无机氮平均值有56%超一类海水，无机磷有73%超一类海水，辽东湾北部海域高于辽西沿岸海域，最高值位于辽河口和双台子河口的三道沟、裤裆、二界沟3个站位，无机氮高于其他站位3-5倍，这3个站位水质严重污染，处于富营养化状态，随时可诱发赤潮。     

中国南海流沙湾中雄激素、糖皮质激素和孕激素的污染特征及其生态风险评价

近年来,类固醇激素在淡水水体中不断被检出,但是其在海水中的污染特征研究相对较少.本文对中国南海流沙湾进行样品采集,通过高效液相色谱与质谱联用技术(UPLC-MS/MS),研究了33种类固醇激素的污染特征及空间分布.结果表明,在海水和沉积物中均检出7种类固醇激素,含量范围为0. 003(甲羟孕酮,MP)～9. 023(去氢孕酮,DGT) ng·L~(-1)和0. 017(1,4-雄烯二酮,ADD)～9. 281(雄烯二酮,AED) ng·g~(-1).在海水中,类固醇激素浓度高低顺序为合成类高于天然类,丰水期高于枯水期,养殖区高于非养殖区.在沉积物中,类固醇激素在时空分布上无明显差异.海洋环境中类固醇激素的主要来源为水产养殖人为饲料添加和废水排放.生态风险评价结果表明,AED处于低风险,其他类固醇激素处于无风险.相关性分析表明,海洋环境中类固醇激素的含量分布规律与盐度、水温、颗粒物(SS)和化学需氧量(COD)有关.本研究有助于认识流沙湾地区类固醇激素的污染特征,并为其生态风险评价和管控提供科学依据.