青年湖沉积物中氮赋存形态的季节性变化

通过对青年湖中心区和浅滩区近1 a的野外观测,分析其沉积物、间隙水和上覆水中TN、EN(可交换态氮)和Fixed-NH4+-N(固定态铵)的含量及表层沉积物Eh和温度的季节变化.结果表明:沉积物中w(TN)较高,且中心区大于浅滩区;NH4+-N是沉积物中EN的主要形式,约占w(EN)的95%,是氮自沉积物向表层水扩散的主要形态;沉积物中w(NO3--N)和w(NO2--N)较低;青年湖沉积物具有较强的吸持Fixed-NH4+-N的能力,浅滩区和中心区w(Fixed-NH4+-N)占w(TN)的比例分别为18.57%和20.84%,Fixed-NH4+-N是潜在氮源;沉积物中w(可交换态NH4+-N)和w(Fixed-NH4+-N)呈现春、夏季降低,秋、冬季升高的变化趋势,w(NO3--N)呈春、夏季升高而秋、冬季降低的变化趋势,且浅滩区变幅大于中心区;植物根系、温度的季节性变化可改变表层沉积物的还原环境,进而影响氮的硝化-反硝化作用和矿化作用.      

山东省南四湖流域农业面源污染状况分析

以探明山东省南四湖流域农业面源污染状况为目的,在对流域内农村人口、畜禽养殖规模、农田施肥量、水产品产量等数据调查的基础上,结合全国第一次农业污染源调查结果中的农业源产、排污系数,测算出2009年山东省南四湖流域内农村生活、农田化肥、畜禽养殖业、水产养殖业等4个方面COD_Cr、TN、TP的排放总量分别为192 278.71、103 126.04、6 990.82 t. 通过分析得出,在山东省南四湖流域农业面源污染中的COD_Cr主要来自农村生活,占COD_Cr排放总量的56.44%;农田化肥TN的流失占TN排放总量的48.37%,农村生活和畜禽养殖对TN排放总量也有较高的贡献;畜禽养殖业是TP的主要来源,占TP排放总量的65.06%;水产养殖对各项污染物的贡献率相对较低,但不容忽视.      

重金属污染对鄱阳湖底泥微生物群落结构的影响

利用Illumina平台高通量测序技术,分析了鄱阳湖4大河流（信江XS,饶河RS,修河SS,赣江GS）河口底泥微生物群落结构和多样性对底泥重金属污染的响应情况.结果表明,在测试的6种重金属离子中,Cu、Zn全量和有效态表现为RS、XS显著高于SS、GS,Mn全量和有效态在GS中显著最高,Pb有效态在XS显著最高,Pb全量、Cd全量和有效态、Cr全量和有效态在4条河流中无显著差异;经检测,鄱阳湖4河口底泥微生物群落主要有5大类,它们分别是：变形菌门（Proteobacteria）（32.54%~50.35%）,酸杆菌门（Acidobacteria）（6.13%~13.13%）,拟杆菌（Bacteroidetes）（4.38%~14.92%）,疣微菌门（Verrucomicrobia）（6.42%~10.70%）和绿湾菌门（Chloroflexi）（3.21%~11.73%）.多样性指数结果表明：GS、SS微生物多样性指数（Chao1和Shannon）高于RS,与重金属含量成反相关.相关性分析表明：重金属Cu、Zn、Cd、Pb、Cr、Mn和138个主要OTU显著相关,其中Cu、Cd和微生物门、属显著相关的OTU数量最多.变形菌门中有9个属和Cu有效量,5个属和Cd有效量显著正相关,这些正相关的菌群是土壤重金属污染修复的重要微生物种质资源.     

洞庭湖浮游藻类功能群的组成特征及其影响因素研究

2013年3月、6月、9月及12月采集了洞庭湖11个断面的浮游藻类,并对所采集的藻类进行了功能群划分,结果显示,洞庭湖的浮游藻类可以分为24个功能群：A、B、C、D、E、F、G、H1、J、L_O、L_M、M、MP、N、P、S1、S_N、T、W1、W2、X1、X2、X3、Y,所反映的生境特征主要表现为对分层敏感、频繁扰动且混合程度较高的浑浊型中-富营养型水体.不同时期调查的藻类优势功能群存在明显差异,其中,B（中营养水体、对分层敏感）、D（较浑浊的浅水水体）、J（混合型高富营养浅水水体）、MP（扰动频繁的浑浊型浅水水体）、P（混合程度较高中富营养浅水水体）、Y（广适性）在四次调查中的优势度均>0.02,成为洞庭湖的绝对优势功能群,洞庭湖藻类优势功能群不同时期的演替规律为：3月MP+P+D+B经6月MP+J+P+D+B与9月MP+J+P+D+B+L_O+Y转变成12月MP+J+D+Y.CCA分析结果显示,洞庭湖藻类功能群分布受水环境因子影响较为明显.整体上,T、pH值、DO、COD_Cr、NH₃-N及TP是影响洞庭湖藻类功能群分布格局的主要因素.     

太湖西部入湖口沉积物中有机物分布及其潜在指示意义

太湖作为重要的工农业用水水源以及周边居民饮用水源,其水质安全受到高度关注。在太湖西部入湖口采集7个沉积物样品,研究了合成麝香、多环芳烃(PAHs)、有机磷酸酯阻燃剂/增塑剂(OPs)和有机氯农药(OCPs)含量水平和分布规律。研究结果表明,沉积物中多种污染物分布广泛,含量水平差异较大。其中,Σ15PAHs含量371 ng·g~(-1)~2.53$103ng·g~(-1),主要来源于生物质燃烧和化石燃料高温裂解;沉积物中检出4种多环麝香,主要组分为佳乐麝香(HHCB)(0.0792 ng·g~(-1)~1.17 ng·g~(-1))和吐纳麝香(AHTN)(0.123 ng·g~(-1)~1.29 ng·g~(-1)),它们指示了太湖水体已遭受一定程度生活污水输入影响;沉积物中Σ6OPs含量范围为1.63 ng·g~(-1)~21.9 ng·g~(-1),主要污染组分为磷酸三(2-氯丙基)酯(TCPP)和磷酸三(2-氯乙基)酯(TCEP),并呈现明显的点源排放特征;沉积物中六六六系列(HCHs)(0.310 ng·g~(-1)~1.11 ng·g~(-1))和滴滴涕系列(DDTs)(0.551 ng·g~(-1)~6.40 ng·g~(-1))主要来源于历史残留。位于太滆流域的几个入湖口沉积物中多种污染物含量多高于浙江省辖区3个入湖口沉积物。     

太湖沉积物铁形态分布特征及磷铁相关性分析

通过对太湖藻型湖区、草藻过渡型湖区、草型湖区柱状沉积物进行铁的形态分级分析沉积物中不同提取态磷铁含量,获得不同形态铁的空间分布特征.结果表明:沉积物总铁含量藻型湖区31.57mg/g(SD=8.51) >过渡型湖区30.34mg/g(SD=11.97) >草型湖区25.25mg/g(SD=4.59),不同湖区沉积物中铁形态的含量依次为可还原(晶型)铁氧化物Fe_ox2 >碳酸盐铁Fe_carb >易还原(无定形)铁氧化物Fe_ox1 >低活性硅酸铁Fe_prs >磁铁矿Fe_mag >可吸附性Fe(Ⅱ),Fe_carb、Fe_ox1、Fe_ox2,3种铁形态属于高活性铁Fe(Ⅲ),含量为7.79,6.16,8.18mg/g,分别占总铁含量的28.56%,21.54%,29.53%,表明高活性铁(Ⅲ)是沉积物中最主要的铁形态;沉积物中各提取态磷含量大小比较为NH₂OH·HCl-P >MgCl₂-P >NaAc-P >Na₂S₂O₄-P >浓HCl-P >(NH₄)₂C₂O₄-P,含量较高的MgCl₂-P(0.067mg/g)、NaAc-P(0.061mg/g)、NH₂OH·HCl-P(0.068mg/g),分别占总提取磷的35.28%、31.97%和22.55%,是沉积物铁分级提取态磷中最主要的形态.磷-铁相关性分析表明,二者之间呈显著的正相关(P<0.05),进一步从铁形态分级角度证实铁是沉积物內源磷释放的关键因子.     

滇池浮游植物群落特征及与环境因子的典范对应分析

2013年3、5、7和11月对滇池浮游植物群落进行监测,共检出浮游植物6门31属,主要由绿藻门、蓝藻门、硅藻门组成.浮游植物平均丰度值7482×10⁴ cells/L,3月绿藻门占优势,优势种为栅藻;5、7、11月均以蓝藻门占优势,优势种均为微囊藻.对31属浮游植物与10个环境因子的关系进行典范对应分析(Canonical Correspondence Analysis,CCA),结果表明:电导率、DO、TN、TP、COD_Mn是影响滇池浮游植物分布的主要环境因子.蓝藻能适应较高氮磷营养盐,还受到电导率、COD_Mn、DO、pH值影响;绿藻能适应高的水温、pH值和COD_Mn,同时受到氮磷营养盐、DO、电导率的影响;硅藻能适应高的pH值、COD_Mn,还受到氮磷营养盐、水温、DO、电导率的影响.     

贵州草海沉积物重金属分布及其对底栖动物群落的影响

基于原子吸收和ICP-MS,研究了贵州威宁草海4种重金属Zn、Pb、Cd、Ni的分布规律,并分析了其对底栖动物群落结构的影响.结果表明,表层沉积物中Zn、Pb、Cd 3种重金属含量已超过加拿大环境质量标准,超标样品量分别达到样品总数的82%、65%和47%,可能和周边历史上大规模的土法炼锌有关;草海表层水及孔隙水4种重金属含量均未超过国家I类地表水质量标准,表明污染的沉积物对水体重金属含量影响有限.表层沉积物中Zn、Pb、Cd均表现出湖中心及上游湖口含量更高的趋势,并和有机质呈显著正相关关系(r=0.837, P < 0.01; r=0.785, P < 0.01; r=0.780, P < 0.01),表明有机质在Zn、Pb、Cd的迁移和沉积中扮演了重要角色.在湖心沉积物柱中,Zn、Pb、Cd 3种重金属从剖面上部约10cm往上均有逐渐升高富集的趋势,与草海周边近几十年的大规模土法炼锌历史吻合.不管在表层沉积物还是在沉积物柱中Ni都呈现与其它3种重金属相反的分布规律,可能与Ni主要来源于自然背景有关.底栖动物群落结构调查表明,周边采样点比湖内采样点的底栖动物种类更为丰富,栖息密度也更大,这可能与草海湖内采样点重金属含量远高于湖周边采样点有关,具体影响及机制需要进一步深入研究.     

洪湖沉积柱中重金属的历史分布特征及来源

为了解历史上洪湖重金属的含量水平及来源,于2014年12月在洪湖中心位置采集了沉积柱,分析了沉积柱中4种重金属（Cu、Cd、Zn、Pb）的含量,并结合¹³⁷Cs和²¹⁰Pb定年技术得到沉积物中重金属高分辨率年代沉积序列.结果表明：洪湖沉积柱中4种重金属总量介于67.86~189.57mg/kg之间,4种重金属含量的高低为Pb>Zn>Cu>Cd.地累计指数表明Cu和Zn未达到污染级别,而Pb为无污染到中度污染级别,Cd为中度污染到强污染级别.沉积物中重金属含量受洪水和围湖造田的共同影响,新滩水闸建成前,洪水会导致沉积物中重金属含量先降低,随后升高.水闸建成后,洪水会导致洪湖出现内涝致使沉积物中重金属含量升高;围湖造田导致沉积物中重金属含量升高.源解析研究表明,沉积物重金属来源于非点源农业污染、交通活动以及工业废水和生活废水排放.     

Characterization of phosphorus species and modeling for its organic forms in eutrophic shallow lake sediments,North China

Variations of phosphorus （P） and its species in surface sediment of Baiyangdian Lake, a eutrophic shallow lake located in North China, were investigated through combination of field survey and numerical calculation based on cluster analysis. P fractionation was performed by a sequential extraction scheme, categorized as loosely bound P （NH4Cl-P）, reductant soluble P （BD-P）, metallic oxide bound P （NaOH-P）, calcium bound P （HCl-P） and organic P （Org-P）. P concentrations exhibited regional similarities and a total of four sub-areas were identified in which the same rank was HCl-P 〉 Org-P 〉 BD-P ,=NaOH-P 〉NH4Cl-E NH4Cl-P, BD-P and Org-P were found to contribute to P enrichment in overlying water column. Specifically, labile Org-P acted as a potential pool with a greater contribution in aerobic layer compared to anaerobic layer. A hysteresis （lag = 4 months） existed when labile Org-P concentration was negatively correlated with aerobic layer thickness. In view of magnitude of identified P contributors in sub-areas, higher potential of P release was present in Fuhe River and Tang River estuary areas. On the basis of calibration and verification, the mathematical model with parameter settings applied in this study was improved to serve as a tool for limnology management and eutrophic control.