东海近岸沉积物中酸可挥发性硫化物的分布研究

研究了东海近岸沉积物中酸可挥发性硫化物(AVS)的水平分布和垂直分布.由于该区域水深较浅、水的垂直交换带来的氧的补充,表层沉积物中AVS的含量较低,大部分站位低于检出限.而对于AVS的垂直分布,其含量范围为0～5.82 μmol/g.不同站位检出AVS的深度不同,这主要是由有机质含量和沉积物的孔隙度控制的,高有机质含量和低孔隙度将有利于AVS的生成.从可检测到AVS的层次以深,AVS含量基本随深度增加,呈现出较稳定的沉积状态.通过与不同沉积环境的AVS的测定结果进行比较发现,不同沉积环境下AVS的含量存在一定差异,研究区域AVS的含量与珠江口附近沉积物相近.     

黄海近岸表层沉积物中DDTs、PCBs与酞酸酯的地理分布

依据第二次全国海洋污染基线调查数据,考察黄海近岸表层沉积物中PAEs、DDTs和PCBs污染物的地理分布、组成特征,并基于相应的沉积物质量警戒水平,进行初步的生态风险评价.结果表明,黄海近岸海区PAEs的高值站点集中在大连湾(1389.8 ng/g)和旅顺(1928.0 ng/g)周边海域,已超出相应的警戒水平,各海区主要组分为二丁基和2-乙基己基酞酸酯.黄海近岸海区只有大连湾出口海域沉积物中PCBs浓度(24.2 ng/g)稍高于ERL警戒水平(22.7ng/g);而超过ERL警戒水平(1.58ng/g)的DDTs较高浓度站点则主要位于大连湾(6.3～7.6 ng/g)、烟台-威海近岸(4.5～10.3 ng/g)、胶州湾(5.5～21.2 ng/g)和海州湾(27.4～62.9 ng/g)近海区域,其中海州湾一站点沉积物浓度甚至超过ERM警戒水平(46.1 ng/g).DDTs组成分析显示,p,p′-DDT的代谢产物主要是p,p′-DDD;在大连湾、威海、胶州湾和海州湾近岸海区以及山东半岛东部外海仍存在有DDT的输入,其来源可能是工业三氯杀螨醇和/或工业DDT产品.这些海区表层沉积物存在一定的生态风险,尤其是海州湾的个别站点,潜在生态风险更高.     

骆马湖现代沉积物137Cs和210Pbex的测定分析与环境指示意义

选取骆马湖进湖口、湖中心和出湖口3个位置的沉积物柱芯样品,采用放射性核素137Cs、210Pbex纪年技术定年,对其垂向分布特征及沉积速率指标变化对比分析,并测定沉积物中重金属垂直剖面分布。结果表明：137Cs数值较低,不足以建立137Cs计年时标;210Pbex比活度随深度增加大致呈指数降低,采用210Pbex CIC模式计算获得3个采样点的平均沉积速率及对应的沉积年代区间,进湖口相比湖中心和出湖口沉积速率较低,这与人为活动和水流因素有关;近50年来,骆马湖重金属污染物蓄积峰值总体出现在1975—1977年及1989—1994年两个时期,在2008年之后重金属的蓄积特征呈现逐渐增加趋势     

湖泊沉积物中微生物群落对天然有机质输入的响应

全球气候变化和蓝藻水华暴发造成湖泊生源、陆源天然有机质（NOM）输入显著增加,以太湖藻型湖湾为例,考察沉积物中微生物群落的活性、组成及功能对不同浓度藻源有机质（POM）和陆源腐殖酸（HA）的响应特征.三维荧光分析显示POM化学多样性较高,包含易降解的类蛋白（50%）和难降解的类腐殖质组分（50%）,而类腐殖质占HA荧光组分的97%.两个月的微宇宙实验表明,对于同种NOM,沉积物中微生物矿化作用随NOM浓度升高而增强;但POM组中有机碳去除量显著高于同等浓度的HA组.胞外聚合物分析显示NOM输入有利于微生物分泌蛋白质和多糖,提高了微生物群落的聚集度和稳定性;酶活分析表明POM对脲酶、脱氢酶等有机物代谢酶的激发效应强于HA,形成了代谢更活跃的微生物群落.同时,NOM输入（尤其是POM）提高了微生物群落的物种多样性,增加了Proteobacteria和Bacteroidetes等参与有机物分解的菌群丰度,上调了与代谢相关的KEGG功能基因丰度.以上结果表明湖泊沉积物中微生物群落的活性和功能与NOM的来源和浓度有关.     

悬浮液-流动注射-氢化发生原子荧光法测定沉积物中的Pb

研究了一种把悬浮液进样与氢化发生相结合原子荧光光谱法测定沉积物中Pb的方法。控制悬浮液的粒径在0.088mm以下,用磁力搅拌器搅拌以保证悬浮液分散均匀稳定,方法中以盐酸作介质,K3Fe(CN)6为氧化剂,采用水溶液标准作标准曲线测定了沉积物中的Pb,该法的线性范围为0～200μg/L,检出限为0.26μg/L,回收率为92%～107%,精密度小于6.5%。将此法用于标准物质的分析,测定值均在标准值范围之内,结果令人满意,具有实际应用价值。     

长江口沉积物对磷酸盐的吸附与释放的研究

对长江口沉积物进行了释放及吸附P的研究,结果表明长江口海区沉积物对P的释放极少,沉积物吸附大量P后的再释放是缓慢的。经测定,沉积物吸附/释放平衡点的一般为0.038～0.085μg/mL,此值一般高于底层水P浓度,因此推测,长江口地区沉积物有向上覆水释放P的倾向。     

汉江上游风成谷地黄土的重矿物组成特征及意义

汉江流域位于黄土高原南侧,属中国南北气候的过渡区域,其重矿物组成对区域沉积物物质来源与演化研究具有重要意义。运用强磁选、重液分离法等技术手段将汉江上游谷地黄土沉积物中的重矿物提取出来,在双目显微镜和偏光显微镜下测定其含量和特征。结果表明:(1)汉江黄土重矿物有22种,其中角闪石、磁铁矿、钛铁矿等矿物为优势矿物,占重矿物总量的60%以上;稳定矿物约占重矿物总量的47.95%,是汉江黄土最主要的矿物组合。(2)典型黄土和古土壤中重矿物种类相同,但含量有一定差异,马兰黄土(L1)相较古土壤(S0)不稳定矿物含量较高,稳定矿物含量较低;(3)汉江黄土与北侧黄土高原黄土相比重矿物种类相似,稳定性组合分布一致,但汉江黄土稳定性矿物含量较高,不稳定性矿物含量较低。这些特征说明:(1)汉江上游地区古土壤和黄土物质来源一致,古土壤S0在物质组成上继承了黄土,是黄土高度风化的产物;(2)汉江谷地黄土和黄土高原风成黄土两者的物源区一致,但汉江地区黄土受到较黄土高原地区强的风化成壤作用。     

上海滨岸沉积物、上覆水中N含量及时空变化

综合分析了上海海岸潮滩表层沉积物有上覆水中营养盐N的含量，结果显示，表层沉积物中NH4^ －N的含量在8月、2月有11月均很高，占50％－98％，在11月份NH4^ －N和NH3^－－N含量均显著增加；在空间分布上，长江口南岸无机氮含量普遍高于杭州湾北岸，其中NH4^ －N含量峰值出现在SDK和BLG，NH3^－－N的沿程分布与NH4^ －N较为一致，二者均受到排污有长江入海径流输入的影响。上覆水中在2月和8月NH^－－N含量普遍高于NH2^－－N和NH4^ －N，而在11月NH4^ －N的含量则明显增加，并超过了NH3^0－N；无机氮沿程分布呈现较大地区差异的特点，而且NH3^－－N含量普通高于NH4^ －N（SDK、WSK、LC除外），这受污水排放和所在沉积环境等多因素控制。在对比分析从20世纪80年代至2000年近20年间上海海岸带无机氮含量的变化趋势，发现上海滨岸水及沉积物总体质量在不断下降。其中滨岸水体岸以国家海水水质标准进行评价，发现各采样点无机氮含量均超过四类海水的标准，而且最大超标幅度达到了9．54倍，形势不容乐观。     

嘉陵江中下游不同河道断面沉积物真菌群落结构与功能

为探究不同干扰对嘉陵江河道沉积物真菌群落的影响,以期为河流生态系统保护提供科学依据. 以嘉陵江干流河道沉积物真菌为研究对象,利用高通量测序和生物信息学技术分析不同类型人为扰动（工程干扰、支流干扰、采砂干扰和垦殖干扰）及无干扰断面河道沉积物真菌群落的组成和功能差异. 结果表明：①垦殖和工程干扰显著抑制了真菌群落物种多样性和丰富度（P<0.05）,支流干扰增加了真菌群落物种丰富度,采砂干扰对沉积物真菌群落的影响不显著. ②低外源物质输入（无干扰和采砂干扰）断面的不同采样点位之间的沉积物真菌多样性和群落结构趋近,高外源物质输入（支流干扰、工程干扰和垦殖干扰）断面的不同采样点位之间的沉积物真菌群落多样性差异显著. ③子囊菌门（Ascomycota）、罗兹菌门（Rozellomycota）和担子菌门（Basidiomycota）为嘉陵江沉积物的主要优势真菌门,罗兹菌门的相对丰度在采砂干扰断面最高,担子菌门在支流干扰断面的相对丰度最高. ④工程干扰断面的腐生菌、动物病原菌、植物病原菌和粪腐菌的相对丰度显著增加,其它无干扰断面沉积物中真菌寄生菌-植物病原菌-植物腐生菌的相对丰度最高. 综上所述,人为干扰造成了嘉陵江沉积物真菌多样性、群落结构和功能的变化,外源物质输入是造成这一现象的关键因素,该结果可为预测和评价河流生境质量提供参考依据.     

Hierarchical modeling of the dilute transport of suspended sediment in open channels

We propose, discuss and validate a theoretical and numerical framework for sediment-laden, open-channel flows which is based on the two-fluid-model (TFM) equations of motion. The framework models involve mass and momentum equations for both phases (sediment and water) including the interactive forces of drag, lift, virtual mass and turbulent dispersion. The developed framework is composed by the complete two-fluid model (CTFM), a partial two-fluid model (PTFM), and a standard sediment-transport model (SSTM). Within the umbrella of the Reynolds-Averaged Navier-Stokes (RANS) equations, we apply K–ε type closures (standard and extended) to account for the turbulence in the carrier phase (water). We present the results of numerical computations undertaken by integrating the differential equations over control volumes. We address several issues of the theoretical models, especially those related to coupling between the two phases, interaction forces, turbulence closure and turbulent diffusivities. We compare simulation results with various recent experimental datasets for mean flow variables of the carrier as well as, for the first time, mean flow of the disperse phase and turbulence statistics. We show that most models analyzed in this paper predict the velocity of the carrier phase and that of the disperse phase within 10% of error. We also show that the PTFM provides better predictions of the distribution of sediment in the wall-normal direction as opposed to the standard Rousean profile, and that the CTFM is by no means superior to the PTFM for dilute mixtures. We additionally report and discuss the values of the Schmidt number found to improve the agreement between predictions of the distribution of suspended sediment and the experimental data.