秦皇岛石河口海域沉积物重金属污染及生态风险评价

为了研究石河口海域的沉积物环境,于2009年9月对石河口海域表层沉积物的Cu、Pd、Zn、Cd、Hg、As含量进行了测定,探讨了重金属含量的分布特征和相关关系,采用地累积指数法和潜在生态风险指数法对重金属的富集程度和潜在生态风险进行了评价。结果表明:Cu和Pd、Cu和Cd、Pd和Cd之间存在显著正相关性。重金属富集程度排序为CdHgCuZnPdAs。石河口海域多种重金属潜在生态风险指数属于轻微风险状态。重金属潜在生态风险指数排序为CdHgPdCuAsZn,Cd的生态风险指数属中度风险状态,研究区域在一定程度上受到了Cd的污染。     

南汇边滩的沉积特征和沉积物输运趋势

在对南汇边滩沉积物粒度特征进行分析的基础上,利用Gao Collins泥沙概率输运模型探讨边滩的沉积物输运趋势,结果表明：①沉积物中值粒径、分选系数和偏度的分布具有一致性,三者相关性较强;②边滩的沉积物粒度特征表现为正偏,分选性较差,分选系数值集中在2左右,沉积物相对较粗（中值粒径大于0.01 mm）的区域主要集中在没冒沙中部、南汇咀及卢潮港近岸,其它区域沉积物相对较细（中值粒径小于0.01 mm）;③将 Gao Collins的泥沙概率模型和南汇边滩的动力与沉积环境结合表明,沉积物在东滩的净输运趋势是由北向南输运。由于南滩的动力条件相对复杂,因此南滩沉积物的净输运趋势有待进一步分析。     

电动联合法对复合重金属污染底泥的修复

河流与湖泊底泥中重金属污染物的清除是实现水体彻底净化及底泥工程利用的关键。以增加了电解液循环的电动联合装置为修复设备,以Cu、Zn、Pb、Cr、Ni污染底泥为研究对象,结合小试模拟和中试模拟实验,明确修复装置对复合污染底泥的净化修复效果,并优化污染物回收的技术参数。结果表明,增设电解液循环有助于增强复合污染底泥中重金属离子的迁出,在小试模拟和中试模型实验中,底泥污染物的去除率分别达到了74%~84%和52%~60%;中试模型实验修复后底泥中的Cr、Cu、Ni和Zn含量分别为140.31、314.47、250.93、464.17 mg·kg⁻¹,低于《土壤环境质量-建设用地土壤污染风险管控标准》(GB 36600-2018) 的筛选值。在两极电解液增设pH调节装置和斜板沉淀池有助于以Cr(OH)₃、Cu(OH)₂、Ni(OH)₂和Zn(OH)₂沉淀物的方式对重金属离子进行回收,阳极电解液pH控制在5.0~6.5,阴极电解液pH控制在10时,阴阳极两侧电解液中重金属沉淀回收率均达99%。增加了电解液循环的电动联合修复技术可同步实现底泥污染物的净化及回收。     

亚磷酸盐降解微生物的筛选、鉴定和降解特性

从太湖底泥中筛选出一株能够利用亚磷酸盐(+3价)的细菌P1.通过生理生化实验及16S rDNA基因序列分析鉴定,P1菌与所有已知菌的同源性都很低,属于未知的新菌株.P1菌的最适培养条件为:pH6.5~7.0、温度30℃.P1菌能以亚磷酸盐为唯一磷源生长,在60~100mg P/L的初始亚磷酸盐培养条件下,100mgP/L的亚磷酸盐培养基中亚磷酸盐减少量最大(11%),培养基中生成正磷酸盐的比例最高1.6%.初始亚磷酸盐浓度越低,碱性磷酸酶(BAP)活性越高,60mgP/L的亚磷酸盐培养基中BAP的最高活性为1.86mol PNP/(L菌液·h).P1菌可能通过BAP将亚磷酸盐转化成生物体内所需的磷源.     

废塑料再生企业排污河道沉积物酞酸酯污染特征与生态风险评价

为研究酞酸酯(PAEs)的环境行为及其生态风险,特选择有近30年废塑料处理历史的莱州市沙河镇珍珠河流域为研究对象,采集了26个0～10 cm表层沉积物样品与8个10～30 cm底层沉积物样品,采用GC-MS测试了被USEPA列为优先控制污染物的6种PAEs含量,分析其污染水平、空间分布、表层与底层沉积物中PAEs含量差异并进行生态风险评价.结果表明,表层沉积物中酞酸酯总含量(∑_6PAEs)范围为nd～39.36 mg·kg~(-1),平均含量为10.42 mg·kg~(-1);DEHP含量范围为nd～35.90 mg·kg~(-1),平均含量为9.46 mg·kg~(-1),占∑_6PAEs的90.8%.底层沉积物中酞酸酯总含量(∑_6PAEs)范围为nd～97.11 mg·kg~(-1),平均含量为21.64 mg·kg~(-1);DEHP含量范围为nd～93.9 mg·kg~(-1),平均含量为20.4 mg·kg~(-1),占∑_6PAEs的94.1%.底层沉积物中DEHP与DnOP的贡献率较表层高,但表层沉积物中各类PAEs及∑_6PAEs含量高于底层沉积物.在空间特征上,PAEs与废塑料处理产业集中区域密切相关,同时显示出与河道动力学相关的不均衡性.生态风险评价显示,该地PAEs污染具有较大的不可接受的生态风险.     

三峡库区支流汝溪河沉积物重金属空间分布及生态风险

为了解三峡库区支流沉积物重金属空间分布、来源及生物毒害效应,选择典型入库支流汝溪河,分4个区域12个采样点采集沉积物柱状样和沿岸土壤样品,分析了Cr、 Ni、 Cu、 Mn、 Zn、 Cd、 Pb和Hg这8种重金属的空间和垂向分布特征.结果表明,沉积物中Cr、 Ni、 Cu、 Mn、 Zn、 Cd、 Pb、 Hg平均含量分别为(79.60±11.87)mg·kg^-1、(41.340±4.999)mg·kg^-1、(32.69±8.70)mg·kg^-1、(823.34±125.76)mg·kg^-1、(122.11±22.82)mg·kg^-1、(0.393±0.140)mg·kg^-1、(29.122±6.811)mg·kg^-1和(74.84±39.50)μg·kg^-1, 8种重金属含量均超过长江水系沉积物背景值,空间上总体表现为受汝溪场镇生活影响河段>回水区>自然河段,回水区河道沿岸沉积物及土壤中重金属含量...     

氢氧化镁对水体内源磷释放的控制作用

本研究首先通过批量实验考察了氢氧化镁对水中磷酸盐的吸附性能,再通过底泥模拟释放实验考察了氢氧化镁覆盖和添加控制底泥中磷向上覆水体释放的效果及机制.结果表明,氢氧化镁对水中磷酸盐具有良好的吸附能力,其投加量的增加有利于水中磷酸盐被其所吸附去除,与Langmuir模型相比,其对水中磷酸盐的等温吸附行为更适合采用Freundlich和Dubinin-Radushkevitch(D-R)模型加以描述.氢氧化镁覆盖可以有效地控制底泥中磷向上覆水体的释放,使得上覆水中SRP浓度处于较低的水平,即使覆盖层的结构完整性受到扰动破坏而导致覆盖材料与表层底泥的混合,氢氧化镁仍然可以有效地控制底泥中磷向上覆水体的释放.氢氧化镁覆盖和添加均可以有效地降低最上层(0～10 mm)底泥间隙水中SRP的浓度,这对于其覆盖和添加有效控制底泥中磷向上覆水体的释放是至关重要的.人工合成的氢氧化镁对水中磷酸盐的吸附性能优于商业购买的氢氧化镁,前者控制水体内源磷向上覆水体释放的效果也优于后者.以上结果显示,氢氧化镁是一种有希望用于控制水体底泥内源磷释放的活性覆盖和改良材料.     

沉积物中有机氯农药超声提取分析方法研究

应用超声提取沉积物中的有机氯农药(OCPs),GC-ECD进行定量分析. 研究了不同提取溶剂、提取时间、提取次数以及不同极性的毛细管色谱柱对沉积物中11种OCPs(六氯苯,α-HCH,γ-HCH,七氯,艾氏剂,δ-HCH,β-HCH,p,p′-DDE,o,p′-DDT,p,p′-DDD和p,p′-DDT)提取效率的影响,确定了沉积物中OCPs超声提取的最优条件:用正己烷/二氯甲烷(体积比为1∶1)作提取溶剂,提取60 min,提取1次,采用DB-1701毛细管色谱柱,GC-ECD定量测定可以得到较好的效果,提取效率均高于70%,满足美国环境保护局(USEPA)的要求. 利用最优条件分析了辽东湾沉积物中的OCPs含量. 结果表明,辽东湾沉积物中六氯苯,α-HCH,γ-HCH,七氯,δ-HCH,β-HCH,p,p′-DDE,o,p′-DDT,p,p′-DDD和p,p′-DDT均被检出;DDTs类以p,p′-DDT含量最高,且以DDE为主要的降解产物;HCHs以δ-HCH含量最高. 与其他湖泊河流沉积物相比,辽东湾HCHs,DDTs及六氯苯含量相对较高.      

中国典型湖泊沉积物中脂肪烃的分布特征及来源

以我国13个典型湖泊的表层沉积物为研究对象,对沉积物的w(TOC)和w(TN)的分布特征进行了报道.结果显示,西南、华南地区湖泊沉积物的w(TOC)和w(TN)要高于西北地区,华东地区湖泊沉积物最低.结合多个脂肪烃来源参数,初步探讨了13个典型湖泊表层沉积物中脂肪烃的分布特征及来源. 结果表明:湛江玛珥湖、四海龙湾、洱海、红枫湖和程海受脂肪烃污染严重,鄱阳湖和双塔水库受脂肪烃污染程度最轻;受水体高矿化度的影响,双塔水库沉积物中有机质的δ13C值明显偏正;湛江玛珥湖中来自自身固氮藻类的脂肪烃含量明显高,致使湛江玛珥湖沉积物的δ15N值明显低;由于四海龙湾特殊的地理环境,四海龙湾沉积物中来自陆源木本植物的w(C_27+C29)明显高.      

The Use of Carbon and Nitrogen Isotopes to Study Watershed Erosion Processes1

Abstract:  Tracer studies are needed to better understand watershed soil erosion and calibrate watershed erosion models. For the first time, stable nitrogen and carbon isotopes (δ¹⁵N and δ¹³C) and the carbon to nitrogen atomic ratio (C/N) natural tracers are used to investigate temporal and spatial variability of erosion processes within a sub‐watershed. Temporal variability was assessed by comparing δ¹⁵N, δ¹³C, and C/N of eroded‐soils from a non‐equilibrium erosion event immediately following freezing and thawing of surface soils with two erosion events characterized by equilibrium conditions with erosion downcutting. Spatial variability was assessed for the equilibrium events by using the δ¹⁵N and δ¹³C signatures of eroded‐soils to measure the fraction of eroded‐soil derived from rill/interrill erosion on upland hillslopes as compared to headcut erosion on floodplains. In order to perform this study, a number of tasks were carried out including: (1) sampling source‐soils from upland hillslopes and floodplains, (2) sampling eroded‐soils with an in situ trap in the stream of the sub‐watershed, (3) isotopic and elemental analysis of the samples using isotope ratio mass spectrometry, (4) fractioning eroded‐soil to its upland rill/interrill and floodplain headcut end‐members using an unmixing model within a Bayesian Markov Chain Monte Carlo framework, and (5) evaluating tracer unmixing model results by comparison with process‐based erosion prediction models for rill/interrill and headcut erosion processes. Results showed that finer soil particles eroded during the non‐equilibrium event were enriched in δ¹⁵N and δ¹³C tracers and depleted in C/N tracer relative to coarser soil particles eroded during the equilibrium events. Correlation of tracer signature with soil particle size was explainable based on known biogeochemical processes. δ¹⁵N and δ¹³C were also able to distinguish between upland rill/interrill erosion and floodplain headcut erosion, which was due to different plant cover at the erosion sources. Results from the tracer unmixing model highlighted future needs for coupling rill/interrill and headcut erosion prediction models.