子牙河水系河流氮素组成及空间分布特征

选取海河流域子牙河水系典型污染河流为研究对象,对河流水体与沉积物中氮素组成及空间污染特征进行了研究.结果表明,子牙河水系各河流为高NH+4-N污染,TN浓度均值为31.28 mg·L-1,超过国家地表水Ⅴ类标准15倍,NH+4-N浓度最高,占TN的质量分数为79%,总有机氮(TON)次之;表层沉积物中含氮物质主要以有机氮形式存在,平均含量为3.290g·kg-1,约为NH+4-N的4.5倍;子牙河水系水体中NH+4-N与TON、NH+4-N与t存在显著正相关(P<0.01),表层沉积物中NH+4-N、有机氮(SON)与TOC之间存在显著正相关(P<0.01);子牙河水系河流表层沉积物普遍处于有机污染状态,根据有机污染评价结果显示有机氮污染造成的影响要略高于有机碳,北澧河沉积物污染最为严重.     

海河流域典型重污染河流滏阳河沉积物氨化和硝化速率研究

为探究海河流域重污染河流高氨氮形成的原因,选择典型重污染河流滏阳河作为研究对象,分析了滏阳河上游邯郸与邢台段和下游石家庄与衡水段水-沉积物界面氨氮的分布特征和沉积物氨化及硝化反应速率.结果表明,滏阳河上覆水和孔隙水中氨氮呈现出下游高于上游的分布特征,其中上覆水氨氮平均浓度为15.72 mg·L~(-1),孔隙水氨氮平均浓度为21.10 mg·L~(-1),氨氮表现为从沉积物向水体扩散.滏阳河全河段表层沉积物氨化速率平均值为4.300μg·g~(-1)·h~(-1),其中上游氨化速率平均值为3.360μg·g~(-1)·h~(-1),下游氨化速率平均值为5.232μg·g~(-1)·h~(-1);滏阳河整体潜在硝化速率处于较低水平,范围在0.001~0.598μg·g~(-1)·h~(-1),平均值为0.152μg·g~(-1)·h~(-1),平均氨化速率约为平均潜在硝化速率的28倍.通过相关性分析可知,氨化速率与沉积物氨氮、总有机氮和全氮显著正相关,与硝氮显著负相关;潜在硝化速率与沉积物硝氮、总有机氮和全氮显著正相关,与总有机碳和碳氮比显著负相关.研究表明,滏阳河沉积物氨化速率远大于潜在硝化速率并形成氨氮累积是造成滏阳河高氨氮现象的重要原因之一,沉积物中累积的氨氮存在通过扩散作用向上覆水释放的风险.     

大清河水系河流表层沉积物重金属污染特征

沉积物中重金属污染是影响河流水生态系统健康的重要因素.本文采集大清河水系河流表层沉积物,分析了沉积物粒径分布、沉积物中有机质及6种重金属的含量,并采用富集系数法和生态危害指数法进行了重金属的来源解析和风险评价.结果表明:大清河水系河流表层沉积物粒径分布以粉砂为主,占51.27%,砂、黏土所占比例较低,分别为38.56%和10.17%;沉积物中有机质平均含量达到3.94%,且平原/滨海段含量较高;6种重金属Cd、Cr、Cu、Ni、Pb和Zn的含量均值分别为0.68、110.28、73.91、34.74、32.01和227.88 mg·kg-1,均超出背景值.Cd、Cu和Zn的富集系数分别为5.90、2.69和2.15,以人为来源为主;潜在生态危害指数大小顺序为Cd(217.38)Cu(16.05)Pb(7.45)Ni(5.64)Cr(3.23)Zn(2.91),其中Cd呈很强生态危害;重金属综合潜在生态危害表明,大清河水系河流表层沉积物整体处于中度生态危害(RI=253.56).此外,随沉积物中有机质含量增加,Cu和Zn含量增加;随沉积物粒径中值增大,Cd含量增加.     

海河流域14条河流表层沉积物中多溴联苯醚的分布特征

海河流域是我国受人类活动扰动强度最大的地区,为了解多溴联苯醚（PBDEs）在该流域的污染现状与分布特征,通过采集14条主要河流的48个表层沉积物样品,采用高分辨的GC-MS/MS技术对干燥后的沉积物中27种PBDEs进行分析.结果发现沉积物中PBDEs的平均含量范围为0.06～2.10 ng·g^-1;其中徒骇河沉积物...     

海河流域典型清洁水系表层沉积物中重金属总体污染水平研究

选择海河流域典型清洁水系(滦河水系)为研究对象,全面分析表层沉积物中6种重金属的污染特征,并进行重金属的来源解析和生态风险评价.结果表明,整个水系表层沉积物中Cd、Cr、Cu、Ni、Pb和Zn的平均含量分别为0.31、104.53、34.47、29.03、34.92和86.47 mg·kg-1.除Ni外,其余5种重金属含量均不同程度超过区域背景值.重金属富集系数(EF)结果表明,Cd和Pb在滦河水系山区段部分样点存在明显的人为来源(EF=4.01和1.94),可能是区域农业和林业施肥所致,Cr、Cu、Ni和Zn在整个水系均以自然来源为主(EF=0.88、1.28、0.75和0.88).潜在生态危害指数(Eir)结果显示,6种重金属元素的危害指数大小顺序为:CdPbCuNiCrZn,其中,Cd属强生态危害水平(Eir=98.37),其余5种元素均属轻度生态危害水平,而滦河水系表层沉积物中重金属污染整体仍处于轻度生态危害水平(RI=123.27).     

海河及邻近海域表层沉积物重金属污染及其分布特征

对海河及邻近海域沉积物重金属污染程度进行调查,结果显示海河沉积物已遭受重金属污染,其重金属含量高于渤海湾,而且峰值最高的区域出现在工业发达、人口密集的天津市区和塘沽区。将海河及邻近海域表层沉积物不同颗粒组分的复合体进行分离,并进行了重金属含量的测定。结果进一步证明,重金属含量随沉积物复合体颗粒尺寸增大而减小。同时表明,渤海湾表层沉积物复合体比海河的颗粒大,砂质含量比海河高。渤海湾细小颗粒(<20μm)复合体含量(62.42%)低于海河(70.24%),而渤海湾粗砂(>200μm)组分(31.17%)比海河(17.83%)高得多。海河各粒级复合体上Cu、Pb、Cd的含量明显高于渤海湾中各粒级相应的重金属含量,平均是渤海湾的2倍左右,Cr在海河与渤海湾各粒级含量相对来说比较接近。     

红枫湖流域表层沉积物中全氟化合物的污染特征

PFCs(perfluorinated compounds, 全氟化合物)因具有持久性、生物富集效应和毒性而受到环境科学领域的普遍关注. 采用超高效液相色谱-串联质谱联用仪(UPLC-MS/MS)并结合固相萃取的方法,对贵阳市主要饮用水水源地——红枫湖主要入湖支流及湖区表层沉积物中10种PFCs的质量分数进行了检测,分析了其污染水平、空间分布及组成特征. 结果表明,各采样点w(∑PFCs)(10种PFCs的总质量分数)为0.27~1.65 ng/g,其中PFBA(全氟丁酸)、PFPeA(全氟戊酸)、PFOA(全氟辛酸)、PFBS(全氟丁烷磺酸)、PFOS(全氟辛烷磺酸)及PFHxA(全氟己酸)不仅检出率高,而且对各采样点w(∑PFCs)的贡献较大,是红枫湖表层沉积物中主要的PFCs;受湖区水文水动力条件及沉积物有机质的影响,北湖表层沉积物中w(∑PFCs)高于南湖,并且全湖w(∑PFCs)的最高值位于出湖口处,达到1.65 ng/g;红枫湖流域表层沉积物中的w(PFOA)和w(PFOS)分别为0.07~0.51和nd(未检出)~0.16 ng/g,与国内外其他流域相比处于较低水平;大气沉降可能是红枫湖流域PFCs的主要来源.      

渤海湾海河大沽口表层沉积物中重金属的污染特点

采用U．S．EPA-3051方法测定了渤海湾海河大沽口表层沉积物中Cd、Pb、Zn、As、Cr、Mn、Ni和Cu等8种重金属元素的含量,并分析其污染水平及分布特点。结果表明,Cu和As是大沽口表层沉积物中主要的污染元素,其含量均高于渤海湾环境背景值,其它重金属元素含量与环境背景值相当,但所测元素均未超过海洋沉积物质量标准（GB18668—2002）第三类限定值。Cu的最大值65．57mg／kg出现在B10点,高于环境背景值2．5倍,Pb和Cd的含量在B6点也高于环境背景值,表明河口地区或靠近海岸的沉积物更容易受到来自陆源污染物的影响。     

滇池表层沉积物氮污染特征及其潜在矿化能力

利用滇池53个表层沉积物样品,研究了其不同形态氮含量及空间分布特征,探讨了滇池沉积物氮潜在矿化能力及其污染特征,以期揭示滇池沉积物氮污染影响因素及沉积物氮释放风险.结果表明:1滇池全湖表层沉积物总氮(TN)平均含量为3 515.60 mg·kg-1,其中草海北部疏挖区、盘龙江入湖口及海口入湖区域含量较高,宝象河河口疏挖区域TN含量相对较低;总有机氮(TON)含量较高,占TN的85.86%;溶解态无机氮(DIN)含量较低,占TN的14.10%,TON与TN空间分布趋势一致,而DIN则不同;与我国其他湖泊相比,滇池沉积物氮含量已经处于较高水平,其污染程度仅低于污染严重的城市湖泊;2滇池全湖表层沉积物潜在可矿化氮(PMN)平均含量1 154.76 mg·kg-1,占TN的32.90%,潜在释放风险较大;其中草海湖区、外海北部盘龙江入湖口湖区、中部洛龙河和梁王河入湖口湖区及白鱼口湖区显著高于其它湖区;目前滇池p H值有利于其沉积物氮矿化,有机质通过释放NH+4-N影响其沉积物氮矿化;污染较重的水域,滇池上覆水氮浓度受其沉积物氮矿化影响较大,而污染较轻水域,则受影响较小.     

泸沽湖表层沉积物中重金属污染特征

分析泸沽湖表层沉积物的重金属Cu、Cr、Pb的含量及沉积物中N、C、H、S元素的含量和pH值,分别应用沉积物环境质量基准、地质积累指数、污染负荷指数分析评价沉积物的生态危害和重金属污染特征。结果显示,泸沽湖表层沉积物的pH平均值为7.51。重金属Cu的浓度范围为12.78~156.13 mg/kg,Cr的浓度范围为2.41~154.09 mg/kg,Pb的浓度范围2.38~27.54 mg/kg。表层沉积物重金属的平均浓度为CuCrPb。Cu、Cr、Pb之间没有显著相关性。泸沽湖表层沉积物的N、C、H、S元素的范围分别为0.17%~2.42%,2.09%~36.58%,0.77%~4.54%,0.13%~0.96%。Cr、Cu对总毒性单位的贡献值比较大,而Pb对总毒性单位的贡献值较小。地质累积指数分析表明泸沽湖沉积物尚未受到重金属Cu、Cr、Pb的污染。污染负荷指数法分析表明泸沽湖沉积物重金属污染尚处于基线范围之内。     

鄱阳湖沉积物氨基酸分布特征及其对江湖关系变化的响应

选取不同水情下鄱阳湖表层沉积物,研究由于江湖关系变化导致的水位变化对鄱阳湖沉积物氨基酸含量、分布与组成的影响.结果表明:1鄱阳湖表层沉积物氨基酸含量在5.40~18.2μmol·g-1间波动,高值区域集中在"五河"入湖尾闾区和鄱阳湖入长江的湖口水域;2鄱阳湖北部湖区、"五河"入湖尾闾区、湖心区沉积物氨基酸组成相似,各氨基酸含量大小排列次序为:天冬氨酸谷氨酸丙氨酸丝氨酸赖氨酸精氨酸甘氨酸甲硫氨酸酪氨酸异亮氨酸亮氨酸苯丙氨酸苏氨酸缬氨酸组氨酸;3由于江湖关系变化导致的鄱阳湖枯水期提前和枯水位持续下降引起的沉积物出露时间延长和出露面积增加,致使不同高程沉积物氨基酸含量差异明显,3个湖区沉积物氨基酸含量均表现为枯水期丰水期;3个湖区不同高程沉积物氨基酸含量差异明显,其含量变化趋势为12~13 m高程沉积物11~12 m高程沉积物10~11 m高程沉积物,即高程越高,氨基酸含量越高;4出露时间延长引起沉积物氨基酸含量增加,其中增加最大的为酸性氨基酸.来年进入丰水期,大规模覆水可引起沉积物氨基酸等内源氮释放量增加,将对鄱阳湖水质产生一定影响,即在一定程度上可能会增加鄱阳湖富营养化风险.     

滇池沉积物中氮的地球化学特征及其对水环境的影响

采用连续分级提取法研究了滇池外海8个典型区域表层沉积物中总氮与生物有效性氮的含量分布特征,并探讨了不同形态氮释放的影响因素及其对水环境潜在的风险.结果表明,沉积物中总氮含量变化为1888.8~3155.8mg/kg,各形态氮的相对比例为残渣态氮(Residual-N,46.2%~66.3%)>强氧化剂可提取态氮(SOEF-N,22.9%~42.9%)>离子可交换态氮(IEF-N,4.5%~7.5%)>弱酸可提取态氮(WAEF-N,2.2%~4.0%)>强碱可提取态氮(SAEF-N,2.7%~3.8%).生物有效性氮包括IEF-N、WAEF-N、SAEF-N和SOEF-N,海埂沉积物中生物有效性氮的含量最高,与该区域的富营养化程度相一致.其中, IEF-N的分布与上覆水体中氮的含量关系密切,SOEF-N是水体中氮的重要来源.另外, NH4+-N是IEF-N、WAEF-N及SAEF-N中的主要组成部分.蓝藻水华严重的海埂沉积物IEF-N中的NH4+-N含量相对较低,可能表明了富营养化湖泊中浮游生物的大量繁殖与沉积物氮循环之间的耦合关系.     

海河及渤海表层沉积物中多环芳烃的分布与来源

采集海河和渤海表层沉积物样品,测定16种EPA规定多环芳烃.海河∑PAH含量（干重）范围为445～2185 ng·g-1,平均值为964 ng·g-1;渤海∑PAH含量范围为171～290 ng·g-1,平均值为226 ng·g-1.海河塘沽区段和天津市区段沉积物中∑PAH含量比郊区段含量高.LMW/HMW(低分子质量/高分子质量)和异构体比值分析表明,生物质及煤的燃烧为海河表层沉积物中PAHs主要来源;对于渤海湾大部分区域来说,石油污染是其PAHs的主要来源,而热解来源的PAHs主要以生物质及煤的燃烧为主;滨海旅游度假村附近海域因受旅游活动影响而燃烧源的贡献较大.风险评价表明,海河及部分渤海海域存在潜在生态危害,滨海村附近海域存在潜在生态风险可能性较低.     

松花江表层沉积物重金属分布特征及风险评价

以2016年9月松花江干流16个采样点表层沉积物为对象,研究重金属Cu、Pb、Zn、Cd、Cr、As的分布特征,采用因子分析法对其污染来源进行解析,采用地积累指数法及潜在生态危害指数法对不同干流段的重金属污染程度和生态风险进行评价。结果表明:松花江干流表层沉积物中6种重金属浓度总和为43.46~311.23 mg/kg,不同干流段6种重金属来源具有一定相似性,均来自工业、农业及生活混合源。嫩江干流和松花江主干流重金属污染程度表现为As>Pb>Cd>Cr>Cu>Zn,二松干流重金属污染程度表现为As>Pb>Cd>Cr=Zn>Cu,不同干流段重金属污染程度均表现为As>Pb>Cd>Cr。在嫩江干流、二松干流和松花江主干流,重金属潜在生态风险均表现为As>Cd>Pb>Cu>Cr>Zn;3个干流的风险指数(RI)分别为46.5~209.2、144.9~221.3和132.4~591.9,分属于低生态风险、中生态风险和中生态风险。     

Persistent organochlorine residues in sediments of the Haihe River and Dagu Drainage River in Tianjin, China

Persistent organochlorine compounds were analyzed by means of GC-ECD in surface sediment samples from two selected rivers in Tianjin, Haihe River and Dagu Drainage River. A total of 16 surface sediment sites were selected along the both rivers. The frequency of detection of T-HCH and T-DDT in sediment samples both was up to 100%, which illustrated that the contamination of HCH and DDT was widespread in Haihe and Dagu Drainage Rivers. Results indicated that the concentrations of various pesticides in sediments from Haihe River were in the range of 3.30-75.96 ng/g dw for T-HCH and 1.57-211.57 ng/g dw for T-DDT. Compared with Haihe River, Dagu Drainage River was contaminated by HCHs and DDTs along the all locations and the values of T-HCH and T-DDT residues in sediments ranged from 2.30 to 124.61 ng/g dw and from 11.28 to 237.30 ng/g dw, respectively, The possible pollution sources were analyzed through monitoring results of organochlorine pesticides（OCPs） residues in sediments from the two rivers. The investigation also indicated that HCH was still used as pesticide in Tianjin partial area.     

pH和盐度对海河干流表层沉积物吸附解吸磷(P)的影响

采用等温吸附解吸方法,研究大范围pH（2~12）和盐度（2‰~32‰）对海河表层沉积物吸附解吸磷的影响,并与分级提取技术得到的海河沉积物中磷形态分布相结合,进一步探讨磷在沉积物-水界面的迁移转化机理.结果表明,钙磷（Ca-P）和难溶态磷（Re-P）为海河表层沉积物磷的主要形态.沉积物对磷的吸附符合修正的Langmuir吸附等温线(R2>0.90).海河沉积物（8个典型断面）对磷的理论吸附量较大,说明在今后上覆水含磷浓度较高的情况下,沉积物仍能吸附大量的磷污染物.在海河水磷污染较轻的情况下,沉积物中的磷将释放并导致水体发生富营养化.pH对磷的吸附影响呈“U”型,且随着pH增大,磷的解吸量也增大,这是由于OH-交换能力的增强所致;盐度增大,沉积物对磷的吸附总体呈下降趋势,但在10‰~15‰之间有反复,并且随着盐度增大,磷的解吸量也下降.     

游离态氨基酸对羊角月牙藻的生物有效性

采用实验室模拟培养试验,以6种个体氨基酸——丝氨酸、天冬氨酸、谷氨酸、甘氨酸、丙氨酸和精氨酸为唯一氮源,采用一次性培养的方法,在无菌条件下,研究羊角月牙藻对不同种类个体氨基酸和不同浓度混合氨基酸的利用潜能。结果表明:藻细胞在生长过程中会释放氨基酸增加水体中氨基酸浓度,同时,藻类可迅速并直接利用多种游离态氨基酸快速生长。氨基酸浓度在培养周期的前2天减少90%以上,藻细胞数在第6~8天达到最大,说明藻细胞的生长滞后于游离氨基酸浓度的下降;在个体氨基酸试验中,藻细胞对氨基酸的利用程度为精氨酸>丙氨酸>谷氨酸>天门冬氨酸>丝氨酸>甘氨酸;在混合氨基酸试验中,藻细胞的比增殖速率明显高于个体氨基酸试验组,且随混合氨基酸浓度的增加,最大藻细胞生物量增加;羊角月牙藻在利用个体氨基酸的同时也会释放其他种类的氨基酸,其中,天冬氨酸和甘氨酸的释放浓度最大。羊角月牙藻在无机氮缺乏情况下,能迅速利用氨基酸。     

子牙河水系水和沉积物好氧氨氧化微生物分布特征

采集海河流域子牙河水系河流沉积物和河流水样,分析了其好氧氨氧化微生物的分布特征,并探讨了氨氮、溶解氧和pH对其分布的影响.结果表明,沉积物中氨氧化古菌（AOA）和氨氧化细菌（AOB）丰度范围分别为1.05×105～1.18×109genecopies·g-1和1.04×105～2.46×109genecopies·g-1,水体AOA和AOB丰度范围分别为5.21×102～2.44×109genecopies·mL-1和1.75×102～1.56×1010genecopies·mL-1;沉积物中AOB占优势,平均丰度为AOA的8.51倍,水中AOA占优势,平均丰度为AOB的18.99倍.偏相关分析表明,氨氮浓度同水中AOB与AOA丰度比值显著正相关（r=0.477,p〈0.05）,pH同水体AOB丰度显著正相关（r=0.466,p〈0.05）,而溶解氧同水体AOB丰度及AOB、AOA丰度比值都显著正相关（r分别为0.722和0.745,p〈0.01）.