曝气对河流沉积物中重金属Cu,Pb,Zn和Cd释放的影响

采用模拟实验研究了长春市伊通河沉积物中重金属Cu,Pb,Zn和Cd在曝气条件下的释放规律,利用Tessier连续萃取法分析曝气前后沉积物中重金属的形态变化.结果表明,4种重金属的释放速率和过程各不相同,Zn的释放速率远远小于Pb和Cd,Cu在整个实验过程中浓度变化缓慢.Pb和Zn在曝气一段时间后均出现再吸附或共沉降现象.所研究样品的金属释放出现峰值时间较快,存在着较大的生态风险性.沉积物中的重金属经过曝气后也由原来相对稳定的存在形态逐渐向生物易于吸收的结合态转化,增加了重金属的生物毒性.

氧化与还原条件下伊通河长春区段沉积物重金属形态特征的对比研究

利用改进的Tessier连续萃取法研究了伊通河长春市自由大桥处不同深度沉积物样品在氧化及还原条件下Cu,Pb,Zn和Ni的形态变化规律,同时分析了沉积物样品中酸可挥发性硫(Acidvolatilesulfide,AVS)和同时提取重金属(Simultaneousextractmetals,SEM)的含量.实验结果表明,样品经干燥、研磨处理后,Cu有机/硫化物结合态比例减少40%,锰氧化物结合态的比例显著增加;Pb,Zn和Ni3种元素有机/硫化物结合态比例均略有下降,变化幅度小于Cu,并重新分配到不同的化学相中.通过SEM中各金属含量与有机/硫化物结合态中金属含量的对比可知,还原性沉积物中Cu除了与硫化物结合外,很大一部分是以有机物形态存在的,Pb,Zn,Ni,Fe和Mn则主要以硫化物形态存在,各元素形态分析均不同程度地受到萃取剂的影响.

松花江鱼类中汞含量的演变趋势及其生态风险评价

对第二松花江门山、哨口、五棵树以及松花江干流肇源、依兰、佳木斯和同江7个断面中12种鱼类中总汞含量分析，并利用单项评定指数法埘鱼类r卜汞污染生态风险进行评价。结果表明，第二松花江白山至五棵树江段鱼类总汞含量逐渐增加，主要与江中的采沙活动有关，而松花江十流肇源至同江江段变化不显著。肉食性鱼类总汞含量最高（0．103～0．220mg·kg^-1），而草食性鱼类最低，为0．006mg·kg^-1、松花江鱼类总汞含罐自1973年以来逐渐降低并且趋于平稳。目前，大多数鱼类都处于无生态风险或低生态风险水平。

重金属在松花江沉积物中的竞争吸附行为及pH的影响

研究了复合污染的重金属体系(多元体系)中松花江沉积物吸附Hg2+,Cu2+,Pb2+,Zn2+和Cd2+的热力学和动力学特征,以及pH对重金属吸附量的影响.结果表明:Langmuir吸附等温线可以很好地描述多元体系中沉积物吸附重金属的热力学过程,沉积物吸附5种重金属离子能力的顺序为Hg2+>Cu2+>Pb2+>>Zn2+>Cd2+.在相同的条件下,与单一体系相比,多元体系中Pb2+,Zn2+和Cd2+吸附量减小的程度远远大于Hg2+和Cu2+,Pb2+,Zn2+和Cd2+的吸附量分别减少了31.9%,32.1%和68.1%.一级动力学方程和Langmuir动力学方程可以较好地描述沉积物吸附Hg2+,Cu2+,Pb2+,Zn2+和Cd2+的动力学过程.沉积物对5种重金属的吸附速率为Cd2+>Zn2+>Pb2+>Cu2+>Hg2+.沉积物对Cu2+,Pb2+,Zn2+和Cd2+的吸附能力随pH的降低而减小,pH的降低造成锰氧化物的溶解,可能在一定程度上影响沉积物对重金属的吸附能力.

颤蚓扰动作用对铅镉在沉积物-水相中迁移的影响

采用实验室模拟的方法,研究颤蚓的扰动对松花江上游沉积物中Pb、Cd迁移过程的影响,并分析了Pb、Cd在生物体内的富集过程.结果表明,生物扰动带来的悬浮作用造成沉积物中Pb和Cd的释放,被释放的Pb和Cd主要吸附在悬浮颗粒中,在颤蚓体内的富集并不明显;而添加Pb后,颤蚓体内Pb浓度随时间延长明显增加,主要与颤蚓的新陈代谢方式有关.在没有生物扰动的处理中,显著增加的Pb主要集中在表层,而有生物扰动的处理中,在不同深度沉积物中均有增加.生物的扰动不仅显著增加了水中Pb和Cd浓度,而且促进水相中的Pb向沉积物深层的扩散.

微生物对沉积物主要化学组分吸附重金属能力的影响

通过松花江水中微生物与铁、锰氧化物和腐殖酸形成的复合物质的比表面积及吸附Pb、Cd能力的分析,探讨微生物对沉积物中主要化学组分理化性质的影响及机理.结果表明:锰氧化物的比表面积大于铁氧化物和腐殖酸,与微生物结合后比表面积均不同程度增加.固体物质的比表面积与吸附Pb和Cd的能力并不完全一致,与它们对重金属的吸附机制不同有关.复合物质的的吸附能力并不符合加和模型,微生物的存在掩盖了铁、锰氧化物和腐殖酸表面部分官能团,造成了复合物质的吸附量小于各组分的吸附量之和.

松花江表层沉积物、悬浮颗粒物与生物膜中各组分萃取分离的研究

主要研究一种对松花江表层沉积物、悬浮颗粒物与生物膜中各化学组分进行选择萃取分离的方法,从而深入了解各种重金属在各相以及各化学组分中的分配规律。结果表明:0.008mol.L-1NH2OH.HC l+0.01 mo.lL-1HNO3,30 m in可萃取锰氧化物;0.8 mo.lL-1Na2S2O4、pH=6.5时40 m in可萃取无定形铁氧化物和锰氧化物;0.1 mo.lL-1HNO3,30%H2O2,85℃水浴5 h萃取沉积物和悬浮颗粒物中有机质,0.02 mo.lL-1HNO3,30%H2O2振荡24 h萃取生物膜中有机质;0.1 mo.lL-1C6H806+0.2 mo.lL-1(NH4)2C2O4,pH=3.25萃取铁、锰氧化物条件对于各组分具有很好的分离效果。C6H806+(NH4)2C2O4与Tessier连续萃取法结果进行比较,认为所萃取的铁、锰几乎包含了沉积物、悬浮颗粒物与生物膜中全部起吸附作用的铁和锰。该方法可以应用于萃取松花江表层沉积物、悬浮颗粒物和生物膜中铁、锰氧化物和有机质,所萃取的组分具有可比性。

伊通河沉积物重金属赋存特征的统计分析

分析了长春市伊通河卫星桥(1#),自由大桥(2#)和东大桥(3#)三个采样点不同深度的沉积物样品中Cu,Pb,Zn,Ni,Co,As的含量及赋存形态,并利用多元统计分析方法研究金属间以及不同形态与沉积物性质之间的相互联系,从而深入揭示城市河流沉积物中金属的空间累积规律。结果表明:伊通河1#和2#采样点不同深度的重金属浓度随深度变化幅度不明显,而3#采样点中Pb、Cu和Zn含量随深度变化显著,它们的相对标准偏差分别达到70.3%,48.1%和52.2%。三个采样点中Cu,Pb,Zn显著相关(r=0.914,0.798和0.949),而Ni,Co,As之间呈显著相关关系(r=0.924,0.843和0.812)。说明这2组金属可能分别具有相同的来源和迁移特性。形态分析结果指出,在沉积物中Cu主要与有机质或硫化物相结合,Pb,Zn和Ni主要存在于由铁氧化物结合态和有机/硫化物结合态中,以碳酸盐和锰氧化物形式存在的比例相对较少。统计分析进一步说明,Cu,Pb,Zn与锰氧化物结合方式类似,Pb在有机/硫化物结合态中可能主要与硫化物相结合,而不是有机质。Cu和Zn有机硫化物结合态的含量与有机质的含量密切相关。

2011-2018年兴凯湖水体物理和化学指标监测数据集

兴凯湖是中俄最大的界湖,其水环境质量与跨地区生态安全密切相关。本数据集整理了2011–2018年5月份和9月份黑龙江兴凯湖湖泊湿地生态系统国家野外科学观测研究站的10个常规监测点水质的理化指标数据,包括4项物理指标(水温、p H值、电导率、矿化度)15项化学指标(钠离子、总氮、总磷及化学需氧量等)。所获得数据从样品采集、样品保存与运输及室内分析过程严格采用了国家标准规范和质量控制体系,可以为兴凯湖水质的动态变化过程提供信息。本数据集可以为兴凯湖区域地表水文过程与湿地结构功能关系研究、流域综合治理及中俄流域生态安全保障方面提供基础数据支撑。

松花江沉积物中Pb As Cr的分布及生态风险评价

通过样品采集和分析,研究了松花江自第二松花江白山至松花江干流佳木斯段表层沉积物(0～10cm)中Pb、As、Cr的含量分布特征,并采用地累积指数法和Hakanson潜在生态危害指数法评价了沉积物中Pb、As、Cr污染及生态风险程度。结果表明,沉积物中Pb、As、Cr的含量范围分别为12.1～232.4、4.6～26.1、9.0～94.4mg·kg-1,平均值分别为34.8、12.8、37.9mg·kg-1。Pb含量的变异系数达1.4,污染源的性质及人为活动扰动可能是造成这种差异的主要原因。相关分析的结果显示,3种元素之间存在明显的正相关性。3种元素污染程度由高到低依次为Pb、As、Cr;所有江段均受到一定程度的Pb污染,且以中等污染为主;68.4%的取样江段受到轻微的As污染;除少数江段外,多数取样江段无Cr污染。Pb、As、Cr生态风险由强到弱的顺序为Pb、As、Cr,苇沙河及哨口江段存在较高的Pb、As、Cr综合生态风险,其余江段均为轻微生态危险。

吉林省部分河流与湖泊表层沉积物中重金属的分布规律

河流的水化学组成具有多样性和易变性,而湖泊水则因其交换缓慢,即使与河流所在地区的气候条件和地球化学条件相似,其化学组成也明显区别于河流,沉积物中重金属的分布也不同。利用形态分析、相关分析和地累积指数法研究了吉林省境内部分河流、湖泊沉积物重金属分布规律。研究结果表明,伊通河和南湖重金属元素生物可利用态含量都很高,存在较大的、潜在的生态危害,Pb、Cu在有机物态中表现出明显的赋存趋势;河流沉积物中Cu、Pb、Zn与 pH值显著相关,但湖泊中却相关性不显著。河流沉积物受重金属污染较严重,污染程度最高达到4级,属强污染,湖泊污染程度较轻。

南湖水体多相介质中重金属元素的分布特征

以南湖水体中的水、沉积物、生物膜和悬浮物为研究对象,对重金属元素的分布与富集情况进行了研究.结果表明,不同采样点、不同相中Zn的含量最高,Cd的含量最低,但Cd的富集能力最强,生物膜和悬浮物富集重金属的能力远大于沉积物的富集能力,且Zn,Cu,Cd和Pb均表现出点源污染的特性;采用社会科学统计程序(SPSS)相关分析方法分析了重金属元素(Zn,Cu,Cd,Pb,Fe和Mn)在固相介质中的相互关系,结果显示,沉积物、生物膜和悬浮物中元素间的相关性趋势存在着一定差异,3种固相介质中Cd与Fe的相关系数均大于Cd与Mn的相关系数,而Pb与Fe的相关系数均小于Pb与Mn的相关系数,说明铁氧化物对镉环境化学行为的贡献大于锰氧化物,对铅环境化学行为的贡献小于锰氧化物.

三江平原水环境中可溶性铁的分布特征研究

2005-2007年共6次采集了三江平原主要河流和水田集中分布区的地下水水样，分析可溶性铁含量。结果显示：地下水中Fe^2＋含量普遍高于Fe^3＋；可溶性铁含量变化于0．03～21．00mg／L，平均为5．48mg／L，最大值出现在夏汛期。江河水中可溶性铁的主要形态是Fe^3＋；可溶性铁含量的变化范围是0．04～2．05mg／L，平均为0．42mg/L，峰值也出现在夏汛期；沼泽性河流中可溶性铁含量高于非沼泽性河流。松花江可溶性铁输出通量为240×10^5 kg／a，黑龙江为200×10^5 kg／a，乌苏里江为70×10^5 kg／a。

自然水体悬浮颗粒物中主要化学组分对铅、铜的吸附作用——实验室模拟吸附特征与水环境中富集特征的比较

利用主要组分萃取-吸附-统计分析方法研究了自然水体悬浮颗粒物样品中主要化学组分对铅、铜的吸附特征,并采用天然悬浮颗粒物样品直接萃取的方法研究了实际水环境中悬浮颗粒物样品各组分对重金属的富集特征,通过二者对比进一步研究了悬浮颗粒物中主要化学组分在铅、铜吸附中的作用.结果表明,悬浮颗粒物样品中各组分的吸附特征与富集特征具有较好的可比性,铅主要与颗粒物中的铁氧化物相结合,铜则主要与有机质相结合.

多年冻土退化对湿地甲烷排放的影响研究进展

全球气候变暖导致北半球大部分多年冻土区的冻土已经开始退化。多年冻土退化对冻土区湿地CH4排放产生重要影响,可能直接决定冻土区湿地对全球气候变暖的反馈方式。综述了近年来多年冻土退化对湿地CH4排放影响的研究。多年冻土退化导致的土壤活动层深度增加和植被类型由中生向湿生的转变都可能会大大增加冻土区湿地CH4排放量,从而可能对全球气候变暖产生正反馈作用。但多年冻土退化导致的水文条件变化、土壤温度变化和微生物组成及活性变化对湿地CH4排放的影响却存在一定的不确定性。多年冻土退化除了影响湿地CH4排放量之外,还可能通过改变土壤冻融过程而影响湿地CH4排放的季节分配模式。最后提出目前研究中存在的问题,并对未来研究方向进行了展望。

松花江沉积物主要组分对汞吸附的贡献

通过选择性去除-吸附-统计分析的方法,模拟研究了松花江沉积物中主要组分对汞吸附的能力和贡献.结果表明,Langmuir、Freundlich吸附等温线均能较好地描述萃取前沉积物吸附汞的过程,其中Langmuir吸附等温线拟合效果更好.NH2OH.HCl、Na2S2O4和H2O2等去除剂对沉积物进行选择性去除后的吸附实验显示,Langmuir吸附等温线仍能较好地拟合吸附过程.沉积物各主要组分对汞的吸附能力顺序为锰氧化物>铁氧化物>有机质.由于沉积物中各组分的含量差异较大,就各组分对汞的吸附贡献而言,铁氧化物和有机质相对于锰氧化物的贡献较大.

pH值和流速对向海盐碱湿地土壤草根层吸附铅、镉规律的影响

利用柱实验,考察了向海盐碱湿地土壤草根层吸附Pb2+和Cd2+过程中的影响因素.结果表明,流速和pH值对动态吸附有很大影响,流速加快,穿透点提前,穿透点吸附量减小;pH增加,穿透点滞后,穿透点吸附量增大;Pb2+与Cd2+在吸附过程中存在竞争吸附,Pb2+对Cd2+的吸附影响较大,而Cd2+对Pb2+的吸附影响相对较小.不同pH值下,Pb2+和Cd2+的动态吸附过程均可用双常数速率方程和Elovich方程描述,且双常数速率方程更好.

汽车尾气中铅对公路两侧土壤的污染特征

采用一系列的实验室质量保证措施,利用统计学原理,研究了汽车尾气中铅对公路(以102国道长春至四平段远离城市且周围无工业点源为例)两侧土壤污染的程度,并分析了其分布水平.结果表明公路两侧土壤铅的污染在公路两侧30～35 m范围内较为严重,说明土壤主要受汽车尾气中铅的污染影响,而距公路75 m以外,汽车尾气中的铅对土壤基本无影响.对土壤铅含量垂直分布的研究表明,随着土壤深度增加,铅含量迅速减少,距地面10 cm以下时,即达到土壤背景值的下限.

水体悬浮颗粒物主要组分的萃取分离及重金属的分布特征

为了考察悬浮颗粒物中主要组分对重金属的富集作用,采用选择性萃取法分离长春市伊通河和南湖悬浮颗粒物中的铁、锰氧化物,优化了萃取条件,测定了悬浮颗粒物中的铁、锰氧化物和有机质等组分中富集Cu,Pb和Zn的含量,分析了上述3种重金属在悬浮颗粒物主要组分中的分布特征。结果表明,0.006 mol/L NH2OH.HCl+0.01 mol/L HNO3萃取30 min可以单独萃取悬浮颗粒物中大部分的锰氧化物,0.8 mol/L Na2S2O4(pH=6.0)萃取40 min可以同时萃取铁、锰氧化物,而对非目的组分的影响较小;悬浮颗粒物对Cu、Pb、Zn重金属有明显的富集作用,其中Cu主要结合在悬浮颗粒物的有机质组分中,Pb主要富集在铁、锰氧化物中,锰氧化物和有机质对Zn的分布起主要的富集作用。

火烧对退耕还湿土壤微生物活性的影响

选取退耕还湿火烧当年的土壤,研究了火烧和未烧对照0-10 cm,10-20 cm和20-30 cm土壤有机碳(SOC)、微生物量碳(MBC)、微生物量氮(MBN)、基础呼吸(BR)、呼吸势(PR)、微生物商(Cmic/Corg)和代谢商(qCO2)的变化规律。结果表明,火烧0-10 cm土壤微生物量碳、微生物氮、基础呼吸、微生物商和代谢商分别增加6.7%,26.8%,23.1%,18.7%和15.4%,火烧0-10 cm土壤有机碳低于未烧对照,且差异显著,而火烧0-10 cm土壤呼吸势与对照无明显差异;火烧对10-20 cm和20-30 cm土壤无明显影响;火烧增加了0-10 cm土壤可利用的营养物质,增强0-10 cm土壤微生物活性,同时,土壤微生物利用基质的能力下降;而火烧对10-20 cm和20-30 cm土壤的微生物活性无明显影响。