南四湖出湖口沉积物-水界面中营养盐分布特征分析及释放风险评估

为了解决南四湖出湖口沉积物-水界面中磷酸盐、氨氮和硝态氮等营养盐释放风险控制缺乏科学依据的问题,利用薄膜扩散梯度技术、高分辨率孔隙水采样技术分析南四湖出湖口沉积物-水界面中营养盐浓度的垂直剖面分布特征,并根据有效态磷、有效态氨氮和有效态硝态氮的浓度,计算三者的净扩散通量,评估三者的释放风险。结果表明:非泄洪期南四湖出湖口上覆水中的溶解态磷浓度低于孔隙水中的,表明沉积物孔隙水中的溶解态磷可能会因浓度梯度的存在而向上覆水中扩散;根据连续分级提取法,钙结合态磷是南四湖出湖口沉积物中磷元素的主要赋存形态,表层沉积物中的不稳定磷元素含量高于深层沉积物中的;有效态磷与有效态铁呈显著正相关,说明南四湖出湖口沉积物-水界面中有效态磷的释放受铁氧化物还原释放影响;有效态磷、有效态氨氮和有效态硝态氮的净扩散通量分别为17.58、1.16、-40.72 ng/(cm^(2)·d),说明有效态磷和有效态氨氮有从沉积物向上覆水中释放的潜在风险。

峡山水库流域表层土壤氮磷淋溶特征及释放预测

以峡山水库流域表层土壤为研究对象,采用室内土柱淋溶法模拟不同淋溶量下总氮(TN)、总磷(TP)、氨氮(NH_(3)-N)的淋出情况,并预测氮磷释放量。结果表明,在不同土地利用方式下,该区域的TN、TP、NH_(3)-N含量总体上来说耕地大于林地,但并不存在显著差异。TN、TP、NH_(3)-N淋溶浓度与其在土壤中总量均呈现显著正相关。淋溶液中TN浓度随淋溶量的增加而逐渐降低,这表明土壤对TN的吸附能力较差,易随降雨渗透发生损失;TP和NH_(3)-N浓度随淋溶量的增加无明显变化规律,且其淋溶强度均小于TN。在一定淋溶量条件下,氮磷淋出浓度与淋溶液体积呈指数相关,氮磷淋溶浓度随淋溶量的增加经过拟合得到峡山水库流域表层土壤营养盐的淋溶函数C=C_(0)e^(KV)。通过确定性数学模型模拟计算出采样点TN、TP、NH_(3)-N的年均释放浓度均值分别为23.00、4.33、4.49 mg/L,其中TN和TP年均释放浓度综合营养状态指数均超过水体重度富营养化标准,很可能通过径流等过程导致水体中氮磷富集。

南四湖表层底泥重金属和营养元素的多元分析

对南四湖不同湖区的20个表层底泥样品的重金属和营养元素浓度做了实验分析,并采用主成分分析等数理统计的方法对底泥重金属和营养元素进行了研究,揭示出南四湖不同湖区重金属和营养元素空间分布的特征.结果表明,整个南四湖的上级湖已经受到金属和营养元素的污染.其中南阳湖的汞和营养元素污染严重,铅、砷等次之;独山湖的营养元素污染最重;昭阳湖污染较轻.

南四湖表层底泥重金属污染及其风险性评价

通过对南四湖表层底泥中的重金属元素浓度分析,揭示出南四湖不同湖区重金属污染物空间分布特征.利用潜在生态风险指数(RI)和地质积累指数(Igeo)两种指标相结合的方法对表层底泥中重金属污染程度进行评价.结果表明,南四湖上级湖的重金属污染主要以汞为主,并依据潜在生态风险指数将南四湖上级湖分为三个生态风险功能区: 昭阳湖轻污染区;独山湖中等污染区和南阳湖重污染区.

近四十年来山东南四湖环境演化的元素地球化学记录

根据137Cs放射性同位素比率获得了南四湖上级湖沉积岩芯(0～20cm)分辨率达1.4年过去约43年的连续沉积序列(1957～2000年)。利用ICP-AES和HG-AFS获得了柱状沉积物中的主要元素含量。根据聚类分析和沉积原理与人类活动进程的对比,认为Cu、V、K、Ni、Be、Cr、Ti、Ba、Mg、Al、Fe、Zn、Na、Co、Ca和Sr等元素的含量变化主要受流域侵蚀物质的变化控制;Hg、Pb、As和Mn则主要来源于人为污染。受流域侵蚀物质来源控制的元素含量变化可以分为两个阶段:1957～1962年为上升阶段,1962～2000年为下降阶段,这与区域气候向干旱化方向渐变和历史记载资料一致。人为污染来源的元素如Hg、Pb和Mn在1982年后表现为明显上升趋势,这与该地区以燃煤为主的能源结构且华东地区为最重要的煤田能源基地、城市扩展及区域经济发展有密切关系;而As含量在1974～1982年间增加明显,这与该流域内当时农业上大量使用含As农药,残留物随农业退水进入湖泊水体有关;尔后含As农药使用量减少,沉积物中的As含量明显下降。

南四湖现代沉积物中营养元素分布特征

对南四湖不同湖区20个表层沉积物和独山湖湖区沉积岩芯中营养元素进行了分析．结果表明表层沉积物中南阳湖总磷最高,独山湖次之;独山湖总有机碳和总氮含量最高,南阳湖次之;而昭阳湖总有机碳、总氮和总磷含量较低．沉积岩芯中^(137)Cs数据表明南四湖独山湖区柱状沉积物上部(0-18 cm)沉积速率为3．5mm/a;总有机碳、总氮和总磷含量主要集中在沉积岩芯0-8 cm内,并呈现一致的垂向分布规律,具有明显的三阶段分布特征,反映了流域社会经济的发展导致营养元素的释放量增加,造成了湖泊现代沉积物中营养元素的积累．碳氮比值处于7．6-11．4之间,有机质的选择性分解不明显,指示沉积物中有机质主要来自无纤维柬的陆源植物．监测数据表明济宁市的城市生活污水、工农业废水排放进入南阳湖是南四湖有机质和TP富集的主要来源．

南四湖表层沉积物营养元素分布特征

对南四湖不同湖区的20个表层底泥样品的营养盐浓度做了实验分析,结果表明:南阳湖的总磷最高,独日湖次之;独山湖的总有机碳和总氮含量最高,南阳湖次之;而昭阳湖的总有机碳、总氮和总磷含量为最低。显然,南阳湖和独山湖两个湖区显示出一定程度的营养盐污染。表层底泥总氮与土覆表层湖水的总氮相关程度不高,其原因是该湖水中的总氮主要是无机氮含量;而底泥中的总氮主要是有机氮。而表层底泥总磷与土覆表层湖水的总磷含量相关程序很高。这表明南四湖底泥与湖水中的总磷在其来源和迁移转化途径上是相同的,即是湖水中的总磷主要是由流域内工农业及生活污水排放带来的,并在底泥中沉积和积累。

近50年来自然与人类活动影响下南四湖水位变化研究

南四湖是华北地区最大的淡水湖,通过对南四湖近50年来降水量、湖泊水位和蓄泄水量等水文要素分析,结果显示南四湖水位和蓄水量有较大变化,水位和蓄水量的变化除与年降水量的大小等自然因素有关系外,还与湖区工农业用水量的变化及水利工程建设等人类活动有关系。对南四湖水量蓄、泄变化关系分析可看出,在丰水年和平水年它表现出相似于天然湖泊的性质;而枯水年则体现出人工控制型湖泊特点,整年过程中湖泊处于以蓄为主的状态,对径流起显著调节作用。南水北调东线工程实施后,下级湖在输蓄水期间将长期维持33.0 m的高水位,结果会使南四湖的水位变化保持一个相对稳定的高水位状态。

滨海平原咸水入侵灾害动态监测及综合减灾对策研究——以潍河下游平原为例

海 (咸 )水入侵是现代社会中典型的资源—环境—灾害问题 ,准确掌握咸水入侵动态变化的规律和信息 ,是进行预测、预报、减灾、防灾的科学基础和工作依据。据此 ,本文为咸水入侵的实时监测、分析、预测以及减灾方案决策与评估等提供了一个完善系统 。

潍河下游平原咸水入侵监测研究

咸水入侵作为研究区内的一种环境灾害,严重影响了当地的社会、经济和生态环境的建设。通过对研究区影响咸水入侵的因素分析,从宏观、中观和微观3个方面对咸水入侵动态变化进行了监测,并对监测结果进行了分析。结果表明,地下水位和水质的变化可以作为咸水入侵的指示标志。监测网系统的建立为咸水入侵区的灾害治理提供基本信息和依据。

南四湖及主要入湖河流表层沉积物重金属形态组成及污染研究

采用BCR（SM＆T）方法对南四湖及主要入湖河流丰水季节表层沉积物中Cr、Cu、Mn、Ni、Pb、Zn 6种重金属元素的酸提取态、可还原态、可氧化态及残渣态进行了连续提取,分析了各水体单元表层沉积物重金属元素的形态组合特征、人为污染状况及潜在生态风险.研究结果表明,泗河、京杭运河、洙赵新河、府河上游、上级湖南部湖区及下级湖区表层沉积物中Cr、Cu、NiZ、n以残渣态为主,其含量可占到该元素总量的80%-90%,人为污染程度较弱;老运河、府河入湖口、白马河表层沉积物中Cr、Cu、Ni、Zn的残渣态含量明显降低,而可提取态（酸提取态、可还原态、可氧化态）含量可增至80%以上,其中以可氧化态、酸提取态为主,人为污染程度较重;各水体单元表层沉积物中Pb、Mn以残渣态和可氧化态为主,其含量占Pb、Mn含量的95%、70%左右,基本未受人为污染.随着表层沉积物中有机物的矿化分解及环境条件的改变,老运河、府河入湖口、白马河等重金属人为污染较重的沉积物中Cr、Cu、Ni、Zn的可氧化态、酸提取态及可还原态可发生活化,具有较高的潜在生态风险.

烟台市土壤环境质量现状及重金属元素分布迁移规律

烟台市是山东半岛蓝色经济区核心城市之一。通过对山东省烟台市生态地球化学资料的系统整理,发现土壤主要污染因子是Cd、As、Hg、Cu、Pb、Zn等重金属元素,工矿三废排放是土壤重金属的主要来源;过量施用化肥和工矿污染形成的酸雨使区内土壤明显酸化,土壤根系土中镉等元素在酸性环境中活化迁移能力明显增强,有毒重金属镉等通过土壤-水-植物活化迁移量大,经食物链向人体中转移危险性增大。土壤重金属污染和土壤酸化成为烟台市域内两项重大的生态环境问题,为土地污染防治提供了科学依据。

人工恢复黄河三角洲湿地土壤碳氮含量变化特征

为阐明湿地恢复对土壤碳氮含量的影响,以黄河三角洲芦苇湿地为研究对象,比较了退化区与连续淡水恢复区土壤pH值、盐分、有机碳、全氮、氨态氮、硝态氮的含量变化,研究结果表明,(1)随着恢复年限的增加,各样地各层土壤pH值总体上降低,电导率显著降低(P<0.05),表明退化湿地的人工恢复可明显降低其盐度;恢复区上层(0—20cm)土壤盐分均低于下层(20—40cm),未恢复区则相反;(2)随着恢复年限的增加,0—20cm土壤有机碳、全氮含量增加,分别由恢复前的(7.710±0.756)g/kg、(0.66±0.021)g/kg增加到恢复7a后的(16.96±0.213)g/kg、(1.277±0.027)g/kg,恢复区有机碳、全氮含量在空间上的变化表现为上层大于下层;(3)各样地硝态氮含量均低于氨态氮含量,碳氮比值介于4—8之间;(4)相关分析表明,湿地恢复后土壤各因子间有显著的相关性,有机碳与全氮两者显著正相关,氨态氮与pH、盐分、有机碳、全氮均达到极显著正相关关系(P<0.01)。该研究结果对于评估湿地恢复效应,指导湿地恢复的实践具有重要作用。

南四湖及主要入湖河流沉积物金属空间分布特征与污染评价

对南四湖湖区及其主要人湖河流表层沉积物中金属元素质量分数进行了测试分析．结果表明，14种金属元素可分为3类组合：Ca和Sr为第1组元素；Al，Fe，Na，K，Mg，Ni，V和Ti为第Ⅱ组元素；第Ⅲ组元素包括Zn，Cr，Cu和Pb．其中，第1组元素在独山湖区及微山湖区质量分数较高，与第Ⅱ组元素变化趋势相反，这2组元素主要为流域自然来源；第Ⅲ组元素在老运河、白马河上游、洗府河下游及人湖口沉积物中质量分数较高，可能受到人为污染的影响．此外，其他表层沉积物中第Ⅱ组元素与第Ⅲ组元素质量分数具有相似的变化规律．选取流域非耕作土壤样品作为背景，采用参比元素校正及沉积物富集系数法，对Zn，Cr，Cu和Pb等重金属元素的人为污染特征进行了定量评价．结果显示：老运河沉积物中Cr和Pb的富集系数为3．7和3．9，具有中等程度的人为污染特征．Cu和Zn的富集系数达到16．6和22．0，具备重或严重的人为污染特征．Zn和Cu在洗府河下游及入湖口、白马河上游沉积物中的富集系数为2．0～7．1，具有中等或较重的人为污染特征．其余表层沉积物中Zn，Cr，Cu和Pb的富集系数均低于2．0，基本未受到人为污染的影响．

南四湖湿地景观格局变化及原因分析

根据南四湖1987年、1991年、1999年和2007年的TM/ETM遥感影像解译分析结果,结合对自然环境及人类活动特征的分析,研究了南四湖湿地的景观格局变化过程与主要影响因素。结果表明,1987年以来南四湖自然湿地面积锐减,其中挺水植物区面积减小了近538km2,而台田—坑塘、人工养殖区等人工湿地以及农业用地面积分别增加了171km2、327km2、86km2。1991年之前,南四湖湿地类型变化主要受湖泊水位等自然环境因素的影响,其中,1988～1990年南四湖几近干涸,使得挺水植物区的分布向湖心区迁移,而近岸地区挺水植物区面积大大减小;这一时期南四湖水位的降低加剧了近岸湖区的围垦,农业用地面积增加。1991年以来,南四湖湿地类型变化主要受人类活动的影响,由于大规模的围垦圈圩,台田—坑塘、人工养殖区的面积大幅增加。

近百年来龙感湖地区湖泊营养化过程

由于近年来社会经济的迅速发展,湖泊富营养化问题日趋严重,其中湿地的破坏是导致入湖营养盐增加的一个重要原因。对湿地变化与湖泊营养盐状况关系的分析是制定湖泊环境整治和生态修复的重要科学依据。湖泊沉积物含有丰富的生物和理化方面的信息,在缺乏长期湖泊监测记录的情况下,可以用来重建湖泊及其流域过去变化的历史。根据龙感湖表层沉积物210Pb活度比变化,分析了该地区近百年来沉积物中湿地花粉、总磷和磁性参数,探讨了湖泊营养化过程及机理。研究表明,龙感湖近百年来营养级的增加是与湿生植被的破坏密切相关。20世纪上半叶的湖泊富营养化响应于磁性参数指示的流域土壤侵蚀速率的增加,而20世纪70年代以来湖泊营养程度的加重则与龙感湖流域农业化肥的使用和湿地植被破坏而导致湿地功能减弱有关。龙感湖流域内人类对湖周滩地的改造,破坏了湿地植被,助长了入湖物质的增加,湖泊营养相对富集,最终导致水体富营养化发生。

南四湖及主要入湖河流沉积物中磷的赋存形态研究

应用沉积物磷形态SMT提取方法,分析了南四湖及主要入湖河流丰水季节表层沉积物、独山湖及微山湖区沉积岩芯中磷的含量及形态组成变化,研究了磷的埋藏演化过程与人为污染特征。结果表明,老运河表层沉积物中磷的含量最高,为13068.3mg/kg,以OP及NaOH-P为主,其富集系数分别为6.5和9.0,主要是与来自济宁市的废水污染有关。其余表层沉积物以HCl-P为主;受人为污染的影响,NaOH-P、OP产生一定程度的富集,其富集系数分别为1.0～3.7、1.3～6.0;部分沉积物中高含量的有机质加重了OP的富集。独山湖及微山湖沉积岩芯中以HCl-P和OP为主;20世纪60年代末期以来,随着湖泊生产力的提高及早期成岩过程中有机质的矿化分解,独山湖及微山湖沉积岩芯中TOC含量自下而上呈指数增加,这也导致了沉积物中OP的增加;独山湖及微山湖沉积岩芯6～0cm和5～0cm较高的OP及NaOH-P含量,指示了20世纪80年代中期以来磷的人为污染过程。

晚更新世以来潍河古河道沉积及其对现代咸水入侵的控制

在莱州湾潍河古河道沉积区选取 4条典型地质剖面 ,对典型钻孔岩芯进行粒度、14 C及热释光测年分析 ,结合野外实地考察及 10 0余个地质钻孔资料的分析 ,揭示了潍河晚更新世以来古河道的沉积特征。沉积剖面自下而上沉积物粒度逐渐减小 ,潍河以东古河道砂层厚 30～ 5 0m ,连续性好 ;潍河以西古河道砂层厚度小于 2 0m ,连续性较差。沉积特征的不同导致潍河以东地区咸水入侵发生早 ,后期变缓 ,为上淡下咸二层水文地质体 ;潍河以西地区咸水入侵主要是 2 0世纪 70年代末期以来在人类活动的干预下大规模的入侵 ,沿古河道入侵距离可达 9～ 10km ,为淡 -咸 -淡三层水文地质体。研究古河道沉积与咸水入侵的关系 。

南四湖表层沉积物重金属元素的污染分析

对南四湖不同湖区的20个表层底泥样品的重金属浓度做了实验分析,并对底泥重金属元素进行了研究,揭示出南四湖不同湖区重金属元素空间分布的特征。结果表明,整个南四湖的上级湖已经受到Hg,As,Pb和Mn等重金属元素的污染。其中南阳湖的Hg污染严重,铅、砷等较次之;独山湖的As,Pb和Mn污染较重;昭阳湖污染较轻。

PRB反应介质修复地下水中硝酸盐的试验研究

以胶州前韩地下水为例,选用铁粉、活性炭、锯末及其混合物为反应介质,设计6种PRB反应器,探讨了反应介质对硝酸盐降解速率及对环境的影响,以寻求一种廉价而高效的降解地下水中硝酸盐的材料。结果表明,采用PRB技术降低地下水硝酸盐浓度是可行的。零价铁、活性炭、锯末均对硝酸盐有去除作用,当PRB反应器中含有铁粉时能将硝酸盐氮去除90%以上。