城市湖泊不同水生植被区水体温室气体溶存浓度及其影响因素

为了解城市湖泊不同水生植被区水体温室气体的溶存浓度及其影响因素,于2015年411月按每月2次的频率采用顶空平衡法对聊城市铃铛湖典型植被区——菹草区、莲藕区和睡莲区表层水中CO2、CH4和N2O的溶存浓度进行监测,计算水中温室气体的饱和度和排放通量,并测定水温(T)、pH、溶解氧(DO)、叶绿素a及营养盐浓度等理化指标,以探究水体环境因子对温室气体溶存浓度的影响.结果表明,铃铛湖各植被区水体温室气体均处于过饱和状态,是大气温室气体的“源”;莲藕区CH4浓度、饱和度和排放通量均显著高于菹草区,而各植被区N2O和CO2均无显著性差异;不同植被区湖水中DO、总氮(TN)、总磷(TP)和硝态氮(NO3^--N)浓度具有显著差异,其中DO、TN和NO3^--N浓度均表现为菹草区最高,莲藕区最低,而TP浓度则正好相反;各植被区温室气体浓度和水环境参数间的相关分析和多元回归分析的结果表明,水生植物可通过影响水体的理化性质对温室气体的产生和排放产生显著差异影响,在菹草区亚硝态氮(NO2^--N)、NO3^--N、T和DO是控制水体温室气体浓度的主要因子;睡莲区为TP和pH;莲藕区则为pH、NO2^--N和DO.

东平湖表层沉积物重金属形态分布特征及环境风险评价

东平湖是南水北调工程东线的主要调节湖和山东省西水东调的水源地,其水体环境状况直接关系到调水工程受水区的水质安全。为了解东平湖沉积物中重金属的形态赋存特征及其生态环境风险,采用BCR三步提取法对东平湖44个表层沉积物样品中重金属元素Cu、Ni、Pb和Zn的形态分布特征进行了分析,并运用基于重金属形态的次生相与原生相比值法(RSP)和风险评估指数法(RAC)对其环境风险进行了初步评价。结果表明,东平湖表层沉积物中4种重金属均以残渣态为主,其占总量的比例表现为:Ni(65.9%)>Cu(56.1%)>Pb(49.3%)>Zn(39.3%);Pb、Cu和Ni以Fe-Mn氧化物结合态为其次要赋存形态,其所占比例分别为38.2%、28.6%和17.0%;而Zn则以有机物及硫化物结合态为其次要赋存形态,所占比例为34.7%;弱酸提取态所占比例最小,表现为:Zn(12.2%)>Cu(6.9%)>Pb(4.3%)>Ni(4.1%)。表层沉积物中可提取态重金属含量和比例的空间分布特征明显且较为一致,Cu、Ni和Pb表现为大汶河入湖区较高,Zn除湖心区略低外,其他湖区尤其是北部出湖区均较高。Cu、Pb和Zn的不同形态间存在一定相关性,且与有机质主要呈正相关,但与平均粒径的相关性较弱。评价结果表明,Zn总体表现为中度污染,具有中等环境风险;Pb为轻度污染,Cu和Ni为无污染,其环境风险均较低。

东平湖菹草-上覆水-沉积物系统中汞、砷的赋存特征

为了解东平湖菹草-上覆水-沉积物系统中重金属汞(Hg)和砷(As)的含量特征及相互关系,于2015年5月菹草生长的旺盛期在东平湖沿湖采集了33个点位的菹草、上覆水和表层沉积物样品,测定了Hg和As的总量,并采用生物富集系数法评价了菹草对上覆水和表层沉积物中Hg和As的富集能力.结果表明,东平湖上覆水中Hg和As浓度的均值分别为0.769μg·L^(-1)和7.86μg·L^(-1),以地表水环境质量Ⅲ类水标准(GB 3838—2002)为参比,As全部达标;Hg超标率为73.3%,其均值是Ⅲ类水标准值的7.7倍.表层沉积物中Hg和As的含量均值分别为0.072 mg·kg^(-1)和17.09 mg·kg^(-1),分别为山东省土壤背景值的3.6倍和1.8倍.菹草中Hg和As的含量均值分别为0.169(干重)和2.11 mg·kg^(-1)(干重).菹草对上覆水、表层沉积物中Hg、As的富集系数空间差异性较大,且对上覆水中Hg和As的富集系数(16.2—2581.9)远高于对表层沉积物中的富集系数(0.07—26.2).表层沉积物中Hg、As与有机质之间均呈显著正相关性,但Hg、As在菹草-上覆水-沉积物系统中相关性不显著,说明了该系统中Hg、As迁移的复杂性.

南四湖支流东鱼河水质现状及健康风险评价

为了解南四湖集流面积最大的入湖河流——东鱼河水质及其健康风险水平,自上游至入湖口采集表层水样,测定了盐度(SAL)、溶解氧(DO)、溶解性有机碳(DOC)、N、P、Hg和As的含量,并采用美国国家环保局(US EPA)推荐的健康风险评价模型,评价了其通过饮水途径产生的健康风险。结果表明,东鱼河水体中DO、As、NH_3、TP、Hg的平均含量分别为9.39、0.002 6、0.61、0.27、0.000 25mg/L;各点位DO和As含量均达到Ⅲ类水标准,Hg、TP、NH_3的超标率依次为90.9%、45.5%、18.2%,Hg的平均含量为标准值的2.5倍;各指标具有显著的沿程变化,主要表现为中下游N、P和有机污染较为严重,DOC与各形态N、P间存在显著的相关性,As分别与DOC和NO-2呈显著正相关和负相关关系;东鱼河水体中致癌物As的健康风险值为0.31×10^(-5)~5.04×10^(-5)/a,占总健康风险值的99.95%以上,介于US EPA和部分机构推荐的最大可接受风险水平1.0×10^(-6)~1.0×10^(-4)/a之间。

上海崇明地区蔬菜中Pb、Cd污染评价和微生物特征分析

为了解上海崇明地区蔬菜安全卫生情况,于2017-2018年采集崇明地区4类蔬菜共113个样品,测定并分析蔬菜中重金属Pb、Cd含量和食源性致病微生物金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)、沙门氏菌(Salmonella)和单核细胞增生李斯特氏菌(Listeria monocytogenes)检出状况,另外对蔬菜中重金属进行污染评价及健康风险评估。结果表明:崇明蔬菜中Pb和Cd含量均低于《食品安全国家标准食品中污染物限量》(GB 2762-2017)中的限值。Pb在蔬菜中含量冬季显著低于秋季,4类蔬菜中Pb和Cd含量均值表现为叶菜类>根茎类>茄果类>瓜类。通过计算蔬菜中重金属的健康风险得知,4类蔬菜中成人和儿童的Pb和Cd的重金属暴露风险指数均小于1,无明显健康风险,但儿童的Pb和Cd的重金属暴露风险指数大于成人。在113个蔬菜样品中,食源性致病菌沙门氏菌和单核细胞增生李斯特氏菌均无检出,金黄色葡萄球菌检出5株,检出率为4.42%,其中叶菜类检出率3.75%,根茎类检出率6.67%,茄果类11.11%,瓜类无检出。秋季金黄色葡萄球菌的检出率高于冬春两季。

东平湖湿地土壤有机碳分布特征及其影响因素

通过对东平湖湿地土壤有机碳含量进行测定,探讨了东平湖湿地土壤有机碳含量水平、分布特征及其影响因子.结果表明:东平湖有机碳含量的平均值为15.16g/kg,范围为2.29~57.91g/kg,空间分布差异较大,整体上表现为西北高、东南低的变化趋势;有机碳含量受区域、季节、深度以及区域与季节的交互影响;有机碳含量均值表现为芦苇区(27.29g/kg)>养殖区(20.93g/kg)>菹草区(17.65g/kg)>混生区(10.97g/kg);有机碳表层含量最高,并随着土层深度的增加而减小;夏季含量最高,春季最低;表层土壤(0~5cm)有机碳含量与土壤容重呈极显著负相关关系,各区域土壤有机碳储量表现为芦苇区(1.95kg/m^2)>养殖区(1.68kg/m^2)>菹草区(1.47kg/m^2)>混生区(0.90kg/m^2).

多重干湿交替对城市河岸带土壤氮转化及N_2O排放的影响研究

当前城市化过程导致区域小气候变化,使城市区域河岸带土壤频繁发生干湿交替,为了解其对土壤中氮转化和N_2O排放的影响,在上海市典型城市河岸带——樱桃河河岸带采集表层土壤,在实验室内进行时间间隔分别为1 d、2 d、3d、5 d和7 d的多重干湿交替和持续干旱培养实验,测定了初始土壤和培养后土壤的p H、C、N含量等理化指标和N的转化速率。结果表明,与初始土壤相比,多重干湿交替和持续干旱后土壤NH4+含量和N_2O自然产生速率均有不同程度的降低,土壤p H值、净氨化速率和净矿化速率均显著高于初始土壤(P<0.05)。持续干旱处理下土壤p H值显著低于不同时间间隔干湿交替处理下土壤的p H值;间隔5d处理下土壤NH4+含量显著高于间隔1 d处理下的含量;而不同处理下土壤中WSON、WSOC和NO3-含量无显著性差异(P>0.05)。间隔时间较短(1 d和2 d)、间隔时间较长(3 d、5 d和7 d)和持续干旱处理下土壤净氨化速率和净矿化速率具有显著差异,土壤无机氮库相应表现为累积、亏损和累积。较长时间间隔(7 d)的多重干湿交替和持续干旱后土壤反硝化速率显著降低(P<0.05),但各处理间N_2O自然产生速率无显著性差异。由此可见,一定时间间隔的多重干湿交替有利于增强土壤的碱性,促进氮的矿化作用,而长期缺乏水分则抑制了土壤的反硝化作用。

不同有机肥处理对铜元素在土壤-蔬菜系统的累积及土壤形态分配的影响

为探讨有机肥处理后,Cu在土壤、蔬菜中的累积及土壤Cu的形态转变规律,研究设置了不同有机肥用量处理(CK,0 t hm^(-2);T1,20 t hm^(-2);T2,40 t hm^(-2);T3,60 t hm^(-2);T4,80 t hm^(-2)),每次施用有机肥后分别种植青菜和空心菜各两茬,测定土壤、蔬菜体内Cu含量。结果表明:在不同量有机肥处理下,四茬叶菜类蔬菜收获后,土壤中Cu元素总体出现了明显累积;以每茬蔬菜种植前分别施加有机肥量20、40 t hm^(-2)为背景,根据非线性回归拟合模型,预计在第七茬和第六茬蔬菜连作后,土壤中Cu全量可能超过绿色食品环境质量标准限值;另外,Cu在叶菜类蔬菜中和土壤含量有同步累积趋势,但第四茬不同处理下蔬菜中Cu含量随着有机肥施用量的增加而明显减少,且差异显著(P <0.05)。第四茬(有机肥施用1年后)叶菜类土壤中Cu形态总体表现为残渣态>可还原态>可氧化态>醋酸提取态的规律,菜园土壤短期施用有机肥可降低土壤中的醋酸提取态占全量中的比例,减少土壤中重金属的生物有效性。在青菜和空心菜对Cu的富集系数的差异性分析中发现,空心菜对Cu的富集能力显著高于青菜(P <0.05)。四茬叶菜类蔬菜Cu总量分别与其土壤总Cu和醋酸提取态Cu含量之间存在极显著正相关关系。

东平湖湖水汞砷形态赋存特征及健康风险评价

了解东平湖湖水中汞(Hg)和砷(As)的形态赋存特征及健康风险。方法于2016年5月,在东平湖采集30个表层水样,采用原子荧光光度法对Hg和As的总浓度及其不同形态浓度进行测定,并采用美国国家环保署(US EPA)推荐的健康风险评价模型对其通过饮水途径产生的健康风险进行了评价。结果东平湖湖水中总As浓度为(7.289±0.832)μg/L,总Hg浓度的中位数为0.929(0.063~3.230)μg/L;总As浓度均符合国家Ⅲ类水标准,而总Hg的超标率为96.7%。溶解态Hg浓度占总Hg的平均比例为63.4%,高于颗粒态Hg浓度占总Hg的比例(36.6%)。各采样点溶解态As和颗粒态As占总As比例的平均值分别为53.4%和46.6%,湖区北部采样点溶解态As所占比重较大;溶解态As中致毒性较大的As(Ⅲ)比例较小。As和Hg通过饮水途径产生的健康风险值分别为5.46×10^(-5)/a和1.56×10^(-9)/a,As的健康风险值远高于Hg,且超过最大可接受水平(5×10^(-5)/a)。结论东平湖湖水中Hg浓度超标,As通过饮水途径产生的健康风险值超过最大可接受风险水平,Hg和As应作为东平湖的重点监控因子。

聊城市城区不同功能区土壤黑碳含量与来源分析

为了解聊城市在城市化过程中人类活动对城市土壤碳库的影响,将聊城市城区划分为中心商务区、旅游区、居民文教区和工业区四个功能区,共采集了39个表层土壤样品,分析了土壤有机碳(OC)和黑碳(BC)的含量、分布特征及其相关关系,并对BC的可能来源进行了初步解析。结果表明:聊城市城区表层土壤OC含量范围为11.41~51.00 g kg^-1,平均值为23.76 g kg^-1,BC范围为0.60~28.88 g kg^-1,平均值为8.70 g kg^-1;各功能区OC和BC含量的平均值均表现为:中心商务区>居民文教区>工业区>旅游区,中心商务区OC和BC含量显著高于其他功能区(P <0.05)。城区表层土壤的BC/OC在0.04~0.77之间,平均值为0.31,表明BC来源于生物质燃烧和化石燃料燃烧的共同作用;其中,中心商务区以化石燃料的不完全燃烧为主,而旅游区则以枯枝落叶腐烂及生物质燃烧为主。OC、BC含量和BC/OC两两之间均具有极显著正相关关系(P <0.01),表明黑碳在聊城市城区土壤有机碳的累积过程中发挥着重要作用。