利用复合指纹法分析剑川双河水库泥沙来源

[目的]定量研究水库沉积泥沙的具体来源,为中国滇西北水土流失区域泥沙来源研究和流域综合治理提供科学依据.[方法]以滇西北剑川县双河水库流域作为研究区,选取林地、草地、耕地及采矿用地4种土地利用类型作为潜在泥沙源头,利用复合指纹法分析双河水库沉积泥沙潜在来源及其贡献百分比.选择27个地球化学因子,通过守恒性检验与Kruskal-Walls H检验并利用逐步判别分析确定最佳指纹因子组合,运用多元线性混合模型计算各泥沙源地贡献百分比.[结果]①共有8个指纹因子(S,Ca,Sr,TP,Cr,Ba,K,Mg)被确认为最佳指纹因子组合,累计贡献率达89.60%;②总体上,泥沙贡献百分比平均值从大到小为:草地(37.28 %)>耕地(34.62%)>林地(27.86%)>采矿用地(0.24%);③单位面积上泥沙贡献百分比为:耕地(9.55%)>草地(3.78%)>采矿用地(1.24%)>林地(0.38%).[结论]复合指纹法适用于双河水库流域泥沙来源判别,耕地仍是土壤侵蚀最为严重的土地利用类型,而草地因面积较大、地表覆盖度较低,也是泥沙贡献较多的土地利用类型.

滇西北剑湖沉积物钙镁空间分布特征和释放风险

为研究滇西北剑湖沉积物钙镁空间分布特征和释放风险,采用微波辅助消解法对剑湖沉积物样品进行前处理,用电感耦合等离子体发射光谱仪(ICP-OES)测定其钙(Ca)、镁(Mg)含量,并结合克里金空间插值和磷释放贡献计算等方法对其空间分布和释放风险进行深入研究。结果表明:剑湖表层沉积物Ca、Mg平均含量分别为18.91、8.20 g/kg,在湿地恢复区含量均较低,且水平空间变异系数均大于10%。剑湖柱状沉积物Ca、Mg含量分别为2.03~42.55 g/kg和1.30~73.60 g/kg,表层(0~5 cm)沉积物Ca、Mg含量均高于底层(70~75 cm);同时,Ca、Mg快释放贡献率平均值分别为15.84%、3.71%,慢释放贡献率平均值分别为20.93%、4.20%,因此剑湖沉积物中Ca、Mg在短时间(25 a)和长时间(150 a)尺度上均处于释放状态。

滇西北剑湖表层沉积物中铁锰分布和生态风险

为了解剑湖表层沉积物铁锰水平空间分布规律及形态特征,揭示其生态风险,使用优化的BCR连续提取法提取了四种形态含量,使用电感耦合等离子体发射光谱仪测定了剑湖表层沉积物中铁锰含量,利用富集因子法和次生原生比值法评价了其生态风险状况。结果如下:①剑湖表层沉积物铁、锰元素平均含量为(40611.89±1659.49)mg·kg^-1、(669.30±27.13)mg·kg^-1,两种元素均从湖东南向湖内其他区域辐射递减;②铁、锰元素不同形态含量顺序分别为残渣态(95.07%)>可还原态(4.35%)>可交换态(0.51%)>可氧化态(0.06%),残渣态(94.55%)>可交换态(3.04%)>可还原态(2.19%)>可氧化态(0.21%);③铁、锰残渣态最高值均在湖东南,可氧化态最高值在泉眼附近;铁可还原态南多北少,可交换态由新水河、黄龙河之间区域向周围辐射递减;锰可交换态最高值位于湖东南,可还原态高值区位于湖西南部、东北部;④生态风险方面,铁锰均处于无污染或中度污染等级,来源均主要为自然富集。

剑湖沉积物、间隙水、鱼体砷汞分布及风险评价

为了解剑湖沉积物、间隙水、鱼体中砷(As)和汞(Hg)含量特征,评价其风险,使用双道原子荧光光度计测定了剑湖表层沉积物、间隙水、鱼体中As和Hg含量,并利用潜在生态风险指数法、目标危险系数法、致癌风险指数等评价了其风险状况.结果表明:①剑湖表层沉积物中As、Hg平均含量分别为(12.62±0.66) mg·kg^-1和(0.050±0.002) mg·kg^-1,As含量呈东高西低的分布特征,Hg含量呈北部高、中南部湖区低的分布特征.剑湖流域内农地对剑湖As含量影响较大,流域煤炭开采与堆积、水泥加工对剑湖Hg含量分布影响较大.②间隙水中As、Hg平均含量分别为(0.64±0.03)μg·L-1和(0.020±0.001)μg·L^-1,As含量在湖区内呈东高西低的分布特征,Hg含量最高值出现在湖心区.③6种鱼体中As、Hg含量平均值分别为(0.21±0.04) mg·kg^-1和(0.020±0.003) mg·kg^-1,两者分布在食性方面均呈现杂食性>草食性特征,在活动范围上呈底栖>中层>上层特征.④据相关性分析可知,As、Hg各自在间隙水和表层沉积物中的含量呈显著正相关(r>0.5,p<0.01),6种鱼体As、Hg含量也呈显著正相关(r=0.92,p<0.05).⑤沉积物样品中As均为轻微风险,Hg元素除部分样点(19.35%)为中度风险外其余为轻微风险,因此,需要对Hg进行重点防控.剑湖所选食用鱼体目标危险系数值均小于1,表明其不会对人类健康造成潜在非致癌危害;剑湖鱼体As元素存在一定的潜在致癌风险,但尚在人体可接受范围内.

剑湖沉积物中有机氯农药的分布特征与风险评估

以典型断陷式高原湖泊剑湖为采样点,采集剑湖表层沉积物样品31个,入湖河流表层沉积物样品23个和潜在污染源地表土样品24个,分析OCPs(有机氯农药)的空间分布特征、污染源及迁移途径,评估其生态风险.研究表明:①剑湖表层沉积物中检测出5种OCPs,含量为异狄氏剂酮>异狄氏剂醛>狄氏剂>七氯>δ-HCH,总OCPs含量为0~1.92×10^3 ng·g^-1(干重),均值为(340±400) ng·g^-1.②七氯、异狄氏剂醛和异狄氏剂酮的检出率高,含量最高值分别为17.9、50.6和1.85×10^3 ng·g^-1.三者分布均呈现西南湖湾区>北部湖湾区>湖心区的特征,其中七氯和异狄氏剂醛的分布具有显著相关性(R2=0.760).③工厂类潜在污染源的污染贡献大于农田和居民区.七氯的主要潜在污染源为金龙河支流中上游的煤矿开采区(624 ng·g^-1);异狄氏剂醛为狮河下游的木雕加工区(4.32×10^3 ng·g^-1);异狄氏剂酮为流域南部的采石场(3.07×10^3 ng·g^-1).3种OCPs的主要迁移途径为入湖河流输入,大气沉降可能为其另一迁移途径.④采用U.S.EPA(美国环保署)临时沉积物基准和NOAA(美国国家海洋和大气管理局)沉积物质量基准分别对上述3种OCPs进行风险评估,结果表明生态风险异狄氏剂酮>七氯>异狄氏剂醛,异狄氏剂酮可能会对剑湖的生态环境造成严重危害.