云南安宁磷矿区水系沉积物磷赋存形态及分布特征

磷污染是水污染的重要组成部分,因其可造成水体富营养化、水质下降,从而引起人们的广泛关注。研究沉积物中不同磷赋存形态及其分布特征有助于了解沉积物中磷的行为特征及迁移能力,从而为水体富营养化防治提供支撑。磷矿的开采、冶炼对矿区内水资源环境可能产生严重影响,本文以安宁磷矿区内河流、水库为研究区域,分析了不同水系沉积物磷元素赋存形态及分布特征,并对其生态风险进行评估。采用X射线荧光光谱法测定研究区水系沉积物总磷(TP)含量,并基于顺序提取及Hupfer改进的磷形态分析方法,将研究区各水系沉积物中磷分为弱吸附态磷(NH4Cl-P)、可还原态磷(BD-P)、金属氧化物结合态磷(NaOH-P)、钙结合态磷(Ca-P)、残渣态磷(Res-P)等5种形态,采用单因子污染指数法对其进行生态风险评估。结果表明:研究区水系沉积物样品中TP含量范围为567.6~48115.5mg/kg,NH4Cl-P含量范围为0.07~115.2mg/kg,BD-P含量范围为8.84~802.5mg/kg,NaOH-P含量范围为21.3~3129.5mg/kg,Ca-P含量范围为12~45098mg/kg,Res-P含量范围为28.5~515.4mg/kg。研究区各水系沉积物样品磷形态具有相似的分布特征,即磷主要以Ca-P和NaOH-P形态存在,其他磷形态的相对含量大小顺序为NH4Cl-P<BD-P<Res-P。单因子污染指数评价结果表明,各水系沉积物中磷以重度污染为主。生物有效磷(BAP)污染评价结果表明,各水系沉积物中磷污染程度有所降低,但河流沉积物中磷仍以重度污染为主,磷释放风险较大,建议加强对磷矿区河流磷污染的监测与评估。

基于APCS-MLR模型的西藏茶巴朗湿地表层沉积物重金属分布特征及来源解析

湿地作为介于水体和陆地之间的第三生态系统,有着重要的生态功能。由于特殊的地理位置和自然环境条件,西藏地区形成了众多独具特色的天然高原湿地,在拉萨河流域湿地聚集现象尤为显著,茶巴朗湿地就是该流域的重要成员之一。近年来,随着城市旅游业、农牧业大力发展,湿地面积、动植物资源丰富度和湿地功能等方面出现了不同程度的退化。为了解西藏茶巴朗湿地表层沉积物的重金属分布特征与污染状况,于2021年8月共采集湿地表层沉积物样品19个,分别测定了沉积物样品中重金属含量,同时利用内梅罗污染指数和潜在生态风险指数对研究区重金属污染现状进行评价,并通过绝对主成分得分-多元线性回归模型(APCS-MLR)进行重金属来源解析。结果发现,茶巴朗湿地表层沉积物中Cu、Cr、Ni、Zn、Pb、Cd、As和Hg元素含量分别是西藏背景值的1.71、0.56、0.65、1.02、1.31、1.52、0.92、1.48倍,但远低于《土壤环境质量农用地土壤污染风险管控标准(试行)》(GB 15618—2018)中筛选值,与西藏其他高原湿地相比,沉积物重金属富集水平较低;研究区内梅罗污染指数均值为1.68,属轻度污染水平;潜在生态风险指数RI均值为134.45,属于轻微生态风险。绝对主成分得分-多元线性回归模型结果表明,茶巴朗湿地沉积物中Cu、Zn、Pb、Hg来源于交通运输和农业活动混合源,Cr、Ni来源于土壤母质源,As来源于地热源,Cd来源于地热源、交通运输和农业活动混合源,研究区湿地的沉积物重金属主要影响途径为交通运输和农业活动混合输入。本研究揭示了茶巴朗湿地沉积物中重金属元素的赋存现状、空间分布特征和生态风险等级,以及重金属的可能来源,客观了解湿地环境质量现状,为茶巴朗湿地和其他区域高原湿地后续的污染防治工作和可持续发展提供科学依据和理论支撑。

黑臭水体沉积物中新型溴代阻燃剂的污染特征

测定了中国74个城市的173条黑臭水体沉积物中6种新型溴代阻燃剂(NBFRs)的污染现状.结果表明,十溴二苯乙烷(DBDPE)是沉积物中主要的NBFRs,其浓度范围为未检出~603.76ng/g干重,平均浓度占比高达(99.49±0.82)%;六溴苯(HBB)和五溴甲苯(PBT)占比较低.NBFRs的组成符合其在中国的生产和使用情况.尽管DBDPE、HBB和PBT均在不同城市间具有显著的浓度差异,但是总体呈现东部高(华南、华东和东北地区)、西部低(西北和西南地区)的分布格局,各地区的产业结构和城市化率是控制其空间分布的重要因素.DBDPE作为多溴联苯醚十溴工业品(BDE209)的替代品,其在沉积物中的浓度仍普遍低于BDE209,且DBDPE/BDE209比值与各城市的生产总值和工业产值呈显著的负相关关系.生态风险评价表明黑臭水体沉积物中DBDPE、HBB和PBT均不足以对水生生物造成暴露风险.

西凉湖沉积物重金属及营养元素分布特征及污染评价

以西凉湖沉积物为研究对象,利用地累积指数法和潜在生态风险指数法评估其重金属元素的污染情况,利用综合污染指数法和有机污染指数法评价其氮、磷元素及有机质的污染情况。结果表明,西凉湖沉积物整体受到重金属污染水平较低,Cu、Zn、As、Hg污染情况在空间分布上相似,少数点位Cd、Ni、Hg元素达中度或重度污染,归因于养殖饲料和交通运输。西凉湖沉积物中氮、磷元素污染评价结果显示,磷元素污染情况相对较轻,80%的点位处于中度污染水平;氮元素污染情况严重,所有点位均达重度污染;氮、磷元素的综合评价中所有点位均达重度污染。有机污染指数法评价结果显示,所有点位有机污染指数均大于0.50,达重度污染水平。结合氮、磷元素的评价结果,将外源污染归因于西凉湖曾经过度发展渔业造成的营养输入。

察汗淖尔表层沉积物GDGTs分布特征及影响因素

目前,甘油二烷基甘油四醚(GDGTs)组成和分布特征已被成功应用于古气候古环境重建中。然而,越来越多的研究表明除温度和pH值外,GDGTs也受其他环境因素影响,这导致了在同一地区运用多种温度和pH校准公式得到的结果差异较大,特别是在干旱地区尤为显著。因此,有必要开展现代过程GDGTs分布及其影响因素的调查,以提高温度和pH校准公式的适用性。为此,我们以北方察汗淖尔湖泊为中心,分析流域内24个湖泊沉积物和土壤GDGTs组成和分布。结果显示,所有样品GDGTs分布模式相似,其中古菌类异戊二烯GDGTs(简称isoGDGTs)以crenarchaeol为主,GDGT-0次之,crenarchaeol′含量较低,指示GroupⅠ.1b型奇古菌输入较多;细菌支链GDGTs(简称brGDGTs)中五甲基化brGDGTs丰度最高,其次是六甲基化和四甲基化brGDGTs。群落指数(community index,CI)表明,产brGDGTs的细菌群落属于冷簇,且冗余分析显示pH值对brGDGTs分布影响显著,二者可能共同导致了应用多种校准公式计算结果与器测记录之间的差异。通过该项工作我们认为在利用GDGTs重建古气候时应开展GDGTs现代过程调查,明确环境主导因素,并选择合适的区域校正公式以获取准确的气候信息。

伊河嵩县城区段沉积物中微塑料分布特征

微塑料作为一种新型污染物在河道沉积物中的分布特征研究数据仍十分匮乏。以伊河嵩县城区段的沉积物为研究对象,通过样品采集、密度浮选和消解等预处理,以及拉曼光谱检测,研究该河段沉积物中微塑料的分布特征。结果表明:该河段沉积物中微塑料丰度范围为1040~1320 n/kg(以干泥重计),平均丰度为1160 n/kg(dw),以小于1 mm的碎片状微塑料为主,透明的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)是微塑料的主要成分。该河段沉积物中微塑料污染处于中高水平且与人类活动密切相关。

刘公岛周边海域表层沉积物重金属分布特征及潜在生态风险评价

本文根据刘公岛周边海域16站位沉积物样品监测数据,采用单因子污染评价法和潜在生态危害指数法,对刘公岛周边海域表层沉积物重金属质量状况进行了评价。结果表明:研究区表层沉积物中Hg、Cd、Cu、Pb、Zn含量高于我国浅海沉积物,发生一定程度富集,整体呈西北高、东南低的分布态势;第一类质量标准面积占比约55%,第二类质量标准占比约45%,无第三类质量标准海域;整体为中等生态风险区,单项生态风险指数由高至低排序为Hg>Cd>As>Cu>Pb>Co>Ni>Zn>Cr,其中Hg潜在生态危害相对较大。

千岛湖沉积物中碳、氮、磷的分布特征及污染评价

通过测定千岛湖柱状沉积物中有机质(OM)、总氮(TN)和总磷(TP)含量,分析其污染分布特征,并评价污染水平。结果表明,千岛湖沉积物中OM、TN、TP平均值分别为1.44%、1.86 mg/g、0.89 mg/g。空间分布差异明显,城区库湾、新安江干流沿线污染相对较重;垂直分布,OM、TN、TP整体上均从湖底由下而上呈逐步上升变化过程。相关性分析表明,该湖沉积物中OM、TN、TP具有较高的同源性,氮、磷多以有机形式存在。C/N值表明,该湖沉积物中有机质主要来自内源的水生生物分解。评价结果显示,综合污染指数范围为1.1~4.2,该湖整体上处于重度污染水平,TP污染重于TN;有机指数范围为0.04~0.52,整体上属于轻度污染水平。

常德市柳叶湖表层沉积物重金属元素分布特征及潜在生态风险评价

柳叶湖表层沉积物中重金属的状况对洞庭湖流域生态环境具有重要影响。对该区域内31个采样点表层沉积物中重金属的含量及形态进行监测和分析,同时采用潜在生态风险指数法和健康风险评价模型进行风险评价。结果表明:(1)重金属平均值均高于洞庭湖水系水体沉积物重金属元素背景值。参考《土壤环境质量标准农用地土壤污染风险管控标准(试行)》(GB 15618—2018),Cd可能存在污染风险。(2)Cd、Cr、Pb、Cu、Zn、Ni来源相似,Mn有单独的来源,As有多个来源。(2)表层沉积物中As、Cr、Cu、Zn、Ni主要以残渣态为主,Cd和Mn主要是以弱酸可提取态和可还原态为主,Pb主要以可还原态为主。(3)Cd的单项潜在生态风险指数为57.0,属于中等风险,其他7种重金属均属于轻微风险。8种重金属的综合潜在生态风险指数为100.8,属于轻微风险。(4)成人、儿童的致癌、非致癌总风险处于可接受范围,且儿童的致癌、非致癌总风险指数均高于成人。As的致癌风险指数大于Cd;Zn的非致癌风险指数最低,而Cr最高。

三沙湾海域表层沉积物有机碳分布特征及污染评价

根据2018年三沙湾沉积物的监测资料,分析了研究区表层沉积物有机碳的含量分布及历年变化,并对其进行了评价。结果表明,研究区表层沉积物有机碳含量在1.00×10^(-2)~1.26×10^(-2)之间,平均值为1.14×10^(-2),符合第一类海洋沉积物质量水平;从平面分布上看,高值区位于西北部区域的F1站位和东北部区域的F4站位,低值区位于南部区域的F9站位,总体差异不显著。F1和F4站位有机碳含量相对较高可能与湾顶沿岸径流输入、周边资源开发,以及海上养殖活动等影响关系密切;从历年趋势变化上看,均呈现不同程度的升高趋势;从是否对环境产生污染的基本分界线来看,研究区已受到该因子玷污。为此,应加强监督管理,防止污染程度进一步加重。

北运河水体、沉积物和鱼类中微塑料的分布特征研究

河流水体的微塑料污染已引起国内外的广泛关注,但对人类活动影响显著的城市排水河道不同水期多环境介质中的微塑料污染研究相对较少。为揭示城市排水河道微塑料分布规律,以北京市北运河水体为例,基于汛期和非汛期北运河表层水、沉积物和鱼类样品,分析统计了不同种类微塑料的时空分布特征,讨论了组成特征差异,揭示了北运河微塑料的主要来源。结果表明,北运河表层水中微塑料丰度为4.90-22.1 items·L^(-1)(汛期)和3.10-14.8 items·L^(-1)(非汛期);沉积物中微塑料丰度为0.74×10^(3)-2.88×10^(3)items·kg^(-1)(汛期)和0.16×10^(3)-1.69×10^(3)items·kg^(-1)(非汛期);鱼类肠道内微塑料的丰度为0.33-3.33 items·ind^(-1)。与国内外其他河流对比,北运河水体和沉积物的微塑料污染处于中等水平,鱼类微塑料污染程度较低。时间尺度上,表层水和沉积物中微塑料丰度均表现为汛期>非汛期。空间尺度上,汛期表层水的微塑料丰度表现为郊野段>城市段,非汛期表现为城市段>郊野段,不同水期沉积物微塑料丰度未显示显著的相关性。表层水以≤0.5 mm透明/白色聚乙烯和聚丙烯纤维为主导,沉积物以≤0.5 mm透明/白色聚乙烯/聚丙烯碎片为主导,鱼类中≤0.5 mm蓝色纤维素纤维最为丰富。杂食性鱼类肠道内微塑料的丰度显著高于肉食性,栖息水层对鱼类肠道内微塑料的丰度影响较小。北运河微塑料主要来源为人类日常生活、旅游业、渔业活动和污水排放。研究结果可为城市河流的微塑料污染研究提供基础数据,并为微塑料污染的管控和防治提供参考。

杞麓湖表层沉积物微塑料污染特征

为探究杞麓湖微塑料(MPs)的污染特征及潜在来源机制,作者采用浮选法分离出36个位点表层沉积物中的MPs,通过显微镜和扫描电镜(SEM-EDS)观察MPs的表面结构、形态特征、微观结构及附着元素等,结合沉积物总氮(TN)、总磷(TP)、有机质(OM)、碳酸盐和粒度等理化指标,探讨了MPs的分布特征、影响因素和潜在来源机制。结果表明:杞麓湖表层沉积物中MPs的检出率高达100%,其丰度范围介于50~680个/kg之间,平均丰度157.66个/kg。物理构成特征以粒径<1 mm(65.09%),纤维状(96.85%),透明(51.01%)和蓝色(38.7%)的MPs为优势组分。在人类活动、入湖河分布及常年盛行风等因素的综合作用下,MPs丰度呈现南部、东北部湖区最高,湖心和西部湖区相对较低的空间分布格局。相关分析表明,MPs丰度和组合特征均与沉积物理化因子之间无显著相关性,流域土地利用类型、人类活动和径流输入是MPs污染状况及空间分布的主导因素。依据物理组合特征,推测其来源为日常使用塑料制品(衣物洗涤、渔具使用)和周边农用地膜的分解等。整体而言,杞麓湖面临着水体富营养化、重金属污染等传统环境问题和MPs等新型污染物质并存的多重环境压力,亟需更多的关注。

黄河三角洲湿地表层沉积物中典型抗生素的分布特征和生态风险评估

作为一类新污染物,沉积物中的抗生素对生态系统构成了潜在的威胁。探究常见抗生素在黄河三角洲[Huanghe(Yellow)River Delta,HRD]表层沉积物中的赋存状况及其生态风险具有现实意义。利用高效液相色谱-串联质谱法测定了2021年6月采自HRD南北两个区域表层沉积物中的磺胺类(SAs)、喹诺酮类(QNs)、大环内酯类(MLs)和四环素类(TCs)共14种抗生素的含量。结果表明,抗生素的总检出率为52.8%,浓度范围为nd(未检出)~22.6 ng/g,QNs和MLs检出率较高;QNs和TCs的浓度水平较高。HRD表层沉积物抗生素浓度分布特征的主要影响因素是人口密度以及农业和畜牧业发展,次要因素是沉积物的理化性质。南部区域抗生素浓度水平显著高于北部区域,沉积物中有机质和黏土含量与QNs和TCs显著正相关。生态风险评价结果表明,南部区域的生态风险水平明显高于北部区域,其中QNs和TCs为主要贡献者,但抗生素生态风险水平并不只由浓度决定,还取决于其对水生生物的毒性大小和沉积物的理化性质。

沱江成都段表层沉积物重金属污染特征及风险评价研究

为了解沱江流域成都段表层沉积物中重金属危害风险,在流域内采集32个表层沉积物,测定重金属As、Cd、Cr、Cu、Pb、Hg含量,利用主成分分析、地累积指数、潜在生态风险指数等方法进行分析。结果表明,6种重金属平均浓度从大到小为:Cr>Cu>Pb>As>Cd>Hg;总量呈西部上游支流相对较高,东部干流及支流相对较低;地累积指数法评价结果显示,仅存在Cd为轻度污染;潜在生态风险指数法评价结果显示,Cd为中风险,其余5种重金属为低风险,流域综合风险RI等级为低风险;相关性和主成分分析显示Cu、Cd、Cr、As、Pb可能主要源于农业和交通的复合污染,Hg可能主要源于工业污染。

水源水库沉积物碳氮磷分布特征及污染评价

茜坑水库作为深圳市重要的水源水库,对当地经济发展和社会稳定有着重要作用.为探究茜坑水库沉积物中营养物质的空间分布特征及污染状况,测定了茜坑水库14个点位表层沉积物中总氮(TN)、总磷(TP)和总有机碳(TOC)的含量,分析了TN、TP、TOC之间的相关性及TOC/TN,并对沉积物污染状况进行了评价.结果表明,茜坑水库表层沉积物TN平均含量为3442 mg·kg^(−1),TP平均含量为1648 mg·kg^(−1),TOC平均含量为1.477%,碳、氮、磷污染严重且空间分布差异明显,旧库区主库及库湾碳、氮、磷含量均大于新库区.相关性分析表明,TOC与TN、TOC与TP、TN与TP均呈显著正相关关系(P<0.05,r^(2)分别为0.95,0.63,0.69),表明茜坑水库表层沉积物氮磷多以有机形式存在,且氮磷具有同源性.TOC/TN表明茜坑水库沉积物中的有机质多来自于藻类,还有一小部分来自水生生物.综合污染指数和有机指数评价结果均表明茜坑水库各个点位沉积物污染程度严重,氮、磷、有机质具有潜在的内源释放的风险.

大屯海长桥海表层沉积物有机质分布特征及来源

为阐明蒙自盆地浅水湖泊表层沉积物有机质的空间分布特征及其来源机制,该文通过测定大屯海和长桥海两大浅水湖65个表层沉积物样品的有机碳氮稳定同位素含量并计算C/N值,结合流域内的人类活动特征,解析了受人类活动影响下有机质的来源。结果显示:大屯海和长桥海表层沉积物TOC含量分别为1.91%~8.78%,0.17%~4.70%,主要富集在湖心区,呈同心圆状分布特征;大屯海δ^(13)C、δ^(15)N含量和C/N值分别为-30.49‰~-21.46‰、4.11‰~9.07‰和8.12~12.55,长桥海为-30.42‰~-21.7‰、8.43‰~13.97‰和8.63~14.80,其空间分布特征存在显著差异;两大湖泊表层沉积物中有机质以陆源污水和浮游植物为主,部分属于陆源土壤有机质,说明研究区湖泊表层沉积物有机质的来源受控于外源和湖泊内源共同作用。大屯海有机质贡献率大小为f_(sew)(污水)>f_(p)(浮游植物)>f_(soil)(土壤),而长桥海f_(soil)>f_(sew)>f_(p);陆源污水和土壤是研究区沉积物中主要有机质来源,但外源的输入大于内源的贡献。

威海湾表层沉积物地球化学特征及影响因素分析

本文系统分析了威海湾海域表层沉积物地球化学特征,结果表明:沉积物中常量组分含量整体呈西南低、东北高的趋势,与平均粒径呈负相关关系,元素丰度呈接近状态。沉积物中微量元素含量整体呈西高东低的态势,与平均粒径呈正相关关系,元素丰度呈富集状态。通过计算富集系数、污染因子,认为表层沉积物含量与沉积物粒径、入海碎屑物、人类工程活动等息息有关。

福建省沿岸水体与沉积物中油的分布特征

以福建省海洋污染基线调查所得近岸各水域水体沉积物中油含量数据为依据 ,对福建省沿岸水体与沉积物中油类的分布进行研究 .结果表明 ,调查期间 ,福建省沿岸水体油的含量范围为 5.77～ 37.2 8μg/ L平均值为 14.75μg/ L.丰水期油含量基本上小于枯水期 :而不论枯水或丰水期 ,以闽江口及九龙江口油含量最高 ,而近岸沉积物中油的含量变化范围为 14.4 8～ 784 .36μg/ L ,平均值为183.70 μg/ L沉积物中油含量与沉积物类型 (粒度 )有密切关系 .

太湖流域水体和沉积物重金属时空分布特征及潜在生态风险评价

为了研究太湖流域重金属含量分布特征及污染现状,采用ICP-MS和直接汞分析仪对2012年11月至2013年8月期间太湖流域98个点位水体和沉积物中Cr、Cu、Zn、As、Cd、Pb和Hg进行监测。结果表明:水体中ρ(Cr)、ρ(Cu)、ρ(Zn)、ρ(Cd)、ρ(Pb)、ρ(As)和ρ(Hg)年平均值分别为0.88、3.21、10.96、3.29、0.019、0.07和0.021μg·L^(-1),均没有超过GB 3838—2002《地表水环境质量标准》,而沉积物中w(Cr)、w(Cu)、w(Zn)、w(Cd)和w(Pb)年平均值分别为102.32、65.24、185.64、0.93、45.88 mg·kg^(-1),这5种重金属含量均超过GB 15618—2008《土壤环境质量标准》,其中Cd含量为标准值的4.7倍。而w(As)和w(Hg)年平均值为9.87和0.107 mg·kg^(-1),只有标准值的65.8%和71.3%。水体和沉积物中重金属含量的时空分布存在显著差异。平水期水体Cr和Cu浓度高于枯水期和丰水期,丰水期Zn和As浓度最大,Cd、Pb和Hg浓度在枯水期、平水期、丰水期稳定,无显著变化。Cr、Cu、Zn、As、Cd、Hg这6种重金属浓度在运河水系中最高,苕溪水体中最低,太湖水体中处于中等值,平水期沉积物中Cr和Cu浓度高于枯水期和丰水期。沉积物中Zn、Cd和Hg含量则以丰水期为最高,枯水期最低;As和Hg含量以枯水期为最高。运河水系和出湖水系沉积物中Cr、Cu和Pb含量明显超出标准值,而其他水系低于或者接近标准值。沉积物中Zn含量最高的为出湖水系和运河水系,而Cd含量最高的为宜溧河水系和太湖。太湖流域沉积物中7种重金属的潜在生态风险因子从大到小依次为Cd、Hg、Cu、As、Pb、Cr和Zn。Cd是最主要的生态风险贡献因子,其生态危害程度为强水平。宜溧河水系生态风险指数为278.13,属于重生态危害,而其他水系处于中等生态危害水平。

黑石岛附近海域地形地貌及表层沉积物分布特征分析

黑石岛附近海域位于山东威海黑泥湾东部,沉积环境复杂多变,多种因素控制表层沉积物分布,形成多种发育演化模式。利用单波束测深系统、浅地层剖面系统、表层沉积物取样、海流观测和实验室沉积物粒度测试、资料综合解释等方法,于2021年9-11月对研究海域开展综合地质环境调查。通过调查数据分析研究区水深地形特征、浅地层结构特征以及表层沉积物分布特征,并从多个角度揭示该海域沉积物分布特征的控制因素和成因。研究发现:目标海域水深介于3~24 m,平均水深约14 m,西部浅、东部深,存在陡坡,随着水深的增加坡度逐渐变缓,地貌类型主要以水下侵蚀岸坡为主;海底浅地层声学反射界面清晰,可全局跟踪,淤积厚度为0.5~2 m,沉积层厚度东西存在差异但相对稳定;表层沉积物类型多样,大致围绕黑石岛呈环带状分布,离岛方向上依次为粉砂、砾石、泥质砾;自西向东表层沉积物粒度逐渐减小,分选性变好。研究区表层沉积物分布受区域地形地貌和水动力条件的共同影响。