洱海流域入湖河口湿地沉积物氮、磷、有机质分布及污染风险评价

以云南洱海罗时江河口湿地为典型对象,利用柱状底泥分层采样器采集罗时江河口湿地表层(0~10 cm)沉积物样品,研究分析总氮(TN)、总磷(TP)、有机质(OM)的空间分布特征,并对沉积物进行污染风险评价.结果表明:表层沉积物TP含量在0.04~1.28 g/kg之间,空间分布特征为:Ⅱ区>Ⅰ区,水道Ⅰ>水道Ⅱ;TN含量在0.33~2.96 g/kg之间,空间分布特征为:Ⅰ区>Ⅱ区,水道Ⅰ>水道Ⅱ,OM含量在32.43~233.03 g/kg之间,空间分布表现为Ⅰ区<Ⅱ区,水道Ⅰ<水道Ⅱ.结合综合污染指数与有机指数评价法可知,罗时江河口湿地表层沉积物氮、磷污染:Ⅰ区和水道Ⅰ属于中度污染,Ⅱ区和水道Ⅱ属于轻度污染;有机污染:水道Ⅰ和水道Ⅱ属于重度污染,Ⅰ区和Ⅱ区属于中度污染.罗时江河口湿地表层沉积物空间分布受外源污染物、养殖活动和湿地水生植物的影响,氮、磷外源输入以水道Ⅰ为主,有机质输入以水道Ⅱ为主.

江苏沿海沉积物有机磷含量、总有机碳、总氮与同位素特征及有机质来源解析

沉积物有机质分布与来源是海陆过渡带生物地球化学循环和沿海生态环境研究中的重点和难点问题,一直受到广泛关注。选择江苏沿海为研究区域,于2016年采集61个表层沉积物样品,查明其中的有机磷(OP)含量、总有机碳(TOC)、总氮(TN)及有机碳和总氮同位素(δ^(13)C_(org)、δ^(15)N_(tot))特征,试图阐明江苏沿海沉积物有机质来源。结果表明:沉积物有机磷含量、总有机碳、总氮与粒度之间存在显著的相关关系,明显受水动力作用的影响。元素比值与同位素的定性分析表明,沉积物有机质主要由海洋生物提供,也受陆源输入的影响。同位素混合模型计算结果进一步发现,海源对沿海沉积物有机质平均贡献比例达到56.9%,其次为陆源C3植物、土壤以及农业肥料,平均贡献比例为38.5%,生活污水的贡献比例仅为4.6%。海源有机质通过洋流和潮波输送至江苏沿海,而河流输入和沿海养殖可能是陆源输入的重要方式。尽管陆源输入不是江苏沿海沉积物有机质的主要贡献来源,但可能是沿海水体富营养化的驱动因子。

洱海入湖河口湿地干湿季沉积物氮、磷、有机质垂向分布特征及污染风险差异性

以云南洱海罗时江河口湿地为典型对象,利用柱状底泥分层采样器采集罗时江河口湿地表层(0~10 cm)、中层(10~30 cm)和底层(30~60 cm)沉积物样品,分析干、湿季沉积物总氮(TN)、总磷(TP)、有机质(OM)垂向分布特征,并对沉积物进行污染风险评价.结果表明:1干季罗时江河口湿地表层、中层和底层沉积物TN平均含量分别为1.734、1.453和1.255g·kg^(-1),TP平均值分别1.085、1.034和0.992 g·kg^(-1),OM平均值分别为59.051、47.730和42.133 g·kg^(-1);湿季罗时江河口湿地表层、中层和底层沉积物TN平均含量分别为1.147、0.948和0.895 g·kg^(-1),TP平均值分别0.599、0.523和0.519g·kg^(-1),OM平均值分别为53.098、46.897和43.395 g·kg^(-1);干、湿季各指标含量垂向分布随沉积深度的增加呈下降趋势,表层富集明显;三层沉积物各指标含量均为干季高于湿季,且除OM外,TN和TP均达到显著差异(P<0.01).2单因子指数(PI)、有机氮指数(ON)和有机指数(OI)评价结果表明,整体上干季沉积物氮磷属于重度污染,有机质属于中度污染;湿季沉积物氮和有机质均为中度污染,磷为轻度污染;总体上沉积物氮、磷、有机质污染水平为干季高于湿季,且干、湿季各污染指数均为表层最高,中层次之,底层最低,表层污染最为严重.3干、湿季罗时江河口湿地污染来源存在差异,干季以外源为主,湿季以内源为主;干季沉积物营养盐潜在释放风险较湿季大,且以表层释放风险最大.

牛栏江沉积物氮磷和有机质时空分布及污染评价

沉积物中的氮磷释放严重影响河流水质,为揭示牛栏江沉积物中氮磷及有机质的时空分布特征及污染风险,测定了牛栏江23个样点的沉积物总氮(TN)、总磷(TP)及有机质(OM)含量,分析其时空分布,并运用污染指数法评估了污染现状。结果表明:①牛栏江干流表层沉积物中TN、TP和OM均值分别为0.20,1.58,65.45 g/kg,支流均值分别为0.39,1.77,86.39 g/kg,呈现一定的空间异质性,但不受水期影响。②牛栏江表层沉积物OM与TN、TP呈正相关(P<0.05),具有一定的同源性,但TN与TP在来源及沉积行为上有一定差异。③总体评价显示,牛栏江沉积物受到轻度有机污染和重度综合污染,其中74%的样点TP含量达到重度污染,且集中于支流,这可能与人类活动导致的外源污染输入有关。研究成果可为牛栏江水环境防治提供科学依据。

五里湖与贡湖不同粒径沉积物中有机质、总氮和磷形态分布研究

研究了五里湖与贡湖不同粒径沉积物的化学组成,总氮、总磷、有机质、各形态磷含量及其在粒径组成中所占比例。结果表明:五里湖与贡湖沉积物不同粒径磷含量的差异主要在无机磷,而有机磷含量相差不大;各形态磷含量均为五里湖大于贡湖;五里湖沉积物总氮和总磷、有机质以及各形态磷的85%以上分布在细颗粒中,贡湖沉积物仅有50%～60%左右分布在细颗粒中,而分布在粗砂粒中的比例均最低。

粤东大规模海水增养殖区柘林湾表层沉积物中的含水量、有机质、氮和磷

柘林湾是粤东地区规模最大的海水增养殖区,近20年来水体富营养化情况日益加重,赤潮频繁发生。2002年7月至2003年7月对该湾9个站位表层沉积物中的含水量(W)、有机质(TOM)和不同形态的氮(TkN,NH4+)与磷(Ex-P,Fe-P,Au-P,De-P,OP)进行每月一次的周年调查。结果显示,表层沉积物中的含水量和有机质及不同形态的氮、磷均呈现极显著意义的正相关关系,今后可用含水量直接对这些指标进行粗略估算。有机质与氮、磷呈显著意义的正相关关系,表明有机质是影响氮、磷含量和分布的重要因素之一。凯氏氮(TkN)和总磷(TP)的总平均值分别为(1 113.1±382.5)μg/g和(567.2±223.3)μg/g,显著高于国内外许多同类型的海湾。各形态氮、磷含量年均值的平面分布呈现湾内(除S1,S7站外)高于湾外、养殖区高于非养殖区、网箱渔排养殖区高于牡蛎养殖区的总体趋势,说明湾内大规模增养殖业对海湾富营养化进程起着重要的作用。各形态氮、磷含量均于盛夏至初秋的高温季节(7-9月)处于年度峰值,这与该季节养殖动物处于生长旺期与高死亡率所造成的生物碎屑增多和有机质分解加速有关。与2002年7月相比,2003年7月的TkN和TP均出现大幅升高,与水体富营养化程度不断加重的趋势相符。此外,自生磷(Au-P)年平均占TP的49.2%,是该湾沉积物中最主要的磷形态。由于水体富营养化能导致沉积物的pH降低,继而促进Au-P中的自生钙氟磷灰石和碳酸钙所结合的磷释放进入水体,因而表层沉积物中高浓度的Au-P可能成为此类海湾富营养化水平加剧和赤潮大规模暴发加剧的隐患。

那什那泡沉积物氮磷有机质污染特征及评价

于2010年7月在那什那泡采集柱状沉积物样品，测定了那什那泡沉积岩芯（NSN）总氮（TN）、总磷（TPl以及有机质（OM）等指标的含量，分析了TN、TP、OM、TOC／TN的垂直分布特征。研究结果表明：NSN中TN含量变化范围为1156-4191mg／kg，平均为2891mg／kg；TP含量变化范围为358-509mg／kg，平均值为442mg／kg；OM含量变化范围为1．29％-3．64％，平均值为2．03％。沉积物中OM含量变化幅度不大，TN和TP波动明显，但三者含量从底层至表层大体上都呈上升趋势。TOC／TN为2．50～7．94，平均值为4．35，沉积物中有机质主要来自湖泊内源的水生生物、浮游动植物和藻类。通过有机指数与有机氮指标评价表明那什那泡2001～2009年存在有机污染；从有机氮指标来看，所采的柱状沉积物在整个沉积过程中有机氮含量都很高，那什那泡存在有机氮污染。

轻组有机质对太湖沉积物氮、磷矿化的影响

采用连续淹水培养试验研究轻组有机质（LFOM）对鼋头渚（Y）和贡湖（G）2种不同污染程度太湖沉积物氮、磷矿化的影响.结果表明,去除LFOM并没有改变沉积物氮、磷的矿化趋势.试验初期,沉积物累积矿化氮、磷量急速上升,之后增速变慢,至峰值后迅速下降,42 d时达到最小值,并持续至试验结束.经过77 d的培养试验,不同处理的2种不同污染程度沉积物有24%～39%的总氮（TN）和7%～26%的总磷（TP）被矿化;污染较重的沉积物Y的净矿化氮、磷量和矿化速率均高于沉积物G;去除LFOM使沉积物的净矿化氮、磷量和矿化速率均有所降低,其中沉积物Y的净矿化氮、磷量分别降低了110.86和145.26mg/kg,下降了15%和74%,沉积物G降低了195.13和29.99 mg/kg,下降了40%和50%.沉积物Y的氮、磷平均矿化速率分别降低了3.01和5.36 mg/（kg.d）,沉积物G分别降低了6.35和1.30 mg/（kg.d）.

太湖竺山湾缓冲带内湿地表层沉积物氮、磷和有机质的分布特征及评价

采集太湖竺山湾缓冲带内湿地表层沉积物,分析总氮(TN)、总磷(TP)和有机质(OM)的空间分布特征,并进行污染评价。结果表明:竺山湾缓冲带内湿地表层沉积物中TN质量浓度为0.41~3.07mg/g,平均值为1.42mg/g;TP质量浓度为0.195~0.771mg/g,平均值为0.438mg/g;OM质量分数为1.16%~6.07%,平均值为2.98%,空间分布差异明显。竺山湾缓冲带内湿地表层沉积物中OM主要来源于水生生物的分解,与TN具有很高的同源性,而与TP同源性很低。与国内其他湿地相比,竺山湾缓冲带内湿地表层沉积物中TN和TP处于中等水平,OM处于较高水平。但对TN和TP的综合污染指数评价发现,超过一半的点位处在中度和重度污染水平。

武汉市渣子湖沉积物中重金属、氮、磷和有机质的分布特征及污染评价

为评估武汉市渣子湖污染现状,通过对渣子湖底泥现场布点采样,分析了底泥中Cr、Pb、As、Hg、Ni、Cu、Zn、Cd 8种重金属和N、P、OM的含量及分布特征,并采用地累积指数法、潜在生态风险指数法、综合污染指数法和有机污染指数法对渣子湖沉积物中重金属综合污染程度和生态风险水平以及氮、磷、有机质的污染等级进行了综合评价。结果表明:渣子湖沉积物中检出的8种重金属均无严重污染,8种重金属含量均低于《农用地土壤污染风险管控标准》中的风险筛选值;渣子湖沉积物中TP含量较低,39%达到清洁状态,61%为轻度污染,其中取样点1的污染层污染最严重,超出S_(TP)轻度污染指标40%;渣子湖沉积物中的氮污染达到重度水平,其中污染最严重的是取样点2的污染层,超出S_(TN)重度污染指标347%;渣子湖沉积物中有机污染严重,各点位均达到重度污染水平,污染最严重的是点位4,OI值高达2.68。该研究结果可为武汉小微水体沉积物污染评价与分析提供理论参考。

放养前后鱼塘沉积物中氮、磷、有机质、色素的变化及环境意义

通过对鱼塘沉积物中营养盐、有机质及色素在放养前后的测试．对比分析了在人类活动（养殖）的影响下，由于鱼塘水体快速富营养化而引起底质上述指标的变化过程，其中快速沉积环境极有利于沉积色素的保存，具有较好的环境营养状况指示意义，同时有机质、色素和营养盐之间存在着密切的相关关系，这为利用色素方法研究短时间序列环境演变，尤其是在近代人类活动影响下的环境变化提供了一定的依据。

二八股子泡沉积物磷形态、总氮及有机质演化分析

以连环湖二八股子泡作为研究对象,于2010年8月对二八股子泡湖心区进行沉积物柱状采样和分析,测得二八股子泡采样点柱状岩芯(EBG)中的磷形态(TP、IP、OP、Fe/Al-P、Ca-P)、总氮(TN)及有机质(OM)等指标含量随深度变化情况.结果表明,从各形态磷含量变化幅度来看铁铝磷(Fe/Al-P)>有机磷(OP)>钙磷(Ca-P),有机质含量呈现上升趋势,总氮波动较大,但整体仍呈现上升,通过TOC/TN发现有机质大部分来自湖泊内源的水生生物、藻类和浮游动植物,但近年陆源输入有所增加.研究表明,近年人类活动的增强对于输入二八股子泡的物质产生了影响,湖泊营养水平有所增加,应该控制进入湖泊的污染物来源.

富营养化湖泊沉积物有机质矿化过程中碳、氮、磷的迁移特征

采用室内培养的方法,以富营养化湖泊太湖为例,研究了沉积物有机质矿化过程中碳、氮、磷的迁移特征.结果表明,在沉积物中的有机质矿化过程中,碳以溶解性无机碳释放至水中,同时以CH4和CO2形式释放至大气中,培养结束时,CH4和CO2累积排放含量分别为1492.21和498.96 mg/g(dw),其中CH4占气态碳的89.16%(以C质量计);此外,大量的氮、磷营养盐释放至上覆水体,水中总氮、总磷和铵态氮的最高浓度分别是初始浓度的62.16、28.16和139.45倍,而硝态氮浓度在整个培养过程中逐渐下降,培养末期浓度是初期的0.21倍;厌氧条件下,沉积物有机质的矿化,不仅可以生成大量的CH4、CO2气体,还能够促使沉积物中铵态氮和磷的释放;而沉积物有机质矿化释放的碳、氮、磷营养元素又能加剧湖泊富营养化程度,促进湖泊水体的初级生产力,从而增加湖泊沉积物有机质输入.这样的循环方式可能是湖泊富营养化自维持的重要机制之一.

再生水中溶解性有机质的存在对河湖沉积物吸附氮磷行为的影响

文中以氮、磷为目标污染物,研究了北京地区4种城市河湖沉积物对氮、磷的平衡吸附/解吸、吸附动力学特性以及再生水中DOM对氮、磷的吸附影响效应,结果表明:氮、磷在4种沉积物上的吸附可用Linear和Freundlich模型来进行描述,且解吸存在一定的滞后性;再生水中DOM会抑制沉积物对氮、磷的吸附,使得吸附系数K_d降低了0.04%~56.88%,并达到显著水平(置信度α=0.05);而且会增加非线性参数1/n,最大可达2.20倍,导致吸附稳定性降低。常规吸附动力学方程都不能很好地描述沉积物对氮磷的吸附行为,但可以借助ExpAssoc方程进行表征。

海水多品种养殖池塘沉积物-水界面氮磷通量

为探明生源要素氮、磷在沉积物与水体间的迁移过程,比较3种不同养殖模式下、不同时间养殖池塘沉积物-水界面的氮、磷通量变化,2014年6—10月,在3种综合养殖池塘:海蜇+凡纳滨对虾+菲律宾蛤仔、海蜇+凡纳滨对虾+缢蛏和海蜇+凡纳滨对虾的整个养殖周期内,采集检测3口池塘沉积物-水界面样品中的亚硝态氮、硝态氮、氨氮和活性磷酸盐含量,分析沉积物-水界面的亚硝态氮+硝态氮、氨氮和活性磷酸盐的通量变化。试验结果显示,6—10月,3种综合养殖池塘沉积物上覆水中亚硝态氮和硝态氮均以向沉积物中扩散为主,仅10月海蜇+凡纳滨对虾池塘沉积物中亚硝态氮和硝态氮向上覆水释放。海蜇+凡纳滨对虾+菲律宾蛤仔、海蜇+凡纳滨对虾+缢蛏池塘沉积物上覆水中氨氮向沉积物扩散,6月海蜇+凡纳滨对虾+缢蛏池塘沉积物中氨氮向上覆水扩散;与海蜇+凡纳滨对虾+菲律宾蛤仔和海蜇+凡纳滨对虾+缢蛏池塘相比,海蜇+凡纳滨对虾池塘氨氮通量变化幅度较大,6—7月上覆水中氨氮向沉积物扩散,且扩散速率逐渐降低,9—10月沉积物中氨氮向上覆水释放,释放速率逐渐上升。6、7、10月海蜇+凡纳滨对虾+菲律宾蛤仔池塘沉积物中活性磷酸盐向上覆水释放,8—9月上覆水中活性磷酸盐向沉积物扩散;6—10月,海蜇+凡纳滨对虾+缢蛏池塘沉积物中活性磷酸盐向上覆水释放;海蜇+凡纳滨对虾池塘上覆水中活性磷酸盐向沉积物扩散,10月沉积物中活性磷酸盐向上覆水释放。试验结果表明,配养底栖贝类,可以通过改变综合养殖池塘沉积物-水界面的氮、磷通量,改善池塘的底质和水质环境。

有机质对三峡库区消落区沉积物磷释放的影响

以三峡库区丰都消落区沉积物为研究对象,通过分析沉积物中磷的赋存形态,以及去除轻组有机质沉积物和沉积物矿物质对磷的吸附等温曲线,揭示了磷的赋存形态及释放与有机质的关系.结果表明:消落区本底土壤较沉积物w(总磷),w(有机磷)及w(活性磷)更高,首次覆水时更具潜在释磷风险,夏季出露期有利于沉积物有机质和有机磷积累,沉积物有机质矿化分解对磷释放起促进作用,沉积物中w(有机质)与w(有机磷)呈显著正相关,与w(无机磷)呈负相关.

哈素海沉积物中氮和有机质的分布特征

针对哈素海富营养化日趋严重的现实,系统开展了湖泊沉积物中不同形态氮及有机质的空间分布和污染特征研究。结果表明,表层沉积物中TN、Org-N、NH4+-N及有机质的水平分布均表现经向分异特征,Org-N的分布特征主导了TN的水平分布格局,有机质与TN具有强相关性。沉积柱芯中TN随深度增加而递减,有机质和Org-N与TN的垂向分布相似,尽管NH4+-N的垂直变化分异较大,但仍表现于表层富集的特点。Org-N为表层沉积物和沉积柱芯中氮的主导形态,NH4+-N为无机氮的主导形态,成岩过程中,沉积物中TN只有极少部分在发生矿化。沉积物中有机质主要来源于湖中芦苇等大型挺水植物及陆源输入。哈素海表层沉积物的氮污染对底栖生物已经产生了严重的生态毒性效应,对底栖生物群落及整个水生生态系统构成了严重威胁。

氮同位素研究城市湖泊沉积物有机质来源和迁移过程——以北京为例

城市湖泊是陆地水圈的重要组成部分,与人类活动关系极为密切。然而城市发展导致城市湖泊富营养化愈发严重,湖泊生态环境问题引起了广泛关注。本文研究了2012年至2013年间北京城区12个公园湖泊表层沉积物的有机氮同位素组成、碳氮比值、总有机氮和总有机碳含量的分布情况,探讨表层沉积物生产力状态、沉积物的有机质来源定性与定量分析、湖泊营养输入程度和过程等。研究表明,后海及群明湖等的有机碳、氮含量较其他公园湖泊的高,土壤和污水有机质等对湖泊沉积物的贡献突出,表明这些湖泊初级生产力及营养程度高,具有一定的富营养化风险;各个湖泊的分布位置、周围环境以及管理方式导致了其生产力、营养状况及有机质来源的差异,应该分别从控制水土流失、减少污水输入、及时清洁水面上的浮游植物与枯枝落叶等多方面着手进行,减少湖泊环境污染风险,保持湖泊环境生态平衡。本研究为了解城市湖泊环境有机质来源和过程、湖泊现代环境的管理和防治,提供可靠的研究方法和评价体系。

云南阳宗海表层沉积物有机质组成结构对磷赋存形态特征的影响

利用连续提取分级的方法定量分析阳宗海表层沉积物磷赋存形态,阐明了沉积物C、N、H和O组成及溶解有机质(DOM)紫外-可见光谱特征,探讨沉积物元素组成及DOM组成结构对不同形态磷含量的影响.结果表明:(1)沉积物潜在可移动磷含量在68.67~124.70 mg/kg之间变化,平均占总磷含量的9.81%,表现为BD-P>Na OH-nr P>NH_4Cl-P;沉积物稳定磷含量在496.73~908.28 mg/kg之间变化,平均占总磷含量的60.86%.(2)沉积物C、N含量和疏水性DOM光谱参数A_(240-400)表现出北部高、南部低的变化趋势,但H/C、O/C和(N+O)/C摩尔比和亲水性DOM光谱参数A_(240-400)变化趋势则与之恰好相反.(3)沉积物NH4Cl-P含量与C、N和H含量之间呈显著正相关,但与H/C、O/C、(N+O)/C摩尔比和亲水性DOM光谱参数E_2/E_3值之间呈显著负相关;NaOH-rP和BD-P+NaOH-rP含量均与O含量及O/H摩尔比呈显著负相关;NaOH-rP、BD-P+NaOH-rP和HCl-P均与疏水性DOM光谱参数A_(240-400)值之间呈显著正相关.因此,天然有机质元素组成及官能团结构是影响沉积物磷赋存形态的重要因素.

贵州百花湖沉积物磷、氮及有机碳的空间分布特征

采集贵州百花湖沉积物柱芯,测定沉积物总磷(TP)、总氮(TN)和有机碳(Corg)含量,并进行TP、TN及Corg含量相关性分析.结果表明,百花湖沉积物TP、TN及Corg含量平均值分别为976 mg.kg-1,0.34%、2.91%,表层沉积物污染严重,随着沉积物深度的增加沉积物TP、TN及Corg含量逐渐降低.不同沉积物柱芯相同层位TP、TN及Corg含量存在较大差别,表明不同湖区底泥污染程度存在较大差异,在实施内源污染控制工程时需充分考虑这一特点,对不同湖区采用不同的治理与控制措施.