河口潮滩沉积物对氨氮的等温吸附特性

以长江河口滨岸潮滩为研究对象 ,运用模拟实验的方法 ,研究了潮滩沉积物对氨氮的等温吸附特征 .结果表明 ,在模拟实验上覆水中氨氮的浓度 ( <1 40 μg·ml- 1 )范围内 ,沉积物对氨氮的吸附呈线性特征 .长江河口潮滩沉积物对氨氮的吸附系数在 3 81— 9 0 0之间 ,且与沉积物中有机碳 (TOC)的含量有良好的相关关系 (相关系数r =0 779,α =0 0 5 /) ,揭示了有机质控制着长江河口潮滩沉积物中氨氮的吸附行为 .模拟实验结果还发现 ,在淡水控制区域内 ,潮滩沉积物中固定态氨氮的含量处在 1 6 68— 33 73μg·g- 1 (dw)之间 ,而在海水所控制的潮滩沉积物中固定态氨氮的含量在 0 5 7— 6 36μg·g- 1 (dw)之间 。

长江口潮滩沉积物的性状对重金属累积的影响

采集长江口无明显点源污染的崇明东滩和九段沙潮滩56个沉积物样品,测定沉积物原样和粘粒中Cu,Zn,Pb,Cr,Cd和Ni的含量以及沉积物的主要性状(粒径分布、游离铁、活性铁、总铁、游离锰、总锰、有机碳和磁化率等),以相关分析和偏相关分析研究沉积物中重金属含量与沉积物主要性质之间的关系.结果表明,沉积物中粘粒的Cu,Zn,Pb,Cr和Ni含量分别是相应沉积物原样的2·3,3·3,2·0,1·7和2·1倍.潮滩沉积物粘粒的含量是影响重金属累积的主要因素.潮滩沉积物中的磁化率与重金属含量呈显著相关性,表明利用磁信息研究潮滩重金属污染的可行性.

长江口滨岸潮滩沉积物中磷的环境地球化学特征

研究了长江口滨岸潮滩表层沉积物中磷的分布、形态等环境地球化学特征 .结果表明该地区表层沉积物中磷的含量水平在 18 0— 3 1 4μmol g之间 ,最大值出现在浦东白龙港污水排放口附近 .长江口滨岸潮滩沉积物中磷的分布呈现明显的空间和季节性变化规律 ,这主要与潮滩不同地段磷的来源、沉积物质地的差异 ,以及水动力、环境介质条件和生物作用的时空变化密切相关 .此外 ,沉积物中磷的形态分级研究表明大部分沉积磷以无机磷形式存在 ,其中无机磷又以钙结合磷为主 ;有机磷比例较少 .其次 ,潮滩沉积物表层上覆水中可溶磷的浓度一般都大于沉积物间隙水 ,沉积物

长江口滨岸潮滩沉积物中磷的存在形态和分布特征

通过对长江口滨岸潮滩表层及孔样沉积物中磷形态分析,揭示了潮滩沉积物中磷的存在形态及其 分布特征。分析结果表明,潮滩沉积物中磷主要有可溶性磷(、铁结合磷(、铝结合磷( DP ) Fe-P ) Al-、钙结合磷(和有机磷(种,其中以钙结合磷(和有机磷(为主。研究发现各P ) Ca-P ) OP ) 5 Ca-P ) OP ) 形态磷的含量分布与水体沉积环境和沉积物粒度关系密切,并受沿岸污水排放及近岸养殖排污等人为活动的影响。

横沙岛潮滩沉积物中重金属的空间分布与累积

长期以来,长江流域的工农业及城市生活排污一直没有得到有效的控制,这必将对下游河口地区的生态环境造成直接或潜在的威胁。因此,针对横沙岛目前的潮滩环境进行研究,并就潮滩质量和发展趋势进行评价非常必要。通过对横沙岛潮滩表层沉积物中重金属元素空间分布与累积的统计学分析,得知横沙岛潮滩环境总体比较清洁,但多年来受城市工业废水和生活污水排放,以及城市汽车尾气和工业粉尘干湿沉降的影响,局部地区表现出较严峻的污染形势,Cu、Zn、Cr、Pb的最高浓度分别达到背景值的2.34、4.24、2.74和1.63倍。通过对潮滩表层沉积物粒度和有机质含量的分析,指出水动力条件、潮滩生物活化作用是影响重金属空间分布和累积的主要因素。

长江口潮滩沉积物中活性重金属的空间分异及控制机制

利用盐酸羟氨-25%醋酸溶液,提取了长江口潮滩沉积物中活性重金属含量。研究发现,长江口潮滩沉积物中活性重金属占总量的百分含量依次为Cu 26%,Pb 36%,Fe 7%,Mn 49%,Zn 32%,Cr 14%和Al 1.6%,沉积物基本未受到Cr污染,其余重金属污染程度处于中等偏下水平。除Zn、Cr外,其余活性重金属在夏季沉积物中的含量明显低于春季,其主要原因是夏季风暴潮将大量细颗粒泥沙及其富集的重金属带离潮滩进入了河口水体中。受点源污染排放及沉积物粒度影响,活性重金属在长江口南岸的浒浦、顾路和浦东机场出现峰值含量,且高潮滩含量明显高于中、低潮滩。在垂向上,重金属一般在沉积物表层或亚表层形成富集。在口门附近的滨岸潮滩沉积物中,Cu、Pb的空间分异主要受早期成岩作用的控制,在污染较为严重、水动力作用相对较弱的潮滩沉积物中,Cu、Pb的空间分异主要受沉积物中有机质含量变化的控制。

杭州湾潮滩沉积物黏土矿物空间差异与物源指示

通过对杭州湾潮滩沉积物中主要黏土矿物成分及组合类型的研究,分析了杭州湾潮滩沉积物黏土矿物的空间分布特征。借助聚类分析等手段,同时结合杭州湾水动力特征,探讨了研究区黏土矿物的来源和成因。研究结果表明,杭州湾潮滩表层沉积物主要为黏土质粉砂,其余为砂质粉砂。本区沉积物黏土矿物成分复杂,主要为伊利石,其次是高岭石和绿泥石;还有少量蒙皂石和蛭石及1.4 nm过渡矿物。根据其相对含量可分为3种组合类型:Ⅰ型为伊利石—高岭石—绿泥石—蛭石类—蒙皂石型,Ⅱ型为伊利石—绿泥石—高岭石—蒙皂石—蛭石类型,Ⅲ型为伊利石—高岭石—绿泥石—蒙皂石—蛭石类型。在空间上,北岸的蒙皂石和绿泥石平均含量高于南岸,而伊利石、高岭石和蛭石(含1.4 nm过渡矿物)平均含量则低于南岸。高潮滩和中潮滩黏土矿物对比,除了蒙皂石含量高潮滩大于中潮滩外,其他矿物含量均无明显规律。表层沉积物黏土矿物的分布特征与水动力条件和物质来源密切相关,杭州湾北岸乍浦以东潮滩受潮流和长江沿岸流影响明显,沉积物主要为长江和东海源的;南岸由于曹娥江和甬江两条河流的注入,流域物质所占比例明显比北岸高。柱状岩芯样品中各黏土矿物含量自下而上的变化则反映了物源区风化强度的波动特征。

蟹类活动对河口潮滩沉积物重金属分布的影响

利用现场样方调查以及室内蟹箱模拟试验,研究了蟹类的掘穴、取食等活动对河口潮滩沉积物中Cu、Pb、Fe、Mn、Zn、Cr等重金属分布的影响.结果表明,蟹类活动可以显著地增加潮滩沉积物用以交换的表面积,改变周围沉积物的有机质含量和粒度特征,使沉积物中的重金属含量显著增加,为在沉积物-水界面发生的重金属交换过程提供了更多的物质来源.蟹类活动对沉积物中重金属垂向分布的影响与沉积物类型密切相关.

滨岸排污口对潮滩沉积物中重金属的影响研究

通过对排污口附近及对照点的潮滩沉积物中重金属Zn ,Cu ,Cr和Pb的含量分析发现:各采样点沉积物中的重金属含量均高于环境背景值,平均含量约为环境背景值的2～3倍,排污口附近潮滩沉积物中重金属的含量明显高于对照点潮滩沉积物中的含量;各采样点的柱状沉积物中重金属的含量随深度的变化呈现出一定的变化规律;在垃圾填埋场附近高中低潮滩由于距离排污口的远近不同,表层沉积物中重金属的含量依次降低;对各采样点沉积物中重金属含量的相关性分析发现各点沉积物中累积的重金属的来源有所不同:在排污口附近潮滩的沉积物中重金属主要来源于排污口排放的污水。

底栖穴居动物对潮滩沉积物中营养盐早期成岩作用的影响

底栖穴居动物是河口潮滩生态系统的重要组成部分,它在潮滩湿地生态系统内营养盐的循环过程中起着非常重要的作用。以长江河口崇明东滩湿地为研究对象,在实验室内,运用对比实验模拟的方法,定量地研究了底栖穴居型甲壳纲蟹类动物对潮滩生态系统中营养盐早期成岩作用的影响。结果发现,蟹类动物的掘穴作用加剧了潮滩沉积物中形态氮和形态磷的迁移、转化,促进了沉积物中的有机氮向NH4+-N转化、NH4+-N向NO3--N的转化;有机磷向铁结合态磷、自生磷灰石和钙结合态磷的转化。

上海白龙港排污口附近潮滩沉积物中重金属总量及其化学形态分析

利用Tessier分级提取法依次提取了上海白龙港排污口附近潮滩沉积物中几种重金属元素的化学形态 ,结果表明 :Cu、Pb、Fe、Zn、Cr在沉积物中均以残渣态为主 ,Mn以碳酸盐结合态为主 ,占到总量的 5 0 %左右 ;秋季碳酸盐结合态重金属向铁锰氧化物结合态发生形态迁移与转化 ,在低潮滩沉积物中 ,碳酸盐结合态重金属发生分解以后 ,一部分向上覆水发生了迁移和扩散 ;Cu、Pb、Fe、Mn重金属元素之间具有良好的相关性 ,Zn、Cr在沉积物中也表现出相似的化学行为。

潮滩沉积物—水界面营养盐N、P分布及交换特征

通过2月枯季和8月洪季样品的采集、室内分析和测试,对滨岸带潮滩沉积物孔隙水中营养盐含量的分布、迁移和扩散通量进行了初步研究。结果表明,NH_4^--N和N0_3^--N的平均含量8月洪季比2月枯季低,但是NO_2-N含量在8月份却达到最高,为0.04 mg/L;TP在季节分布上变化不大,8月洪季时含量较高。在空间分布上发现,排污口及大面积围垦对营养盐局部分布的影响较大。营养盐剖面分布总体趋势为NH_4^--N含量随深度增加而增加,NO_3^--N随深度增加而减少,但同时受到沉积速率和污水排放的影响。潮滩沉积物—水界面间无机氮磷的平均扩散通量分别为7.15、-0.53μg/(cm^2·d),因此沉积物是N的输入源,P的汇。同时还发现,污染物的排放能极大地改变该地区的N、P迁移量甚至迁移方向。

长江口潮滩沉积物古菌群落结构与多样性

以长江口潮滩为研究对象,采用高通量测序技术,研究了潮滩沉积物古菌群落结构与多样性及其影响因素.结果表明,沉积物中古菌群落OTUs数量为900～1417,Shannon指数为7.02～8.02,均表现出从低盐度向高盐度样点降低的变化特征.各采样点古菌群落特异性OTUs占各采样点总OTUs的24.2%～57.3%,而共有的OTUs仅占1.2%,说明各样点沉积物中古菌群落特异性较高.沉积物中古菌主要隶属于广古菌门(Euryarchaeota)和奇古菌门(Thaumarchaeota),而深古菌门(Bathyarchaeota)也是古菌群落的重要组成部分,其相对丰度占到17.7%～25.9%.主成分和聚类分析表明芦潮港和东海农场沉积物中古菌群落结构相似,白龙港和浏河口群落组成相近,而浒浦与其他采样点的古菌群落组成差别较大.通过典范对应分析,研究区沉积物中古菌群落结构与沉积物盐度水平有着非常密切的关系.上述研究结果表明长江口潮滩沉积物中古菌群落结构组成和多样性具有高度的空间差异性,且沉积物盐度是群落差异的决定性影响因素.

3种典型潮滩沉积物微塑料分离方法研究

针对我国海岸带环境中微塑料监测方法缺乏标准化和系统化问题,探讨和改进了直接浮选法(方法 A)、分液漏斗法(方法 B)和容量瓶法(方法 C)3种典型的潮滩沉积物微塑料检测方法,并探究了沉积物粒径和聚合物类型对其分离效果的影响。经检验,3种方法对潮滩沉积物中尺寸约为1 mm的高密度聚乙烯(HDPE)、聚氯乙烯(PVC)和聚丙烯(PP)等5种常见聚合物颗粒的平均分离效率达到(91±7)%,且聚合物类型并不会影响分离效果(P>0.05)。方法 B在分离效率和稳定性方面明显优于其他2种方法(P<0.05),对于粗砂(0.5~1.0 mm)、粉砂(0.004~0.063 mm)和泥质(<0.004 mm)3类潮滩沉积物中的微塑料颗粒均有着良好的分离(95%±3%)。沉积物粒径会显著影响提取效果,呈现出随着沉积物粒径的增大、微塑料分离效率提高的趋势(P<0.05)。利用方法 B对系列现场调查样品进行了测定,结果显示,海州湾北部绣针河口、赣榆港码头和高公岛乡潮滩沉积物中微塑料数量丰度分别为34.97~144.33 n/kg、43.70~119.9 n/kg和372.98~1 103.02 n/kg;质量浓度分别为2.56~10.70 mg/kg、1.01~5.92 mg/kg和3.36~8.48 mg/kg。

启东潮滩沉积物中磁性矿物的重金属污染磁诊断初探

为完善沉积物中重金属污染的环境磁学监测方法,研究沉积物磁性参数与磁性矿物吸附的重金属之间的关系,在启东潮滩设置样点,提取沉积物磁性矿物,测试磁性矿物中的重金属Cd、Cr、Cu、Ni、Pb和Zn的含量、环境磁学参数及粒度,并做了相应的污染评价。结果表明:启东沉积物中的重金属与磁性矿物中的重金属含量具有一致的行为;根据污染负荷指数法,启东潮滩沉积物重金属总体污染较为严重;启东的磁性矿物以假单畴——较粗的多畴晶粒为主,亚铁磁性矿物主导了样品的磁性特征,其中的超顺磁物质含量较少;χ_(ARM)、χ_(ARM)/χ和χ_(ARM)/SIRM与部分重金属表现出显著相关性,可以作为沉积物重金属含量快速检测的代用指标。

小波变换的潮滩沉积物含水量预测

潮滩沉积物水分的分布在空间和时间上会有很大的变化,含水量的变化会导致沉积物中生源要素含量的变化。因此,实时、准确、快速的监测潮滩沉积物含水量,对了解潮滩的各种特性,掌握潮滩生源要素信息,潮滩资源的开发有着重要意义。采集青岛市东大洋村潮间带的沉积物115份,分别测定新鲜样品、风干4周、风干8周样品的可见近红外光谱和含水量。以db10小波基和sym6小波基对原始光谱进行小波变换,采用偏最小二乘回归建立潮滩沉积物含水量模型。通过10阶小波变换获取原始光谱的低频信息A_(n)和高频信息D_(n)(n=1,2,…,10),通过原始光谱S分别与高频信息D_(n)做差值,得到S-D_(n),对A_(n),D_(n)和SD_(n)建立潮滩沉积物含水量模型,并对模型结果进行分析。原始光谱建立模型的R_(p)^(2)为0.841,RMSEP为2.767,RPD值为2.481。通过对db10小波基变换后的低频和高频信息分析,无用信息主要集中在D_(3)和D_(4),去除D_(3)和D_(4)建立的含水量模型,相比于原始光谱模型精度有明显提高,R_(p)^(2)为0.878,RMSEP为2.501,RPD值为2.749;通过sym6小波基变换后进行分析,无用信息主要集中在D_(5)和D_(9),去除D_(5)和D_(9)建立含水量模型与原始光谱模型相比,精度也有一定提高,R_(p)^(2)为0.87,RMSEP为2.475,RPD值为2.768。因此通过小波变换对原始光谱划分低频信息和高频信息进行分析,能够有效找到潮滩沉积物含水量的干扰信息,实现特征信息提取,从而建立准确度更高的潮滩沉积物含水量模型,为潮滩沉积物含水量实时、动态监测提供理论基础。

长江口拦门沙河段潮滩表层沉积物分布特征

基于2005年7月及2007年5月在长江口拦门沙河段崇明东滩、横沙东滩(浅滩)、九段沙以及南汇边滩等四大潮滩的水下滩地采集的大面积、高密度表层沉积物以及实测水文资料,对拦门沙河段潮滩表层沉积物颗粒度、参数、组成、类型以及分布特征进行分析,并在此基础上探讨影响沉积物分布的主要动力因子。结果表明:长江河口四大潮滩表层沉积物主要由砂、粉砂质砂和粘土质粉砂三种类型组成,沉积物中值粒径分布比较复杂,介于2.5～8φ之间;沉积物分选系数集中于1～2左右,其分布与中值粒径具有一致性,其中物质组成相对较粗的颗粒分选性较好而较细的颗粒分选性较差;偏态与峰态跨度较大,分别介于0.1～0.8与1～4不等。崇明东滩、横沙东滩(浅滩)和九段沙的沉积物分选系数、偏态和峰态的分布具有一致性,三者相关性较强;南汇边滩的沉积物分选性、偏态及峰态值则因南滩与东滩所处位置差异而有较大差别。此外,河口潮滩表层沉积物分布显示泥沙输移的结果,其主要水动力因子包括潮流和波浪控制的泥沙输移;在受落潮优势流作用的地区普遍粗于涨潮优势流作用的地区;在波浪动力强、波能释放的地区沉积物普遍较粗且分选性较好;深水航道工程的堵汊、导流、破水波作用明显,使得导堤两侧的表层沉积物粒度出现粗细分布不均的特点。

长江口潮滩沉积物反硝化作用及其时空变化特征

从2003年7月到2004年10月对长江河口6个典型潮滩断面沉积物反硝化作用速率进行了测定.结果表明,冬、夏季节长江口潮滩沉积物反硝化速率空间差异不大,而在春、秋季节因人类活动的影响使得反硝化速率表现出明显的空间差异;在不同季节,沉积物反硝化速率随时间变化较大(0.2～36.4 μmolN·m-2·h-1),夏季半年是反硝化作用较强的季节,长江口中潮滩沉积物反硝化年平均速率约为18.2±12.3 μmolN·m-2·h-1,低潮滩为15.1±9.45 μmolN·m-2·h-1.相关分析得出,长江口潮滩环境温度是控制反硝化速率的决定因素,呈显著正相关(p<0.01),同时反硝化速率与沉积物总氮含量呈正相关(p<0.05),C/N摩尔比值呈负相关(p<0.05)关系,而长江口潮滩水环境的广盐性使得盐度的升高对反硝化作用的抑制不明显.

涠洲岛潮滩表层沉积物中重金属的空间分布及其环境质量评价

根据2006年4月对涠洲岛潮滩表层沉积物的调查资料,分析了表层沉积物中重金属元素Hg、Cu、Pb、Zn、Cd、Cr、As的含量水平及空间分布特征,运用单因子评价法对其环境质量进行了评估,并通过相关性分析、因子分析探讨了几种重金属元素的物源。结果表明:涠洲岛潮滩环境质量状况良好,各元素均未达到污染水平,多数地区存在Cu的玷污,个别地区存在As的玷污;各分析元素较多的累积在人为活动相对频繁的XKZ、W05断面附近区域;Hg、Cu、Zn、Cr显著正相关,以环境背景来源为主,Pb、As较多的受到人为因素的影响。