Sediment accumulation of Dianchi Lake determined by ^(137)Cs dating

The water quality of Dianchi Lake declines quickly and the eutrophication is getting serious. To identify the internal pollution load of Dianchi Lake it is necessary to evaluate its sediment accumulation. Sedimentation rates of Dianchi Lake are determined by ^137Cs dating. However, ^137Cs vertical distribution in sediment cores of Dianchi Lake has special characteristics because Dianchi Lake is located on the southeast of the Qinghai-Tibet Plateau, the Kunming quasi-stationary front is over the borders of Yunnan and Guizhou where the specific precipitation is distributed. Besides 1954, 1963 and 1986 ^137Cs marks can be determined in sediment cores, a ^137Cs mark of 1976 representing the major period of ^137Cs released from China unclear test can be determined and used for an auxiliary dating mark. Meanwhile Dianchi Lake is divided into seven sections based on the water depth, basin topography, hydrological features and supplies of silt and the lakebed area of each section is calculated. The mean annual sedimentation rates for seven sections are 0.0810, 0.1352, 0.1457, 0.1333, 0.0904, 0.1267 and 0.1023 g/cm^2 a in 1963-2003, respectively. The gross sediment accumulation of the lake is 26.18×10^4 t/a in recent 17 years and 39.86×10^4t/a in recent 50 years.

滇池宝象河表层沉积物粒度与元素地球化学特征研究

为揭示滇池入湖河流宝象河表层沉积物的粒度和元素地球化学特征,于旱、雨两季在宝象河干支流采集了20个表层沉积物样品。利用马尔文Mastersizer 2000型激光粒度仪和X射线荧光光谱仪分别进行粒度实验分析测试和地球化学元素测试。结果表明:宝象河表层沉积物以黏土质粉砂、粉砂和砂质粉砂为主,占总量的74.22%;粒径分形维数值为2.007~2.947,其中粉砂的分形维数值波动最小,粒度参数反映了宝象河沉积物以细粒物质为主的沉积学特点,且物源单一,搬运方式以悬移质为主,体现了城市河流宝象河水动力特征较弱的特点。对沉积物元素地球化学特征的分析结果表明,Zn,Cu,Ni,Pb,Cr平均含量值分别是区域背景值的2.71,4.13,1.64,1.63和1.76倍,其中Cu元素含量与背景值的比值远高于其他几种微量元素。沉积物大部分风化指数CIA值为65~85,部分为85~100,揭示了宝象河流域处于北亚热带湿润季风气候区干、湿两季分明的气候特征下岩石所经历的风化情况。

“十三五”期间滇池外海底泥重金属污染特征分析及生态风险评价

基于“十三五”期间(2016—2020年)滇池外海晖湾中、罗家营、观音山东、观音山中、观音山西、白鱼口、海口西和滇池南等8个采样点位底泥中7种重金属监测值,利用地质累计指数法及潜在生态危害指数法等评价方法,对重金属进行污染特征分析及生态风险评价。结果表明,As、Hg、Cr、Pb、Cd、Cu和Zn平均含量对比云南省土壤背景值分别超标0.46,4.70,0.47,0.73,3.47,1.17,1.13倍,且时空分布存在差异性。时间变化上,As、Cd、Cu、Zn含量总体呈下降趋势。空间分布上,As、Hg、Cr和Pb含量高值集中在滇池外海南部水域,Cd和Cu在东部水域较高,Zn含量则呈现北高南低的趋势。地质累计指数法和潜在生态危害指数法评价表明,8个点位中滇池南、晖湾中和观音山西重金属污染程度较高,潜在生态风险也较高,引起污染累积以及潜在生态风险的指标主要为Hg、Cd和Cu。重金属来源分析结果显示,As、Hg、Cr、Pb具有相似的污染来源,初步推断为工业污染源;Cu和Cd主要来自农业污染源。

高原浅水湖泊沉积物中磷、氮形态化学研究

以滇池马村湾和海东湾为研究对象,对其沉积物-间隙水-上覆水三界面中的磷、氮形态作研究,其中钙结合态磷占的比例最大,其次是有机/细菌聚合态磷和残渣磷;总氮含量很高,平均值为2.63mg/g,而亚硝酸盐氮含量很低,其它三种无机氮形态(硝酸盐氮、亚硝酸盐氮和氨氮)之间并不存在恒定的化学计量关系,这主要是无机氮循环还受水体和沉积物中有机氮的影响。调查还表明沉积物中Fe-P含量与间隙水中溶解性磷酸盐磷有着较好的线性关系,沉积物中Fe-P含量与间隙水Eh呈对数关系。

滇池沉积物磷内负荷及其对水体贡献的研究

在滇池全湖选取 1 1 0个采样点 ,调查了沉积物磷的营养状况 ;外海不同方位选取 6个采样点 ,研究了沉积物磷的赋存形态、剖面分布及其对水体的贡献 .结果表明 ,滇池沉积物表层 ( 0～ 5cm)总磷含量主要变化在 2～ 3g·kg-1 ,最大值为 6 6 6g·kg-1 .沉积物剖面表明 ,表层总磷含量远高于底层 ,在 0～ 1 0cm总磷含量随深度增加而迅速降低 .在点 4、点 5和点 6 ,不同形态磷的含量顺序为NaOH P ,Org P >HCl P >BD P >NH4Cl P .滇池南部 (S1、S2 )沉积物钙结合态磷含量较高 ,表现为HCl P >NaOH P ,Org P >BD P >NH4Cl P(表层 0～ 2 0cm) .沉积物表层 0～ 1 0cm活性磷含量很高 ,且随深度增加含量急剧下降 ,滇池北部沉积物具有很大的释磷潜力 .可溶性磷在水 土界面的浓度梯度为沉积物磷向水体扩散提供了条件 。

滇池沉积物总磷的时空分布特征研究

应用GPS定位技术,对滇池海埂、斗南、罗家村、新街、昆阳等5个代表性样点不同层次沉积物总磷进行了为期1年的动态监测,分析了不同区域、不同层次、不同时期滇池沉积物总磷的时空动态变化特征。结果表明,不同区域、不同层次、不同季节沉积物总磷呈现明显的动态变化。滇池沉积物(0～20cm)总磷(P)平均含量为2.16g·kg-1,全湖全年在0.98～4.74g·kg-1间变化,总体趋势是夏季高于冬季。沉积物总磷含量总体趋势的垂直分布为表层(0～5cm)>中层(5～10cm)>底层(10～20cm),除昆阳位点外,各层次呈显著性差异。5位点1年内表层、中层和底层沉积物总磷(P)含量的平均变化范围分别为:1.52～4.74g·kg-1、1.26～3.96g·kg-1和0.98～3.99g·kg-1,各区域以昆阳沉积物总磷平均含量最高,斗南和新街沉积物总磷的含量最低。滇池不同区域沉积物(0～20cm)总磷(P)的含量分布依次为昆阳(3.59g·kg-1)>罗家村(1.97g·kg-1)和海埂(1.96g·kg-1)>斗南(1.65g·kg-1)和新街(1.64g·kg-1)。不同区域表层沉积物-水体中磷的动态变化特征不同。

滇池及其河口沉积物中重金属污染评价

本文对滇池及其入湖河口表层沉积物中As、Pb、Cd、Cr、Cu、Zn和Hg等重金属含量进行了分析,并采用地质累积指数法和潜在生态风险指数法评价了其污染程度和生态危害.结果表明,滇池草海北部重金属含量最高,草海及其河口重金属污染强度明显高于外海及其河口;以"全国土壤环境质量标准"为依据,As和Cd是沉积物中主要的超标污染物.地质累积指数法评价结果表明,草海及其河口沉积物中Cd达到了"严重"污染程度,是主要重金属污染物,其他金属总体处于"中度"以下污染程度;外海及其河口所有重金属基本处于"清洁"到"偏中度"污染程度.潜在生态风险评价结果表明,草海及其河口沉积物总体上达到了"很强"的潜在生态危害程度,而外海及其河口大部分区域总体属于"低度"危害程度.Cd是最主要的潜在生态危害重金属污染物,其次是Hg、As、Pb和Cu,而Zn和Cr对潜在生态危害指数的贡献率很小,在整个研究区域产生的潜在生态风险均为"轻微".相关性和主成分分析结果表明,滇池表层沉积物中Cu、Pb、Zn、Cd、Hg和As可能有相似的污染来源,而Cr主要受地球化学成分影响.

滇池水体和沉积物中营养盐的分布特征

在滇池外海不同方位选取6个采样点,研究了水质现状,沉积物Eh,pH,总氮,总磷以及间隙水重金属的剖面分布特征。结果表明,滇池水体仍属富营养化状态。在氧化表层下,Eh随沉积深度的增加迅速降低,沉积物深层为还原状态。pH在沉积物剖面变化不大,为7 0～8 5。滇池沉积物含有丰富的营养物质,总氮和总磷最高质量分数分别为8 67和3 46g kg。剖面分布表明,沉积物表层总氮和总磷含量远高于底层,在表层0～10cm含量随深度增加而迅速降低。重金属元素在水-土界面的浓度梯度为沉积物向水体的扩散提供了条件。不同采样点相比,位于昆明市附近的S6点沉积物内负荷较大。在外源减少的情况下,沉积物内负荷可能在一定时间内成为控制滇池水质的主导因子。

滇池现代沉积物中磷的地球化学及其对环境影响

湖泊沉积物中 ,磷是产生富营养化的重要元素。湖泊中磷元素含量、地球化学行为以及它的复杂矿物学特征 ,使人们对磷的研究极为重视。滇池湖中总磷超标 10 .3倍 ,底泥沉积物中P2 O5平均含量 0 .5 2 % ,最高可达1.92 %。滇池地处磷矿区 ,是磷质来源最丰富的湖泊 ,统计表明 ,磷含量每年在不断增长。滇池沉积物中磷主要以吸附态、有机态、铁结合态、钙结合态、铝结合态等几种形式存在。这些形态磷在底泥中是不稳定的 ,它们在环境改变条件下 ,又将磷释放到水体中。微生物在磷的循环过程中起了重要作用 ,乳酸菌对不溶性磷酸盐的分解 ,使湖泊中可溶磷含量增高。聚磷菌对磷元素的富集以及聚磷菌死亡后发生有机磷的矿化作用 ,是湖泊中水合磷酸盐矿物沉积的重要途径。当湖泊中这种不稳定的水合磷酸盐矿物在条件具备的情况下 ,经沉积物覆盖成岩作用后 。

滇池沉积物总氮的时空变化特征研究

采用GPS定位,对滇池海埂、斗南、罗家村、新街、昆阳等5个代表性样点沉积物总N含量进行为期1年的动态监测,分析了不同区域、不同层次、不同时期滇池沉积物总N的变化.结果表明全湖全年沉积物总N的平均含量为4.91g/kg,年变化范围是4.13～5.41 g/kg,呈现明显的季节性变化,总体趋势夏季高、冬季低,但不同区域变化高峰和趋势不同.沉积物总N层次变化差异显著,表现为表层＞中层＞底层,各层次年变化范围分别为表层3.54～9.10g/kg、中层2.72～8.04 g/kg、底层1.23～5.37g/kg.各区域沉积物总N平均含量以海埂和罗家村最高,斗南和新街较低.

滇池沉积物中磷的释放行为研究

滇池分为草海和外海两个水体,且草海污染较外海严重,但是外海的藻类爆发的频率和强度都高于草海。通过实验室模拟,研究了滇池草海与外海沉积物中磷的释放行为及其藻类爆发程度不同的原因。结果表明,两个沉积物中磷的释放动力学都表现了非单一的扩散过程,拟二级动力学模型可以较好描述释放过程。草海比外海总磷高7倍,但是在水中的释放只高2倍。对两个沉积物而言,由于与表面附着的磷有竞争作用,溶解胡敏酸的加入都显著增大了磷的释放。与草海相比,外海的水交换速率慢、水深浅、沉积物有机质含量低、内源磷释放强以及对外源磷缓冲能力弱,这些特征都是有利于藻类爆发的条件。研究表明抑制滇池藻类爆发要同时考虑对外源磷和内源磷的控制。

滇池沉积物氮内源负荷特征及影响因素

研究了滇池沉积物间隙水氮浓度垂向分布特征,根据Fick扩散定律定量估算了沉积物-水界面氮扩散通量,并探讨了其影响因素.结果表明：滇池沉积物间隙水溶解性总氮（DTN）主要以氨态氮（NH4＋-N）形式存在,占其总量的72.30％,其浓度随深度增加而升高;其次为溶解性有机氮（DON）,占其总量的24.59％,其浓度随深度的增加先升高后降低,最后趋于稳定;硝态氮（NO3--N）所占比例较低,浓度随深度的增加而降低.滇池沉积物-水界面NH＋-N扩散通量分布范围为12.73～59.74mg/（mLd）[均值30.18mg/（mLd）],全湖年均氨氮释放量为3305.04t,其中草海、外海北部、东北部及南部湖区扩散通量较大,达35mg/（m2·d）,全湖呈由北向南逐渐降低的空间分布特征;全湖年均DON释放量为1147.55t,其全湖分布特征与氨氮一致;NO3-N扩散通量分布范围为-2.70～0.27mg/（m2·d）[均值-0.50mg/（m2·d）],总体表现为由上覆水向沉积物扩散.与我国其他湖泊相比,滇池具有较大沉积物氮内负荷,其沉积物-水界面NH4＋-N扩散通量较高,对湖泊水体氨氮浓度贡献较大,且其与沉积物总氮、有机质、可交换态氮和可交换态氨氮含量呈显著正相关,即滇池沉积物NH4＋-N释放主要受其可交换态氮,特别是可交换态中氨氮含量影响;同时,滇池沉积物DON潜在释放风险也较大,且与沉积物C/N有关.

滇池沉积物中重金属的形态分布特征

本文利用BCR三步提取法对滇池沉积物中的重金属(Cd、Cr、Cu、Pb和Zn)形态进行了详细研究。结果表明,表层沉积物中的Cd和Zn主要以可提取态(即弱酸溶解态、可还原态和可氧化态)存在,其中,Cd在弱酸溶解态、可还原态和可氧化态中的含量分别为35.0%、49.7%和12.9%;Zn在三者中的含量也分别达到了17.6%、16.6%和21.4%。而Cr、Cu和Pb主要以残渣态存在,其含量分别为88.5%、59.2%和81.8%。表层沉积物中可提取态重金属的空间分布特征为草海含量最高,其次为外海北部和南部,开阔湖中心区域含量最低。除Cr和Cu外,其他可提取态重金属的总含量随着采样深度的增加而减少。

滇池表层沉积物中重金属污染特征及评价

对1995～2011年滇池表层沉积物中As、Pb、Cd、Cr、Cu、Zn和Hg等7种重金属的含量及其分布特征进行了分析研究，结果表明，7种重金属元素的平均含量均明显高于云南省土壤背景值，10个沉积物采样点S1～S10均已受到不同程度的重金属污染，其中，草海的污染程度高于外海；相关性和主成份分析结果显示，滇池沉积物中As、Hg、Pb、Cd、Cu、zn可能具有相同的污染来源。采用地质累积指数法和潜在生态风险指数法对1995～2011年滇池表层沉积物重金属污染状况进行了评价，结果表明，草海表层沉积物中重金属Igeo年均值在0．41～4．44之间，按污染等级划分，除cr属“轻度”外，其它重金属元素均处于“中度”到“偏重度”污染；同期外海表层沉积物中重金属的Igeo年均值在0．41～2．59之间，Cd和Pb分别属于“中度”和“偏中度”污染，其它5种金属属于“轻度”污染，草海沉积物重金属的污染程度高于外海。草海7种重金属元素的RI均值为861．3，潜在生态危害达到了“严重”程度，各金属的生态危害程度顺序为Cd〉Hg〉As〉Cu〉Pb〉Zn〉Cr，Cd和Hg是主要的重金属生态危害因子；同期外海RI均值为236．4，达到“中等”生态危害程度，各金属的生态危害程度顺序为Cd〉Hg）Pb〉As〉Cu〉Cr〉Zn，Cd是主要的重金属生态危害污染物。

滇池水体沉积物磷素特征及其对藻类的影响

为揭示在外源磷得到控制的情况下,滇池沉积物磷在适宜条件下释放特征及其对藻类的影响,采用室外模拟方法,研究滇池沉积物与上覆水中的磷素特征,探索沉积物磷释放对藻类的影响。结果表明:上覆水下层水中各形态磷(总磷、可溶性磷、正磷酸盐)含量高于上层水;沉积物中磷素形态以钙结合态磷和有机磷为主,向水体释放贡献最大的是铁铝结合态磷和有机磷;水中正磷酸盐与水中叶绿素a含量呈正相关关系,正磷酸盐含量升高显著加剧水体富营养化;沉积物中可交换态磷含量与水体叶绿素a呈极显著正相关,沉积物磷释放是藻类生长的最主要内源负荷。研究表明,控制水体中的正磷酸盐和沉积物中铁铝结合态磷的浓度以及限制有机磷的转化和矿化是控制藻类的有效措施。

滇池流域双龙水库径流区人类活动的沉积物记录

采集滇池以南双龙水库的沉积物柱状样，对不同层的沉积物使用孔。Pb进行定年；分析了不同年代沉积物的粒度分布特征以及总有机碳（Toe）、总氮（TN）和总磷（TP）的含量；在此基础上，对环境指标与昆明市人口和经济发展数据关系进行了解析。结果表明：①双龙水库沉积物中值粒径的范围分布在4．07～6．90μm，平均值为5．71μm，沉积物中值粒径在1986年后突然减小；②沉积物中TOC、TN以及TP的含量的范围分别是8．78～26．15、1．59～3．26和0．23～0．47g／kg，均值分别为11．30、2．01和O．33g／kg。TOC、TN以及TP的含量在1998年之前相对稳定，而在1998年之后有较大程度增长；③利用有机指数和有机氮指标评价双龙水库沉积物污染的变化情况，结果发现两大指标有加速增长的趋势；④通过相关分析发现昆明市国内生产总值（GDP）与双龙水库沉积物有机指数和TOC含量存在较好的相关性。昆明市人口数量与双龙水库沉积物有机指数和TOC含量的相关性也较强。研究结果表明水体生态参数受到社会经济指标的显著影响，人类活动是近几十年影响双龙水库水质的主要因素。

滇池沉积物间隙水中氮、磷形态及相关性的研究

对滇池40个样点沉积物间隙水中的氮、磷形态与浓度分析研究结果表明,滇池沉积物间隙水中磷的区域分布特征与其在水体中的分布特征相似,滇池南部间隙水中无机磷浓度较高,有机磷的浓度极低,而北部有机磷浓度较高;间隙水中氨氮(NH4+-N),浓度高出硝酸盐氮(NO3--N)浓度约2个数量级,间隙水中氮向上覆水的扩散主要以氨氮为主.滇池沉积物间隙水中氮、磷浓度远高于水体中氮磷浓度,有较强的释放趋势.进一步研究间隙水中氮、磷的关系则表明,沉积物间隙水中总磷和总氮未见明显相关性,但间隙水中总磷、有机磷均与硝酸盐态氮呈负相关.

滇池沉积物对磷的吸附特性研究

分别从沉积物对磷的吸附动力学与等温吸附两个角度出发,通过模拟对滇池沉积物的吸附特性进行了研究.结果表明:(1)滇池沉积物吸磷和释磷都是在2 h内快速进行,12 h后基本达到了动态平衡;(2)E lovich方程对沉积物吸磷的拟合最优;(3)草海沉积物对磷的吸附容量与吸附速率都要大于外海.

滇池外海底泥重金属污染分布特征及风险评价

采用底泥质量标准(SQGs)法和潜在生态风险(RI)法对滇池外海22个点位20cm柱状底泥中重金属As、Hg、Cr、Cd、Pb、Zn和Cu浓度分布及潜在生态风险进行了研究.结果表明,Pb的最高浓度达319mg/kg,9个点位超过风险评价中值或高概率效应浓度,是超标最严重的重金属.各元素污染程度顺序为Pb】Cu】Hg】As】Cd】Cr】Zn.Pb、Cu、Hg的污染层为15~20cm,其余重金属污染层为10~15cm.潜在生态风险(RI)评价表明,滇池外海底泥重金属污染总体处于中等生态风险水平,北部为'强'等级,潜在风险顺序为Hg】Cd】As】Pb】Cu】Cr】Zn.两种方法的评价结果具有一定的差异性,在实际应用中需结合起来使用.此外,滇池底泥重金属浓度与潜在生态风险表现出一致的区域性差异,即北部大于南部,西部大于东部.

滇池内湖滨带底泥的有机质分布规律

2008年4月,用自制柱状采泥器及彼德森采泥器在滇池草海和外海采集内湖滨带底泥柱状样(每5cm分一层)和表层样(0～10cm)。其中,草海内湖滨带底泥表层样12个,柱状样9个;外海内湖滨带底泥表层样22个,柱状样7个。研究结果表明,滇池内湖滨带底泥表层有机质含量为2.20～154.62g/kg,滇池草海内湖滨带底泥中平均有机质含量为76.94g/kg,明显高于外海(16.56g/kg),这主要是因为草海是沼泽化湖湾且附近村落密集;草海内湖滨带底泥有机质含量的最大值出现在西岸,而外海内湖滨带底泥有机质含量也是西岸高于东岸,这主要是由于周围农业和渔业的影响所致。由于外源污染输入量及湖内自净能力等的综合作用逐年波动,使内湖滨带底泥有机质含量垂直分布未明显随深度增加而一直增加或降低。滇池内湖滨带底泥表层pH为7.03～7.96,略偏碱性,外海内湖滨带底泥pH水平略高于草海,底泥含水率除个别采样点外变化不大,多数低于50%。