水坝拦截对新安江沉积物中磷、氮形态的影响

以新安江水库及其相关河段为研究对象, 对沿程上游河段、库区河段、中心库区及坝后河段沉积物中的磷、氮地球化学形态、含量及分布特征进行了研究. 结果表明: 受上游颗粒物的沉积作用和水产养殖的影响, 库区河段的总磷(total phosphorus, TP)、总氮(total nitrogen, TN)分别比上游河段增加了37.3%, 34.2%. 受到大坝的拦截作用, 库区和坝后河段中的磷、氮含量明显降低, 坝后沉积物中的TP, TN分别比坝前降低了39.5%, 74.1%. 在磷的各形态中,钙结合磷(Ca-P)(13.8%∽31.9%)和铁结合磷(Fe-P)(11.5%∽26.2%)在TP中所占比例仅次于有机磷(organic phosphorus, OP)(48%∽69%). 受水库蓄水顶托的作用, 大量沉积的有机磷逐渐矿化降解, 并向铁结合磷转化, 导致坝前、坝后沉积物中的磷形态组成发生了明显改变. 有机氮(organic nitrogen, ON)为TN的主要形态, 在上游河段中ON含量较低, 但在库区河段迅速升高, 而在下游河段迅速降低, 而氨氮(NH⁺₄ -N)含量变化较小. 研究结果表明, 水库对磷、氮具有明显的拦截效应, 并改变了营养元素之间的化学计量比.     

东沙海域沉积物有机碳、氮含量及其同位素分布特征对富甲烷环境指示意义

我国东沙海域是天然气水合物的潜在区,是目前世界上有机碳、氮同位素的环境效应研究的热点区域.通过对ODP184航次3个站位101件沉积物样品中的有机碳、氮含量,碳、氮同位素组成及碳/氮质量比分析测定,并结合沉积物中的顶空甲烷气体浓度和间隙水的盐度、SO42-、NH4+浓度分析,结果显示:1146站位430 m以下沉积层为富甲烷环境,该层段有机质1δ3C和1δ5N值变重,同时碳/氮质量比变小,表明沉积物母质主要来源于陆源高等植物,而1144和1148站位沉积物母质主要来源于海洋浮游动植物;沉积物中氮含量的增加和1δ5N值的亏损,推断可能与富甲烷环境中古细菌硝化作用和固氮作用有关;沉积物中碳、氮同位素的分布与有机碳、氮含量的规律相一致,也反映沉积物间隙水中相关离子的变化趋势.     

长江口有色溶解有机物光谱特性及其示踪溶解有机碳研究

通过测定2014年2、3月份长江口表层水中有色溶解有机物(CDOM)吸收光谱及溶解有机碳(DOC)质量浓度,分析了CDOM吸收系数a330的水平分布、光谱斜率比(SR)和比紫外吸光度(SUVA254),探究了CDOM的来源及其与DOC的关系.研究表明:研究区域a330范围为0.45~3.10,m-1,平均值为(1.34±0.90)m-1.CDOM吸收光谱和DOC质量浓度与盐度均呈负相关性(R2=0.959,0,0.820,8),表明二者的来源都是以陆源为主,且二者的河口混合行均表现为保守混合.由SUVA254随盐度增大而减小得知,陆源CDOM相对于海源CDOM的芳香性较强.SR与盐度关系符合保守混合模型,说明研究区域的SR主要受物理作用影响.a330与DOC质量浓度呈正相关性(R2=0.852,5),表明CDOM可以作为DOC的示踪物质.     

用沉积物的特性参数pH,Eh,Es及间隙水中SO_4~(2-)浓度表征陆源物质对辽东湾的影响

通过对辽东湾不同沉积层次沉积物的pH,Eh,Es及间隙水中SO_4~(2-)浓度的平面分布的分析,初步评价了陆源物质(主要是作为能量来源的有机物)对辽东湾的影响程度,为合理开发和治理辽东湾将提供有益的帮助。     

红枫湖水库水体溶解硅的垂直分布特征初步研究

以红枫湖水库为研究对象,测定10个点位不同深度水体中溶解硅质量浓度并初步探讨其垂直分布特征.结果表明:(1)红枫湖水库水体溶解硅大体呈现出表层质量浓度低,底层质量浓度高的垂向分布特征,北湖湖心、坝前积累区和南湖湖心除外;(2)河口和坝前积累区溶解硅质量浓度平均值相对较高,而过渡区和水流下游区相对较低.红枫湖水库水体溶解硅质量浓度的分布特征与硅溶解时间和迁移沉积有关,还可能与水库地形、水文状态、采样点位和水体污染等因素有关.     

广西近岸海域水下平原表层沉积物中有机质分布及其积累

【目的】研究广西近岸水下平原表层沉积物有机质的分布和积累,了解有机质的扩散和现状。【方法】以钦州湾口水下斜坡为界,东至铁山港口外古滨海平原的20m以浅的广西近岸水下平原为研究区,依据2007~2010年广西近岸海洋环境地质调查资料,分析该区海底表层沉积物和钻孔有机质的分布、关系和积累特征。【结果】表层沉积物有机质含量频率f分布不均;研究区可划分出3大类沉积环境和5种亚环境,在其间的有机质分布含量差异较大,对沉积环境的选择性较强;有机质分布与沉积物粒度参数也有较大关系,随着粒径(φ)和分选系数增大而升高,沉积物粒度正偏有利于有机质积聚;有机质随沉积动力减弱而聚集,以平均粒径衡量的话,呈现指数增长规律;在不同的沉积环境有机质序列有指数、线性、对数递增关系,表明不同的积累阶段;随着沉积物粒级变细,在3~6φ粒级段出现有机质吸附积累拐点,而且有机质与粘土有共聚性;在研究区西北部监测站位的有机质具有明显的年际变化,观测期间总体增幅0。【结论】虽然根据沉积物质量评价标准表层有机质尚未超标,但结合本底值计算得出的积累系数显示水下平原西北部、西南部、南部位置均出现富集,对应着不同的来源和影响程度,是陆源输入在水动力分配下聚集的结果。     

鄱阳湖夏季有色可溶有机物空间分布及其和浮游藻类的关系分析

有色可溶有机物(CDOM)的分布及光学性质对于研究湖泊水体富营养化和水色遥感具有重要的科学意义.该文通过紫外分光光度法定量研究了2016年夏季鄱阳湖水体不同区域的有色可溶有机物光吸收特性,分析了a_CDOM(440)与光谱斜率比值(S)的关系,讨论了CDOM吸收系数与藻类及其他环境因子之间的关系,并与其他湖泊和水库相比较.研究结果表明:鄱阳湖水体在440 nm波长处的吸收系数为0.13～2.17 m^-1,均值为(0.93±0.54)m^-1.不同区域的CDOM含量差异显著,排序依次为主航道>珠湖区>南矶山水域,表现为3种典型吸收光谱曲线.夏季在300～440nm波长处S与CDOM有很好的相关性.鄱阳湖CDOM分别来源于藻类降解、沉积物扰动和河流流入.珠湖区CDOM来源主要为内源性,由浮游植物降解所产生.南矶山水域CDOM来源于赣江等河流汇入以及养殖肥水排入,其吸收系数与水体总磷关系密切.     

水源水库沉积物磷形态分布及其释放特征

采用淡水沉积物中磷形态的标准测试方法（SMT）,分析测定了西安市汤峪水库表层沉积物中总磷及各形态磷的含量分布特征,并对该分级测定结果与间隙水水质及沉积物其他理化性质进行了相关性分析．结果表明,该水库表层沉积物中总磷（TP）含量为1215．03～1592．83μg／g;铁铝结合态磷（Fe／Al-P）平均值为241．34μg／g,其余形态磷中,钙结合态磷（Ca—P）为7111．98μg／g,有机磷（OP）为301．54μg／g．相关性分析方面,Fe／Al-P含量与间隙水中TOC浓度显著相关．环境变化会导致Fe／Al-P释放进入水体,当氧化还原条件降低时,结合态的磷会由于2价铁的溶出而释放到间隙水和上覆水中,是水库富营养化的潜在威胁．     

珠江口桂山岛沉积物甲烷厌氧氧化作用研究

系统分析了珠江口桂山岛沉积物间隙水甲烷和硫酸盐、pH和溶解无机碳(DIC)以及δ13C-CH4和δ13C-DIC的垂直剖面分布.结果显示:间隙水硫酸盐浓度呈线性梯度减小,至沉积物SMI(sulfate-methane interface)附近,硫酸盐几乎全部消耗而甲烷浓度急剧增大,与此同时,间隙水pH和DIC在该深度位置明显升高.间隙水地球化学特征揭示了沉积物发生了甲烷厌氧氧化(AOM)作用.在AOM过程中,由于12CH4氧化速率较13CH4快,故引起沉积物间隙水剩余甲烷的碳同位素偏重,而δ13C-DIC值变为极负.由扩散公式计算结果可知,AOM消耗沉积物间隙水硫酸盐占总硫酸盐的比例为58.6%,该过程产生的DIC占间隙水总DIC的比例为41.4%.沉积物有机质的活性及含量大小对AOM作用的发生及其强度有重要的影响,该研究区沉积物活性有机质(主要为海洋来源)在沉积物表层通过矿化分解作用消耗,从而导致进入沉积物硫酸盐还原带底部的活性有机质数量减少,在该条件下,部分硫酸盐将转为与甲烷反应消耗,从而引发AOM.     

百花湖沉积物孔隙水中溶解有机质的光谱特性

运用紫外-可见吸收光谱法和分子荧光光谱法对云贵高原水库之一的百花湖中的天然溶解有机质(DOM)进行研究.试验显示百花湖沉积物孔隙水DOM的荧光指数处于1.43～1.76之间,从总体而言f450/f500值更接近于1.5;百花湖孔隙水DOM的R3/E4值范围在2-5之间,绝大多数在2～3之间,现位于水流上游2、3号点以及中游的5号点的E3/E4值最大;对沉积物孔隙水DOM在254 nm和280 nm处吸光度值的分布特征进行研究,推断出溶解有机碳(DOC)浓度从大到小的采样点依次是8＞6＞1＞7＞5＞10＞9＞4＞3＞2;百花湖沉积物孔隙水DOM的3D-EEM均出现4个明显的荧光峰,峰A和C为类紫外区和可见光腐殖酸荧光,峰B和D为类富里酸荧光;荧光峰强度除个别样品外大体上随着沉积深度的增加,荧光峰强度呈上升趋势;百花湖的r(A/C)值在0.57～0.71之间,r(D/B)值在0.66～0.92之间,与r(A/C)比较接近,且均随着沉积物深度而下降,所以百花湖沉积物孔隙水中r(D/B)与r(A/C)值之间有着一定的相关性.结果表明百花湖沉积物孔隙水DOM中的腐殖质主要来源于陆源输入,沉积物间隙水的DOM的富里酸与腐殖酸物质可能有相同的来源,或者两者结构有特殊关系;百花湖长期主要受到点源污染而非面源污染,而且在过去很长一段时间和现在工业发展的时期污染源的地点和程度有所不同,污染源发生了转移.     

上海滨岸潮滩水和沉积物中无机氮的分布及扩散特征

对长江口南翼上海滨岸带三个站点潮滩上覆水、沉积物和间隙水中的三态无机氮的含量分布的年度季节性监测研究表明：潮滩上覆水中溶解无机氮以NO3—N为主；表层沉积物中可交换态无机氮以NH4—N为主，约占70％-85％；沉积物间隙水中主要无机氮为NH4—N和NO3—N．在冬季潮滩上覆水中硝态氮含量明显降低，而沉积物和间隙水中氨氮和硝态氮的浓度则有较大增加．初步探讨了潮滩水和沉积物中无机氮分布季节性变化的主要影响因素，估算了潮滩表层沉积物—水界面无机氮的扩散通量，指出NIL—N的扩散释放对滨岸水环境质量影响较大．     

山口岩水库坝前水域铁、锰垂向分布特征及成因分析

为探究分层型水源水库坝前水域铁、锰垂向分布特征,于2018年6月至2019年5月对山口岩水库不同深度铁、锰浓度进行监测,并结合坝前水温、溶解氧、pH的变化特征,探讨了铁、锰超标的成因.结果表明:山口岩水库坝前水域水温分布在冬春交汇期为混合型,其余季节属于分层型,溶解氧随水温呈垂向分布,夏季至冬季50 m以下水体均处于厌氧环境,其中冬季30 m以下水体溶解氧浓度在0.2～2 mg/L之间.坝前水体铁、锰浓度垂向分布特征明显,底层水体铁、锰浓度从夏季开始超标一直持续至春初.夏秋季超标集中发生在50 m以下水体,冬季超标范围上升至24 m,浓度达全年最大.表层水体在春季初出现铁、锰浓度超标,4月份铁、锰浓度均降至限值以下.综合分析表明水库坝前水体铁、锰浓度超标的主要原因是沉积物在长时间的厌氧酸性条件下的内源释放,随着水体分层结构稳定性的下降污染范围逐渐增大,冬末春初水体对流加剧是引起表层水体铁、锰超标的原因.     

中国东部海区bGDGTs的含量分布及其与环境因子的关系

【目的】近海是接受陆源输入的主要地带,沉积物中的有机质有可能记录了流域环境与气候变化的信息。本文以中国东部海区表层沉积物中陆源细菌来源的支链类甘油二烷基甘油四醚脂(branched Glycerol Dialkyl Glycerol Tetraethers,bGDGTs)为研究对象,分析其作为流域环境与气候变化指标的可行性。【方法】使用高效液相色谱-质谱联用仪(HPLC-MS)分析海域表层沉积物中bGDGTs的含量和分布,并进一步统计分析其与环境因子的关系。【结果】中国东部海区沉积物中bGDGTs的绝对含量呈现出区块状分布,在东海基本上随离岸距离的增加而降低,而在南黄海最高值出现在南黄海中心泥质区。支链和类异戊二烯指数(BIT)值除在长江口外上升流区外,基本呈现出随离岸距离的增加而降低的趋势。【结论】bGDGTs主要来源于陆源输入;有机质主要富存于细颗粒沉积物,且有海洋自生bGDGTs的贡献;相对于陆源输入,海洋自生bGDGTs以环状为主;除特殊环境,BIT仍可以作为衡量陆源输入相对多寡的指标;东部海区沉积物中的甲基化指数/环化指数(MBT/CBT)不能作为构建流域古气候变化的指标。     

南海北部表层沉积物中甘油二烷基甘油四醚随水深的分布特征

甘油二烷基甘油四醚(glycerol dialkyl glycerol tetraethers,GDGTs)是来源于古菌和细菌的生物标志化合物,广泛应用于海洋科学研究.南海北部有机质来源复杂,解析南海表层沉积物中GDGTs的组成及来源有助于更好地应用GDGTs进行环境重建.通过高效液相色谱-质谱(HPLC-MS)检测了南海北部湾7个表层沉积物样品的脂类组成,结合已发表的南海北部55个表层沉积物的相关数据,详细分析了古菌和细菌GDGTs随水深在南海北部的分布特征,并通过多种指标探讨了GDGTs的来源.结果表明,以200m为界,GDGTs各组分及相关指标均出现显著的分段式分布趋势.古菌GDGTs随水深的分布特征可能是浅水和深水奇古菌类群产生的GDGTs组成不同导致的;细菌GDGTs随水深的分布特征则指示浅水区的GDGTs主要来源于陆源贡献,而深水区则同时包括陆源和水体自生两个来源.     

抚仙湖沉积物稳定碳同位素特征及来源分析

通过测定和分析抚仙湖和入湖河流的表层沉积物、流域表层土壤、抚仙湖典型沉水植物、表层湖水中悬浮颗粒物的总有机碳、碳氮比值及稳定碳同位素比值,探讨抚仙湖表层沉积物中有机质来源及特征.实验结果表明:抚仙湖流域表层土壤呈现明显的空间异质性.抚仙湖沉积物中的有机质主要来源于湖泊自身的内源输入,少部分为陆源输入,陆源输入有机质主要来源于C3植物.流域土壤有机质在经河流输入湖泊过程中存在后期改造和降解,在探究湖泊沉积物来源时需考虑.     

氟苯尼考对海洋沉积物中氮循环的影响

为了评估抗生素对海洋沉积物氮素循环的影响,采用室内模拟实验研究了氟苯尼考存在下沉积物中氮素含量的变化.实验结果表明:氟苯尼考在低质量分数(1 mg/kg和10 mg/kg)下对沉积物间隙水中NH4—N含量的影响不显著,只有在较高质量分数(100 mg/kg和500 mg/kg)下才出现显著的NH4—N积累.培养前期,添加氟苯尼考可导致沉积物间隙水中NO2—N含量迅速降低,而培养后期氟苯尼考又表现为刺激NO2—N含量增加.培养的第2天,沉积物间隙水中NO3—N的含量有短时间的积累;培养4 d以后,高质量分数(500 mg/kg)的氟苯尼考又表现为对硝化作用的抑制.同时,实验表明:高质量分数(100 mg/kg和500 mg/kg)的氟苯尼考可抑制沉积物的氧化还原电位的变化.     

华东某水库表层沉积物氨氮释放贡献量分析

通过对华东某水库进行现场水样采样, 并结合沉积物氨氮释放试验, 分析水库典型区域表层沉积物、上覆水和间隙水中总氮、氨氮含量, 揭示氮素组成的时空分布特征和表层沉积物对上覆水氨氮的影响. 结果表明: 库内氨氮和总氮呈现明显的季节变化, 且冬季明显高于夏季; 表层沉积物中总氮的质量浓度高于上覆水, 沉积物氨氮扩散通量为 0.18$\sim认知无线电中频谱感知方法的性能与感知场景高度相关. 研究表明, Nakagami-Gamma(KG)衰落信道模型能够可靠地描述无线通信信道. 针对采样点数、接收信噪比、地理位置等多种性能影响因素各不相同的一组异构节点在KG衰落信道下的感知场景, 提出了一种基于熵函数(based on entropy function, BEF)的合作感知方法. 首先, 根据异构节点的不同性能影响因素, 通过定义的熵函数计算各节点的综合评价得分; 然后, 筛选出得分较高的节点进行标准化能量检测; 最后, 采用逻辑或(OR)准则进行融合判决. 仿真结果表明, BEF方法有效地降低了系统的感知开销, 在各个节点的目标虚警概率较低($P_{\rm f}<0.1$)时, 显著提升了全局检测概率.     

内陆水体CDOM光学特性与遥感反演研究进展

内陆水体(湖泊、水库、河流)在全球碳循环过程中起着重要作用,其中有色溶解有机物(CDOM)是内陆水体中溶解态有机物质,对水体的光学特性和生物地球化学过程具有重要的影响.由于受到时空变化和人类活动的影响,内陆水体的CDOM组分、来源与光学性质较为复杂.不同区域内或者同一研究区不同的水体类型,CDOM光学特性之间存在着较大差异,通常选取CDOM的吸收系数表征CDOM浓度,通过三维荧光光谱(EEM)表征CDOM荧光组分与来源.首先论述了CDOM的重要作用,并从文献计量学的角度分析了CDOM近20多年的研究进展;其次阐述了CDOM吸收与荧光特性的变化特征,进而分析CDOM荧光组分或者吸收系数变化的驱动因素,阐明了光化学作用与微生物作用对其组分与吸收的影响;最后根据CDOM与溶解有机碳(DOC)的关系,简述了遥感在估算内陆水体CDOM及DOC方面的作用,并讨论了CDOM研究的不足与展望.     

福建省山仔水库浮游动物时空分布特征研究

对福建省山仔水库1996-1997年,2006-2007年,2011-2012年16年期间不同季节的浮游动物进行了调查研究,分析了建坝初期和养鱼控藻后浮游动物分布以及丰度特征.结果表明,山仔水库建坝初期1996年到2012年,轮虫的优势种主要有尖尾疣毛轮虫(Synchaeta stylata)、广布多肢轮虫(Polyarthra vulgaris)和螺形龟甲轮虫(Keratella cochlearis)等.轮虫所占浮游动物物种数量比例逐步上升,由1996年的70.11%变为2012年的92.31%,平均密度先增加后减少.从季节上看,山仔水库浮游动物冬季种类最多,其次是春季,夏秋季最少;种群密度春季最多,其次是冬季,夏秋季最少.山仔水库浮游动物的空间分布大体表现为入口库心坝前.山仔水库不同季节各断面丰富度指数和多样性指数都表现为入口库心坝前,且不同季节大体表现为冬季春季夏秋季.浮游动物物种数量持续减少,生物多样性逐渐降低,平均密度先增加后减少.水体富营养化和养鱼控藻对山仔水库浮游动物群落结构和密度产生一定影响.富营养化使浮游动物平均密度上升,养鱼控藻使浮游动物平均密度下降,结果轮虫物种数量和密度占比上升,浮游动物表现出小型化趋势.     

多环芳烃在新安江河流-水库体系表层沉积物中的分布、来源及生态风险评估

利用气相色谱-质谱联用仪(gas chromatography-mass spectrometer, GC-MS)分析了新安江河流-水库体系表层沉积物样品中16种优控多环芳烃(polycyclic aromatic hydrocarbons, PAHs)的含量.结果表明, 16种PAHs在表层沉积物样品中均有不同程度的检出,总浓度(∑_(16)PAHs)范围是260～1 652 ng/g dw (dry weight,干重),平均值为973 ng/g dw,以高分子量的PAHs为主.的区域是兰江∑_(16)PAHs值最高(1 530 ng/g dw),最低值出现在水库中心库区(600 ng/g dw). PAHs源解析表明,底泥中PAHs可能主要来源于煤和木材的燃烧.参考已有研究的分类标准,发现新安江上游、水库中心库区和富春江表层沉积物中PAHs处于中等污染水平,而水库回流区和兰江沉积物受到PAHs的污染较大.通过生态风险分析,发现所有底泥样品均可能存在急性毒理效应,但不存在频发性急性毒理效应.