钦州湾口沉积物中重金属变化特征及其与粒度的关系

【目的】开展钦州湾口晚全新世以来沉积物中重金属变化特征及其与粒度关系的研究,为掌握近岸海区重金属分布、迁移、积累规律提供依据。【方法】利用钦州湾口内和湾口外水下斜坡沉积物样品测试数据,着重分析近2.20m深度即晚全新世以来重要重金属Pb、Cr、Zn的变化特征及其与沉积物粒度的关系,并与其在表层沉积物的积累行为进行比较。【结果】重金属Pb、Cr、Zn具有陆源性,相对含量介于0.0328~0.3630,变异性以Cr最大,Zn最小,在垂向上呈现分段变化;岩芯沉积物颗粒主要分布在1φ~F,主成分为8φ~F,临界粒级为3φ~4φ;在与粒级关系上,Pb、Zn满足粒度控制律,Cr为反粒度控制律,均与其相态有关,同步变化概率P曲线、重金属对粒级变化的响应率k的共轭特征也进一步佐证;Cr具有正响应区间窄、负响应区间宽的特征,而Pb、Zn则相反;在表层沉积物中,Cr与粒度之间的关系已经与Pb、Zn趋向一致,且临界粒级有所右移,表明重金属对细颗粒的选择性增强。【结论】重金属与粒度的关系反映出钦州湾口沉积环境的演变情况;Cr对环境变化敏感,其与粒度的关系具有环境变化示踪意义。     

北部湾北部近岸全新世沉积环境变化及对8.2 ka小冷期的响应

【目的】北部湾北部是东亚夏季风、印度季风以及蒙古冷高压影响的交汇处,对气候变化敏感,该区沉积物要素在全新世的分布与变化,可反映该区气候波动特征和海岸格局演进之影响因素。【方法】在北部湾北部广西水域依次钻取3孔岩芯并进行粒度、矿物、元素、微体古生物测试鉴定以及~(14) C测年,综合分析对比沉积物要素的垂直分布、变化以及响应特征。【结果】全新世孢粉组合为热带-亚热带山地组合。岩芯粒度波动旋回变化,经历了自河床向浅海湾的变迁,沉积物具有陆源性,元素等几乎与沉积旋回细组分同步变化。早期三角洲盆地钻孔显示为盐沼环境;相对晚更新世或者末期,全新世早期沉积物颗粒粗减细增,有机质增幅超过700%。碎屑矿物种类增加,孢粉和硅藻化石逐步丰富,硅藻属种数也保持增加趋势,沉积速率为全新世平均值的1.36~1.85倍,具有风化较强、水沙丰沛、沉积快、物质分配活跃、生物较为繁盛的特点,与邻区全新世中早期气候适宜期相符合。早期气候仍然波动,可辨认出8.2ka小冷期事件的影响,Sr/Ba比值偏低。【结论】研究区作为东亚低纬度季风区海陆过渡界面,其环境变化与气候变化相联系。     

全新世以来广西主要河口近岸沉积物粘土分布及富集特征

【目的】了解粘土在广西主要河流出海口近岸的分布、变化、联系和富集特征。【方法】对钦州湾-廉州湾近岸浅海区沉积物进行取样测试,分析了4个钻孔43个岩芯样品和表层样品52个,阐明了该河口湾区全新世以来粘土分布、粒级分配、相互联系以及沉积环境、物源与富集。【结果】该区粘土广泛分布,钻孔粘土为0%~48.64%,表层为0%~62.10%,来源以河流和海岸侵蚀为主;垂向上粘土随环境变化而波动,总体上为下降趋势或者波动维持,但自晚全新世1m以来均为转折增加,多是F粒级的升高;粘土最细F粒级为主导因素,粒级分配显示该区粘土有一定的内在稳定性,与陆架浅海反相,高F粒级及其比例具有河相和河口湾指示意义。表层粘土是对全新世以来的继承和发展,F粒级比例在0.65以上,最高达0.84,显示河流影响的稳定性和加强迹象;粘土对动力沉积环境变化响应灵敏,环境选择性强。【结论】结合了粘土本底值的表层沉积物粘土富集系数C/C′显示,粘土主要在钦州湾口水下斜坡、钦州湾口与三娘湾的结合部近岸以及湾口西南部富集,与潮流控制的低能动力沉积环境分区相对应。     

广西近岸海域水下平原表层沉积物中重金属分布及其积累

【目的】研究广西近岸水下平原沉积物重金属分布和积累特征,促进对重金属自河口海湾向陆架扩散规律的对比与把握。【方法】从广西近岸水下平原采集表层沉积物和岩芯,通过实验测试的手段,分析表层沉积物重金属Pb、As、Hg的分布和积累特征。【结果】广西近岸水下平原表层沉积物中Pb含量为8.0×10-6~44.7×10-6,As含量为1.6×10-6~31.4×10-6,Hg含量为0.001×10-6~0.086×10-6,变化较大;Pb、As、Hg的分布受沉积环境和沉积物类型影响,As含量在水下平原北部水动力作用强烈之处出现局部高值,与含As的母岩风化有关;Pb、As、Hg有一定的共聚性,并显示亲Ni、Zn、Ga、Zr和疏Sr的特征;Pb、As、Hg与粒度参数有线性和聚类关系,对粒级响应性即斜率k的拐点在~0.125mm至~0.063mm之间,视沉积环境和沉积物的不同而有所移动;贫有机质站位由于水动力作用强烈,以自然风化的物理过程为主,重金属含量很低,而有机质积累成因为主的站位重金属含量积累增幅区间的频率,Pb的以40%~60%最高,As和Hg的均是60%~80%最高,增幅序列均遵循单增自然对数关系,曲线分段对应不同的沉积环境。【结论】广西近岸水下平原表层沉积物质量总体较好,但相对区域本底值来看,Pb积累性比较突出,As次之。     

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。     

广西近岸西部中全新世显著海侵及气候特征

【目的】北部湾北部是冷暖空气的交汇带,气候复杂多变,而断裂活动导致的沉降差异又是海岸变迁的重要驱动因素,为了探究该区域环境变迁的规律,研究其中全新世显著海侵和气候特征。【方法】以广西西部近岸为典型,于防城港湾口外水下斜坡进行沉积物岩芯取样和粒度、元素、矿物、微体古生物、~(14)C年龄等地质地球化学要素综合测试,分析对比要素的变化特征及其气候联系。【结果】孢粉组合反映植被以山地热带、亚热带种属居优。沉积物组分为粘土质粉砂、砂质粉砂和粉砂质砂。体现出元素分段变化,碎屑矿物含量变异性较高的分布规律;化学元素等基本以3.00~2.80m深度为界,前后分布有明显环境差异,显示气候变干变冷之特征。该转折点亦是大规模海侵的起始阶段,主要表现为绿石明显富集,Sr/Ba显著增高,有孔虫、硅藻、钙质和硅质生物碎屑随之快速增加;该转折点在时间和要素变化特征方面与邻区相近,揭示这并非偶然现象,与中全新世6.00ka B.P.前后夏季风减弱、冬季风加强的大尺度气候变化相联系。【结论】中全新世广西西北部近岸出现了大规模海侵,可能与区域乃至全球气候变化有关。     

三峡库区重庆段重点水域沉积物中重金属污染现状及源解析

【目的】通过对三峡库区重点水域沉积物中重金属的监测研究,探清受测水体沉积物中重金属污染状况,评价沉积物潜在风险,解析重金属来源。【方法】采用方差分析、相关性分析、聚类分析等统计分析方法和主成分分析方法,对监测结果进行评价。【结果】沉积物中含Cd量和含Mn量的范围分别为0.016~1.30mg·kg-1和380.27~2191.85mg·kg-1,其他6种重金属的含量范围为3.33~255.05mg·kg-1。地累积指数表明,重金属累积程度从大到小顺序为Mn,Cd,Cu,Zn,Pb,As;Cr和Ni基本处于自然状态。【结论】沉积物中重金属的潜在生态风险整体较低,仅朱沱断面处于中度风险状态。但生态风险随水流方向呈逐渐升高趋势,至化工园区下游断面沉积物污染指数最高值达到(4.3);嘉陵江干流沉积物重金属生态风险明显低于长江干流断面,表明其中重金属主要来源于自然背景。
     

三峡库区重庆段重点水域沉积物中重金属污染现状及源解析

【目的】通过对三峡库区重点水域沉积物中重金属的监测研究,探清受测水体沉积物中重金属污染状况,评价沉积物潜在风险,解析重金属来源。【方法】采用方差分析、相关性分析、聚类分析等统计分析方法和主成分分析方法,对监测结果进行评价。【结果】沉积物中含Cd量和含Mn量的范围分别为0.016~1.30mg·kg-1和380.27~2191.85mg·kg-1,其他6种重金属的含量范围为3.33~255.05mg·kg-1。地累积指数表明,重金属累积程度从大到小顺序为Mn,Cd,Cu,Zn,Pb,As;Cr和Ni基本处于自然状态。【结论】沉积物中重金属的潜在生态风险整体较低,仅朱沱断面处于中度风险状态。但生态风险随水流方向呈逐渐升高趋势,至化工园区下游断面沉积物污染指数最高值达到(4.3);嘉陵江干流沉积物重金属生态风险明显低于长江干流断面,表明其中重金属主要来源于自然背景。     

红树白骨壤幼苗对水中重金属的吸附性能研究

【目的】针对广西近岸海域重金属污染越来越严重的问题,研究红树白骨壤幼苗对水中重金属(Cu,Pb,Zn,Cd)的吸附去除性能。【方法】红树白骨壤幼苗采用砂培法由胚轴栽培而得,配制不同浓度混合重金属培养液对红树白骨壤幼苗胁迫培养35d后采用原子吸收光谱法测定其体内的重金属含量。【结果】随着培养液中重金属浓度的升高,红树白骨壤幼苗体内的重金属含量也逐渐增加,最高含量分别达到Cu 980.78μg/g,Pb 1623.03μg/g,Zn 446.21μg/g,Cd 69.41μg/g。红树白骨壤幼苗不同部位对重金属的积累能力普遍是叶部最少,茎部次之,大部分都积累在根部。红树白骨壤幼苗的根、茎对Zn的输送能力最好,其次是Cu和Cd,对Pb的输送能力最差。【结论】红树白骨壤幼苗对4种重金属都有较好的吸附能力,尤其是对Pb和Cu的吸附去除效果更好,是一种性能良好的近岸河口重金属污染修复植物。     

冲绳海槽中部沉积物稀土元素地球化学特征及其在古环境变化研究的应用

冲绳海槽巨厚的沉积物蕴藏着丰富的、长时间尺度的区域古海洋和古环境演化地质信息．对采自海槽中部的A7孔柱状沉积物进行了高分辨率的稀土元素、碳酸盐、常量元素组成的测试与分析,以深入探讨沉积物稀土元素组成对古环境变化的响应问题．结果表明,A7孔沉积物在球粒陨石标准化的稀土元素配分形式上与典型上陆壳物质非常相似,而与富火山灰层和小型浊流沉积存在明显差异．通过分析,认为冲绳海槽沉积物REEs组成主要是受陆源碎屑组分所控制的,与黏土组分含量相关性较大,但与沉积物的Fe—Mn组分含量关系较弱,同时受到生源组分的“稀释作用”,其REEs组成可以用于反映陆源物质来源及其输入过程的研究．排除火山灰和浊流沉积物质的影响,A7孔沉积物的REEs含量（∑REE,LREE,HREE）,LREE／HREE,（La／Yb）n,Eu／Eu＋等参数的垂向变化曲线在175cm层位表现出明显的差异．这一层位的沉积年龄为11．2cal．ka．BP,正好是冰后期和末次冰消期的转换期（LGIT）,表明在LGIT期间海槽内的沉积环境和陆源物质的来源发生了较大改变,而造成这种变化的最可能直接因素是东海海平面的快速上升（WMP-1B事件）造成的沉积格局改变,但与黑潮“摆动”和H1,YD事件等古气候与古海水因素的关系并不显著．研究结果证实,沉积物稀土元素组成及其特征参数的变化可作为研究长时间尺度（冰期-冰间期）冲绳海槽古环境变化的有效指标．     

广西铁山港邻近海域表层沉积物中重金属污染现状

为阐明广西铁山港港口经济快速发展对海域生态环境带来的影响,基于广西铁山港湾海域19个站位表层沉积物地球化学测试分析,研究该海域中重金属元素Pb、Zn、Cu、Cd、Cr、Hg和As分布特征,并分析其潜在生态风险。结果显示,铁山港海域表层沉积物中Pb、Zn、Cu、Cd、Cr、Hg和As含量的平均值分别为10.7,37.0,10.4,0.07,25.7,0.042和9.42 mg·kg^-1,重金属的含量由高至低依次为Zn>Cr>Pb>Cu>As>Cd>Hg,其含量均符合国家海洋沉积物质量一类标准。除Cu外,重金属分布情况相似,其含量总体表现为港湾内高于港湾外。与其他区域相比,铁山港海域重金属含量明显低于广西北部湾其他港口区域,处于较低水平。铁山港重金属单因子污染程度依次为Cu>As>Zn>Pb>Hg>Cd>Cr,沉积物中重金属的潜在风险程度较低;生态危害影响依次为Hg>Cd>As>Cu>Pb>Cr>Zn,处于低潜在生态风险的范畴,反映了研究海域优良的底质生态环境,但受人类活动影响,港湾内沉积物重金属总体污染程度和潜在风险指数较高,应引起警惕。     

广西北部湾近岸养殖区表层沉积物和养殖生物体重金属污染状况及生态风险评价

为阐明广西北部湾近岸养殖区重金属污染状况及潜在来源,根据2013-2016年广西北部湾4个主要海水养殖区的海洋环境监测调查数据,分别应用单因子指数法、综合污染指数法、潜在生态风险指数法和地积累指数法评价研究区表层沉积物的重金属污染程度,应用单因子指数法评价养殖生物体的重金属污染程度。结果表明：4个养殖区沉积物中大部分重金属含量超过国家海洋沉积物质量一类标准;4个海水养殖区表层沉积物重金属潜在生态风险从高到低为防城港红沙大蚝养殖区＞北海廉州湾海水增养殖区＞钦州茅尾海大蚝养殖区＞防城港珍珠湾珍珠养殖区;重金属污染因子中,Hg的潜在风险程度最高。从地积累指数和级别评价结果可知,广西4个养殖区表层沉积物5种重金属的污染程度为Cu＞Hg＞As＞Pb＞Cd,其中Cu主要受到人类活动(如渔船活动、养殖活动)影响。养殖生物体中重金属污染程度最严重的是钦州茅尾海大蚝养殖区,其他3个养殖区的养殖生物也不同程度地受到不同重金属的污染。因此,广西北部湾养殖区重金属污染状况不容忽视,尤其是Hg和Cu污染,未来仍需警惕。     

广西北部湾河口及海湾沉积物中137Cs含量分析

【目的】了解广西北部湾河口及海湾沉积物中~(137)Cs的含量,为定量研究北部湾沿岸区域土壤侵蚀和堆积状况,以及评价防城港红沙核电站运行对周围环境的影响提供科学依据。【方法】在广西北部湾河口及海湾中采集32个沉积物样品,利用高纯锗γ谱仪测定样品中~(137)Cs的含量,并与周边的背景值进行比较。【结果】在河口、海湾的表层样中,~(137)Cs比活度较低,范围为0.10~5.94Bq/kg,平均值约为1.23Bq/kg。【结论】表层沉积物中,~(137)Cs含量相对陆地含量要低,主要原因可能是沉积物样品中含沙量大,~(137)Cs吸附量相对较少导致。同时,自然因素和人为活动对~(137)Cs在河口及海湾沉积物中的再分配起重要作用。     

水库底泥重金属污染物静态释放规律

 为了探求水库底泥中重金属污染物的释放情况,分别对某水库表层底泥和底层底泥中重金属污染物进行静态释放模拟实验,得到了Cr、Pb、Ni、Zn和Cu 5种重金属的释放浓度曲线,并分析了释放曲线的浓度变化趋势,通过计算得出了重金属污染物的释放速率及年释放量。结果表明,该水库底层底泥中重金属污染物的释放浓度比较低,对上覆水水体水质影响较小;而表层底泥中重金属污染物的释放浓度相对较高,对上覆水水体水质影响较大;5种重金属污染物Cr、Pb、Ni、Zn和Cu在表层底泥中其释放速率和年释放量都要比底层底泥中约高一个数量级。     

1995年-2015年广西海岸带养殖用地的时空分布

[目的]海岸带由于其生态功能的重要性和脆弱性,一直是生态相关研究的焦点区域,其景观格局变化及环境效应尤受关注.由于广西北部湾滨海养殖用地的快速扩增,导致该区景观格局显著改变,因此开展其时空演变特征研究,以综合评价其环境效应.[方法]以北部湾滨海1995年、2000年、2005年、2010年和2015年Landsat多光谱遥感影像为数据源,采用MNDWI水体指数(Madify Normalize Difference Water Index)和面向对象分类方法,提取各期研究区养殖用地信息,并基于土地利用动态变化模型,综合分析研究区养殖用地20年的时空演变特征.[结果]20年来北部湾滨海养殖用地时空演变显著,在数量上先增后减,养殖面积由1995年的9 024.03 hm2增加到2010年的41 153.58 hm2,而后逐年减至2015年的38 903.95 hm2;空间上逐年向西北移动,并整体分布于北海滨海一带.[结论]北部湾滨海养殖用地的增长源主要为耕地和近岸海域,而去向则主要为建设用地和废弃地,导致该区高生态服务价值用地(耕地、滩涂等)减少,环境效应出现负面趋向(养殖污染、自然岸线破坏等).     

巢湖流域典型城市环城河沉积物重金属形态及垂直分布特征

采用改良的连续提取法(BCR)对巢湖市环城河沉积物重金属总量及其赋存形态进行了测定和分析.结果表明,巢湖市环城河采样点表层(0～10 cm)沉积物中重金属的质量分数分别为29.5～224.3 mg·kg-1 (Pb),21.3～78.1 mg·kg-1 (Ni),67.5～1 126.3 mg·kg-1 (Cr),50.7～217.4 mg·kg-1 (Cu);新城区西环城河沉积物重金属的质量分数明显高于老城区东环城河;其中以Cr的质量分数在不同采样点差异最为显著.不同采样点沉积物中重金属总量随深度变化特征差异明显,西环城河沉积物不同深度重金属的质量分数较低,且随深度变化较小;受污染较严重的东环城河沉积物不同深度重金属的质量分数普遍较高,且垂直变化波动较大;所调查的4个沉积物柱状样能较好表征周边环境现状和污染历程.4个采样点不同深度沉积物重金属的可交换及碳酸盐结合态的质量分数占总量的百分比均不超过5％,Pb主要以铁锰氧化物结合态存在;Ni主要以残渣态存在;Cr主要以有机物及硫化物结合态和残渣态存在;Cu则主要以铁锰氧化物结合态和残渣态存在;不同采样点柱状沉积物各重金属形态垂向分布也存在显著差异,次生相与原生相分布比值(Rsp)法分析结果显示,巢湖市东环城河2个采样点柱状沉积物R.值明显高于西环城河,其重金属潜在污染生态风险较高,其中Pb和Cr属于中度或重度污染水平.     

南湖水体多相介质中重金属元素的分布特征

以南湖水体中的水、 沉积物、 生物膜和悬浮物为研究对象, 对重金属元素的分布与富集情况进行了研究. 结果表明, 不同采样点、 不同相中Zn的含量最高, Cd的含量最低, 但Cd的富集能力最强, 生物膜和悬浮物富集重金属的能力远大于沉积物的富集能力, 且Zn,Cu,Cd和Pb均表现出点源污染的特性; 采用社会科学统计程序（SPSS）相关分析方法分析了重金属元素（Zn,Cu,Cd,Pb,Fe和Mn）在固相介质中的相互关系, 结果显示, 沉积物、 生物膜和悬浮物中元素间的相关性趋势存在着一定差异, 3种固相介质中Cd与Fe的相关系数均大于Cd与Mn的相关系数, 而Pb与Fe的相关系数均小于Pb与Mn的相关系数, 说明铁氧化物对镉环境化学行为的贡献大于锰氧化物, 对铅环境化学行为的贡献小于锰氧化物.     

城市重污染河流沉积物营养盐和重金属分布及潜在生态风险

以南京市南河为研究对象,采集4个断面的沉积物柱状样(0～120 cm)分析其总氮(TN)、总磷(TP)、有机质(OM)及重金属(Cr、Ni、Cu、As、Cd、Hg、Pb和Zn)的含量,并采用潜在生态风险评价及相关性分析等方法,揭示黑臭河道底泥中营养元素和重金属的垂向分布特征及潜在生态风险。结果表明：南河沉积物中营养元素和重金属含量呈明显的空间差异特征,其中北部河段TN、TP和OM的含量明显高于南部;深度方向上,TN和TP均随深度先增加后减少,且在40～80 cm深度处含量最高。南河的南部和北部沉积物中重金属含量均较高,其中南部的Ni、Cd和Pb及北部的Cu、Hg和Zn的含量均为中部的2倍以上;深度方向上,除Hg和Zn外,各重金属含量在60 cm以内呈现随深度逐渐增加的趋势。潜在生态风险评价显示,各断面Hg和Cd均达到极强生态危害,其次是Ni和Zn,而As的危害程度相对较小。相关性分析显示,沉积物中Cu与TP、TN和OM呈极显著相关,Ni和Cr呈极显著正相关且都与Zn呈显著正相关,Cd、Pb、As和Zn之间两两呈显著正相关。总体上,南河底泥重金属及营养元素污染较严重,且存在复合污染的趋势...