河流原位自生古菌对四醚脂类古温度代用指标的影响

河流作为内陆环境中地表径流的重要环节，是陆相土壤生成的甘油二烷基甘油四醚(isoGDGTs)输入湖泊环境的重要载体.围绕河流相原位自生的isoGDGTs在输送过程中如何影响湖相环境中isoGDGTs衍生的四醚指数(TEX₈₆)指标的问题，以中国西南地区抚仙湖流域为研究对象，展开对抚仙湖流域表层土壤、河流表层沉积物、季节性湖泊表层水悬浮颗粒物(SPM)的isoGDGTs来源及分布特征的分析和讨论.结果表明，抚仙湖表层水体SPM和流域表层土壤中的isoGDGTs分别主要由奇古菌(Thaumarchaeota)中的Group I.1a和Group I.1b类群构成.入湖河流的表层沉积物中富含原位自生的厌氧产甲烷古菌(Methanonatronarchaeia).并且，指示河流表层沉积物中原位自生的厌氧产甲烷古菌丰度的Archaeol质量浓度与isoGDGTs中的GDGT-1组分的质量浓度显著正相关.这表明抚仙湖流域河流原位自生的厌氧产甲烷古菌主要通过贡献更多的GDGT-1组分来干扰湖相环境中的TEX₈₆指标，进而导致TEX₈₆...     

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。     

近50年来安徽杭埠河上游地球化学沉积与区域环境变化

2003年在安徽杭埠河上游的龙河口水库采得的沉积物ALE柱样及上游三条主要河流的流域表层样品,在利用SCP记录确定沉积年份的基础上,对其粒度、有机碳、氮、磷含量等气候代用指标进行了分析.研究发现晓天河流域样品有机碳、氮含量最高,柱样中各元素含量随深度增加缓慢变小,但在50 cm深度有明显峰值出现.同时对近50年以来沉积物中粒度变化、碳-氮和氮-磷耦合关系进行了讨论,推断其物质来源以河流携带陆源植物输入为主,其含量变化受物质来源、本身生物化学作用、气候变化、人类活动等影响,并进一步揭示该区域环境变化的不同阶段,发现降雨和人类活动是影响本流域沉积的主要因素.     

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.     

九龙江口红树林湿地沉积物中有机碳和氮的分布特征及来源辨析

【目的】探讨九龙江口红树林湿地沉积物中总有机碳(TOC)和总氮(TN)的影响因素及来源,加深对红树林湿地中碳和氮的生物地球化学过程的认识。【方法】测定九龙江口红树林湿地表层沉积物粒度、TOC和TN含量,并对其分布特征进行分析。利用TOC/TN比值分析有机质来源及不同来源的贡献率。【结果】九龙江口红树林湿地沉积物中TOC和TN的含量分别为1.24%~3.81%和1.19~2.05mg/g,TOC/TN比值为11.6~26.3,TOC、TN含量和TOC/TN的平面分布均呈现出由陆向海方向逐渐降低的趋势。沉积物中TOC和TN含量没有表现出明显的粒度效应。【结论】控制沉积物中TOC和TN含量分布的主要因素并不是粒度效应,而可能是其来源。沉积物中TOC和TN的主要来源可能是红树林植物碎屑、养殖废水输入的有机碳和氮污染,以及海洋浮游植物碎屑。     

粤东南澳岛近岸海域表层沉积物碳、氮、磷分布特征及污染评价

本研究旨在了解粤东南澳岛近岸海域表层沉积物中总有机碳(TOC)、总氮(TN)和总磷(TP)的分布情况及污染状况,为该海域环境保护和治理提供科学依据。实验以粤东南澳岛近岸海域32个表层沉积物样品为研究对象,分析其TOC、TN和TP的含量及分布特征,采用单因子污染指数法和内梅罗综合污染指数法对TOC、TN和TP的污染程度进行评价,基于表层沉积物中TOC和TN的摩尔比值探讨其有机质的来源,并在此基础上探讨表层沉积物中TOC、TN和TP的富集影响因素。研究结果表明,南澳岛近岸海域表层沉积物中TOC、TN和TP含量分别为0.180%-0.920%、0.006%-0.210%和0.015%-0.059%,表现出南澳岛南北两侧高、东西两侧低,南澳岛以东由岸及海,含量逐渐降低的分布特征;与国内相邻海域相比,南澳岛近岸海域表层沉积物TOC、TN和TP含量处于较低水平。根据TOC和TN摩尔比值推断,南澳岛近岸海域表层沉积物中有机质以海源和陆源混合输入为主。南澳岛近岸海域表层沉积物未受TOC和TP污染,但大部分区域受到TN污染;40.6%的表层沉积物处于较清洁及以上水平,59.4%的表层沉积物为轻度污染到中...     

弥河流域土壤重金属污染生态风险评价和溯源分析

为了研究弥河流域表层土壤重金属元素的分布特征、污染状况和来源,在该流域不同用地类型表层土壤中布设57个采样点,测定重金属元素砷(As)、镉(Cd)、铜(Cu)、铅(Pb)、汞(Hg)的含量和其他土壤物化环境指标,并采用单因子潜在生态风险指数、综合生态风险指数和正定矩阵因子分析进行重金属元素生态风险评价和溯源。结果表明：弥河流域表层土壤中As、 Cd、 Cu、 Pb、 Hg元素均存在富集现象,农业用地表层土壤中重金属元素富集更严重;As、 Pb、 Cd、 Cu元素的富集主要受土壤中铁、铝、锰矿物影响,Cd、 Cu元素的富集还受到土壤中有机质以及氮(N)、磷(P)元素影响,Hg元素与土壤物化环境指标相关性较低;Hg元素主要来源于工业排放,As元素主要来源于成土母质影响的自然源,Cu元素主要来源于自然源、交通源和农业源,Pb元素主要来源于交通源,Cd元素主要来源于农业源和自然源;不同用地类型按照生态风险由大到小的顺序为耕地、荒地、林地、建设用地,流域平均综合生态风险为中等风险,Hg元素为主要贡献者。     

南四湖的水环境问题研究

南四湖是山东省最主要的水源地,是南水北调东线工程重要的输水通道和调蓄湖泊,其水环境状况对湖泊流域乃至整个南水北调东线工程调水水质都有很大影响.对南四湖表层沉积物中重金属和持久性有机污染物的含量、分布及来源,湖泊及入湖河流水质和富营养化水平,湿地景观格局变化等方面的研究成果进行系统论述,并提出了今后的研究方向,为南四湖水环境的管理和保护提供借鉴.     

云南省滇池—抚仙湖地区土壤地球化学背景及元素分布特征

滇池—抚仙湖地区表层土壤C、有机C、Cd、N、S、P含量明显高于深层土壤.第四系、岩溶区及盆地主要富集重金属元素,基性火山岩区富集铁族元素,昆阳群主要富集营养元素.湖泊沉积物以富集有机C、N、S、CaO、Na_2O及重金属元素为特征,其中滇池富集Hg、Pb、As、Cu、Zn,星云湖主要富集Pb、Hg、Cd,杞麓湖富集Cd、Cr,阳宗海富集Cd、As,抚仙湖富集CaO、S、Na_2O.浅水湖沉积物由下向上分为3层,灰色层1.5~2m深,富含有机质和碳酸钙;红色层0.2~1.5m之间,为高速沉积层,富集Al_2O_3、Fe_2O_3和P、Pb、Cu、Cr、Mn等;黑色层0~0.2m,湖积物为灰黑色有机质淤泥,富集有机C、CaO及重金属元素,是湖水富营养化的表现.     

河流、河口沉积物中碳同位素研究

河流颗粒有机质(POM)提供了陆地碳循环的重要信息.沉积物有机碳同位素指示了河口沉积环境的变化、水体悬浮物动力学状况及食物网动态变化并可用于河口的污染动态监测, 14 C同位素有助于了解流域土壤侵蚀状况.河流碳同位素模型的应用使不同端元的有机碳在河流及河口的组成、分布定量研究成为可能.碳同位素研究还对陆地碳库中碳的周转速率的确定、流域植被和气候变化研究提供技术支持,并为沿海地区未来的产业布局提供参考.     

云南抚仙湖沉积物粒度分维特征及环境意义

通过对抚仙湖沉积物粒度特征的研究,分析了湖泊沉积物粒度指标与分维值的变化特征及其相关性,探讨了深水湖泊沉积物粒度分维特征指示的环境意义。结果表明:抚仙湖沉积物主要由粉砂和黏土质粉砂组成,分别约占14.71%和85.29%;湖泊沉积物分选性较差,呈极负偏态,峰态从很窄到极窄,平均粒径变幅较小,在7.10～8.45μm之间波动,均值为7.76μm;其分维值的变化范围为1.81～2.76,较其它粒度参数显著,均值为2.36,所对应的相关系数为0.94～0.99,指示了抚仙湖沉积物粒度分布具有显著分形特征。同时,抚仙湖沉积物分维值与平均粒径、分选系数、峰态间存在显著的正相关关系,说明湖泊搬运营力与区域沉积环境的变化、粒度分维值均具有较好的响应。通过对比抚仙湖流域自1700年来人类活动的记录发现,频繁的人类活动导致流域变化均与湖泊沉积物中记录的分维值极值具有较好的对应。因此,分形研究在深水湖泊中的应用,将为进一步研究区域沉积环境特征提供科学依据。     

青藏高原典型湖泊湖岸带表层沉积物碳、氮、磷分析

在青藏高原地区的尕海、纳木错和羊卓雍错3个湖区的典型湖泊湖岸带采集表层沉积物,测定总有机碳、总氮、总磷含量,分析营养元素间的原子比.结果显示:7处湖岸带表层沉积物有机碳含量介于1.19～46.84g/kg之间,其中尕海糊区的果茫滩最高;总氮含量介于0.26～10.84g/kg之间,尕海最高;总磷含量介于0.05～0.38g/kg之间,尕海最高;纳木错有机碳、总氮、总磷含量均为最低.湖岸带表层沉积物C/N的最大值和最小值均出现在尕海湖区,分别是尕海湖区果芒滩的19.04和尕海湖区尕海的2.85,其他两个湖区的值均在5～10之间;C/P均大于60;N/P值介于8.75～63.17之间;纳木错湖区的N/P和C/P均低于另外两个湖区.可以认为:磷是3个湖区潜在的营养限制因子;尕海存在外源氮输入;果芒滩沉积物有机质主要来源为陆生和水生维管束植物碎屑混合物,纳木错湖区和羊卓雍错湖区则为湖泊自生的水生生物碎屑混合物.     

地表水环境中PAHs源解析的方法比较及应用

通过对比分析水环境领域多环芳烃(PAHs)的源解析方法综述了各种源解析方法的原理、 优缺点及具体适用范围, 并在此基础上, 分别从内陆河流湖泊及沿海区域两方面对国内外地表水环境中（包括上覆水及水底表层沉积物）PAHs的源解析方法的应用及解析结果进行分析比较. 结果表明, 内陆区域河流和湖泊上覆水及沉积物中的PAHs主要来源为矿物燃料及木材等高温燃烧源, 河口及近海海水和沉积物中的PAHs主要来源为燃烧源及石油源, 石油源对PAHs的贡献较内陆区域更明显.     

防城港海域沉积物重金属分布特征及风险评价

为探究防城港海域沉积物重金属污染水平,于2021年9月在防城港海域采集表层沉积物21件、柱状沉积物1件,对重金属和有机质的时空分布特征、相关性以及污染程度进行分析,并对重金属生态风险进行评价,分析重金属的来源。结果表明,防城港海域表层沉积物中Cu、Pb、Zn、Cr、Cd、As和Hg含量的平均值分别为18.78、34.86、78.90、61.55、0.06、9.27、0.05 mg·kg^-1,7种重金属含量均符合国家海洋沉积物一类标准。通过C/N值对柱状沉积物中有机质来源进行分析,结果表明研究海域重金属沉积过程中有机质来源以陆源有机质为主。相关性分析和聚类分析结果表明,研究海域表层沉积物中重金属的组成和分布主要受地质背景、近岸工业及人类活动的影响,其次为船舶和海水养殖等。地累积指数评价结果表明,存在轻微及以上污染的元素主要为Pb和Hg。潜在生态风险评价结果显示,重金属的潜在生态风险为Hg>Cd>As>Pb>Cu>Cr>Zn,潜在生态风险指数相对高值区分布在白龙半岛和企沙半岛南部,Hg是主要的潜在生态风险贡献因子。研究海域沉积物重金...     

北江枯水期多环芳烃的污染分布特征与风险评估

2016年12月北江清远段采集19个水和表层沉积物样品,采用气相色谱质谱(GCMS)法测定了样品中的多环芳烃(PAHs),分析了枯水期北江水环境中PAHs的污染水平,并对生态风险进行了评价。结果表明,枯水期北江清远段水中PAHs浓度范围为41. 2～413. 8 ng·L~(-1),主要以二环芳烃和三环芳烃为主,与国内外已报道河流湖泊相比,北江清远段水中PAHs污染处于中等污染水平;沉积物中PAHs浓度范围为54. 8～951. 5ng·g~(-1),以三环芳烃和四环芳烃为主,与国内外河流湖泊沉积物相比较,处于低污染水平。运用特征比值法对PAHs来源进行分析,北江清远段水和沉积物中枯水期PAHs污染来源主要由燃烧源所致,部分采样点存在混合源。通过计算终生致癌风险(ILCR)模型对北江清远段水体进行健康风险评价,结果表明,枯水期各采样点的致癌风险可忽略,婴幼儿的PAHs致癌风险高于青少年和成人。采用效应区间低、中值法(ERL/ERM)对枯水期表层沉积物中PAHs进行生态风险评价,个别点位表层沉积物中Dib超出ERL值,对生态环境潜在负面效应较小。     

粤东五华河悬浮颗粒有机质的组成及输出通量

河流碳输出过程构成全球碳循环的一个重要环节。基于一个完整水文年的月周期性采样分析,讨论了五华河径流中悬浮颗粒有机质(POM)的性质及其来源,估算了流域有机质的输出通量。结果表明:五华河径流中颗粒有机碳(POC)和颗粒有机氮(PON)的平均含量分别为0.77 mg/L和0.12 mg/L,其中汛期含量高于枯水期;五华河河流总悬浮颗粒物(TSS)、POC、PON含量以及河流颗粒有机质C/N比与流量的关系揭示五华河径流中POM主要源自流域土壤有机质的侵蚀,而且在迁移过程中受到水体微生物的分解;五华河流域POC和PON年输出通量分别为430 kg/(km2·a)和70 kg/(km2·a),其中汛期POC和PON输出量分别占全年输出总量的74.23%和76.17%。     

珠江三角洲全新统横栏组淤泥沉积中的有机碳、总氮和碳氮比值记录

对广州番禺区ZK5孔中全新统横栏组淤泥沉积进行了总有机碳，总氮含量和碳氮比值分析。根据其变化可划分2个不同的沉积环境阶段，阶段Ⅰ（15.8-9.0m)的总有机碳含量变化幅度较大，总氮含量很低，碳氮比值较高。表明其有机质以陆源为主，有机质生产力明显受气候的控制，阶段Ⅱ（9-1.4m)总有机碳和总氮含量上升，变化较小，而碳氮比值下降，表明其主要受海洋的影响，有机质主要来源于原地浮游生物。     

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.     

南黄海表层沉积物中生源要素的分布规律及其环境意义

【目的】研究南黄海表层沉积物中生源要素的分布规律及其影响因素。【方法】通过测定南黄海82个站位表层沉积物样品中生源要素的含量及表层沉积物的平均粒径,分析研究区表层沉积物中生源要素和沉积物粒径的分布特征,并从表层沉积物中有机质来源、沉积物粒度、水动力作用和环境等因素探讨其对生源要素分布的影响。【结果】南黄海表层沉积物中生源要素总有机碳(TOC)、总氮(TN)及总磷(TP)的含量与平均粒径存在显著的相关关系,近岸沉积物粒度较大,对应生源要素的含量较低,在南黄海中部海区的沉积物粒度较细,各生源要素的含量较高。【结论】表层沉积物的粒度是影响生源要素含量分布的主要因素,即粒度越细,表层沉积物中生源要素含量越高。同时,有机质来源和水动力作用在一定程度上也影响和控制着表层沉积物粒度及生源要素的分布。生源要素TP分别与TOC、TN之间相对较弱的相关关系和近岸河口等地生源要素的高值表明,可能存在其他外部环境因素也会对其含量造成影响。     

湖泊水体中氮的生物地球化学过程及其生态学意义

通过大量文献资料和实际数据分析,讨论了浅水型湖泊水体中氮的生物地球化学过程及其生态学意义.以太湖流域为例,采用入湖河流多年水文和水质监测数据,分析了流域内氮的主要来源、不同来源的相对贡献及入湖通量的年变化规律.利用氮形态转化的文献资料,讨论了入湖河流、湖泊水体和沉积物环境氮的形态转化过程及控制形态转化的物理化学条件.结合湖泊富营养化机制,讨论了氮的湖相循环及氮、氮磷比对藻类的限制性作用.围绕湖泊富营养化中氮的生物地球化学过程及其生态学意义,提出未来需要重点解决的关键科学问题.