颤蚓及其生物扰动对表层沉积物微环

以颤蚓为扰动生物, 通过室内模拟实验, 借助微电极研究颤蚓孔穴附近沉积物微环境pH和溶解氧(DO)的高分辨率分布及变化规律. 结果表明: 沉积物的pH值随扰动时间延长先升高后降低, 颤蚓扰动对pH值的降低有抑制作用; 当扰动时间相同时, 颤蚓使沉积物表面的pH值以颤蚓孔穴为中心出现下降（最多达0.3 pH单位）, 该下降
作用可影响孔穴周围半径1 mm的范围; 无生物体系中的水 沉积物界面附近DO值随时间延长逐渐降低, 但颤蚓的扰动作用使孔穴附近沉积物表面的DO值在水平方向上升高（可升高9.2~17.0 μmol/L）, 并增加DO的渗透深度, 使最大渗透深度从3 mm增加到5 mm. 因此, 沉积物中的颤蚓可通过改变沉积物微环境pH和DO的分布特征, 进而影响水 沉积物界面附近污染物的环境行为.     

室内模拟研究颤蚓扰动对污染沉积物中镉形态分布的影响

通过室内模拟颤蚓在镉污染湖泊沉积物中的生物扰动, 采用Tessier连续萃取法对生物扰动后不同深度沉积物中的镉进行形态分析. 通过研究颤蚓扰动对沉积物不同深度的氧化还原电位及上覆水pH值的影响, 进一步分析其对沉积物中镉形态分布的影响. 结果表明, 颤蚓扰动可以改变其活动区域内沉积物的微环境（如pH值、 氧化还原电位等）, 进而对沉积物中镉的主要存在形态产生影响; 颤蚓扰动可提高镉从沉积物内部微孔向溶液中扩散的速率, 进而提高沉积物中镉的纵向迁移能力, 促进镉从铁锰氧化物结合态向可交换态的转移; 颤蚓扰动还能增加沉积物表层碳酸盐结合态及可交换态镉的质量比, 影响水/沉积物界面镉的交换; 有机/硫化物结合态及残渣态镉的质量比较低, 受颤蚓生物扰动影响不显著.     

基于平面光极技术研究颤蚓生物扰动对水中Cd2+向沉积物迁移的影响

制备了一种能够选择性识别Cd~(2+)的平面传感膜;该膜具有响应速度快(20 s)、准确性高及稳定性好等特点。利用该传感膜制备的Cd~(2+)平面光极系统,应用于生物扰动存在的水/沉积物体系中,根据体系垂直剖面Cd~(2+)的分布及迁移情况,研究颤蚓生物扰动对上覆水中Cd~(2+)向沉积物迁移的影响。研究发现:制备的Cd~(2+)平面光极系统可以反映出上覆水中Cd~(2+)向沉积物迁移的过程。无生物扰动时,沉积物仅表层及水/沉积物界面下2 cm深度范围内第1~3 d的Cd~(2+)浓度略有升高,随后趋于稳定;深度超过2 cm的沉积物Cd~(2+)浓度几乎不变(同背景浓度)。有生物扰动时,深度约5 cm范围内的沉积物中Cd~(2+)浓度显著增加,深度越浅的沉积物中的Cd~(2+)浓度增加越快,深度超过5 cm的沉积物中Cd~(2+)浓度基本不变。与无生物相比,颤蚓扰动可以显著促进Cd~(2+)由上覆水中向沉积物的迁移。     

生物扰动对沉积物中污染物迁移转化影响的研究进展

生物扰动可以改变沉积物的理化性质和生物地球化学作用,从而促进或减弱污染物从沉积物向水中的释放,而沉积物中污染物的迁移转化规律对于指导环境修复以及评价污染物的潜在风险均大有裨益.本文介绍了生物扰动的定义,并综述了近年来关于生物扰动对沉积物中污染物迁移转化影响方面的研究.     

生物扰动下水/沉积物体系中pH,DO和p_(CO_2)的变化规律

利用平面光极技术,制备pH、溶解氧(DO)和CO_2分压(p_(CO_2))荧光传感膜,构建集3种膜于一体的水/沉积物模拟体系,并研究颤蚓扰动作用下体系中pH,DO,p_(CO_2)的二维分布与协同变化规律.结果表明:无生物扰动体系中上覆水和沉积物各参数变化较小;存在颤蚓扰动体系中各参数随时间变化均较显著,随着扰动时间延长,体系中pH,DO,p_(CO_2)呈均一化趋势;在有生物扰动的体系中,3个参数间存在一定的协同变化趋势并相互影响.     

紫彩血蛤的生物扰动对沉积物颗粒垂直分布的影响

以玻璃作为示踪颗粒，研究底栖双壳类软体动物紫彩血蛤对沉积物的扰动。室内实验的结果表明，在整个实验周期１０ｄ内，沉积物表层的示踪颗粒有４７％向睛迁移，最大迁移深度１２ｃｍ，垂直迁移率为１．８０×１０＾－５·ｇ＾－１·ｃｍ＾－２·ｄ＾－１。沉积     

再悬浮扰动对巢湖沉积物重金属元素释放的影响

文章使用Y型再悬浮装置探究在不同扰动强度和持续时间条件下,巢湖底泥沉积物再悬浮对上覆水体理化性质及重金属元素释放的影响。研究发现：沉积物再悬浮过程中,南淝河入湖区与西湖心的悬浮颗粒物质量浓度、pH值和溶解氧(dissolved oxygen, DO)均与物理扰动的强度、时间有关;南淝河入湖区上覆水体中Cr、Cu、Ni、Zn、Pb、Hg、As的质量浓度整体随水体流速和颗粒物悬浮时间的增加逐渐增大,Hg、Pb和Cu水溶态质量浓度在垂向分布上随水体深度增加而逐渐增大;西湖心上覆水体中Zn、Ni、Hg、As、Pb和Cr的质量浓度在扰动实验的初期迅猛上升至峰值,但后期逐渐下降并趋于稳定,且在垂向上分布均匀。通过分析释放通量发现,南淝河入湖区与西湖心上覆水体表层、中层和深层的溶解态重金属元素释放量并不是持续增长的,但可推断由于再悬浮进入上层水体的沉积物颗粒中重金属元素污染物含量比底泥中更高。     

水丝蚓对水田沉积物颗粒垂直分布的生物扰动作用

以化学性质稳定的玻璃珠作为示踪颗粒,研究水丝蚓扰动对水田沉积物颗粒垂直分布的影响.探讨底栖动物在水层一底栖界面耦合过程中的生物扰动作用.水丝蚓扰动10d后,沉积物表层示踪颗粒有31.6%向下迁移,最大迁移深度为6.3cm,垂直迁移率为1.048×10-3g-1·cm-2·d-1.6cm深处的示踪颗粒分别有32.0%和21.1%在扰动后向上和向下迁移,向上和向下最大迁移距离分别为4.1cm和3.4cm,垂直向上和向下迁移率分别为1.061×10-3g-1·cm-2·d-1和6.998×10-4g-1·cm-2·d-1.水丝蚓对水田沉积物颗粒的垂直分布具有重要影响.     

水丝蚓对水田沉积物颗粒垂直分布的生物扰动作用

以化学性质稳定的玻璃珠作为示踪颗粒,研究水丝蚓扰动对水田沉积物颗粒垂直分布的影响,探讨底栖动物在水层-底栖界面耦合过程中的生物扰动作用。水丝蚓扰动10d后,沉积物表层示踪颗粒有31.6%向下迁移,最大迁移深度为6.3cm,垂直迁移率为1.048×10-3g-1.cm-2.d-1。6cm深处的示踪颗粒分别有32.0%和21.1%在扰动后向上和向下迁移,向上和向下最大迁移距离分别为4.1cm和3.4cm,垂直向上和向下迁移率分别为1.061×10-3g-1.cm-2.d-1和6.998×10-4g-1.cm-2.d-1。水丝蚓对水田沉积物颗粒的垂直分布具有重要影响。     

曝气对河流沉积物中重金属Cu,Pb,Zn和Cd释放的影响

采用模拟实验研究了长春市伊通河沉积物中重金属Cu,Pb,Zn和Cd在曝气条件下的释放规律, 利用Tessier连续萃取法分析曝气前后沉积物中重金属的形态变化. 结果表明, 4种重金属的释放速率和过程各不相同, Zn的释放速率远远小于Pb和Cd, Cu在整个实验过程中浓度变化缓慢. Pb和Zn在曝气一段时间后均出现再吸附或共沉降现象. 所研究样品的金属释放出现峰值时间较快, 存在着较大的生态风险性. 沉积物中的重金属经过曝气后也由原来相对稳定的存在形态逐渐向生物易于吸收的结合态转化, 增加了重金属的生物毒性.     

颤蚓及其生物扰动对表层沉积物微环境pH和溶解氧的影响

以颤蚓为扰动生物,通过室内模拟实验,借助微电极研究颤蚓孔穴附近沉积物微环境pH和溶解氧(DO)的高分辨率分布及变化规律.结果表明:沉积物的pH值随扰动时间延长先升高后降低,颤蚓扰动对pH值的降低有抑制作用;当扰动时间相同时,颤蚓使沉积物表面的pH值以颤蚓孔穴为中心出现下降(最多达0.3pH单位),该下降作用可影响孔穴周围半径1mm的范围;无生物体系中的水-沉积物界面附近DO值随时间延长逐渐降低,但颤蚓的扰动作用使孔穴附近沉积物表面的DO值在水平方向上升高(可升高9.2~17.0μmol/L),并增加DO的渗透深度,使最大渗透深度从3mm增加到5mm.因此,沉积物中的颤蚓可通过改变沉积物微环境pH和DO的分布特征,进而影响水-沉积物界面附近污染物的环境行为.     

河流潜流带生物扰动对重金属铜(Cu)迁移的影响研究

生物扰动影响潜流带污染物的迁移并对水生生态系统造成威胁。以水丝蚓和摇蚊幼虫为扰动生物,利用21天室内微宇宙模拟实验确定两种生物及其不同密度扰动(0.5,1,1.5条/cm~2)以及组合扰动对上覆水和间隙水中铜(Cu)浓度和沉积物-水界面Cu扩散通量的影响。结果表明,水丝蚓的生物搬运和摇蚊幼虫的生物灌溉作用都促进上覆水和间隙水中Cu浓度显著提高。水丝蚓的生物搬运导致的向上输送促进了Cu由间隙水向上覆水中释放,而摇蚊幼虫的生物灌溉作用促进Cu由上覆水向间隙水迁移。混合组中摇蚊幼虫影响水丝蚓的向上搬运活动,减弱了Cu向上覆水的运动,有利于水体净化。生物密度对重金属Cu浓度和通量影响显著。水丝蚓扰动对重金属Cu的浓度和再分布的影响都与密度相关。间隙水中重金属浓度受水丝蚓和摇蚊幼虫的密度显著影响。研究结果可为潜流带重金属污染的防治提供参考。     

摇蚊幼虫扰动对沉积物-水微界面氧化还原特征的影响

生物扰动是影响沉积物-水微界面反应的重要因素,为了明确生物扰动作用对沉积物-水微界面氧化还原特征的影响机制,从环境微界面角度出发,以摇蚊幼虫为例,借助高分辨率的微电极系统解析沉积物-水微界面O_2、p H、氧化还原电位(Eh)的垂向分布特征。结果表明,摇蚊幼虫的生物扰动作用显著增加了沉积物-水微界面处的溶解氧浓度;降低了上覆水的p H值,提高了沉积物的p H值,且上覆水p H时空变化较大,沉积物p H值变化较小;廊道里O_2增加,使Eh值也相应地提高,而没有生物扰动到的地方Eh值偏低。摇蚊幼虫通过呼吸和摄食作用将富含氧气的上覆水引进廊道,充入的氧气改变了微界面的氧化还原条件。     

生物扰动对沉积物侵蚀和沉积的影响

海洋沉积物的侵蚀和沉积过程对海底地形地貌具有重要的作用,侵蚀和沉积速率的相对比值不仅影响沉积层的稳态过程,还能改变沉积层的理化属性。侵蚀和沉积过程涉及因素复杂,不仅包括物理因素(海流、潮汐、沉积物性质)、化学因素(浑浊度、间隙水的离子组成),还包括生物因素(海草、海藻的丰度以及生物扰动作用)。生物扰动是海洋生态学重要的研究内容之一,是水层-底栖界面的耦合过程中的关键生物影响因子。自20世纪50年代以来,生物扰动逐步得到重视,尤其是在水层-底栖界面耦合过程中的作用,并逐步由定性研究过渡到定量研究,进入室内生态模拟、现场测试和构建模型相结合的阶段。但生物扰动对沉积物侵蚀和沉积的影响研究起步相对较晚,10余年前才开始得到较多关注。本文综述生物扰动对沉积物侵蚀和沉积的影响,包括目前研究状况,常用的研究材料和方法以及研究热点,为今后深入研究关键生物种群的生物扰动对沉积物侵蚀的影响以及地形地貌的形成提供参考。     

垃圾焚烧中硫化合物对Cd、Pb迁移和转化的影响

采用管式炉和模拟垃圾对垃圾中不同硫化合物对重金属Cd、 Pb迁移分布特性的影响进行了研究,使用ICP-AES(美国EPA消解方法)、 SEM/EDS和XRD分析技术对重金属浓度、灰渣表面形貌及成分和灰渣X射线衍射成分等进行了分析.结果表明: 硫化合物对Cd、 Pb迁移分布特性有着显著影响,它易与Cd形成金属硫化物和硫酸盐,从而使Cd更多地向底渣分布;同时使Pb更易向飞灰分布.另外,随着S和Na2S加入量的增加, Pb在底渣中的分布越来越少;但是随Na2SO4加入量的增加, Pb却会增加.     

基于平面光极的DO二维实时监测系统在生物扰动存在下水/沉积物体系中的应用

采用改进的平面传感膜制备方法, 建立应用于淡水/沉积物模拟体系的溶解氧(DO)二维分布监测系统. 结果表明： 采用物理包埋法将荧光指示剂三(4,7-联苯-1,10-邻菲啰啉)二氯化钌固定于乙基纤维素膜上, 制备的DO平面传感膜荧光强度随DO质量浓度的增加而减小, 符合荧光淬灭的Stern Volmer方程, 具有DO响应范围宽（0～20 mg/L）、 响应速度快（<60 s）、 准确性高、 可逆性和稳定性好等优点; 在生物扰动存在下, 沉积物DO变化较小, 对上覆水DO影响较大, 这是由于物理混合和氧化还原等多种机制综合作用所致, 生物扰动将直接或间接影响这些作用.     

湖泊沉积物中重金属污染评价及生物修复方法的研究进展

近几十年来,由于经济迅速发展及人口剧增,大量工业废水、农业径流及生活污水被直接或经河流排入湖泊、海洋等,水环境日益恶化。对湖泊重金属污染的研究有利于对湖泊环境的保护及进一步治理。本文阐述了重金属对湖泊的影响,介绍了国内重金属在湖泊沉积物中的污染评价方法,总结了国内外生物修复湖泊环境方法。     

乐安河-鄱阳湖段水环境因子对重金属Cu、Pb、Cd迁移转化的影响

选择乐安河-鄱阳湖段等典型湿地为研究区,在乐安河流域共设置16个典型样点,于2012年采集水样、底泥沉积物等样品,进行Cu、Pb、Cd等重金属污染的监测与评价,并对水体中pH值、总氮、总磷、COD等水质指标进行监测分析,探讨水体pH值、总氮、总磷、COD等水质指标对重金属Cu、Pb、Cd等污染物在水体及底泥沉积物中的迁移转化影响。结果表明:水环境因子中的总氮含量、总磷含量与水体中的Pb含量呈显著负相关;而水体总氮含量与水中的Cd含量呈显著正相关,且与土壤中的Cd含量呈显著负相关;水体COD含量与水样中的Cu含量呈显著正相关,水体pH值和水体中的Cu含量和水样中的Pb含量呈显著负相关。