滇池沉积物铵态氮的时空变化特征研究

沉积物在湖泊氮、磷循环和水体富营养化过程中起着重要作用。本研究应用GPS定位技术,于2003年5月至2004年5月,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铵态氮含量进行为期1 a的动态监测,全面分析了滇池不同区域、不同层次、不同时期沉积物铵态氮的动态变化特征。结果表明,滇池沉积物铵态氮平均含量为74.57 mg kg-1,全湖沉积物铵态氮平均含量年变化范围是45.55~170.1mg kg-1。沉积物铵态氮因季节变化其变化幅度很大,各区域沉积物铵态氮含量总体趋势夏季高、冬季低,但不同位点变化高峰和趋势不同。不同层次沉积物铵态氮含量变化随季节而变化,夏季为表层(0~5 cm)中层(5~10 cm)底层(10~20 cm),冬季为中层表层和底层。表层、中层、底层沉积物铵态氮含量的变化范围分别为18.71~172.9mg kg-1、29.55~192.2mg kg-1、19.93~123.8mg kg-1。各区域沉积物铵态氮平均含量以罗家村最高,斗南最低。沉积物铵态氮与水体铵态氮、水体pH呈显著正相关,与沉积物有效磷呈显著负相关,暗示了沉积物铵态氮是水体氮的源和库,并影响着沉积物中磷的释放。     

滇池水体氮的时空变化与藻类生长的关系

水体氮的时空变化及其与藻类生长的关系对研究水体富营养化具有十分重要的作用。采用GPS定位,对滇池海埂、斗南、罗家村、新街、昆阳5个代表性位点断面水体总氮、铵态氮、硝态氮及叶绿素a含量进行了为期1a的监测和动态研究,全面分析了不同区域、不同层次、不同时期滇池水体各形态氮的时空变化特征及其对藻类生长的影响。结果表明,全湖各采样点水体总氮、铵态氮、硝态氮的平均浓度分别是2.14、0.11、0.20mg·L-1,全年分别在0.66～6.44mg·L-1、0～0.74mg·L-1、0～0.94mg·L-1之间变化。各区域水体总氮的浓度以海埂和斗南最高,铵态氮和硝态氮的变化幅度较大。全湖水体总氮和铵态氮与叶绿素a呈显著正相关,硝态氮与叶绿素a呈负相关趋势;滇池不同区域水体总氮与叶绿素a呈显著正相关,海埂和罗家村位点水体铵态氮与叶绿素a呈显著正相关,海埂位点水体硝态氮与叶绿素a呈显著负相关,其他区域则无显著相关性;水体总氮、铵态氮、硝态氮对藻类生长的影响呈现显著的区域性和水层差异。     

滇池流域土壤氮磷分布特征及关键影响因素研究

从流域的尺度对滇池流域非点源污染土壤氮、磷的空间分布进行了研究。结果显示,滇池流域土壤有机质的空间分布为：西山＞斗南＞松花坝＞马金铺＞宝象河＞晋城新街＞东大河＞上蒜。土壤全氮空间分布特点为：斗南＞西山＞马金铺＞晋城新街＞东大河＞上蒜＞松花坝＞宝象河。其中斗南片区土壤氮的含量最高(0.221?0.091%),宝象河片区最低（0.132?0.048%）。土壤全磷空间分布为：上蒜＞马金铺＞斗南＞晋城＞西山＞东大河＞松花坝＞宝象河。其中上蒜片区最高（0.221?0.195%）,宝象河片区最低（0.08?0.024%）,滇池东岸和东南区为高磷素区。研究认为,长期的大棚种植模式和湖滨坝平地区过度的土地利用及大量化肥投入增加了滇池流域非点污染物氮、磷的积累,这些区域中的土壤高氮、磷积累将成为滇池非点源污染来源的高潜力区,应引起重视。     

天鹅湖沉积物中营养盐和重金属的分布特征

在荣成天鹅湖选取20个代表性样点,研究了表层沉积物中总氮、总磷、有机质和重金属的水平及分布状况,并对沉积物的环境质量进行了评价.结果表明,沉积物中总氮、总磷和有机质含量主要变化在0.6～1.2 g/kg,0.2～0.4 g/kg,5.0～20.0 g/kg之间,分别平均为0.85,0.35,19.89 g/kg;三生源要素的空间分布规律类似,其中有机质的变异程度较大.重金属Cd、Cr、Ni、Cu、Zn、Pb的平均含量分别为0.37,50.09,16.02,16.48,53.02,22.17 mg/kg,其中Cd、Cu、Zn的分布趋势类似,Cr和Ni相差不大.天鹅湖沉积物中营养盐和重金属的空间分布很不均衡,污染物质的累积与该区域的污染状况及沉积物粒度关系密切,北部人为活动频繁区和颗粒较细区含量较高,东近岸区及南部较低.与其它湖泊相比,天鹅湖沉积物中总磷和重金属的总体水平较低,Cr和Pb元素有所污染.据加拿大制定的沉积物评价标准,目前天鹅湖沉积物中污染物质不会产生大的生态毒性效应.     

不同类型岩溶湿地表层沉积物碳氮磷生态化学计量学特征时空分布

为了厘清湿地生态系统碳汇潜力和生态系统对环境变化的响应。以滇东南典型岩溶流域普者黑为研究对象,将岩溶湿地划分为河流湿地、湖泊湿地、沼泽湿地和库塘湿地4种类型,研究湿地沉积物碳、氮和磷的平衡关系,探讨了丰水期、枯水期和平水期不同水期湿地表层沉积物碳、氮、磷的分布及生态化学计量学特征。结果表明:(1)普者黑流域不同类型湿地表层沉积物SOC,TN-S,TP-S含量在不同时期的变化规律不一致,SOC含量在平水期的库塘湿地最高,为47.81 g/kg,丰水期的沼泽湿地最低,为12.77 g/kg;TN-S含量在枯水期的沼泽湿地最高,为2.93 g/kg,丰水期的库塘湿地最低,为1.22 g/kg;TP-S含量在河流湿地最高,为1.32 g/kg,丰水期的沼泽湿地最低,分别为0.43 g/kg;且不同类型湿地表层沉积物SOC,TN-S,TP-S之间呈显著正相关(p0.05);(2)不同类型湿地表层沉积物C/N-S,C/P-S和N/P-S在不同时期下的变化规律基本一致,从枯水期、丰水期至平水期除湖泊湿地外均呈上升趋势,C/N-S和C/P-S在平水期的库塘湿地最高,分别为25.43,94.49,N/P-S在平水期的沼泽湿地最高,为4.04;C/N-S,C/P-S和N/P-S在枯水期的河流湿地最低,分别为9.17,14.85,1.62,且不同类型湿地表层沉积物C/N-S,C/P-S,N/P-S与TN-S,TP-S及水质N/P-W之间呈显著正相关(p0.05);(3)总体上看,丰水期的SOC,TN-S,TP-S含量均低于枯水期和平水期,平水期的C/N-S,C/P-S和N/P-S值均高于枯水期。     

滇池流域土壤磷累积特征与释放风险研究

通过对滇池流域土壤进行采样测定与模拟试验,研究了流域表层土壤有效P、全P的累积特征和释放风险.研究结果表明,滇池流域表层土壤P素累积明显,其中全P含量范围在0.5～7.0 g/kg,平均值为2.15 g/kg,有效P含量范围在26.7～598.3 mg/kg,平均值为151.04 mg/kg,全P和有效P均高于全国土壤平均值.土壤P累积与P肥施用量密切相关,模拟试验表明土壤P释放风险临界值为57 mg/kg,按此标准,滇池流域有69%的土壤已对滇池水体构成不同程度的环境风险,其中51%的土壤P释放的环境风险较高、流失严重,并己成为滇池水体富营养化的主要污染来源之一.     

农田土地利用方式对紫色土总砷含量及其垂直分布的影响

为了探讨农田土地利用方式对紫色土总砷含量的影响,采用现场采样及室内分析测试方法,对重庆市旱地、水田、水旱轮作、果园4种土地利用方式下的紫色土总砷含量及其垂直分布进行了比较研究,结果表明:在旱地利用方式下,砷在紫色土剖面层次中呈现的分布规律由耕作层向底土层逐渐递减;在水田利用方式下,砷在土壤剖面层次间分布均衡,其各层次土体总砷平均含量分别为表层9.83 mg/kg、犁底层10.00 mg/kg、母质层10.51 mg/kg;在水旱轮作利用方式下,紫色土剖面中总砷含量呈现从B层→C层→A层依次递减的规律;在园地土地利用方式下,紫色土剖面层次间总砷的含量变化幅度较小.     

长潭水库水体沉积物营养盐分布特征及其污染评价

探究长潭水库库区沉积物中碳(C)、氮(N)、磷(P)含量特征及其污染状况,可为区域水环境质量提升提供理论依据。研究于2021年9月在水库中心区及8条入库支流断面设置28个采样点,对表层沉积物中的总有机碳(TOC)、总氮(TN)、总磷(TP)含量进行测定,并采用单因子指数法、综合污染指数法和有机污染指数法对库区污染状况进行了评价。结果表明：库区表层沉积物中TOC,TN和TP含量分别为(13.67±3.81) g/kg,(1.46±0.37) g/kg,(0.43±0.17) g/kg;其中,以柔极溪(RJR)含量较高,其TOC含量显著高于库中心区与其余入库支流(p<0.05)。表层沉积物中C/N,C/P,N/P比值范围分别为7.72～15.07,15.28～63.20,1.66～6.26。由单因子指数法和综合污染指数法分析可知,整个库区水体沉积物TN污染严重,基本属于重度污染;有机氮评价结果进一步表明库区整体处于Ⅲ级污染水平(尚清洁),其中以库中心区和RJR污染较重,存在有机氮污染(等级为Ⅳ级)。长潭水库存在一定的内源污染,且以有机污染为主。未来应加强库区水体沉积物营养盐含量动态的...     

汾河表层沉积物中营养盐和重金属的含量、来源和生态风险

采集30个汾河太原段表层沉积物样品,对表层沉积物中营养盐有机质、全氮、全磷和重金属元素砷、镉、铬、汞、铅及铝含量进行测定,同时对沉积物中营养盐及重金属的污染程度、来源和生态风险进行研究.结果表明:(1)研究区全氮、全磷、有机质含量分别为0.07～1.93 g/kg,0.05～0.97 g/kg,0.82～9.99g/kg,表现出源头低、太原市区和南郊相对较高的趋势,且主要来源于藻类和水生生物.(2)研究区As、Cd、Cr、Hg、Pb、Al含量分别为8.30～15.60 mg/kg,0.062～0.232 mg/kg,35.20～129.00 mg/kg,0.011～0.131mg/kg,15.90～63.50mg/kg,3.67～8.62mg/kg.多数点位沉积物中重金属含量高于背景值,总体呈现源头低,进入市区后快速升高,然后趋于相对稳定的态势.分析发现,汾河表层沉积物多数点位重金属EFs值大于1,河道重金属受人类活动影响较大.(3)除Cd和Hg外,研究区其他重金属和营养盐均具有造成较小生态风险的可能性,且部分点位Cr具有引起较大生态风险的可能.     

云南设施土壤盐分累积特征研究

研究了云南不同区域、不同种植年限的大棚设施土壤的盐分累秘特征.结果表明:云南设施土壤耕层盐分含量为0.50～4.22 g/kg,平均为1.76 g/kg;大棚种植年限长的地区,土壤表层盐分含量累积明显;随着大棚种植年限的延长,盐分含量、EC值呈上升趋势;随着土壤层次的加深,盐分含量、EC值逐渐降低;Na离子(交换性Na和可溶性Na)不是导致设施土壤盐害的决定性因素.     

亚热带小流域土壤氮磷分布及其环境效应

土壤氮磷积累是引起农业面源污染的主要原因。为探讨土壤氮磷含量的分布状况及其对环境的影响,选取位于长沙县金井镇的小流域为研究区域,以表层土壤(0-20cm)为采样对象,按不同的土地利用方式共采集样品1 118个。以土地利用类型为分析单元,分析说明了土壤全氮、全磷的分布特征及其环境效应。结果表明:土壤全氮和全磷含量的平均值分别为1.66,0.54g/kg,变异系数分别为34.9%和46.3%,均属于中等变异。菜地土壤全氮含量主要分布在1.8～2.4g/kg区间,旱地和水田为1.2～1.8g/kg,林地和茶园为0.6～1.2g/kg;菜地土壤全磷含量主要分布在大于1.0g/kg区间,旱地为0.6～0.8g/kg,水田为0.4～0.6g/kg,林地和茶园为0.2～0.4g/kg。结合地下水氮磷含量分析表明,土壤氮素含量与地下水铵态氮含量增加有关,对地下水水质产生影响,其中水田的影响尤为突出;土壤磷素的淋失可能具有季节性差异,还有待进一步验证。     

黄土高原苹果园地深层土壤氮素含量与分布特征

在黄土高原的凤翔、 白水、 长武、 西峰、 延安和静宁等6个苹果产区,测定了628龄苹果园地0300 cm土层土壤的全氮、 铵态氮和硝态氮含量,分析和比较了不同地区和不同树龄果园土壤全氮、 铵态氮和硝态氮含量及其剖面分布特征。结果表明: 1）不同地区和不同树龄果园土壤全氮含量为0.19 g/kg（延安）1.28 g/kg（白水）,土壤铵态氮含量为5.19 mg/kg（静宁）39.46 mg/kg（长武）,土壤硝态氮含量为3.97 mg/kg（延安）352.86 mg/kg（白水）,除延安点土壤明显较低外其它试点果园土壤全氮含量差异不大,各类果园土壤硝态氮含量差异较大,而铵态氮含量差异较小; 2）不同地区和不同树龄果园60 cm以上土层土壤全氮含量明显高于深层土壤,高龄果园土壤硝态氮含量明显高于低龄果园,并在100 cm以下土层出现不同程度的土壤硝态氮累积现象; 3）延安果园土壤全氮、 铵态氮和硝态氮含量均低于其它试点,需要增施氮肥以提高苹果产量,而凤翔、 白水、 长武、 静宁和西峰苹果园深层土壤硝态氮积累量较高,应维持或适当减少氮肥施用量。     

渭河陕西段河道沉积物中碳氮磷来源分析及污染评价

基于渭河陕西段及其支流河道16个采样点中沉积物的总氮(TN)、总磷(TP)和总有机碳(TOC)含量,运用C/N和N/P比值法研究沉积物中营养元素的可能来源,并采用有机污染指数法评价沉积物污染状况。结果表明,沉积物中TN含量为0.069~3.839g/kg,66.1%的样品含量低于平均值0.639g/kg;TP含量为0.453~1.841g/kg,62.7%的样品含量低于平均值0.713g/kg;TOC含量为0.772~25.221g/kg,62.3%的样品含量低于平均值5.609g/kg。渭河陕西段沉积物中有机质主要受内源影响,以藻类和浮游动植物为主;沉积物中磷的来源主要为外源输入。2014—2016年所有采样点的N/P值均小于Redfield比,这可能与沉积物中碳氮磷的生物地球化学过程有关。2016年11月,在局部河道如林家村、卧龙寺桥、常兴桥、兴平、草滩、清姜河入渭处可能受到外源有机质的影响。2015年内有机指数与有机氮指数变化一致,即汛前<汛中<汛后。在2014—2016年,渭河陕西段沉积物中有机氮污染和有机污染整体上得到有效控制,但在局部河道如咸阳铁桥、草滩、黑河入渭和灞河入渭处等距离城市较近区域存在污染反弹可能,需引起注意。     

Characteristic of nutrients and evaluation of heavy metal contamination on sediments among Xinpo pond,Nandu river in Hainan province

南渡江流域新坡河塘疏浚底泥的利用方向规划为农田土地整治工程中耕作层的替代土,用来发展蔬菜种植业。为了探清该流域河塘疏浚底泥的养分水平及重金属污染状况,综合考虑河塘的形态、水域面积、断面特征、流速、底泥沉积量采取典型断面布设和网格法布点,将所调查的河塘分为上游和下游,共采集0～40 cm深的底泥样品78个。通过室内底泥样品成分检测、养分灰色关联度评价、内梅罗综合污染评价、GIS空间分析等方法,分析和评价了河塘底泥的养分特征、肥力水平、重金属的含量、污染程度及空间格局分布特征,掌握了该流域底泥的养分条件、底泥重金属污染状况及底泥农业利用的风险。结果表明：1）底泥的全氮、全磷、全钾及有机质含量呈现空间异质性,下游的全氮、全磷均值含量较上游分别高出32.45%、11.88%,而下游的全钾、有机质均值含量较上游分别低14.64%、14.62%,上游段底泥养分数据的变异系数普遍高于下游段,底泥养分异质性是由河流流速、周边的自然环境及人为耕作活动造成。底泥中的全氮、全磷、有机质等养分指标达到1级（丰）水平,统计分析全钾含量为5级（缺）水平;整个河塘底泥养分要高于对照点,为底泥的农业土地利用提供了有利条件。2）底泥重金属污染物主要为Cd和Cu,其次为和Cr和Ni,Cd、Cu、Cr、Ni样品单因素污染超标率分别为76.92%、47.44%、56.41%、23.07%,且超标幅度分别为58.45%、104.58%、6.06%、68.48%;底泥重金属污染是因基性火山岩为成土母质,背景值偏高,土壤重金属被酸雨淋溶出,并随地表径流汇集在河塘中,造成了底泥的重金属超标。内梅罗综合污染指数评价可知河塘底泥是以轻微污染和中度污染为主,分别占样品数的46.15%、28.21%;底泥污染状况具有明显的空间异质性,轻微污染水平（3级）和中度污染水平（4级）的区域面积分别为62.05%、25.80%,以中、轻微污染水平的区域为主。河塘下游水面宽阔,流速减慢,造成底泥沉积量增加,污染加重及污染空间分布异质性强。应该根据底泥的污染等级及养分条件综合决定其农业土地利用。     

汤浦水库沉积物碳、氮、磷的分布与评价

[目的]研究汤浦水库沉积物中氮、磷及有机碳等污染物现状,为水质安全保障提供依据。[方法]在库区采集沉积物柱状样品,分析其中碳、氮、磷的含量,并采用有机指数法对沉积物污染现状进行评价。[结果]沉积物中有机碳平均含量12.23g/kg,总氮平均含量1.22g/kg,总磷平均含量为0.49g/kg;氮、磷及有机碳等污染物主要集中于沉积物表层0—20cm范围内。随沉积物厚度的增加,各类污染物含量下降,40cm以下的沉积物中污染物含量变化不大;有机指数评价结果显示,水库沉积物有机指数为0.13,等级为Ⅱ级,较清洁。[结论]汤浦水库沉积物受到的污染较小,但沉积物中含氮物质略多,应该引起重视。     

海南省南渡江新坡河塘底泥养分状况及重金属污染评价

南渡江流域新坡河塘疏浚底泥的利用方向规划为农田土地整治工程中耕作层的替代土,用来发展蔬菜种植业。为了探清该流域河塘疏浚底泥的养分水平及重金属污染状况,综合考虑河塘的形态、水域面积、断面特征、流速、底泥沉积量采取典型断面布设和网格法布点,将所调查的河塘分为上游和下游,共采集0～40cm深的底泥样品78个。通过室内底泥样品成分检测、养分灰色关联度评价、内梅罗综合污染评价、GIS空间分析等方法,分析和评价了河塘底泥的养分特征、肥力水平、重金属的含量、污染程度及空间格局分布特征,掌握了该流域底泥的养分条件、底泥重金属污染状况及底泥农业利用的风险。结果表明:1)底泥的全氮、全磷、全钾及有机质含量呈现空间异质性,下游的全氮、全磷均值含量较上游分别高出32.45%、11.88%,而下游的全钾、有机质均值含量较上游分别低14.64%、14.62%,上游段底泥养分数据的变异系数普遍高于下游段,底泥养分异质性是由河流流速、周边的自然环境及人为耕作活动造成。底泥中的全氮、全磷、有机质等养分指标达到1级(丰)水平,统计分析全钾含量为5级(缺)水平;整个河塘底泥养分要高于对照点,为底泥的农业土地利用提供了有利条件。2)底泥重金属污染物主要为Cd和Cu,其次为和Cr和Ni,Cd、Cu、Cr、Ni样品单因素污染超标率分别为76.92%、47.44%、56.41%、23.07%,且超标幅度分别为58.45%、104.58%、6.06%、68.48%;底泥重金属污染是因基性火山岩为成土母质,背景值偏高,土壤重金属被酸雨淋溶出,并随地表径流汇集在河塘中,造成了底泥的重金属超标。内梅罗综合污染指数评价可知河塘底泥是以轻微污染和中度污染为主,分别占样品数的46.15%、28.21%;底泥污染状况具有明显的空间异质性,轻微污染水平(3级)和中度污染水平(4级)的区域面积分别为62.05%、25.80%,以中、轻微污染水平的区域为主。河塘下游水面宽阔,流速减慢,造成底泥沉积量增加,污染加重及污染空间分布异质性强。应该根据底泥的污染等级及养分条件综合决定其农业土地利用。     

沼液对成都平原地区土壤氮、磷、钾含量及其平衡的影响

为探讨在成都平原地区冲积性水稻土上施用沼液后土壤氮磷钾元素含量的变化及养分平衡的状况,实现沼液资源化利用的绿色发展。采用田间试验,设置10个沼液施用量梯度,并以清水与常规化肥为对照。研究施用不同量沼液对土壤氮、磷、钾等养分含量的影响,并对田间各养分平衡状况进行综合分析。结果表明:当沼液施用量在108.0～126.0 t/hm~2时土壤全氮、碱解氮、全钾及速效钾含量较高,为1.35～1.42 g/kg、63.31～65.34 mg/kg、12.90～13.26 g/kg、45.45～59.25 mg/kg。随着沼液施用量的增加,土壤全磷含量(0.92～1.10 g/kg)变化不明显,而速效磷含量(8.49～18.85 mg/kg)较清水对照相比降低11.0%～59.9%。沼液处理组土壤氮、磷、钾元素的平衡范围为-25.61～66.68,-7.99～-15.34,-81.33～-145.82 kg/hm~2。当沼液施用量大于108.0 t/hm~2时,氮素能基本维持平衡。随沼液施用量增加,磷素亏损得到缓解,而钾素亏损加剧。施用适量沼液能提高土壤氮钾元素含量,但单施沼液难以满足土壤磷钾元素的平衡。因此,在实际生产过程中沼液施用量应控制在108.0～144.0 t/hm~2,并与10～15 kg/hm~2磷肥、115～120 kg/hm~2钾肥配合施用才能达到理想的效果。     

单养模式下罗非鱼亲本培育塘的沉积物产污系数初探

采用试验塘养殖方法研究了单养模式下罗非鱼（Oreochromis niloticus）亲本培育塘的沉积物污染物含量及沉积物产污系数。结果表明,单养模式下罗非鱼亲本培育塘的沉积物含水率、总有机质、TN、TP和有效磷的含量以及表层沉积物的氮磷比分别在61.07%～68.87%、5.42%～6.82%、2.12～3.18 mg.g^-1、0.34～0.45 mg.g^-1、15.39～24.92μg.g-1和5.74～7.85之间,上述指标在池塘水平分布上没有表现出变化的规律性。面积法和产量法计算得到的湿泥、干泥、总氮、总磷、有效磷、有机质的产污系数分别变化在5.60～15.13 kg.m-2、1.81～5.08 kg.m-2、7.24～23.86 g.m^-2、1.13～3.08 g.m^-2、0.06～0.18 g.m^-2、161.76～526.85 g.m-2和7.89～30.35 kg.kg^-1、2.55～10.19 kg.kg-1、10.43～47.86 g.kg^-1、1.59～6.18 g.kg^-1、0.08～0.36 g.kg^-1、256.37～1 004.69 g.kg^-1。同时,面积法计算显示,两试验塘的湿泥、干泥、总氮、总磷、有效磷、有机质的产污系数均差异不显著（P〉0.05）;而产量法计算显示,除底泥有效磷的产污系数差异不显著外（P〉0.05）,两试验塘的湿泥、干泥、总氮、总磷、有机质的产污系数均差异显著（P〈0.05）。这表明,当养殖模式、养殖技术、放养密度、投喂饲料等要素基本一致时,用面积法测定的沉积物产污系数比用产量法测定的稳定。