上海地区池塘沉积物中氮、磷、有机碳及重金属风险评价

为综合评估上海地区池塘沉积物环境质量状况,2016-2019年对上海地区36个养殖场池塘采集沉积物样品360个,检测和分析沉积物中总氮（TN）、总磷（TP）、总有机碳（TOC）及重金属Cu、Zn、Pb、Cd、Cr、Hg和As含量。研究结果表明,池塘0~10 cm层和10~20 cm层沉积物中TN、TP、TOC及各重金属均值分布无显著差异（P>0.05）,0~20 cm层沉积物（干重）中TN、TP和TOC平均含量分别为（873.37±352.45）mg/kg、（685.66±199.66）mg/kg和（6.62±3.05）mg/g,三者相关性显著。综合污染指数法和有机指数法评价结果表明,池塘沉积物中氮和有机物质的累积量较低,磷累积量相对较高,均低于其他地区高产池塘。池塘沉积物中Cr、Cd、Cu和Hg样品超标率分别为6.42%、3.21%、4.13%和1.38%,Zn、Pb和As无超标现象。地质累积指数、潜在生态危害指数法和一致性沉积物质量基准评价结果表明,上海地区池塘沉积物中重金属整体上处于清洁等级、低潜在生态危害状态,预测不会引发生物毒性效应。     

梅溪湖表层沉积物营养盐和有机质分布特征及污染评价

梅溪湖属于城市浅水湖泊，其沉积物特征可反映湖泊的水生态环境状况，对防止湖泊富营养化具有重要意义。2020年11月至2021年7月，分季节对梅溪湖表层沉积物（0～10 cm）进行了采样，分析了沉积物TN、NH4+、NO3-、TP、有效磷（AP）和有机质（OM）等指标的时空分布特征和污染程度。结果表明：沉积物（0～10 cm）TN、NH4+、NO3-、TP、AP和OM的平均含量依次为1654.68± 754.22 mg/kg、24.66± 20.02 mg/kg、13.60± 2.33 mg/kg、512.60± 281.39 mg/kg、8.58± 6.81 mg/kg和2.84± 1.43 %。湖区东部营养物和有机质含量最高。人类活动对梅溪湖表层沉积物营养盐的空间分布有着较大的影响。梅溪湖沉积物TP和NO3-含量在春季最高（4月份），冬季（1月）最低。AP含量在春季（4月）最高，在夏季最低（7月份）。沉积物TN、NH4+和OM含量没有明显的季节差异。梅溪湖沉积物TN和TP的含量变幅分别为667～4000 mg/kg和184～1475mg/kg，均已超出我国东部浅水湖泊沉积物的营养物参考阈值范围；TN和TP的标准指数变幅分别为1.21～7.27和0.31～2.46，TN全部超标，梅溪湖生态环境质量受N元素的影响较为严重，对湖泊生态系统安全构成了一定的威胁。相关分析表明，沉积物OM与TN、TP、AP、NH4+、NO3-均显著正相关，说明沉积物有机质的降解和释放对梅溪湖氮磷营养盐具有重要影响。     

南四湖表层沉积物重金属的空间分布、来源及污染评价

为研究南四湖表层沉积物中重金属含量、分布与污染特征,采集了29个表层沉积物站点并测定了8种重金属含量。采用主成分、相关分析、聚类分析法分析了重金属来源,同时运用地累积指数法和潜在生态风险指数法综合评价了南四湖沉积物中重金属的污染现状和潜在生态风险。结果表明,（1）南四湖表层沉积物中,As、Hg、Pb、Cr、Cd、Cu、Zn、Ni的平均含量分别为14.41、0.048、25.69、71.10、0.22、30.14、87.55、35.33mg/kg,其中As、Hg、Pb、Cd均超过环境背景值,在空间上表现出上级湖高,下级湖低的分布特征;（2）相关性分析、主成分以及聚类分析显示,Pb、Cr、Cu、Zn、Ni具有同源性,为自然源元素;As和Cr具有同源性,为人为源元素;Hg元素主要来源与其他几种重金属不同,受自然地质背景与人类活动的双重影响。③地累积指数法评价结果表明,南四湖沉积物重金属元素的污染程度：Hg＞Cd＞As＞Pb＞Cr＞Zn＞Ni＞Cu,Hg、Cd、As、Pb已处于无污染-中度污染程度,而其它元素无污染。④潜在生态指数法研究结果表明,南四湖表层沉积物单项重金属生态风险程度顺序为：Hg＞Cd＞As＞Pb＞Ni＞Cu＞Zn＞Cr,Hg、Cd具有较高的生态风险等级,为主要的生态风险贡献因子,其它7种重金属元素均为低生态风险等级。综合分析可见,Hg、Cd、As、Pb为南四湖表层沉积物主要重金属污染元素,各湖区沉积物污染程度由高至低依次为：南阳湖＞独山湖＞微山湖＞昭阳湖。     

杭州西湖表层沉积物中水溶性有机碳含量的时空分布特征

为了解西湖不同湖区表层沉积物中水溶性有机碳（WSOC）含量及动态变化规律,分别对西湖西进区域及大湖区域表层沉积物中的WSOC含量进行了调查。结果表明,西湖表层沉积物WSOC平均含量是387.1mg/kg,西湖不同湖区的表层沉积物中WSOC含量均呈现显著性的季节性动态变化,其中秋季含量显著低于另外三个季节,同一季节不同湖区的表层沉积物中WSOC含量不同。西湖西进区域茅家埠、乌龟潭和浴鹄湾沉水植物恢复区表层沉积物中WSOC含量均高于沉水植物匮乏区,但差异并不显著,可能是由于水流和人工作用使得恢复区与匮乏区没有严格的界限。然而开展沉水植被恢复措施的西湖西进区域却显著低于没有恢复的大湖区域,表明沉水植被恢复可以降低湖泊沉积物中WSOC含量,减少内源等污染物来源。     

东山湾水体和沉积物中有机碳的春夏季分布特征

为了解东山湾水体和沉积物中有机碳的分布特征、影响因子及其污染状况,研究分析了TOC的含量分布特征,并讨论了TOC与叶绿素a、盐度、化学需氧量、重金属及粒度等环境因子之间的关系.结果表明,东山湾水体中TOC的浓度范围为1.24～2.33 mg·L-1,平均值为1.78 mg·L-1.其浓度的分布特征呈湾内高于湾外的格局;春季东山湾水体中TOC浓度高于夏季;表底层水体中TOC浓度变化不明显.沉积物中有机碳含量的变化范围为0.02％ ～0.78％.其含量的分布趋势呈现湾中部高湾口低的格局.东山湾水体中有机碳与叶绿素a及COD值之间呈显著正相关关系,与盐度值之间呈负相关关系.沉积物中有机碳与粘土及重金属（Hg、Cu、Zn和Cr）含量之间呈显著正相关关系.     

贵州草海颗粒物和沉积物有机碳氮同位素特征及来源研究

颗粒物和沉积物作为湖泊污染物的重要载体,其同位素可以有效示踪污染物来源。本研究选取贵州草海作为研究对象,于2023年3月采集湖泊及入湖河流的悬浮颗粒物和表层沉积物,进行了有机碳同位素（δ13C）、有机氮同位素（δ15N）、C/N及总有机碳（POC、TOC）和总氮（PON、TON）的测定,结合MixSIAR同位素模型分析了湖泊有机碳氮来源及贡献率。结果表明：草海悬浮颗粒物的δ13C变化范围为-27.56‰～-23.64‰,其中湖区＞入湖河流,δ15N的变化范围为3.12‰～10.93‰,其中湖区＜入湖河流,颗粒物有机碳主要来源于大气沉降（21.1%）和水生植物（20.7%）,氮来源主要为土壤有机质（25.6%）和水生植物（25.3%）;表层沉积物的δ13C介于-28.18‰～-20.53‰,其中湖区＞入湖河流,δ15N介于1.70‰～6.58‰,其中湖区＜入湖河流,沉积物有机碳主要来源于大气沉降（34.4%）和水生植物（33%）,氮主要来源于化肥（24%）;其中入湖河流对两者有机碳氮来源影响较小;颗粒物与沉积物亦没有显著相关性,两者之间有机氮来源的差异反映出土壤有机质和水生植物来源的有机氮易降解,而化肥来源的氮则易沉积。本研究揭示了草海颗粒物和沉积物有机碳氮来源,为草海保护治理提供了科学依据。     

珠江口淇澳岛红树林湿地沉积物碳、氮分布研究

为了对珠江口红树林湿地沉积物有机质有更为全面、深入的认识,以珠江口淇澳岛红树林湿地为对象,对其沉积物有机碳(TOC)和总氮(TN)的含量分布、储量及来源进行了研究.结果表明,淇澳岛7种主要红树[秋茄(Kandelia candel)、无瓣海桑(Sonneratia opetala)、桐花(Aegiceras corni...     

汉阳湖群表层沉积物磷含量分布特征

2011年7月和10月对汉阳“六湖连通”工程的5个湖泊(后官湖、三角湖、南太子湖、墨水湖和龙阳湖)沉积物磷含量进行调查,研究其表层沉积物磷含量的空间分布和季节差异,以了解汉阳湖群的沉积物污染特征,为湖泊污染控制和生态修复提供依据.结果表明,后官湖沉积物磷含量最低,为(0.20±0.03) g/kg,龙阳湖最高,为(0.64±0.11) g/kg,二者差异显著(P＜0.05),三角湖、南太子湖和墨水湖沉积物磷含量差异不显著(P＞0.05).除后官湖外,汉阳湖群沉积物磷含量季节差异不显著(P＞0.05).汉阳湖群沉积物磷含量具明显的空间分布特征,这种分布格局主要受外源污染输入的影响.相关分析表明,沉积物全磷与水体总氮、总磷和电导率呈极显著正相关(P＜0.01),与水体透明度呈极显著负相关(P＜0.01).     

大亚湾表层沉积物中重金属污染程度评价

沉积物是海洋生态系统的重要组成部分,同时也是绝大多数污染物的最终归宿,尤其是难降解的重金属、在一定条件下,部分重金属可从沉积物中释放出来,造成二次污染,给海洋生态系统带来严重威胁。     

渤海中部海域表层沉积物磷形态及潜在生物可利用磷分布特征

磷是海洋浮游植物生长和繁殖所必需的重要生源要素，也是海洋初级生产力和食物链的基础元素，沉积物中能参与界面交换的生物可利用磷（Bioavailable phosphorus, BAP）的潜在含量取决于沉积物中磷的形态，而渤海中部区域的相关研究较少。因此本文以渤海中部海域的5个区域（唐山沿岸、秦皇岛沿岸、渤海东北部海域、渤海海峡、渤海西南部海域）为研究对象，采用分级浸取法，测定了23个采样点的沉积物样品中磷的组分、含量，并计算潜在BAP含量，研究分析了其分布特性及影响因素。结果表明：渤海中部海域表层沉积物中无机磷（Inorganic phosphorus, IP）是渤海中部海域表层沉积物中总磷（Total phosphorus, TP）的主要存在形式，唐山沿岸、秦皇岛沿岸、渤海东北部海域、渤海海峡、渤海西南部海域这五个区域沉积物中IP含量平均分别占其 TP含量的78.39%、79.06%、71.46%、84.60%、81.46%，而有机磷（Organic phosphorus, OP）则均占较小的比例。IP均以碎屑磷（Detrital phosphorus, De-P）为主要赋存形态，平均分别占TP的54.02%、52.12%、33.33%、69.41%、57.28%，IP中各形态磷的含量顺序为：碎屑磷（Detrital phosphorus, De-P）>?闭蓄态磷（Occluded phosphorus, Oc-P）>铁/铝吸附态磷（Fe and Al oxidation state phosphorus, Fe/Al-P）>弱吸附态磷（Exchangeable phosphorus, Ex-P）>钙结合态磷（Calcium-bound phosphorus, Ca-P）。河流输入、沉积物粒度和沉积环境是影响渤海中部海域表层沉积物中不同形态磷含量及分布的主要因素。根据沉积物中潜在的BAP含量分析表明，唐山沿岸、秦皇岛沿岸、渤海东北部海域、渤海西南部海域表层沉积物中潜在的BAP含量平均分别占 TP 的44.77%、46.94%、64.87%、40.54%，具备较强的向水体中释放磷的潜力。为渤海中部海域有效地提供沉了积物环境的相关信息。     

流沙湾贝类养殖海域环境质量评价

根据2008年5月至2009年2月对流沙湾贝类养殖海域渔业环境综合调查的数据,对海水环境质量的现状进行了分析讨论,综合评价了海水有机污染和营养水平,并对沉积物重金属的累积程度和潜在生态危害进行了评价。结果表明,调查海域盐度、溶解氧（DO）、化学耗氧量（COD）、无机氮（DIN）和活性磷酸盐（PO4^3-）呈季节性变化,其中盐度和DIN的季节变化与该海域季节性降水有关,而DO、COD和PO4^3-的变化与浮游植物和贝类养殖有关。评价结果显示,流沙湾海域水质清洁,海水氮（N）营养盐过剩而磷（P）贫乏,属于P限制型中等富营养化海域;调查海域沉积物中砷（As）和铅（Pb）处于无污染状态,汞（Hg）和镉（Cd）处于轻度污染,铜（cu）在部分区域处于中度污染状态;Ca、Pb、As、锌（Zn）和铬（Cr）的潜在生态危害属于轻微,Hg和Cd的潜在生态危害处于中等强度。     

对虾养殖池沉积环境中TOC_TP_TN和pH及质量评价模型

１９９５年冬季,研究了青岛地区即墨市丰城、王村、城阳区上马、流亭等乡镇的对虾养殖区８０个虾池沉积物中有机碳（ＴＯＣ）、总氮（ＴＮ）、总磷（ＴＰ）和ｐＨ与池龄的关系。结果表明,沉积物中ＴＯＣ随年代而积累,除即墨丰城泥沙质虾池外,与池龄成正线性相关,相关系数（γ）为０．７４２２￣０．８３３０（Ｐ＜０．０５）;沉积物中ＴＮ亦随年代而积累,所有调查区沉积物中ＴＮ与池龄成正线性相关,相关系数（γ）为０．４６０３￣０．８５７４（Ｐ＜０．０５）;沉积物中ＴＰ随年代而降低,与池龄成负线性相关,城阳流亭养殖区的相关系统（γ）为０．４２６１（０．１＞Ｐ＞０．０５）,其它养殖区（γ）为０．４９５６￣０．９０６０（Ｐ＜０．０５）。沉积物的ｐＨ与池龄的关系无规律可循。提出了虾池底质环境质量的评价模型。     

春季和夏季流沙湾浮游植物营养限制研究

采用室内营养加富法研究了2008年流沙湾春季和夏季营养限制状况.结果表明,春季和夏季N、P、Si、Fe等单营养添加缸浮游植物均无显著的促进效应,与对照差异不显著;而N、P和N、P、Si多营养添加缸均显著促进了浮游植物的增长.其中春季N、P缸和N、P、Si缸浮游植物叶绿素a最大生物量分别为49.9 mg/m3和38.4 mg/m3,夏季N、P缸和N、P、Si缸叶绿素a最大生物量分别达14.2 mg/m3和49.4 mg/m3.N、P协同限制流沙湾浮游植物生长;流沙湾大规模高密度贝类养殖导致的营养沉降作用和大型藻类和海草类生物代谢作用可能是造成流沙湾浮游植物营养限制的主要因素.流沙湾浮游植物受到养殖贝类高摄食压力及海域低营养供给共同作用,导致生态系统结构不平衡.     

流沙湾水产养殖区浮游动物群落特征

于2012年5月–2013年1月对流沙湾海区浮游动物进行了周年性的季度调查,共检出浮游动物41种、幼体17类,以桡足类居多(29种)。亚强次真哲水蚤(Subeucalanus subcrassus)、短尾类幼虫(Brachyuran larva)、长尾幼体(Macruran larva)在四季均有出现,并在3个季度中成为优势种。年均浮游动物丰度和生物量分别为48.12 ind./m3、13.43 mg/m3。扇贝主养区、鱼类网箱养殖区和珍珠贝养殖区的各季浮游动物丰度及生物量均低于对照区(非养殖区);大中型浮游动物主要出现在对照区,而在鱼、贝养殖区极少出现。冬季扇贝主养区多样性指数为各区最高,其浮游动物丰度、生物量迅速回升,高于鱼类网箱养殖区和珍珠贝养殖区,但仍低于对照区。研究结果显示,鱼、贝养殖区域流沙湾海区的浮游动物丰度及生物量比往年明显减小,浮游动物的小型化加剧。     

流沙湾浮游植物群落特征季节变化及其与养殖活动的关系

流沙湾是中国海水珍珠“南珠”的主产区和广东省重要的贝类养殖区。为评估湾内养殖活动的环境效应,于2015~2016年对流沙湾海区进行了夏(8月)、秋(11月)、冬(2月)、春(5月) 4个季节的浮游植物和海水理化因子调查。共检出浮游植物171种,包括硅藻门43属122种、甲藻门 10属44种、蓝藻门2属2种、金藻门2属2种和裸藻门1属1种。流沙湾内湾浮游植物细胞丰度为(0.05~79.04)×104个/L,夏季>春季>秋季>冬季,且夏季丰度远大于其他三季,内湾和外湾差异不显著。春季须状角毛藻(Chaetoceros crinitus)、红海束毛藻(Trichodesmium erythraeum)和明壁圆筛藻(Coscinodiscus debilis)为主要优势种,夏季优势种主要为中肋骨条藻(Skeletonema costatum),秋季优势种主要为拟弯角毛藻(Chaetoceros pseudocurvisetus)、奇异棍形藻(Bacillaria paradoxa)、洛氏角毛藻(Chaetoceros lorenzianus),冬季主要优势种为威氏圆筛藻(Coscinodisus wailesii)、柔弱根管藻(Rhizosolenia delicatula)、岛脆杆藻(Fragilaria islandica)。其中,奇异棍形藻为春、秋、冬季的优势种,红海束毛藻为春、夏、秋季的优势种。冗余分析表明,流沙湾浮游植物优势种在春季与水温和氨氮密切相关,夏季受透明度显著影响,而在秋、冬季受亚硝酸氮含量影响显著。流沙湾不同养殖区的浮游植物多态性和丰度有明显季节差异。与2012年相比,流沙湾外湾的养殖覆盖率提高了近50%,内湾的珍珠贝养殖减少了近90%,养殖品种、规模和分布格局都发生了明显变化,目前流沙湾的浮游植物群落特征正是对其变化的一种响应。夏季鱼类网箱养殖提高了水域营养盐水平并降低了浮游植物多样性。大规模的扇贝养殖则导致了扇贝养殖区浮游植物丰度的降低。     

流沙湾养殖结构优化与生态环境生物修复技术

建立了一种贝-鱼-藻养殖结构优化与生态环境生物修复系统,该系统通过网栏设置33.3hm2半封闭的养殖海区进行试验研究,在示范海区内设置3个功能不同的养殖区,贝类养殖与珍珠培育区、鱼类网箱养殖区、大型海藻栽培区,进行鱼类与大型海藻间养和珍珠培育。经过10个月的结构优化养殖和生态环境生物修复控制,示范海区水域水质和生物环境得以明显改善。示范海区透明度显著高于毗邻海区(P<0.05),悬浮物含量显著低于毗邻海区(P<0.05);示范海区总氮、总磷营养盐浓度随养殖期的延长逐渐升高,到9月份达到最高值,以后则逐渐下降;示范海区水域浮游生物数量随养殖时间的延长逐渐升高,浮游生物量明显高于毗邻海区(P<0.05)。示范海区养殖生物生长良好,共收获鱼类21365kg、大型海藻3091.3kg、珍珠33.5kg。育珠贝存活率为73.9%、育珠贝留核率为49.9%,优质珠比率13.7%、珠层厚度平均472μm,珍珠质量明显提高。示范海区光能利用率为0.20%,总能量转化效率为34.58%,单位净产量耗总能为2.8919MJ/kg。     

乳山湾东流区滩涂贝类养殖环境中自身污染现状分析

根据2004年6、8和10月对乳山湾的3个航次的调查资料,研究了乳山湾总氮、总磷、总有机碳的平面分布和垂直分布。结果表明,TOC、TP的平均含量及其各层次含量均未超标,TN部分超标。无论平面分布还是垂直分布,TOC、TP、TN的含量季节差异不明显,但具有明显的地域特征:TP、TN、TOC最大值,集中在污水排放口和高密度养殖区;垂直分布,大部分站位表层以下垂直变化基本趋于平稳,各层次含量基本相近;养殖区与非养殖区相比,TOC、TP的平均含量及其各层次含量基本表现为养殖区大于非养殖区,但二者相差不大。结果显示,乳山湾集约化贝类养殖对其滩涂养殖环境尚未造成积累性自身污染。     

流沙湾浮游动物群落特征及与鱼贝养殖的关系

为了解流沙湾养殖活动对浮游动物群落的影响,于2015—2016年对流沙湾海区进行了夏(8月)、秋(11月)、冬(2月)、春(5月)4个季度的浮游动物调查,分析了浮游动物群落特征及其与环境因子的相关性。共记录浮游动物18大类119种、浮游幼体17种。浮游动物种类组成以桡足类(45种)和端足类(20种)为主,其次为毛颚类(15种)、水螅水母类(12种)、等足类(6种)等。十足目幼体(Decapod larvae)为春、夏两季的主要优势类群,亚强次真哲水蚤( Subeucalanus subcrassus)、微驼隆哲水蚤(Acrocalanus gracilis)为秋季主要优势种,夜光虫(Noctiluca scintillans )为冬季主要优势种。年均浮游动物丰度和生物量分别为151.53个·m^-3 和73.48 mg·m^-3 。多维尺度分析(nMDS)结果表明,除春季外,流沙湾内湾浮游动物群落组成与外湾差异明显。典范对应分析(CCA)显示,溶解氧、磷酸盐、透明度、温度和硝酸盐等环境因子是影响浮游动物优势种分布的主要因素。在流沙湾海区,鱼类小网箱的养殖活动在夏秋两季对浮游动物群落组成和结构影响较大;贝类养殖区的浮游动物的丰度和生物量明显降低,但浮游动物群落组成及多样性与其它采样点差异不大。