连续分级提取法研究春季巢湖沉积物中不同结合态氮的赋存特征

为研究沉积物中不同形态氮的释放能力及其生物可利用性大小,为湖泊水环境生态安全评估提供基础依据,以春季巢湖表层沉积物为例,采用连续分级提取法将氮分为游离态氮(FN)、可交换态氮(EN)、酸解态氮(HN)及残渣态氮(RN),并研究了这4种形态的赋存特征.结果表明,沉积物中总凯氏氮含量(TKN)在1 004～2 285 mg·kg~(-1)之间,各形态氮含量大小为HN>EN>RN>FN,占总提取态氮比例分别为78.32%、11.50%、9.76%、0.42%.酸解氨基酸态氮是可矿化态氮最有效贡献者,多元逐步回归方法得到"最优"方程为y=0.696AAN-108.918.连续提取法测得总氮值(TSEN)比用凯氏半微量法测得总氮值(TKN)偏小,但在误差允许的范围内,TSEN可替代半微量凯氏法测得的总氮.     

黄河中游表层沉积物中无机磷的化学形态研究

采用连续浸提法对黄河中游不同粒级表层沉积物中无机磷的各种存在形态进行了研究。结果发现,黄河中游表层(5cm)沉积物中总无机磷的含量范围为1187.08～1467.98μg.g-1,平均为1360.68μg.g-1;在所有不同粒级的表层沉积物中Ca-P含量占总无机磷的绝大部分,Fe-P含量极微,各形态无机磷含量的高低顺序为:钙结合态磷(Ca-P)、闭蓄态磷(Obs-P)、铝结合态磷(Al-P)、吸附态磷(Ads-P)和铁结合态磷(Fe-P);除Ca-P(Fe-P不确定)外,其他各形态磷的的含量均随沉积物粒度变细而增高。     

三峡库区澎溪河水体和沉积物中磷的形态分布

对三峡库区支流澎溪河渠马、高阳、黄石和双江桥4个断面水体中总磷、溶解态磷和活性磷及沉积物样品中的总磷和其他4种形态磷进行测定分析。结果表明,澎溪河水体总磷、溶解态磷、活性磷质量浓度分别为0.066~0.129、0.033~0.118、0.013~0.094 mg/L。3种形态磷的分布和相对含量都存在显著的时空差异,溶解态磷和活性磷的浓度与水体中叶绿素a的含量存在一定的负相关。澎溪河沉积物中总磷含量为0.6~1.0mg/g,其值与长江干流万州段沉积物中总磷含量相近,小于澎溪河消落带和岸边土壤中总磷含量。双江桥断面沉积物样品中总磷含量高于其他3个断面。SMT(标准测量和测试)法逐级提取数据表明,澎溪河沉积物中磷的主要赋存状态为无机磷,磷灰石态磷次之,有机磷和非磷灰石磷所占比例较低。澎溪河上游渠马、高阳断面沉积物中非磷灰石磷占总磷的比例高于下游双江桥断面的比例。     

洪泽湖沉积物中磷赋存形态研究

利用连续提取法研究洪泽湖沉积物中不同赋存形态P的组成和分布特征。结果显示,洪泽湖沉积物中总P含量为725.772~977.637 mg/kg,平均827.887 mg/kg,主要由无机P组成(42.4%~65.2%)。赋存形态以铁铝结合态为主,在环境变化的条件下,铁铝结合态磷可以释放到间隙水和上层水体中,是湖泊产生富营养化的重要因素;钙结合态磷相对稳定且很难被生物利用,对湖泊富营养化影响不大。由于各种差异的存在,建议以总磷含量作为衡量水质状况的依据。     

南方内陆富营养化湖泊沉积物磷形态特征研究

采用连续提取法和欧洲SM T法对福建省山仔水库和西湖表层沉积物的磷形态进行分级提取测定。分析结果表明,两者的总磷含量分别与国内发生富营养化的深水库、浅层湖泊表层沉积物总磷含量相当,说明沉积物可能是上覆水中溶解性磷的重要来源。2个湖泊沉积物无机磷都占大多数,无机磷中铁磷含量远远高于铝磷和钙磷的含量,山仔水库铁磷占总磷量的35%～45%,西湖铁磷占总磷量的60%以上,2个湖泊表层沉积物中低百分含量的钙磷和闭蓄态磷表明沉积物中磷主要来自人为输入。     

巢湖典型流域河道沉积物磷赋存形态研究

河道沉积物磷的含量和形态可为流域磷的来源解析及评估其对下游受纳水体的影响提供重要信息。选取巢湖典型支流丰乐河和柘皋河,在平水期对两个流域共计27个采样点进行了沉积物和河水采样,沉积物采用SMT(standards measurements testing)法进行分级测定磷的不同形态,包括总磷(TP)、无机磷(IP)、有机磷(OP)、铁铝磷(Fe/Al-P)以及钙磷(Ca-P),水样测定总磷(TP)和可溶性磷(DP)。结果表明,丰乐河沉积物中TP、IP和OP的平均含量分别为522.12、323.78和140.42 mg·kg^-1,而柘皋河分别为1 060.70、755.74和125.31 mg·kg^-1,均表现为TP＞IP＞OP。丰乐河IP中的Fe/Al-P平均含量高于Ca-P,而柘皋河则相反。柘皋河沉积物TP、IP、Fe/Al-P和Ca-P总体均高于丰乐河,但丰乐河OP含量略高于柘皋河。两河不同采样点沉积物不同形态磷含量均存在较大的空间差异。丰乐河和柘皋河河水TP平均值分别为0.10和0.18 mg·L^-1,均以溶解态为主,易导致富营养化。两个流域都是农业流域,河流中磷主要来源是农业非点源和城镇生活污水的输入。柘皋河农田和村镇都相对比较集中分布在河边,不同来源的磷更容易输送到达河道。柘皋河流域距入湖口近,沉积物和河水磷含量均高于丰乐河,因此柘皋河对加剧巢湖水体富营养化的风险更大,但丰乐河沉积物Fe/Al-P和河水磷含量也比较高,依然存在一定的风险。     

土壤中砷的形态及其连续提取方法研究进展

连续提取法(Sequential extraction procedure,SEP)是研究土壤中重金属等元素赋存状态的重要手段,对土壤环境风险的评估具有重要意义。砷在土壤中的迁移转化规律与其他重金属明显不同,因此针对不同形态土壤重金属的连续提取法并不完全适用于土壤中不同形态砷的提取。本文综述了土壤砷的化学提取形态、土壤砷形态连续提取方法中的提取剂、土壤砷形态连续提取方法及发展过程,并分析和总结了Wenzel法、Shiowatana法、Keon法和Drahota法等多种常用提取方法的优缺点,最后对土壤中砷形态仪器分析技术与土壤砷形态连续提取方法的联用进行了展望。     

白洋淀柱状沉积物磷形态及其分布特征研究

应用淡水沉积物磷形态的标准测试方法(SMT),调查了白洋淀6个典型湖区柱状沉积物中的磷形态分布、垂向及在两种沉积物粒级(砂土和粉砂/粘土)上的变化特征,分析了各形态磷之间的相关性.结果表明,白洋淀各湖区柱状沉积物总磷(TP)的平均含量为531～1223 mg·kg-1 DW,无机磷(IP)是白洋淀沉积物中磷的主要成分,占TP的72%～83%.湖区水体的污染及富营养化程度影响着生物可利用的铁/铝结合态磷(Fe/Al-P)在白洋淀不同湖区沉积物中的分布,从各形态磷含量和百分含量的变化幅度来看,均是Fe/Al-P＞有机磷(OP)＞钙结合态磷(Ca-P).在垂向分布和两种粒级沉积物颗粒上,白洋淀沉积物各形态磷都有一定的变化规律,但不同磷形态的变化趋势不同,差异性也不一致.各形态磷相关性分析表明,在平均含量、垂向及粒级分布上,IP和ca-P之间呈较好相关性,说明稳定的Ca-P是IP的主体;而在平均含量和垂向分布上,TP与IP和Ca-P之间都存在着较好的相关性,说明沉积物中TP的含量主要来自IP中的Ca-P.研究结果对于探讨白洋淀水污染沉积历史及内源磷释放对水体富营养化的贡献具有重要意义.     

德州引黄灌区主要河流沉积物各形态磷分布研究

对河流沉积物中各形态磷(P)的研究有助于认识沉积物中P的行为特征、水-沉积物界面上P的迁移、转化、可利用性以及水体营养状态.以德州引黄灌区为例,采用改进的Ruttenberg SEDEX分级连续提取方法,分析了漳卫新河、马颊河和德惠新河表层沉积物中主要赋存形态磷的含量,以期为评价该地区水环境质量,探究水体污染来源以及制定相应的治理措施提供科学依据.结果表明,河流表层沉积物中总磷(TP)的含量为437.4～1197.0 mg·kg-1,无机磷(IP)的含量为373.8～1136.4 mg·kg-1,占TP的64.3％～98.5％.IP又分为弱吸附态磷(Lsor-P)、铁结合态磷(Fe-P)、自生磷和碎屑磷(Au-P&De-P),含量分别为264～415.2 nmg· kg-1、6.3～331.2mg·kg-1和302.3～563.6 mg· kg-1,分别占TP的5.2％～54.3％、0.8％～31.5％、35.7％～80.9％.有机磷(OP)的含量为9.0～413.4 mg· kg-1,占TP含量的1.55％～35.68％.三条河流沉积物中不同形态P含量的变化趋势不同,空间变异性大;从上游到下游,漳卫新河底泥中的TP呈下降趋势,马颊河底泥中TP变化幅度不大,德惠新河底泥中TP呈现出先增高后降低的趋势,变化幅度较大.相关分析表明黄河下游引黄灌区沉积物中部分形态P之间存在显著的相关性,表明这些形态的P可能来源相同或者在某些特定的条件下会相互转化.最后,提出了控制P排放来源、加强污水处理、提高农业P的利用效率以及加强相关的研究等建议.     

黄河上游沉积物中磷的存在形态及生物可利用性

采用七步连续提取法分别对黄河上游11个不同段位表层沉积物样中7种形态磷进行了分离分析,探讨了其变化规律和分布特征,分析了其生物可利用性及对黄河及海洋水体营养状况的影响。结果表明:所获得沉积物中磷的7种赋存形态为:交换态磷(Ex-P)、铝结合态磷(Al-P)、铁结合态磷(Fe-P)、闭蓄态磷(Obs-P)、自生钙结合磷(Ca-P)、原生碎屑磷(De-P)和有机磷(OP),其中De-P和Ca-P的含量范围分别为139.08～482.89mg.kg-1和40.30～125.55mg.kg-1,二者共占总磷(TP,为各形态磷的总和)含量的约87%,是沉积磷和无机磷(IP,前6种磷形态之和)的主要存在形态;OP含量范围为6.14～36.74mg.kg-1,平均占TP的4%;Ex-P、Al-P、Fe-P和Obs-P含量均较低,平均值分别为7.53、25.85、5.05mg.kg-1和0.64mg.kg-1,共占TP含量的约9%。各形态磷的含量分布直接与取样点及沉积物粒径有关。Ex-P、Al-P、Fe-P、Or-P和部分Ca-P作为黄河表层沉积物中潜在的生物可利用磷(BP),其总量至少占TP的5.91%～30.17%。根据黄河每年进入渤海的输沙量可初步估算出黄河泥沙入海后为海洋提供的BP的量达3.21～8.92万t。     

湖泊沉积物内源磷分布及其相关性研究

以太湖为研究对象，研究了湖泊内源磷以磷化氢形态的释放问题。结果表明，湖泊沉积物中的磷主要以铁磷和钙磷形态存在。湖泊沉积物中磷化氢含量与总磷、溶解态磷、铁磷、钙磷、铝磷呈显著相关，与有机磷、闭蓄态磷、交换态磷相关性不显著，表明在沉积物各种形态磷转化为磷化氢的机制中，无机磷最有可能为磷化氢形成的前体物，磷化氢可能作为富营养化湖泊中磷的生物地球化学循环的一部分，参与沉积物磷的释放过程。     

巢湖城区洗耳池沉积物磷及其生物有效磷的分布研究

利用自制柱状采泥器采集了安徽城市湖泊洗耳池的沉积物,旨在分析沉积物粒径尧沉积物含水率（WC）、总磷（TP）、生物可利用磷（BAP）和有机质（OM）的分布规律。结果表明,北洗耳池的沉积物的颗粒粒径比南洗耳池的大,比表面积比南洗耳池的小。南洗耳池和北洗耳池的沉积物属于粘土类,前者属于粘土亚类,后者属于粉粘土亚类。BAP中,以藻类可利用磷（AAP）的含量最高,其次为活性较高的钙磷（Olsen-P）,再次为水溶性磷（WSP）,而易解吸磷（RDP）的含量最低;TP、OM和WC随着沉积物深度的增加而降低;RDP和Olsen-P显著相关（α=0.05）,TP和AAP显著相关（α=0.05）,TP和WSP的相关性一般;BAP占TP的2.73%～10.40%,总体上BAP随深度的增加而降低。人为活动对沉积物中的磷和OM的分布有重要影响。洗耳池沉积物的磷污染较严重,沉积物TP浓度比一般城郊内湖的高。     

土壤/沉积物中微量重金属的化学萃取方法研究进展

用化学萃取法，包括连续萃取法和单一萃取法，研究土壤 /沉积物中的微量重金属的活动性和生物可利用性是环境土壤化学领域内的热点问题之一。这里我们将对近年来该方法所取得的一些进展、存在的问题进行详细评述。     

太湖不同营养水平湖区沉积物中磷形态的分布特征

应用淡水沉积物磷形态的标准测试方法(SMT),调查了太湖富营养程度不同的5个湖区沉积物中的磷形态分布及其垂向变化特征。结果表明,太湖各湖区沉积物中总磷(TP)和磷形态空间差异性较大,活性组分(Fe/Al-P)分布的差异性要大于活性较差的组分(Ca-P和OP),这与太湖不同湖区水动力条件,污染状况及沉积环境的有关。TP的平均含量为606.6￣1691.8mg·kg-1,高营养程度的北部湖区高于其他湖区。无机磷(IP)是各湖区沉积物中磷的主要成分,占TP的54.7%￣81.0%。在富营养程度高的藻型湖区梅梁湾,Fe/Al-P是磷的主要存在形态(>58.3%),远高于Ca-P(<25%)和OP(<20%);而在水质较好的草型湖区东太湖,则以有机磷(OP)(43%)为主;在中营养的贡湖,各形态磷比例相当。在垂向分布上,各形态磷都有一定的变化规律,但在不同湖区,不同磷形态的变化趋势不同。     

浅水湖泊沉积物磷释放的重要因子——铁和水动力

就当前湖泊内源磷释放机制研究中的几个主要方面进行了探讨，指出了研究中的不足，为进一步研究湖泊磷的内源释放机制和湖泊富营养化治理提供参考。     

pH对红枫湖表层沉积物吸附与释放磷的影响

为给进一步治理红枫湖提供参考资料,对沉积物中磷在大范围pH(2～12)下的吸附与释放特性进行了模拟试验.结果表明:红枫湖沉积物可溶性磷的存在形态包括有机磷、无机磷、铝/铁磷和钙磷等,铝/铁磷和钙磷为主要形态.红枫湖沉积物对磷的理论吸附量较大,说明,在上覆水含磷浓度较高的情况下,沉积物仍能吸附大量的磷污染物,在红枫湖水污染较轻的情况下,沉积物中的磷将释放,导致水体富营养化.pH对磷吸附的影响呈倒“U”型,对磷释放的影响呈“U”型,随着pH增大,磷的释放量也增大,这是由OH-交换能力的增强和红枫湖沉积物中可交换的铝/铁磷和钙磷含量较高所致.     

城市污水处理厂污泥化学组分与重金属元素形态分布研究

采用现场调查采样及室内分析的方法,研究了无锡芦村污水处理厂污水处理过程中污泥的化学组分和重金属元素的形态分布。结果表明,污水处理厂污水处理过程中的初沉污泥、消化污泥、生化污泥和二沉污泥总体呈高有机质、高氮磷、低K、高微量营养元素,具有良好的农用价值。但污泥中的重金属元素A s超过国家标准,限制了污泥的农用。重金属元素总量分布研究表明污水处理过程中重金属元素沉积到污泥中没有显著的差异。连续提取研究表明,不同的重金属元素的形态分布差异较大,因而其潜在的迁移性和植物毒性明显不同。A s、Ni、Zn的有效态含量的百分率在30%以上,潜在的迁移性和植物毒性最值得关注。污泥的消化无害化处理可以改变污泥中重金属元素的形态,但不能降低污泥中的重金属元素的含量。建议在污水处理过程中适当运用废水处理技术,改变重金属元素沉积方式,从而降低污泥处置成本,并提高污泥资源的利用效率。     

化学提取法与梯度扩散薄膜技术提取太湖沉积物中有效砷的比较

以底栖生物河蚬(Corbicula fluminea)为实验生物,外源三价砷污染太湖沉积物为研究对象,利用生物富集实验分别比较了DGT(Diffusive gradients in thin films)梯度扩散薄膜技术和化学连续提取法所测浓度与河蚬中砷的生物有效性的相关性,并分析了这两种方法的差异。实验结果显示随着沉积物中染毒的总砷浓度(9.48,14.12,19.88,26.86,35.66,46.42,54.25mg·kg-1)增加,DGT测得砷浓度和化学提取法所测砷含量也随之增加,Pearson相关系数均在0.98以上(P<0.01),表明这两种技术均能很好地预测沉积物中有效砷含量。通过河蚬对三价砷的暴露实验,发现当沉积物总砷含量在35.66mg·kg-1以下时,暴露14d和28d后河蚬体内富集的总砷含量与暴露浓度增加趋势一致。Pearson分析结果显示DGT法和化学提取法测得结果均与河蚬体内砷的富集量显著相关,因此这两种方法都可用于预测河蚬体内肉质部的总砷富集量。