长寿湖表层沉积物中磷的赋存形态及生物有效性分析

基于连续提取法对长寿湖15个采样点沉积物中磷的赋存形态进行了研究,并探讨了磷的生物有效性和评价了沉积物的污染性。结果表明：①无机磷(IP)是长寿湖表层沉积物总磷(TP) 中的主要赋存形态,平均占总磷(TP)的74.82%,有机磷(OP)只占较小部分。②无机磷(IP)中自生钙磷(Ca-P)所占比重最大,各形态磷所占比重大小依次为：Ca-P﹥Fe-P﹥Detr-P﹥Ads-P。③相关性分析表明,总磷(TP)的含量及分布主要受到无机磷(IP)的影响,无机磷(IP)受到自生钙磷(Ca-P)的控制。④长寿湖表层沉积物中潜在生物有效磷的含量为412.13～713.25μg•g-1,平均占总磷(TP)的89.98%,具有很强的释磷潜力。⑤长寿湖表层沉积物呈中度污染,应加强监测和治理。     

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。     

桑沟湾养殖海域柱状沉积物中磷的赋存形态和生物有效性

以桑沟湾扇贝和海带两个养殖海区的柱状沉积物为研究对象,采用连续提取法将沉积物中磷的赋存形态分为交换态磷（Ex-P）、铁结合态磷（Fe-P）、自生磷（Au-P）、碎屑磷（De-P）和有机磷（Or-P）,并分析了各形态磷的垂直分布特征;利用沉积物年代序列测定的结果,结合桑沟湾水产养殖历史,探讨了近200年来桑沟湾养殖海域沉积物中磷形态的含量变化情况,并进一步分析了该区域的生物有效磷。结果表明,柱状沉积物中上层各形态磷的含量高于底层,表明养殖活动使桑沟湾表层沉积物中的磷含量增大。各形态磷的含量在贝壳沉积区内变化幅度均较大,Or-P是沉积物中磷的主要形态;扇贝养殖区沉积物中的总磷（TP）、Or-P和海带养殖区沉积物中的TP、Or-P在沉积时间序列上分布基本一致,其含量变化与各时期工业生产和海水养殖活动密切相关;两个区域柱状沉积物中潜在生物有效性磷占总磷的百分比为61.2%和71.0%。沉积物中Ex-P的含量对该海域的初级生产力的影响较大。     

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。     

沉水植物苦草对沉积物各形态磷时空分布的影响

监测苦草生长过程中根系及沉积物中磷含量和形态的时空变化,探讨苦草根系在生长过程中对沉积物磷时空分布的影响。聚乙烯塑料桶中铺设沉积物为暴发水华水体的底泥,厚度10cm,干重4 821.00g,底泥铺设完毕后缓慢注入100L水(TP 0.02mg/L)。试验桶种植2g苦草休眠芽。沉积物样品磷形态分析采用国际通用的SMT法,在采集沉积物同时采集苦草样品,测定根系生长情况及根系在沉积物中的分布。结果表明:苦草在生长过程中能降低沉积物各层总磷(TP)、NaOH提取磷(NaOH-P)、HCl提取磷(HCl-P)、无机磷(IP)和有机磷(OP)的含量,沉积物各形态磷含量的下降速率为:NaOH-PHCl-PIP=OP;随着苦草根系的生长,在苦草根系分布区沉积物中各形态磷的含量明显低于非根系分布区。苦草根系通过对环境因子氧化还原电位和pH的改变从而影响根系周围沉积物磷的含量,沉积物中各形态磷含量随着苦草根系面积的增加而减小。     

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).     

东太湖沉积物中磷的形态分布特征研究

应用化学连续提取法对东太湖沉积物中不同形态的磷进行提取,并分析了其空间分布特征和垂直分布特征。结果表明,东太湖沉积物中磷形态以碎屑态磷(Ca-P)、有机磷(Or-P)、自生磷(De-P)、铁结合态磷(Fe-P)为主,平均含量分别为188.6±32.5、73.1±18.6、45.2±3.3、34.3±18.5μg/g;弱吸附态磷(Ex-P)、闭蓄态磷(Oc-P)和铝结合态磷(Al-P)含量较低,分别为6.7±2.2、4.0±1.9、1.3±0.4μg/g;总磷（TP）的平均值为353.1±46.3μg/g。Ca-P、Or-P 、De-P 、Oc-P四种不易释放的磷形态占88%,而Fe-P、Ex-P、Al-P三种易释放的磷形态仅占12%。除了Ca-P含量随沉积物深度的增加而增大,Al-P含量较低且随深度增加无明显变化,其他各形态磷含量大致随深度的增加而减少,表现出“表层富集”现象。上述结果表明,东太湖的内源磷负荷较小,但有增加的趋势。     

广州市郊养殖池塘表层沉积物中氮磷的初步研究

2006年2、3月对广州市郊养殖池塘表层沉积物中的氮磷含量及分布特征进行了调查.结果表明:池塘表层沉积物中的TN和TP、含水率、TOM(总有机质)均明显高于珠江参照点,TN、TP、含水率和TOM分别为2.358 mg/g、1.643 mg/g、62%和9.9%;养殖池塘表层沉积物磷形态主要是以HCl-P为主,占TP的45.8%,而珠江参照点则主要是以NaOH-P为主,占TP的66.1%.池塘表层沉积物中TN/TP与水体中TN/TP有近一个数量级之差,前者为6.27～16.37,而后者则仅为0.82～1.97,这可能与表层沉积物氮磷的循环特点有重要关系.     

大通湖表层沉积物中多环芳烃的含量、来源与生态风险评估

为了解环洞庭湖区湖泊沉积物中多环芳烃(PAHs)的污染状况,2008年10月,选择典型内湖大通湖采集3个表层沉积物样品,采用加速溶剂萃取-高效液相色谱法测定了样品中美国环境保护局优先控制的16种PAHs。结果表明,大通湖表层沉积物中共检出9种PAHs,其含量在82~310μg/kg,平均185μg/kg。根据LMW/HMW、Phe/Ant和Fla/Pyr的比值判断,大通湖表层沉积物中的PAHs主要来源于煤炭、石油等化石燃料的不完全燃烧。大通湖各点位表层沉积物中w(PAHs)均低于ERL,更远低于ERM,生态风险较低。与国内其它湖泊(水库)相比,大通湖表层沉积物中PAHs的污染较轻。     

洞庭湖表层沉积物营养盐和重金属污染特征及生态风险评价

为探究洞庭湖表层沉积物中营养盐和重金属的空间分布特征与生态风险,2012年2月和2013年4月在东、南、西洞庭湖各取3个共计9个具有代表性样点的表层沉积物,测定其有机质（OM）、总氮（TN）、总磷（TP）、镉（Cd）、汞（Hg）、砷（As）、铅（Pb）和铬（Cr）的含量。结果表明,洞庭湖表层沉积物中 OM、TN 和 TP 的含量分别为1．48％～4．22％、382～2217 mg／kg 和142～716 mg／kg,与国内其他湖泊（水库）相比,OM和 TN 含量处于中等水平;OM和 TN 的空间分布相似,表现为南洞庭湖区＞东洞庭湖区＞西洞庭湖区,TP 表现为东洞庭湖区＞西洞庭湖区＞南洞庭湖区。洞庭湖表层沉积物中,Cd、Hg、As、Pb 和 Cr 的含量分别为0.60～20．70 mg／kg、0.090～0．640 mg／kg、10．4～83．7 mg／kg、16．9～95．8 mg／kg 和59．0～199．0 mg／kg,其中 Cd 和 As 超过土壤环境质量三级标准,是主要的重金属污染物;Cd 和 Hg 的空间分布相似,表现为南洞庭湖区＞西洞庭湖区＞东洞庭湖区;As、Pb 和 Cr 的空间分布相似,表现为南洞庭湖区＞东洞庭湖区＞西洞庭湖区。初步评价结果显示,除 TP 外,其余营养盐和重金属均具有引起较低生态风险的可能性,横岭湖和虞公庙的 Cd、As 和 Cr 以及洞庭湖出口的 Cr 具有引起较高生态风险的可能性;受 Cd 和 As 含量较高的影响,南洞庭湖区具有较高的生态风险。     

广州河涌城市废水暴露致食蚊鱼组织病理学变化

对生长在广州海珠涌和黄埔涌中食蚊鱼（Gambusia affinis）目标器官组织结构变化进行观察,调查广州河涌污染现状及对食蚊鱼的毒性效应,探究利用鱼类作为指示生物去评价城市河涌水污染的现状。选取宝岗大道、洪德、赤岗和苗艺路段4个采样点,并设置对照点。食蚊鱼采集分别于2012年12月（冬季）和2013年6月（夏季）进行,每个采样点的食蚊鱼总数在200尾以上。使用水质监测仪测定各采样点的水质参数,包括pH值、温度、电导性和溶解氧。对食蚊鱼的肝脏、性腺、鳃和肠等器官进行石蜡组织切片,H-E染色,荧光倒置相差显微镜下观察并拍照。结果表明,海珠涌和黄埔涌水污染严重,属IV或V类水质。仅苗艺路段冬季的溶解氧高于5 mg/L,其余采样点溶解氧为1?3 mg/L。食蚊鱼由于供氧不足,其生长发育受到严重影响。主要器官组织出现不同程度的形态结构变异：肝细胞界限模糊,毛细血管扩张充血,部分肝细胞空泡化,出现一定数量黄棕色色素细胞团。多数卵母细胞发育停滞在II时相和III时相阶段。鳃小片上皮细胞增生肿大、充血,出现呈球状或棒状的动脉瘤;相邻鳃小片出现融合,鳃丝软骨出现增生和扭曲肿大现象。精巢及肠道则无明显变化。研究结果显示,广州河涌水污染十分严重;食蚊鱼肝脏、性腺和鳃组织对河涌水体污染的毒性反应十分敏感,可以作为监测及评价城市河涌水污染的生物标志物。     

有机质对大型富营养化浅水湖泊沉积物磷吸附特征的影响

以大型浅水湖泊(太湖和巢湖)为研究对象,系统分析了沉积物有机质(OM)含量和组成、磷吸附参数、磷形态及间隙水溶解反应性磷(SRP)浓度在水平方向上的分布.吸附解吸平衡浓度(EPC0)与SRP浓度的比较结果表明,在太湖北部与巢湖南淝河入湖口等污染较严重的区域,沉积物仍表现出吸附磷的功能;OM与土壤有效磷(Olsen-P)、磷吸附指数和碱性磷酸酶活性均显著正相关,有机质分解所产生的小分子物质可增加磷的吸附容量;添加小分子有机质的室内模拟试验进一步证实了上述假设,糖类主要影响磷的吸附能,而氨基酸主要增加最大吸附量.有机质自身及其降解产物以不同方式影响沉积物对磷的吸附能力,并据此调节湖泊富营养化过程.     

阳宗海湖滨湿地沉积物中重金属空间分布特征

以阳宗海不同湖岸湖滨湿地沉积物为研究对象,分析测定沉积物中7种重金属含量,评价不同湖岸重金属的污染程度,探讨在不同干扰方式下湖滨湿地沉积物中重金属的主要污染特征,为阳宗海重金属污染防治提供理论依据。结果表明：（1）阳宗海湖滨湿地不同湖岸7种重金属元素污染程度存在差异,表现为：东岸>北岸>南岸>西岸。As、Cd、Cr、Zn、Mn的最高值出现在东岸,Co、Cu、Ni的最高值出现在北岸,Pb的最高值出现在南岸。（2）不同区域湿地沉积物中,东岸（Cu、Ni、As、Cd）、南岸（Cu、Cd）、西岸（Cd）、北岸（Cu、Ni、Cd）的重金属含量明显高于土壤环境质量2级标准,是主要的重金属污染因子,Cu、Ni、As、Cd的含量分别为43.41~111.15、41.64~57.23、10.28~65.31、1.02~1.99 mg/kg;（3）阳宗海流域上游的铝厂、电厂等高污染企业产生的工业“三废”未经有效净化直接排放,流域周围生活污水、化肥和农药等农业面源污染是导致湖泊重金属污染严重的主要原因;（4）湖滨湿地沉积物中重金属与有机质、全磷之间相互影响,Cu、Ni、As和Cd与全磷呈显著正相关,相关系数分别为0.674、0.790、0.357和0.626（P<0.01）,增加磷的含量,会增加沉积物对重金属的吸附量;Cu、Ni、As和Cd与有机质呈显著正相关,相关系数分别为0.393、0.451、0.406和0.497（P<0.01）。有机质的降解促进金属离子的释放,使沉积物中重金属含量增高。     

菊花心江蓠在网箱养殖区的生物修复作用

2003年8～12月，利用菊花心江蓠(Gracilaria lichenoides)在福建省东山县八尺门网箱养殖区进行生物修复实验。通过定点跟踪监测，定点连续监测，断面监测和平面监测，结果表明，江蓠对受污染的海水具有较好的修复效果。菊花心江蓠能有效提高水中的DO浓度，使修复实验区的DO浓度明显高于非养殖区和网箱养殖区的DO浓度；菊花心江蓠还能降低水中的IN、IP浓度，特别是3种价态的IN中，菊花心江蓠优先吸收铵氮，这对减轻网箱养殖区自身污染的影响更具实际意义。     

有机质对大型富营养化浅水湖泊沉积物磷吸附特征的影响

以大型浅水湖泊（太湖和巢湖）为研究对象,系统分析了沉积物有机质（OM）含量和组成、磷吸附参数、磷形态及间隙水溶解反应性磷（SRP）浓度在水平方向上的分布。吸附解吸平衡浓度（EPC0）与SRP浓度的比较结果表明,在太湖北部与巢湖南淝河入湖口等污染较严重的区域,沉积物仍表现出吸附磷的功能;OM与土壤有效磷（Olsen-P）、磷吸附指数和碱性磷酸酶活性均显著正相关,有机质分解所产生的小分子物质可增加磷的吸附容量;添加小分子有机质的室内模拟试验进一步证实了上述假设,糖类主要影响磷的吸附能,而氨基酸主要增加最大吸附量。有机质自身及其降解产物以不同方式影响沉积物对磷的吸附能力,并据此调节湖泊富营养化过程。     

武汉城市湖泊水质及水体富营养化现状评价

为了判别武汉市典型城市湖泊汤逊湖、野芷湖、黄家湖和东野芷湖的水质状况,从2011年3月～2012年2月,对这四个湖泊进行了周年水质监测。采用了水体总氮、总磷、叶绿素a、透明度等参数,对水质现状、水体富营养化程度进行了综合分析。结果表明,该四湖的水质污染程度呈现明显的梯度。水体富营养化综合加权指数法评价表明,湖泊全年富营养化状态级别处于中营养到轻度富营养化之间。     

Limnological perspectives on conservation of floodplain lakes in the Amazon basin

1. Limnological aspects of Amazon floodplain lakes are examined in the context of aquatic conservation.
2. A prerequisite to detecting and evaluating changes that could threaten the ecological health and organisms in floodplain lakes is understanding variation under present conditions. Based on one of the few studies with regular measurements over 2 years, chlorophyll, total phosphorus, dissolved oxygen, transparency, and total suspended solids in Lake Janauacá indicate that the lake is naturally quite variable with a mesotrophic to eutrophic status.
3. Direct threats to ecological health of floodplain lakes include mining operations that can increase turbidity and trace metals and reduce nutritional quality of sediments. Mercury contamination and methylation leads to bioaccumulation in aquatic organisms.
4. Deforestation in uplands increases nitrogen and phosphorus inputs to floodplain lakes and can alter trophic status. Deforestation in floodable forests alters the habitat and food of the fish that inhabit these forests.
5. Cumulative limnological responses as catchments are altered by urban, agricultural, and industrial developments, and as inundation is altered by changes in climate and construction of dams, have major implications for the ecology of floodplain lakes.
6. To improve understanding and management of threats to the conservation of aquatic Amazon biota and ecosystems requires considerably expanded and coordinated research and community-based management that includes the spectrum of floodplain lakes throughout the basin.

     

不同形态氮富集对青菱湖沉积物磷释放的影响

为了揭示无机氮和有机氮对沉积物磷释放的贡献,在武汉市青菱湖草型湖区和藻型湖区分别采集沉积物,进行添加不同形态不同浓度氮(0.5、2.5 g酪蛋白,0.02、0.2 g氯化铵)的培养实验。结果显示,培养结束时,草、藻型湖区沉积物加2.5 g酪蛋白的处理组上覆水中溶解反应性磷(SRP)浓度分别为对照组的64.88倍和5.61倍,而加氯化铵处理组与对照组上覆水中SRP浓度无显著差异;加氯化铵处理组上覆水溶解氧(DO)浓度分别为各自对照组的80%左右,而加酪蛋白处理组上覆水DO浓度分别为各自对照组的10%和4%;整个培养过程中,草、藻型湖区沉积物均为加2.5 g酪蛋白处理组的沉积物碱性磷酸酶活性(APA)稍高于其他处理组相应值,但无显著性差异;草、藻型湖区沉积物加2.5 g酪蛋白处理组磷平衡浓度(EPC0)分别为对照组的2.08倍和1.77倍;而加氯化铵处理组和加0.5 g酪蛋白处理组沉积物EPC0与对照组相应值无显著差异。研究表明,有机氮的富集会增加沉积物磷的释放,而无机氮对沉积物磷释放的贡献不大;有机氮对沉积物磷释放的影响是由形成厌氧的状态、胞外磷酸酶的分泌、改变沉积物磷吸附行为等多种因素综合作用的结果。