痕量金属孔隙水取样技术比较

痕量金属孔隙水取样技术比较ＳｔｅｖｅｎＥ．ＢｕｆｌａｐＨｅｒｂｅｒｔＥ．Ａｌｅｎ刘新华译王洪艳校采集和分析孔隙水已经成为许多环境计划的一个重要方面，并且已用于化学物质在水体中扩散的研究。因此了解孔隙水化学物质的浓度，在沉积物污染估价和沉积物对水体表面...     

胶州湾底层水痕量元素组分存在形态及其生物有效性

利用同站位多介质同采的资料分析研究了各环境介质中的不同痕量金属对生物富集的贡献。提出底层水中Cu、Hg、As对生物体中同名组分富集的贡献较大。采用PHREEQC软件模拟了底层水中Cu、Hg、As三种元素的组分存在形态,结果表明:Cu(OH2)、HgCl3-、HAsO42-分别为底层水中Cu、Hg、As的优势态,但其生物有效形态依次为Cu2 、HgCl42-、HAsO42-,提出生物对其所处环境介质中痕量金属的富集并不取决于痕量金属的总量或其相应的优势态浓度的多寡,而是取决于痕量金属的生物有效态的浓度大小。     

Pb、Zn、Cd和Cr等元素的生物有效性研究——以胶州湾水生系统为例

本文首先利用同站位多介质同采的资料分析研究了各环境介质中的不同痕量金属对生物富集的贡献,提出孔隙水中Pb、Zn、Cd、Cr对生物体中同名组分富集的贡献较大;进而采用PHREEQC软件模拟了孔隙水中Pb、Zn、Cd、Cr四种元素的组分存在形态,结果表明:PbCO3、Zn2 、CdCl2、Cr(OH)3分别为孔隙水中Pb、Zn、Cd、Cr的优势态,但其生物有效形态依次为PbSO4、ZnOHCl、CdCl 、Cr(OH)2 。最后作者提出生物对其所处环境介质中痕量金属的富集并不取决于痕量金属的总量或其相应的优势态浓度的多寡,而是取决于痕量金属的生物有效态的浓度大小。     

河口沉积物孔隙水营养盐分布特征及扩散通量

通过2010年夏季在李村河口潮滩区3个站位的采样分析,研究了孔隙水营养盐的分布特征,并利用Fick第一定律估算了沉积物-水界面间营养盐的扩散通量。结果表明,孔隙水营养盐在不同站位间质量浓度不同,呈现出自河口上游向下游逐渐降低的分布趋势。NH₄⁺-N质量浓度为26.21~53.10 mg/L,是孔隙水中营养盐的主要组分。沉积物中有机物的降解反应主要在还原状态下进行,营养盐质量浓度在垂向上的变化受有机质含量及沉积物氧化还原环境改变的综合影响。除NO₃^--N外其他营养盐均由沉积物向上覆水体扩散,沉积物是底层水体营养盐的重要来源。     

南海北部地区海洋沉积物中孔隙水的氢、氧同位素组成特征

海洋沉积物中孔隙水的H、O同位素地球化学研究可以有效示踪天然气水合物的存在,中国南海地区由于地处三大板块交会处,地质构造特殊,沉积地层厚,沉积速率高,有机质丰富,并有指示天然气水合物存在的地球物理证据BSR存在,符合天然气水合物的赋存条件.本文对南海北部地区部分海域浅层沉积物中孔隙水样品进行了H、O同位素分析,试图探讨与天然气水合物赋存有关的地球化学异常.通过研究认为,①南海处于三大板块的交界处,具有特殊的地球物理场和构造沉积特征以及较适合天然气水合物赋存的温压条件,特别是南海北部地区有利于天然气水合物的生成;②南海北部地区部分海域的浅表层沉积物的H、O同位素测试中可以看出,总体上与海水的正常值一致,可能来自海水,但是在其中A14站位8个样品表现出了与天然气水合物有关的重同位素随深度增加的趋势.也许指示该区有天然气水合物存在的可能性.     

忻州盆地边山岩溶水系统与盆地孔隙水补给分析

忻州盆地边山岩溶水与盆地孔隙水存在密切的水力联系,岩溶水系统的圈划与分析对盆地孔隙水资源评价十分重要.文章运用地下水系统分析理论,基于地理信息系统技术,定量提取区域地质(岩相古地理、地层与构造)和水文地质信息,绘制了基于区域隔水底板等高线图、典型剖面图、盆地-山区两壁投影图等信息的岩溶水系统图;运用岩溶水系统图分析得出下马圈泉岩溶水系统与盆地孔隙水存在间接汇水、潜流和河流(泉)渗漏等补给关系,并给出了补给量的计算方法,为忻州盆地地下水资源评价与定量模拟提供了新的水文地质依据与基础.     

海洋沉积物中孔隙水的氯同位素测量方法研究

采用Ba型、H型和Cs型三步阳离子交换树脂法,对海洋沉积物中孔隙水的氯进行了分离和提纯。氯的回收率达99．6％,能满足氯同位素质谱测定的需要。氯同位素的测量采用基于Cs2Cl^＋离子的高精度正热电离质谱法,对ISL354NaCI标准物质的多次测量结果为”CI／”CI=0．319130±0．000029,对一个南海海底沉积物中孔隙水的多次测量结果为^37CI／^35CI=0．319144±0．000043,表明此方法的稳定性好,测量精度高,可用于海洋沉积物中孔隙水的氯同位素示踪研究     

中国北方岩溶水系统划分与系统特征

中国北方岩溶水以相对独立单元进行循环, 构成一系列规模不等的岩溶水系统。本文重点阐述两方面的内容: 第一从基本概念出发, 划分出119个岩溶水系统, 这些系统以高度开放, 环境质量脆弱, 发育规模大, 资源要素构成多、各要素间转化关系复杂, “水煤共存”为特点; 第二从岩溶水系统地质结构与岩溶水流场的叠置关系出发, 将119个系统归结为5种系统模式, 各种模式在分布与发育规模, 岩溶地下水循环、富集, 岩溶地下水流场形态和主要岩溶水文地质环境问题等方面具有鲜明的特征。     

龙涧泉岩溶水系统特征

文章以地下水系统理论为指导,对龙涧泉岩溶水系统的边界条件、人工干预条件下地下水动力场演化特征等方面进行了系统的研究。根据区域地质、构造、地形地貌和水文地质条件,探究了龙涧泉岩溶水系统,圈定了系统的范围、边界性质、流动系统内部及其与外部系统之间的关系,确定龙涧泉为系统的唯一天然排泄口,龙涧泉岩溶水系统与白浪岩溶水系统无直接水力联系。龙涧泉岩溶水系统岩溶水补给来源主要是大气降水、河流入渗及侧向径流补给,现状条件下总补给量为864.42万m3/a,多年平均补给量为836.81万m3/a;排泄主要是水源地开采和矿山排水,现状开采量为4 117.2万m3/a。由于开采量大于允许开采量,并超过了总补给量,区内岩溶水一直处于超采状态。2004—2008年矿区岩溶水实测年均下降1.61 m/a,多年（1984—2008）水位平均降幅为5.68 m/a,最大降幅17.42 m/a。此外还讨论了岩溶水系统的补给、排泄条件,提出了龙涧泉岩溶水开发、保护、复泉与管理龙涧泉岩溶水系统的建议。      

青岛胶州湾沉积物痕量元素黄铁矿化程度及其剖面类型

为了探索青岛近海不同沉积环境下不同痕量元素的黄铁矿化规律, 2003年5月潜水员潜入海底采集了4个不同沉积环境的未扰动柱样, 并利用Huerta-Diaz and Morse (1990)连续提取技术测试分析了沉积物痕量金属的不同存在形式(活性态和黄铁矿结合态) 在垂直剖面上的分布规律.结果表明: 除了在涨潮三角洲上部沉积和潮下带沉积物柱子的Cd和Cr外, 痕量元素的黄铁矿化度的增高取决于其相应剖面上的DOP的增高; 并且不同痕量元素向黄铁矿中转移的规模存在着较大的差别, 即元素As、Hg和Mo转移的规模最大, Cu、Zn、Cd、Cr、Co和Ni中等, Pb和Mn最小; 此外, 还进一步揭示了河流三角洲沉积物的下部各元素的黄铁矿化程度高, 而潮下带沉积物以及涨潮三角洲沉积物低.最后指出在河口水下三角洲进行的清淤工作应注意黄铁矿结合态痕量元素的活化而产生生物有效的毒性元素.      

青岛市环胶州湾各河流输沙特征分析

通过对青岛市环胶州湾各河流上的水文站历年含沙量、输沙量资料分析计算,推求出各河流的入海输沙量,并对输沙特征进行分析评价,最后得出以下以下结论:(1)从空间分布来看,胶州湾河流输沙主要来自胶州湾西北部和东北部。(2)河流属中沙河流。河道上游多年平均含沙量和输沙模数均大于河道中下游。(3)输沙量年际变化较大,最大年输沙量是最小年输沙量的518.7倍,且年降水量较大时,年入海水量也较大,年输沙量也较大。(4)河流悬移质颗粒特征为河流从源头到河口,泥沙粒径是不断减小。     

人类活动影响下的胶州湾近百年来环境演变的沉积记录

本文报道了胶州湾柱状沉积物中各生源要素(C、N、P、BSi)以及重金属(Cd、Cr、Pb、Cu、Ni、Co、Zn等)的地球化学特征,在210Pb精确定年的基础上计算了各项地球化学参数的埋藏通量,并结合元素间的比值(OC/TN、OC/OP、BSi/N、BSi/P;其中OC为有机碳,TN为总氮,OP为有机磷,BSi为生物源硅)和重金属的某些污染指数,给出了胶州湾环境演变的沉积记录以及人类活动影响因子.结果表明:胶州湾近百年的环境演变大致可以分为三个阶段:1980年以前、1980年到2000年左右和2000年至今,经历了环境的未受污染期污染期治理好转期.这些变化除与自然因素有关外,大部分应该归因于人类活动作用的加强.     

近海沉积物中氮磷的同时测定及其在胶州湾沉积物中的应用

通过实验优化确定了近海自然粒度下沉积物中氮和磷同时浸取并测定的条件，其中无机态氮和无机态磷用0．1moL／L盐酸浸取后测定；总氮、总磷采用氢氧化钠与过硫酸钾混合氧化剂进行氧化浸取后测定。用这种方法研究了胶州湾沉积物中的氮与磷，探讨了其沉积物中氮和磷的地球化学分布特征，发现胶州湾沉积物中有机氮可占总氮的50％～70％，而有机磷所占总磷的比例低于40％，从湾内到湾外这一比例有降低的趋势；与其他海区相似，胶州湾表层沉积物中无机氮和无机磷的相对含量随着深度的增加而增大，在次表层则趋于稳定或变化较小；而有机氮和有机磷的垂直变化与其相反。结果表明，这种沉积物氮、磷的同时测定方法，具有操作简单、精密度高等特点，可用于近海沉积物氮、磷生态学功能及过量氮、磷生态毒理的研究。     

胶州湾沉积岩心化学元素聚集特征

本文对胶州湾沉积岩心B3、C2、C4、B6、D4和D6进行了210^Pb放射活度的测定,在相应的岩层测定了化学元素Ca、K、Li、Mg、Na、Rb、Sr和V。结果表明,^210Pb的分布模式反映了胶州湾不同区域沉积速率和沉积环境。胶州湾沉积岩心中化学元素Ca、K、Li、Mg、Na、Rb、Sr、和V的垂直分布,在不同的区域和不同的地层年代都有明显的变化。胶州湾现在和过去沉积过程中化学元素的聚集速率发生了明显的变化,揭示了采样站位物质来源和沉积环境。反映了近百年来人类工农业活动对胶州湾环境的影响。     

胶州湾沉积物对海洋生物重金属富集的影响分析

本文对胶州湾沉积物和海洋生物重金属含量进行了统计分析。首先用地球化学法对海洋生物重金属富集特征进行了分析,然后用Spearman’s相关系数法分析了沉积物重金属含量和海洋生物重金属含量的相关性。分析结果表明鱼类对重金属的富集能力最差,而贝类和藻类较强;沉积物重金属均能促进或抑制海洋生物对重金属的富集,而对贝类的抑制作用最强。此结果可以为海洋生物的选择性养殖和种植提供依据。     

Ecological environment response of benthic foraminifera to heavy metals and human engineering: A case study from Jiaozhou Bay,China

The estuary and coastal zone are the key areas for socio-economic development,and they are also the important channels for pollutants transported to the sea.The construction of the Jiaozhou Bay Bridge changed the hydrodynamic condition of the bay,which made the self-purification capacity of the bay weakened and the pollution in the estuary and adjacent coastal zone become more serious.In this study,55 surface sediment samples were collected from the three seriously polluted estuaries and the adjacent coastal zone of Jiaozhou Bay to comprehensively study how the benthic foraminifera response to heavy metal pollution and human engineering,and to assess the ecological risks of the bay.A total of 80 species,belonging to 42 genera,were identified in this study.The results showed that Cu,Pb,Cr,Hg,Zn,and As had low to median ecological risks in the study area which would definitely affect the ecological system.The construction of the Jiaozhou Bay Bridge has resulted in pollutants accumulated at the river mouth of Loushan River,which has adverse effects on the survival and growth of benthic foraminifera.The lowest population density and diversity as well as the highest FAI(Foraminiferal Abnormality Index)and FMI(Foraminiferal Monitoring Index)occurred at Loushan River Estuary which indicated that the ecological environment of the northeastern part of Jiaozhou Bay(Loushan River Estuary)had been seriously damaged.Licun River and Haipo River estuaries and the adjacent coastal zone were slightly polluted and had low ecological risk.As a consequence,it suggested that the supervision of industrial and domestic waste discharge and the protection of the ecological environment in northeast Jiaozhou Bay should be paid more attention.     

One hundred years of sedimentation history of heavy metals in Daya Bay, China

The estuarine and coastal systems play an important role in sedimentary deposition which acts as a sink of particle-associated contaminants （PACs） such as heavy metals and polycyclic aromatic hydrocarbons. These pollutants are supposed to be harmful to biota in aquatic systems by their persistence, bio-accumulation and toxicity. Therefore, it is needed to understand how anthropogenic activities change the concentrations of potential contaminants in the aquatic environment. In addition, chronologies of metal concentrations can be constructed by ^137Cs and ^210Pbex in dated core sediments. In the present work, the concentrations of the heavy metals As, Cd, Cr, Pb, Cu, Zn, Co, Fe, and Mn were measured in sediment cores collected from four stations （W0, W2, W6, W9） around the Guangdong Nuclear Power Station （GNPS） at the Daya Bay （China）. Methods： after dissolved by mixed mineral acids, the concentrations of heavy metals were determined by PE AAnalysit-700 atomic absorption spectroscopy. The composition of total organic mater （TOC） and total nitrogen （TN） was also evaluated by elemental analysis instruments （CHN-O-RAPID, Heraeus, Germany）. Activities of ^210Pbex and ^137Cs were determined on a Gamma-ray spectrometer （EG ＆ G ORTEC ADCAM-2000, P-type, relative efficiency 35%）. Results and discussion： the experimental data showed that the average values of heavy metals are 18.6, 0.035, 32.9, 38.1, 10.6, 74.9, 4.1, 29100 and 543 mg/kg for As, Cd, Cr, Pb, Cu, Zn, Co, Fe and Mn, respectively, which are obviously larger than the background abundances of those heavy metals in sediment cores.     

Biogeochemistry of trace metals (Mn, Sr, Rb, Ba, Cu, Zn, Pb and Cd) in a river-wetland-lake system (Balaton Region, Hungary)

Mn, Sr, Ba, Rb, Cu, Zn, Pb and Cd concentrations have been measured seasonally in the water and deposited sediments of the system comprising: Zala river (main input) — Lakes Kis-Balaton 1 and 2 (small artificial lakes created in a former bay of Lake Balaton) — Keszthely bay (hypertrophic part of Lake Balaton). The concentrations of the trace elements together with pH, alkalinity, dissolved cations (Ca²⁺, Mg²⁺, Na⁺, and K⁺), dissolved inorganic ligands (Cl^–, SO₄ ^2–), particulate Al, Ca, inorganic and organic carbon are used to assess the contamination of the study area and biogeochemical processes controlling trace element concentrations. Thermodynamic speciation calculations have also been utilized to enhance our understanding of the system. In the sediments Rb, Ba, Cu and Zn concentrations were mainly controlled by the abundance of the aluminosilicate fraction. Strontium was mainly associated with the calcium carbonate fraction. The aluminosilicate fraction constitutes a major sink for Mn and Cd but the concentration of these elements are also strongly related to calcite precipitation. The main processes that control the dissolved distribution of trace elements in the Balaton system were: solid phase formation (carbonate) for Mn; coprecipitation with calcite for Sr, Ba, Rb and possibly Mn and Cd; adsorption/desorption processes (pH dependent) for Zn and Pb; solubilization of Mn and precipitation of Cd and Cu in reed covered wetland areas where anoxic conditions were probably existing during the warm season. A preliminary budget of atmospheric and river input to Lake Balaton has also been outlined. Although Lake Balaton, is subjected to anthropogenic inputs mainly from agricultural and domestic activities, their impact on trace element concentrations in the Balaton system is very limited due to the efficiency of removal processes (i.e. adsorption and co-precipitation) and to high sedimentation rates and strong sediment re-suspension. Anthropogenic inputs are only detected for Pb.