有机质对城市污染河道沉积物铵态氮吸附-解吸的影响

采集污染程度不同的城市河道沉积物(通吕运河、濠河和通甲河),在分析H2O2对沉积物有机质和铵态氮影响的基础上,分析沉积物在去除有机质前后铵态氮释放动力学和吸附热力学过程,研究城市污染河道沉积物有机质对铵态氮吸附-解吸的影响.结果表明:单位体积H2O2对有机质去除率随H2O2使用量增多而降低;去除有机质后,沉积物铵态氮含量显著增加,通吕运河、濠河和通甲河铵态氮最大含量分别是有机质去除前的4.16、3.55和2.85倍;沉积物对铵态氮的饱和吸附量随有机质含量减少而下降;沉积物铵态氮释放过程均表现为先快速释放,后减缓至平衡过程;去除有机质后,随着有机质含量的减少,沉积物铵态氮的最大释放量呈增大趋势;沉积物有机质和铵态氮含量是影响沉积物铵态氮释放的主要因素.     

红枫湖、百花湖沉积物全氮、可交换态氮和固定铵的赋存特征

氮是引起湖泊水体富营养化的关键营养元素之一。本次工作从贵州两个重要水库（红枫湖和百花湖）采集了未受扰动的沉积物样品性,分析了分层沉积物样品中的总氮,无机交换性氮和固定铵的含量及垂直剖面分布,研究表明,红枫湖和百花湖沉积物中具有较高的全氮含量,平均含量约为沉积物干重的0.36%～0.40%,其垂直分布在埋藏过程中受到成岩作用改造,沉积物交换性氮在沉积物中的赋存受到全氮含量和埋藏环境的双重控制,红枫湖和百花湖沉积物具有较强的吸持固定铵的能力,沉积物固定铵的绝对含量的平均值分别为434.05mg/kg和416.94mg/kg,分别占全氮的13.53%和12.53%。     

武汉市东湖沉积物重金属与城市污染环境的关系

应用主成份分析原理,按照主成份提取的信息超过原始信息84％的原则,对武汉市东湖的主体湖区(郭郑湖和塘林湖)的0 cm-7 cm的沉积物30个代表性样品12种元素进行分析,确定其沉积物的重金属的污染源的主要类型．结果表明,郭郑湖第一污染源(占56％)为湖区周围的工业燃煤尘埃,其次(占16％)为交通尾气、生活污水和雨水片流,再次 (占12％)为电镀、印刷等行业的工业污水．塘林湖第一污染源(占65％)为湖区周围的生产性煤燃烧的粉尘,其次(17％) 为生活污水、医院污水和周围土壤的淋溶作用,再次(占9％)为废旧电池、报章杂志和农用物资等．采用均方根综合污染指数法评价分析东湖主体湖区的沉积物的污染程度为轻度污染,其中郭郑湖的污染程度高于塘林湖．     

曝气充氧对城市污染河道内源铵态氮释放的控制

以城市污染河道沉积物和上覆水为研究对象,利用模拟实验方法,探讨不同曝气充氧方式(水曝气EW、底泥曝气ES)对污染河道內源铵态氮(NH4+-N)释放的影响.研究结果发现:从间隙水和沉积物中NH4+-N的削减效果来看,底泥曝气均要优于水曝气;实验结束后,底泥曝气组沉积物与间隙水中NH4+-N含量分别减少63.39%和43.33%,水曝气组分别减少了7.54%和13.98%;从沉积物-水界面NH4+-N的扩散通量变化来看,水曝气组界面通量高于对照组,其变化规律与对照组相似;底泥曝气组沉积物-水界面NH4+-N扩散通量变化过程完全不同于其它两组,在整个试验周期内(除第5 d以外),底泥曝气组的通量低于水曝气组,在第15 d最低,为13.73 mg/(m2.d),仅为水曝气组和对照组的14.68%和19.93%,表明底泥曝气组沉积物NH4+-N的释放潜力低于水曝气组沉积物.     

土地利用方式影响下的赣江硝态氮浓度和氮稳定同位素分布特征

赣江硝态氮(NO-3-N)是鄱阳湖氮素输入的主要来源,查明赣江NO-3-N来源对鄱阳湖的富营养化防治具有重要意义.基于2013年1月和6月对赣江干流和主要支流NO-3-N浓度和δ15N-NO-3的测定,通过不同空间尺度和土地类型等级划分,分析土地利用方式影响下的赣江NO-3-N浓度和δ15N-NO-3分布特征.结果表明,赣江枯水期和丰水期NO-3-N浓度分别为0.52~4.58 mg/L和0.81~2.60 mg/L,均值没有显著性差异;枯水期和丰水期的δ15N-NO-3范围分别为-1.31‰~8.60‰和2.49‰~8.51‰,枯水期均值显著小于丰水期.较大空间尺度的土地利用类型与NO-3-N浓度和δ15N-NO-3有更显著的相关性.赣江NO-3-N浓度、δ15N-NO-3与水田、居民建设用地和水域呈显著正相关,与林地、草地呈显著负相关,这种相关性在丰水期减弱.与一级土地利用分类相比,二级土地利用分类能更好地体现土地利用类型与NO-3-N浓度的相关性,但对土地利用类型与δ15N-NO-3的相关性没有显著提高.农业用地,特别是丘陵水田和平原旱地,是赣江NO-3-N主要的污染来源;与长江流域其它地区相比,赣江流域NO-3-N的生活污水来源比例较小.     

改性黑臭河道沉积物对营养盐去除的研究

为研究黑臭河道沉积物资源化利用方式,评估沉积物资源化以后对营养盐去除效果和研究其去除机制,以北京市某黑臭河道沉积物（S）为供试样品,对其进行氧化并负载金属离子改性,最终得到氧化-载钠改性沉积物（MS）.选取S和MS两种材料,评估其对氮和磷的去除效果,通过采用动力学、热力学等手段,进一步阐明改性材料对氮、磷去除机制.结果表明,在环境温度为35℃,固液比1：50（g：ml）的条件下,经氧化-载钠联合改性材料对氮（初始浓度20 mg/L）的去除效果均达到90%以上,其中对磷（初始浓度10 mg/L）的去除率最高可达98%;准二级动力学模型能更好的描述改性材料的吸附动力学行为（R²>0.93）,且动力学和吸附等温分析结果显示,Langmuir模型可以更好地描述两种材料的吸附等温线,改性材料对氮和磷的最大吸附量分别达到0.891和0.474 mg/g;热力学研究结果表明,吸附过程中,标准反应焓变（ΔH⁰）、标准反应熵变（ΔS⁰）均为正值,标准吉布斯自由能变（ΔG⁰）为负值,且随着温度的升高,ΔG⁰呈下降趋势.研究显示,MS具有更高的吸附性能,对氮、磷的吸附主要是材料表面活性吸附点位起主导作用,并且吸附过程是个吸热、自发进行的过程,更高的温度更有利于吸附.在同一温度下,随着氮、磷初始浓度的增加,MS对氮、磷的解吸比吸附过程更容易发生.     

Fenton体系处理黑臭河道沉积物的效果初探

沉积物中有机质的削减是黑臭水体治理的关键.Fenton(Fe^2++H2O2)试剂在有机污染废水和土壤原位修复中的应用广泛且效果良好;Fenton试剂也能很好地去除黑臭水体中的色度和浊度,但其氧化沉积物有机质的研究未见报道.为探究Fenton试剂对黑臭水体沉积物的氧化效果,本研究通过室内模拟实验用Fenton氧化法对黑臭河道沉积物进行处理,考察氧化过程沉积物特征和性质的变化;分析覆水后沉积物中污染物的释放特征,并和H2O2体系(无Fe^2+)进行比较.结果表明:Fenton体系显著提高了沉积物与上覆水的氧化还原电位,对黑臭河道沉积物中的有机质具有很强的氧化效率.在温度为28℃、H2O2为20%Q(Q为体系中沉积物有机质完全矿化的理论H2O2用量)和Fe^2+∶H2O2(摩尔比)为0.5∶1时,反应1 d,酸挥发性硫化物去除率为70.13%,沉积物总有机碳减少了22.14%,总有机氮减少了87.60%,生成了较多的铵态氮和硝态氮;由于铁对磷的钝化,沉积物中溶解性反应磷含量大幅减少.H2O2体系的氧化速度较Fenton体系慢,覆水后对体系中的Eh提高不明显.值得注意的是,Fenton体系会降低上覆水的pH,释放较多的铵态氮.需要联合其他技术(如微生物法),强化水体中有机质和氨氮的降解,以取得理想的修复作用.     

巢湖四条入湖河流硝态氮污染来源的氮稳定同位素解析

采用氮稳定同位素技术对巢湖四条主要污染输入河流(南淝河、十五里河、派河和双桥河)的氮污染状况和硝态氮来源进行研究.结果表明,巢湖四条入湖河流氮污染最严重的是十五里河,其次是南淝河和派河,双桥河的污染相对较轻.硝态氮的稳定同位素分析结果表明,巢湖四条入湖河流的硝态氮污染物在季节上受到不同因子的影响.十五里河和南淝河的硝态氮污染主要来源于城市生活污水和工业废水;派河的硝态氮污染在冬季主要来源于工业废水,春季来源于农业面源,而在夏季主要受到雨水的影响;双桥河的硝态氮污染冬、春季主要来源于农业面源,夏季主要受雨水的影响.此外本研究结果还表明巢湖四条主要入湖河流的氮污染源主要为铵态氮,因此今后要对铵态氮的来源进行同位素示踪.     

放养前后鱼塘沉积物中氮、磷、有机质、色素的变化及环境意义

通过对针塘沉积物中营养盐,有机质及色素在放养前后的测试,对比分析了在人类活动（养殖）的影响下,由于鱼塘水体快速富营养化而引起底质上述指标的变化过程,其中快速沉积环境极有利于沉积色素的保存,具有较好的环境营养状况指示意义,同时有机质,色素和营养盐之间存在着密切的相关关系,这为利用色素方法研究短时间序列环境演变,尤其是在近代人类活动影响下的环境变化提供了一定的依据。     

水丝蚓生物扰动对东洞庭湖沉积物氮释放的影响

研究了不同投放密度和不同环境条件下水丝蚓的生物扰动对东洞庭湖沉积物氮释放的影响.研究表明:水丝蚓的生物扰动作用对沉积物氮释放有明显的促进作用,水丝蚓生物扰动促进下的NH4+-N释放构成沉积物氮释放的主要动因.与未投放水丝蚓的空白组相比,当水丝蚓密度为1和2 ind./cm2时,上覆水中总氮的浓度分别增加了15％和32％...     

典型城市河道氮、磷自净能力影响因素

以典型城市河道(苏州官渎花园内河)为研究对象,通过室内和室外模拟实验,研究不同污染物浓度、流速、曝气复氧、渗滤作用和温度对氮、磷自净能力的影响,结果表明:水体中氮、磷的自净作用受污染物浓度、流速、溶解氧浓度、温度和微生物等多种因素的影响.随着污染物浓度的增加,氨氮和硝态氮降解速率增加,而底泥中磷的总体吸附速率却增大.与静止水体相比,模拟河道通过增加流速、曝气复氧、渗滤作用能增强水体氮磷的自净能力,提高氮、磷降解速率.其中,改变流速后自净参数氨氮和总磷增量分别为17.05%和34.85%;曝气复氧后自净参数氨氮和总磷增量分别为8.35%和59.33%;增加微生物量(渗滤作用)后自净参数氨氮和总磷增量分别为50.00%和23.01%.自然条件下,随着温度的上升,氨氮和总氮的降解系数逐渐增大,总磷的降解系数逐渐减小.     

Detecting genotoxicity using the Comet assay following chronic exposure of Manila clam Tapes semidecussatus to polluted estuarine sediments

Sediments frequently cause damage to biota due to the accumulation of toxic compounds and the bioavailability of sediment-bound contaminants. Damage can be assessed using biomarkers, such as the degree of genotoxic impact following in vivo exposure to pollutants. Genotoxic damage, expressed as single-strand DNA breaks, was measured in cells isolated from haemolymph, gill and digestive gland from the clam Tapes semidecussatus, using the single cell gel electrophoresis (Comet assay). Clams were exposed for three weeks to sediment samples collected from a polluted site and a ‘clean’ reference site.

The level of DNA damage was assessed using an image analysis package and expressed as Tail Moment. Throughout the study, significant differences in DNA damage were recorded for each tissue type between clams exposed to the two sediment samples. We conclude that the Comet assay is a useful tool for the detection of DNA damage in clams chronically exposed to polluted sediments.     

Detecting genotoxicity using the Comet assay following chronic exposure of Manila clam Tapes semidecussatus to polluted estuarine sediments

Sediments frequently cause damage to biota due to the accumulation of toxic compounds and the bioavailability of sediment-bound contaminants. Damage can be assessed using biomarkers, such as the degree of genotoxic impact following in vivo exposure to pollutants. Genotoxic damage, expressed as single-strand DNA breaks, was measured in cells isolated from haemolymph, gill and digestive gland from the clam Tapes semidecussatus, using the single cell gel electrophoresis (Comet assay). Clams were exposed for three weeks to sediment samples collected from a polluted site and a ‘clean’ reference site.The level of DNA damage was assessed using an image analysis package and expressed as Tail Moment. Throughout the study, significant differences in DNA damage were recorded for each tissue type between clams exposed to the two sediment samples. We conclude that the Comet assay is a useful tool for the detection of DNA damage in clams chronically exposed to polluted sediments.     

不同生态处理方法对黑臭河道底泥细菌多样性与群落结构的影响

底泥细菌代谢是城市河道底泥代谢物的主要来源,最终决定城市河道的生态状况.本文研究了黑臭河道底泥经添加硝酸钙、生物促生剂和种植沉水植物处理后底泥中细菌群落结构的响应,以期为城市黑臭河道细菌群落的改善和综合治理提供理论依据.实验结果表明:经过不同生态处理后,上覆水中,添加硝酸钙组总氮(TN)含量显著高于对照组,添加生物促生剂组溶解氧浓度显著高于对照组.沉积物中,所有处理组的氧化还原电位值(ORP)均显著高于对照组,种植沉水植物组和添加硝酸钙组TN含量均显著低于对照组,沉积物理化性质得到一定改善.对不同生态处理组底泥细菌群落的研究发现,处理组底泥细菌群落产生了较大变化,且不同处理组细菌群落变化不同,生物促生剂组底泥中细菌的Sobs指数和Chao 1指数显著高于对照组和硝酸钙组,且生物促生剂组Shannon指数和PD指数显著高于硝酸钙组.Proteobacteria(Deltaproteobacteria、Betaproteobacteria、Gammaproteobacteria)、Chloroflexi、Firmicutes、Bacteroidetes和Spirochaetae是各实验组的...     

天津中心城区河网氮磷污染与富营养化特征

2013年底天津中心城区河道全部连通,形成中心城区河网.为了掌握河网形成后的水质状况,于2014年3月-2015年2月进行了为期1年的定点水质监测,并对其水体氮、磷时空分布及富营养化特征进行分析.结果表明,河网水体氮污染严重,以铵态氮(NH+4-N)为主;磷污染程度较轻,主要形态为磷酸盐(PO3-4-P);河网水体中氮、磷浓度顺水流方向均呈上游高、下游低的空间分布特征;氮、磷各项指标浓度时间变化趋势基本一致,3月均最高,10月均最低,冬季处于相对较低水平;与河网形成前相比,海河干流NH+4-N、总磷(TP)和PO3-4-P浓度年平均值分别下降6.5%、14.7%和16.4%,津河总氮、NH+4-N、硝态氮、TP和PO3-4-P浓度年平均值分别降低18.6%、34.5%、12.9%、31.6%和32.5%,表明河网形成后氮、磷污染程度较之前有所改善,其中津河改善较为明显;河网水体全年处于中度富营养状态,主要为磷限制性状态;河网富营养化防治应遵循以控制营养盐为主的控源、截污、水环境增容和生态补水策略.     

Spatial evolution of nitrogen and phosphorus loads along a small Mediterranean river: implication of bed sediments

This study addresses the spatial variations in water quality along the River Vène (France). The Vène drains a 67 km² rural basin, with a large karstic area, located in a Mediterranean context. A 1 day sampling campaign was conducted along the river, in winter low‐flow conditions (February 2003). Physico‐chemical parameters and water flow discharge were measured in situ during the sampling campaign. Water quality was evaluated by determining the concentrations of nitrogen and phosphorus in water and bed‐sediment samples. Nitrogen and phosphorus loads were evaluated taking into account the measured concentrations and discharge. The campaign included 18 sampling points and concerned the whole river from the spring to the outlet, plus the main inputs, i.e. sewage treatment works, main tributaries and karstic springs. The spatial evolution of nitrogen and phosphorus loads along the river allowed the significant role of point‐source inputs to be demonstrated. The decrease in nutrient loads along the river occurred mainly in specific reaches where fine sediments had accumulated. In these zones, phosphorus is trapped in the bed sediments in calcium‐bound phosphates due to precipitation processes. Copyright © 2005 John Wiley & Sons, Ltd.     

Composition and sources of organic matter and its solvent extractable components in surface sediments of a bay under serious anthropogenic influences: Daya Bay, China

Organic matter of nine surface sediments from the Daya Bay was Soxhlet-extracted with a mixture of 2:1 (v/v) dichloromethane-methanol and separated into five fractions: non-aromatic hydrocarbons, aromatic hydrocarbons, ketones, alcohols, and fatty acids and asphaltenes, and analyzed to determine their bulk and biomarker composition. Marine autogenic input appears to be a major source of organic matter. Generally, non-aromatic hydrocarbons are the most dominant fraction of solvent-extractable organic matter (EOM) followed by the other four fractions in decreasing amounts: fatty acids and asphaltenes, ketones, alcohols and aromatic hydrocarbons. On average, both non-aromatic hydrocarbon fraction and fatty acid and asphaltene fraction account for approximately 40% of EOM. The sources of acyclic methyl ketones, alkanols and fatty acids were examined. For n-alkan-2-ones, allochthonous input is a more important source than marine autogenetic input; the reverse is true for n-fatty acids; for n-alkanols, allochthonous and autogenetic inputs seem comparable. Both n-alkan-2-ones and n-fatty acids in the surface sediments of different areas appear to be derived from common sources.     

长江中游地区洪泛沉积物与正常河流沉积物磁组构特征对比研究

在地层剖面中,洪泛沉积物与正常的河道沉积物的沉积学特征非常相似,仅靠沉积学特征很难将两者区分. 为了识别古洪灾事件,因而从环境磁学角度建立两种沉积物的识别标志是非常必要和有意义的. 本文通过对1998年长江黣洲湾溃口扇及其附近的长江现代河漫滩沉积物进行磁组构参数测量和对比分析,并结合长江下游河漫滩沉积物的磁组构参数特征,揭示出长江中游正常河流沉积物与河流溃口沉积物的磁组构参数特征具有明显的不同,并且它们与沉积时的沉积环境有着密切的关系. 因此,对长江中游地区沉积物磁组构参数的测试及磁化率各向异性量值椭球体形态的研究,是目前分辨洪泛沉积物和正常的河道沉积物的一个较有效的方法.     

平原河网水体氮污染对氮循环菌的影响

采用最大可能数法对平原河网地区不同氮污染程度河道水体中浮游、颗粒附着及底泥中的氨化、亚硝化、硝化和反硝化菌进行测定,研究水体氮污染程度对氮循环菌不同种群的影响效应及其分布特征.结果表明,浮游、颗粒附着和底泥中亚硝化菌的丰度随着水体氮污染程度的增加而升高,但不同氮污染程度下氮循环菌种群结构组成之间差异不大,而浮游、颗粒附着及底泥生活类型之间的氮循环菌种群结构组成存在较大差异,其中浮游与底泥中氮循环菌种群组成结构之间差异最大.在氮污染水体中,浮游、颗粒附着和底泥氮循环菌中均以氨化菌为优势种群,显著高出其他氮循环菌种群多个数量级,而亚硝化菌和硝化菌丰度相对较低,反硝化菌在水体悬浮颗粒物上存在相对较高的丰度,不同氮循环菌种群组成比例存在失衡现象.