长江武汉江段水体中稀土元素的含量和形态

本文采用中子活化分析技术同步研究了稀土元素在长江武汉江段水－悬浮物－沉积物中的地理含量分布及其赋存形态。结果表明，稀土元素在河水中溶解态含量极微，而悬浮态含量较高变幅较大。沉积物与悬浮物中稀土元素含量相近，其含量高低与粒级大小呈负相关，与矿物组成密切相关；稀土元素分布模式均为轻稀土富集、Ｅｕ亏损型。各元素赋存形态均以结晶态为主，各形态所占比例的排序为结晶态≥有机硫化物态＞铁锰氧化物态＞碳酸盐态≥可交换态。各稀土元素相对比较，５种形态的分配比例有一定差异，中稀土Ｅｕ、Ｓｍ、Ｔｂ较轻，重稀土的结晶态所占比例低，而其它形态则相反。     

汉水水系水环境中稀土元素的分布特征

系统探讨了汉水水系水相（原水、滤水、悬浮物）、沉积物相中8个稀土元素的含量水平、丰度模式、悬浮物含量对水中元素含量的影响及沉积物粒度对元素的富集与分散作用等，结果表明：Eu、Lu主要以溶解态存在于水相中，而Sm主要存在于悬浮物中；汉水水中稀土元素的含量基本在世界淡水的范围内；湖库悬浮物中稀土元素含量均低于江河悬浮物，悬浮物和细粒沉积物中稀土元素含量相近，序列也基本一致；粒度对汉水沉积物中稀土元素含量的影响不明显；地表径流对水中悬浮物含量和悬浮物中稀土元素含量均有一定影响，稀土元素在汉水悬浮物、沉积物中均有一定程度的富集现象；汉水各相中均以轻稀土为主，重稀土含量较少。     

睦洞湖沉积物中不同形态磷的分布特征

为了研究睦洞湖沉积物中不同形态磷的分布特征,于2017年7月25日和9月23日,在睦洞湖9个采样点,采集0～5 cm和5～20 cm深度的沉积物样品;采用七步连续提取法,对沉积物中不同形态的磷进行分级提取,分析沉积物样品中全磷含量和各形态磷的分布特征。研究结果表明,7月25日采集的睦洞湖沉积物的全磷质量比为217.15～1 511.84 mg/kg,9月23日采集的沉积物的全磷质量比为353.64～1 650.26 mg/kg。在不同的磷赋存形态中,自生钙结合态磷占全磷含量的质量分数最高,有机磷和铁结合态磷次之,其分别为25.95%、17.71%和11.46%;9月23日采集的沉积物的全磷含量和活性磷含量(可交换态磷、铝结合态磷和铁结合态磷)偏大,7月25日采集的沉积物的惰性磷含量(闭蓄态磷、自生钙结合态磷、碎屑态磷和有机磷)偏大,说明沉积物惰性磷有向活性磷转化的趋势;在垂直方向上,0～5 cm深度沉积物中的全磷含量及可交换态磷、铁结合态磷和碎屑态磷占全磷的质量分数高于5～20 cm深度的沉积物;沉积物中的全磷含量与铁结合态磷质量分数显著相关,说明睦洞湖沉积物中全磷含量的增大主要来自于铁结合态磷。     

南极菲尔德斯半岛湖泊沉积物的稀土地球化学

本文研究了燕鸥湖、西湖和基太湖湖泊沉积物的稀土地球化学。这些湖泊沉积物的稀土分布模式与菲尔德斯半岛第三纪火山岩非常相似，它们的物质来源是菲尔德斯半岛岛弧火山岩。湖泊沉积相与冰碛层稀土模式的差异，反映了它们经历的化学风化程度不同、粘土含量不同。Ｃｅ异常意味着每个湖泊沉积旋回结束的阶段气候是比较干燥的。湖泊沉积物的稀土含量和分布模式变化小，也意味着在中晚更新世时气候是比较干燥的。     

南极普里兹湾表层沉积物中磷的形态分布特征

针对多次南极考察中雪龙号在普里兹湾海域获取的表层沉积物样品,分析了该海域沉积物中各形态磷的含量,并讨论了其分布特征和控制因素。结果表明,表层沉积物总磷含量介于416.1×10-6—676.3×10-6之间,平均为543.5×10-6,主要由碎屑磷(平均为209.9×10-6)和自生磷(平均为137.7×10-6)组成。自生磷、有机磷呈现从湾东部至西部逐渐降低的分布趋势,这种分布与有机碳、生物硅等生源要素的分布以及上层水体生产力的高低相吻合,指示了其海洋生源属性;碎屑磷在湾西部含量较高,其分布与沉积物中铝、砂质的分布模式一致,表明其主要来自堆积在西部浅滩区域冰山携带的陆源砂质碎屑。可交换态磷(平均为36.0×10-6)和铁结合磷(平均为47.1×10-6)在沉积物中含量较低,分别受沉积物粒度和铁含量的控制,仅在湾东部和中心个别站位含量较高。生物可利用磷在湾东部和中心区域含量较高,可能与上述区域较高的生源颗粒物沉降速率有关,同时这些颗粒物可能吸附了水体中的磷进入沉积物中,导致对应底层海水磷酸盐浓度相对降低。     

戈壁沙砾质地表沉积物全粒径分布模式及其对分选作用的指示意义

戈壁地表沉积物组分呈多峰态分布的特征,研究其全粒径分布模式是认识戈壁成因及形成过程的基础。目前粒度分布模式(对数正态分布、Weibull分布等)难以正确表达呈多峰态的沉积物粒度分布特征,本文利用单调递减函数P(d_i)=Cd_i^-μexp(-d_i/Dc),对戈壁地表沉积物粒度的全粒径分布模式进行解析。结果表明:(1)该函数能够反映出戈壁地表沉积物组分的全粒径分布特征,拟合优度R^2>0.99,参数C值范围为52.64～166.75,μ为-0.083～0.108,Dc为0.103～2.336;(2)在分选作用下,以富沙组分为主的戈壁地表,跃移组分含量高,μ值、Dc值偏小,以富砾组分为主的戈壁地表,蠕移及风蚀残余组分含量高,μ值、Dc值偏大;(3)全粒径分布模式参数值可以揭示洪积扇戈壁的分选沉积特征,为解析戈壁地表的成因以及风蚀风积作用提供新的指标参数。     

上海滨岸潮滩汞污染特征及其生态风险

滨岸潮滩中Hg的污染特征对潮滩生物乃至人类健康的潜在危害较大。上海滨岸潮滩沉积物中Hg含量在0159-0．541μg／g之间变化,位于加拿大环保部制定的TEL和PEL之间,对当地水生生物偶尔会有负面效应。含量高值主要出现在LH、GL和LCG岸段,柱样沉积物中Hg的含量高值出现在5cm深度左右,粘粒和有机质含量是影响沉积物中Hg空间分布的主要因子。Hg—e和Hg—s是沉积物中Hg的主要赋存形态,分别占到总Hg含量的9．0％~50．3％和37．7％-85．3％。由生物可利用态Hg带来的生态风险不同于沉积物中总Hg的生态风险,根据沉积物中生物可利用态Hg进行生态风险评价更具有实际意义。     

九龙江西溪流域沉积物磷的形态与时空分布特征

沉积物磷的内源释放是导致水体富营养化和水华爆发的重要原因.本研究通过现场监测、GIS技术、模型模拟、数理统计等方法,在人类扰动剧烈的九龙江西溪流域开展河流沉积物磷的赋存形态及分布特征研究.研究结果表明,西溪表层水磷浓度和沉积物TP含量在空间上都呈下游较高、上游较低的分布形态;此类TP含量处于143至1516 mg·kg...     

珠江水体悬浮物颗粒有机碳稳定同位素组成及分布特征

研究了珠江三干流西江、北江和东江水体中悬浮物颗粒有机碳稳定碳同位察的组成、分布以及季节变化特征。研究结果显示：可以根据，C3、C4植物及悬浮物的δ^13C值区分不同流域的植被覆盖状况；东江流域水土流失区以草地、农田为主，C4植物影响较大；北江水体中颗粒有机碳主要来源于森林覆盖区，同位素组成受C3植物影响较大；西江水体中颗粒有机碳同位察组成介于其间，同时受C3、C4植物影响，颗粒有机碳部分来源于森林覆盖土壤，部分来源于草地和农田。     

闽江河口湿地沉积物有机磷和无机磷含量及垂直分布特征

对闽江河口最大的鳝鱼滩湿地沉积物有机磷和无机磷含量及垂直分布特征研究表明:闽江河口湿地沉积物有机磷含量在0.01~0.21 g kg-1之间,占全磷含量的3.1%~28.8%,无机磷含量在0.14~1.40g kg-1之间,占全磷含量的60%~96.9%;无机磷是闽江河口湿地沉积物中磷的主要赋存形态;3种优势植物芦苇(Phragm ites australis)、咸草(Cyperus malaccensis var.)和藨草(Scirpus triqueter)湿地沉积物有机磷和无机磷含量的总体趋势为:芦苇湿地咸草湿地藨草湿地;沉积物有机磷和无机磷含量与有机碳和全氮含量均呈极显著正相关(P0.01),与沉积物容重呈极显著负相关(P0.01),与盐度呈显著负相关(P0.05),与pH呈极显著正相关(P0.01).     

松花江冰封期江水和沉积物中汞形态研究

2005年12月中、下旬对松花江哈达湾至佳木斯江段冰封期江水和沉积物进行了采样与分析。结果表明,江水总汞质量浓度为29.74~136.88 ng/L,均值为50.21 ng/L,以悬浮颗粒态为主(53.38%~85.99%)。沉积物总汞的质量分数介于0.013~1.543 mg/kg之间,与铁、锰和有机碳含量呈显著正相关;运用连续化学浸提法,对哨口至松原江段沉积物汞的形态进行了分析,沉积物汞主要以碱溶态、强有机质结合态和残渣态存在,可交换态和盐酸溶态汞的比例较小,仅占总汞的0.91%~33.7%。研究发现,沉积物再悬浮作用是影响松花江冰封期江水悬浮颗粒态汞及总汞空间分布的主要因子,沉积物汞释放是一个缓慢长期的过程。     

基于Copula函数的珠江流域河川径流丰枯遭遇

面对珠江水量统一调度的新要求,采用Copula函数对珠江流域内3个控制性水文站的径流量进行研究,分析其丰枯遭遇概率。结果显示：1）三大水系两两间丰枯同步的概率大于丰枯异步的概率（汛期西江和东江除外）,其中北江与东江径流量一致性较好,丰枯同步的概率最大,其中全年丰枯同步的概率高达69.88%,汛期丰枯同步的概率为63.36%;西江与东江丰枯同步的概率最小,汛期只有47.88%;西北江丰枯同步的概率居中,全年、汛期和非汛期丰枯同步的概率分别为55.10%、56.02%和50.12%。2）三大水系三维联合分布研究表明,三大水系丰枯同步的概率在全年、汛期和非汛期均较大,依次为40.16%、38.11%和36.49%,其中同丰和同枯的概率远大于同平的概率。3）利用三大水文站的联合分布,可获得各水文站不同径流量遭遇的概率,以及特定概率下各水文站径流量的可能组合,可对珠江水量统一调度提供参考。     

闽江福州段湿地沉积物中各形态磷的分布特征及其影响因素

为了明确闽江福州段湿地沉积物中磷赋存形态的变化特征及其影响因素,于2019年10月18日,在闽江福州段河岸带和河口区不同类型的湿地中,采集0～10 cm深度的沉积物样品,测定不同形态磷含量并分析其分布特征,采用相关分析法,分析影响不同形态磷分布的因素。研究结果表明,闽江福州段河口区沉积物中铁铝磷、钙磷、无机磷和全磷含量相对最大,城市河段和淡水河段沉积物中各形态磷含量依次减小;河口区[(152.19±100.34) mg/kg]和淡水河段[(152.32±177.29) mg/kg]有机磷含量相对较大,而城市河段[(132.49±113.77) mg/kg]的较小;水产养殖塘沉积物中的铁铝磷[(417.65±328.38) mg/kg]、无机磷[(562.52±361.40) mg/kg]、有机磷[(196.04±101.26) mg/kg]和全磷[(758.56±421.91) mg/kg]含量相对最大,而淤泥质海滩[(213.70±79.24) mg/kg]、水产养殖塘[(183.48±94.34) mg/kg]和潮间盐水沼泽[(167.10±30.74) mg/kg]的钙磷含量相对...     

广西海湾红树林区海水中氮的生物地球化学特征及其生态效应

2008年1月、5月、8月和11月,对广西壮族自治区合浦县海湾3个红树林区进行调查,并采集水样,研究各区海水中不同形态氮的含量分布、形态特征、相互关系和氮磷比及其对生态环境的影响效应。结果表明,广西壮族自治区合浦县海湾红树林区海水中各形态氮主要以陆源的补充为主,以凋落物的释放补充为辅;其中,总氮、颗粒态氮、溶解态氮和溶解无机氮含量都具有春季、夏季偏高和秋季、冬季偏低的特征,只有溶解有机氮含量具有夏季最高、秋季和冬季次之、春季明显偏低的特征;研究区海水中氮的存在形态主要以溶解态氮为主,其占总氮的81.74%,但在溶解态氮中,溶解有机氮仅以55.06%略占优势;研究区海水中各形态氮含量之间多有显著正相关关系,但四季都能保持高度一致迁移、转化规律的只有总氮与溶解态氮、溶解无机氮和溶解态氮与溶解无机氮,溶解态氮和溶解无机氮无疑成为总氮的主导控制因子。研究区海水中各形态氮含量明显受到环境因子的影响,其中受悬浮物和总有机碳含量的影响较大,受透明度、总碱度、水温和叶绿素a含量的影响次之,受盐度和p H的影响相对较小;研究区海水中各形态氮含量对基础生物量(初级生产力、浮游植物总细胞数和浮游动物总个体数)和浮游生物结构(总种数、丰度、均匀度、多样性指数和多样性阀值)的影响明显,前者以正面影响为主,后者以负面影响为主,春季的影响程度尤为突出;除颗粒态氮与颗粒态磷含量的比值以12.23的明显低值显示氮的相对缺乏外,海湾红树林区海水中的其余4种形态氮含量的比值都在33.07~91.75之间,呈富足状态,尤以溶解无机氮最为显著,这与氮的来源途径较多、转化速率较高有关。     

稀土元素的环境生物地球化学循环研究现状

本文对稀土元素在农用领域的研究进展及其在土壤、水体和植物中的分布、迁移与归宿特征作一系统总结,并对该领域的发展趋势进行了简要的说明。随着自然和人为因素造成的环境中稀土元素的增加,进而产生对生态环境和人类健康的影响,已引起全社会的关注。土壤中稀土元素的存在形态是生态环境效应和生物利用性的的重要参量。目前的实验结果在不同地区和不同土壤剖面中稀土元素的存在形态不尽相同,推测主要与其母质的组成及所处气候等环境条件相关。最近国际上已对稀土元素的水化学过程进行了较广泛的研究,水体中稀土分布受水体的化学参量（如pH, 有机质等）和水化学过程影响,含量高低与人为活动有直接关系。植物中稀土元素的分布通常与土壤中稀土的含量多少相一致,在外施稀土的条件下,在施用后短期内稀土在各器官分布与施用部位密切相关,目前对植物体内稀土元素存在位置和赋存状态的实验结果差别明显,对植物中稀土元素的超富集机理不清等问题尚待进一步探究。     

南极普里兹湾沉积物稀土元素地球化学特征

利用中国第29次南极科学考察在南极普里兹湾获取的3个短柱样品,进行了稀土元素测试分析,探讨了普里兹湾海洋沉积物稀土元素特征、分布模式及其控制因素。结果表明,普里兹湾各站沉积物中稀土元素含量各异,但均具有与上陆壳、中山站变质岩相似的页岩标准化配分模式,整体表现为轻稀土富集型,说明其物源一致,具有明显的大陆地壳来源特征。结合沉积物粒度、化学元素、生源指标等分析其分布及富集规律,发现物源是控制研究区稀土元素组成的主要因素,同时生物作用会对稀土元素的含量产生稀释,但"粒度效应"在此并不明显。普里兹湾沉积物短柱稀土元素参数垂向变化,反映了百年尺度内物源输入、沉积环境的变化。各站δCe值普遍具有向下减小的趋势,反映了随深度增加沉积环境的氧化性逐渐减弱的特征。     

黄河水体中重金属的形态分配

本文运用模式计算方法对黄河水体中重金属的形态分配进行了研究。结果表明,pH是控制重金属形态分配的最重要因素,其次是重金属的初始浓度和悬浮物含量。并得出,在黄河水体中,cu、Pb主要以沉淀态存在,zn则以吸附态为主,水体中游离态重金属含量很低。上述结果将为拟建中的小浪底水库工程的重金属环境影响预测提供一定的科学依据。     

扎龙湿地表层沉积物磷的赋存形态及空间分布特征

沉积物中不同形态的磷具有不同的地球化学行为和生物有效性,其含量和分布特征包含着许多环境地球化学信息。该文利用SMT法对扎龙湿地表层沉积物中总磷(TP)及各形态磷进行了分析,探讨其空间分布特征及控制因素。结果表明,扎龙湿地表层沉积物TP含量高,接近于富营养化严重的太湖和巢湖,主要分布于核心区和东北部;无机磷(IP)含量稍高于有机磷(OP),其分布特征都与TP相似。IP中的钙结合态磷(Ca-P)和铁铝结合态磷(Fe/Al-P)空间分布差异性较小,Ca-P含量占IP的59.2%。TP及各形态磷含量受粒度、有机质、pH及溶解氧等环境因子的影响,造成扎龙湿地水体富营养化的污染物质主要来自外源;但随着湿地盐碱化加重、生态环境破坏及植被覆盖度下降,沉积物内源磷的释放将成为扎龙湿地水体富营养化的重要来源,将直接加剧水体富营养化程度,尤其增加核心区水体富营养化的风险。     

湘江下游河床沉积物铅污染特征及铅来源的Pb同位素示踪分析北大核心CSCD

利用BCR及1M HCl分离提取技术对湘江下游河床沉积物不同化学形态铅的铅含量及Pb同位素组成进行分析。结果表明,河床沉积物重金属铅含量变化大(Pb含量为(54.4~4379)mg/kg),且富集明显(EF>3.5)。不同河段沉积物铅富集程度明显不同,湘潭、长沙及湘阴河段沉积物铅富集程度相近(EF平均为3.5~4.1),而株洲段沉积物铅富集明显较高(EF平均为82.0)。BCR分离提取结果显示河床沉积物铅主要以赋存于铁锰氧化物中的可还原态铅(43.76%)和赋存于硅酸盐矿物的残渣态铅(41.53%)的形式存在。沉积物全岩铅同位素组成显示株洲段铅为非放射成因铅(^(206)Pb/^(207)Pb平均为1.1744),而湘潭至湘阴段沉积物明显富放射成因铅(^(206)Pb/^(207)Pb平均为1.1827)。由BCR提取的可提取态与残渣态铅的^(206)Pb/^(207)Pb比值平均分别为1.1798±0.002及1.1844±0.008,即可提取态与残渣态铅之间Pb同位素组成变化不明显。而1M HCl提取的可提取态(^(206)Pb/^(207)Pb平均为1.1746±0.004)与残渣态铅(^(206)Pb/^(207)Pb平均为1.1859±0.007)的Pb同位素组成明显不同。这可能是BCR分离提取实验中,株洲段沉积物非放射成因的人为源铅未完全提取所致,故BCR提取法不适合用于矿业活动影响河流沉积物重金属污染的生态风险评价。铅同位素示踪分析表明,株洲段沉积物中铅为来自铅锌矿矿石(62.4%)及燃煤排放(36.8%)人为源铅组成的二元混合铅,而湘潭至湘阴段沉积物铅为来自自然源花岗岩(54.4%)和来自人为源铅锌矿矿石(29.2%)及燃煤排放(15%)组成的混合铅。     

乌鲁木齐城市土壤中重金属分布

研究了乌鲁木齐城市土壤中重金属含量状况、空间分布及化学形态分布。结果表明:乌鲁木齐城市土壤受到了不同程度Cr、Cu、Pb、Zn污染,其中Pb的污染相当严重;除Mn、Fe以外,土壤中同一重金属元素含量在不同功能区的分布差异显著;各重金属元素形态分布规律并不完全相同,但均以残渣态为主;乌鲁木齐城市土壤中活性态Pb的比例最高,活性态Fe的比例最低,同一重金属元素活性态在不同功能区的分布差异显著。