沉积物-水界面的生物地球化学作用

沉积物－水界面是天然水体在物理、化学和生物特征等方面差异性最显著和负责水体和沉积物之间物质输送和交换的重要边界环境。对沉积物－水界面生物地球化学的定义、研究方法和它在水体微量物质循环中所起的作用、物质迁移方式、典型氧化还原敏感性元素转化反应（Ｃ、Ｏ、Ｎ）、界面扩散通量和表面扩散亚层的意义和估算等进行了讨论。      

湖泊沉积物—水界面营养元素的生物地球化学作用和环境效应：I.界面…

发生在沉积物－水界面的剧烈生物地球化学作用对沉积物和上覆水体具重要的环境效应，然而此方面研究很少，本文通过云贵高原四个湖泊湖水和孔隙水ＮＨ４和ＮＯ３剖面，沉积物柱芯不同结合态氮含量剖面分布，界面扩散通量，影响氮循环的因素及它们季节性变化规律等的对比研究，初步揭示了湖泊沉积物－水界面的氮循环及其环境效应。     

沉积物－水界面的生物地球化学作用

沉积物－水界面是天然水体在物理、化学和生物特征等方面差异性最显著和负责水体和沉积物之间物质输送和交换的重要边界环境。对沉积物－水界面生物地球化学的定义、研究方法和它在水体微量物质循环中所起的作用、物质迁移方式、典型氧化还原敏感性元素转化反应（Ｃ、Ｏ、Ｎ）、界面扩散通量和表面扩散亚层的意义和估算等进行了讨论。     

北京官厅水库沉积物-水界面磷的分布和迁移特征

研究官厅水库一个沉积物柱及上覆水体磷的含量和形态特征,指出水体中的磷以颗粒态为主,界面上覆水中磷以无机磷酸盐为主,孔隙水中以有机磷占优势;界面附近湖水中总溶解磷、总无机磷、正磷酸盐和有机磷酸盐从远离界面到界面逐渐升高,孔隙水中总溶解磷、总无机磷、正磷酸盐在界面下10 cm左右达到最大值,有机磷含量由界面向下有增加趋势;计算了沉积物-水界面磷的沉降和扩散通量,分别为1967.5μg/a@cm2和0.5μg/a@cm2,结合沉积物中矿物组成、磷与Fe、Mn、SO2-4的关系,探讨影响磷分布和迁移的影响因素.     

湖泊沉积物-水界面营养元素的生物地球化学作用和环境效应 Ⅰ.界面氮循环及其环境效应

发生在沉积物-水界面的剧烈生物地球化学作用对沉积物和上覆水体具重要的环境效应，然而此方面研究很少。本文通过云贵高原四个湖泊湖水和孔隙水NH和NO剖面，沉积物柱芯不同结合态氮含量剖面分布，界面扩散通量，影响氮循环的因素及它们季节性变化规律等的对比研究，初步揭示了湖泊沉积物一水界面的氮循环及其环境效应。     

浅水湖泊沉积物中磷的地球化学特征

对太湖不同污染状况和生态系统状况的湖区沉积物中磷的地球化学形态及其分布进行了研究。结果发现,沉积物的理化性质和磷的化学形态一般都在表层下深5～15cm发生明显的转折;草型湖区、藻型湖区、开阔湖面的大湖区沉积物的理化性质、间隙水中的磷浓度及沉积物中磷的形态存在较大的差异。东太湖沉积物间隙水磷浓度和交换态磷含量都显著低于其他湖区;风浪扰动相对剧烈的开阔湖面湖区沉积物中磷的沉积规律也不同于梅梁湾藻型湖区和东太湖草型湖区。研究表明,浅水湖泊中水生生物状况、风浪扰动状况对沉积物中磷的地球化学行为有至关重要的影响。     

湿地沉积物-水界面营养盐交换的定量估算

为有效控制湖泊内源营养盐的释放,探讨了不同物理改良措施(覆沙、底质疏松)对沉积物-水界面营养盐的释放通量控制效果。利用原位孔隙水采样技术(Peeper)来获得沉积物孔隙水剖面,对改良后湿地沉积物孔隙水营养盐的垂向分布及其扩散通量进行了研究。结果发现,改良后沉积含水率、孔隙率分别提高了91%和54%。水土界面附近,随剖面深度增加,孔隙水中PO₄3-、NH₄+、NO₃-及NO₂-浓度分布符合指数关系,PO₄3-、NH₄+在8 cm左右达到最大值。种植芦苇后沉积物孔隙水中PO₄3-、NH₄+均有不同程度的下降,改良措施能有效降低表层弱结合态磷在总磷中比例但增加铁磷的比例,种植芦苇可强化这一效应。运用Fick第一定律对剖面孔隙水营养盐的扩散通量进行估算,发现沉积物经疏松后,NH₄+、PO₄3-的扩散通量由57.47~72.19μg/(m2·d)和2.55~3.21μg/(m2·d)变为-95.54~-130.94μg/(m2·d)和1.50~2.05μg/(m2·d),可考虑疏松沉积物-水界面附近沉积物来作为控制湖泊内源污染的有效手段之一。     

密云水库沉积物中磷的形态和分布特征

采用连续提取化学分析技术，对密云水库的柱状沉积物和表层沉积物样品进行了磷形态的提取分析，研究了各种形态磷在表层及垂立方向上的分布特征。分析结果表明，密云水库沉积物中以无机磷为主，有机磷次之，无机磷占总磷的76．88％。95．09％。沉积物中总磷及其不同形态无机磷在垂直方向上的分布变化规律为：总磷、可溶态磷含量随深度增加而降低，Ca—P合量随深度增加而增加，Al—P和闭蓄态磷变化幅度不大，Fe—P、有机磷的垂直方向变化情况较复杂。潮、白河流域总磷与各形态磷在表层及垂直方向上的分布差异在一定程度上反映出近年来水库所受上游流域工业活动和人为污染的影响情况。     

密云水库沉积物中磷释放的环境因子影响实验

为了探讨密云水库沉积物中磷的释放条件,在实验室模拟了改变溶解氧浓度、调节pH、温度等因素对磷释放的影响实验。结果表明:厌氧条件下沉积物中释放磷的总量是好氧条件下的10倍;上覆水pH值升高有利于沉积物中磷的释放;温度升高,沉积物中磷的释放强度随之增大。同时说明了水库内源性磷对水库水质存在着潜在威胁,为研究水库内源性磷对水质的影响和对水库富营养化趋势的预测提供了可靠的依据。     

密云水库水体的地球化学特征

研究了密云水库在2001年一个完整水文年的水体地球化学特征。结果表明：该水库水质清澈，透明度平均为2．54m，pH平均值为8．81；水中溶解氧丰富，平均为6．98mg／L；有机物耗氧量平均为2．07mg／L；平均矿化度为246．97mg／L，水型属重碳酸盐类、钙组Ⅱ型水(CⅡ^Ca)。水体中的主要生物营养元素氮含量较高，总氮平均为0．96mg／L，磷含量较低，总磷平均为0．025mg／L。水库氮、磷浓度比为38．4：1，显示磷为该水体生物生产力的主要限制性营养元素。水体中重金属铬、镍的含量变化特征反映了原始老变质基岩成分的有关特点；而重金属铁、杨、铅、汞、砷的含量变化规律则显示密云水库水体已受到上游流域工业活动的影响。     

水环境中磷的赋存形态及其分析方法研究进展

文章归纳总结了近年来国内外在水环境中磷的赋存形态这一领域的研究进展,着重介绍了水体和沉积物中磷赋存形态的分类、不同形态磷的前处理及其提取、分析测定方法,概括了其研究现状,并对以后的发展趋势作了展望。这对于深入揭示水环境中磷的赋存形态及其环境与生物地球化学循环有着重要的指导意义。     

淡水水体沉积物磷的环境生态效应研究进展及建议

对淡水水体沉积物磷的环境生态效应的国内外研究热点和领域进行了综述、评价;提出了尽快开展真正内源磷——地质成因磷自然释放的水环境生态效应研究,特别是天然条件下（如人为干扰少的源头河流）,富磷河流水体主要初级生产者——藻类生态响应研究的建议。     

不同干燥方式对湖泊沉积物磷提取的影响

以滇池5个典型区域表层沉积物为例,研究了自然风干、低温烘干和真空冻干等3种干燥方式对沉积物中磷的形态含量及其生物有效性测定的影响。结果表明：烘干、风干过程促进了沉积物有机磷的降解转化和微生物磷的释放,导致有机磷的含量偏低,总磷含量却比冻干高。各形态磷受不同干燥方式的影响程度不同,风干样品中BD-P较高,冻干样品中NaOH-rP含量最高,NH4Cl-P、HCl-P、残渣磷（Residual-P）由于含量较低或其化学性质比较稳定而差异不大。冻干样品中生物可利用磷分别比风干、烘干高26.7%、20.2%,表明冻干处理能较为真实地反映沉积物中磷的组成特征,是比较理想的样品干燥方式。各形态含量顺序为：藻类可利用磷（AAP）〉NaHCO3可提取磷（Olsen-P）〉水溶性磷（WSP）〉易解吸磷（RDP）。沉积物中Olsen-P与NH4Cl-P、BD-P、NaOH-rP、活性磷及上覆水体总磷水平呈显著正相关,因此可作为评价滇池沉积物磷的生物有效性的重要指标。     

Distribution and speciation of mercury in the Hongfeng Reservoir,Guizhou Province,China

The water, pore water, sediment, and fish samples were collected from the Hongfeng Reservoir in November 2003 and February 2004 in accordance with trace metal protocols. The average concentrations of total mercury （THg）, dissolved mercury （DHg）, reactive mercury, dissolved gaseous mercury, total methylmercury, and dissolved methylmercury in the water columns were 8.00, 5.70, 0.63, 0.05, 0.16, and 0.07 ng/L, respectively. THg and DHg in the water columns, THg in pore water and THg in lake sediments of the Hongfeng Reservoir showed the level of mercury in the Hongfeng Reservoir was higher than in other natural waters in the world due to the loading of a lot of waste water with relatively high concentrations of mercury, whereas methylmercury concentrations in fish （wet weight） varied from 1.73-51.00 ng/g, much lower than in most remote lakes and reservoirs reported in northern Europe and North America. Methylmercury distributions in pore water and sediments showed methylation occurred mainly in the upper several centimeters of sediment cores in the Hongfeng Reservoir. The concentrations of dissolved organic carbon, total suspended particles, total Hg, and methylmercury were higher at Houwu than those at Daba in November 2003. It is suggested that other pollutants such as N and P from fishing farm and other waste water at Houwu, which resulted in deterioration of water quality, affected the concentrations and distributions of mercury species in the reservoir.     

滇池现代沉积物中磷的地球化学及其对环境影响

湖泊沉积物中,磷是产生富营养化的重要元素.湖泊中磷元素含量、地球化学行为以及它的复杂矿物学特征,使人们对磷的研究极为重视.滇池湖中总磷超标10.3倍,底泥沉积物中P2O5平均含量0.52%,最高可达1.92%.滇池地处磷矿区,是磷质来源最丰富的湖泊,统计表明,磷含量每年在不断增长.滇池沉积物中磷主要以吸附态、有机态、铁结合态、钙结合态、铝结合态等几种形式存在.这些形态磷在底泥中是不稳定的,它们在环境改变条件下,又将磷释放到水体中.微生物在磷的循环过程中起了重要作用,乳酸菌对不溶性磷酸盐的分解,使湖泊中可溶磷含量增高.聚磷菌对磷元素的富集以及聚磷菌死亡后发生有机磷的矿化作用,是湖泊中水合磷酸盐矿物沉积的重要途径.当湖泊中这种不稳定的水合磷酸盐矿物在条件具备的情况下,经沉积物覆盖成岩作用后,最终形成磷灰石。     

密云水库水质分布的相关性研究

针对环境水质分析给出两种新的统计方法——同一种污染质浓度在深度分布上的单调相关性及不同污染质分布或相同污染质层间分布的协相关性度量，挖掘实测散点数据的潜在信息，给出针对密云水库的应用实例。     

Sediment Phosphorus Chemistry and Microbial Biomass along a Lowland New Zealand Stream

An evaluation of the distribution of P concentrations in streamflow, P fractions andthe microbial biomass P pool was made of bed and bank sediments along a lowlandstream in New Zealand. Agricultural intensification increased downstream. However,most P fractions decreased downstream (total P decreased from c. 400 to 250 mg kg^-1) in bed sediments, while P in streamflow remained relatively constant (generally < 0.005 mg l^-1) and sediment microbial P increased from 2 to 8 mg kg^-1. An investigation of P release from dried and rewetted sediments showed that solution P (CaCl2-P) increased, on average > 300%, and proportional to the size of the microbial biomass P pool before drying, except in sediments with much organic carbon (OC). When supplied with a P source (1 mg l^-1) and then simultaneously with a C source (glucose, 100 mg l^-1), all sediment behaved similarly and biotic sorption accounted for, on average, 27 and 34% of the total sediment uptake, respectively (maximum of 58%). The quantity of P taken up was related to the initial size of the microbial biomass P pool, and the availability of P as influenced by organic P complexes and OC. The sediment microbial biomass represents a transient, but small store of P could be useful to indicate bioavailable P inputs.