中国红枫湖沉积物中的年纹理

报道了中国的湖泊沉积年纹理，并通过这些年纹理的矿物组成、藻类种属、地球化学特征和区域季节性气候变化的对比研究，揭示了年纹理的形成机制。     

百花湖沉积物剖面中汞的空间分布

贵阳百花湖长期受汞法生产醋酸企业含汞废水的污染,沉积物及其孔隙水均受到严重的汞污染,总汞含量远远高于背景区.我们研究了汞污染企业停排后,百花湖沉积物剖面中汞污染程度、水平和垂直分布特征.研究显示,汞的垂直分布呈现表层和底层含量较低,中层出现峰值的分布趋势,沉积物中总汞的最高含量达到38 mg/kg(干重),且这种分布趋势恰好与贵州有机化工厂的生产历史相对应,反映了百花湖汞污染主要来源于该厂.百花湖表层沉积物中总汞的含量逐步下降,但在上游沉积物中总汞含量仍约为背景区总汞含量的40倍左右,离污染源较远的下游逐渐减少到背景区的3倍左右.这表明百花湖的汞污染在逐渐减轻,沉积物中大量的汞的扩散和再悬浮对上覆水体、鱼类和其他水生物具潜在的危害性.     

南海湖沉积物中Hg的形态分布特征

以包头市南海湖为研究对象,采用连续化学提取法,系统开展了沉积物中Hg的形态分布研究。结果表明,表层沉积物中Hg含量的水平分布总体呈现湖心区低,西南和东北部湖区高的趋势。腐殖酸结合态为表层沉积物中Hg的主导形态,次为交换态和水溶态。表层沉积物中生物有效态Hg的含量甚高,占总汞的76%~94%,对整个生态系统具有潜在危害性。沉积柱芯中总Hg表现为表层富集并随深度增加而降低的变化趋势。B、F站位柱状沉积物中腐殖酸结合态Hg随深度有规律的递减,H站位20 cm以上Hg的主导形态为腐殖酸结合态,残渣态次之;20～30 cm的主导形态则为残渣态及可交换态。     

南四湖及主要入湖河流沉积物中磷的赋存形态研究

应用沉积物磷形态SMT提取方法,分析了南四湖及主要入湖河流丰水季节表层沉积物、独山湖及微山湖区沉积岩芯中磷的含量及形态组成变化,研究了磷的埋藏演化过程与人为污染特征.结果表明,老运河表层沉积物中磷的含量最高,为13068.3 mg/kg,以OP及NaOH-P为主,其富集系数分别为6.5和9.0,主要是与来自济宁市的废水污染有关.其余表层沉积物以HCl-P为主;受人为污染的影响,NaOH-P、OP产生一定程度的富集,其富集系数分别为1.0.3.7、1.3～6.0;部分沉积物中高含量的有机质加重了OP的富集.独山湖及微山湖沉积岩芯中以HCl-P和OP为主;20世纪60年代末期以来,随着湖泊生产力的提高及早期成岩过程中有机质的矿化分解,独山湖及微山湖沉积岩芯中TOC含量自下而上呈指数增加,这也导致了沉积物中OP的增加;独山湖及微山湖沉积岩芯6～0 cm和5～0 cm较高的OP及NaOH-P含量,指示了20世纪80年代中期以来磷的人为污染过程.     

太湖及其主要入湖河流沉积磷形态分布研究

选择了我国第三大浅水湖泊--太湖及其主要入湖河流进行沉积磷形态的连续提取研究.太湖湖区沉积磷中不稳态磷(LP)及铝结合态磷(Al-P)含量很低,其余形态磷为铁结合态磷(Fe-P)＜钙结合态磷(Ca-P)＜有机磷(Org-P).河流沉积物中有机磷的相对含量高于湖泊沉积物,绝对含量平均值约为湖泊沉积物的3.9倍,铁结合态磷的绝对含量约为湖泊沉积物的3/4,湖区沉积物Fe-P含量与水体中PO3-4-、Chla呈显著正相关关系,同时与间隙水的氧化性呈显著负相关关系.太湖各湖区沉积物的磷形态表现为空间差异较大,活性组分的差异性要大于活性较差的组分.总的来说北部湖区沉积物中Fe-P和Org-P含量高于其他湖区,这与太湖北部湖区水体高营养级和藻类爆发关系密切.湖区沉积磷的垂直分布规律较复杂,既有随深度增加的,也有随深度降低的,河流沉积物同样如此.这与太湖及河流生态条件、污染物排放以及沉积动力学条件不同有关.     

沉积物中磷的赋存形态及磷形态顺序提取分析方法

阐述了当前我国水体富营养化的现状,水体的富营养化与水体中磷、氮的浓度以及二者的浓度比值有着密切的关系。水体富营养化时氮和磷的浓度均很高,但没有一个固定的值,是在一个较宽泛的富营养范围内,氮和磷的浓度比值大多在10∶1～20∶1。湖泊沉积物作为湖泊水体中磷的重要蓄积库,是湖泊流域磷循环的重要归属,也是湖泊水体内源性磷的主要来源,沉积物中极少量的稳定磷转化为活性磷就会造成湖泊水体富营养化。文中介绍了沉积物中无机磷形态的分类,评述了欧盟标准局在研制湖泊沉积物磷形态标准物质时比对采用的4种提取方法(Willimas法、Hieltjes-Lijklema法、Ruttenberg法、Golterman法),总结了国内外学者所应用的沉积物中磷的各种形态提取方法和磷各形态的分析测定方法,国内学者应用的方法是在国外学者方法的基础上提出的,阐述了顺序提取方法及其地球化学意义。简要评述了湖泊沉积物中磷的生物释放、物理释放和化学释放三种释放机制,这三种释放机制相辅相成,在一特定的环境条件下某一过程可能占主导地位来控制沉积物磷的释放。最后提出应该加强对沉积物中磷的各种形态的专属提取剂及其提取有效性的分子表征和检测,更加细化对于沉积物中磷形态的分类和创新各种磷形态的分析方法,建立沉积物-水体磷的迁移、循环和转化模型,这对于从根本上解决富营养化问题具有重要意义。     

长江河田及其上海岸带水体沉积物中磷的存在形态

讨论了磷的５种存在形态及其分布规律。河口及岸带水体沉积物中磷主要是以有机磷（ＯＰ）和无机磷（ＩＰ）形式存在的,有机磷是有机质的组成部分,无机磷又可分为可溶性磷（ＤＰ）、铁结合磷（Ｆｅ－Ｐ）、铝结合磷（Ａｌ－Ｐ）、铝结合磷（Ａｌ－Ｐ）、钙结合磷（Ｃａ－Ｐ）。研究发现,沉积物中总磷含量水平在６９２．７９～１５７０．９９μｇ／ｇ之间,无机磷含量在２２０．０２～９２８．３３μｇ／ｇ之间,占总磷含量的３１．８％～６０．５～,而有机磷含量在３９４．８９～６４２．６６μｇ／ｇ之间,为总磷含量的３９．５％～６８．２％。在分析水体喾物中各形态磷的含量和变化的基础上,对磷在时空上的变化,与有机碳、总氮的关系以及污水输入影响等进行了初步的论述,并提出沉积物中铁结合磷（Ｆｅ－Ｐ）和铝结合磷（Ａｌ－Ｐ）可作为判断污染的指标之一。     

贵阳市红枫湖湖泊沉积物地球化学与环境质量评价

通过贵阳市红枫湖多目标地球化学调查,发现红枫湖湖泊沉积物pH值为7.3～7.5,属中偏碱性环境。沉积物具有富营养化趋势明显,C、Corg、N、S、F、P等含量较高且富集度大,存在As、Cd、Hg等重金属安全隐患,其中As含量为（34.6～52）×10-6,平均值40.8×10-6,超过国家土壤环境质量三级标准的特点。按每月一次对湖水水质进行一年期观测,发现湖水pH值为7.5～8,属中偏碱性环境,湖水总N长期超标。湖泊沉积物地球化学环境极可能对湖水水质产生影响,因此通过湖泊沉积物和水体的综合研究,可以为贵阳市重要水源地生态环境保护提供科学建议。     

永定河沉积物中磷的存在形态及其指示意义

采集官厅水库的永定河入库口附近沉积物,采集深度77cm,以1cm做为一个层位单元进行分割,测定其中11个层位的总磷,同时对这些层位沉积物中二钙结合态磷、八钙结合态磷、铝结合态磷、铁结合态磷进行连续分级提取,有机磷通过灼烧法测定,残留态磷由总磷与上述五种形态磷差减确定。结果显示:沉积物中总磷含量在580.3~1276.2μg/g,主要成分为无机磷,平均占总磷的比例为88%;残留态磷为沉积物中磷的主要形态,含量占总磷50%以上。在沉积物深度75~20cm的沉积年份中,永定河向官厅水库输送的残留态磷量不断增加,且增速逐渐加快,主要为水土侵蚀的产物。从沉积深度20cm以来的沉积年份里,总磷的输入量不断减少,但以二钙结合态磷为主的生物有效磷输入量随总磷的含量降低而持续增加,主要来自工业和生活污水,反映了官厅水库上游永定河流域内工业和生活污水排放所占的比重日益增加,成为官厅水库富营养化污染的主要来源,以致官厅水库富营养化的趋势增强。     

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。     

太湖五里湖表层沉积物中不同形态磷的分布特征

利用连续提取法(SEDEX)详细调查了太湖五里湖表层沉积物中不同形态磷的组成和分布特征。结果显示：其中磷的含量较高，受人为污染输入的影响较大，并且已经有了一定的释放。总磷的变化范围为2．05～4．05mg/g。平均约为2．80mg/g。总磷主要由无机磷组成(70％～90％)，大多数无机磷为CDB溶液提取的铁结合态磷(75％～85％)。CDB溶液的n(Fe)／n(P)都较小(2．0～5．3)。说明CDB溶液提取的铁主要是以无定形态存在的，并且铁与磷酸盐之间的吸附可能已经达到了平衡状态。除底部个别样品以外。多数样品n(Gorg)／n(Norg)较小(8．8～10．6)，所有样品的n(Gorg)／n(Porg)都较大(135～320)，表明沉积物在早期成岩作用过程中，湖泊内源自生有机质降解时有机磷优先释放。无机磷，特别是铁结合态磷，在氧化还原条件变化的情况下。能够通过沉积物一水体界面被再次释放到水体中去，这可能对湖泊的水体质量和营养状况有一定的影响。     

贵州红枫湖沉积物有机质的酶及微生物降解

文章通过DNA、α-葡萄糖苷酶和硫酸盐还原菌等的变化,研究了贵州红枫湖沉积物中有机质的酶及微生物降解.有机质在微生物及其分泌的胞外酶的作用下被降解,在沉积物深度11cm以下被降解到相对较低的含量.DNA的分布表明表层9cm的沉积物深度内微生物的活动较为强烈,是微生物降解有机质的主要位置.α-葡萄糖苷酶在悬浮层含量最高,达0.75μmol/min*g干沉积物,提示有机质中的淀粉和糖原等物质在悬浮层降解较为激烈,被大量分解;随着沉积物深度的增加α-葡萄糖苷酶活性减弱,在有机质降解明显开始变缓的11cm沉积物中,α-葡萄糖苷酶活性已降低到0.17μmol/ming干沉积物.分子生物学的研究表明红枫湖沉积物表层7cm是硫酸盐还原菌的主要分布位置,结合有机质和SO2-4含量的研究结果,提示红枫湖沉积物中SO2-4不可能成为有机质氧化的主要电子受体,硫酸盐还原的限制因素也不是有机质供应.     

现代沉积年分辨的137Cs计年──以云南洱海和贵州红枫湖为例

1964,1975及1986年三个¹³⁷CS时标计算出红枫湖和洱海沉积物平均堆积速率完全一致,说明1975年和1986年次级蓄积峰作为计年时标的可靠性。洱海沉积物平均堆积速率为0．047±0．002g／(cm²·a),与²¹⁰Pb方法所获得的结果一致;红枫湖为0．17±0．01g／(cm²·a),与其建湖以来沉积物实际堆积的观察结果吻合。洱海1964年沉积物中¹³⁷CS的比活度(校正到沉积年代)仅46．4Bq／kg,而红枫湖达145Bq／kg。由于红枫湖沉积物堆积速率约为洱海的3．7倍,所以其1964年层节沉积物中¹³⁷CS蓄积量比洱海大11.5倍。红枫湖沉积物中¹³⁷CS累计值的99．4％分配于1985年以前,而洱海的19．4％分配于1986年以后,显示出¹³⁷CS在洱海沉积物中的较大扩散能力。     

云南程海现代沉积物环境记录研究

本文通过对程海沉积物Ｃ、Ｈ、Ｎ等元素含量及其比值的综合分析,辨识了程海沉积物有机质Ｈ／Ｃ及Ｃ／Ｎ值的环境指示意义,发现它们增可作为程海水位波动及区域气候干湿变迁的替代性指标。研究结果表明：程海的水位和区域气候干湿主为化明显以历了两个不同的阶段,但整体上程海水位一直呈下降趋势,反映区域气候整体上向干旱化方向发展。     

青海湖近千年来气候环境变化的湖泊沉积记录

本文根据青海湖沉积岩芯（QH00A）碳酸盐含量、TOC和Rb/Sr等环境指标的综合分析，探讨了该地区近千年来的气候变化过程和化学风化史。结果表明：青海湖地区近千年来经历了5次冷湿期和5次暖干期，气候组合类型为冷湿与暖干交替。中世纪暖期、小冰期以及20世纪以来的升温在该沉积岩芯中得到良好的记录。沉积岩芯Rb/Sr较好地记录了湖泊流域化学风化的历史，并揭示流域化学风化的主要控制因素为气温变化。     

石臼湖近代环境演化历史

以2007年在石臼湖采集的浅岩芯钻孔(SJH07-C1)研究近代石臼湖湖泊环境演化历史以及人类活动的影响。运用核素²¹⁰Pb和 ¹³⁷Cs进行定年,²¹⁰Pb 的CRS模式定年结果与¹³⁷Cs方法获得的年代具有较好的可比性。同时分析了岩芯沉积物的理化指标,包括烧失量、总磷、金属元素和磁化率。分析表明：  1955年以前地球化学指标表明石臼湖湖泊沉积物中人类活动信息较弱,但总磷和有机质（烧失量）开始出现增加,湖泊营养水平开始升高。1955～1969年,湖泊沉积物磁化率较高,重金属（包括铜、铅、锌和汞）含量快速增加,可能与该期开始大量使用化肥、农药有关,导致入湖污染物增加。1969～1997年期间,1969～1979年时段湖泊沉积物磁化率最高,重金属含量比较稳定,在石臼湖进行了大规模的围垦;   1979～1997年,湖泊沉积物磁化率较高但呈减少趋势,重金属含量再次快速增加,总磷增加较快,说明该阶段入湖污染物增加,湖泊营养水平也在增加。1997～2007年,磁化率较低,重金属含量保持在高水平,总磷快速增加,显示该阶段湖泊营养水平较高,但入湖物质通量在减少。     

湖泊沉积物中蛋白质和氨基酸的动态变化

测定了阿哈湖和百花湖沉积物孔隙水中蛋白质和氨基酸的含量。蛋白质含量分别在0．32－1．71mg/ml和0．22－1．38mg/ml之间，氨基酸含量分别在1．15－5．01μg/ml（以含N量计）和1．41－4．16μg/ml之间。两湖沉积物氨基酸含量逐渐增高，表明扩散作用的存在。随着时间的推移，蛋白质在沉积物各层中得到了很好的保存，说明它的分解比较有限。沉积物孔隙水中氨基酸含量和微生物活动有关，氨基酸在27cm以后的阿哈湖沉积物中明显积累，可能指示微生物活动的减弱。     

湖泊中磷的循环与沉积作用

地壳存在大量微溶性磷酸盐矿物，是湖泊中无限的磷源。中国云南省的滇池周围分布着大量早寒武世梅树村期磷块岩，其可溶性大于内生磷灰石，因此滇池湖水中磷的浓度提高，达０．０４～０．３８ｍｇ／Ｌ，是一般湖水中磷浓度的４～１０倍。藻类与细菌在滇池大量繁殖，摄取磷等营养物质，死亡后又被分解生成可溶性颗粒有机磷，磷质又返回湖水中，而那些分解后的水溶部分、不易分解的顽性组分或者不能为后来的生物所利用的组分，形成泥状沉积物或有机泥浆沉入湖底加入湖相沉积物。     

贵州百花湖分层晚期有机质降解过程与溶解N2O循环

百花湖是一个具有季节性分层的富营养小型湖泊,在秋季湖水倒转期经常发生水质恶化事件,碳氮循环出现异常。文章研究特选择在秋初,湖泊分层开始消失时,测定了湖水中不同深度的N₂O,CH₄,CO₂,有机和无机碳同位素以及其他化学参数变化。结果发现:采样时百花湖在约6m和16m深度附近出现了两个温度不连续层(SDL和PDL),并影响到有机颗粒的沉降和分解。相对而言,有较多的有机质在这两个层内发生降解,但降解的途径有所不同,上部主要是有氧降解,下部则主要是无氧降解过程。N₂O的产生和消耗与有机质的降解过程完全对应:PDL层以上,ΔN₂O与AOU的线性关系反映了N₂O主要形成于硝化作用;PDL层以下反硝化作用导致N₂O严重不饱和;PDL内位于硝化作用和反硝化作用过渡带的N₂O峰,显然是硝化与反硝化联合作用的结果。PDL层内较大的CH₄浓度变化梯度,说明嗜甲烷细菌可能通过氧化NH+4贡献了部分N₂O。百花湖秋、冬季表层湖水N₂O都是过饱和的,都是大气N₂O的源,依据分子扩散模型计算湖泊N₂O的释放通量在12～14μmol/m·day之间,秋、冬季没有明显的差别。秋季底层湖水的反硝化作用是湖泊N₂O的汇,其消耗通量与表层的释放通量基本相当。