长江河口盐沼湿地酸挥发性硫化物的时空分布特征及影响因素

以长江河口典型潮间带(崇明东滩湿地)不同地貌单元植被根际柱样沉积物(0~33 cm)为研究对象,探讨了长江河口潮间带表层沉积环境中酸挥发性硫化物(AVS)的时空间变化特征及其与环境因子的关系.结果表明,不同植被根际沉积物中 AVS 含量存在显著季节变化,表现为:互花米草大于海三棱藨草和芦苇.各采样点根际沉积物中 AVS 含量垂向变化为:高潮滩芦苇,随深度的增加而降低;中潮滩互花米草与海三棱藨草,随深度的增加先增大后减小,且在地面下约20 cm 处显著增大. Pearson 相关分析表明,沉积物中 AVS含量与<16μm 的颗粒物、有机碳含量及含水率之间不存在简单的正相关关系.根际沉积物中 AVS 含量的时空变化可能受潮汐、植被生长等因素的综合影响,其时空变化特征反映了长江河口潮滩复杂多变的氧化还原条件.与芦苇和海三棱藨草相比,入侵物种互花米草对沉积物中硫酸盐异化还原有显著影响,其可能改变了潮滩湿地生态系统原有的氧化-还原生物地球化学循环过程     

浙江椒江口潮间带沉积物中痕量金属的活性态分布特征及其生物有效性

3个未扰动柱状样分别采自浙江椒江口潮间带高、中、低潮带,用冷盐酸法测定了沉积物中酸可挥发硫化物(AVS)及同步提取金属（SEM）,分析了不同潮位沉积物剖面类型及形成机理,并根据SEM-Me/AVS比值评价痕量金属（Cu、Pb、Zn、Cd、Cr、As、Hg及Ni）的活性和生物有效性。结果表明：在高潮带和低潮带形成了薄活动层剖面（<6 cm）,痕量金属的活性态浓度较低,AVS浓度较高;而中潮带形成了厚活动层(约26 cm),痕量金属的活性态浓度较高。潮间带不同潮位痕量金属活性态浓度剖面类型的形成是沉积速率、有机质供源及所处潮位共同作用的结果。在河口区应该存在表层mm尺度上的高值有机碳（C_有机）分布。     

长江口沉积物-水界面砷的迁移转化机制与微生物调控分析

为探析长江口沉积物-水界面砷的迁移转化机制,本文分析了2019年夏季长江口4个站位上覆水和间隙水中总As浓度及形态的剖面变化特征,耦合氧化还原敏感元素(Fe、Mn和S)的剖面变化剖析了沉积物-水界面砷循环的Fe-Mn-S控制机制,同时结合砷相关功能基因探讨了沉积物-水界面砷迁移转化的微生物调控过程,估算了沉积物-水界面总As的扩散通量。结果表明,除A7-4站位外,长江口其他3个站位间隙水总As以As³⁺为主要存在形态,且总As浓度均在上覆水中为最低值(0.748~1.57 μg·L^-1),而在间隙水中随着深度增加而逐渐增加并在6~9 cm深度达到峰值(7.14~26.9 μg·L^-1)。间隙水总As及As³⁺浓度的剖面变化趋势与溶解态Fe²⁺、Mn²⁺相似,其均在中间层出现高值,说明沉积物Fe/Mn还原带砷的释放可能是随固相Fe(Ⅲ)或Mn(Ⅳ)的还原而转移到间隙水中的。氧化层和Fe/Mn还原带过渡区间隙水砷浓度与砷异化还原菌功能基因arrA和arsC丰度存在对应关系(除A1-3站外),说明砷异化还原菌将溶解As⁵⁺或固相As⁵⁺还原为溶解As³⁺可能是该过渡层砷迁移转化的另一重要过程。硫酸盐还原带的间隙水总As和As³⁺浓度降低,但由于间隙水的低S^2-浓度不利于砷硫化物生成,因此深层间隙水砷可能与铁硫矿物结合而被移除。底层环境氧化还原条件是影响沉积物-水界面砷迁移转化的重要因素,随底层水DO浓度的降低,砷迁移转化更倾向于微生物还原控制。长江口沉积物-水界面总As的扩散通量为1.18×10^-7~2.07×10^-7 μmol·cm^-2·s^-1,均表现为沉积物间隙水中总As向上覆水释放,即沉积物是研究区域水体总As的来源之一。     

广西百朗地下河水和沉积物中有机氯农药的分布特征

为了解典型岩溶地区广西乐业百朗地下河表层水和沉积物中有机氯农药的分布特征,采集地下河不同断面的水和沉积物样品,利用气相色谱仪测定了19种有机氯农药。结果表明:(1)百朗地下河表层水中19种有机氯农药总量(∑OCPs)浓度为1.95～71.45ng/L,HCHs和DDTs浓度分别为未检出至58.40ng/L和未检出至0.44ng/L;(2)沉积物中∑OCPs浓度为0.75～14.85ng/g,HCHs和DDTs浓度分别为0.11～3.52ng/g和0.03～2.90ng/g;(3)地下河表层水和沉积物中有机氯农药的分布与吸附作用、环境温度以及和地下河连通的天坑的底部的土壤侵蚀有关,即因温差作用,大气沉降的有机氯农药易富集在天坑底部(“冷陷阱效应”),并在土壤侵蚀作用下向水体移动,使地下河沉积物中有机氯农药浓度升高;(4)百朗地下河出口沉积物吸附系数最低,但水中有机氯农药浓度较高且种类最多,推测可能是地下河沉积物中因有机氯农药被释放而引起二次污染;(5)表层沉积物中大多数断面的异狄氏剂浓度及乐业县城附近断面的DDTs和DDD浓度在风险评估低值与风险评估中值之间,表明百朗地下河处于较低的生态风险水平;(6)目前,流域部分断面尚有新的γ-HCH(林丹)和DDTs农药输入。由于有机氯农药长期累积,可能对地下河生态系统造成危害,应采取防治措施。      

长江口东南泥质区百年来稀土元素的组成及控制因素

在210pb定年的基础上,分析了长江口外东南泥质区柱样沉积物稀土元素含量、特征参数分布特征及其与粒径、常量元素等的相关性,探讨了150 a以来稀土元素的来源、制约因素及对沉积环境的响应.结果表明,柱样稀土元素总量(ΣREE)变化范围不大,分布范围为158.38～197.87 μg/g,平均值为183.49μg/g,总体...     

长江口海域表层沉积物重金属元素赋存形态特征

通过长江河口地区水下表层沉积物样品多种化学元素的赋存形态分析测试数据,综合分析重金属元素的赋存形态特征。研究结果显示：镉、汞、铅残渣态所占比例均小于50%,锌、砷、铬、铜、镍残渣态占比均大于50%;8个元素的残渣态与全量呈显著正相关关系。沉积环境和沉积物粒径对重金属元素赋存形态具有重要影响。沉积物的物质来源、矿物组成特征、水动力作用与沉积物粒度和物理化学条件等是长江口地区表层沉积物重金属元素赋存形态的主要控制因素。     

流域减沙对长江口典型河槽及邻近海域演变的影响

基于2001-2015年长江口系列的水下地形和水文测验等资料,研究了流域减沙对长江口典型河槽及邻近海域演变的影响。结果表明:三峡工程建成后的近10多年,流域年均输沙量处于1.35亿t左右的较低水平。受其影响,长江口口内的南支、南港和北港上段的含沙量2008年之后明显下降,河槽冲刷、容积扩大,河槽形态向相对窄深方向演化。而拦门沙河槽的上游侧和口外侧近年来亦有所冲刷,拦门沙浅滩长度缩短。长江口水下三角洲前沿位于北港口外和南北槽口外有两个冲刷区,2007年之后年平均冲刷厚度达0.1 m左右,年侵蚀沙量达0.71亿m3。流域减沙对长江口河槽演变的影响尚在进行中,可能改变长江口水下三角洲向海淤涨的历史演变模式。     

长江口及邻近海域现代沉积速率及其对长江入海泥沙去向的指示意义

对长江口及附近海域的16根重力柱样进行了210Pb沉积速率测试, 结合以往成果, 揭示了该区现代沉积速率分布格局, 对其控制因素以及其对认识长江入海泥沙去向的指示意义进行了探讨.沉积速率最高值分布在南支口外、杭州湾口群岛北部的前三角洲地区, 最高可达6.3m/a, 总体上在3cm/a以上; 次高值分布在杭州湾北部, 约1.7~3.0cm/a, 南部略低, 约0.4~1.0cm/a; 长江口水下负地形北部海域存在小片沉积速率较高的区域, 最高值达2.58cm/a; 低值主要分布在苏北辐射沙洲、过渡沉积区以及浅海陆架的大片区域, 基本保持在1cm/a以下.研究表明, 长江泥沙出口门后主要在水下三角洲地区进行了堆积, 其次有相当部分在涨潮流顶托下进入杭州湾, 进入杭州湾南部的泥沙又在落潮流作用下经杭州湾南侧向舟山海域方向输运; 长江入海物质向外海的扩散基本被控制在123°E以西, 苏北辐射沙洲、过渡沉积区以及浅海陆架的大片区域缺乏现代长江物质供应; 长江悬浮泥沙对研究区东北部陆架区影响较小, 废黄河口被侵蚀物质和黄海悬浮物质为其较高沉积速率的主要贡献者.      

长江口12.5 m深水航道回淤年际变化及成因

长江口12.5 m深水航道回淤量大,影响因素复杂。利用2011-2017年长江口航道水下地形、水文测验和航道回淤等系列资料,研究了12.5 m深水航道回淤的年际变化过程和原因。结果表明:① 12.5 m深水航道回淤总体呈现稳中下降的变化特征。②南港-圆圆沙段因航道滩槽高差的缩小和上游底沙输沙量的减少,回淤呈逐年减少态势。③北槽段因南坝田挡沙堤加高工程的实施和台风影响偏弱,2016-2017年回淤较此前有所减少;径流影响北槽最大浑浊带的发育部位,进而影响北槽航道回淤的部位,2016-2017年长江口径流量偏大是北槽航道主要回淤部位较往年偏下的主要原因。④流域减沙对12.5 m深水航道回淤的影响已开始显现。未来受其影响,南港-圆圆沙航道回淤有望进一步下降并维持较低量值,北槽航道回淤有望维持稳中下降态势。     

长江口及其邻近海域孔隙水地球化学特征

对长江口沉积物有机碳、总氮、总磷、Fe、Mn、AI及孔隙水和上覆水体中营养盐、Fe、Mn的含量进行了测试,结合早期成岩模型及地球化学热力学分析,探讨了在河口环境中影响孔隙水营养盐和Fe、Mn分布的主要因素,并对沉积物-水界面营养盐扩散通量进行了估算。结果表明,孔隙水中NH4^＋、NO3^-、PO3^4、H4SiO4和Fe、Mn的含量显著高于上覆水体。早期成岩过程是控制长江口沉积物孔隙水营养盐和Fe、Mn分布的主要因素。NH^4＋剖面暗示长江口近岸和远岸海域存在两类不同的生物地球化学过程。孔隙水Fe、Mn剖面暗示在河口环境中其是有机质降解的重要电子受体。在近岸海域MnO2可能是底部NH4^＋ -N移除的重要机制。长江口孔隙水中低磷酸盐与铁及沉积物中磷的形态有关。通量计算结果显示NH4^＋、NO3^-、PO4^3-、地SiO4、Fe和Mn向上覆水体扩散的通量分别为356—3074μmol／（m2·d）、-45．3～62．6μmol／（m2·d）、-0．3～1．7μmol／（m^2·d）、323—3172μmol／（m^2·d）、3．0～10．5μmol／（m^2·d）和35．7～439．5μmol／（m^2·d）。N、P、Si界面通量对上覆水体浮游生物所需营养盐的贡献分别为0．19％～1．65％、0．13％～0．14％和1．2％～12．2％,因此在考虑长江口区域浮游生物所需营养的来源时,沉积物-水界面营养盐扩散通量可以忽略。     

Concentration distribution and assessment of several heavy metals in sediments of west-four Pearl River Estuary

Grain size parameters, trace metals (Co, Cu, Ni, Pb, Cr, Zn, Ba, Zr and Sr) and total organic matter (TOM) of 38 surficial sediments and a sediment core of west-four Pearl River Estuary region were analyzed. The spacial distribution and the transportation procession of the chemical element in surficial sediments were studied mainly. Multivariate statistics are used to analyses the interrelationship of metal elements, TOM and the grain size parameters. The results demonstrated that terrigenous sediment taken by the rivers are main sources of the trace metal elements and TOM, and the lithology of parent material is a dominating factor controlling the trace metal composition in the surficial sediment. In addition, the hydrodynamic condition and landform are the dominating factors controlling the large-scale distribution, while the anthropogenic input in the coastal area alters the regional distribution of heavy metal elements Co, Cu, Ni, Pb, Cr and Zn. The enrichment factor (EF) analysis was used for the differentiation of the metal source between anthropogenic and naturally occurring, and for the assessment of the anthropogenic influence, the deeper layer content of heavy metals were calculated as the background values and Zr was chosen as the reference element for Co, Cu, Ni, Pb, Cr and Zn. The result indicate prevalent enrichment of Co, Cu, Ni, Pb and Cr, and the contamination of Pb is most obvious, further more, the peculiar high EF value sites of Zn and Pb probably suggest point source input.     

长江口及邻近海域悬浮颗粒重晶石特征与成因探讨

海洋环境中重晶石的形成和保存是元素Ba生物地球化学过程的重要环节,在反演海洋古生产力领域具有重要价值。但是多年来该方面的研究主要集中在深海海域,而对河口及近海海域很少涉及。本研究使用SEM和EDX等方法对长江口及邻近海域5个断面36个站位的悬浮体中的重晶石矿物进行了系统的观察,对重晶石颗粒类型、空间分布和影响因素进行了研究。结果表明:该区重晶石颗粒包含自形晶体、长条状晶体、不规则形态晶体和集合体等4种类型,含少量Sr元素,大部分重晶石颗粒表面出现溶蚀现象;重晶石颗粒粒径主要分布在0.5~3 μm。通过研究发现,长江口及邻近海域悬浮体中重晶石的形成主要受到微环境中生物作用的控制,该区初级生产力的发育状态和重晶石颗粒的沉降差异造成重晶石空间分布具有表层含量较多、由岸向外增加的现象。