海洋沉积物中酸溶硫化物对二价金属镉的地球化学特征及生物毒性的影响

通过海洋沉积物镉加标实验、沉积物间隙水分析和对加标沉积物毒性的10天底栖端足类生物检验，重点探讨在硫化物存在条件下，二介有毒金属镉在沉积物－间隙水系统中的地球化学分配和化学活性，及镉在沉积物中的化学活性与生物毒性间的关系。研究结果表明，镉加标沉积物的毒性与间隙水中镉浓度呈正相关，而与沉积物镉总量无关。在硫化物存在条件下，沉积物－间隙水系统中，二价镉在固、液两相同的分配主要受酸溶硫化物（AVS）影响。AVS归一化沉积物中二价镉含量可作为预测和评价二价有毒金属镉的化学分配行为和生物可获性或毒性的有效方法。酸解硫化物时同步提取的金融镉SEMCd^2 与AVS的摩尔浓度之比[SEMCd^2 ]/[AVS]可用作评价缺氧状况下镉沾污沉积物的环境质量和毒性的判据。     

沉积物中酸可挥发性硫化物的分析方法研究

酸可挥发性硫化物(AVS)是评价沉积物中重金属生物毒性的一个重要参数,但AVS易随氧化还原环境变化,所以对分析测试要求较高。以往AVS的测定方法较为费时费力,无法用于常规监测,或不适用于测定AVS含量偏低的沉积物样品。本研究在现有分析方法的基础上进行了改进,建立了一个扩散法和亚甲基蓝比色法联用的分析方法,使其适用于测定AVS含量偏低的海洋和湖泊沉积物样品。通过对回收率、空白、重复性的实验显示,该方法能够快速、准确的进行大批量样品的测试。应用该方法对渤海湾和莱州湾上百个沉积物样品的分析发现,AVS含量低于0.6μmol/g(DW)的样品量达到75%。因我国近岸海域有机碳含量偏低,AVS的含量也可能偏低,所以该方法对我国近岸海洋沉积物中AVS的分析测试有普适性。该分析方法的建立为我国应用AVS对沉积物中重金属生物毒性的研究提供了便利。     

胶州湾李村河口沉积物中酸可溶硫化物与活性金属分布特征

对胶州湾李村河口9个短柱状样沉积物中活性金属、AVS和有机质含量等参数进行了分析.其中AVS含量:198.4～0.4 μmol/g,平均35.8μmol/g.大部分样品活性金属含量具有 Fe > Zn > Cu > Cr >V > Ni > Pb > Co > Cd 的顺序.活性重金属 Zn, Cu, Cr, V, Ni, Pb, Co, Cd 含量之和 ( ΣM ) 为:0.53～17.39 μmol/g.通过对所测数据分析发现,大多数活性金属间具有较好的相关性,反映了它们具有相同的来源或相似的早期成岩地球化学特征.近河口区沉积物的地球化学特征与远河口区差异明显:近河口区底层水为还原环境,AVS 形成的制约因素是活性铁的可获得性,而活性重金属的分布受到AVS的控制并主要以金属硫化物或硫化物吸附态的形式存在,AVS 仍具有较大的吸附重金属的潜力,同时硫化物中重金属再次释放造成二次污染的潜在性也较大;而在离河口稍远的海域,沉积物中 AVS 形成的控制因素是有机质的供给和环境氧化还原状态的变化,活性重金属主要以铁氧化物结合态存在,表层沉积物中重金属的环境敏感性及生物有效性都较高.     

大亚湾坝光海域表层海水和沉积物中酸可挥发性硫化物含量的分布和污染评价

于2011年10月对大亚湾坝光海域表层海水和沉积物的酸可挥发性硫化物(AVS)及相关环境因子进行了调查研究.结果显示,20个测站表层海水的AVS含量在0.039 ～0.129 mg/dm3之间,平均0.070 mg/dm3,区域分布规律不显著;12个测站的表层沉积物中均检测出AVS,其含量(干重)范围是12.8 ～ 867.7 mg/kg,平均为272.4 mg/kg,整体呈近岸较高、离岸较低的分布规律.相关性分析显示,表层水体pH值、CCOD和CDo等环境因子与CAVS相关系数的绝对值均较小,相关性特征不明显;表层沉积物中的CAVS与Eh之间的相关系数为-0.957,呈高度相关性,符合挥发性硫化物含量较高的沉积物处于较强还原状态的普遍规律;大亚湾表层沉积物中的CAVS与pH值、CTOC的相关系数分别为-0.065和0.219,相关性不显著.单因子污染指数评价结果表明,大亚湾坝光海域表层海水硫化物含量已超过所在自然保护区(一类标准)和养殖区(二类标准)所要求的水质标准,局部水体已受到污染;表层沉积物中硫化物含量符合国家一类标准,环境质量良好.     

洋山海洋倾倒区倾倒前后沉积物中酸可挥发性硫化物与重金属的比较分析

为了更清楚认识洋山海洋倾倒区海域沉积物的污染状况,测定了该海域倾倒前后表层沉积物中酸可挥发性硫化物(AVS)、酸可提取重金属(SEM)的含量,并对AVS、ΣSEM及ΣSEM-AVS差值的平面分布进行了分析。结果表明,该倾倒区及周边海域倾倒前、中、后表层沉积物中AVS含量分别为0.55~2.62,0.83~1.65和0.51~1.23 μmol·g^-1,倾倒后AVS含量呈下降态势,倾倒区AVS含量高于周边海域;ΣSEM倾倒前、中、后平均含量分别为2.80,2.79和2.60 μmol·g^-1,倾倒后ΣSEM含量略呈下降态势,往倾倒区方向富集;从单个重金属对ΣSEM的贡献率来看,Zn＞Cr＞Cu＞Pb＞Cd,SEM_Zn基本在35％以上,SEM_Cr基本在20％以上,而SEM_Cd均在1％以下,ΣSEM分布形态主要受Zn和Cr的控制;ΣSEM-AVS差值均大于0,且在倾倒区其ΣSEM-AVS值低于周边海域,说明倾倒区海域沉积物中重金属对生物可能有一定毒性。     

缺氧沉积物中硫化物对镉的生物可利用性的影响

镉是水环境中主要的金属污染物质,趋向于在沉积物中富集,对底栖生物造成潜在的威胁,并且通过食物链最终影响人体的健康.已经证明,作为沉积物中两大主要污染物的有机物和金属,有机碳是控制沉积物中非离子态有机化合物生物可利用性的主要因子[1],因此利用有机碳归一化方法判断沉积物是否受到有机物污染成为可能,而沉积物中金属的毒性或它的生物可利用性会受到诸如生物、物理和化学因子的影响,其中沉积物的部分化学组成会影响金属在固相与间隙水之间的分配,从而成为控制金属生物可利用性的关键因子[2,3].     

珠江口贫氧区沉积物中微量金属元素的地球化学特征

研究了珠江口贫氧区表层沉积物中Cu,Pb,Zn,Cd,Fe和Mn含量的相互关系;探讨它们在迁移和固-液平衡过程相互作用的特征;研究了沉积物的环境因素和重要组分对其沉积-溶解作用的影响;研究了表层沉积物对它们的富集作用。结果发现,沉积物对Cu,Pb,Zn和Cd的富集系数(K)排列次序为K_(Cd)>K_(Pb)>K_(Cu)>K_(Zn)。K_(Cd)大于对照区和长江口的相应值。此结果说明,上述区域的表层沉积物中可能有自生的CdS。且贫氧水的表层沉积物中Fe,Mn,Cu,Pb和Cd的地球化学特性尚未有显著的改变。     

陆坡沉积物孔隙水的地球化学特征：尼斯机场1979年的滑坡及海啸

1979年10月,一场大雨导致了法国尼斯国际机场附近的利古里亚陆坡的崩塌。一堆陆坡沉积物出现移动,向下滑行数百公里至Var海底峡谷,最终进入了深水的利古里亚盆地。直接后果是建筑物被摧毁、海底电缆被扯断,滑坡还引发了一场小型海啸袭击了安提比斯湾。本文提出了如下几种解释滑坡触发的假设诱因：i）机场南部建造的堤坝加重了陆坡沉积物的负荷;ii）陆坡层序内的一套敏感粘土层失稳;iii）地下饱和含水层的超孔隙流体压力。     

大亚湾海水胶体粒子生物-化学研究Ⅰ(二)痕量金属交换吸附的昼夜变化

1998年11月对大亚湾大鹏澳网箱养殖海区定点24h连续观测,测定了痕量金属、营养盐、溶解氧和盐度等项目;利用质量平衡实验验证了切向超滤实验对痕量金属回收的可行性;分析了不同粒径微粒上痕量金属与水环境要素的周日变化特征.     

西太平洋多金属结核及其表层沉积物地球化学特征：沉积环境对结核生长的影响

西太平洋深海盆地同时发育多金属结核和富稀土沉积物,但针对多金属结核及其表层沉积物之间关系的研究较少。通过多金属结核-表层沉积物地球化学分析,揭示关键金属元素在结核、沉积物中的富集和分馏过程,探讨沉积过程与环境对多金属结核生长的影响。研究区多金属结核具有相对高的Co、REY含量,低的Mn/Fe比值,显示为典型的水成成因。主成分分析及相关性分析结果指示结核的成矿过程是在水成作用、成岩作用以及陆地碎屑、生物碎屑输入的作用下,Fe-Mn氧化物对海水及孔隙水中各类金属元素的选择性富集。研究区表层沉积物主要为深海黏土,相较于多金属结核富集大部分金属元素,深海黏土更为富集Si、Al、Na、K等元素。沉积物中Co、Ni、Cu等金属元素的富集与Fe-Mn微结核的含量相关,而REY与磷酸盐组分更为密切。Fe-Mn氧化物组分对海水中金属元素选择性吸附形成多元素的富集及显著的Ce正异常、Y负异常,而磷酸盐组分主要继承海水的稀土特征,它们的含量决定了沉积物中金属元素及稀土元素的含量和模式。结核及沉积物在关键元素富集的过程中有相似的过程,Fe-Mn氧化物组分是二者元素富集过程的载体。研究区的低生物生产力和低沉积速...     

深澳湾底质沉积物中酸可挥发性硫化物(AVS)和硫酸盐还原菌(SRB)的时空分布

为探究深澳湾中酸可挥发性硫化物(AVS)和硫酸盐还原菌(SRB)的时空分布、相互作用以及对养殖环境的影响,于2007年1月～2008年12月,对该湾底质沉积物中的AVS和SRB进行了为期2a的调查研究.结果显示,在调查期间AVS变化范围为1.142～1250.990μg/g.从时间变化看,夏秋高温季节AVS含量明显高于...     

大亚湾海水胶体粒子生物—化学研究(二)痕量金属交换吸附的昼夜变化

1998年 11月对大亚湾大鹏澳网箱养殖海区定点 2 4 h连续观测 ,测定了痕量金属、营养盐、溶解氧和盐度等项目 ;利用质量平衡实验验证了切向超滤实验对痕量金属回收的可行性 ;分析了不同粒径微粒上痕量金属与水环境要素的周日变化特征     

菲律宾蛤仔(Ruditapes philippinarum)对潮间带水层-沉积物界面颗粒通量影响的研究

研究利用中型生物扰动系统 (AFS)对胶州湾薛家岛潮间带菲律宾蛤仔 (Ruditapesphilippinarum)养殖断面和非养殖断面的中潮和低潮 4个站位的生物沉降和沉积物的再悬浮过程进行测定。结果表明生物沉降作用与大型滤食性双壳类动物 -菲律宾蛤仔的丰度呈显著的正相关关系 (r=0 .984 ,P<0 .0 5 ) ,养殖断面的生物沉降作用要明显地大于非养殖断面。在菲律宾蛤仔的低密度区 ,生物沉降的作用小于自然沉降 ,而在其养殖的高密度区 ,生物沉降率约为自然沉降率的4倍。薛家岛潮间带沉积物的临界侵蚀速率为 17.4～ 2 0 .4 cm/ s。沉积物的稳定性与所测生物因子的关系不密切 (P>0 .0 5 )。作者推测两个断面中潮站位沉积物的相对易侵蚀性 ,可能是由于此处环境受到某些大型动物及高潮带人工养殖带来的扰动所致     

缢蛏(Sinonovacula constricta)生物扰动对养殖废水处理系统中沉积物磷赋存形态垂直分布的影响

为研究缢蛏(Sinonovacula constricta)生物扰动在养殖废水生态处理系统中对沉积物不同垂直分层的各种磷形态迁移转化的影响,于2016年5—7月在养殖废水处理池的贝藻处理区采集不同缢蛏养殖密度下的实验围隔箱内的底泥,测定不同垂直方向上的磷形态、微生物活性(FDA)以及碱性磷酸酶活性(APA)。结果表明,在底栖动物缢蛏生物扰动作用下,改变了沉积物内部的微环境,促进了微生物的生长,增大了沉积物中总微生物活性以及碱性磷酸酶活性。而沉积物中有机磷(OP)含量显著减少(P0.05);非磷灰石态无机磷(NAIP)、磷灰石态无机磷(AP)和无机磷(IP)含量显著增加(P0.05),这表明在缢蛏的生物扰动下OP可能转变成为AP、NAIP等无机磷成分;总磷含量呈降低趋势。本试验结果表明,缢蛏生物扰动下对于养殖废水生态处理系统沉积物垂直方向上的磷赋存形态具有显著的影响,且高密度组的生物扰动作用对沉积物中磷形态迁移转化的影响强于低密度组。