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洞庭湖及其入湖口沉积物中重金属的污染特征、来源与生态风险

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环境化学 2017年第10期36卷 2253-2264页

作者：谢意南欧阳美凤黄代中欧伏平田琪张屹尹宇莹刘妍湖南省洞庭湖生态环境监测中心岳阳414000

选择洞庭湖及9个入湖口为研究区,分析了沉积物中Tl、Sb、Hg、Cd、As、Pb、Cu、Ni和Cr等9种重金属的空间分布、来源、污染特征与潜在生态风险.结果表明,入湖口沉积物中各重金属含量在0.08—100 mg·kg^(-1)之间,洞庭湖全湖沉积物中Tl、Sb... 详细信息

选择洞庭湖及9个入湖口为研究区,分析了沉积物中Tl、Sb、Hg、Cd、As、Pb、Cu、Ni和Cr等9种重金属的空间分布、来源、污染特征与潜在生态风险.结果表明,入湖口沉积物中各重金属含量在0.08—100 mg·kg^(-1)之间,洞庭湖全湖沉积物中Tl、Sb、Hg、Cd、As、Pb、Cu、Ni和Cr的平均含量分别为背景值的1.47、2.33、5.55、8.30、2.32、2.17、1.98、1.60和1.58倍,其中Cd、Hg、Sb和As的富集程度相对较高.湖体沉积物中Tl、Sb、As、Cu和Cr空间分布表现为南洞庭湖>东洞庭湖>西洞庭湖;Hg、Cd和Ni空间分布表现为南洞庭湖>西洞庭湖>东洞庭湖;Pb的空间分布为东洞庭湖>南洞庭湖>西洞庭湖.来源分析得出东洞庭湖沉积物中重金属主要受湘江来水的影响;南洞庭湖沉积物中重金属受湘江和资江的共同影响;西洞庭湖沉积物中重金属来源较复杂.污染负荷指数法得出:入湖口污染程度(PLI值)大小为S1>S2>S3>S4>S8>S5>S9>S6>S7;湖体污染程度(PLI_((area))值)大小为南洞庭湖>东洞庭湖>西洞庭湖.洞庭湖全湖受到强污染(PLI_((area))值2.22),各重金属的污染程度(CF值)大小为Cd>Hg>Sb>As>Pb>Cu>Ni>Cr>Tl.入湖口生态风险大小为S1>S2>S3>S8>S4>S9>S6>S5>S7;湖体生态风险大小为南洞庭湖>东洞庭湖>西洞庭湖.洞庭湖全湖生态风险指数为689.3,属"严重"生态风险.各重金属的生态风险大小为Cd>Hg>Sb>Tl>As>Pb>Cu>Ni>Cr,主要风险污染物是Cd和Hg,其次为Sb和Tl.综合研究表明,S1、S2、S13、S14、S15、S19、S20、S22、S24和S25采样区污染严重,已成为"严重"生态风险区域.

关键词：洞庭湖入湖口沉积物重金属污染负荷指数潜在生态风险

洞庭湖主要入湖口表层沉积物重金属分布特征与生态风险评价

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生态毒理学报 2017年第2期12卷 191-200页

作者：田琪张光贵谢意南莫永涛湖南省洞庭湖生态环境监测中心岳阳414000

尽管针对洞庭湖沉积物中重金属的研究工作较多,但缺乏针对其主要入湖口的研究。基于2014年12月和2015年6月对洞庭湖主要入湖口表层沉积物中重金属调查,分析了重金属含量的时空分布特征,并采用一致性沉积物质量基准法对其生态风险进行了... 详细信息

尽管针对洞庭湖沉积物中重金属的研究工作较多,但缺乏针对其主要入湖口的研究。基于2014年12月和2015年6月对洞庭湖主要入湖口表层沉积物中重金属调查,分析了重金属含量的时空分布特征,并采用一致性沉积物质量基准法对其生态风险进行了评价。结果表明,Cd、Hg、As、Cu、Pb和Zn的平均含量分别为3.27、0.190、27.10、39.8、38.0和157.8 mg·kg-1,其大小顺序为Zn>Cu>Pb>As>Cd>Hg,Cd和As含量出现超过土壤环境质量三级标准的现象,是主要的重金属污染物。Cd、As、Pb和Zn等4种重金属含量的最高值均出现在湘江入湖口,Cu含量的最高值出现在资水入湖口,Hg含量以沅江入湖口最高,除Pb外,其他5种重金属在湘江和资水入湖口的含量均大于平均值,表明湘江和资水入湖口污染较为严重;汛期与非汛期6种重金属的含量均无显著性差异(P>0.05)。6种重金属生态风险大小顺序为As>Cd>Zn>Pb>Cu>Hg,各入湖口生态风险大小顺序为湘江入湖口>资水入湖口>沅江入湖口>汨罗江入湖口>澧水入湖口>长江"三口">新墙河入湖口,其中湘江和资水入湖口为较高生态风险,其他入湖口为较低生态风险。入湖河流是洞庭湖湖体沉积物重金属污染的主要来源,在一定程度上,入湖河流沉积物中重金属的含量对洞庭湖湖体沉积物中重金属污染状况起着决定性作用,因此,洞庭湖流域重金属污染防控应以入湖河流为主,其中尤以湘江和资水为重点。

关键词：重金属生态风险洞庭湖入湖口一致性沉积物质量基准时空分布

洞庭湖及其入湖口表层沉积物氮、磷、有机质的分布及污染评价

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生态环境学报 2018年第12期27卷 2307-2313页

作者：李芬芳黄代中连花郭晶欧阳美凤尹宇莹湖南省洞庭湖生态环境监测中心湖南岳阳414000

洞庭湖是中国第二大淡水湖,近年来富营养化日趋严重,氮、磷、有机质是湖泊富营养化程度加剧的重要因子,而沉积物是湖泊氮、磷、有机质的主要蓄积库。因此,了解洞庭湖沉积物中氮、磷、有机质的含量及分布特征,对探究洞庭湖沉积物营养物... 详细信息

洞庭湖是中国第二大淡水湖,近年来富营养化日趋严重,氮、磷、有机质是湖泊富营养化程度加剧的重要因子,而沉积物是湖泊氮、磷、有机质的主要蓄积库。因此,了解洞庭湖沉积物中氮、磷、有机质的含量及分布特征,对探究洞庭湖沉积物营养物质的污染状况及其富营养化控制与治理具有重要参考意义。在洞庭湖及其入湖口布设了19个样点,对表层沉积物进行采样,分别采用凯氏定氮法(HJ717—2014)、氢氧化钠碱熔-钼锑抗比色法和重铬酸钾法测定沉积物总氮(TN)、总磷(TP)及有机质(OM)的含量,分析了TN、TP及OM含量的空间分布特征及相关性,并运用综合污染指数法和有机污染指数法对洞庭湖及其入湖口沉积物的污染程度进行评价。结果表明,表层沉积物TN的质量分数变化在402～2 410 mg·kg^(-1)之间,平均值为1 054 mg·kg^(-1);TP的质量分数变化在457～935 mg·kg^(-1)之间,平均值为624 mg·kg^(-1);OM的质量分数变化在1.02%～7.23%之间,平均值为2.24%,空间分布上均表现为南洞庭湖>西洞庭湖>东洞庭湖。Pearson相关性分析表明,OM与TN呈显著正相关(r=0.574,P0.05)和OM与TP(r=0.073,P>0.05)相关性均不显著。综合污染指数范围为1.00～2.23,全湖及其入湖口平均值为1.42,有机污染指数范围为0.04～0.84,全湖及其入湖口平均值为0.13,两种指数法均显示洞庭湖及其入湖口表层沉积物整体上处于轻度污染,且南洞庭湖污染比东、西洞庭湖及入湖口严重,各个入湖口中以湘江入湖口污染程度最高。

关键词：洞庭湖入湖口表层沉积物营养物质分布特征污染评价

洞庭湖水系入湖口表层沉积物中重金属的污染特征与生态风险

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地球化学 2017年第6期46卷 580-589页

作者：李芬芳李利强符哲尹宇莹刘妍湖南省洞庭湖生态环境监测中心湖南岳阳414000

分析了洞庭湖7条环湖河流入湖口表层沉积物中9种重金属元素(As、Hg、Cd、Pb、Sb、Cu、Ni、Cr和Zn)的含量水平、分布特征和污染变化趋势,并采用地累积指数法、内梅罗污染指数和对数衰减模型初步评价了重金属污染状况和潜在生态风险。研... 详细信息

分析了洞庭湖7条环湖河流入湖口表层沉积物中9种重金属元素(As、Hg、Cd、Pb、Sb、Cu、Ni、Cr和Zn)的含量水平、分布特征和污染变化趋势,并采用地累积指数法、内梅罗污染指数和对数衰减模型初步评价了重金属污染状况和潜在生态风险。研究结果表明,沉积物中9种重金属的平均含量在0.257~123 mg/kg之间,其含量大小为Zn>Cr>Pb>Cu>Ni>As>Cd>Sb>Hg。在近30年来,洞庭湖水系中湘江入湖口沉积物中重金属污染累积最严重,其中Cd和Hg表现最突出。地累积指数法(Igeo)和内梅罗单因子污染指数(Ii)显示研究区域中Cd和Hg重金属污染累积效应显著,综合地累积指数(Itot)和内梅罗多因子综合污染指数(Pn)显示各个入湖口沉积物重金属污染累积程度大小为:湘江>资江>沅江>汨罗江>澧江>松滋河东支>新墙河。对数衰减模型评价显示湘江、资江和沅江入湖口沉积物重金属污染极有可能存在较高的水生生物风险,各个河流入湖口沉积物重金属潜在水生生物危害可能性大小排序为为湘江(极有可能)>资江(极有可能)>沅江(极有可能)>澧江(可能)>汨罗江(可能)>松滋河东支(可能)>新墙河(不会),从产生可以观察到毒性效果的可能性大小看,整个研究区域各个重金属潜在生物毒性风险的高低顺序依次是:As>Sb>Cd>Ni>Hg>Cr>Pb>Zn>Cu。

关键词：洞庭湖水系入湖口沉积物重金属生态风险

东洞庭湖及其入湖口水域表层沉积物中重金属的分布特征与生态风险

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生态环境学报 2016年第7期25卷 1195-1201页

作者：欧阳美凤谢意南李利强田琪张屹张光贵湖南省洞庭湖生态环境监测中心湖南岳阳414000

为了解东洞庭湖及其入湖口表层沉积物中TI、Sb等重金属的污染特征,对9个采样断面表层沉积物中TI、Sb、Hg、Cd、As、Pb、Cu、Ni、Co、Cr、V、Mn和Zn等13种重金属的含量、空间分布特征、来源进行了分析,并对其生态风险进行了评价。研究结... 详细信息

为了解东洞庭湖及其入湖口表层沉积物中TI、Sb等重金属的污染特征,对9个采样断面表层沉积物中TI、Sb、Hg、Cd、As、Pb、Cu、Ni、Co、Cr、V、Mn和Zn等13种重金属的含量、空间分布特征、来源进行了分析,并对其生态风险进行了评价。研究结果表明,沉积物中13种重金属的平均质量分数在0.180~762 mg·kg^(-1)之间,其质量分数大小为Mn>Zn>V>Cr>Pb>Cu>Ni>As>Co>Cd>Sb>TI>Hg。湘江(S1)和汨罗江(S2)入湖口以及鹿角(S4)、东洞庭湖(S6)、岳阳楼(S7)和洞庭湖出口(S9)表层沉积物中重金属污染较严重,各重金属具有相同的来源或产生了复合污染。第一主成分(PC1)主要源于湘江和汨罗江来水,湘江起主导作用;V主要源于湖区周边污染。地累积指数评价得出:沉积物中各重金属的污染程度顺序为Cd>Hg>Pb>As=Zn>Sb>V>Cu>Mn>TI>Co>Ni>Cr,整个研究区(I_(tot)=5.74)面临严重污染。潜在生态风险指数(E_r^i)表明各重金属的生态风险大小为Cd>Hg>Sb>TI>As>Pb>Cu>Ni>Co>V>Cr>Zn>Mn;沉积物中13种重金属的RI值介于217.9~1968之间,平均值为555.1,整个研究区属"重度"生态风险,主要风险污染物为Cd和Hg,其次为TI和Sb。各采样点的生态风险大小顺序为S1>S6>S9>S7>S4>S2>S5(扁山)>S8(大小西湖)>S3(新墙河)。研究表明,湘江入湖口(S1)面临"严重"生态风险,鹿角(S4)至洞庭湖出口(S9)水域面临"重度"生态风险,S1、S4、S6、S7和S9已成为了潜在生态风险区域。

关键词：东洞庭湖入湖口沉积物重金属生态风险

入湖口氮转化功能基因时空分布特征及其影响因素

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入湖口氮转化功能基因时空分布特征及其影响因素

作者：曼亚灿安徽建筑大学

学位级别：硕士

氮元素过量汇入是引起湖泊富营养化的原因之一。氮元素可以通过微生物参与的硝化-反硝化、厌氧氨氧化等过程进行转化去除,因此系统内参与氮转化过程的功能微生物成为解决湖泊氮污染的关键因素。微生物参与的氮转化过程从本质上受到功能... 详细信息

氮元素过量汇入是引起湖泊富营养化的原因之一。氮元素可以通过微生物参与的硝化-反硝化、厌氧氨氧化等过程进行转化去除,因此系统内参与氮转化过程的功能微生物成为解决湖泊氮污染的关键因素。微生物参与的氮转化过程从本质上受到功能基因的调控,通过分子生物学技术对氮转化功能基因进行研究可以直接从核酸水平解释微生物群落变化特征以及其参与氮转化过程潜力的大小。氮转化功能基因在氮转化过程中发挥着至关重要的作用,而不同时空下环境因子的异质性会导致氮转化功能基因的分布与丰度产生变化。因此,研究湖泊沉积物中氮转化功能基因与环境因子之间的相关性对强化湖泊生物脱氮及揭示环境因子对氮转化过程的影响机理具有重要的意义。研究以巢湖流域南淝河、派河、杭埠河入湖口为研究对象,分别在枯水期、平水期、丰水期对入湖口上覆水与沉积物进行采样,对COD、氮磷营养盐、粒径以及溶解性有机质等指标进行测定,分析入湖口中环境因子的时空变化规律。利用分子生物学qPCR技术对入湖口沉积物中参与硝化、反硝化、厌氧氨氧化以及固氮过程的功能基因进行绝对定量分析,探究氮转化功能基因的时空分布特征,并利用主成分分析、Mantel Test等统计学方法对入湖口环境中氮转化功能基因丰度与环境因子相关性的时空变化特征进行研究,揭示不同时空下入湖口环境中氮转化功能基因的主要影响因素。研究结果如下:(1)环境因子检测结果表明:入湖口上覆水水质的时空差异性明显,而沉积物环境的时空差异性较弱。上覆水氮污染指标在时间上呈现出枯水期>平水期>丰水期的规律;在空间上,南淝河入湖口上覆水氮污染最为严重,杭埠河污染程度最轻。上覆水各项指标PCA结果表明,TN、NH、COD、温度是入湖口上覆水环境进行时空差异性划分的决定性因子。沉积物TN、TP指标在时间上呈现出由枯水期到丰水期逐渐上升的趋势,空间上变化规律不明显。沉积物粒径百分比分布在平水期最为接近。沉积物溶解性有机质主要成分是芳香族蛋白质与类富里酸;三个入湖口的溶解性有机质总荧光强度都在平水期达到最高值,且在丰水期出现大幅下降。沉积物各项指标PCA结果表明,TP、溶解性有机质是造成沉积物环境时空差异性的关键因子。(2)分子生物学qPCR绝对定量结果显示:入湖口沉积物环境中氮转化功能基因的季节差异性较为明显,而同季节下的空间差异性较弱。硝化功能基因中nxr A丰度最高;AOB＿amo A丰度的时空差异性并不明显;AOA＿amo A丰度在丰水期杭埠河入湖口样本点中最高。反硝化功能基因中,nar G、nap A、nir K丰度值都在时间上呈现出由枯水期到丰水期不断升高的趋势;但nir S在枯水期的丰度值最高,达到10;nos Z、nor B丰度都在丰水期大幅升高,分别达到6.14×10～1.07×10、1.80×10～1.69×10 copies/g。厌氧氨氧化功能基因中,hzs A、hzs B丰度出现相似的时空变化趋势,最高值均出现在丰水期杭埠河,达到10;hzo丰度一直处于较低水平,仅有10～10。固氮功能基因nif H在枯水期的丰度值为10左右,枯水期与丰水期升高至10。P CA结果显示,入湖口季节性的环境变化主要影响到的功能基因是AOA＿amo A、nxr A、nir K、nos Z、hzs B。(3)统计学相关性分析结果表明:不同时空下入湖口环境中氮转化功能基因丰度的主要影响因素不同。枯水期Pearson相关性分析表明,三个入湖口中弱碱性的p H环境限制了硝化-反硝化以及固氮功能基因的表达,p H与AOA＿amo A、nir K、nos Z、nif H都呈现负相关关系;平水期Pearson相关性分析表明,厌氧氨氧化功能基因受到环境因子的抑制作用,hzo与DO呈现显著负相关关系,hzs B与p H呈现负相关关系。丰水期Mantel Test分析表明,派河入湖口反硝化功能基因与沉积物TP呈现正相关关系,而杭埠河入湖口反硝化功能基因与沉积物粒径指标d、d呈现显著负相关关系。图[27]表[9]参[128]

关键词：入湖口氮转化功能基因 Mantel检验主成分分析

入湖口湿地在高原湖泊水环境治理中的应用研究

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河南科技 2022年第23期41卷 103-106页

作者：梁永哲单承康刘永涛王猛中国电建集团贵阳勘测设计研究院有限公司贵州贵阳550081

入湖口湿地的应用研究,可为科学合理地选择高原湖泊水环境治理技术提供理论依据。本研究利用入湖口现场地形建设人工湿地,以前置沉淀生态塘+表流湿地+水生植物塘的工艺,处理上游河道来水及沿线面源污染,污水经过净化后再进入湖区。研究... 详细信息

入湖口湿地的应用研究,可为科学合理地选择高原湖泊水环境治理技术提供理论依据。本研究利用入湖口现场地形建设人工湿地,以前置沉淀生态塘+表流湿地+水生植物塘的工艺,处理上游河道来水及沿线面源污染,污水经过净化后再进入湖区。研究结果表明:经过入湖口三级湿地净化后,水质指标发生明显的改变,提高了湖区水环境水生态治理。入湖口湿地的合理布设可实现水质净化、生物多样性保护和生态景观营造三大功能。

关键词：入湖口高原湖泊人工湿地水质净化

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巢湖西北岸入湖口叶绿素a与营养盐因子相关性及特征分析

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皮革制作与环保科技 2022年第8期3卷 198-200页

作者：许毅安徽省建设工程测试研究院有限责任公司安徽合肥230051

统计巢湖西北岸河流入湖口水体4~11月的检测数据,分析研究作为蓝藻预警因子的叶绿素a与营养盐因子的时空分布特征和相关性,结果显示南淝河水体的总磷总氮均值浓度最高,叶绿素a浓度在8月达到峰值,总磷与叶绿素a浓度呈现高度相关性,研究... 详细信息

统计巢湖西北岸河流入湖口水体4~11月的检测数据,分析研究作为蓝藻预警因子的叶绿素a与营养盐因子的时空分布特征和相关性,结果显示南淝河水体的总磷总氮均值浓度最高,叶绿素a浓度在8月达到峰值,总磷与叶绿素a浓度呈现高度相关性,研究为巢湖沿岸不同入湖河流削减氮磷治理以及提高叶绿素a作为蓝藻预警因子的准确性提供参考依据。

关键词：入湖口叶绿素a 营养盐相关性

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竺山湖主要入湖口水质及富营养状态评价

安徽农业科学 2016年第12期44卷 64-67页

作者：汪锋钱庄张周张雅晶缪恒锋江苏省无锡市环境科学研究所江苏无锡214122 江南大学环境与土木工程学院江苏无锡214122

[目的]以竺山湖主要入湖口为研究对象,评价其水质及富营养化状况。[方法]对3条入湖口水质开展了连续3年的监测,监测结果参照GB 3838—2002中IV类水质标准,采用单因子评价法、综合污染指数法和综合营养指数法进行评价。[结果]单因子评价... 详细信息

[目的]以竺山湖主要入湖口为研究对象,评价其水质及富营养化状况。[方法]对3条入湖口水质开展了连续3年的监测,监测结果参照GB 3838—2002中IV类水质标准,采用单因子评价法、综合污染指数法和综合营养指数法进行评价。[结果]单因子评价结果表明,只有沙塘港入湖口BOD5单项污染指数大于1.00,3条入湖口水质NH4＋-N和BOD5月均值超标范围分别为30.56%~41.67%和25.00%~52.78%,TP均未见超标。综合污染指数评价表明,3条入湖口水质平均综合污染指数均为0.70~1.00。殷村港入湖口和太滆运河入湖口水质优于沙塘港入河口水质。综合营养指数评价结果表明,3条入湖口水质营养状态指数为63.6~64.8,属于中度富营养状态。其中TN、TP和SD营养状态指数较高,Chl-a和CODMn营养状态指数较低。由于3条入湖河流汇集了大量的N、P,从而导致TN和TP的营养状态指数较高,对Chl-a和CODMn浓度控制得相对较好,从而在入湖口表现出这两项指标营养状态指数较低。[结论]造成竺山湖富营养化的主要外源贡献来自于入湖河流的TP和TN输入,应加大对入湖河流N、P污染物的削减治理。

关键词：竺山湖入湖口水质评价富营养化