本书以全国不同流域特征、水文状况、生态结构、污染程度的典型湖泊沉积物为研究对象，阐明了全国湖泊沉积物氮磷、重金属和有机污染物的污染特征、来源、区域差异性和环境风险，解析了沉积物-水界面营养盐和重金属交互作用机制，揭示了典型闸控湖泊生态环境演变过程及驱动机制，重建湖泊环境的演化历史和污染过程。本书发布了我国湖泊沉积物污染的大量数据，集成了相关沉积物环境地球化学过程的最新研究方法，有助于推进我国湖泊沉积物的相关研究和实践。
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第1章 中国湖泊沉积物营养盐分布特征 1
1.1 研究区域概况 2
1.1.1 东部平原湖区典型湖泊——巢湖 4
1.1.2 云贵高原湖区典型湖泊——程海、杞麓湖、泸沽湖 6
1.1.3 青藏高原湖区典型湖泊——青海湖 7
1.1.4 蒙新高原湖区典型湖泊——乌梁素海、呼伦湖 8
1.1.5 东北平原山地湖区——五大连池、镜泊湖 10
1.2 材料与方法 11
1.2.1 样品采集 11
1.2.2 数据分析12
1.3 沉积物中磷的分布特征 14
1.3.1 沉积物特性 14
1.3.2 沉积物中Po的形态分布特征 15
1.3.3 沉积物中Pi的形态分布特征 18
1.3.4 沉积物各形态有机磷与其他因素之间的关系 19
1.4 沉积物中氮的分布特征 20
1.4.1 沉积物中总氮（TN）的分布特征 20
1.4.2 沉积物中有机氮（No）的分布特征 21
1.4.3 沉积物可交换态氮（NEX）的分布特征 21
1.4.4 沉积物固定态铵（NFIX）的分布特征 22
1.5 本章小结 23
参考文献 24
第2章 中国湖泊沉积物重金属污染分布特征与风险评价 28
2.1 材料与方法 29
2.1.1 研究区域概况 29
2.1.2 样品采集与数据分析 30
2.1.3 沉积物污染指数 31
2.1.4 统计分析 32
2.2 沉积物重金属污染区域差异性 32
2.3 沉积物重金属的化学分级 35
2.4 沉积物重金属的AVS 和SEM 分布 38
2.5 沉积物重金属的风险评价 41
2.6 本章小结 46
参考文献 47
第3章 中国湖泊沉积物中全氟化合物的空间分布差异和影响因素 52
3.1 材料与方法 53
3.1.1 样品采集与数据分析 53
3.1.2 沉积物样品前处理 55
3.1.3 仪器分析 57
3.1.4 质量控制与质量保证（QC/QA） 58
3.1.5 源解析方法 58
3.2 湖泊沉积物中全氟化合物的浓度水平 61
3.3 湖泊沉积物中全氟化合物的组成特征 64
3.4 湖泊沉积物中全氟化合物的空间分布差异 64
3.5 湖泊沉积物中全氟化合物污染分布的影响因素初探 66
3.6 湖泊沉积物中全氟化合物污染来源解析 67
3.6.1 层序聚类分析和相关性分析 67
3.6.2 PCA-MLR和PMF模型 68
3.7 本章小结 70
参考文献 71
第4章 中国湖泊沉积物中多环芳烃、有机氯农药和多氯联苯的空间分布差异和影响因素 75
4.1 材料与方法 75
4.1.1 沉积物样品前处理 75
4.1.2 仪器分析 77
4.1.3 质量控制与质量保证（QC/QA）79
4.1.4 定量溯源受体模型简介 82
4.2 湖泊表层沉积物中多环芳烃、有机氯农药和多氯联苯浓度水平和组成特征 84
4.2.1 表层沉积物中多环芳烃浓度水平和组成特征 84
4.2.2 表层沉积物中有机氯农药浓度水平和组成特征 90
4.2.3 表层沉积物中多氯联苯浓度水平和组成特征 94
4.3 湖泊沉积物中多环芳烃、有机氯农药和多氯联苯的空间分布差异 98
4.3.1 不同湖区多环芳烃的空间差异性 98
4.3.2 不同湖区有机氯农药的空间差异性 100
4.3.3 不同湖区多氯联苯的空间差异性 105
4.4 湖泊沉积物中多环芳烃、有机氯农药和多氯联苯污染分布的影响因素初探 108
4.4.1 人类活动对湖区半挥发性持久性有机污染物的影响 108
4.4.2 沉积物的有机质特性对半挥发性持久性有机污染物的影响 109
4.4.3 其他因素对沉积物中半挥发性持久性有机污染物分布的影响 116
4.5 湖泊沉积物中多环芳烃、有机氯农药、多氯联苯污染来源解析 117
4.5.1 湖泊沉积物中多环芳烃的来源解析118
4.5.2 湖泊沉积物中有机氯农药的来源解析 132
4.5.3 湖泊沉积物中多氯联苯的来源解析 142
4.6 本章小结 151
参考文献 153
第5章 重污染区湖泊沉积物中全氟化合物的来源解析 161
5.1 材料与方法 162
5.1.1 研究区域概况 162
5.1.2 样品采集 162
5.1.3 数据分析 163
5.2 受体模型 163
5.3 沉积物中PFASs 的污染现状 164
5.4 源解析方法 164
5.4.1 PCA-MLR模型 164
5.4.2 PMF模型 166
5.4.3 Unmix模型 166
5.5 三种受体模型源解析结果比较 166
5.6 本章小结 170
参考文献 170
第6章 巢湖流域沉积物中全氟化合物的污染分布和历史沉积行为 173
6.1 材料与方法 174
6.1.1 样品采集 174
6.1.2 沉积物柱芯年代序列 174
6.1.3 数据分析 174
6.2 巢湖流域沉积物中PFASs 的污染水平和空间分布 177
6.3 巢湖沉积物中PFASs 的历史沉积规律 183
6.4 生物地球化学循环对沉积物中PFASs 污染状况的影响 191
6.5 本章小结 194
参考文献 194
第7章 巢湖沉积物氮磷、重金属污染演替过程 198
7.1 材料与方法 199
7.1.1 样品采集 199
7.1.2 样品预处理及分析 200
7.2 沉积岩芯年代序列 201
7.3 沉积物的粒度分布特征 204
7.4 巢湖沉积物营养代用指标剖面分布特征及指示意义 204
7.4.1 沉积物营养物剖面分布特征 204
7.4.2 湖泊营养物来源 207
7.4.3 湖泊历史生产力的变化 213
7.5 巢湖沉积物金属元素富集特点及其 对人类活动的指示意义 214
7.5.1 巢湖沉积物重金属背景值的确定及剖面分布特征 214
7.5.2 巢湖重金属富集和污染历史 217
7.6 巢湖沉积物营养盐与重金属的关系 221
7.7 本章小结 221
参考文献 222
第8章 巢湖流域沉积物中多环芳烃的污染分布和历史沉积行为 226
8.1 研究区域概况 226
8.2 巢湖流域沉积物中多环芳烃的污染水平和空间分布 227
8.3 巢湖流域沉积物中多环芳烃的历史沉积规律 229
8.3.1 柱芯沉积物中多环芳烃的垂向污染特征 229
8.3.2 多环芳烃的沉积通量变化规律 231
8.4 生物地球化学循环对沉积物中多环芳烃污染状况的影响 233
8.4.1 多环芳烃与TOC的关系 233
8.4.2 颗粒粒径变化对多环芳烃沉积的影响 234
8.4.3 人类历史社会经济活动与多环芳烃的对应关系 237
8.4.4 多环芳烃与流域内其他污染之间的关系 237
8.5 本章小结 239
参考文献 240
第9章 巢湖流域沉积物中有机氯农药的污染分布和历史沉积行为 242
9.1 巢湖流域沉积物中有机氯农药的污染水平和空间分布 242
9.2 巢湖流域沉积物中有机氯农药的历史沉积规律 243
9.2.1 柱芯沉积物中有机氯农药的垂向污染特征 243
9.2.2 有机氯农药的沉积通量变化规律 246
9.3 生物地球化学循环对沉积物中有机氯农药污染状况的影响 247
9.3.1 有机氯农药与TOC的关系 247
9.3.2 颗粒粒径变化对有机氯农药沉积的影响 248
9.3.3 人类历史社会经济活动与有机氯农药的对应关系 249
9.3.4 有机氯农药与流域内其他污染之间的关系 250
9.4 本章小结 251
参考文献 252
第10章 巢湖流域沉积物中多氯联苯的污染分布和历史沉积行为 254
10.1 巢湖流域沉积物中多氯联苯的污染水平和空间分布 254
10.2 巢湖流域沉积物中多氯联苯的历史沉积规律 256
10.2.1 柱芯沉积物中多氯联苯的垂向污染特征 256
10.2.2 多氯联苯的沉积通量变化规律 258
10.3 生物地球化学循环对沉积物中多氯联苯污染状况的影响 259
10.3.1 多氯联苯与TOC的关系 259
10.3.2 颗粒粒径变化对多氯联苯沉积的影响 260
10.3.3 人类历史社会经济活动与多氯联苯的对应关系 261
10.3.4 多氯联苯与流域内其他污染之间的关系 262
10.4 本章小结 264
参考文献 264
第11章 程海沉积物氮磷、重金属污染过程 266
11.1 材料与方法 266
11.2 沉积岩芯年代序列 267
11.3 程海沉积物营养代用指标剖面分布特征及指示意义 268
11.3.1 沉积物营养代用指标的剖面分布特征 268
11.3.2 湖泊营养物来源 271
11.3.3 湖泊历史生产力的变化 275
11.4 程海沉积物金属元素富集特点及其对人类活动的指示意义 277
11.4.1 程海沉积物重金属背景值的确定及剖面分布特征 277
11.4.2 程海重金属污染历史 280
11.5 本章小结 281
参考文献 281
第12章 湖泊沉积物溶解性有机氮分布特征及生物有效性研究 285
12.1 材料与方法 285
12.1.1 研究区域概况 285
12.1.2 样品采集和预处理 285
12.1.3 试验方法 285
12.2 湖泊沉积物溶解性有机氮分布特征 288
12.2.1 东北平原山地湖区湖泊沉积物溶解性有机氮分布特征 288
12.2.2 东部平原湖区湖泊沉积物溶解性有机氮分布特征 296
12.2.3 云贵高原湖区湖泊沉积物溶解性有机氮分布特征 307
12.3 湖泊沉积物溶解性有机氮生物有效性 315
12.3.1 湖泊沉积物溶解性有机氮微生物生物有效性 315
12.3.2 湖泊沉积物溶解性有机氮藻类可利用性 324
参考文献 334
第13章 湖泊沉积物间隙水的化学特征研究 338
13.1 巢湖沉积物间隙水化学特征 338
13.1.1 沉积物间隙水中营养物统计分析 338
13.1.2 沉积物间隙水剖面分布特征 339
13.1.3 沉积物间隙水中各营养盐指标相关性分析 342
13.1.4 间隙水与沉积物营养盐指标相关关系 343
13.2 巢湖间隙水重金属分布特征 345
13.2.1 DGT方法测定间隙水中有效态重金属浓度 347
13.2.2 DGT方法测定表层水中有效态重金属的浓度 349
13.2.3 相关性分析 351
13.3 太湖间隙水活性磷分布特征 352
13.4 太湖间隙水重金属分布特征 357
13.4.1 材料与方法 359
13.4.2 沉积物中重金属水平 360
13.4.3 间隙水中重金属浓度水平 360
13.4.4 评价金属浓度的DGT扩散胶厚度的确定 367
13.4.5 Eh 和AVS对重金属成岩过程的影响 370
参考文献 373
第14章 湖泊沉积物及间隙水近红外光谱特征 378
14.1 样品近红外光谱分析方法 379
14.2 近红外光谱校正模型的建立方法 379
14.2.1 沉积物近红外光谱校正模型的建立方法 379
14.2.2 间隙水近红外光谱校正模型的建立方法 379
14.3 湖泊沉积物近红外光谱研究 380
14.3.1 分层沉积物化学组分分析结果 380
14.3.2 沉积物近红外光谱图 380
14.3.3 分层沉积物不同组分近红外校正模型优化与选择 380
14.3.4 校正模型对分层沉积物不同组分的预测效果 384
14.4 湖泊沉积物间隙水近红外光谱研究 385
14.4.1 沉积物间隙水化学组分分析结果 385
14.4.2 湖泊沉积物间隙水近红外光谱分析 385
14.4.3 近红外校正模型的建立与优化 386
14.4.4 校正模型对间隙水中化学组分预测效果分析 388
14.5 本章小结 390
参考文献 390
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