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贵州草海不同水位梯度下沉积物氮赋存形态及分布特征 总被引：2，自引：1，他引：1
利用分级浸取分离法，分析贵州草海湿地沉积物总氮（TN）与可转化态氮（TF-N）含量及分布特征，试图揭示水位抬升对草海湿地沉积物氮潜在释放风险的影响.结果表明，草海湿地沉积物TN含量在1.94~14.07 g/kg之间，均值为7.76 g/kg；TF-N含量较高，在1.70~7.59 g/kg之间，占TN的68.7%；不同形态氮含量依次为有机态及硫化物结合态氮（OSF-N） > 离子交换态氮（IEF-N） > 铁锰氧化态氮（IMOF-N） > 弱酸可浸取态氮（WAEF-N）；不同水位梯度下各形态氮含量变化规律不同，OSF-N、IMOF-N含量沿着水位升高呈逐渐增加趋势，IEF-N含量呈先增加后降低的趋势，WAEF-N含量变化不大；TN和总非可转化态氮（NTF-N）与有机质（SOM）含量之间呈显著正相关，可能具有相似的来源.总之，草海沉积物TF-N含量及比例较高，潜在释放风险较大，而水位抬升抑制氮的转化，促进沉积物氮积累，增加释放风险.该研究揭示了不同水位梯度下沉积物氮形态分布特征，丰富了水文条件对氮迁移转化影响的理解，为湿地生态补水工程的管理决策提供了科学依据. 相似文献
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湖泊富营养化是世界面临的重大环境问题,磷在沉积物-水界面的循环在富营养化过程中起关键作用,因此,研究沉水植物对沉积物-水界面磷循环的作用及其机理具重要的理论和实践意义.本实验通过在水泥池中(4.0 m×7.0 m×1.5 m)种植苦草(Vallisneria natans),并采用定期更换原位上覆水的方式模拟自然状态下的水体交换,研究了沉水植物苦草从定植到生长末期沉积物中不同形态磷含量的变化,以期揭示期间苦草对沉积物中磷赋存形态的影响.结果表明,本实验条件下苦草经历了两个生长阶段,在约1个月的快速生长期内能显著降低沉积物中的总磷(TP)含量,TP含量降低了78.79 mg/kg,其中有机磷(Org-P)含量降低49.99 mg/kg,对TP降低的贡献度为62.67%,而钙结合态磷(Ca-P)比对照组减少2.20%,因此,苦草可能主要通过促进Org-P的矿化向水柱和间隙水中释放磷的方式降低沉积物中TP含量,其次苦草可促进Ca-P的分解;此外,苦草为满足植株生长,所吸收的沉积物铁结合态磷(Fe-P)和铝结合态磷(Al-P)分别为2.99和4.10 mg/kg,但苦草对沉积物中闭蓄态磷(Oc-P)含量没有显著影响.在缓慢生长阶段,苦草促进有机物的沉降以及Fe-P和Oc-P的形成,Fe-P和Oc-P含量分别增加14.82和101.53 mg/kg.苦草对Al-P的形成也略有促进作用,其含量升高7.39%.研究结果表明,苦草在不同生长阶段对沉积物中磷形态的转化以及各形态磷的迁移方向具有不同的影响.在快速生长期苦草转化吸收高活性磷,将其固定到植株体内;缓慢生长阶段则促进水体中的磷转化成沉积物中难分解态的磷,对磷的沉降表现出积极促进作用. 相似文献
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湖泊表层沉积物可溶性有机氮含量及分布特性 总被引：8，自引：1，他引：7
选择鄱阳湖、洞庭湖等6个湖泊的15个表层沉积物样品,用1mol/L KCl溶液提取沉积物中的可溶性有机氮(SON),并研究了SON的含量、分布状况及特性.结果表明,所研究的沉积物SON含量变异较大,在17.18-292.31mg/kg之间波动,平均为134.45 mg/kg,占可溶性总氮(TSN)的51.86%,沉积物总氮的7.14%.污染程度重的沉积物中SON含量均较污染程度轻的高,且SON含量与TN、TSN含量呈正相关,即与沉积物氮污染程度呈正相关,分布状况则与湖泊污染程度、人类活动干扰强度等紧密相关,所研究表层湖泊沉积物巾游离氨基酸(FAA)含量处于4.69-42.04mg/kg间,平均为23.27mg/kg,占SON的18.80%,TN的1.24%,FAA与SON含量呈显著正相关,在沉积物中的平均含骨及在SON中的比例均较土壤中高,说明湖泊沉积物SON有较大的易分解组分,SON与沉积物可溶忭无机氮、有机质、CEC等显著相关,因此,SON是湖泊沉积物氮的重要组成部分,对湖泊富营养化具有重要的影响,特别是对污染严重的沉积物而言,更应重视其SON在湖泊氮循环及富营养化中的作用. 相似文献
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湖滨带芦苇恢复过程中沉积物氮赋存形态及含量变化:以巢湖为例 总被引：1，自引：0，他引：1
水生植被对于维持水生态系统结构和功能稳定性具有举足轻重的作用,而重建水生植物被认为是污染湖泊生态修复的重要手段.氮素是水生态系统重要的限制性元素之一,根着挺水植物生长发育无疑将深刻地影响着沉积物氮的迁移转化过程,但水生植物不同生长阶段对沉积物氮的需求和植物代谢强度均不同,目前对挺水植物完整生长过程中沉积物氮组分及含量变化认识仍十分不足.本研究通过为期120d的沉积物柱芯培养和水槽模拟试验,探究巢湖芦苇恢复完整生长过程中沉积物总氮(TN)、无机氮(TIN)与可转化态氮(TF-N)的变化及其关键调控因子.结果表明,芦苇完整生长过程将持续激发沉积物氮活性,沉积物TIN与TF-N含量逐渐增加,而沉积物TN和非可转化态氮(NTF-N)含量显著降低.模拟试验期间,指数型增长的芦苇生物量提高了沉积物铵态氮(NH_4~+-N)和硝态氮(NO_3~--N)含量,但亚硝态氮(NO_2~--N)含量却逐渐降低;与第0天相比,第120天沉积物离子交换态氮(IEF-N)、碳酸盐结合态氮(CF-N)、铁锰氧化态氮(IMOF-N)和有机态及硫化物结合态氮(OSF-N)含量分别增加了 1.10、3.40、3.60和1.40倍,这主要受芦苇吸收利用、根系代谢强化根际沉积物氧化还原电势和改变pH微环境共同驱动.在第120天,沉积物NH_4~+-N和NO_3~--N含量急剧升高,分别是第90天的9.43和2.22倍,表明芦苇衰亡凋落过程将向沉积物释放大量的TIN,故需要综合采取湖泊物理—生态工程手段来有效管控芦苇枯落物,从而提升水生植被修复效果并构建长效稳态机制. 相似文献
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白洋淀沉积物氮磷赋存特征及其内源负荷 总被引：11，自引：2，他引：9
白洋淀环境整治对区域生态文明建设具有重要意义，然而，目前对加剧白洋淀富营养化的内源氮、磷污染负荷依然缺乏系统的研究.本研究以野外调研和室内培养实验相结合形式，在白洋淀主要水域内采集原位柱状沉积物样品，详细地研究了白洋淀沉积物中氮、磷赋存形态、间隙水中氮、磷剖面特征以及沉积物-水界面氮、磷交换特征.结果表明，白洋淀沉积物总氮、总磷含量分别为1230.8~9559.0 mg/kg（均值2379.5 mg/kg）和344.4~915.4 mg/kg（均值608.4 mg/kg），氮、磷累积污染量大.沉积物中铵态氮赋存量大（3.2~175.8 mg/kg），由此导致间隙水中铵态氮浓度较高，最高达到28.8 mg/L.沉积物磷形态以Ca-P和Fe-P为主，分别占总量的38.3%~76.1%和3.98%~18.0%，间隙水中磷酸盐浓度已接近甚至高于国内外典型富营养湖区.间隙水中高浓度的铵态氮和磷酸盐导致沉积物-水界面氮、磷交换通量较高，铵态氮平均释放和扩散通量分别为106.37和12.42 mg/（m2·d）；磷酸盐平均释放和扩散通量分别为15.06和2.33 mg/（m2·d），沉积物内源氮、磷污染负荷较高，已严重威胁到白洋淀水环境质量，迫切需要整治.其中，北部河口区域以及中部府河入湖区和人口密集活动区沉积物氮、磷内源负荷尤为突出，应成为白洋淀沉积物内源污染整治的关键区域. 相似文献
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水源水库季节性分层及悬浮物行为对铁锰迁移的影响——以辽宁省碧流河水库为例 总被引：2，自引：0，他引：2
铁和锰是氧化还原敏感的元素，水源水库热分层引起的底层水体缺氧造成了沉积物中铁和锰的释放，对城市供水造成了极大的影响.以往鲜有悬浮物行为对铁和锰在水库水-沉积物界面迁移影响的研究，于2014年2月-2015年2月对碧流河水库深水区的水、悬浮物以及沉积物铁和锰的垂向分布特征进行综合调查分析，并进一步分析铁和锰的季节性变化规律及悬浮物行为对其的影响.Spearman相关分析结果表明铁浓度与总悬浮固体、总氮和总磷的相关性较大；锰浓度与总悬浮固体、溶解氧、pH和总氮的相关性较大.进一步讨论分析表明碧流河水库的热分层、底层缺氧以及沉积物再悬浮是影响铁和锰浓度的重要因素，水库铁和锰的季节变化规律存在差异.分层期溶解态的锰在底层累积，平均浓度达到0.18 mg/L，而沉积物中溶解态的铁释放很少.混合期水库的中上层锰浓度升高，达到了0.07 mg/L.沉积物的再悬浮是水库底层水体中铁的主要来源，底层颗粒态铁的平均浓度约为0.3 mg/L.絮凝的颗粒物以及其吸附的锰在水库长期悬浮，难以沉积到水库底部，使得悬浮物中Mn的含量显著高于表层沉积物，约为沉积物的7倍.建议应在碧流河水库采用分层取水、水库曝气以及联合供水等措施，以减少铁和锰的浓度升高对供水产生的影响，保障大连市城市供水安全. 相似文献
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风浪扰动下湖滨带悬浮物和营养盐响应特征 总被引：1，自引：0，他引：1
为研究风浪扰动下沉积物起悬过程中悬浮物浓度的分布特征和水体营养盐时空分布状况,以太湖西北湖滨带为例,选择代表4种不同生境的6个点位进行了连续12 d的野外观测.利用高精度分层同步采样装置,采用重量法计算悬浮量,并对悬浮过程中总磷(TP)、总氮(TN)、铵态氮(NH_4~+-N)和硝态氮(NO_3~--N)浓度进行分析.结果表明:风速是引起太湖西北湖滨带水体悬浮物增加的主要因素,沉积物悬浮的临界风速为3.6 m/s.各点位悬浮物浓度的均值差异明显,表现为:无植被区植被区河口区湖心区.太湖西北湖滨带水体氮、磷浓度日变化幅度较大,TN浓度为1.82~4.96 mg/L,TP浓度为0.10~1.47 mg/L.NH_4~+-N和NO_3~--N浓度分别在0.09~2.83和1.05~3.69 mg/L之间波动.近岸无植被区水柱的总悬浮量与风速的相关性最好,相关系数达到0.722;而远岸湖心区与风速的相关系数仅为0.039.悬浮物浓度除了受风情(风向和风速)的影响外,同样受水深、地形特征和水生植被的影响. 相似文献
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微生物参与下的氮循环是富营养化湖泊十分重要的生物地球化学循环过程.采用基于amoA功能基因和16S rRNA基因的荧光定量PCR、PCR-DGGE与高通量测序等分子生物学技术,调查秋季太湖不同水体和表层沉积物中氨氧化古菌(AOA)、氨氧化细菌(AOB)和亚硝酸盐氧化菌(NOB)群落丰度和组成,探讨影响硝化微生物分布的关键环境因子.结果表明,中度富营养化的梅梁湾湖区水体表层、中层和底层水样和表层底泥中AOA amoA基因的丰度分别低于轻度富营养化的湖心区,而不同层水样中AOB amoA基因的丰度分别高于湖心区.梅梁湾湖区和湖心区水样中AOA群落组成基本相似,2个湖区表层沉积物样品中AOA群落组成亦基本相似,水体中AOA群落组成与表层沉积物中AOA群落组成有差异,AOA群落丰度显著受硝态氮、pH和DO影响;表层沉积物中AOB群落丰度有明显差异且显著受总氮含量影响,表层沉积物中NOB群落丰度也有明显差异且显著受亚硝态氮含量影响.太湖梅梁湾湖区和湖心区水体与表层沉积物AOA群落包括Nitrosopumilium和Nitrosotalea两大属;表层沉积物AOB群落主要包括亚硝化单胞菌(Nitrosomonas)和亚硝化螺菌(Nitrosospira)两大属,NOB群落主要包括硝化刺菌(Nitrospina)和硝化螺菌(Nitrospira)两大属,其中硝化螺菌属是淡水湖泊中比较少见的亚硝酸盐氧化菌.影响太湖水体和沉积物中AOA和AOB丰度的最主要环境因子为总氮、总磷与铵态氮.研究表明典型富营养指标(总氮、总磷、铵态氮、硝态氮和硝态氮等)是影响太湖梅梁湾和湖心区水体和沉积物中AOA或AOB丰度以及硝化微生物群落丰度的重要因素. 相似文献
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磷是坦噶尼喀湖生态系统中必不可少的营养元素,直接决定湖体初级生产力的高低,进而影响到周边居民对于动物蛋白的获取来源.为了解坦噶尼喀湖磷的外源输入,选择湖泊东北部的入湖河流,对表层沉积物(16个样点)中总磷(TP)和各形态磷含量及其分布特征进行分析,并探讨磷的形态分布特征与土地利用方式之间的相关关系.结果表明,入湖河流沉积物TP含量为73.05~239.94 mg/kg,平均含量为152.64±55.37 mg/kg,其中最高值出现在马拉加拉西河口.采用Psenner法对磷进行连续浸提并比较不同形态磷含量,由高及低依次为铁铝结合态磷(Fe/Al-P)钙结合态磷(CaP)有机磷(Org-P)残渣态磷(Res-P)弱吸附态磷(Labile-P).土地利用类型对TP及各形态磷含量影响较大,其中TP含量表现为河口湿地城镇附近林草地区,表明地表径流和人类活动会对TP含量产生影响,而对于不同形态磷含量,Laible-P、Fe/Al-P、Org-P含量均表现为河口湿地林草地城镇附近,Ca-P、Res-P含量均表现为城镇附近河口湿地林草地.分析沉积物理化性质与各磷形态之间的相关性,发现沉积物总氮(TN)、有机质和总有机碳与Fe/Al-P、LabileP和TP相关性较好,与Org-P、Ca-P和Res-P相关性较差,表明TN和有机质的输入,会伴随沉积物中磷含量的升高,其增量的赋存形态主要为氧化还原敏感态磷和Labile-P.沉积物粒径组成与各磷形态含量存在相关性,细粒径沉积物与各形态磷含量呈显著正相关,粗粒径沉积物与各形态磷呈显著负相关,表明细小颗粒更易吸附磷. 相似文献
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湖泊水华存在复杂的生消过程,然而目前较多研究聚焦在水华持续阶段对湖泊生态系统的影响,却较少关注水华生消过程对湖泊水体和沉积物理化性质的影响.以巢湖为对象,根据历史资料确定水华区和非水华区,在相同位点分别于水华形成前期、形成期、持续期和消亡期采集水体和沉积物样品,分析水华生消过程对湖泊水体和沉积物理化指标及营养盐的影响.结果表明,巢湖研究区域水华形成期为5月中旬至6月中旬,持续期为6月中旬至9月上旬,之后进入水华消亡期.水体透明度、p H值和溶解氧在水华区与非水华区大部分时间存在显著差异,且随水华生消过程呈现不同的变化趋势,但水温、氧化还原电位和电导率在水华区和非水华区无显著差异,并随水华生消过程呈现相同的变化趋势.非水华区水体和沉积物中各形态氮、磷浓度明显低于水华区,且随时间变化幅度相对较小.在水华区,水体氮、磷浓度(总溶解性氮、硝态氮、氨氮、总氮、总溶解性磷、磷酸盐)在水华形成期和水华持续前期呈下降趋势,但在水华持续后期和水华消亡期呈增加趋势;沉积物氮、磷浓度(总氮、总磷)和总有机质含量显著高于非水华区,三者在水华区和非水华区随水华生消过程呈现不同的变化趋势.研究表明,水华生消过程对湖泊营养盐和水体及沉积物性质有不同的影响,这对湖泊富营养化治理和水华防治具有重要意义. 相似文献
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浅水湖泊生态系统中的沉积物—水界面是湖泊内源氮释放的重要界面,而水动力因素是改变沉积物氮释放的重要因素.三峡大坝修建以后,长江中下游通江湖泊的水动力条件发生了明显的变化.通过采集洞庭湖湖口区域的沉积物和水样,在双向环形水槽动力模拟装置内模拟湖泊水位和流速的变化,探讨湖泊沉积物氮在沉积物和水系统中的二次释放特征.结果表明,随着扰动强度的增加,上覆水悬浮物浓度增大,上覆水中总氮浓度增加,沉积物向上覆水释放氮的强度增强,水动力条件的改变所引起的沉积物内源氮释放不容忽视.在该模拟实验条件下,沉积物存在最适扰动水位(20cm),此水位下上覆水中悬浮物浓度最低,总氮浓度最小.水动力条件的改变对上覆水和沉积物—水界面处铵态氮和硝态氮浓度的影响并不明显,孔隙水中铵态氮与硝态氮之间发生形态的转化. 相似文献
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疏浚对巢湖重污染入湖河流沉积物中污染物赋存及释放的影响 总被引：3，自引：1，他引：2
以巢湖重污染入湖河流双桥河为研究对象,研究了底泥疏浚对水质以及沉积物中总氮、总磷和有机质的短期影响及长期效应.结果表明,双桥河水质的季节变化显著,受上游城市污水及周边面源污染的影响,疏浚对水质改善作用不明显.表层沉积物中总氮、总磷及有机质含量在疏浚结束后1个月有所降低,但是2年后分别回复到疏浚前的189.77%、111.62%和152.87%.疏浚结束2年后,沉积物中磷主要以钙磷和有机磷的形式存在,铝磷和铁磷的含量较少,弱结合态磷的含量最低;但是表层沉积物中的弱结合态磷、铝磷和铁磷结合态磷含量较疏浚前分别升高了728.32%、13.52%和37.73%,并呈现出表层富集现象,存在较高的污染物释放风险.这可能是由沉积环境改变、外源污染未得到有效控制引起的.因此,为了维持疏浚的长期效果,应该对外源污染源进行有效控制. 相似文献
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在不同季节,采集太湖梅梁湾和贡湖湾沉积物柱状样,研究沉积物Eh、pH、总氮、总磷以及有机质四季垂向剖面分布变化特征.研究结果表明,在表层下(0-3 cm),Eh随沉积物深度的增加迅速下降,很快进入还原状态.沉积物剖面上pH变化幅度不大,在6.4-7.8之间,冬季沉积物pH均有所降低.太湖沉积物中含有丰富的营养盐,总氮和总磷最高浓度分别为2.68和0.864 mg/g,其剖面分布特征表明,沉积物表层总氮和总磷含量远高于底层,其含量随深度增加而降低,但四季变化趋势不明显.沉积物中有机质含量在10 cm以上变化幅度较大,随着沉积物深度的增加,有机质含量明显减少,季节变化幅度不大.比较不同采样点发现,位于梅梁湾生态系统试验区内的S1位点沉积物氮磷内源负荷最大. 相似文献
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天津于桥水库沉积物磷赋存特征及其环境意义 总被引：2，自引：0，他引：2
研究天津于桥水库沉积物中磷形态的空间分布特征和垂直分布特征对了解水源型水库富营养化现状及其过程具有重要的现实意义.利用抓斗式采泥器及柱状采泥器分别采集表层沉积物样品及柱状沉积物样品,采用Psenner提出的连续提取法对沉积物磷形态进行分级测定,揭示整个水库沉积物各形态磷的空间分布特征以及不同区域垂直方向上的分布规律.结果表明:于桥水库表层沉积物总磷(TP)含量为303.7~997.8 mg/kg,各形态磷含量大小顺序依次为:钙结合态磷(Ca-P)铁结合态磷(Fe-P)残渣态磷(Res-P)铝结合态磷(Al-P)有机态磷(Org-P)可交换态磷(Ex-P).表层沉积物中Fe-P、Al-P、Ca-P与TP含量由东至西逐渐递减,主要受到黎河河水夹带的外源性磷输入的影响;Res-P含量由东至西逐渐递增,与活性磷的分布规律相反,表明水库下游比上游的水质更好.垂直分布上,南部区域底层与表层沉积物相差不大,说明从1960s以来磷的沉积量就比较大;西部区域沉积物中Fe-P和Org-P含量较高,随深度的增加有明显降低的趋势;中心区域的各形态磷和TP含量均较低,且随着深度增加逐渐降低,现阶段沉积物中的磷以滞留为主,释放潜力较小. 相似文献
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S. Santiago R. L. Thomas G. Larbaigt C. Corvi D. Rossel J. Tarradellas D. J. Gregor L. McCarthy J. P. Vernet 《Aquatic Sciences - Research Across Boundaries》1994,56(3):220-242
The environmental quality of the Rhone River (Switzerland-France) has been assessed with a geochemical survey of the pollutants bound to suspended sediments. Ten samples were collected between Lake Geneva and the Mediterranean Sea in Nobember 1989 by continuous flow centrifugation and analysed for grain size distribution, carbonate, organic C, N, forms of particulate P, trace metals, and organic compounds (chlorobenzenes, organochlorine pesticides, PCBs, and PAHs). Four bed sediment samples were also studied for comparative purposes. The suspended solids provide lower variance by parameter than the bed sediments and are clearly most suitable for synoptic monitoring.The Upper Rhone River carries a glacial derived sediment with a low nutrient content, the stretch from Geneva to Lyon provides a sediment dominated by carbonate, and in the Lower Rhone the organic matter and phosphorus are relatively increased, mainly due to wastewater effluents and to an industrial P source. High concentrations of metals and organic micropollutants downstream of Lyon indicate a multiple contamination in the Lower Rhone, whereas more specific inputs are located downstream of Geneva and Arles.The comparison with data from other polluted major systems, the Rhine, the Niagara and the Detroit rivers, shows on overall similarity confirming that the Rhone quality is degraded downstream of Lyon. The levels of particular concern are for Hg, DDT metabolites which reveal a recent release in the basin, PCBs with a likely high chlorine content, and PAHs.The statistical evaluation of the compositional variables indicates a limited number of well defined associations, suggesting that the contamination of the suspended sediments results from the combination of numerous and intermittent point and diffuse sources in the Rhone River basin. 相似文献
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S. Santiago R. L. Thomas L. McCarthy J. L. Loizeau G. Larbaigt C. Corvi D. Rossel J. Tarradellas J. P. Vernet 《水文研究》1992,6(2):227-240
Ten large volume water samples were taken from the Rhône River (Switzerland-France) in November, 1989 for recovery of total suspended sediment by continuous flow centrifugation. the samples were freeze-dried and analysed for particle size, organic carbon, total nitrogen, and carbonate. for comparative purposes, four bed sediments collected in July, 1989 are also described. the Rhône can be subdivided into three sections on the basis of the origins of the water. the first section is the Upper Rhône River draining into Lake Geneva. Waters are derived from glaciers, with low temperature and conductivity and high turbidity. Suspended sediment is coarse, has a bimodal distribution, and is low in both organic matter and carbonate. the second reach is from Lake Geneva to the confluence with the Saône at Lyon and has warmer water with higher conductivity and very low turbidity. Suspended sediment is higher in organic matter, with high carbonate originating from the lake. the final section is from Lyon to Arles, with warmer water and higher conductivity and turbidity due to modification by the Saône. Sediment is rich in organic matter, which May, account for an observed decline in oxygen in the river waters downstream from Lyon. Carbonate in these sediments also decreases due to increased turbidity from the Saône. Suspended sediments other than from the Upper Rhône show a remarkable consistency in grain size, predominantly in the fine silts (mode 9-11 μm). This consistency indicates a high degree of suitability for geochemical analysis. Bed sediments were bimodal throughout, with a dominant coarse population in two out of the four samples. Grain size statistical parameters could be easily explained by application of the theory of mixing of two major populations in the sand size (bed traction load) and the fine silt/clay size (suspended sediment load). 相似文献