利用中国150余个淡水湖泊表层沉积物和深层沉积物的地球化学数据，采用中位数绝对中位差的方法统计获得了中国主要淡水湖泊沉积物的As、Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb、Zn、TN、TP、TOC及pH的地球化学背景值，为我国湖泊沉积物环境质量基准的建立和湖泊生态环境质量监管提供了重要依据。统计结果表明，我国表层湖泊沉积物中的As、Cd、Hg等重金属元素以及TP、TOC等发生了显著富集，显示出强烈的人类活动对湖泊沉积物环境质量的改变。在探讨国外环境质量基准值对我国淡水湖泊沉积物环境质量评价适应性的基础上，提出直接采用国外相关标准还不能客观评价我国湖泊沉积物的污染程度和生态风险，应充分考虑我国湖泊沉积物的地球化学背景，建立适应我国情况的沉积物环境质量基准。

本文以南海北部粤东沿海夏季上升流三个短柱状岩心为研究对象，通过二醇化合物分布分析测试和二醇环境参数的定量化重建，初步探讨了过去80年来海水表层温度(SST)、上升流活动和沉积环境演变过程及其交互关系。二醇温度指标(LDI)在粤东沿海地区较好地指示了年均SST，在三个岩心中均显示了整体增加的分布特征和相似的多年尺度变化趋势。此外，LDISST和二醇参数2具有非常好的线性关系(R2=0.85，n=49)，其整体分布、多年尺度变化均和ENSO旋回一致，并且大部分高/低值和ENSO暖/冷年、南海夏季风强/弱年具有很好的对应关系，表明了二醇参数2可以作为粤东上升流强度变化(多年/单年尺度)的替代性指标。而1,14二醇含量和ENSO指标在多年尺度上显示了相似的波动特征，但大部分高/低值和南海夏季风指数、ENSO指标呈反相分布，说明了仅用1,14二醇含量不可反演粤东上升流。据此，利用二醇参数2初步重建了过去80年来粤东上升流演变信息：上升流强度整体上显示加强的分布趋势，大体上呈约2~5年周期变化。此外，三个岩心中1,15C30(二醇/二醇+酮醇)比值和二醇参数2在整体上和多年尺度上均呈现相反的分布特征，可能与上升流活动导致的1,15C30二醇母源再悬浮再氧化有关，而普遍较高的1,15C30二醇比值(≥0.82)反映的强还原环境则和上升流地区水体中含氧量普遍偏低相关。

酸性条件下Fe(II)的生物氧化过程可以被有效应用于煤矿酸性矿井水修复中，但是Fe行为与归宿的不确定性增加了应用难度。本研究通过对某煤矿酸性矿井水场地发生的生物地球化学过程进行监测，富集培养场地沉积物嗜酸微生物群落，进行室内恒化生物反应器连续流实验，探究微生物作用下Fe及其他金属离子的行为与归宿。研究表明，Fe的形态转化是场地和反应器中最主要的生物地球化学过程。当pH<2.7时，反应更倾向于产生溶解性Fe(III)；当2.7<pH<4.2时，反应更倾向于产生非溶解性Fe(III)。在酸性条件下，主动式生物反应器中其他金属离子并无明显形态转化。反应器中的沉积物主要由施氏矿物和针铁矿组成，并随着酸碱添加量的增加，向黄钠铁矾过渡。这些研究有助于将此类微生物过程应用于实际污染水体修复中，并为修复系统中的污泥回收和再利用提供科学依据。

柳江盆地北部牛心山地区存在高氟地下水，严重影响居民身体健康。本文选取牛心山地区为研究区，对其浅层地下水运用Piper三线图、Gibbs图、氯碱指数图和离子比例图等方法进行水化学特征及其形成作用分析研究，从矿物溶解与沉淀、离子交换作用角度探讨了地下水中氟的来源和富集机理。结果显示：研究区地下水离子以Ca2+、Na+和HCO-3为主，水体偏碱性，F-浓度超标点位于火成岩侵入边缘地带，水化学类型为Ca(Na)HCO3、Ca(SO4)HCO3和Ca(Cl)SO4型，高浓度的F-赋存在Ca(Na)HCO3型水中，地下水水化学组分主要受岩石风化作用的影响；水文地球化学过程和地质因素控制地下水化学特征和氟化物的来源、分布；方解石、石膏溶解于地下水作为Ca2+来源影响萤石的溶解与沉淀，阳离子交换作用改变地下水中指定阳离子浓度间接影响F-浓度，同时碱性环境中吸附在黏土矿物上F-被OH-取代，溶解平衡和离子交换是地下水径流中F-浓度变化的主要控制因素。