大气PM2.5中重金属的化学形态分布

运用多级连续提取法,对广州市不同季节不同采样高度大气PM2.5中重金属的化学形态和生物有效性进行分析。研究表明,PM2.5中各重金属元素之间的化学形态分布差异较大,Zn、Cd、As、Mn主要分布在F1(可溶态与可交换态)和F2(碳酸盐态、可氧化态与可还原态),绝大部分的Pb以F2存在,Ni和Mo主要分布在F1和F3(有机质、氧化物与硫化物结合态),Cu主要以F2和F3存在,Cr主要分布在F3和F4(残渣态),Co则4种形态平均分布。采样高度对重金属的化学形态分布影响不大,同一采样期内楼顶与地面样品中同一元素的化学形态分布结果比较一致。两个采样季节重金属的形态百分比存在不同程度的变化,2007年春重金属的不稳定态(F1)比例比2006年秋普遍增加,次稳定态(F2、F3)比例减少。在10种重金属中,Cd、Zn、Pb和As的生物有效性系数高(>0.7),属于生物可利用性元素,在环境中的活动性要明显高于其它元素;Mn、Cu、Mo、Co、Ni和Cr元素的生物有效性系数值在0.2～0.6之间,属于潜在生物有效性元素,在环境中比较稳定。     

大气PM_（2.5）中重金属的化学形态分布

运用多级连续提取法,对广州市不同季节不同采样高度大气PM2.5中重金属的化学形态和生物有效性进行分析。研究表明,PM2.5中各重金属元素之间的化学形态分布差异较大,Zn、Cd、As、Mn主要分布在F1（可溶态与可交换态）和F2（碳酸盐态、可氧化态与可还原态）,绝大部分的Pb以F2存在,Ni和Mo主要分布在F1和F3（有机质、氧化物与硫化物结合态）,Cu主要以F2和F3存在,Cr主要分布在F3和F4（残渣态）,Co则4种形态平均分布。采样高度对重金属的化学形态分布影响不大,同一采样期内楼顶与地面样品中同一元素的化学形态分布结果比较一致。两个采样季节重金属的形态百分比存在不同程度的变化,2007年春重金属的不稳定态（F1）比例比2006年秋普遍增加,次稳定态（F2、F3）比例减少。在10种重金属中,Cd、Zn、Pb和As的生物有效性系数高（〉0.7）,属于生物可利用性元素,在环境中的活动性要明显高于其它元素;Mn、Cu、Mo、Co、Ni和Cr元素的生物有效性系数值在0.2～0.6之间,属于潜在生物有效性元素,在环境中比较稳定。     

厦门市大气降尘中重金属形态分布及生物有效性

采集了2012年11月至2013年1月期间厦门市大气降尘样品,用改进的BCR四步连续提取法分析了12种重金属元素(Ba、Ti、Co、Cr、Cu、Fe、Mn、Zn、Ni、Pb、Sr、V)的含量、赋存形态和生物有效性.结果显示,重金属元素四态含量之和均值(mg·kg~(-1))顺序为:Fe(43733)Zn(4495)Ti(2728)Ba(747)Mn(723)Cu(444.4)Sr(176)Cr(171)Pb(160)Ni(40.4)V(27.6)Co(11.2);Zn和Cu含量分别为我国土壤环境质量标准第二类标准限值(250和100 mg·kg~(-1))的18倍和4.4倍;除Fe、Ti、Ba、Cr和V外,大气降尘中其他元素生物有效态含量占有相当的比例(32.2%—88.6%).Zn、Sr主要以弱酸溶态存在,Pb主要以可还原态存在,Cu主要以可氧化态存在,其余元素主要以残渣态存在.大气降尘中重金属的平均生物有效性系数顺序为:Sr(0.87)Zn(0.85)Cu(0.80)Pb(0.67)Mn(0.50)Co(0.47)Ni(0.39)Ba(0.19)≈Cr(0.19)V(0.12)Fe(0.08)Ti(0.01),Ti、Fe、V、Cr和Ba为生物不可利用元素,Ni、Co、Mn和Pb为潜在生物可利用元素,Cu、Zn和Sr为生物可利用元素.     

土壤重金属的形态分布特征及其影响因素

土壤重金属元素在介质中的存在形态是衡量其环境效应的关键参数.选择长江三角洲地区的江苏省昆山市为研究区,采集了126个土壤表层样品,通过欧共体标准司提出的BCR 3步提取法对土壤中Cd、Cr、Cu、Co、Ni、Pb和Zn等7种重金属元素的形态分布特征进行了分析,并采用逐步回归法探讨了影响重金属化学形态的影响因素.研究结果表明,Cd主要以可还原态存在,Pb主要以有机结合态存在,而Cr、Cu、Ni、Zn和Co 5种元素主要以残渣态存在,不同重金属元素的次生相态所占总量百分比由大到小的顺序为Cd、Pb、Co、Cu、zn、Ni、Cr.重金属总量是影响重金属形态含量的最主要因素,其次为有机质和pH值,FeOx含量是影响残渣态含量的主要因素,粘粒含量是影响Zn各形态的主要因素,MnOx含量是影响Pb各形态的主要因素.     

冬季河南省若干城市室内灰尘中重金属的健康风险

大气沉降是室内灰尘的重要来源.本研究于2017年1—2月采集了河南省12个城市的室内灰尘样品共48个,并按照取样城市的空间分布探讨了重金属(Ni、Cu、Zn、Mn、Co、Cr、As、Ag、Cd、Pb)污染的南北差异(以黄河为界).运用地积累指数法对其进行污染评价.应用美国EPA人体暴露风险模型进行健康风险评价.结果表明,豫南城市室内灰尘中重金属除Pb以外平均浓度均显著高于豫北城市.豫南城市重金属平均浓度表现为Zn Mn Cr Ni Pb As Cu Co Cd Ag,浓度大小依次是306.7、249.2、223.3、116.9、55.7、41.6、30.3、7.0、1.8、1.3 mg·kg-1,而豫北城市重金属浓度表现为Zn Mn Pb Cr As Ni Cu Co Cd Ag,浓度大小依次是200.7、179.4、85.4、48.7、22.9、22.1、21.4、4.4、2.6、0.7 mg·kg-1.地累积指数结果显示Cd在豫南和豫北城市均是重污染和极重污染,而Ag在豫南城市是重污染和极重污染.豫南城市室内灰尘中4种致癌重金属的致癌风险大小依次为Cr As Ni Cd,6种非致癌重金属的非致癌风险大小依次为Zn Mn Cu Pb Co Ag;豫北城市室内灰尘中致癌重金属的致癌风险依次为Cr As Ni Cd,非致癌重金属的非致癌风险依次为ZnMn Pb Cu Co Ag.     

贵阳市冬季PM_(2.5)中典型重金属元素的化学形态分析与健康风险评价

为了更准确地研究重金属的生物有效性和对环境与人体的潜在生态危害,采用改进BCR法分析了贵阳市冬季PM_(2.5)中Cu、Mn、Co、Cd、Pb这5种重金属元素的化学形态,并评价了它们的生物有效性和健康风险。结果表明:不同重金属元素形态分布存在差异,Cu主要是弱酸溶态,其次是可氧化态;Mn主要是弱酸溶态,其次是残渣态;Co没有检测出可还原态,而在其他3种形态分布比较平均;Pb和Cd绝大部分都是弱酸溶态。生物有效性系数(K)分析结果表明:重金属生物有效性强弱顺序为CdPbMnCuCo,其中Cd和Pb的K0.8,属于生物可利用性元素;Mn、Cu、Co的K值在0.4~0.7之间,属于潜在生物可利用性元素。健康风险评价表明:成人的致癌风险比儿童大,尤其Cd对成年人存在潜在的致癌风险,且成年男性高于成年女性;Mn存在潜在非致癌风险,且对儿童的风险最大。     

晋江感潮河段沉积物重金属的赋存形态与生物有效性

用稀硝酸单级提取法和BCR连续提取法对晋江感潮河段沉积物中重金属生物有效性进行研究.单级提取法表明,Cu、Pb、Cr、Zn、Cd、Sb、V、Ni、Co、Fe和Mn的酸提相含量在中游河段普遍较高.除V和Fe外,表层和柱状沉积物中其他9种重金属的生物有效性均相对较高.除在个别深度外,L43柱状沉积物中多数重金属元素生物有效性变化较平稳.采用改进的BCR四步连续提取法对表层沉积物中11种重金属进行形态分析,结果表明,Mn、Ni、Pb、Cu、Cd和Cr都具有较高的生物有效性;Zn在下游河段主要分布在残渣态中,但在中上游河段弱酸溶态含量的比例普遍较高;Sb在河段下游地区非残渣态含量要明显高于中上游地区.次生相与原生相分布比值法评价结果表明,除V和Fe处于无污染水平,其他9种重金属在不同的采样点均有不同程度的污染.     

武汉三角湖复合垂直流人工湿地对重金属元素的去除研究

对武汉三角湖复合垂直流人工湿地进出水口中10种重金属元素（As、Ba、Cd、Cr、Cu、Li、Mn、Ni、Pb、Zn）去除进行了周年监测（2007年2月—12月）。人工湿地进水口重金属含量较低,无超标重金属元素。三角湖人工湿地进水口重金属元素含量排序为：Ba〉Mn〉Zn〉Li〉Cu〉As〉Pb〉Cr〉Ni〉Cd。三角湖人工湿地出水口对重金属去除效果排序为：Cd〉As〉Mn〉Pb〉Zn〉Cr〉Cu〉Ba〉Li〉Ni。研究表明复合垂直流人工湿地可以有效的去除重金属,对受污染水体水质改善和水生态系统恢复具有重要意义。     

常州市道路两侧户外灰尘重金属分布、形态及环境风险

在常州市城区、城郊和农村20个道路断面50 m范围内采集140个户外灰尘样品,测定Cu、Zn、Pb、Cd、Ni、Cr和Mn等重金属的含量,分析其区域差异、垂直分布和化学形态特征,进行富集系数和污染系数分析,并构建了涵盖灰尘重金属含量、形态和毒性的环境风险指数.结果表明,以上各重金属含量平均值分别为173.51、952.66、444.50、3.16、115.64、132.44、801.59 mg·kg-1.随着楼层的升高,城区灰尘中Pb、Mn和Cr的含量呈递减趋势,Cd、Cu和Zn含量没有显著变化,Ni含量呈上升趋势.Cu和Cr主要为残渣态,Zn、Pb和Cd主要为可还原态,Ni主要为酸可提取态.Cd的环境风险等级为严重,Pb为重或严重,Cu和Zn为较低或中,Ni为中,Cr和Mn为低.     

PM_(10)中重金属的提取方法及生物可利用性研究

分别运用模拟生物提取法与化学连续提取法对PM10标准参考样品城市源(NIST-1648A)和工业源(BCR-038)中6种重金属(Cd、Co、Cu、Mn、Ni、Pb)质量分数及赋存形态进行分析。其目标是验证2种提取大气固体颗粒物中重金属方法的有效性,并比较2种方法的优缺点,为将来提取PM10中重金属的方法选取提供依据。模拟生物提取法中,使用Gamble溶液模拟人体肺液对PM10样品进行溶解,实验方法操作较为简单快捷;化学连续提取法中,不同溶解步骤则可确定重金属的不同赋存形态。在需要快速确定PM10中某种重金属总量时,应优先使用模拟生物提取法。化学连续提取结果表明,城市源PM10中重金属赋存形态分布没有统一规律,工业源PM10中重金属多以残渣态存在。通过对2种来源的PM10样品中重金属生物可利用性分析,城市源的大气颗粒物对人体的毒性更大,其中标准参考样品城市源PM10中生物可利用性较高的是重金属Cd(BIBio为61.65%±3.45%;BISE为69.02%±3.82%)和Cu,最低的是重金属Co和Pb;标准参考样品工业源PM10中重金属的生物可利用性最高的是Cd(BIBio为27.66%±1.52%;BISE为15.05%±2.13%),而Ni、Co和Pb的生物可利用性较低。     

污染土壤中有机质结合态重金属的研究

用物理与化学相结合的方法研究了2个污染土壤剖面中有机质结合重金属（Cd、Cu、Pb和Zn）的分布，把有机质相结合态重金属分为颗粒状有机质（POM）结合的重金属和与细土腐殖质结合的重金属。结果表明，土壤POM对重金属有明品的富集作用，其中〉2mmPOM重金属Cd、Cu、Pb和Zn的富集系数分别在1．4～3．2、2．5～2．6、2．8—3．9和3．0～3．9之间；而0．05～2mmPOM重金属Cd、Cu、Pb和Zn的富集系数分别在2．7～7．8、3．2～6．4、3．2～9．3和3．2～5．6之间，0．05～2mmPOM组分中重金属的平均富集高于〉2mmPOM组分。POM中重金属的富集程度与土壤重金属的积累呈正相关。有机质结合态重金属占土壤重金属总最的比例随土壤有机质积累而增高，表土层约40％以上的重金属以有机质结合态存在。     

干旱区绿洲土壤中重金属的形态分布及生物有效性研究

测定了Cd、Pb、Zn和Ni等重金属在不同处理土壤中的全量和各赋存形态,以及它们在盆栽试验油菜（Brassica cole）中的质量分数,并利用Pearson相关系数分析了该区土壤-油菜体系的生物有效性。结果表明,供试绿洲土壤原状土中,Cd、Pb、Zn和Ni均以稳定的残渣态形式存在;而在处理土壤中,重金属被钝化的量有限,Cd的存在形式主要以碳酸盐态为主,Pb、Zn和Ni则主要以铁锰氧化态为主。根据相关性分析,油菜根部和叶部的Ni质量分数均与土壤中Ni的各非残渣态分布系数有相关性,表明当土壤中Ni以非残渣态存在时,活动性Ni的质量分数较高,其被生物吸收利用的可能性也较大;油菜根部的Zn质量分数与土壤中Zn的碳酸盐结合态分布系数显著的正相关性;油菜各部位Cd和Pb的质量分数与土壤中Cd和Pb的各形态分布系数之间无显著相关关系。     

Assessment of nutrients and heavy metals enrichment in surface sediments from Taihu Lake,a eutrophic shallow lake in China

Concentrations of the nutrients (TN and TP), phosphorus fractions and heavy metals (Co, Cr, Cu, Mn, Ni, Pb, Sr, Ti, V, Zn and Hg) in 40 surface sediment samples collected from Taihu Lake, a eutrophic shallow lake in China, were determined. The results showed that the northwest region of the lake possessed higher concentrations of TN and TP, as well as the similar spatial distribution trend in the water column. This should be related to excessive anthropogenic input from industrial effluents and domestic sewage in surrounding areas. Similarly, the concentrations of P fractions exhibited significant regularity. In addition, except for Sr showing low concentration, the rest of the heavy metals in the surface sediments had two- to four-folds of magnitude of the concentrations compared with the reference values in earth's crust. In the past decade, concentrations of heavy metals had undergone different levels of variations. Principal component analysis (PCA) and enrichment factors (EFs) of the compositional data aiming at heavy metals showed that Taihu Lake was slightly exposing to heavy metal contamination except Sr. High concentrations of heavy metals were ascribed to the discharge of untreated and partially treated industrial waste water via rivers. Co, Cr, Cu, Mn, Ni, Pb, V and Zn positively correlated with each other (R = 0.78–0.92), that indicated they had analogous sources and/or kindred geochemistry characteristics. Differing from nutrients, randomness in the space indicated that heavy metals had a complex distribution.     

外源铅铜镉在长三角和珠三角农业土壤中的转化

选择了我国经济发达地区的长江三角洲和珠江三角洲10个代表性农业土壤，采用室内培养和化学分级方法研究了加入外源铅、铜、镉在土壤中的动态变化及转化趋势，探讨了碳酸钙、粉煤灰、猪粪和钢渣等土壤改良剂对土壤重金属形态的影响。结果表明，随着土壤重金属负荷的提高，土壤中交换态重金属的比例增大，残余态比例下降，有效性提高，对环境威胁增大。当重金属加入最较低时，重金属优先向氧化物结合态、有机质结合态转化；而当加入最较高时，向交换态和碳酸盐结合态转化的比例明皿增加。pH和土壤组分对重金属在土壤中的转化有显著的影响，土壤pH下降可使交换态Cd、Cu、Pb的比例递增。加入碳酸钙、粉煤灰、猪粪和钢渣等改良剂可显著地降低土壤中交换态重金属比例，增加其它形态的重金属比例。     

湘南某矿区菜园土中典型重金属的形态分析

分别运用Tessier连续提取法和Leleyter连续提取法研究湘南某矿区菜园土中Pb,Zn,Cu和Cd的形态分布特征.结果表明：菜园土中Pb,Zn,Cu和Cd的总浓度严重超过国家土壤环境质量标准.Pb,Zn,Cu和Cd的主要形态是残渣态,水溶态和交换态所占比例较小.重金属生物可利用性的研究表明,Pb,Zn,Cu和Cd生物可利用的含量较少;在Tessier方法中,除Cu之外,生物不可利用态是主要形态,其次是潜在生物可利用态,而在Leleyter方法中,潜在生物可利用态是主要形态,其次是生物不可利用态.     

Effect of lime on speciation of heavy metals during composting of water hyacinth

Composting is attractive and inexpensive method for treatment and biomass disposal of water hyacinth. However, the major disadvantage of water hyacinth composting is the high content of heavy metals in the final compost. Addition of lime sludge significantly reduced most bioavailable fractions (exchangeable and carbonate) of heavy metals. Studies were carried on composting of water hyacinth (Eichhornia crassipes) with cattle manure and sawdust (6:3:1 ratio) and effects of addition of lime (1%, 2% and 3%) on heavy metal speciation were evaluated during 30 days of composting period. The Tessier sequential extraction method was employed to investigate the changes in speciation of heavy metals such as Zinc (Zn), Copper (Cu), Manganese (Mn), Iron (Fe), Lead (Pb), Nickel (Ni), Cadmium (Cd) and Chromium (Cr) during water hyacinth composting. Effects of physicochemical parameters such as temperature, pH and organic matter on speciation of heavy metals were also studied during the process. Results showed that, the total metal content was increased during the composting process. The higher reduction in bioavailability factor (BF) of Cu, Fe, Ni, Cd and Cr was observed in lime 2 treatment about 62.1%, 64.4%, 71.9%, 62.1% and 58.9% respectively; however higher reduction in BF of Zn and Pb was observed in lime 1 treatment during the composting process. Reducible and oxidizable fractions of Ni, Pb and Cd were not observed during the process. Addition of lime was very effective for reduction of bioavailability of heavy metals during composting of water hyacinth with cattle manure and sawdust.     

Rieselfelder

Soils of the large sewage farm area south of Berlin are contaminated with heavy metals such as Cd, Cr, Cu, Hg, Ni, Pb, Zn. Based on earlier studies the total amount and the bioavailable proportions of heavy metals in soil samples were analysed. In some samples very high levels of total heavy metal concentrations were detected. For Pb, Cd, Cu and Hg the maximum values were 1360, 29.7, 817 and 40.8 mg/kg soil dry matter, respectively. The biovailable fractions of heavy metals which were found primarily in the acetate and EDTA fractions and to a lesser degree in the water extract account for about 50 % (Pb, Ni), 70 % (Cd) or 90% (Zn) of their total amount and may therefore pose a considerable environmental risk.     

碳酸盐岩矿区河流沉积物中重金属的形态特征及潜在生态风险

黔西北土法炼锌及铅锌选矿厂对河流造成严重的重金属污染。河流沉积物中重金属的化学形态研究表明,同一采样点中不同重金属的形态分布和同一重金属在不同采样点中的形态分布均有较大差异。这可能与沉积物组分的不同亲和力,不同河段沉积物中粘土矿物、有机质、Fe Mn氧化物含量的不同以及人为活动(生活污水、选矿剂、矿渣等)的加入等有关,而碳酸盐岩地质背景的河床本身可能也有较大影响。潜在生态危害指数法研究表明,沉积物中重金属表现出强生态风险性,产生生态危害的主要重金属污染物是Pb,其后依次是Cd、Cu和Zn。