海南东部河流、河口及近岸水域颗粒态重金属的分布及污染状况

2008年7月对海南万泉河、文昌/文教河河口及东部近岸悬浮颗粒态金属的分布进行调查,采用ICP-AES测定Al、Fe、Mn、Cr、Cu、Ni、V、Zn的含量,探讨颗粒态重金属的组成及其影响因素,初步分析了海南岛东部河流的污染状况.结果表明,受颗粒物粒径影响,河口区颗粒态金属浓度先随盐度升高而后逐渐降低,至东部近岸含量略有升高;以Al为校正因子归一化消除颗粒粒径影响后,重金属浓度在万泉河河流/河口分布均匀,而在文昌/文教河河流/河口有较大变化.富集因子计算结果显示,万泉河重金属污染较轻,而文昌/文教河Cr、Ni相对富集,污染严重.在影响颗粒态重金属组成的因素中,颗粒物的来源占主导地位,同时也受水体氧化还原环境及污水排放、生物活动的影响.     

黄河下游水体悬浮颗粒物中金属元素的地球化学行为

为调查黄河下游颗粒物的风化状况以及重金属变化规律及其污染程度,于2009年6~7月调水调沙期间(每日)及2010年4月至2011年11月(每月中旬)对垦利浮桥水体颗粒物进行采样调查.样品经消解后采用ICP-AES测定其中Al、Na、K、Ca、Fe、Mn、Cu、Zn、Cr、Ni、V的含量.采用化学风化指数(CIA)来衡量硅酸盐的化学风化程度,结果表明,黄河流域颗粒物化学风化程度为中等,近30年来颗粒物化学风化程度没有明显变化.黄河下游颗粒物中重金属(Cu、Zn、Cr、Ni、V)浓度呈现出冬季高夏季低的变化规律,调水调沙期间重金属浓度降低后期略有回升,这一变化规律主要是受泥沙的稀释及颗粒物粒径等因素影响.重金属富集因子(EF)的计算表明,黄河下游Zn具有中等程度的污染,其他元素无明显污染.提取3个因子对黄河下游颗粒物的化学组成因素进行分析,颗粒物主要受风化的影响,同时也受径流量以及人类活动的影响.     

调水调沙对黄河口及邻近海域环境状况的影响

近年来黄河入海水沙通量发生了巨大的变化,短期内大量陆源物质入海对黄河口邻近海域生态环境的影响值得关注。本文于2013年对黄河口及其邻近海域进行了调水调沙前、中、后3个航次的海水环境调查,分析了主要水质因子含量、分布特征及营养结构状况,并进行综合评价和相关性分析。结果表明,受到调水调沙过程的影响,黄河口邻近海域水环境状况变化显著,调水调沙中盐度、Chl a含量较调水调沙前明显降低（P < 0.05）,调水调沙后又有所回升;营养盐和COD等含量在调水调沙中含量最高,调水调沙后次之,调水调沙前含量相对较低。平面分布上盐度、营养盐、COD、石油类等在黄河口门处等值线密集,随着调水调沙的进行呈舌状向外海延伸。调水调沙过程加剧了调查海域富营养化状态和有机污染程度,但是也使黄河口海域营养盐结构比例失衡的问题在一定程度上得到了缓和。通过相关性分析,进一步显示出调水调沙过程是调查海域主要水质因子分布与变化的主控因素。     

调水调沙对黄河口及邻近海域溶存甲烷的影响

于黄河第9次调水调沙期间在黄河下游垦利站开展调查,分析了调水调沙对黄河溶存甲烷浓度分布及黄河甲烷年入海通量的影响.于2009年6~7月黄河调水调沙前、中、后期对黄河口及邻近海域开展调查,探讨了调水调沙对黄河口甲烷分布的影响.结果表明:调水调沙期间黄河垦利站甲烷浓度变化范围为9.89~205.34nmol/L,与径流量和悬沙含量呈正相关,表明甲烷主要来源于河床底层浮泥的释放.调水调沙期间黄河向渤海输送的甲烷约为2.2×105mol,约占2009年黄河向渤海输送甲烷总量的50%,调水调沙对甲烷输送通量在年内的分配有较大影响.黄河口及其邻近海域的三次调查结果显示甲烷浓度范围为3.71~37.77nmol/L,受黄河冲淡水影响较大.据估算黄河口甲烷的饱和度为(649.7±292.1)%,黄河口及其邻近海域是大气甲烷的净源.     

渤海湾表层沉积物各形态重金属的分布特征与生态风险评价

根据2008年春对渤海湾的调查,通过分级萃取的实验方法以及总量和分形态风险评价的手段,重点研究了渤海湾表层沉积物各形态重金属的分布特征、影响因素和潜在生态风险.结果表明,重金属在渤海湾中央的泥质区富集,自然来源是控制V、Ni、Cu、Pb、Co和Cd分布的主要因素,而Zn和Cr较易受环境变化或人为输入等影响,其中Pb作为大气沉降和陆源输入都存在的重金属,其受控因素与其他重金属有一定差异.形态分析表明,V、Zn和Cr以残渣态为主,Co、Ni和Cu则是可浸取态占优势.其中Co的可浸取态质量分数在A断面先增加后降低,Ni的可浸取态质量分数在海河口附近A3站达最大值(98.86%),Cu和Pb的可浸取态高值区出现在A断面的中央区域,优势形态是铁锰氧化物结合态,Cu在湾口的A10站降到最小值(43.83%),在黄河口的D1站达最大值(73.89%).风险评价表明,重金属总量富集因子由大到小:Pb>Cd>Zn>Cr>V>Co>Cu>Ni,其中Pb、Cd和Zn的富集因子均大于1,但渤海湾沉积物总体质量良好,潜在生态风险较低.从形态角度评价,V和Cr基本无污染,Zn局部轻微污染,Co大部分轻度污染,Cu由无污染到中度污染,Ni由轻度污染到重度污染,Pb则属重度污染,其中Pb在渤海湾口A11站的P%(次生相与原生相分布比值)达1 329%.综合评价得出,Pb是渤海湾沉积物污染最严重的重金属,Cu和Zn有潜在污染,V、Cr和Co基本清洁.     

废电路板热拆解过程中颗粒污染物的排放特征

文章对废旧电路板(WPCBs)加热拆解过程产生的颗粒物、颗粒物所富集的重金属(Sb、Zn、Cr、Pb、Cd、Cu)与多溴联苯醚(PBDEs)进行研究。结果表明,加热拆解过程中排放的PM_(10)颗粒物总浓度、颗粒态重金属总含量、颗粒态∑_(39)PBDEs含量分别为2 243μg/m~3、33.53μg/m~3、9 535 ng/m~3。PM_(2.5)细颗粒占释放颗粒物的63%,其中0.4～0.7μm粒径段的颗粒物浓度最大。PM_(10)中各重金属含量由高到低依次为:SbPbZnCuCrCd,其中Sb和Pb的排放浓度分别为21.86μg/m~3和6.74μg/m~3。Pb、Cd、Cu的质量中值直径(MMAD)2.5μm,主要分布于细颗粒,而Sb、Zn、Cr集中于粗颗粒。PBDEs的排放以四溴联苯醚为主,占78.68%。∑_(39)PBDEs的MMAD值1,低溴代PBDEs主要集中于细颗粒,而高溴代PBDEs主要吸附于粗颗粒。对WPCBs加热拆解过程产生不同粒径颗粒中重金属和PBDEs的分布特征研究,为颗粒物的污染控制和风险评价提供科学依据。     

上海市郊区大气细颗粒和超细颗粒物中元素粒径分布研究

用同步辐射X荧光光谱分析了上海市郊区大气细颗粒和超细颗粒物（0.028 7～2.40 μm）中元素粒径分布、质量中值粒径、元素相关性和不同粒径颗粒物中的富集因子.Ca、Ti主要分布于粒径>2 μm的颗粒物中,它们之间的相关系数达0.933,富集因子在0.1～3.2之间,且与粒径无明显关联,主要来自土壤扬尘等自然来源.V、Cr、Mn、Ni、Zn、Cu、Pb、Cl、S等元素主要分布在0.1～1.0 μm颗粒物中,质量中值粒径在0.56～0.94 μm之间.V、Cr、Ni、Cu、Zn、Pb显著富集,且富集程度随粒径减小而增大.其中Pb在超细颗粒物（<0.1 μm）中的富集因子达2 023.7～2 244.2,远大于在细颗粒和 PM_2.5中的富集程度.这些元素主要来自燃油、燃煤、冶金和机动车尾气等人为污染.Fe在>0.2 μm颗粒物中分布较均匀,质量中值粒径1.3 μm.除了局部污染源,远距离传输对该地区大气颗粒物污染有不可忽略的影响.     

民用燃煤排放分级颗粒物中重金属排放因子

基于室内模拟燃烧和稀释通道采样,采用FA-3型9级撞击采样器采集了3种蜂窝煤（考虑明烧和闷烧）和4种块煤燃烧排放的不同粒径颗粒物,并分析其中V、Cr、Mn、Co、Ni、Cu、Zn、As、Cd、Sb和Pb等11种重金属含量,计算得到分级颗粒中重金属的排放因子.结果如下：①Zn和Pb是民用煤燃烧排放颗粒物中主要的重金属成分,4种块煤燃烧排放Zn和Pb共占重金属总量的53.16%~65.76%;3蜂窝煤明烧排放Zn和Pb所占重金属含量最高可达96.08%（0.43 μm）;蜂窝煤闷烧使得Ni排放因子大幅度增加,Ni成为主要成分之一,共占重金属总量30.70%~52.36%.因此燃烧方式影响颗粒物中重金属组分含量.②蜂窝煤明烧与块煤重金属排放因子最高的粒径段都分布在1.1 μm以下,而蜂窝煤闷烧排放的重金属则主要分布在5.8~10 μm粒径段,因此在低温闷烧燃烧方式下,重金属多富集于粗颗粒物上,而在高温明烧状态下重金属多富集于细颗粒物上.③根据重金属富集粒径段的不同,可以将11种重金属分为三类,各自对应的峰值粒径段分别为5.8~10 μm（As和V）,1.1~2.1 μm（Cr、Mn、Cu、Ni和Co）和 ≤ 0.43 μm（Pb、Sb、Cd和Zn）,其中第二类元素均属于第四周期过渡金属元素,表现出相似的燃烧释放特征.④蜂窝煤使用会降低颗粒物的排放,但添加剂、氧化剂、黏合剂等的使用,在不同燃烧条件下,使颗粒物富集不同有毒物质,因此蜂窝煤可能不利于某些重金属的减排,蜂窝煤对多污染物的减排效果（尤其重金属）有待系统评估.     

不同粒径地表街尘中重金属在径流冲刷中的迁移转化

在我国快速城市化进程中,街尘及其径流冲刷引起的重金属污染日显突出.通过对北京市城乡道路街尘及其人工降雨模拟径流冲刷过程中不同粒径街尘中重金属的分析,探讨街尘与径流冲刷过程中的粒径效应及不同重金属赋存形态的动态变化规律.结果表明,同一粒径颗粒物从"静态"街尘到"动态"径流中的颗粒物,重金属浓度呈下降趋势.街尘中重金属在径流冲刷过程中,存在溶解与解析现象,颗粒物粒径越小,减少比率越大,5种重金属(Cr、Cu、Ni、Pb、Zn)的减少比率分别为24.3%、56.8%、34.3%、22.8%、27.3%.街尘中的弱酸可提取态比例要略大于径流颗粒物中弱酸可提取态比例,部分以水溶态进入水体中.在径流冲刷过程中,水相溶解态重金属变化不大,水相颗粒态重金属含量随降雨时间径流过程迅速降低.固相颗粒物的重金属浓度随降雨时间总体上呈下降趋势.粒径越小,冲刷率越大,最大为62.1%,最小为4.6%.地表街尘在径流冲刷过程中,小粒径颗粒物具有较强的迁移能力,较容易进入水体造成污染.     

河口近岸水体中颗粒态重金属的潮周期变化

对长江口崇明东滩近岸水体中颗粒态重金属的潮周期变化特征及其影响机制进行了研究.结果表明,受粒度影响,底层水体中颗粒态Cu、Pb、Fe、Mn、Zn、Cr、Al的总量分别高出表层沉积物的184%、99%、56%、62%、147%、50%和45%,其中Cu、Pb、Fe、Mn、Zn、Al可还原态部分在底层水体悬浮颗粒物中的含量也明显高出表层沉积物的2～3倍,但与重金属总量相比,上述元素的可还原态部分所占比例与表层沉积物相差不大.在5次潮汐循环过程中,颗粒态重金属均在涨潮初期、高平潮前后及落潮末期出现较高含量.这种变化主要与水动力条件有关,当水体流速增大时,从底部沉积物再悬浮起来的颗粒态重金属对水体中的永久性悬浮颗粒起了很大的稀释效应.水体中的盐度、DO及pH等环境因子对潮周期内颗粒态重金属的变化影响不大.     

黄河口表层沉积物中重金属的环境地球化学特征

为了探讨多重环境因素变化下黄河口沉积物中重金属的环境地球化学行为,研究了2011年7～8月黄河口14个表层沉积物样品中Cu、Pb、Zn、Cr、As和Hg等6种重金属的分布特征、环境影响因素及其生态风险.结果表明,黄河口表层沉积物中6种重金属平均含量分别为Cu:(16.5±2.7)mg.kg-1,Pb:(16.0±3.4)mg.kg-1,Zn:(21.0±3.3)mg.kg-1,Cr:(17.4±3.1)mg.kg-1,As:(6.5±1.2)mg.kg-1,Hg:(0.044 4±0.030 7)mg.kg-1.与我国近海其它区域比较,研究区域重金属含量均处于较低水平.表层沉积物中河口南侧沉积物中重金属含量比北侧高,并随河口向外沉积物中重金属含量逐渐降低,此分布趋势在莱州湾西南部尤为明显.重金属间无显著相关关系,重金属含量与细颗粒物、总有机碳(total organic carbon,TOC)之间亦无显著相关关系,表明黄河口表层沉积物中重金属受到汛期黄河上游复杂来源的影响,且粒度、TOC皆非主控因素;TOC与黏土的相关系数达0.724(P<0.05),显示TOC更易富集于黏土中.与多种背景值及一致性沉积物质量基准比较,黄河口部分站位Pb含量超出背景值,但该含量水平引发有害生物效应的可能性不大,尽管重金属含量偏低,生态风险较小,但近年来Hg、Pb的风险有升高的趋势.     

上海城市样带土壤重金属空间变异特征及污染评价

为揭示城市化、工业化等人为活动对土壤环境质量的影响,选择能反映上海城郊乡梯度差异的城市样带,采用地统计学方法对表层土壤样品Cu、Zn、Pb、Cr、Mn共5种重金属的空间变异结构和分布格局进行了分析,并利用单因子指数法和内梅罗综合指数法评价了土壤重金属的污染程度.结果表明:土壤样品Cu、Pb、Zn、Cr、Mn这5种重金属平均含量分别为27.80、28.86、99.36、87.72、556.97 mg.kg-1.表层土壤Cu、Cr、Mn、Pb、Zn均属中等变异,Mn、Cr呈正态分布,Cu、Pb、Zn呈对数正态分布;半方差函数模型拟合结果显示Cu、Pb、Zn、Cr符合线状模型,Mn符合指数模型.通过泛克里格插值得到城市样带表层土壤重金属含量空间分布图,发现Cu呈条带状,Cr、Mn呈岛状,Pb、Zn呈条带和岛状分布相结合的特点.土壤污染评价结果说明土壤Cr、Zn、Pb污染相对严重.土壤Cr、Zn、Pb、Mn和Cu之间呈显著相关,土壤重金属之间表现为复合污染.土壤重金属污染城郊乡梯度差异明显,工业化、城市化与城市土壤重金属空间分布密切相关.     

珠江下游河段沉积物中重金属含量及污染评价

为了解珠江下游出海河道沉积物中重金属含量及各污染物的潜在生态危害程度,用电感耦合等离子质谱法和原子荧光法测定了21个样点沉积物中13种元素的总量,及对底泥中主要重金属污染状况和潜在生态风险进行了评价.结果表明,珠江下游河道总Fe、总Mn含量分别为41 658.73 mg.kg-1和1 104.73 mg.kg-1,微量元素Cr、Co、Ni、Cu、Zn、As、Se、Cd、Sb、Pb和Hg的平均值分别为86.62、18.18、54.10、80.20、543.60、119.55、4.28、10.60、20.26、104.58和0.520 mg.kg-1,地积累指数评价结果显示,表层沉积物重金属污染程度顺序为：Cd〉As≈Zn〉Hg〉Pb≈Cu≈Cr,潜在生态风险程度大小顺序：Cd〉Hg〉As〉Cu〉Pb〉Zn〉Cr,Cd是该水域污染和潜在生态风险最大的元素,单项潜在生态风险与区域综合潜在生态风险一致.珠江下游河道底泥Cd、Hg和Pb污染受输入影响北江大于西江和东江.聚类分析结果表明,研究站位潜在生态风险可分5类,基本反映了站位分布及沉积物环境污染变化特征.总体而言,重金属污染和生态风险程度较高的江段有陈村-沙湾段、陈村-顺德港段及外海-虎跳门段,北江及相关河道污染程度和潜在生态风险指数高于区域其他江段.     

鸭绿江口近百年来重金属垂向沉积的污染评价

以鸭绿江口西汊道连续性较好、时间分辨率较高、以海湾性质为主的沉积柱状样为样本,对其沉积速率、粒度、重金属质量分数进行了测定和分析,并结合210Pb测年结果对试验数据进行了相关分析和聚类分析,同时采用地累积指数法对鸭绿江口近百年来重金属的垂向沉积进行了污染评价.结果表明:鸭绿江河口的重金属污染除Cu外都呈逐年增加的趋势,体现了人类活动在自然演变中的强烈响应;粒度不是控制鸭绿江河口重金属积累的唯一因素,除w(Cu)和w(As)外,w(Hg)、w(Cr)、w(Ni)、w(Zn)、w(Pb)及w(Cd)之间有着较好的相关性,说明这些重金属元素有较为一致的沉积环境.大多数重金属受控于工业和农业的污染物排放,而Cu主要来源于采矿污染.用中朝地台页岩作为背景值进行地累积指数的污染评价表明,大多数重金属污染级别目前已达到中等到强的程度,说明鸭绿江口的重金属污染正在日益加重.      

珠江虎门河口夏季悬浮物中重金属分布特征及其风险评价

为研究珠江虎门河口悬浮物中重金属的分布特征及其污染风险，为重金属的污染防控和治理提供科学依据，本文于2017年8月在该海域内布设固定观测点进行27 h连续水文观测，共采集了81个悬浮物样品，在室内测定其Zn、Cu、Ni、Mn、Pb和Cr共6种重金属元素的含量。在此基础上，利用Pearson相关性分析、因子分析和潜在生态风险评价指数等方法，对虎门河口悬浮物中重金属的含量特征、来源和污染风险等进行分析。结果表明:6种重金属元素的平均含量为Mn>Zn>Cu>Cr>Pb>Ni，且其含量变化与悬浮物浓度变化具有显著的正相关性；来源分析表明，Cu、Zn、Mn主要源于北江采矿业和冶金厂排放，Ni、Pb、Cr主要源于虎门河口附近的蓄电池等制造业排放；潜在生态风险指数评价结果表明，虎门河口综合潜在生态风险主要为低风险水平，6种元素中Cu、Pb对生态风险贡献率最大，两者贡献率之和高达80%以上，为主要污染防治元素。     

泰山地区湿沉降中重金属的空间分布

为了解泰山地区湿沉降中重金属空间分布特征,于2006-01～2006-12在泰山山上和山下选择2个站点进行降水化学重金属对比分析研究,对68场降水样品用ICP-MS分析测定了Zn、Al、Mn、Fe、Pb、Cu、Ni、Cr、Cd、As等10种重金属.结果表明,山上和山下湿沉降中重金属含量较高,污染显著,元素Zn含量最高,占所有重金属总量的54%～57%,平均浓度分别为92 .94 μg/L和70 .41 μg/L,其次为Fe、Al、Mn.有毒重金属中Pb的含量较高,在2个站点降水中浓度分别为8 .04 μg/L和7 .79 μg/L.山上与山下湿沉降重金属的时间变化规律以及浓度比较表明,2个站点湿沉降重金属分布特征不同,受各自站点所处大气环境影响显著.站点降水的相关性分析表明,降水中Al、Mn、Fe、As、Cd、Pb等元素受2个站点降水气团影响显著,而Ni、Cu、Zn则可能还受其他因素影响.     

茅尾海沉积物重金属空间分布特征与生态风险

于2010年1月在茅尾海采集了7个沉积物样品,分析了不同深度沉积物的基本理化性质及w(As)、w(Cd)、w(Cu)、w(Fe)、w(Hg)、w(Mn)、w(Ni)、w(Pb)和w(Zn),并采用潜在生态危害指数法进行了潜在生态风险分析. 结果表明:这些元素的质量分数空间分布差异显著,总体上呈湾内大于湾外,其中w(Cd)和w(Hg)平均值分别为1.1、0.3mg/kg,污染最为严重并有加重的趋势;Cd污染可能与周边农田磷肥使用及磷矿开采有关,而Hg污染可能主要是大量使用化石燃料所致. 重金属(除As外)质量分数与w(OM)、w(Fe)和w(TN)密切相关,其中w(Cd)与w(TP)密切相关,说明生物和化学过程都显著影响这些元素的空间分布. w(Cu)、w(Hg)、w(Ni)、w(Pb)和w(Zn)之间呈极显著正相关(P<0.01),说明这几种重金属可能具有同源性;而沉积物中w(Cd)与w(Zn)、w(Pb)、w(Ni)和w(Cu)均呈显著负相关(P<0.05),暗示Cd的来源及生物地球化学过程与其他元素不同. 该海域重金属潜在生态危害指数依次为Cd>Hg>Pb>Zn>Cu>As,其中Cd与Hg属于中等生态危害;靠近茅岭江汇入区的采样点重金属潜在生态危害指数较高,属于中等生态危害,其余采样点的综合污染也已接近中等生态危害水平.