九龙江河口表层沉积物中重金属污染评价及来源

采用电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)法测定了九龙江河口表层沉积物中24种重金属的质量分数,并采用地累积指数法和潜在生态风险指数法对该水域表层沉积物重金属的污染程度和潜在生态风险进行评价和分析. 结果表明,沉积物中重金属质量分数为w(Fe)>w(Ti)>w(Mn)>w(Ba)>w(Zn)>w(Sc)>w(Co)>w(Rb)>w(Y)>w(Ni)>w(Cr)>w(Pb)>w(Cu)>w(Th)>w(Sr)>w(V)>w(Li)>w(U)>w(Cs)>w(Bi)>w(Cd)>w(Sb)>w(Mo)>w(Hg),其中w(Cd)、w(Sc)、w(Bi)、w(Co)、w(Ni)、w(Zn)、w(Hg)和w(Cu)远高于背景值,说明九龙江河口表层沉积物中上述元素已存在一定程度的富集. 九龙江河口表层沉积物中Cd的I_geo(地累积指数)最高,属于偏重度污染;重金属的潜在生态危害顺序为Cd>Hg>Co>Ni>Cu>Zn>Pb>Cr>Mn>V,其中Cd的潜在生态危害属极强水平,Hg属较强水平. 多元统计分析(因子分析和聚类分析)结果表明,该河口沉积物中重金属污染来源主要有农业生产活动与自然源的复合污染、燃煤污染和采矿污染,其贡献率分别为48.81%、21.51%和13.72%.      

黄河兰州段城市河道表层沉积物重金属空间分布特征及来源解析

为研究黄河流域城市河道表层沉积物重金属污染特征和来源,以黄河兰州段为研究区,采集46个表层沉积物样品并测定了重金属Cr、Ni、Cu、Zn、As、Cd、Hg和Pb的含量.分别采用单因子污染指数(P_i)、地累积指数(I_geo)和沉积物污染指数(SPI)对这8种重金属污染特征和生态风险进行了评估,并利用相关性分析方法(CA)、正定矩阵因子分解法(PMF)和主成分分析/绝对主成分分数法(PCA/APCS)相结合的手段解析了表层沉积物中重金属的来源.结果表明,表层沉积物重金属平均含量除As之外,其余7种重金属的平均含量均高于兰州市和甘肃省土壤元素背景值;空间上,各重金属元素含量高值集中于河道拐弯处;单因子污染指数和地累积指数结果均表明,表层沉积物以Cr污染为主,Cd和Ni污染次之;沉积物污染指数结果表明,重金属生态风险等级为自然-低风险级别.研究区表层沉积物中Cr、Ni、Zn、As、Cd和Pb等重金属的主要来源为工农业混合源、自然源以及工业和交通活动复合源,贡献率分别为77.6%、11.4%和11%.     

福建九龙江下游潮间带沉积物铅污染及同位素示踪

通过分析九龙江下游潮间带23个表层沉积物及周边地区典型端元组分的铅含量和铅同位素组成(206Pb/207Pb和208Pb/206Pb),以评估铅的空间分布,并采用铅同位素二元和三元混合模型探讨铅来源及各源的相对贡献率.结果表明,九龙江下游潮间带表层沉积物中铅含量范围为38.50~128.50mg/kg(平均80.60mg/kg),地质累积指数法、富集系数法和潜在生态危害指数法评价结果表明研究区沉积物中的铅为轻度~中等污染与轻度潜在生态危害.沉积物铅同位素组成中206Pb/207Pb和208Pb/206Pb的范围分别为1.1651~1.1924和1.9640~2.1071,大多数采样点处沉积物中的铅主要来源于九龙江上游铅锌矿和土壤母质,受汽车尾气的影响很小;九龙江河口上端沉积物Pb主要来源为铅锌矿、土壤母质和燃煤,相对贡献率范围分别为26.74%~56.61%、18.85%~19.91%和24.20%~58.53%;九龙江河口外端沉积物Pb主要来源有铅锌矿、土壤母质、燃煤和船舶油漆,相对贡献率分别为20.06%、13.75%、7.52%和58.67%;其余采样点处Pb主要来源为铅锌矿和土壤母质,相对贡献率范围分别为20.00%~95.62%和4.38%~80.00%.     

“河-湖”沉积物重金属环境特征及来源解析

以府河及其受纳湖泊为研究对象,辨识"河-湖"系统沉积物中重金属的空间分布、地球化学特征和生态风险,利用正定矩阵因子分解模型(PMF)解析沉积物中重金属的潜在来源.结果表明,该"河-湖"系统沉积物中主要金属污染物为Cd、Cu和Zn,且Cd存在生态风险.与受纳湖体相比,府河污染水平及风险程度更高.湖体空间分析显示,河流入口呈现更高的金属含量及风险水平.PMF分析表明,研究区沉积物重金属主要受到人为活动的影响(55.7%),包括工业排放(20.3%)、化肥施用(19.5%)和水产养殖(15.9%).     

运用主成分分析(PCA)评价海洋沉积物中重金属污染来源

测定了胶州湾表层沉积物中重金属和有机质的含量,并用平均富集因子(Average Enrichment Factors,AEF)进行污染状况评价,发现胶州湾表层沉积物重金属污染可分为3类:轻度污染(AEFs<2),其中有Zn(AEF=1.11)、Pb(AEF=1.15)、Cr(AEF=1.52)、Mn(AEF=0.80)、Fe(AEF=0.45);中度污染(AEFs=2～3),包括Cu(AEF=2.79)和Cd(AEF=2.52);严重污染(AEFs>3),主要有As(AEF=3.03)和Hg(AEF=8.08).进一步通过主成分分析(Principal Component Analysis,PCA)研究沉积物中重金属的来源,发现前3个主成分的贡献率分别为52.61%、17.37%和15.60%,表明重金属主要有3个来源:工业排污、有机质降解、岩石的自然风化与侵蚀过程.PCA的聚类分析指出,本次研究中所调查的14个站位在污染程度上可分为5大类,此结果既反映了胶州湾表层沉积物近河口污染程度重远河口污染程度轻的特点,同时也支持了工业排污是沉积物中重金属污染主要来源的分析.     

杭州湾泥沙中重金属元素的分布及影响因素

通过对杭州湾海域表层沉积物和悬浮泥沙中重金属等含量分析,并结合三维流场和沉积动力环境计算结果,研究了该海域泥沙颗粒中重金属元素的分布特征及影响因素,分析了动力沉积在重金属元素汇聚的作用.结果表明,杭州湾海域泥沙中重金属含量相比20世纪80年代有明显减少,环境质量有好转,表层沉积物中重金属含量相比国内其他重要河口海湾区域处于中等水平.湾口中部是重金属重要的汇集区域,表层沉积物中各重金属含量均为湾口高、湾顶低,Cu、Hg最大值出现在湾口中部,Pb最大值出现在湾口北侧,悬沙中金属含量均比在表层沉积物中略高,离散性相比更小,空间分布更为均匀.有机质对表层重金属含量和分布具有重要作用;悬浮颗粒物和表层沉积物中重金属的含量和空间分布具有较大的差异,一定程度上表明海湾颗粒物重金属是长江口输沙和杭州湾北岸排污的共同作用;研究海域水动力作用强烈,潮流对泥沙的沉积分异是造成悬沙和表层沉积物中金属含量和离散性差异的重要原因.     

九龙江近岸表层沉积物重金属污染评价及来源解析

采用电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)、原子荧光光谱法(AFS)和原子吸收光谱法(AAS)分析测定了九龙江39个近岸表层沉积物中26种重金属的含量,运用地质累积指数法和潜在生态风险指数法评价重金属污染特征及潜在生态风险,并运用多元统计方法进行源解析.研究结果表明:各金属在九龙江不同区域(北溪、西溪和河口)分布存在差异,其中Mn、Zn、Cd、Mo、Sb、Cs、Y、Th和U元素的高含量出现在北溪和西溪,Fe、Ni、Cr、V、Co、Sc、Li、Rb、Sr、Tl和Ga元素的高含量出现在河口区域.大部分金属已存在一定程度的富集.地质累积指数法表明Cd的污染程度最高,10.3%的采样点达严重污染.10种重金属的潜在生态风险程度顺序为Cd >Hg >Cu >Pb >Ni >Co >Cr >Mn >Zn >V,Cd和Hg对综合潜在生态风险的贡献最大,分别为78.1%和12.1%.多元统计分析结果表明,九龙江近岸表层沉积物中,Fe、Mn、Zn、Pb、Cu、Cr、Cd、Hg、Mo、Sb和Bi元素主要来源于农业生产活动和采矿活动;Ni、Co、Sc、Li、Rb、Sr、Be、Ga和Tl元素主要来源于化石燃料燃烧释放;Ba、Y、V、Th、U和Cs元素主要来源于流域花岗岩等岩石风化.     

三门峡库区河流湿地沉积物重金属赋存形态和风险评价

调查三门峡库区河流型湿地沉积物中重金属含量和赋存形态,通过污染指数评价沉积物生态潜在风险、表层重金属可交换态与碳酸盐结合态的质量分数评价其释放风险.结果表明,沉积物中重金属Cr、Ni、Cu、Zn、Cd和Pb含量分别为25.8～68.5、12.1～36.7、3.25～48.74、33.5～472.4、0.16～0.69和9.04～90.74 mg.kg-1.从三门峡库区上游至大坝坝前,沉积物重金属含量呈显著增加趋势.库区最大支流渭河入黄口下游沉积物中重金属Ni、Cu、Zn、Cd和Pb含量高于上游.典型污染支流宏农涧河河口沉积物重金属累积明显,极有可能是该区域矿业发展的工业废水排放所致.沉积物污染指数(SPI)平均值为3.11,介于1.83～7.39之间,渭河入黄口下游沉积物重金属污染程度明显增加,宏农涧河河口沉积物SPI=6.33,处于中度风险.污染河口表层沉积物重金属碳酸盐结合态和交换态所占金属总量的质量分数分别为Cd 63.8%～85.7%,Cu 6.58%～22.62%,Pb 10.6%～28.9%,Ni 1.56%～3.02%.支流污染物排放引起重金属累积,三门峡流域下游沉积物生态风险增加,河口表层重金属释放风险由大到小为Cd>Pb>Cu>Ni.此调查可为河流沉积物污染治理和原位修复提供了参考和依据.     

鸭绿江口及毗邻浅海沉积物重金属富集特征与潜在生态风险比较

为研究鸭绿江河口及毗邻浅海沉积物中重金属的污染状况,比较了鸭绿江口及毗邻浅海表层沉积物重金属的富集系数、多金属污染度的沿程变化,分析了重金属的分布富集规律;讨论了采用不同的背景值在潜在生态风险指数、地累积指数、生物效应浓度3种评价方法中的差异及其对生态风险评价结果的影响. 结果表明:鸭绿江口及毗邻浅海的潜在生态风险总体属于低风险等级,其中毗邻浅海和潮滩的重金属污染较轻,西汊道的污染相对较重. 重金属的高值分布区与混浊带具有一定的对应关系,但受人类活动的影响更大,对鸭绿江口及毗邻浅海表层沉积物重金属污染生态风险评价贡献率较高的重金属污染因子是Cu,Hg和Cd.      

基于正定矩阵因子分析模型的城郊农田土壤重金属源解析

选取南京城郊农田为研究对象,通过正定矩阵因子分析法(PMF)探究表层土壤重金属主要来源,将预测值和实测值进行线性拟合,讨论该方法的准确性,并利用Pb稳定同位素比值结果进行对比分析,进一步验证该方法的可行性.结果表明,农田表层土壤Cd、As、Hg、Pb、Cu、Zn和Cr的平均含量远远超过背景值,部分土壤样点Cd和Cu超过国家土壤环境质量标准的二级标准.常年大量施用肥料等农业投入品进行高强度农业活动、周边工业生产、交通污染和自然母质均对研究区土壤重金属的累积产生一定的贡献.PMF模型模拟的Cd、Hg和Cr预测值与实测值线性拟合r2均大于90%,其余元素r2均大于70%,呈现很好的相关性,满足研究需要.PMF模型和Pb稳定同位素比值法计算大气降尘对土壤Pb累积的贡献率分别为32.1%和36.8%,结果比较接近,表明PMF模型可以很好地应用于土壤重金属源解析研究.     

APCS-MLR结合PMF模型解析厦门杏林湾近郊流域沉积物金属来源

城市化、工业化和农业集约化的快速发展,导致排入近郊流域水体中的金属不断增多.为了及时阻断污染源头,制定有针对性的风险缓解措施,准确识别和量化复杂环境内沉积物中金属的污染来源显得尤其重要.对厦门杏林湾近郊流域水系表层沉积物中14个金属元素(Cd、 Cu、 Sr、 Zn、 U、 Pb、 Th、 Ni、 Be、 Co、 Cr、 Rb、 V和Mo)含量进行分析测定.综合运用相关性分析、聚类分析、绝对主成分-多元线性回归(APCS-MLR)和正定矩阵因子分解法(PMF)等多种方法,识别和定量解析污染源及贡献.近郊流域水系沉积物中大部分金属元素含量超过厦门市C层土壤环境背景值,各金属在不同区域(许溪、苎溪、后溪和杏林湾)分布存在差异,平水期和丰水期的苎溪区域样点的表层沉积物中,变异系数大的Cr、 Cu、 Zn、 Mo和Cd元素含量比其他区域的含量高,其中,Cu和Cd污染较为严重;丰水期的整体区域沉积物中金属的富集程度相比于平水期有所下降,Cu和Cd在两个时期均为显著富集;相关性分析、聚类分析和主成分分析表明,杏林湾近郊流域水系表层沉积物中金属污染来源较为复杂. Ni、 Cu、 Zn和Pb主要来源于...     

基于受体模型与地统计的城市居民区土壤重金属污染源解析

选取西安城市居民区土壤为研究对象,通过绝对主成分分数/多元线性回归(APCS/MLR)与地统计相结合的方法解析其中As、Ba、Co、Cu、Mn、Ni、Pb、Sr、Zn、V的主要来源、各来源对各元素的贡献量、各来源贡献的空间分布特征.结果表明,相对于西安市褐土背景值西安城市居民区土壤中Pb、Cu、Sr、Co、Zn、Ba、Ni、As、Mn、V的累积程度依次减弱.西安城市居民区土壤中10种重金属的污染有自然源、交通源、化石燃料燃烧源这3种主要来源.As、Mn、Ni、V的来源以自然源为主,平均贡献量分别为69.63%、74.28%、68.65%、77.09%,其空间分布上表现为西北部低而东南部高的规律.Co、Pb、Sr、Zn的来源以化石燃料燃烧源为主,平均贡献量分别为59.84%、42.22%、44.50%、44.44%,空间分布上表现出自城市中心向外逐渐增加的特征.Ba以自然源和化石燃料燃烧源为主,平均贡献量分别为41.67%和48.27%;自然源、交通源、化石燃料源对Cu的平均贡献量分别为37.00%、20.47%、26.50%.     

巢湖沉积物重金属污染生态风险评价及来源解析

为掌握巢湖沉积物中重金属污染现状并定量解析其来源,采用定点采样的方法获得了巢湖沉积物2015～2017年Cu、Zn、Pb、Ni、Cr、Cd、As、Hg等重金属数据,使用反距离加权插值法和风险评价编码法研究了上述重金属的空间分布特征及潜在生态风险,并应用PMF模型解析了其重金属来源,结果表明:巢湖沉积物中As三年含量均值超过了GB15618中规定的碱性水田土壤风险筛选值,而Zn生物可利用形态占比高,生态潜在风险大;巢湖沉积物中各类金属的空间分布与周边交通线位置相契合,主要表现出东西高中部低的状态,巢湖沉积物中总重金属主要来自交通源(43%)、自然源(27%)、农业源(18%)、工业源(12%),交通源贡献最大、自然源占比高于农业源和工业源,表明当前巢湖正处于城市化初始阶段,其重金属污染水平较低。但随着城市化规模的扩大及程度的加深,巢湖沉积物中重金属污染存在逐年加剧的风险。     

基于APCS-MLR和PMF模型的煤矸山周边耕地土壤重金属污染特征及源解析

以重庆市南川区某煤矸山周边耕地土壤为研究对象,运用内梅罗指数法和地累积指数法分析土壤重金属污染水平和分布特征,并采用绝对因子得分-多元线性回归(APCS-MLR)和正定矩阵因子分解(PMF)模型,探析研究区土壤重金属来源及其贡献率.结果表明,下游区土壤中8项重金属均值含量均高于上游区,其中Cu、 Ni和Zn含量显著高于上游区(P<0.05).内梅罗综合污染指数表现为：下游区(1.22)>上游区(0.95),重金属污染程度由大到小表现为：Cd>Cu>Hg、 As、 Pb、 Cr、 Ni和Zn.地累积指数由大到小表现为：Cd>As>Cu=Hg>Ni>Zn=Cr>Pb.源解析表明,研究区土壤中Cu、 Ni和Zn主要受煤矸山堆存影响,APCS-MLR模型的贡献率分别为49.8%、 94.5%和73.2%,PMF模型的贡献率分别为62.8%、 62.2%和63.1%; Cd、 Hg和As主要受农业和交通混合源影响,APCS-MLR模型的贡献率分别为49.8%、 94.5%和73.2%,PMF模型的贡献率分别为62.8%、 62.2%和63.1...     

应用铅锶同位素示踪研究泉州某林地垂直剖面土壤中重金属污染及来源解析

分别用原子吸收光谱仪(AAS)和电感耦合等离子体质谱仪(ICP-MS)分析了泉州市某林地垂直剖面土壤中8种重金属元素(Sr、Ni、Fe、Cr、Cu、Mn、Pb、Zn)的含量及垂直剖面土壤的铅锶同位素组成,并采用BCR四步提取法对重金属形态进行了分析.重金属总量及形态分析结果表明,泉州市林地土壤重金属污染较轻,主要污染因子为Sr.Pb的非残渣态含量最高,活性最大.内梅罗综合污染指数的评价结果表明,Sr在0~60 cm深度处达到重度污染.次生相与原生相比值法评价结果表明,Pb活性最强,对土壤的潜在危害最大;富集因子计算结果表明,Pb、Sr、Mn、Zn受到外源的影响;因子分析结果表明,重金属主要受到交通源、自然源和农业生产的影响.根据垂直剖面土壤样品与泉州市潜在污染源在~(206)Pb/~(207)Pb-~(207)Pb/~(204)Pb图中的分布特征,Pb主要来源于汽车尾气尘和土壤母质层,利用铅同位素二元混合模型计算出土壤母质层对垂直剖面土壤中铅的贡献率为85.14%(62.53%~98.36%),汽车尾气尘的贡献率平均值为14.86%(1.640%~37.47%).锶同位素示踪结果表明,锶主要来源于汽车尾气尘和土壤母质.铅锶同位素联合示踪结果与前述研究一致.     

沅江入湖河床沉积物重金属污染演化地球化学分析

对沅江入湖河段河床沉积物进行钻探取样,利用电感耦合等离子质谱仪(ICP-MS)分析沉积物重金属等微量元素的含量,并利用210Pb法测定沉积物沉积速率.同时,在分析沉积物重金属污染特征的基础上,探讨沉积物重金属污染的演化过程.结果表明:沉积物中Bi、Cd、Mn、Mo、Zn、Pb等重金属含量变化大、分布不均匀,而Sc、Tl、Rb、Cs、V、Co、Zr、Hf、Nb、Ta、Ga、Ge、Rb、Sr、REEs(稀土元素)等微量元素含量变化小,分布相对均一.微量元素富集特征(EF值)和主成分分析结果显示,沉积物中Cu、Sc、Tl、Rb、Cs、Th、U、V、Co、Zr、Hf、Nb、Ta、Ga、Ge、Rb、Sr、REE等微量元素主要为自然源,而Bi、Cd、Mn、Zn、Pb等重金属则既有自然源的影响,又有人为源的贡献.地累积指数(Igeo)评价结果显示,入湖段沉积物存在Cd-Mn-Zn-Pb-Bi等元素组合的重金属污染,且沉积物自下而上分布有中深部(204~192 cm)、中上部(96~64 cm)、浅表部(64~0 cm)3个重金属污染层.上述3个重金属污染层可能对应于3个期次的重金属污染事件,即早期(1913年前)的零星重金属污染、中期(建国初期至改革开放初期,1963—1979年)的中等强度重金属污染、近期(1979年至今)高强度重金属污染.且自早期到近期,沉积物重金属污染程度增强,污染元素组合趋于复杂化.沅江入湖河床沉积物的上述3期重金属污染可能对洞庭湖沉积物产生直接影响.     

晋江河口沉积物重金属污染历史与来源

为研究沉积物重金属元素的主要来源,分别采用电感耦合等离子体质谱法和冷原子吸收法,测定了晋江河口柱状沉积物中15种重金属元素(Pb、Sr、Cr、Cd、Zn、Cu、Fe、Mn、V、Ni、Co、Cs、Sn、Sb和Hg)的质量分数,结合210Pb定年技术,运用Pb、Sr同位素示踪技术及多元统计分析方法(聚类分析法),探讨沉积物中15种重金属元素的垂向分布特征及污染历史. 结果表明:①近300 a来晋江河口受到不同程度的重金属污染. ②柱状沉积物中的Pb主要来自于上游流域的采矿活动(贡献率为47.5%~83.7%)和土壤母质(贡献率为16.3%~52.5%). ③沉积物的87Sr/86Sr为0.716 37~0.719 26,高于人为源(≤0.711 72),说明沉积物中的Sr受人类活动影响较小,主要来源于土壤母质. ④聚类分析结果显示,15种重金属元素可分两大类,Ⅰ类为Sr、Hg、Cr、V、Ni和Cs,以自然源为主;Ⅱ类为Pb、Fe、Mn、Zn、Cd、Sb、Sn、Cu和Co,以人为源为主,主要与上游流域的采矿活动有关.      

泉州市大气降尘中金属元素污染特征及来源解析

测定了泉州市不同功能区大气降尘中23种金属元素的含量,采用多种方法对其富集程度、污染水平及生态风险进行评价,并用多元统计分析法结合Pb、Sr同位素示踪对污染来源进行解析.结果表明:泉州市大气降尘中不同金属含量空间分布差异较大;富集因子和地累积指数表明,Cd、Hg、Zn、Ca、Pb、Cu、Ni、Sr的富集程度及污染水平相对较高;生态风险指数显示,所有功能区的多元素综合潜在生态风险程度极高,由高到低顺序为工业区交通繁忙区商业区居住区风景区农业区;Cd和Hg的潜在生态危害程度极高,二者对综合潜在生态风险指数的贡献达95.56%.多元统计分析结果表明,V、Fe、Ba、Bi、Ni、Sr、Pb、Cs、Sc、Zn、Cd主要来源于工业污染和交通排放,Th、U、Rb、Y、Ti主要来源于土壤尘,Li、Mn、Cu、Hg、Cr、Co、Ca主要来源于燃煤.铅同位素三元混合模型计算得到降尘中铅来源主要为土壤母质(29.41%~64.00%)、燃煤尘(22.53%~60.48%)和汽车尾气(3.13%~13.47%);87Sr/86Sr和1/Sr分布图显示降尘中锶来源主要为燃煤尘和汽车尾气.