Bioaccumulation and human health risk assessment of trace metals in the freshwater mussel Cristaria plicata in Dongting Lake, China

Trace metal contamination in water and bioaccumulation in aquatic organisms are human health risks of increasing concern. However, the bioaccumulation of trace metals in the organs of the mussel Cristaria plicata in Dongting Lake, China and the human health risks of mussel consumption are largely unknown. We investigated the concentrations of 15 trace metals and metalloids in surface water, sediments, and C. plicata organs (foot, gill, mantle, and visceral mass) and quantified the bioaccumulation and human health risk of these trace metals in specimens collected from Dongting Lake. The concentrations of most metals in surface water exceeded previously published background values. In contrast, the concentrations of most metals in sediments showed a decreasing trend. Overall, the metal concentrations in the gill and visceral masses of C. plicata were higher than those in the foot and mantle, and higher bioaccumulation capacities were observed for essential metals than for nonessential metals. The mean concentrations of the trace elements Zn, Pb, Cd, As, Cu, and Cr in C. plicata foot samples were lower than the threshold values established by international and Chinese organizations. The estimated daily intake (EDI) values of the essential metal Mn in C. plicata foot was higher than the recommended tolerable daily intake (TDI) values for juveniles. Only Mn for juveniles and As for both juveniles and adults may pose noncarcinogenic health risks through foot consumption. The hazard index (HI) values for adults and juveniles were higher than 1, suggesting significant risks of noncarcinogenic effects to humans by exposure to multiple metals.     

湛江港海区沉积物和海洋生物中重金属的富集特征分析与评价

本文利用原子荧光光度计、原子吸收分光光度计测定了湛江港表层沉积物和海洋生物中Hg、Cu、Zn、Pb、Cd 5种重金属元素的含量,分析评价沉积物和海洋生物中重金属的含量分布及富集特征。结果表明,除Cd外,其它重金属元素在沉积物中的含量均高于其在海洋生物体中的含量;湛江港海域Cu、Zn、Cd在生物体内积累较严重;软体类和甲壳类从沉积物中富集Hg和Pb能力相当,但软体类从沉积物中富集Zn和Cd能力高于甲壳类、富集Cu能力低于甲壳类。与沉积物重金属含量的非参数相关分析表明,沉积物中重金属既能促进也能抑制生物体内的重金属富集,但在软体类和甲壳类两类生物体中表现不同。     

基于多元统计分析的辽东湾沉积物痕量金属地球化学特征

为研究辽东湾表层沉积物中痕量金属的地球化学特征和可能产生的生物效应,于2015年在辽东湾设置38个采样点,采集表层沉积物样品,测定其中13种痕量金属污染物的含量,并采用多元统计分析法对其地球化学特征进行研究. 结果表明:辽东湾表层沉积物中w(Al)、w(V)、w(Cr)、w(Mn)、w(Fe)、w(Co)、w(Ni)、w(Cu)、w(Zn)、w(As)、w(Cd)、w(Ba)和w(Pb)平均值分别为55 726.95、76.21、35.59、852.85、30 482.16、11.98、27.88、21.60、76.53、9.16、0.17、396.78和21.72 mg/kg;其中w(Al)最高,占63.51%;w(Fe)其次,占34.74%. 多元统计分析结果表明,痕量金属受氧化还原环境影响强烈,V、Co、Ni、Cu、Zn、As、Cd在沉积物的氧化还原循环中易被Fe氧化物吸附,与Fe氧化物产生共生关系. Ba与Pb存在共生关系,具有相似的物质来源和地球化学特征;Mn是海洋沉积物中主要化学成分;Cr一般和沉积物中的陆地碎屑相结合. 生态效应浓度评价表明,Ni和As偶尔会产生不利的生物效应,产生几率分别为97%和63%;Ni、As、Cu、Pb和Cr长期暴露会产生毒性效应,产生几率分别为100%、94%、74%、6%和3%,Zn和Cd不会产生毒性效应. 根据对生物产生负面效应和毒性效应的概率,痕量金属污染程度的排序为Ni＞As＞Cu＞Pb＞Cr＞Zn=Cd.      

渤海湾鱼类、甲壳动物、软体动物的痕量金属含量

本文用防吸附物理涂汞电极单池示差反向极谱系统,测定了渤海湾鱼类、甲壳动物、软体动物等35种海洋生物体的Zn、Cd、Pb、Cu含量,并计算了各类动物对痕量金属的富集系数.通过对该湾大量海产生物(其中包括一些指标生物)的测定,对进一步了解渤海湾的金属污染状况及对津塘渤沿海的环境质量评价,将起重要的参考作用.同时这些数据也是国家目前所需的背景值调查资料.     

海南岛昌化江河口海域生物体重金属富集特征与概率健康风险评价

本文分析了海南岛昌化江河口海域12种海洋生物体中5种重金属（Cu、Zn、Pb、Cd和As）的含量及其对重金属的富集特征,并评价其食用健康风险。结果表明,除As外,生物体中重金属平均含量表现为甲壳类（虾蟹）>双壳贝类>鱼类;生物体内重金属含量均为Zn最高,Cd最低,均未超过《食品中污染物限量》（GB 2762-2017）的标准。生物富集系数（BCF）与非度量多维尺度分析（NMDS）表明,本研究的海洋生物易从海水中富集重金属,Cu和Zn是生物普遍富集的金属元素,对不同种类而言,鱼类对As的富集明显,双壳贝类和虾类对Pb富集能力较强,远海梭子蟹对Cd的富集显著。健康风险评价结果表明,非致癌健康风险可以忽略不计,但长期食用可能会引起潜在的致癌健康风险。蒙特卡罗模拟结果表明,As是主要食用健康风险元素,分别占非致癌和致癌风险贡献总方差的56.44%和89.63%,日常摄入率（IR）对健康风险的贡献方差较小。     

6种重金属的发光菌毒性效应及其海洋生物物种敏感度分析

以明亮发光杆菌(Photobacteriumphosphoreum)为受试生物,采用微孔板毒性测试法,测定6种重金属化合物的发光抑制毒性并对毒性数据进行非线性拟合和预测,结果表明ZnSO47H2O、K2Cr2O7、HgCl2、CdCl22.5H2O和Pb(NO3)25种重金属化合物的毒性作用关系均可以用Weibull模型有效描述,CuSO45H2O的毒性作用关系可用Logistic模型有效描述。几种重金属的毒性顺序为K2Cr2O7 CuSO45H2O CdCl2 Pb(NO3)2 ZnSO47H2O HgCl2。明亮发光杆菌对6种重金属离子的EC50值分布在由其它海洋生物毒性效应值拟合的物种敏感度分布模型范围内。与海洋鱼类、蚤类、贝类和虾蟹类相比,明亮发光杆菌对Cu2+的毒性灵敏度较差,但是对Cd2+、Pb2+、Hg2+、Zn2+、Cr6+5种重金属离子的毒性灵敏度较高,多数海洋生物对6种重金属的毒性响应顺序与明亮发光杆菌一致,说明发光菌毒性测试法对于海洋环境重金属污染的生态毒理效应具有重要预测价值。     

Concentration level of heavy metals in the Great Wall Bay, Antarctica in austral summer

ＣｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｌｅｖｅｌｏｆｈｅａｖｙｍｅｔａｌｓｉｎｔｈｅＧｒｅａｔＷａｌｌＢａｙ，Ａｎｔａｒｃｔｉｃａｉｎａｕｓｔｒａｌｓｕｍｍｅｒ￥ＰｕＪｉａｂｉｎ；ＦｕＹｕｎｎａ；ＬｉＺｈｏｎｇｐｉｎｇ（ＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＭａｒｉｎｅＥｎｖｉ...     

新疆地表水体重金属生态风险评估

系统分析新疆主要地表水体中重金属暴露特征,并基于可利用的毒性数据,采用安全阈值法（MOS₁₀）评价了水体中6种典型重金属对水生生物的生态风险.结果表明：新疆地表水重金属暴露浓度平均顺序为Ni > Zn > Cu > Cr > Cd >Pb,均值都未超过世界卫生组织（WHO）饮用水健康标准.重金属生态风险评价结果表明,短期暴露下,6种重金属的MOS₁₀均大于1,Cr、Cd、Cu、Pb、Ni和Zn暴露浓度超过影响10%的水生生物的概率分别为9.95%、9.40%、9.40%、1.72%、6.08%和0,说明6种重金属对水生生物的短期生态风险较小;长期暴露下,Zn的MOS₁₀大于1,Cr、Cd、Cu、Pb和Ni的MOS₁₀均小于1,Cr、Cd、Cu、Pb、Ni和Zn暴露浓度超过影响10%的水生生物的概率分别为15.40%、12.01%、24.80%、15.70%、98.25%和0,说明Zn的生态风险较低,Cr、Cd、Cu、Pb和Ni对水生生物具有长期潜在的生态风险,且6种重金属对水生生物的生态风险大小依次为Ni > Cu > Pb > Cr > Cd > Zn.     

Heavy metal distribution of natural and reclaimed tidal riparian wetlands in south estuary, China

The characteristics of heavy metals in water, soils and plants of NRWs are significantly different from those in the RTRWs which are strongly affected by human activities.     

黄渤海不同生长阶段的日本鳗草对5种重金属(锌、铬、铜、铅、镉)的生物蓄积

为研究日本鳗草（Zostera japonica）在不同生长阶段对环境重金属的生物蓄积作用,本文在辽河口（渤海）、桑沟湾（黄海）和大长山岛（黄海）的日本鳗草分布区开展调查研究,分析了日本鳗草生长初期（5月）、生长旺盛期（8月）和衰退期（10月）地上组织和地下组织中5种重金属（Zn、Cr、Cu、Pb和Cd）的含量及其同沉积物重金属含量的相关性。研究结果表明,除Zn以外,辽河口日本鳗草分布区沉积物的重金属含量显著高于大长山岛和桑沟湾;日本鳗草体内的Pb和Zn含量显著高于其他重金属含量;日本鳗草地上组织对Cd、Pb和Cu具有蓄积作用,对Cd的生物富集系数最高达37.18,但对Zn和Cr不具有蓄积作用;生长初期的日本鳗草地上组织Cu和Zn含量与其基质中Cu和Zn含量呈良好的线性关系,而衰退期的日本鳗草地上组织Pb含量同沉积物中Pb含量具有显著相关性。日本鳗草在不同生长阶段对重金属的蓄积作用可用于开展黄渤海重金属污染水平的生物监测,本研究结果可为黄渤海的污染防治工作提供重要参考。     

南麂列岛大型海藻重金属元素含量特征分析

利用原子吸收光谱法及原子荧光光谱法,分别对2010年5月和2011年4月采集的南麂列岛（121°01'~121°08'E,27°25'~27°30'N）13种常见大型海藻中8种重金属（Fe、Zn、Mn、Cu、As、Cr、Cd和Hg）含量进行检测,并利用聚类分析及主成分分析法考察南麂列岛大型海藻对重金属的富集特征。结果表明:不同藻类体内各重金属含量存在显著差异,同种藻类中各重金属含量也不相同。所测海藻中重金属含量平均值由高到低依次为:Fe > Zn > Mn > As > Cu > Cr > Cd > Hg,Fe和Cu在绿藻门中含量最高,Mn和Zn在红藻门中最高,As则在褐藻门中最高。Fe在石莼中富集系数最高,达200553,Cu在缘管浒苔中富集系数最高,为12992;Zn、Mn、Cr和Cd在小石花菜中富集系数最高,分别为46357、31921、25192和27556;As在鼠尾藻中富集能力最强,其富集系数为65278;Hg在铜藻中富集系数最高,为3165;富集系数最小的是珊瑚藻对Hg富集,仅为515。13种海藻对重金属的富集能力综合排序表现为:小石花菜>鼠尾藻>石莼>萱藻>缘管浒苔>海萝>蜈蚣藻>粗枝软骨藻>珊瑚藻>铜藻>鹅肠藻>铁钉菜>羊栖菜。     

天津市春季道路降尘PM2.5中重金属污染特征及健康风险评价

为研究天津市春季道路降尘PM_2.5中重金属污染特征及健康风险,于2015年3月22日-5月23日用降尘缸采集天津市主干道、次干道、支路、快速路道路两侧道路降尘样品,利用再悬浮系统将道路降尘中PM_2.5悬浮至滤膜上,并用电感耦合等离子体质谱仪（ICP-MS）测定了PM_2.5中7种重金属（Ni、Pb、Cd、As、Mn、Cu和Zn）的质量分数.结果表明:道路降尘PM_2.5中Ni、Pb、Cd、As、Mn、Cu和Zn质量分数平均值分别为37.05、82.50、1.73、25.65、380.18、201.08和736.43 mg/kg;I_geo（地累积指数）显示,Cd属于强污染,Zn和Cu属于中到强污染,Pb属于中度污染,As属于轻度污染,Ni和Mn属于无污染;健康风险评价显示,手-口摄入是道路降尘PM_2.5中重金属进入人体的主要途径,儿童的暴露剂量和非致癌风险均高于成人,总非致癌风险次序为As > Pb > Mn > Cu > Zn > Cd > Ni,其中儿童手-口途径As的暴露风险商（HQ_ing）及非致癌总风险（HI）均为1.23,大于限值（1）,对儿童存在非致癌风险;其他重金属非致癌总风险均低于限值,对人体无非致癌风险;道路降尘PM_2.5中Ni、As和Cd通过呼吸途径对人体均无致癌风险.      

杭州湾表层沉积物中重金属空间分布特征与污染状况评价

本文对杭州湾海域2018年8－9月25个沉积物样品中的7种重金属含量进行了研究,结果表明,该海域表层沉积物中Cu、Pb、Zn、Cd、Cr、Hg和As含量平均值分别为22.50×10?6、21.93×10?6、63.39×10?6、0.10×10?6、48.32×10?6、0.05×10?6、5.45×10?6,所有评价因子的含量平均值均低于全国海岸带重金属的背景值。单因子污染指数法的评价结果显示,Cu、Pb、Zn、Cd、Cr、Hg和As的平均含量均符合第一类海洋沉积物质量标准,7种重金属的污染程度依次为:Cu>Cr>Zn>Pb>As>Hg>Cd。重金属富集程度分析结果显示,Cd、Hg和As的富集程度较低,Pb和Zn的富集程度相对较高。潜在生态风险指数法评价结果显示,杭州湾海域潜在生态风险等级为“较低”,海洋生态环境状况较好。表层沉积物中重金属和TOC相关性分析结果显示,该海域表层沉积物TOC含量与重金属Cu、Pb、Zn、Cd和Cr含量具有一定的正相关性。主成分分析法结果表明,前两个主成分的贡献率分别为64.42%和16.59 %;结合相关性分析表明,Cu、Pb、Zn、Cd和Cr主要的来源为工业生产与生活污水。     

南黄海南部海域表层沉积物重金属来源解析及风险评价

基于2012年夏季对南黄海南部海域的调查资料,分析了表层沉积物中7种重金属元素的含量分布特征;采用多元统计分析,揭示了研究区表层沉积物重金属污染的主要来源及各元素之间的相关性;应用地质累积指数法和Hakanson潜在生态风险指数法对重金属元素进行了污染及风险分析.结果表明:Cd、Pb的含量均符合国标规定的一类沉积物标准,Zn、Cu、Cr在绝大部分站位也都低于国标规定的一类沉积物的最高标准,仅在个别站位处达到二类或三类沉积物标准;除Cr、Cd、Mn外,其余各重金属与Al2O3、平均粒径之间有显著的相关性,表明它们均以自然来源为主,并受到沉积物粒度的控制,遵循"元素的粒度控制律";Cr、Cd、Mn与Al2O3的相关系数较小,表明其可能受到人为污染源的影响.通过主成分分析和聚类分析可将7种重金属元素辨识为2个主成分,PC1(Zn、Cu、Pb、Fe、Mn)为自然源因子,PC2(Cr、Cd)为工农业源因子;其中,Cr、Cd在PC1和PC2上均具有一定的正载荷,受自然地质背景和人类活动的共同控制.地质累积指数法评价结果表明,Zn、Cu、Cd、Pb整体均处于清洁级别,而Cr则处于轻微污染水平,污染程度排序依次为CrPbCdZnCu;潜在生态风险评价结果表明,各元素潜在生态危害等级排序依次为CdPbCuCrZn,Cr、Zn、Cu和Pb均为低生态危害等级,Cd以低中等生态危害等级为主,局部出现较重生态危害等级,综合潜在生态风险评价为低度.     

南海游泳动物重金属含量特征及风险评价

以2019年夏季采自南海的11种游泳动物为研究对象,测定分析其体内重金属（Cu、Pb、Zn、Cd、Cr、As和Hg）的含量,并评估了上述重金属的污染状况和健康风险。结果显示,7种重金属在生物体中的含量,均符合国内相关污染评价标准。单因子污染指数均值依次为Zn>Cr>As>Hg>Pb>Cd>Cu,虽然个别物种的部分元素达到轻度或中度污染水平,但生物体内7种重金属的综合污染评价均属于无污染状态。健康风险评估结果表明,其膳食暴露风险、非致癌与致癌风险都较低。研究结果表明,南海夏季游泳动物体内重金属含量较低,几乎不存在人类食用健康风险。     

威海海域文昌鱼的重金属含量

通过对威海海域文昌鱼体内Cu、Zn、Pb、Cd、Hg含量的测定,结果表明,在文昌鱼体内重金属元素的浓度依次为:Zn＞Cu＞Hg＞Cd＞Pb;跟其他动物相比,文昌鱼体内非生物体必需的金属元素含量较低,而生物体必需的金属元素含量较高.通过对文昌鱼体内重金属元素浓度的统计分析,发现:Cu与Zn之间相关性较强.Hg、Cu、Zn与体长和体重的相关关系都较强.Cu与Zn、Hg与体长、Hg与体重、Cd与体长和Cd与体重成正线性相关关系,其余均成负线性相关关系.从多元线性回归情况来看,体长和体重与Hg、Cu、Zn之间存在较强的相关关系.因而,综合来看,文昌鱼的体长和体重与体内重金属含量关系很大,可以较好地反映体内Hg、Cu、Zn的含量情况.     

Particle size distribution and characteristics of heavy metals in road-deposited sediments from Beijing Olympic Park

Due to rapid urbanization and industrialization, heavy metals in road-deposited sediments (RDSs) of parks are emitted into the terrestrial, atmospheric, and water environment, and have a severe impact on residents' and tourists' health. To identify the distribution and characteristic of heavy metals in RDS and to assess the road environmental quality in Chinese parks, samples were collected from Beijing Olympic Park in the present study. The results indicated that particles with small grain size (< 150 μm) were the dominant fraction. The length of dry period was one of the main factors affecting the particle size distribution, as indicated by the variation of size fraction with the increase of dry days. The amount of heavy metal (i.e., Cu, Zn, Pb and Cd) content was the largest in particles with small size (< 150 μm) among all samples. Specifically, the percentage of Cu, Zn, Pb and Cd in these particles was 74.7%, 55.5%, 56.6% and 71.3%, respectively. Heavy metals adsorbed in sediments may mainly be contributed by road traffic emissions. The contamination levels of Pb and Cd were higher than Cu and Zn on the basis of the mean heavy metal contents. Specifically, the geoaccumulation index (I_geo) decreased in the order: Cd > Pb > Cu > Zn. This study analyzed the mobility of heavy metals in sediments using partial sequential extraction with the Tessier procedure. The results revealed that the apparent mobility and potential metal bioavailability of heavy metals in the sediments, based on the exchangeable and carbonate fractions, decreased in the order: Cd > Zn ≈ Pb > Cu.     

洋山港潮间带海域重金属相间分布及生物累积分析与评价

洋山港作为上海航运中心的重要组成部分,日益繁忙的港口运营带来的重金属污染可能会对当地生态系统产生影响.因此,本文在洋山港海域采集了水相(溶解态和悬浮态)、沉积物相及生物相的样品,并系统分析了Cu、Pb、Cd、Zn、As和Hg等6种重金属的含量.结果表明,水相中溶解态重金属以Zn和Hg为主,但Zn、Hg、Cd和As在水相悬浮物中的存在比例更高,Cu和Pb则大部分存在于溶解态中;Cd是沉积物相中主要的污染重金属,且对生态风险的贡献最大;Cu、Pb、Zn、As和Hg更倾向分配于悬浮物中而非沉积物中;僧帽牡蛎体内主要检出了Cu、Pb、Zn和Cd等4种重金属,前两者主要是来自海水中溶解态重金属的富集,而后两者则来自于悬浮态重金属的富集.目前,通过食用洋山港潮间带僧帽牡蛎进入人体的重金属的风险较低,但洋山港运营对周边海域造成的重金属污染应该受到密切关注.     

长江水系表层沉积物重金属污染特征及生态风险性评价

对2007年采集的长江水系表层沉积物中的9种重金属(Cr、Co、Ni、Cu、Zn、Pb、Cd、As和Hg)含量进行了分析.结果表明,沉积物中除了重金属Cr、Co、Ni外,Cu、Zn、Pb、Cd、As和Hg的含量都明显高于20世纪90年代调查结果.主成分分析(PCA)结果表明,前3个主成分的累积贡献率达到86.75%,表明了重金属的3种主要来源,分别为采矿与工业排污、岩石的自然风化与侵蚀和城市电镀工业废水与自然源.地累积指数和富集因子评估结果同时显示,长江水系表层沉积物中未受Cr、Co和Ni的污染,Cu、Zn、As和Hg受轻度污染,而Cd和Pb的污染最大.Hakanson生态风险指数法对沉积物中重金属的生态风险评价表明,各重金属单因子生态危害程度为CdHgAsZnPbCuCoNiCr.综合潜在生态指数表明,在61个位点中,中等生态危害的样点占36%,有3个位点属于强生态危害范畴,即长江干流重庆段、支流资水洞庭湖入口和信江位点;而支流湘江衡阳段、湘江株洲段、湘江洞庭湖入口、洞庭湖和安徽顺安河位点为极强生态危害范畴.     

Zinc and lead sequestration in an impacted wetland system

The fate and bioavailability of pollutant metals is important to the long-term health of freshwater wetland systems, particularly in areas with elevated background levels of trace metals. Precipitation of some authigenic mineral phases in wetland sediments can potentially limit metal bioavailability through sequestration in low-solubility compounds, such as metal sulfides. Zinc and Pb concentrations were analyzed in water, plant and sediment samples taken from a metal-contaminated wetland in Chicago, IL, USA in order to assess metal fate and bioavailability, while X-ray absorption spectroscopy (XAS) studies were conducted to determine zinc speciation in the wetland sediments. The results showed sequestration of metal into the pond sediments, most likely in iron precipitate phases. In surface sediments, re-release of Zn and Pb into pore waters was correlated with microbial iron reduction, while the presence of sulfide in anoxic pore waters corresponded to decreased dissolved concentrations of both elements. Analysis of extended X-ray absorption fine structure (EXAFS) data confirmed that sulfide compounds dominated zinc speciation throughout the sediment. Uptake of trace metals in Phragmites plants was limited primarily to plant roots, while concentrations of both Pb and Zn in aquatic vegetation were significantly elevated, representing a potential bioaccumulation hazard.