渭河陕西段表层沉积物重金属污染特征及潜在风险

为了解渭河陕西段表层沉积物重金属的污染特征,采用ICP-MS分析了13个采样断面表层沉积物中As、Cd、Cr、Cu、Mn、Ni、Pb和Zn 8种重金属的含量,并对其来源和生态风险进行了评价。结果表明：渭河陕西段8种重金属的平均含量顺序依次为Mn > Zn > Cr > Cu > Ni > Pb > As > Cd;除Ni外的其余7种重金属的平均含量均超过陕西省A层土壤背景值。各断面表层沉积物重金属的潜在生态风险指数（RI）介于111.4~7 043.7,其中23.1%的断面有极强生态风险,46.2%的断面为中等生态风险,其余为轻微生态风险。Cd污染最为严重,对各断面的潜在生态风险介于较强生态风险与极强生态风险之间,对RI的贡献平均为85.2%;其余7种重金属在所有断面均属于轻微生态危害。渭河陕西段表层沉积物As、Cd、Cu和Zn主要为工业与农业来源;Cr和Ni主要为自然来源;Pb和Mn与城市污水和交通污染来源有关。     

花溪水库表层沉积物重金属污染及潜在生态风险评价

以现代工业化前正常颗粒沉积物中重金属含量的最高背景值为参比值,结合潜在生态风险指数法对花溪沉积物中重金属的生态危害进行了评价。结果表明,花溪水库沉积物中重金属的富集顺序为Cu>Zn>Pb>Cr>As>Cd>Hg,污染水平顺序为Hg>Cd>Cu>As>Pb>Cr>Zn;重金属的潜在生态风险系数(Eir)表明,除个别样点外,大多属于轻微生态危害范畴;多种重金属的生态系统的潜在生态风险指数(IR)表明,花溪水库沉积物重金属污染属于轻微生态危害。     

浙江近岸海域表层沉积物重金属分布特征与生态风险评价

通过对浙江近岸海域477个表层沉积物样品粒度,以及样品中6种元素（Cu、Pb、Zn、Cr、Cd和As）和总有机碳（TOC）的分析,探讨重金属的空间分布特征及其生态风险。结果表明,研究区表层沉积物中重金属元素含量的空间分布较为相似,总体上表现为近岸高、远岸低;6种元素具有相似来源,与沉积物平均粒径和TOC均呈正相关性,且细颗粒泥质沉积物和TOC分别是导致其富集累积的主要和次要影响因素;6种元素的地累积指数较低,重金属污染总体上处于轻度水平;6种元素潜在生态风险系数由大到小依次为Cd＞As＞Pb＞Cu＞Cr＞Zn,总体上潜在生态风险程度轻微;地累积指数和综合潜在生态风险指数均表现为向岸海域的重金属污染程度远大于离岸海域。     

鄱阳湖沉积物重金属空间分布及潜在生态风险评价

通过分析鄱阳湖沉积物重金属空间分布特征,评价其潜在生态风险,并探讨了主要重金属污染来源。结果表明:鄱阳湖沉积物7种重金属元素Cd、Hg、As、Cu、Pb、Cr、Zn含量平均值分别为0.67、0.078、17、51、72、42.9、117 mg/kg,除Cd外,其余6种元素均明显高于相应的背景值。从空间分布来看,Cd、Cr含量总体呈现东南、西北部偏高的现象,而Hg、Cu、Pb含量总体呈现东南部偏高的现象,As、Zn的含量分布相对平均。Hg、Cu、Pb、Zn 4种金属元素之间存在极显著相关性,表明这些元素污染具有同源性。潜在生态风险评价结果显示,单个重金属潜在生态风险顺序为CuHgPbCdAsCrZn;从综合潜在生态风险分析来看,整个湖区的RI值为46.4~476.3,平均值为165.4,属于中等潜在生态危害,其中湖区东南部综合潜在生态风险最高。Cu、Hg、Pb等重金属主要来自乐安河流域工业排放。     

涪江绵阳段表层沉积物重金属污染特征及风险评价

为准确掌握涪江绵阳段表层沉积物重金属的污染特征,分析了7个监测断面表层沉积物中Cd、Se、Mn等19种重金属质量浓度,采用地累积指数法、潜在生态风险评价法和污染负荷指数法评估了沉积物重金属的污染程度及潜在风险。结果表明:涪江绵阳段表层沉积物中Se、Cd、Ba和Hg等元素含量显著超过其土壤背景值,重金属的污染程度依次为Se＞Cd＞Ba＞Hg＞Mo＞Mn;潜在生态风险评价和污染负荷指数评价结果均显示,断面的污染程度排序为楼房沟＞李家渡＞福田坝＞丰谷＞涪江铁路桥＞百顷＞平武水文站断面。楼房沟断面沉积物微观形貌主要为片状或块状,物相主要为石英及少量白云母、方解石和菱锰矿等,与铅锌矿、电解锰渣等主要矿物组成相似,重金属主要来源为尾矿渣在河床的沉积及金属矿开采等外源输入。     

上海市黄浦江表层沉积物重金属污染评价

用沉积物富集系数法和Hakanson潜在生态风险评估法对上海市黄浦江表层沉积物重金属含量进行了评价。结果显示,沉积物中Cd、As和Pb含量富集程度较低,Hg和Cu含量富集程度较高;其分布特征为上游段含量相对较轻,到中游段有所上升,至下游段含量又有所下降,整体呈钟型分布,重金属含量分布规律可能与苏州河对黄浦江下游沉积物的影响和黄浦江中游段有工业污染排放输入有关;河口与内陆河流沉积物中重金属含量存在差异性,河口重金属含量明显下降;调查区37.5%的断面Hg含量潜在生态危害为中等;沉积物富集系数法可用来评价重金属累积程度,而潜在生态风险指数则突出对生物有很强毒性的重金属作用。     

典型锰矿区河流沉积物重金属分布特征、来源解析及生态风险评价

以重庆市溶溪镇典型锰矿区河流沉积物为研究对象,探究了该区域河流沉积物中重金属(Cd、Zn、Cr、Cu、Mn、Ni、Pb和As)的污染特征,评价了其可能产生的生态风险,并解析了这些重金属的来源。监测结果表明,大部分采样点沉积物中的Cd、Zn、Cu、Mn、Ni和As含量超过了重庆土壤背景值和中国土壤元素背景值。春季和冬季沉积物中各重金属的平均含量高于夏季和秋季。单因子污染指数表现为Mn>Zn>As>Ni>Cd>Cu>Pb>Cr,其中Mn表现为极强污染,Zn和As表现为重度污染。地质累积指数表现为Mn>Zn>Cd>As>Ni>Cu>Cr>Pb,其中Mn表现为偏重污染。重金属潜在生态风险评价结果显示,该区域为中等生态风险。其中,仅Cd和Mn分别出现了强和中等生态风险,说明Cd和Mn是造成当地重金属潜在生态风险的主要贡献因子。此外,相关性分析结果和主成分分析结果进一步揭示:Cd、Zn、Cu、Mn和Ni具有相似的污染来源,主要为锰矿开采;Cr和Pb的来源属于自然源;As主要来自农业活动。因此,应对该锰矿区沉积物中Mn、Zn、Cd和As的污染情况予以重视,并加强矿区重金属来源管控和污染防治。同时,应关注其他同类锰矿区沉积物中重金属的污染情况,并采取相应的污染治理策略。该研究结果可为锰矿区重金属污染治理提供参考。     

昆承湖表层沉积物氮、磷及有机质时空分布特征及污染评价

基于2022年3月和8月在昆承湖采集的8个表层（0～10 cm）沉积物样品,分析了其总氮（TN）、总磷（TP）和有机质（OM）含量的时空分布特征及相关性,并运用改进的内梅罗污染指数法和有机污染指数法对沉积物污染程度进行了评价。结果表明：（1）汛期和非汛期昆承湖各监测点位ρ（TN）平均值分别为0.364,1.024 mg/L;ρ（TP）平均值分别为0.119,0.058 mg/L。（2）汛期昆承湖表层沉积物ω（TN）、ω（TP）和ω（OM）的平均值分别为1 099.7,584.3 mg/kg和15.45 g/kg,非汛期其平均值分别为893.9,529.3 mg/kg和23.05 g/kg。时间上,汛期ω（TN）和ω（TP）平均值均高于非汛期,汛期ω（OM）均值低于非汛期;空间分布上,ω（TN）、ω（TP）和ω（OM）均呈现自北向南逐渐减少的趋势。（3）皮尔森（Pearson）相关性分析结果显示,汛期TP与OM呈显著正相关（r=0.757,p <0.05）,非汛期TN与OM相关性显著（r=0.928,p<0.05）;（4）汛期和非汛期全湖表层沉积物的内梅罗综合污染指数分别为1.32和1.17,分别属于中度污染和轻度污染水平;汛期和非汛期全湖有机污染指数分别为0.10和0.14,均属于较清洁等级,昆承湖整体有机污染水平较低。     

重金属在贾鲁河表层沉积物中的污染特征及来源分析

采用原子吸收分光光度法、原子荧光法和电感耦合等离子体发射光谱法测定了贾鲁河表层沉积物中6种重金属的含量,用灼烧法测定贾鲁河表层沉积物中有机质含量。运用地累积指数法对贾鲁河流域表层沉积物中重金属污染状况进行评价,并且通过主成分分析法研究贾鲁河重金属污染来源。结果表明：贾鲁河表层沉积物中As、Cu、Ni、Zn的含量比2004年淮河表层沉积物中相应重金属含量明显偏高。重金属污染程度为：As〉Cu〉Zn〉Pb〉Ni〉Cr。通过主成分分析进一步对重金属来源的确定,发现前2个主成分的贡献率分别为58．85％和19．74％,污染来源主要有两类,分别是工农业、生活排污的点源污染,自然变化对沉积物的影响,岩石风化与侵蚀过程和有机质降解矿化的内源污染。     

南四湖表层沉积物中多氯联苯的空间分布特征

采用气相色谱-电子俘获检测(GC-ECD)方法对从南四湖湖区采集表层沉积物中的12种多氯联苯(PCBs)同系物进行了分析测定。PCBs的含量范围为7.84~42.8ng/g,主要以低氯代物为主。湖内各监测点位的PCBs浓度要高于入湖河口各监测点位;湖内各监测点位中,上级湖各点位的浓度要高于下级湖的点位。污染物来源分析表明,PCBs主要来自造纸漂白过程和焚烧炉排放。与类似水体相比,南四湖表层沉积物中PCBs含量属中低含量水平。整体而言,南四湖表层沉积物中PCBs的含量属于低生态风险水平。     

江苏如东贝类养殖区重金属的含量分布特征及潜在生态风险评价

根据2010年3月(冬季)、5月(春季)、8月(夏季)、11月(秋季)对江苏省如东县贝类养殖区4次现场监测资料,着重对养殖区海水和表层沉积物中重金属的分布特征进行了分析,并对养殖区进行了生态环境质量评价及潜在生态风险评价。结果表明:海水中重金属污染程度顺序为Pb>Zn>Hg>Cu>As>Cd;表层沉积物中重金属的污染程度顺序依次为Zn>Pb>As>Cu>Hg>Cd;表层沉积物中重金属的潜在生态危害程度顺序依次为Hg>Cd>As>Pb>Cu>Zn。4次调查结果的多种重金属的潜在生态风险指数(RI)均低于140,表明这些重金属对海洋生态系统的潜在生态风险属于低潜在生态风险水平,养殖环境良好。     

往复流河道沉积物重金属的污染特征和风险评估

在往复流现象明显的蕰藻浜中下游河道选择16个采样点,分析研究沉积物性状以及Cr、Cu、Zn、Cd、Ni、Pb、Mn的含量以及分布情况。结果表明:蕰藻浜总体污染程度为中等,其中陈行桥、江杨北路桥以及淞港码头污染较严重。Cr、Cd、Pb、Ni、Cu、Zn和Mn的含量分别为24.0~357.0、0.06~0.69、20.0~85.4、18.2~132、14.2~136、84.6~685、472~1 086 mg/kg。通过分析发现,Pb、Ni、Cu、Zn和Cr总量都具有显著的相关性,很有可能来自同一外源污染,而中游河段的Mn主要来自于沉积物母质。河道两岸以往的工业与生活排污以及往复水流使得重金属污染物在沉积物中聚集是造成重金属污染的潜在原因。运用地累积指数法、潜在生态危害指数法、污染负荷指数3种风险评价法对沉积物重金属进行风险评估,总体来说,3种评价方法都表明Cu的污染程度较严重,Mn的污染较轻。其中地累积指数法结果显示,各重金属的污染顺序为CuZn≥CdPb≥CrNiMn,然而由于Cd本身生物毒性较高,对沉积物生态环境危害贡献率可达到60%;污染负荷指数评价结果发现蕰藻浜下游河段部分断面沉积物达到了极强污染程度,应当受到重视。     

河北曹妃甸农田土壤重金属污染及潜在生态风险评价

以河北曹妃甸项目区农田土壤为研究对象,分析测定土壤基本性质和Zn、Cu、Pb、Cd含量,并依据有关标准和模型对土壤环境质量和潜在生态风险进行评价。结果表明:农田土壤总体偏碱性,属壤质和黏壤质水稻土,有机质含量低;土壤中Cu的污染指数最大,Zn、Pb次之,Cd虽没超过国家标准但已出现污染累积现象。在单因子评价中,有76%的土样中Cd元素呈中等或强潜在生态风险,其余元素均无潜在生态风险;在多因子评价中,有95%的土样属于无生态危害或一般生态危害,只有5%是强生态危害。项目区农田土壤质量虽总体良好,但个别区域存在严重生态危害问题,尤其是Cd元素的潜在生态风险十分突出。在今后的土地整理和污染修复工程中,应注意保护清洁农田,防止污染交叉转移,促进农业可持续发展。     

江苏沿海滩涂土壤重金属风险分析

以江苏沿海滩涂作为研究区,通过采样检测,结合统计分析方法和潜在生态风险指数,研究不同滩涂围垦类型下土壤/沉积物重金属总量、有效态含量及其潜在生态风险。研究结果表明：滩涂土壤重金属总体呈轻度污染,高值区位于养殖区和行道树林;不同土地利用类型下的重金属以中等偏下变异为主,空间异质性弱;重金属有效态与总量呈显著正相关;潜在生态风险主要由Cd、Hg贡献,64.78%和35.21%的土壤点位呈现Cd强度和中度生态风险,养殖池塘和农田重金属潜在生态风险最严重。     

华北典型区域地下水重金属来源解析及健康风险识别

科学评估地下水重金属健康风险并识别主要风险因子,对保障地下饮用水安全和开展地下水风险管控具有重要意义。选取华北典型区域地下水作为研究对象,根据地势和地下水流向选定了14个采样点,于2017—2019年采集了122个地下水样品,并对样品中的Cr⁶⁺、Cd、As、Mn、Fe、Cu、Hg、Pb、Se和Zn进行了检测,以多元统计分析和健康风险评价模型相结合的方式,明晰了地下水重金属的来源和主要风险因子。结果表明:①研究区域地下水中重金属的浓度均值排序为ρ(Fe)>ρ(Zn)>ρ(Mn)>ρ(As)>ρ(Se)>ρ(Cu),其余元素未检出。根据综合污染评价结果,研究区地下水水质整体较好。②就空间分布而言,S12采样点处的As (5.04 μg/L)、Mn (4.36 μg/L)、Fe (18.52 μg/L)和Cu (0.38 μg/L)浓度最高,Se在S5采样点(0.52 μg/L)处浓度最高,Zn在S4采样点(12.88 μg/L)处浓度最高。③多元统计分析结果显示,As、Cu、Fe和Mn可能来源于工业活动,Se可能来源于地质环境。④健康风险评价结果显示,儿童面临的风险高于成人,饮水是主要的重金属暴露途径,潜在风险主要来源于As。为保障居民地下饮用水安全,应当将As作为今后加强地下水保护的优先控制指标。     

镇江地区土壤中重金属Cu和Pb污染状况与空间分布

为了锯镇江地区土壤中重金属Cu和Ph的污染状况与空间分布,对镇江地区表层土壤中的Cu和Pb进行了采样监测。结果表明,镇江地区表层土壤中cu的含量为19．2～273mg／kg,Pb的含量为20．6～3846mg／kg。与全省土壤背景值相比,均有一定程度的富集。对cu和Pb的相互关系进行分析可得出,镇江地区土壤在一定程度上受到农业面源的污染。     

Potential Use of the Plant Antioxidant Network For Environmental Exposure Assessment of Heavy Metals in Soils

In recent years, awareness has risen that the total soil content of pollutants by itself does not suffice to fully assess the potential ecotoxicological risks involved. Chemical analysis will require to be complemented with biological assays in a multidisciplinary approach towards site specific ecological risk assessment (SS-ERA). This paper evaluates the potential use of the plants' antioxidant response to metal-induced oxidative stress to provide a sensitive biological assay in SS-ERA. To this end, plants of Phaseolus vulgaris were grown for two weeks on 15 soils varying in contamination level. Morphological parameters and enzymatic plant responses were measured upon harvest. Foliar concentrations of the (heavy) metals Al, Cu, Cd, Cr, Fe, Mn, Ni, Pb, Zn were also determined. Metal mobility in the soil was further assessed by determining soil solution and NH₄OAc extractable levels. In general more significant correlations were observed between plant responses and foliar metal concentrations or exchangeable/soluble levels than between plant responses and the total soil content. The study demonstrates the potential use of the plants' antioxidant defence mechanisms to assess substrate phytotoxicity for application in SS-ERA protocols. However, the system, based on calculation of a soil Phytotoxicity Index (PI), will require adaptation and fine-tuning to meet the specific needs for this type of environmental monitoring. Large variation was observed in phytotoxicity classification based on the various test parameters. The thresholds for classification of the various morphological and enzymatic response parameters may require adaptation according to parameter stress sensitivity in order to decrease the observed variation. The use of partial PI's (leaves and roots separately) may in addition increase the sensitivity of the system since some metals show specific effects in one of both organs only. Loss of biological functionality of enzymes, as was observed for ICDH in one of the more strongly contaminated soils, may also be recognized as an additional stress symptom when assigning phytotoxicity classification, whereas the current system only considers increasing enzymatic capacities. Other easily distinguishable parameters, which could be added to the current indexation are: failure to germinate and the incapacity to develop roots in the toxic substrate.Additional research will be required to determine the possible application range of soil properties for this biological assay and to further improve its performance in SS-ERA.