白银矿山水体和沉积物中重金属及其化学形态分布特征

白银铜多金属矿山矿业活动产生的大量废水排入东大沟,对东大沟周围农田和黄河白银段水体造成了严重危害。采用等离子原子发射光谱(ICP-AES)和BCR法连续提取过程对东大沟水体和沉积物中重金属总量和各化学形态进行分析,结果表明水体和沉积物中Cd、Cu、Pb、Zn高度富集。水体中除Pb外,Cd、Cu、Zn含量超出国家标准的几倍到几十倍,随着河流流向呈显著降低趋势。沉积物中不同重金属化学形态分布有很大差异,尾矿坝坑底泥和黄河泥沙中重金属化学形态分布主要以弱酸提取态和残渣态为主,而东大沟沉积物中重金属化学形态呈现不同的分布特征,Pb以可还原态为主,Zn以残渣态为主,Cd以残渣态为主,其次为可氧化态,Cu以可氧化态为主。沉积物中Cd和Pb地积累指数均大于5,达到极强污染程度,Cu和Zn地积累指数在3~5之间,也不同程度达到强到极强污染。     

重金属由水相到沉积物相的标准迁移自由能

采用电位法测定了淀山湖水体中,Cu、Zn、Pb、Cd等重金属的氯化物由水相到沉积物相的标准迁移自由能(△Gt0)。结果表明,重金属离子的△Gt0随沉积物-水悬浮液中的沉积物含量增加而减小;△Gt0的大小次序为:Cd2+>Pb2+>Cu2+>Zn2+,即Zn2+最易迁入沉积物中,而Cu2+、Pb2+、Cd2+依次减弱,这同重金属离子在沉积物/水两相间的分配系数大小相一致。     

流沙湾重金属变化特征与潜在生态风险评价

用ICP-MS对2008年流沙湾海水和沉积物中Cu、Pb、Zn、Cd、Cr等重金属含量进行了测试和分析。结果表明,在所调查的14个站位中,流沙湾水体中Cu、Pb、Zn、Cd、Cr的平均含量分别为(1.94±0.09)μg/L,(0.70±0.06)μg/L,(13.11±0.81)μg/L,(1.16±0.13)μg/L,(2.42±0.03)μg/L;表层沉积物中Cu、Pb、Zn、Cd、Cr的平均含量(10.16±1.34)mg/kg,(62.46±4.42)mg/kg,(86.74±18.65)mg/kg,(0.50±0.03)mg/kg,(22.81±2.80)mg/kg。流沙湾水体中Cu、Zn、Cd含量夏秋季高于冬春季,Pb冬夏季高于春秋季节,Cr含量季节变化不明显;各重金属元素在不同水域含量水平大致相当。表层沉积物中Cu、Pb、Zn、Cr夏季含量高于春季含量;Cu、Pb、Zn等元素在沙嘴处含量较高。生态环境质量评价结果表明,流沙湾水体未受到Cu、Pb、Zn、Cd、Cr等重金属元素的污染,水质优良;流沙湾表层沉积物中Cu、Pb、Cd、Cr和Zn等元素的潜在生态危害轻微。     

于桥水库水源地水体沉积物重金属空间分异与景观格局的关系

以于桥水库上游河流33个子流域采样点的重金属的监测数据为基础,分析了河流水体沉积物中Cd、As、Pb、Cu、Cr、Zn等重金属的含量及空间分异特征,探讨了重金属与子流域土地利用类型等景观格局的关系,解析了重金属的来源.结果表明,于桥水库上游三条河流水体悬浮颗粒物中Cd、As、Cu、Cr的平均含量高于土壤环境质量一级标准,存在一定的生态风险.表层沉积物中Cd、As、Pb、Cu、Cr、Zn的平均含量分别为0.32、30.39、33.49、58.20、90.16和94.80 mg·kg-1,Cd、As、Cu的平均含量和部分样品中Pb、Cr、Zn的含量超过土壤环境质量一级标准.三条河流表层沉积物中Cd、Cr、Zn的平均含量是淋河沙河黎河,Cu的平均含量是淋河沙河黎河,As、Pb的平均含量是沙河淋河黎河.于桥水库流域内土地利用类型对河流表层沉积物重金属的分布产生一定影响,主要表现为林地和灌草地的分布决定了河流沉积物中重金属的自然分布趋势,园地和工矿用地对Cd、As、Pb、Cr等的分布产生影响,村镇居民用地和耕地对河流沉积物中重金属的总体分布未产生负面影响.     

淀山湖沉积物孔隙水中重金属元素分布特征

用原子吸收光谱仪测定了淀山湖上覆水体和沉积物孔隙水中Pb、Cu、Cr、Cd、Fe和Mn的浓度.结果表明,上覆水体中及沉积物孔隙水中重金属元素浓度由高到低的顺序,夏季为Fe>Mn>Cr(Cu)>Pb>Cd,冬季为Mn>Fe>Cr(Cu)>Pb>Cd.各种重金属元素在孔隙水中的浓度比上覆水体中的浓度高得多,且在孔隙水中随深度均呈现典型的峰型分布;但随季节的变化,峰值发生位移.重金属元素的浓度在沉积物-水界面处变化明显,夏季沉积物中的Cr对上覆水体水质的影响较大.     

大宝山矿区污染水体中重金属的形态分布及迁移转化

对受广东大宝山矿区矿山废水排放污染的横石河水体中的过滤水、悬浮物和沉积物中重金属的污染分布特征及其迁移转化进行了系统地研究.结果表明:该水体的环境污染是以Cu,Zn,Cd和Pb则为主的多金属复合污染,综合污染指数(PI)为2.23～18.11,重金属Cu,Zn,Cd和Pb的溶解态质量浓度分别达13.82,50.83,0.103和2.91 mg/L;Cu,Zn,Cd和Pb的溶解态、悬浮态及总量沿河流断面呈相似的空间分布规律,而As则略有不同,但都是沿水流方向逐渐降低的;由于受低pH的影响,水体中As主要以细微颗粒物悬浮态为迁移载体,而Cu,Zn,Cd和Pb则以水溶态为主要迁移方式; 沉积物中5种重金属元素都以残渣态为主要存在形态,Cd和Pb的可交换态及Cu和Zn的有机态含量很高,说明这4种元素对环境都有一定的潜在威胁性.      

乐安河中下游重金属时空分布特征及风险评价

为了解乐安河中下游受矿区影响河段的重金属污染水平及其污染程度,于2016年选择不同水文时期,对相应河段表层水体和表层沉积物中6种重金属(Cu、Zn、Pb、Cr、Cd和As)的含量水平、赋存形态及空间分布进行了研究,并采用地累积指数评价法和潜在生态风险指数法对表层沉积物中重金属的污染程度和生态风险进行了评价.结果表明,乐安河中下游水体中Cu、Zn和Cd等重金属浓度在枯水期高于平水期和丰水期.丰、平水期流速与Cd、Pb、Cu和Cr等重金属浓度表现出显著的正相关关系.表层沉积物中Cu、Zn、Pb和Cd的污染水平较高,重金属含量沿程分布特征存在季节差异,枯水期沉积物中重金属含量在河流靠近矿区处最高,而在丰、平水期则分别在下游和河口处达到最高值.沉积物中重金属除Cd以可交换态为主外,其余重金属形态组成中残渣态比重较高.地累积指数法评价结果显示乐安河受到Cu偏重度污染和Cd中度污染.单因子潜在生态风险指数法显示,Cd的潜在生态风险指数较高,部分河段存在严重风险.     

闽江口重金属污染特征及潜在生态风险评价

调查分析了闽江口表层沉积物中Cd、Pb、Cu、Hg、As含量及分布特征,并对重金属的潜在生态风险进行了评价。结果表明：闽江口表层沉积物中的重金属平均含量大小为Pb〉Cu〉As〉Cd〉Hg;重金属生态风险属Cd—Hg复合污染型,单个重金属潜在生态危害大小为Cd〉Hg〉As〉Cu〉Pb。     

三峡库区消落区水体-沉积物重金属迁移转化特征

结合三峡水库反季节调度模式,对消落区沉积物中Cu、Pb、Cd、Cr这4种重金属的存在形态及迁移转化特征进行研究.结果表明,不同重金属在消落区沉积物中形态分布各异,Cu主要以有机物及硫化物结合态和残渣态形式存在,Pb主要以碳酸盐结合态、Fe-Mn氧化物结合态及残渣态存在,Cd主要以碳酸盐结合态、Fe-Mn氧化物结合态存在,Cr主要以残渣态存在.伴随着消落过程的进行,汛期出露沉积物的有机质及AVS含量下降、ORP升高、pH值降低,沉积物中可提取态重金属的相对含量显著下降,重金属具有向水体迁移趋势, Cu、Pb、Cd、Cr平均迁移率分别为30.50%、 26.10%、 33.50%和11.77%,4种重金属的迁移性大小依次为Cd>Cu>Pb>Cr.可提取态Cu、Pb、Cd、Cr对重金属迁移贡献率分别为77.15%、 86.09%、 94.86%和32.34%,可提取态是重金属发生迁移的主要部分.研究结果表明, 消落区重金属迁移呈"缓释"特征,三峡水库的反季节调度模式有利于缓解消落区重金属迁移诱导的生态风险,库区水体重金属含量处于较低水平.     

黄河包头段水-沉积物系统中重金属的污染特征

以系统的形态分析实验研究为基础 ,结合上覆水、悬浮物、沉积物及孔隙水中重金属的分布特征 ,评价了黄河包头段水体中重金属 (Cu、Pb、Zn、Cd)的潜在危害程度 .结果表明 ,黄河包头段干流沉积物中Pb、Cd等重金属具有较大的潜在生态危害性 ,更易造成污染 ;包头市工业废水对黄河干流水体重金属污染有明显的迭加作用 .此外 ,分层位 (按深度 )计算的SQC值结果揭示 ,用表层沉积物或不同层位 (深度 )的混合沉积物所得沉积物重金属质量基准代表某一区域或河段沉积物重金属质量基准有一定的风险性 .     

黑河重金属空间分布及与大型底栖动物的关系

为探究河流水体和表层沉积物重金属分布特征及其与大型底栖动物的响应关系,于2019年8月在黑河上、中游不同区域采集底栖动物、水体及表层沉积物样品,测定了8种重金属（Cr、Cu、Ni、Pb、Zn、Cd、Hg、As）的含量,利用多元统计法分析了底栖动物、水体及表层沉积物重金属空间分布特征,并运用综合污染指数、潜在生态风险指数法对河流水体及表层沉积物重金属的污染风险进行评价,最后运用相关性分析了大型底栖动物与河流水体及表层沉积物的关系.结果表明,水体重金属含量整体较低,空间变化不显著.表层沉积物中w（Mn）,w（Zn）,w（Cr）,w（Ni）,w（Cu）,w（Pb）,w（As）,w（Cd）均高于水体和土壤背景值,其均值分别为背景值的1.36,2.26,2.66,2.10,1.98,1.85,1.89和3.33倍,且空间差异显著.表层沉积物中Cu、Cr、Ni可能来源于农药化肥的施用和工业废水排放;Cd、Pb、Mn可能来源于矿渣及其渗滤液和自然背景的叠加影响;As和Zn可能与生活及工业污水排放有关.水体重金属污染水平极低;表层沉积物重金属污染主要由Cd、Cr、Zn、Ni引起;空间变化趋势为上游支流>上游干流﹥中游.表层沉积物中Mn、Cd的RI值分别为17.20和12.30,属高风险水平,其他元素均为低度风险水平.大型底栖动物现存量及多样性呈空间差异性分布,基眼目密度与水体中As呈正相关;鞘翅目、半翅目和基眼目密度及3种生物多样性指数均与表层沉积物重金属含量呈显著性相关,其可作为黑河上、中游水体及表层沉积物重金属污染的潜在指示生物.     

天津北塘排污河沉积物的重金属污染及评价

北塘排污河是天津市海河以北市政污水的主要受纳水体,其污染十分严重。该研究于2009年沿河采集其沉积物,调查重金属Zn、Cu、Cr、Pb、Cd和Hg的污染状况。结果表明,沉积物中这6种重金属沿河呈波浪变化,其中Cu和Zn在西碱河入河口处最高,Pb、Cd和Hg在靖江桥处最高,而Cr在京津高速路桥处最高,其平均含量的大小变化顺序为Zn﹥Cu﹥Cr﹥Pb﹥Cd﹥Hg。采用地质累积指数法和潜在生态风险指数法对其评价表明,这6种重金属的整体污染和潜在生态风险均比较严重,京津高速路桥处污染最为严重;靖江桥处风险等级最高,潜在生态风险最大;就整条河而言,重金属污染程度大小顺序为Cd﹥Hg﹥Cu﹥Zn﹥Pb﹥Cr,而潜在生态风险大小顺序为Cd﹥Hg﹥Cu﹥Pb﹥Zn﹥Cr。     

珠江口海域表层沉积物中重金属含量分布特征及其环境质量评价

分析了珠江口海域采集的12个表层沉积物样品重金属(Cu、Pb、Zn、Cd、Hg)的含量分布特征,并对其环境质量进行了评价.采用原子吸收法分析了Cu、Pb、Zn、Cd含量,采用冷原子吸收法分析了Hg含量.结果表明,表层沉积物中Cu、Zn含量较高,Cd、Hg含量较低;除Hg和Cd之外,其它各金属元素之间均呈现较明显的正相关关系,特别是Cu和Pb、Zn和Pb、Hg和Pb的相关系数在0.8以上,属于高度正相关;以第一类海洋沉积物质量标准评价时只有Pb不超标,以第二类标准评价时,只有Cu超标,可见,珠江口海域受Cu污染较为严重.     

珠江口表层沉积物铜铅锌镉的分布与评价

根据2002年5月和8月珠江口生态环境调查的数据,对沉积物中重金属元素Cu,Pb,Zn,Cd的质量分数与分布进行了分析讨论。结果表明,珠江口沉积物Cu,Pb,Zn,Cd的平均质量分数分别是43 8,48 9,153 3,0 82mg kg,变化范围分别是22 5～66 7,28 1～85 3,68 5～255 5,0 02～4 10mg kg。受水动力条件及冲淤特性的影响,8月份表层沉积物中Cu,Pb,Zn,Cd的质量分数高于5月份。珠江口表层沉积物中Cu,Pb,Zn,Cd质量分数平面分布趋势基本相似,呈现西部高于东部趋势,淇澳岛附近质量分数最高、大屿山附近质量分数最低。断面分布显示,调查区域上游断面沉积物中Cu,Pb,Zn,Cd的质量分数高于下游断面的质量分数,表明上游沉积物中4种元素主要源自河流的输入。季节差异也呈现上游的质量分数大于下游的质量分数。生态危害的评价结果表明,Cu,Pb,Zn的潜在生态危害轻微,Cd的危害性高于Cu,Pb,Zn。      

基于析因设计的多种重金属对发光菌联合毒性研究

文章采用析因设计的方法,研究沉积物水浸提液掺杂的多种重金属Cu、Cd、Zn、Pb和Ni对发光菌的联合毒性。通过对试验结果进行方差分析和多元线性回归,建立了重金属浓度和发光菌发光抑制率的关系模型:T=97.983Cu+41.111Cd-27.297Zn+129.869Pb+16.715Ni-5 803.639Cu*Cd+2 270.182Cd*Zn-6 411.870Cd*Pb-675.052Cd*Ni-3 108.544Pb*Ni+15 9552.434Cd*Pb*Ni+274 718.434Zn*Pb*Ni。模型分析结果表明:Zn对联合毒性产生负的影响,Cu、Cd、Pb、Ni对联合毒性具有正的贡献;Cd*Zn二元交互作用和Cd*Pb*Ni、Zn*Pb*Ni三元交互作用表现为协同作用,Cu*Cd、Cd*Pb、Cd*Ni、Pb*Ni二元交互作用表现为拮抗作用,而重金属四元和五元交互作用对联合毒性的贡献不显著。上述重金属联合毒性的作用可为沉积物中重金属复合污染控制提供参考。     

淀山湖沉积物中重金属元素分布特征及其季节变化

分别于夏冬两季采集淀山湖表层柱状沉积物样品,分析了沉积物样品中Cd、Pb、Cu、Cr、Fe和Mn的总量分布特征,用Tess-ier连续提取法,系统地对沉积物中重金属元素的形态分布进行了研究,并初步探讨了重金属元素分布特征的季节变化的原因。结果表明:沉积物中Pb的总量存在季节变化;沉积物中Cd、Cu、Cr和Fe主要存在于残渣态中,但Pb的铁锰氧化物结合态与Cu的有机质-硫化物结合态均为各自的优势结合态;Mn主要以可交换态、铁锰氧化物结合态及残渣态存在;Cd、Pb、Cu、Cr、Fe和Mn各形态含量均存在季节变化,其总量及各形态含量的变化与温度、pH、Eh等有关。     

蠡湖沉积物重金属形态及稳定性研究

以蠡湖及其入湖河口为研究对象,采用连续分级提取法研究了表层沉积物中Cr、Ni、Cu、Zn、As、Cd、Hg和Pb形态的空间赋存特征,同时结合各金属在间隙水体中的空间分布,探讨了各形态金属的稳定度及其生物有效性.结果表明,间隙水体及表层沉积物可提取态金属分布都具有明显的空间异质性,Cr、Cu、Zn、Pb的高值区沿宝界桥和蠡湖大桥呈"带状"分布,Ni、As、Cd、Hg的高值区沿河口向湖区扩展,呈"扇形"分布,并且含量都在退渔还湖区较低.沉积物中Cd、Cu、Ni的可提取态占总量的质量分数较高,分别达到71.02%、54.79%和50.62%,其余金属则主要以残渣态为主.8种金属稳定性顺序为Cr>Pb>Hg>As>Cu>Ni>Zn>Cd,Cd和Zn在大部分点位处于不稳定状态,快速解吸释放的风险较大.间隙水体毒性评估表明,各金属不会对水生生态系统产生急性毒性,但部分区域尤其是入湖河口的Hg和Pb可能会对底栖生物产生慢性毒性.     

淮南矿区水体沉积物中金属污染及环境现状评价

以淮南矿区为例,评价长期采矿活动(尤其是煤矸石堆积)造成的矿区水体中金属污染. 从不同开采历史的矿井区中选择4个代表性采煤沉陷水体,系统采集表层沉积物样品. 使用美国POEMS(Ⅱ)型电感耦合等离子体全谱直读光谱仪和原子荧光光谱仪对沉积物中主要有害金属元素(Cd,Cr,Cu,Pb,Zn,As,Hg)的含量进行分析,用加拿大沉积物标样(LKSD-1)控制分析质量. 采用沉积物质量标准、地积累指数法、潜在生态危害系数法对金属元素污染及潜在生态风险进行评价. 结果表明:沉积物已显现采矿活动的金属污染贡献,且具有累积性;开采历史及煤矸石风化时间越长,矿井区水体沉积物的金属污染程度越重. 各金属元素污染程度均在中等以下,生态危害程度均为轻微级(Cd＞Hg＞Cu＞As＞Pb＞Cr＞Zn). 说明在该典型低硫煤采矿区,近百年的采矿活动尚未导致矿区水体严重的金属污染.      

海南小海沉积物中的重金属分布特征及潜在生态风险评价

对小海沉积物进行采集,测定了沉积物中的Cu、Pb、Cd、Zn、Hg、As重金属的含量,用单因子指数法和Hakanson生态风险指数法评价了沉积物中重金属综合污染效应.研究结果表明:小海湾内沉积物中Cu、Pb、Cd、Zn、Hg、As的平均含量分别为0.20 mg/kg、0.18 mg/kg、0.30 mg/kg、0.22 mg/kg、0.44 mg/kg、0.23 mg/kg.沉积物所监测的重金属中,Hg金属的空间波动程度最高,其他重金属的空间波动程度较低.沉积物质量评价结果表明:小海沉积物中主要的重金属污染因子是As,其重金属影响因子的顺序为As＞Hg＞Pb＞Cr＞Zn＞Cu＞Cd;各种重金属的潜在生态危害系数大小顺序为Hg＞As＞Cd＞Pb＞Cu＞Cr＞Zn;潜在生态风险指数 RI平均值为37.06,属于轻微潜在生态风险.     

太湖表层沉积物重金属赋存形态分析及污染特征

为了解太湖表层沉积物中重金属的污染状况,对太湖表层沉积物中4种重金属（Cd、Pb、Cu、Zn）的含量及空间分布分别进行了对比研究,并采用BCR三步分级提取法分析了太湖表层沉积物中4种重金属（Cd、Pb、Cu、Zn）不同赋存形态的含量,评估了这4种重金属的生物有效性,最后采用潜在生态危害指数法对重金属污染程度及潜在生态危害进行了评价.结果表明,太湖表层沉积物中4种重金属元素均有一定程度的富集,其中Cd的富集程度最为严重;赋存形态分析表明4种金属均主要以可提取态形式存在,各元素生物有效性即可提取态含量排序为：Cd〉Pb〉Zn〉Cu;潜在生态危害指数法评价结果表明,元素Cd为太湖表层沉积物中最主要的污染元素,且具有较强的生态危害.其次是Pb,Cu和Zn则较为轻微.4种重金属潜在生态危害由大到小排序为：Cd〉Pb〉Cu〉Zn.