草海湖沉积物中重金属污染现状及生态风险评价

贵州草海湖是典型的高原天然淡水湖泊,属于长江上游金沙江支流的上源湖泊,研究其沉积物中重金属分布特征及生态风险评价对该区域及下游的水质监控与污染防治具有重要意义. 2017年7月采集贵州草海湖柱状沉积物,采用电感耦合等离子发射光谱仪法和双道原子荧光光度计法分析沉积物中Zn、Cd、Ni、Fe、V、Cr、Pb、Cu、As等9种重金属元素的质量分数,并利用地累积指数法、富集系数法和潜在生态风险指数法进行重金属污染评价.结果表明:草海湖表层沉积物各重金属质量分数平均值表现为w（Fe）（31 400.00 mg/kg）> w（Zn）（219.18 mg/kg）> w（V）（59.76 mg/kg）> w（Cr）（56.16 mg/kg）> w（Pb）（54.01 mg/kg）> w（Ni）（33.58 mg/kg）> w（Cu）（20.35 mg/kg）> w（As）（15.41 mg/kg）> w（Cd）（0.84 mg/kg）.表层（0~10 cm）沉积物中w（Fe）、w（Cr）、w（V）、w（As）、w（Cu）、w（Ni）分布较均匀,其元素主要来源于岩石风化、土壤侵蚀等自然源;w（Zn）、w（Cd）、w（Pb）分布相对离散,主要来源于农业、炼锌业和交通运输等人为源;在垂直（0~25 cm）方向上,w（Pb）、w（Cu）、w（V）、w（Ni）以波动型为主,w（Zn）、w（Cd）、w（As）主要为稳定型,w（Cr）和w（Fe）为富集型.重金属污染评价结果显示,草海湖沉积物中元素Zn、Pb均为偏中度污染、Cd为中度污染,其潜在生态风险高低表现为下游 > 上游 > 中游.研究显示,草海湖下游区域为中等潜在生态风险,Cd为主要的潜在生态风险因子,重金属的质量分数主要受土法炼锌和农业施肥等人为活动的影响.      

梁子湖沉积物营养盐的空间分布特征及其污染评价

采集梁子湖柱状沉积物,分析其硝氮、亚硝氮、氨氮、总氮和总磷的空间分布特征,并评价其污染程度.结果表明:梁子湖表层沉积物(0~5 cm)总氮、总磷、氨氮、硝氮、亚硝氮的含量范围依次为598~1372 mg·kg~(-1)、323~804 mg·kg~(-1)、60.7~142 mg·kg~(-1)、4.16~31.6 mg·kg~(-1)和0.001~2.29 mg·kg~(-1).湖心区营养盐含量较低,湖区西部营养盐含量高于湖区东南部.人类活动和污染物输入强度对梁子湖表层沉积物营养盐的空间分布特征有较大影响.沉积物硝氮、亚硝氮含量从深层到浅层递增,在2~3 cm处达到峰值,这表明梁子湖流域在该沉积时期的营养物污染较为严重.沉积物5~10 cm深度的氨氮含量为各深度中的最高值,但因水生生物对氨氮的优先吸收作用,其含量均在150 mg·kg~(-1)以下.同一区域的沉积物总氮、总磷含量的垂向变化特征相似,来自地壳释放的磷使得总磷含量的垂向波动幅度远大于总氮,这揭示了梁子湖沉积物中氮、磷的富集很可能来自同源污染物.该流域发达的水产养殖业是导致沉积物中氮、磷富集的原因之一.表层沉积物总氮和总磷的标准指数变化范围分别为1.09~2.49和0.54~1.34,梁子湖环境质量受到氮素的影响更为严重.湖区表层沉积物总氮、总磷的含量范围分别为598~1372 mg·kg~(-1)和323~804 mg·kg~(-1),均已超出我国东部浅水湖泊沉积物的营养物阈值参考范围,对湖泊生态系统构成了一定的威胁,需要格外关注.     

山美水库沉积物重金属污染状况及风险评价

为了解泉州市山美水库沉积物重金属空间分布及污染水平,采用电离子耦合法(ICP-MS)测定了库区20个采样点不同分层的67个沉积物样品的w(As)、w(Zn)、w(Cd)、w(Pb)、w(Cu)、w(Cr),并采用地累积指数法和潜在生态危害指数法进行了库区重金属污染程度及生态风险的评价. 结果表明,Cd是山美水库最主要的重金属污染物,不同分区分层w(Cd)平均值为0.24~0.49 mg/kg,受人为活动影响较大.不同分区w(Cd)存在差异,污染层的Ⅰ区、Ⅱ区显著高于Ⅲ区(P<0.05). Pb和Cu虽有累积但污染情况较轻. 重金属污染来源主要为入库河流承接的沿程生活、工业及农业污染物,部分来源为周边村庄的生活及农业污染物. 地累积指数法评价结果显示,山美水库各重金属元素的平均污染程度由强到弱依次为Cd(轻度污染)>Cu(清洁)>Pb(清洁)>As(清洁)>Zn(清洁)>Cr(清洁). 潜在生态风险结果显示,6种元素中,Cd的生态风险为“强”,其他重金属则是低或无生态风险. 研究显示,在开展底泥疏浚工作中,疏浚深度的确定应综合考虑沉积物氮、磷及重金属污染状况,并需在底泥堆场采取防渗措施避免重金属对土壤及地下水产生二次污染.      

梁子湖近代沉积物重金属含量研究初探

通过对湖北省梁子湖高分辨率沉积物中重金属元素的研究,得到了梁子湖区近代环境污染的波动记录。对所测数据进行因子分析和聚类分析,得到影响沉积物中重金属含量和组成的物质来源,其中Cd、Ni、Fe主要反映了流域侵蚀作用控制的重金属分布;Zn、Pb、Mn、Co、Cu主要反映了人为污染(尤其是大气干湿沉降)对重金属含量变化规律的影响。据分析结果推测,深35-40cm处元素含量高峰值对应于19世纪末近代工业兴起．环境变化所致;20cm处高峰值对应于上世纪中叶以武汉钢铁公司为代表的现代工业污染留下的物质记录;10cm至表层金属含量逐渐增加,为改革开放以来城市和城镇工业的发展导致的大气污染物中重金属含量的急剧升高,该结果说明利用梁子湖区高分辨率金属沉积记录研究人类活动重大环境污染事件对环境的影响是切实可行的。     

兴凯湖沉积物重金属生态风险评价及污染特征分析

兴凯湖是中俄跨国境湖泊,开展兴凯湖沉积物重金属生态风险评价及来源解析,对区域生态环境保护和治理具有重要意义。通过采集兴凯湖中国湖区表层及柱状沉积物样品,测定重金属As、Cd、Cu、Pb、Hg、Ni、Cr和Zn浓度,运用地累积指数法、潜在风险指数法对重金属污染状况和潜在生态风险进行评价,并通过数理统计分析其潜在来源。结果显示：小兴凯湖表层沉积物中Cr、Ni、As、Cr、Hg浓度均值超过黑龙江省土壤背景参考值,大兴凯湖表层沉积物中仅Ni、Cd浓度均值超过黑龙江省土壤背景参考值。地累积指数评价显示小兴凯湖表层沉积物Hg的污染程度较高,主要为轻度污染和偏中度污染,As和Cd以无污染为主、轻度污染次之,大兴凯湖Cd主要为轻度污染,其余重金属主要为无污染。潜在生态风险指数评价显示,兴凯湖表层沉积物总体呈无污染到偏中度污染,Cd为最主要的生态风险因子。As、Hg和Cd是重金属污染的主要因子,受入湖河流上游农业生产活动及矿产开发冶炼的影响,位于小兴凯湖东侧及大兴凯湖西侧区域污染风险相对更高;此外,考虑到大兴凯湖Cd呈底部富集特征,其可能受到自然背景影响。

     

长江下游主要湖泊沉积物重金属污染及潜在生态风险评价

对巢湖、鄱阳湖和太湖表层沉积物中As、Cd、Cu、Hg、Zn、Ni、Cd和Pb等8种重金属污染特征进行了分析,并用Hkanson生态危害指数法评价其生态危害。结果表明,三大湖泊整个湖区中Hg和Cd含量的空间变化均较大,且含量均明显高于深层基准值。潜在生态风险评价结果显示,Hg和Cd所产生的生态风险危害程度在三大湖泊中均较高,为全区湖泊生态风险危害指数的主要贡献者,湖泊的生态风险性从低到高的排序分别是巢湖、太湖、鄱阳湖,巢湖和太湖的生态环境较好,鄱阳湖的生态环境相对较差。     

辽宁省大凌河口沉积物重金属污染及生态风险评价

分析了大凌河河口地区30个表层沉积物样品中七种重金属(Pb、Cr、Hg、As、Cd、Cu、Zn)含量分布特征,同时对环境中重金属的生态风险进行了评价。结果表明:造纸厂排污口(Sew)表层沉积物中重金属污染较为严重,并且显著影响(P<0.05)其下游流域环境中重金属的含量;河口湿地对陆源污染物向海洋排放具有一定的缓冲作用;经相关性分析,七种重金属表现出污染的同源性(P<0.01)。利用潜在生态风险指数法对大凌河河口地区的潜在生态风险进行评价,该地区重金属的潜在生态风险系数由大至小排序为:Hg>Cd>As>Cu>Pb>Cr>Zn,Hg是主要潜在生态风险因子;排污口(Sew)和锦州湾(B01)点位处于中度生态风险,其它区域处于低生态风险范畴。     

潮河沉积物重金属污染特征及生态风险评价

潮河作为北京市地表饮用水源密云水库的主要入库河流,其水质对饮用水源水质安全具有重要影响作用。为探讨潮河沉积物中重金属的污染特征及潜在生态风险,作者于2016年沿河流上游至入库口选取12处监测点采集表层沉积物,测定沉积物中As、Cu、Pb、Ni、Cr、Zn和Cd共7种重金属的含量。基于单因子指数、Hakanson综合污染指数和潜在生态风险指数来评价沉积物中重金属污染特征和潜在生态风险程度,结果表明:潮河沉积物中除重金属Ni和Pb外,其余5种重金属(As、Cu、Cr、Zn、Cd)含量均高于北京市土壤环境质量背景值,其中以Cd的累计程度最重;重金属的空间分布差异较大,呈现出不均匀分布状态,其中Cd和Cu呈现出高度离散性;综合污染指数表明各重金属污染程度为Cd>Cu>Cr>Zn>As>Ni>Pb,其中Zn-Cr、Ni-Cd-Pb-As之间存在较好的同源性;多元统计分析表明Ni可能来源于自然源,Zn、Cr和Cu可能来源于废水、农药化肥和交通污染源,Cd和Pb可能来源于汽车尾气、交通运输等污染输入源,As可能来源于废水;综合潜在生态风险指数表明重金属潜在生态风险...     

重庆长寿湖沉积物中重金属污染及潜在生态风险评价

为全面了解长寿湖底泥沉积物中重金属含量及其潜在生态危害程度,采用Hakanson潜在生态风险指数法对长寿湖流域各采样点典型重金属污染物Cd、Cr、Cu、Pb和Zn的潜在生态风险进行评价。结果表明,长寿湖区域沉积物5种重金属单因子污染程度顺序为：Cd〉Cu〉Pb〉Zn〉Cr。从综合污染程度分析,各种重金属的污染潜在生态风...     

三峡库区支流河口沉积物重金属分布特征及风险评价

为了解三峡库区一级支流河口沉积物污染物分布特征,在重庆忠县汝溪河和长江交界处采集了河口、中游以及左右两个断面春、夏、秋、冬这4个季节的沉积物,采用ICP-MS测定了沉积物中Cr、Zn、Mn、Ni、Cu、As、Cd和Pb等8种重金属元素的含量,运用地累积指数法、单因子重金属潜在生态风险指数法和沉积物质量基准法对研究区的重金属含量进行污染和生态风险评价.结果表明,Cr、Zn、Mn、Ni、Cu、As、Cd和Pb等8种重金属平均含量分别为:45.24、46.46、406.1、20.885、12.49、7.02、0.253和11.042 mg·kg~(-1),8种重金属含量均表现为河口处高于中游及左右两个断面,季节分布显示春季沉积物中重金属含量高于夏、秋、冬季,相关性分析表明8种重金属具有一定的同源特征,存在共同的外源输入,地累积指数法评价结果显示支流汝溪河河口属于Cd的轻度污染,单因子重金属潜在生态风险指数法显示Cd属于中等生态风险等级,沉积物质量基准表明该支流在与干流交界处Ni可能对底栖生物产生毒性效应.整体而言,该支流河口处于低生态危害等级,未受到严重的重金属污染.     

太湖表层沉积物中重金属形态分布及其潜在生态风险分析

利用BCR 3步提取法对太湖37个表层沉积物样品中重金属Ni、Cu、Zn和Pb的形态进行调查研究,并基于重金属形态评价方法(RSP)对太湖沉积物中4种重金属的潜在生态风险进行了初步评价.结果表明,太湖表层沉积物中Ni、Cu、Zn和Pb含量显著高于太湖沉积物背景值,分别超出背景值80.3%、13.5%、25.9%和69.6%,表现出明显的累积效应.残渣态和Fe-Mn氧化物结合态是太湖表层沉积物中4种重金属的主要赋存形态,4种重金属的可提取态比例均大于50%,具有较高的二次释放潜力.从RSP污染指数分析,太湖表层沉积物中4种重金属的潜在生态风险大小为为Ni>Zn>Cu>Pb,表层沉积物中可提取态重金属的空间分布特征明显,表现为北部湖湾>西太湖>其他区域     

巢湖表层沉积物重金属生物有效性与生态风险评价

以巢湖表层沉积物为对象,对重金属(Cd、Cr、Cu、Zn、Ni和Pb)总量及形态进行分析并运用潜在风险指数法和风险评价编码两种方法对巢湖表层沉积物重金属的生态风险进行了评价.结果表明,巢湖表层沉积物中的重金属含量表现为西部湖区高,东部湖区低的特征,其中南淝河入湖区重金属含量是全湖的1.09~1.21倍.BCR形态分析表明,巢湖表层沉积物中Cr、Ni和Cu以残渣态为主(分别占总量82.99%、63.63%和54.25%),Cd和Zn以弱酸提取态为主(分别占总量55.96%和35.84%),Pb以可还原态和可氧化态为主(分别占总量39.66%和24.56%).潜在生态风险危害指数(RI)表明,南淝河入湖河口区域具有较大生态风险(RI值范围为351.54~381.17).风险评价编码方法(RAC) 的结果显示,Cd处于极高风险水平,Zn基本处于高风险水平,Cu 和Ni处于中低风险,Pb处于低风险水平,Cr各采样点均处于无风险.因此, 对需着重考虑对南淝河入湖湖区的Cd和Zn元素的重点治理.     

Fraction distribution and risk assessment of heavy metals in sediments of Moshui Lake

To examine the status and risk of heavy metal pollution in urban lakes, in China, the distribution of several heavy metals (e.g., Cr, Cu, Ni, Pb, Zn) in the sediment of Moshui Lake, Hangyang District, Wuhan City, was characterized. The process of rapid urbanization and industrialization of the district was also studied to find out its relationship with the metal accumulation profile in the sediment. It was found that the total concentration of heavy metals in the sediment was higher than the severe e ect level (SEL), at all sampling sites, except those in the riparian zone. The Cr and Cu maximum concentrations were 1,780 and 1,250 mg/kg, approximately 16 and 11 times as much as the SEL values, and they appeared as deep as 32 cm in one sample. The carbonate and exchangeable fractions of Zn were more than 50% of the total Zn content, resulting in very high risk according to the Risk Assessment Code (RAC). For Cu and Ni, a medium RAC value was found for carbonate and exchangeable fractions of 11%–20%. As sensitive indicators of contaminants in aquatic systems, heavy metals in the sediment reflect the outcome of regional urbanization, industrialization, and environmental management. With rapid urbanization, sedimentary Pb and Zn concentrations increased. The experimental results showed that high sedimentary heavy metal concentrations had resulted from rapid urbanization and industrialization, which would absolutely lead to substantial aquatic environmental decline in urban lakes.     

滏阳河表层沉积物重金属污染现状分析及风险评价

针对海河流域重金属污染严重问题,选择海河南系滏阳河作为研究对象,研究表层沉积物中6种重金属元素(Cr、Ni、Cu、Zn、Cd和Pb)含量空间分布特征,采用富集系数(EF)和相关性探讨其来源,并利用地积累指数和潜在生态危害指数评价重金属生态风险.结果表明,滏阳河表层沉积物存在重金属污染问题,Cr、Ni、Cu、Zn、Cd和Pb平均含量分别高达142 mg·kg-1、38.2 mg·kg-1、96.2 mg·kg-1、573 mg·kg-1、0.730mg·kg-1和89.2 mg·kg-1,各元素分别超标河北省环境背景值的1.1倍、0.2倍、3.4倍、6.3倍、7.1倍和3.1倍;沉积物中Ni无重金属富集,其它元素在整个河段上存在不同程度的富集,且Cu、Zn、Cd、Pb 4种重金属元素受人为排放源影响较大.沉积物中重金属污染处于强风险等级,Cd污染达到重风险等级,其它元素处于低风险等级.滏阳河表层沉积物重金属污染主要存在于城市近郊河段以及受污染支流汇入河段.     

衡水湖底泥重金属污染特征及生态风险评价

在衡水湖设置了11个采样点,分析底泥中重金属Cr、Ni、Cu、Zn、As、Cd、Pb、Mn、Co、Sb、Tl的浓度,运用地累积指数法、潜在生态风险指数法对重金属污染程度进行评价,采用SPSS软件进行Pearson相关性分析。结果表明:除Cd和Co外,衡水湖底泥中其他重金属浓度平均值均低于河北省A层土壤背景值,其中Cr、Ni、Cu、Zn、As和Pb浓度在各采样点均低于GB 15618—2018《土壤环境质量 农用地土壤污染风险管控标准(试行)》中农用地土壤风险筛选值,Sb、Co浓度在各采样点均低于GB 36600—2018《土壤环境质量 建设用地土壤污染风险管控标准(试行)》中建设用地土壤风险管制值,Cd浓度有8个采样点超过GB 15618—2018的农用地土壤风险筛选值,1个采样点高于GB 36600—2018的建设用地土壤风险管制值;地累积指数法评价结果表明,底泥中Cd总体为偏中度污染,Co总体为轻度污染,而Cr、Ni、Cu、Zn、As、Pb、Mn、Sb和Tl可视为无污染;潜在生态风险指数评价结果表明,衡水湖底泥中重金属RI平均值为270.79,属于中等生态危害,底泥中各重金属对衡水湖生态风险贡献率为Cd>>Co>As>Sb≈Pb>Cu>Ni>Cr>Mn≈Zn,其中Cd对RI的贡献率高达91%,是主要的污染因子,Cd污染可能是引黄河水入湖和人类活动等原因造成的。     

白洋淀重金属污染特征与生态风险评价

为了解雄安新区核心水系——白洋淀重金属污染情况,在白洋淀布设了15个采样点,对水体和沉积物重金属浓度分布特征进行分析,利用综合污染指数法、地积累指数法和潜在生态风险指数法对重金属污染程度进行评价,并结合历史数据对2004—2016年沉积物中重金属浓度及潜在生态风险指数变化进行分析。结果表明:白洋淀水体中重金属Cr、Ni、Cu、Zn、As、Cd和Pb平均浓度分别为2.38、6.56、5.57、67.17、4.13、0.034、0.39 μg/L,其中烧车淀点的Cu和Zn浓度,寨南、洛网淀、圈头、枣林庄、光淀张庄、郭里口和安新大桥点的Zn浓度超过GB 3838—2002《地表水环境质量标准》Ⅰ类水质标准,其他采样点均优于Ⅰ类水质标准,且Cr、As、Cd和Pb在各采样点均优于Ⅰ类水质标准;沉积物中重金属Cr、Ni、Cu、Zn、As、Cd、Pb平均浓度分别为48.53、25.51、28.83、91.19、161.51、3.21、45.26 mg/kg,其中Cr和Ni浓度在各采样点均优于GB 15618—1995《土壤环境质量标准》Ⅰ类标准,Cu、Zn和Pb浓度在各采样点优于Ⅱ类标准,As和Cd浓度在各采样点显著高于Ⅲ类标准。综合污染指数显示白洋淀水体重金属无污染,地积累指数(I_geo)和潜在生态风险指数(RI)表明白洋淀沉积物中Cd污染极为严重,As污染较重,应引起足够的重视。2004—2016年白洋淀沉积物中As、Cd和Pb浓度急剧增加,尤其是Cd对RI贡献率为83%以上,是主要的污染因子,应加强Cd入湖污染控制和底泥污染治理。     

湘江水系沉积物重金属元素分布特征及风险评价

对湘江流域水系沉积物中9种重金属（As、Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb、Sb、Zn）含量进行统计分析,以地累积指数（I_geo）为参数分析了1982年以来湘江流域重金属污染程度的变化趋势,采用富集因子法和对数回归模型评价了重金属污染程度和潜在水生生物风险,并采用主成分分析法判别了重金属的可能污染来源.结果表明：湘江流域水系沉积物中重金属的空间分布极不均匀,近30a以来重金属元素的I_geo大体呈缓慢上升的趋势,长株潭地区和衡阳地区大部分重金属元素的I_geo逐渐降低.湘江流域污染程度最高的重金属元素为Cd,其次为As和Hg,郴州地区呈现出以Cd为主,多种重金属复合污染特征,具有很强的潜在水生生物危害性,是湘江流域污染最严重的地区.水系沉积物中重金属可能的2个主要污染来源为采选、冶炼废水的排放和尾矿库的泄漏,岩石的化学风化和河流的搬运作用.     

赤水河流域表层沉积物重金属的污染特征及生态风险评价

赤水河是长江水系唯一一条主河道没有筑坝的一级支流,对长江流域珍稀鱼类繁殖具有重要的生态意义.为了解赤水河流域沉积物中重金属的污染特征,采集32个样品,并对7种重金属(Cu、Zn、Cd、Mn、Ni、Hg、As)含量分别进行测定.结果表明,赤水河沉积物中7种重金属含量全部高于赤水河沉积物背景值,但与我国其他河流相比,赤水河重金属含量较低,污染较少.地累积指数评估结果表明,7种重金属的平均Igeo值由高到低依次为CdMnNiAsCuZnHg,其中90.62%的采样点存在不同程度的Cd污染.污染负荷指数计算表明,上、中、下游的污染负荷指数分别为1.49、1.14、1.03,均属中等污染.Hakanson潜在生态风险指数法评价结果表明,各重金属单因子生态危害程度由强至弱依次为CdHgAsNiCuMnZn,各采样点7种重金属的潜在生态风险指数(RI)介于32.34~930.07之间,总体潜在生态风险较低.     

白洋淀表层沉积物重金属形态分布特征及生态风险评价

为了研究白洋淀全域表层沉积物重金属污染程度,采用BCR 3步提取法分析了沉积物中6种重金属（Cd、Cr、Cu、Ni、Pb和Zn）的含量及其赋存形态,讨论了6种重金属的生物可利用性大小,并运用次生相与原生相比值法（RSP）、潜在生态风险指数法（RI）和聚类分析进行了生态风险评价及重金属污染来源探讨.研究表明,白洋淀表层沉积物中重金属Cd和Cu含量均值分别达到背景值的2.9倍和1.3倍.Cd的可交换态及碳酸盐结合态和铁锰氧化物结合态的质量分数达到51.20%,生物可利用性较大;Pb主要赋存于铁锰氧化物结合态;Cr、Cu、Ni和Zn以残渣态为主要的存在形式.白洋淀的首要污染因子是Cd,整体面临较高Cd风险.圈头片风险最高,端村片风险最低;南刘庄片区域内风险相差较大,其中N4为白洋淀全域最高风险点.源解析结果显示,Cd、Cu、Pb和Ni受人类活动因素较多,Cr和Zn则更多的受到自然因素影响.