广东红树林沉积物有毒金属分布及生态风险评价

随着工业化和城镇化的进程加快,红树林重金属污染物总量逐年增加,其生态环境保护的压力日渐加大。准确评估同一背景值下广东省红树林有毒金属的现状及潜在生态风险,探讨有毒金属含量的分布特征及其影响因素,对于了解广东省红树林有毒金属污染状况、红树林的生态环境保护等具有重要意义。采集了广州南沙、深圳福田、珠海淇澳岛、湛江附城等4处典型红树林湿地表层沉积物样品,研究分析了广东红树林湿地沉积物中11种有毒金属(Cu、Pb、Zn、Cd、As、Cr、Mn、Ni、Co、Ti、V)的含量及分布特征,用Hakanson潜在生态风险指数法对红树林沉积物有毒金属的生态风险进行了评价。结果表明,(1)广州南沙红树林湿地中Cr、Cu、Pb、Zn、Ni、As、Cd含量最高;Mn、Co、V、Ti含量则以珠海淇澳岛最高;深圳、湛江红树林沉积物有毒金属含量低于广州、珠海。(2)广州、珠海红树林沉积物有毒金属综合潜在生态风险分别处于"严重"和"很严重"水平,而深圳、湛江的潜在生态风险为"轻度"水平;广州、珠海红树林沉积物中Cd潜在生态风险分别为"极严重"、"严重"水平。(3)聚类分析结果表明,除Cr、Mn外,其余有毒金属两两之间呈显著正相关(P0.05)关系,表明广东红树林沉积物中多数有毒金属来源相近,具有同源性;多数有毒金属含量与TP、TOC呈显著正相关(P0.05),而与pH值呈显著负相关(P0.05),红树林沉积物中TP、TOC含量越高,pH值越低,沉积物中有毒金属含量越高。(4)主成分分析结果表明,不同研究区域有毒金属来源各异:广州以城市和工业污水的排放污染为主,深圳主要受河流带来的陆源污染影响,珠海淇澳岛受外源污染影响较大,湛江则多源于城市生产废水和生活污水的排放。     

青海湖流域主要河口区沉积物中重金属元素生态风险评价

为摸清青海湖流域重金属的污染现状,对流域内11处河口区0~5 cm层沉积物进行调查取样,分析测定了表层沉积物中Zn、Cu、Pb、Hg、Ni、As、Cd和Cr 8种重金属元素含量,并对其来源、生态风险及污染状况进行评价。结果显示:(1)青海湖流域沉积物中8种重金属含量和介于151.61~277.31 mg·kg~(-1),平均值为209.65 mg·kg~(-1),略高于青海湖流域表层土壤环境背景值。重金属含量由高到低依次为As、Zn、Cr、Ni、Cu、Pb、Cd和Hg,其中As、Cr和Zn占8种重金属总含量的73.63%。青海湖流域重金属元素间具有相似来源,人类对重金属元素的影响主要体现在交通运输和农业活动上。重金属地累积系数I_(geo)从大到小依次为As、Hg、Cd、Cu、Cr、Ni、Zn和Pb,其中As的污染程度为偏中度,平均地累积指数I_(geo)为1.67。重金属潜在生态风险值从大到小依次为Hg、Cd、As、Cu、Ni、Pb、Cr和Zn,其中Hg、Cd和As对综合潜在生态风险指数I_R的平均贡献率分别为40.76%、25.56%和25.53%。(2)近年来青海湖流域内的交通运输、农业废水、小城镇化及旅游开发等人类活动造成的重金属排放问题已经开始显现,流域生态系统的自净能力不能将所有重金属元素均净化至低风险水平。因此,必须加强对中小河流与季节性河流中重金属元素的监测和预警,制定出针对性的治理和修复措施,保证青海湖流域内不受重金属污染的威胁。     

海湾表层沉积物重金属污染与潜在生态危害评价——以深圳湾为例

对深圳湾15个表层沉积物中重金属Zn、Cu、Pb、As、Cd以及总有机碳(TOC)的含量进行测定,探讨了重金属污染特征,重金属之间及与TOC的相关关系,并利用潜在生态风险评价法进行潜在生态风险评估.结果表明,Zn、Cu、Pb、As和Cd平均值分别为307、79、75、23 mg·kg-1和2.26 mg·kg-1.Zn、Cu、Pb和As属于超Ⅰ类沉积物,Cd属于超Ⅱ类沉积物.Zn、Cu、Pb和Cd呈现相似的分布特征,即从东北向西南湾口逐渐减少.Zn、Cu、Pb、Cd、TOC彼此之间呈显著正相关.而As来源和分布与其余重金属明显不同,与其它重金属和TOC没有相关性.单因子污染系数显示Zn和Cd处于较高污染水平,Cu、Pb和As处于中等污染水平,污染程度依次为Cd>Zn>Pb>Cu>As.综合污染指数显示深圳湾总体达到较高污染水平.深圳湾重金属潜在生态风险总体处于中等水平,潜在风险程度依次为Cd>As>Pb>Cu>Zn,其中Cd的潜在风险最大.     

湛江东海岛红树林湿地表层土壤重金属空间分布特征及生态风险评价

近年来随着沿海地区工农业的迅速发展,大量污染物汇集于河口与海湾区,使得红树林湿地重金属污染也日趋严重。为探究东海岛红树林湿地表层(0~15 cm)土壤重金属污染现状,于2017年6月沿东海岛海岸线典型红树林分布区布设了7个站位(由东南向西北方向依次为YC、SYC、JJC、XWC、TMHHK、DCMT和DTSD)进行采样,测定样品中As、Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb、Zn 8种重金属元素质量分数并分析其空间分布特征,采用潜在生态危害指数进行污染及潜在生态风险评价,结合相关性分析和主成分分析方法探讨其重金属来源。结果表明,(1)东海岛红树林湿地表层土壤8种重金属的质量分数平均值均超过雷州半岛土壤环境背景值,但未超过国家土壤环境质量一级标准限值。(2)单因子污染指数显示,东海岛红树林湿地表层土壤各重金属元素总体上到达中等污染程度。(3)潜在生态风险评价结果显示,东海岛红树林湿地表层土壤重金属污染总体上属于中等潜在生态风险;其中Hg潜在生态风险参数最高,平均值为105.524,属于强潜在生态风险,其余7种重金属元素均属于轻微潜在生态风险。(4)从潜在生态风险空间分布特征看,东海岛红树林表层土壤重金属空间差异较明显,其中XWC站位的潜在生态风险指数为351.690,为强潜在生态风险(主要来自Hg、Cd和As污染),YC、TMHHK、DCMT和DTSD 4个站位为中等潜在生态风险,SYC和JJC表现为轻微潜在生态风险。(5)统计分析结果表明,东海岛红树林湿地表层土壤中As、Cr、Cu、Ni、Pb和Zn这6种重金属元素之间具有强相关性,结合实地调查结果推测其来源主要与水产养殖排污及农业面源污染有关;而Cd和Hg之间的相关性不明显,推测其来源分别与船舶污染和生活排污有关。     

黄柏河梯级水库沉积物营养盐与重金属分布特征及污染评价

黄柏河为长江左岸的一级支流,是宜昌市重要的水源地和长江流域最大的磷矿基地之一,评价其沉积物营养盐和重金属污染特征,对于揭示高磷矿背景区域沉积物的污染状况及其控制与管理具有重要意义,也是当前长江大保护形势下的必然需求。分别采集了黄柏河4个梯级水库库首、库中和库尾的表层沉积物,研究分析了沉积物中营养盐和重金属的质量分数及分布特征,采用综合污染指数法和有机污染指数法评价了表层沉积物营养盐污染状况,使用潜在生态风险指数法和地累积指数法评价了沉积物6种重金属的污染状况。结果表明:黄柏河梯级水库表层沉积物总有机碳(TOC)和总氮(TN)平均质量分数分别为26.9 g·kg~(-1)和1 500.4 mg·kg~(-1),其中最下游的尚家河水库质量分数最小,TOC和TN污染主要处于轻度到中度污染水平;总磷(TP)质量分数空间差异性较大,介于622.2—9 631.5 mg·kg~(-1)之间,受流域磷矿矿点分布以及水库拦截作用的影响,TP分布从上游至下游呈现递减的趋势,流域整体处于磷重度污染水平。重金属锌(Zn)、铅(Pb)、铜(Cu)、砷(As)、镉(Cd)和汞(Hg)的平均质量分数分别为128.63、39.37、27.95、10.23、0.35、0.26 mg·kg~(-1),潜在生态风险指数和地累积指数评价表明黄柏河梯级水库表层沉积物Hg的生态风险较高,其次为Cd,剩余4种重金属的生态风险较低。沉积物碳氮比(TOC/TN)和Pearson相关性分析指出,沉积物有机质来源主要为陆源性输入,重金属Hg和Cd输入可能分别与面源性的TN输入和磷矿开采导致的TP输入具有同源性。     

三亚河沉积物中重金属生态风险评价与污染历史

主要研究了三亚河沉积物中重金属的分布、富集程度、生态风险以及污染历史,可为三亚河的污染治理和海洋环境保护提供参考信息。结果表明,三亚河表层沉积物中Cu、Zn、Pb、Cd、As、Cd、Hg、Ni等8种重金属元素的质量分数分别为(3.9±1.7)、(100.4±38.9)、(32.0±8.3)、(28.8±11.5)、(10.27±4.61)、(0.181±0.110)、(0.204±0.091)、(22.7±8.0)μg·g~(~(-1)),Al2O3、TOC的质量分数分别为10.34%±5.49%、1.29%±1.23%。210Pbex放射性比活度被用于确定研究区的平均沉积速率并建立沉积年代框架。应用210Pbex稳定初始浓度模型得出三亚河沉积物的平均沉积速率约为0.89 cm·a~(-1),所获取柱状样的沉积年代为1918─2014年。基于柱状样底部未受人类活动影响的子样得到的研究区8种重金属的背景值分别为7.5、38.7、14.3、31.9、4.95、0.027、0.015和6.4μg·g~(-1)。三亚河表层沉积物中Pb、Zn、Cu、Cd、Hg和TOC经Al元素标准化后的富集因子的算术平均值都大于1.5,说明这些重金属和有机质大部分来源于人类活动的输入。柱状沉积物中Cu、Zn、Pb、Cd和Hg的质量分数和富集因子在45 cm深度以上(即上世纪60年代以后)也存在明显的由人类活动的输入引起的上升和富集趋势。研究区沉积物中TOC与富集重金属Pb、Cr、Cd、Zn和Cu之间的Pearson相关系数r值为0.56~0.85,表明有机质降解所产生的腐殖酸吸附是导致沉积物中重金属质量分数变大的主要原因。对照美国NOAA沉积物生物效应数据标准,三亚河沉积物中Hg含量在多数站位介于ERL和ERM阈值之间,已对底栖生物产生负面影响。三亚河目前重金属的沉积通量约为2.26g·m-2·a~(-1),所沉积的重金属主要为Zn,约占总通量的50.6%,其次为Pb、Cr和Cu,它们的比例分别为16.1%,14.5%和11.5%,毒性较强的Hg和Cd分别仅占总通量的0.10%和0.09%。     

洞庭湖表层沉积物重金属污染状况评估

基于2010—2015年连续对洞庭湖3个主要湖区10个采样点的表层沉积物中Cd、Hg、As、Cu、Pb和Cr等重金属含量分析,对洞庭湖湖区表层沉积物中重金属的时空分布特征进行了探讨,并采用地积累指数法、潜在生态风险指数法和对数衰减模型评价洞庭湖沉积物重金属的污染状况.结果表明,洞庭湖沉积物中重金属平均含量大小顺序为CrPbCuAsCdHg,Cd、Cr和Pb的含量年际变化变幅较大,Hg、Cu和As则较小.地积累指数值(I_(geo))和单因子生态风险值(E_i~r)表明Cd和Hg是洞庭湖沉积物重金属主要污染物;从产生可以观察到毒性效果的最大可能性(P_(max))来看,Cd是洞庭湖沉积物重金属首要潜在水生生物风险毒性因子.综合地累积指数值(I_(tot))、总潜在生态风险值(RI)和预测的水生生物毒性比率(Y)的评价结果表明,在2010—2015年期间全湖重金属呈重度污染,面临重度潜在生态风险并可能具有产生水生生物毒性的风险,其各子湖区重金属的污染程度、潜在生态风险水平及潜在水生生物毒性水平排序为南洞庭湖东洞庭湖西洞庭湖;从随时间的变化趋势来看,在2014—2015年期间全湖及其东洞庭湖和南洞庭湖两个湖区的重金属污染程度、潜在生态风险水平及潜在水生生物毒性水平都要比2010—2013年降低,西洞庭湖区的重金属潜在生态风险水平及潜在水生生物毒性水平没有变化.     

太湖竺山湾及其主要入湾河流表层沉积物重金属污染及潜在生态风险评估

为了解太湖竺山湾及其主要入湾河流表层沉积物重金属污染状况,采用ICP-MS测定了13个采样点中Cr、Ni、Cu、Zn、As、Cd和Pb等7种重金属的含量,并采用地累积指数(I_(geo))法和毒性单位(TU)法对其污染特征及潜在生态风险进行了研究.结果表明,7种重金属Cr、Ni、Cu、Zn、As、Cd、Pb的含量分别是相应背景值的2.02、2.18、4.69、5.25、1.62、13.6和2.37倍,均表现出了显著的累计效应.地累积指数表明Cr、Ni、As和Pb总体上处于无污染到轻污染状态,Cu和Zn处于轻污染状态,Cd处于轻污染到重污染状态.结合相关系数分析和聚类分析,可推断Cd主要来自于农业面源,Cu、Zn、Cr、Ni和As主要来自于工业污染,Pb一方面来源于橡胶合成和PVC生产等行业,另一方面来源于交通运输中含铅燃料的使用;生态风险评估结果表明,研究区域内重金属对栖息在沉积物中的动物群有中等到严重程度的毒性风险,7种重金属毒性单位均值由大到小为NiCrCuZnAsPbCd.     

湘江中游江段沉积物重金属污染特征及生态风险评价

为了研究湘江中游江段沉积物中重金属的污染特征及生态风险,于枯水期在株洲段和衡阳段采集了6个断面的18个沉积物;测定了沉积物中Cd、Pb、Zn、Cu的总量、形态及生物有效性,利用地积累指数法和单因子指数法分析了其污染程度与等级,并评价了湘江重金属污染治理的成效。结果表明:(1)湘江中游4种典型重金属(Cd、Pb、Zn、Cu)含量远高于湖南省土壤背景值,分别为背景值的83.1~1 178.7、4.46~15.9、2.88~16.1和3.35~6.22倍;整体上看,重金属含量由上游往下游呈逐渐增加趋势。(2)湘江中游各采集点沉积物重金属的交换态比例不高,无定型铁锰氧化物结合态占很大比例,有较高的二次污染风险。(3)湘江中游沉积物中各重金属的生物可利用性差异显著,霞湾镇和松柏镇生物可利用性最高的是Cu,其余各采集点均为Cd。(4)与GB 15618—1995《土壤环境质量标准》中二级标准比较,各采集点Cd、Pb、Zn、Cu含量均已超标;其中污染最严重的是Cd,已达到强—极强的污染程度。(5)湘江流域重金属污染的综合治理已一定程度上降低了湘江沉积物重金属污染的生态风险。     

湛江特呈岛红树林湿地土壤重金属含量特征及污染评价

近年来,随着沿海地区工业化和城市化的进程加快,人类活动产生的大量污染物汇集于河口和海湾地区,使得红树林湿地土壤污染日益严重。特呈岛红树林是中国古老的红树林古树群,由于养殖业发展、旅游开发等人类活动的加强,该地湿地土壤遭受了不同程度的影响。为了探讨特呈岛红树林湿地表层土壤重金属的污染特征,于2015年7月沿特呈岛南岸自西向东采集12个表层土壤样品,经过实验室处理和测试,分析砷(As)、镉(Cd)、钴(Co)、铬(Cr)、铜(Cu)、汞(Hg)、锰(Mn)、镍(Ni)、铅(Pb)、钒(V)、锌(Zn)等11种重金属的含量特征;并采用潜在生态风险指数法进行污染评价。结果表明:(1)特呈岛红树林湿地表层土壤11种主要重金属元素的含量平均值均未超过国家土壤环境质量一级标准限值;(2)Cd、As、Co、Cu、Zn等5种重金属元素的平均值均超过了环境背景值,其中Cd含量平均值是环境背景值的1.76倍;其次,As和Co含量平均值分别为环境背景值的1.39倍和1.37倍;(3)特呈岛红树林湿地表层土壤潜在生态风险总体上属于轻微-中等污染;其中,潜在生态风险较大的元素是Hg和Cd,属于中等污染;其他9种重金属元素属于轻微污染;(4)从空间分布看,TCD3和TCD10等8个样点属于中等污染,TCD12和TCD4等4个样点为轻微污染;(5)土壤重金属污染主要来自特呈岛居民和游客生活污水排放、农业化肥农药的使用和渔民船舶涂料脱落,但具体成因仍有待进一步研究。     

贵州草海表层沉积物重金属污染特征及来源分析

贵州草海是典型的高原湿地生态系统,对调节区域气候,维持生态平衡起着重要的作用,评价其表层沉积物重金属污染特征及生态风险,对于草海湿地的稳定性及其湿地土地资源保护具有深远意义。选取草海周边20个点均匀采集样品,测定其中7种重金属(Cu、Pb、Zn、Cd、Cr、As、Hg),利用主成分分析及相关性分析解析污染特征与来源,并采用潜在生态风险指数法对重金属的污染特征生态风险进行了评价。结果表明,草海表层沉积物重金属含量表现为Zn(279.40mg·kg~(-1))Cr(161.13 mg·kg~(-1))Pb(51.24 mg·kg~(-1))Cu(19.83 mg·kg~(-1))As(17.98 mg·kg~(-1))Cd(13.97 mg·kg~(-1))Hg(0.14mg·kg~(-1)),其中Cd、Cr、Zn、Cd与Hg含量较贵州省土壤重金属含量背景值高,而Cu、Hg则低于背景值。相关性分析表明,Cd与Cr、Zn、Cd与Hg之间表现出正相关关系,Cu和Pb之间表现出极显著的正相关关系,且具有较高正载荷,表明其来源相似,具有相同的化学行为与环境行为;As与其他金属元素之间无显著性相关关系。运用潜在生态风险指数法进行分析,沉积物中Cd超标率达100%,样品中最大超标倍数达66.7倍,为主要污染物,处于极强污染级别;Cu、Cr、Pb、Zn和Hg处于无-中度污染级别;As的含量都低于背景值,即草海未出现As污染。根据重金属污染特征及来源分析,结合草海湿地的污染情况判断,草海沉积物中重金属污染主要受外源污染,尤其是土法炼锌的影响,其次是城市污水的影响,污染分布规律大致呈由东向西逐渐降低的趋势。     

鄱阳湖湖口段沉积物重金属污染特征及潜在生态风险评价

为了解鄱阳湖与长江交汇区沉积物中重金属含量以及各污染物的潜在生态危害程度,通过采样分析As、Cd、Cr、Cu、Hg、Pb、Zn等7种重金属含量及污染特征分布的基础上,采用地积累指数法和潜在生态风险指数法对鄱阳湖底泥中的重金属污染进行综合性的评价分析.结果表明,鄱阳湖湖口段沉积物已经受到了不同程度的重金属污染;沉积物中Cd、Cu和Hg受人为影响比较严重,Cr、Cu、Hg、Pb和Zn均存在一定程度的积累;区域重金属元素潜在生态风险主要受制于Hg和Cu,潜在生态风险贡献率大小排序为:Hg(38.4%)Cu(27.8%)Pb(10.9%)Cd(9.1%)As(8.0%)Cr(4.0%)Zn(1.8%).     

凡口铅锌矿湿地系统沉积物中重金属的分布

研究了用于处理凡口铅锌矿选矿废水的宽叶香蒲(Typha latifolia)人工湿地系统沉积物中重金属Pb、Zn、Cu和Cd的分布。沉积物略呈碱性,在各层沉积物中,DTPA-Zn质量分数高于DTPA-Pb质量分数。冬季(11~12月)湿地系统中3个处理池进水口的沉积物结合水中的Pb、Zn、Cu和Cd质量分数与春季(1~3月)的相比较,有显著的差异。湿地处理系统中Pb、Zn、Cu和Cd主要沉积在表层土壤中;但3个处理池入水口和出水口不同深度的沉积物pH值没有显著差异(p<0.05),表明pH值与重金属含量并不存在相关性。     

广东红海湾表层沉积物重金属含量的空间分布特征与污染状况评价

对红海湾近岸海域20个采样站沉积物样品中的7种重金属含量分布进行了研究,结果表明:该海域表层沉积物中Cu、Pb、Zn、Cd、Cr、Hg和As质量分数范围分别为2.60~13.30、16.70~38.00、45.20~81.10、0.00~0.11、10.40~23.10、0.03~0.50、6.42~10.20 mg·kg~(-1),平均值分别为6.29、25.44、57.87、0.03、15.32、0.07、7.97 mg·kg~(-1),其中,Cu、Zn、Cd、Cr和Hg平均值低于全国海岸带重金属的背景值。海洋沉积物质量单因子污染指数法评价结果显示,Cu、Pb、Zn、Cd、Cr、Hg和As的平均含量均符合海洋沉积物质量Ⅰ类标准,7种重金属平均含量的污染程度为PbAsZnHgCrCuCd。潜在生态危害指数法评价结果显示,红海湾近岸海域潜在生态风险指数等级"较低",海洋生态环境状况较好;结合重金属富集程度分析,该海域Pb的富集程度较高且集中于近岸海域。表层沉积物中重金属和TOC相关性分析表明:该海域表层沉积物TOC含量与重金属Cu、Pb、Zn、Cr和As含量具有一定的正相关性。进一步通过主成分分析研究沉积物中重金属污染来源,发现前2个主成分的贡献率分别为60.41%和16.48%;结合相关性分析,认为该海域沉积物重金属Cu、Pb、Zn、Cr和As的主要来源为工业废水与城市污水。文章揭示了红海湾近岸海域沉积物中重金属的分布特征,可为海洋生态环境建设提供依据。     

湛江湾红树林湿地表层沉积物重金属形态特征、生态风险评价及来源分析

随着工业化与城市化进程加快,湛江湾重金属污染物入海量逐年增加,沿岸红树林湿地承受着愈来愈大的环境压力。为了解湛江湾红树林表层(0-15 cm)沉积物重金属污染状况,对湾内沉积物中8种重金属元素(As、Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb、Zn)的质量分数、赋存形态特征及潜在生态风险进行了研究。采用改进BCR提取法分析重金属形态特征,运用基于总质量分数的潜在生态风险指数法和基于形态学的次生相与原生相分布比值法与风险评估编码法进行风险评价,并结合多元统计方法对重金属来源进行解析。结果表明,(1)沉积物中除Cr、Pb外,其余6种重金属的质量分数平均值均超过雷州半岛土壤环境背景值;8种重金属空间分布差异明显,变异系数在37.24%-108.19%之间。(2)As、Hg以残渣态为主要赋存形态,Cd、Zn以酸提取态为主要赋存形态,Cu、Ni、Pb以可还原态为主要赋存形态,Cr、Ni以可氧化态为主要赋存形态。(3)8种重金属元素非残渣态所占比例排序依次为CdCuNiZnPbCrAsHg,其中Cd、Cu、Ni、Zn、Pb、Cr的非残渣态所占比例均超过70%,说明重金属元素具有极强的迁移性和生物有效性,再次释放风险较大;非残渣态质量分数高值区出现在NHD和GHCL站位,说明这两个区域红树林沉积物重金属活性较高,重金属污染问题应引起重视。(4)湛江湾红树林表层沉积物中重金属RI均值为273.076,为中等潜在生态风险;而总体RSP值为5.79,表现为重度污染。从空间分布看,各站位重金属元素为中度至重度污染;其中NHD站位重金属污染程度最高,RSP值为11.97,与非残渣态空间分布特征一致。(5)多元统计结果表明,湾内红树林表层沉积物中重金属来源主要与生活排污、养殖排污和工业排污有关,其次为自然风化产物的输入。     

土壤铜污染光谱特征波段分析、界限浓度划分及含量预测

土壤重金属污染高光谱预测的大部分研究集中在重金属浓度的预测上,但是预测模型精度不高,或精度较高而均方根误差较大。利用土壤Cu污染在538~834 nm波段区间的光谱数据检测土壤Cu污染的界限浓度及光谱特征波段区间,并根据界限浓度建立土壤Cu浓度的预测模型。先对土壤Cu污染光谱数据进行一阶导数处理,利用一阶导数距离检测土壤Cu污染的界限浓度及光谱特征波段;再利用经验模态分解(Empirical Mode Decomposition,EMD)和多重分形理论预测土壤Cu污染浓度,旨在为土壤重金属污染的高光谱研究提供依据,精确土壤重金属污染光谱的研究范围,为利用界限浓度建立土壤重金属浓度预测模型提供新思路。结果表明,538~834 nm波段区间土壤Cu污染的界限浓度为120~160μg?g~(-1),根据一阶导数距离最大值和多重分形谱参量将土壤Cu污染划分为60~120μg?g~(-1)和160~740μg?g~(-1)两个浓度区间,其预测土壤Cu污染的特征波段分别为730~760 nm和540~590 nm;根据划分的界限浓度,利用土壤Cu污染光谱多重分形谱参量、538~834 nm波段区间反射率最大值、一阶导数最大值、及实测土壤含水率、实测土壤有机质含量等参数,分别建立20~120μg?g~(-1)和160~740μg?g~(-1)两个浓度区间土壤Cu含量MLR预测模型,R2在0.99以上,RMSE最大为47.3。因此,多重分形谱参量Δα值和一阶导数距离最大值可作为土壤Cu污染界限浓度划分和光谱特征波段提取的依据,其界限浓度为120~160μg?g~(-1),光谱特征波段区间为730~760 nm和540~590 nm;该文构建的MLR模型可有效预测土壤Cu浓度。     

小清河口及邻近海域表层沉积物重金属污染及生态风险特征

本文基于6个航次的生态调查,研究了莱州湾小清河口及邻近海域表层沉积物5种重金属的含量分布及生态风险特征.结果表明,沉积物中Cu、Pb、Zn、Cd和Hg的平均含量分别为17.95、22.08、63.99、0.15、0.08 mg·kg~(-1),均小于国家海洋沉积物质量一类标准.其中Hg的含量高于渤海典型河口,甚至大部分海湾表层沉积物Hg含量.重金属Cu和Pb含量随时间整体呈先升高后降低趋势,区域间差异不显著;重金属Zn、Cd和Hg含量在2010年后呈下降趋势,且河口区域含量明显高于近海区域(P0.05).地累积指数(Igeo)评价结果表明,沉积物重金属污染累积程度依次为:HgPbZnCdCu,整体污染较轻,重金属Hg在河道和河口区域污染累积程度较高.沉积物质量基准(SQGs)评价结果表明,重金属Pb和Cd基本不产生生物不利效应,Cu、Zn和Hg偶尔产生生物不利效应.平均沉积物质量基准商(m-ERM-Q)评价结果显示,总体上研究区沉积物重金属产生潜在生态毒性的可能性较低,河道与河口区域产生重金属生态毒性可能性为21%,其中Hg对重金属复合污染风险贡献较大,生态污染隐患较重.     

浙江省海盐县河流水体表层沉积物重金属生态风险评价

以浙江省海盐县水体监测断面位置处表层沉积物为研究对象,分析了表层沉积物中As、Hg、Cu、Pb、Zn、Cr、Ni和Cd这8种重金属元素含量和形态分布,采用地累积评价法(Igeo)、潜在生态危险指数(IR)、沉积物质量基准(SQC)、平均效应区间中值商法(m ERM-Q)和形态分析等方法评价了重金属的生态风险。研究结果表明:海盐县沉积物中As、Cd、Cr、Cu、Ni、Pb和Zn均呈现不同程度的污染,以Zn污染最为普遍。地累积评价指数法评价结果显示,大部分水体沉积物重金属呈轻度到偏重度污染,其中Zn和Cd呈轻度以上污染的分别达16和10处。潜在生态危害指数评价结果显示,单个重金属的潜在生态风险指数(Er)由大到小的排列顺序为CdHgAsCuPbNiZnCr,Cd是研究区域内主要的生态风险元素; IR评价结果显示,采样点HN6、HN11和HN20的IR分别为263、193和269,生态风险等级达中等级别。SQC评估结果显示,不同采样点处沉积物中重金属污染水平不同,且对水生生物影响不同; m ERM-Q亦显示各采样点位沉积物中重金属均有不同程度的生态风险。研究区域沉积物中Cr主要以不可迁移态存在,而其他重金属则主要为可提取态,需要重视环境改变后沉积物中重金属的二次污染问题。     

灰藓属植物对衡阳市大气重金属污染的监测作用

研究主要是利用灰藓属植物大灰藓(Hypnum plumaeforme)对衡阳市内有代表性的区域大气重金属污染进行监测,分别选取了工业区、文教区、居民区、休闲旅游区4个功能区,采用原子吸收光谱法对样品中Cu、Hg、Cd、Pb、Zn等6重金属元素含量进行测定.结果:Cu、Hg、Cd、Pb、Zn、Cr在4个监测点的含量范围依次为10.211 ug/g~20.824 ug/g,0.515 ug/g~0.931 ug/g,0.326 ug/g~1.669 ug/g,22.746 ug/g~51.625 ug/g,101.745 ug/g~123.221ug/g,3.617 ug/g~15.822 ug/g,单一重金属污染指数值范围依次是:1.564~3.198,1.702~3.089,0.895~4.675,2.247~5.102,1.574~1.987,1.997~8.726.结论:利用灰藓属植物监测衡阳市大气重金属污染,Cr污染最严重,各监测点的重金属污染程度最严重的是松木工业园.     

东洞庭湖及其入湖口水域表层沉积物中重金属的分布特征与生态风险

为了解东洞庭湖及其入湖口表层沉积物中TI、Sb等重金属的污染特征,对9个采样断面表层沉积物中TI、Sb、Hg、Cd、As、Pb、Cu、Ni、Co、Cr、V、Mn和Zn等13种重金属的含量、空间分布特征、来源进行了分析,并对其生态风险进行了评价。研究结果表明,沉积物中13种重金属的平均质量分数在0.180~762 mg·kg~(-1)之间,其质量分数大小为MnZnVCrPbCuNiAsCoCdSbTIHg。湘江(S1)和汨罗江(S2)入湖口以及鹿角(S4)、东洞庭湖(S6)、岳阳楼(S7)和洞庭湖出口(S9)表层沉积物中重金属污染较严重,各重金属具有相同的来源或产生了复合污染。第一主成分(PC1)主要源于湘江和汨罗江来水,湘江起主导作用;V主要源于湖区周边污染。地累积指数评价得出:沉积物中各重金属的污染程度顺序为CdHgPbAs=ZnSbVCuMnTICoNiCr,整个研究区(I_(tot)=5.74)面临严重污染。潜在生态风险指数(E_r~i)表明各重金属的生态风险大小为CdHgSbTIAsPbCuNiCoVCrZnMn;沉积物中13种重金属的RI值介于217.9~1968之间,平均值为555.1,整个研究区属"重度"生态风险,主要风险污染物为Cd和Hg,其次为TI和Sb。各采样点的生态风险大小顺序为S1S6S9S7S4S2S5(扁山)S8(大小西湖)S3(新墙河)。研究表明,湘江入湖口(S1)面临"严重"生态风险,鹿角(S4)至洞庭湖出口(S9)水域面临"重度"生态风险,S1、S4、S6、S7和S9已成为了潜在生态风险区域。