滇池湖滨带沉积物重金属形态特征及生态风险研究

为提供合理预防和治理滇池湖滨带重金属污染以及修复湖滨带生态系统的基础资料,应用BCR 3步连续提取法对滇池湖滨带表层沉积物的重金属(包括Pb、Cd、Cu、Zn)形态特征进行了分析,并采用Hakanson潜在生态风险指数法评价其生态危害.结果表明,Cd和Zn主要以可提取态(弱酸溶解态、可还原态、可氧化态)形式存在,其中Cd在弱酸溶解态、可还原态和可氧化态中的质量分数分别为15.89%、26.35%和27.08%;Zn在这3者中的质量分数分别为23.47%、13.36%和20.81%;Pb和Cu则主要以残渣态形式存在,其质量分数分别为62.35%和72.61%.沉积物中可提取态Pb、Cd和Zn含量的空间分布从大到小为草海、外海北部、外海南部,Cu为草海、外海南部、外海北部.潜在生态风险评价结果表明,滇池湖滨带表层底泥已具有很强的生态风险,各重金属对滇池内湖滨带生态风险的影响程度由高到低为Cd、Cu、Pb、Zn.     

渭河西咸段表层沉积物重金属赋存形态及风险评价

以渭河西咸段表层沉积物及其孔隙水为研究对象,采用ICPMS测定了As、Cd、Cr、Cu、Pb和Zn的含量,应用改进BCR法分析了沉积物重金属的赋存形态特征,基于风险评价编码法(RAC)和潜在生态风险指数法(PERI)评价了表层沉积物重金属的生态风险。结果表明:渭河西咸段表层沉积物已受到多种重金属的复合污染,孔隙水中As和Cd质量浓度在部分断面超过US EPA水生生物水质基准的持续基准质量浓度,表层沉积物中Cd质量比在所有断面、其余重金属质量比在部分断面超过其对应陕西省A层土壤背景值;表层沉积物重金属赋存形态各异,Cd主要存在于酸可溶态中,Pb主要存在于可还原态中,Cu、As和Cr主要存在于残渣态中,Zn在酸可溶态和残渣态上均有较高的比例,以残渣态为主;RAC评价显示,As和Cu处于低风险级或中风险级,Cd处于高风险级或极高风险级,Cr、Pb均为低风险级,Zn在低风险级和高风险级之间变化;RI评价显示,各断面处于轻微至极强生态风险,Cd处于较强至极强生态风险,其余重金属均属于轻微生态风险。     

清澜港湿地沉积物中重金属赋存形态及生态风险

采用改进的BCR三步连续提取法对海南清澜港红树林湿地沉积物中6种重金属元素(Cr,Ni,Cu,Zn,Cd和Pb)的赋存形态进行研究,采用潜在风险指数法和次生相与原生相分布比值法对重金属污染程度及潜在生态风险进行评价。结果表明,Cu以酸可提取态和可还原态为主;Zn以残渣态和弱酸可提取态以及可还原态为主;Cd的酸可提取态和Pb的可还原态占主导地位,具有较大的潜在生态风险;Cr和Ni以残渣态存在,对环境危害较小。沉积物中重金属的潜在风险评价表明,Cd污染及其生态风险性非常严重,Ni,Cu,Zn,Cr和Pb污染轻微;次生相与原生相分布比值法评价结果表明,研究区沉积物中Zn和Cd处于中度污染水平,具有较高生态风险,Cu和Pb达到轻度污染水平,Ni和Cr表现出无污染。综合以上两种评价方法可知,Cd是清澜港红树林湿地沉积物中污染程度较高的重金属,具有潜在生态风险,应引起重视。     

重金属在淀山湖沉积物上的吸附研究

本文以淀山湖沉积物作为研究对象 ,研究了 Cu、Zn、Pb和 Cd在淀山湖沉积物上的等温吸附和沉积物对重金属吸附的影响因素。结果表明 ,重金属 Cu、Zn、Pb和 Cd在淀山湖沉积物上的等温吸附符合 L angmuir模型 ,淀山湖沉积物对重金属饱和吸附量的大小顺序为 Zn>Cu>Pb>Cd。淀山湖沉积物的组成对重金属吸附有较大的影响 ,其中沉积物中粘粒对 Cu、Zn、Pb和 Cd的吸附最强。沉积物中有机质对 4种重金属也有较强的吸附 ,特别对 Zn的吸附最强。碳酸盐对 Zn的吸附较弱 ,而对 Cu、Pb和 Cd有较强的吸附。 p H值对重金属吸附也有较大的影响 ,吸附量随着 p H值的升高而增大。温度对吸附的影响则较小     

太原地区公路旁土壤中重金属形态分布和生物有效性研究

采用盆栽试验结合形态分析技术研究了太原地区公路旁污染土壤中Pb,Cd,Cu和Zn的形态分布及其生物有效性。研究结果显示:除Cd外,残渣态是主要形态,可交换态的含量很少;土壤中Cd的碳酸盐结合态、可交换态含量较高,残渣态的含量很少;菜园土重金属的生物可利用性和迁移能力的顺序均是Cd>Cu>Zn>Pb,而高粱土的顺序是Cd>Zn>Cu>Pb,菜园土重金属的生物活性和迁移性较高粱土的大。农作物对Cd,Cu和Zn的累积能力远远大于对Pb的累积能力,且Cd,Cu和Zn向地上部转移的速度也明显比Pb快。研究成果将为评估污染土壤中重金属的危害提供科学依据。     

硫化物对城市污泥中重金属的形态分布与生物有效性影响

以合肥市某污水处理厂污泥为研究对象,研究了Na_2S、(NH_4)_2S改良剂对污泥重金属形态、生物有效性的影响。结果表明:硫化物改良剂可以提高污泥pH值,添加Na_2S和(NH_4)_2S改良剂后的污泥pH值比对照pH值最大升高分别为3.1和1.0;改良剂对污泥中重金属Cu、Zn、Cd、As均有显著钝化作用,利用Tessier连续提取法分析污泥重金属化学形态,2种改良剂均有效降低了污泥中重金属可交换态的质量比,使其向碳酸盐结合态、铁锰氧化物结合态等稳定态转化,可交换态Zn、Cd比对照最大降低程度分别达98.8%和98.6%;硫化物处理显著降低了污泥中重金属有效态质量比,硫化物添加量越多,重金属有效态降低幅度越大,其中对有效态Cu、Cd的作用效果更为明显,Cu、Cd有效态最大降低幅度分别为87.3%、52.6%;T3型发光菌发光量试验表明,添加硫化物改良剂后污泥中重金属毒性降低;盆栽试验结果显示,硫化物钝化污泥后青菜地上部和根部重金属积累量大大降低,地上部As、Cd、Cu、Zn最大降低量分别为51.6%、31.2%、17.5%、20.7%,根部As、Cd最大降低程度分别为19.5%、58.1%。     

毛乌素沙地砒砂岩、沙及复配土重金属含量分析与评价

利用电感耦合等离子体质谱仪(ICP-MS)对榆林市榆阳区砒砂岩与沙复配成土造田技术项目区砒砂岩、沙及砒砂岩与沙复配土的重金属(Cr、Ni、Cu、Zn、As、Cd、Hg和Pb)质量比进行测定,采用单因子污染指数法和内梅罗综合污染指数法对土壤污染程度进行评价。结果表明:除复配土和砒砂岩中Cd的平均质量比分别超出国家土壤环境质量自然背景值26.7%和102.8%外,复配土、砒砂岩及沙中其他重金属平均质量比均在国家土壤环境质量自然背景值以下;与砒砂岩相比,除Hg外复配土中Cr、Ni、Cu、Zn、As、Cd和Pb质量比分别下降了12.8%、40.7%、44.1%、49.3%、49.8%、37.6%和14.1%;砒砂岩与沙复配成土后,其Cr、Ni、Cu、Zn、As、Cd、Hg和Pb质量比均与沙中无显著性差异;复配土中Ni、Cu、Zn、As、Cd、Pb之间存在极显著的正相关关系,具有明显的同源性;复配土、砒砂岩及沙重金属单项污染指数均小于1,综合污染指数分别为0.314、0.503及0.200,污染级别为清洁。研究表明,砒砂岩与沙复配土的重金属质量比符合农田土壤环境质量标准,能够保证土壤环境质量安全和农产品品质安全。     

膨润土和改性膨润土对电镀污泥中重金属的稳定化处理

采集某电镀厂污泥,以膨润土和改性膨润土为稳定剂,采用TCLP毒性浸出试验分析膨润土和改性膨润土对污泥中重金属Cr、Cd、Zn和Pb的稳定化效果。未加入稳定化剂前,电镀污泥中重金属Cr、Cd、Zn和Pb的浸出毒性分别为154 mg/L、13.5 mg/L、658 mg/L和76 mg/L。稳定化试验结果表明,在膨润土和改性膨润土的投加量与干污泥的质量比分别为1∶5和3∶10,振荡时间为12 h时,浸出液中重金属质量浓度最低,稳定化效果最好。形态分析结果表明,加入膨润土和改性膨润土稳定后重金属以有机结合态和残渣态为主,与未稳定前相比污泥中重金属不稳定态的含量变少。扫描电镜和红外分析结果表明,膨润土和改性膨润土可能通过吸附和离子交换来稳定污泥中的重金属。研究表明,改性膨润土对电镀污泥中高含量重金属的稳定化效果要优于未改性膨润土的稳定化效果。     

长江口南支表层沉积物中5种重金属分布特征及生态风险

分别采用Hakanson潜在生态风险指数法和效应区间低、中值法,分析了长江口南支表层沉积物5种重金属(Cu、Zn、Pb、Cd和Hg)的分布特征及生态风险.结果表明,南支表层沉积物中Cu的中值质量比已超过工业化前最高背景值(30 mg·kg-1),达到31.85 mg·kg-1,且Cu、Zn和Pb的中值质量比明显高于邻近区域同期调查数据;Hakanson潜在风险指数RI值范围为16.15～93.27,中值为58.56,生态风险评价属于低风险水平;除Cu外,所有站位沉积物Zn、Pb、Cd和Hg的浓度均低于相应元素效应浓度低值(ERL),约有50%的站位沉积物中的Cu会对生物产生毒性效应,不过其预期毒性概率仅为0.34,产生毒性效应的风险概率较低,毒性效应仅偶尔发生.     

古运河镇江城区段沉积物重金属分布特征及危险评价

对古运河镇江电力路桥段和南水桥段沉积物进行柱状采样,通过电感耦合等离子质谱法测定沉积物柱状样中Cu、As、Pb、Cd、Zn、Cr等重金属元素的含量,并对各污染物的污染水平、潜在生态危害和溯源进行系统分析.结果表明:①电力路桥段沉积物重金属污染主要为Pb、Cd,平均值分别为263、20 mg/kg;南水桥段沉积物重金属污染则主要为Cd、As,平均值分别为17、132 mg/kg.②对两个采样点沉积物重金属元素的单项潜在生态危害指数计算显示,其重金属生态分享程度大小顺序为Cd＞ As＞ Pb＞ Cu＞ Cr＞ Zn.③经底泥沉积物重金属相关性溯源分析,表明电力路桥段底泥中Pb、Cd、As的污染主要来自于人为排放,且来自于同一污染源;南水桥段底泥中Cu、Pb、As的污染主要来自于人为污染,且来自于同一污染源.     

湘江长沙段洲滩菜园土壤重金属潜在生态风险评价

为研究湘江长沙段洲滩菜园土壤重金属污染现状及其潜在生态风险,采用火焰原子吸收法测定了土壤中重金属(Cu、Cd、Pb、Zn)的质量比,应用BCR三步连续提取法对土壤中重金属的化学形态进行了分析,采用改进的潜在生态风险指数法对土壤污染程度的潜在生态风险进行了评价。结果表明,土壤中Cu、Cd、Pb和Zn的平均质量比分别为36.40 mg/kg、12.87 mg/kg、164.41 mg/kg和431.21 mg/kg,土壤Cd、Zn污染严重,污染水平超过II级土壤水平。土壤中各重金属均以极高比例的可提取态存在,因而重金属在土壤中不稳定,Cd、Zn弱酸提取态质量比较高,容易释放,具有较强的潜在环境危害。4种重金属的潜在生态风险递减趋势为Cd、Pb、Cu、Zn,Cd为极强生态风险元素,Cu、Pb、Zn为轻微生态风险元素。研究区域所有采样点改进的潜在生态风险指数MRI均高于1 200,属于极强生态风险级别。4种重金属中,Cd的平均风险贡献率为98.21%,是最主要的污染物。因此,Cd污染应引起环境部门的高度重视。     

云南个旧多金属矿区农田土壤-作物系统重金属污染现状——以乍甸镇为例

对云南个旧市乍甸镇农田土壤和农作物重金属污染现状进行了野外调查及评价。结果表明:农田土壤Pb、Zn、Cu、Cd、As质量比均超出GB 15618—1995《土壤环境质量标准》二级标准,Hg未检出,该地区农田呈现以As、Cd为主多种重金属复合污染。Pb、Zn、Cu、Cd、As土壤有效态质量比与土壤全量呈极显著正相关(p<0.01)。农作物中Cu、As质量比与土壤有效态Cu、As质量比无显著相关,Zn质量比与土壤有效态Zn呈极显著负相关(p<0.01),Cd、Pb质量比与土壤有效态Cd、Pb呈显著正相关(p<0.05)。89%的农作物As超标,油菜籽(Brassica napusL.)As质量比最高,均值达(23.04±14.33)mg/kg(鲜重,下同)。Pb超标率达72%,油菜籽Pb质量比最高,平均为(5.55±2.53)mg/kg。Zn、Cd超标率均为11.11%,超标最严重的油菜籽Zn质量比为(46.65±13.61)mg/kg,Cd质量比为(0.24±0.10)mg/kg。Cu超标率为5.55%,油菜籽Cu质量比最高,达(16.02±2.75)mg/kg。油菜籽对As、Pb、Zn、Cu、Cd的转移系数(农作物可食部分重金属质量比(鲜重)与土壤重金属质量比的比值)远高于其他作物。农作物对Pb、Zn、Cd、As的转移顺序依次为果实类、叶菜类、根茎类,对Cu的转移顺序为果实类、根茎类、叶菜类。农作物以As、Pb污染为主,总体属重度污染。聚类分析得出:油菜籽、青蒜(Allium ampeloprasumL.)和生菜(Lactuca sativaL.var.ramosaHort.)重金属污染严重,不适合在该地区继续种植和食用。     

宁波市浙贝母主产地土壤重金属形态分析及污染评价

为了解宁波浙贝母种植地土壤重金属分布特征,采用ICPAES测定了章水镇种质资源圃土壤Cd、Pb、Cu、Ni、Cr和Zn质量比,用Hkanson潜在生态风险指数法评价重金属的生态风险,BCR连续提取法分析其分布形态。结果表明,土壤中重金属元素总量从大到小排序为Zn、Cr、Pb、Cu、Ni、Cd,其中Cd富集程度最高,平均质量比为背景值的8倍左右,超过国家二级土壤标准。Eir指数表明,Cd的潜在风险指数也最高,75%区域处于很高或高潜在生态风险;RI指数表明,90%区域处于高潜在生态风险或中潜在生态风险。土壤中重金属均以残渣态为主,但Zn的弱酸提取态、Cu的可氧化态比例相对较高,Cd的3种可提取态相加接近45%,具有高潜在危害性。相关性分析表明,Cu和Zn、Cr和Ni,以及Cu和Cd重金属的来源具有相似性,且不同形态重金属之间可能会发生迁移转化。p H值与各种重金属的形态之间不存在明显的相关关系,有机质对重金属化学形态的影响因重金属种类不同而有差异。     

子牙河干流沉积物重金属分布特征和风险评价

采集子牙河干流河流沉积物,分析6种重金属(Cd、Cr、Cu、Ni、Pb和Zn)的分布特征,进而通过富集系数和相关性分析探讨其来源,并采用潜在生态风险指数评价重金属的环境风险。结果表明,子牙河干流沉积物重金属呈现明显的空间差异和垂直分布差异。中游河段(即邯郸下游到献县之间)重金属质量比较高,以Zn为例,其在中游、上游和下游的质量比分别为88.77 mg/kg、19.36 mg/kg、14.08mg/kg;Cr、Cu、Pb、Zn在中游沉积物中质量比均超过上游和下游的2倍以上,呈现相似的空间分布特征。在垂直剖面上,重金属质量比在20cm深度左右以下增长趋势不明显,之上呈现逐渐增加的趋势,Cr、Cu、Pb、Zn在上层沉积物中的质量比分别超过底层的2.47倍、2.13倍、1.47倍、3.6倍。据富集系数推断,沉积物中Cd、Cr、Cu、Pb、Zn主要来源于人为活动,Ni主要来源于自然过程。中游河段沉积物重金属富集程度高于上游和下游,滏阳新河富集最严重,Cr、Cu、Pb、Zn的富集系数分别为2.27、1.21、3.97、2.88。沉积物重金属生态风险指数评价的结果表明,子牙河干流表层沉积物重金属污染处于轻微生态风险程度,而Cd累积的生态风险问题较为突出。     

二元含汞重金属混合物对费氏弧菌的联合毒性研究

以费氏弧菌(Vibrio fucheri)作为毒性测试物种,测定了Hg2+、pb2+、Cu2+、Cd2+、Zn2、Cr6+对费氏弧菌的单一毒性;采用等毒性配比法研究了Hg2+/pb2+、Hg2+/Cr6+、Hg2+/Cu2+、Hg2+/Zn2+、Hs+/Cd2+5种二元混合体系的联合毒性作用.结果表明,重金属离子单独存在时均会对费氏弧菌产生毒性作用,发光菌的相对发光强度均与重金属离子质量浓度呈负相关关系,线性相关系数为0.876 4～0.973 0.Hg2+、Pb2+、Cu2+、Cd2+、Zn2+、Cr6+单独存在时对费氏弧菌的EC50分别为0.045 mg/L、0.181 mg/L、0.300mg/L、0.117 mg/L、0.614 mg/L、23.000mg/L,重金属离子毒性从大到小为Hg2+、Cd2+、pb2+、Cu2+、Zn2+、Cr6+.而与单一重金属相比,其二元混合物对费氏弧菌的生物毒性效应和强度完全不同.Hg2+/pb2+、Hg2+/Cr6+二元混合体系表现为拮抗作用,Hg2+/Cu2+、Hg2+/Zn2+均表现为协同作用,Hg2+/Cd2+表现为加和作用.     

海河干流、大沽排污河沉积物中重金属污染及潜在生态风险评价

采用单因子指数法和Hakanson生态风险指数法,分析了海河干流、大沽排污河沉积物中典型重金属污染物的质量比,评估了沉积物中重金属的污染程度,定量确定了其潜在生态风险程度.结果表明,综合污染程度海河干流比大沽排污河严重.海河干流、大沽排污河沉积物当中的典型重金属污染物的平均综合污染指数 C d分别达到20.89和12.47.海河沉积物中重金属的污染程度依次为Zn、Cu、Pb、Cr、Cd,其中Zn的污染最为严重,平均污染指数 Ci f达到11.24.而大沽排污河中重金属的污染程度依次为Zn、Cr、Cu、Cd、Pb,其中Zn污染较高,Cu、Cr、Cd均为中等污染.大沽排污河比海河潜在生态风险严重,除Cd在两条河流中均具有中等潜在生态风险,其他重金属均具有低等潜在生态风险.     

典型炼锌废渣堆场重金属环境影响特征分析

以贵州省毕节市岳家海子为研究对象,采用原子吸收光谱仪测试了炼锌废渣堆场内和附近的渣、土壤、地表水、水体沉积物及孔隙水中Cu、Pb、Zn和Cd的含量,并采用内梅罗指数和潜在生态危害指数(RI)对地表水、土壤及表层沉积物的重金属污染进行了评价。结果表明:废渣与其浸出液重金属含量之间没有正相关关系,废渣浸出毒性与其重金属质量比没有直接关系;北片区溪流水重金属质量浓度沿水流方向大体上不断降低,沉积物(除Pb外)和孔隙水重金属含量沿水流方向先降低后升高,表明进入水体的重金属不断向沉积物迁移,且由于"静水区"作用,重金属主要累积在水池和池塘沉积物中;表层0~20 cm土壤受Cu、Pb、Zn、Cd污染,0~200 cm土壤Cu、Zn质量比均较高,Pb在40 cm以下、Cd在60 cm以下质量比低;地表水内梅罗指数达到严重污染级别;堆场内及周边土壤的RI属于轻微~中等潜在生态危害,水体沉积物属于强~很强潜在生态危害,Cd的潜在危害风险系数(Eir)明显大于其他重金属,表明炼锌废渣堆更易对水体环境造成危害,其中Cd是最主要的污染因子。     

珠江口沉积物与土壤的重金属特征及潜在生态危害评价

为了解珠江三角洲河口区重金属污染状况,采集了28个河口表层沉积物及57个河口西岸农田表土样本,分析了其中Cr、Co、Ni、Cu、Zn、Cd、Pb的质量比。以研究区内2个第四纪钻孔岩芯中沉积物的元素平均质量比为背景值,将测试结果与背景值及沉积物和农田土壤国家质量标准分别做比较。结果表明,1)研究区表层土壤与沉积物中的Co、Pb质量比相当,Cr、Ni、Cu、Zn、Cd则以河口表层沉积物中的质量比更高; 2) 85个样本中该7种重金属的平均质量比都高于背景值,其中Cu、Cd、Pb的平均质量比为背景值的2倍以上;3)表层土壤中全部样本的Cd和大部分样本的Cu质量比显著高于农用地土壤污染风险筛选值,但尚低于污染风险管制值;河口表层沉积物大多为二类,个别样点的Cd、Cu达到三类。最后,采用Hakanson法进行了重金属污染潜在生态危害性评价,结果表明研究区内Cd的潜在危害最大。     

东平湖底泥重金属形态分析及污染现状评价

采集了东平湖13个主要监测点的底泥,测定、分析了东平湖底泥中的部分重金属质量比及形态分布,并对底泥重金属污染现状进行评价.结果显示,底泥中4种重金属Zn、Cu、Pb、Cd的质量比分别为84.55～161.82 mg/kg、12.77～30.68 mg/kg、30.64～69.26mg/kg、3.51～16.98mg/kg.运用潜在生态危害评价对底泥中重金属的质量比进行评价,结果表明,Cd污染最严重,13个采样点的潜在生态危害系数均高于320,属于极强生态危害;Cu、Zn、Pb的潜在生态危害系数均低于40,属于轻微生态危害.4种金属污染由大到小的顺序为Cd、Pb、Cu、Zn.东平湖底泥中Cu、Zn、Pb的形态以残渣态为主,因而重金属在底泥中的稳定性高,Cd酸溶态含量较高,容易释放到水体,造成二次污染.     

生物淋滤法去除城市剩余污泥中重金属的实验研究

以广州市某污水处理厂剩余污泥为培养介质,分别利用单质硫(S)以及硫和硫酸亚铁配合物(S和FeSO4按一定比例混合)为底物来培养以氧化硫硫杆菌和氧化亚铁硫杆菌为优势的驯化污泥混合液,用其淋滤去除污泥中的重金属,在不同的污泥混合液接种量(5%、10%、20%)条件下,研究其对污泥中重金属的去除效果。随着接种量的增加,重金属Zn、Cd、Cu、Pb的去除率也随之增加,在接种量为5%时,Zn、Cd、Cu、Pb的去除率分别为46%、54.6%、13.9%和30.5%,而在接种量为20%时,它们的去除率分别达到了72%、79.6%、29%和65.4%。驯化培养出来的污泥混合液对重金属Zn、Cd和Cu的去除效果较好,而对Pb的去除率则较低,最高只有29%。