运用主成分分析(PCA)评价海洋沉积物中重金属污染来源

测定了胶州湾表层沉积物中重金属和有机质的含量,并用平均富集因子(Average Enrichment Factors,AEF)进行污染状况评价,发现胶州湾表层沉积物重金属污染可分为3类:轻度污染(AEFs<2),其中有Zn(AEF=1.11)、Pb(AEF=1.15)、Cr(AEF=1.52)、Mn(AEF=0.80)、Fe(AEF=0.45);中度污染(AEFs=2～3),包括Cu(AEF=2.79)和Cd(AEF=2.52);严重污染(AEFs>3),主要有As(AEF=3.03)和Hg(AEF=8.08).进一步通过主成分分析(Principal Component Analysis,PCA)研究沉积物中重金属的来源,发现前3个主成分的贡献率分别为52.61%、17.37%和15.60%,表明重金属主要有3个来源:工业排污、有机质降解、岩石的自然风化与侵蚀过程.PCA的聚类分析指出,本次研究中所调查的14个站位在污染程度上可分为5大类,此结果既反映了胶州湾表层沉积物近河口污染程度重远河口污染程度轻的特点,同时也支持了工业排污是沉积物中重金属污染主要来源的分析.     

长江河口表层沉积物中PAHs的生态风险评价

2005年11月26—29日对长江河口部分表层沉积物中多环芳烃类化合物(PAHs)的污染现状进行了调查和研究,分析了其中16种PAHs单体含量. 结果表明,长江河口表层沉积物中属于美国优先控制的16种PAHs共检出15种,仅萘未被检出,w(PAHs)为355.72～2 480.85 ng/g,平均值为1 040.29 ng/g. 表层沉积物中以4环和5～6环PAHs为主,二者之和占w(PAHs)的80%以上. 长江河口表层沉积物中PAHs污染主要来源于矿物燃料的高温燃烧,但部分区域也不排除石油源输入的可能性. 与沉积物风险评估值相比,严重的生态风险在长江河口表层沉积物中不存在,然而排污口附近沉积物存在一定的生态风险.      

基于PMF模型解析九龙江河口表层沉积物重金属来源

为研究九龙江河口表层沉积物中重金属来源,分析测定了表层沉积物中15种重金属含量,并用正定矩阵因子分析模型(PMF)解析表层沉积物中重金属来源。结果表明,九龙江河口表层沉积物中大部分重金属相对福建省土壤环境背景值已存在一定程度的富集。各重金属在研究区域分布差异较大,其中Co、Rb和Th属于低分异; Be、V、Ni、Zn、Sr、Mo、Cd、Pb、Hg和U属于中等分异; Cr和Cu属于高分异。沉积物中重金属实测值与PMF模型预测值拟合曲线呈现较好相关性,PMF模型结果与铅同位素示踪结果相近,能满足研究需要。九龙江河口表层沉积物中重金属主要来源有自然源、化石燃料燃烧、农业活动和采矿活动,其对表层沉积物中重金属的综合贡献率分别为35. 6%、32. 5%、11. 2%和20. 7%。     

海河河口表层沉积物中PCBs和OCPs的源解析

采集海河河口表层沉积物样品,测定了其中12种多氯联苯(PCBs)和20种有机氯农药(OCPs)的浓度,运用主成分分析-多元线性回归法(PCA-MLR)解析该区域沉积物中PCBs和OCPs的来源,并定量计算了各污染源的贡献量.结果表明,海河沉积物中PCBs的特征源为非故意产生和大气输送2类,基于多元线性回归法的贡献率分别为55%和45%,对PCBs总量的贡献量均值为6.94,9.42ng/g;OCPs的特征源为历史残留和新的输入2类,贡献率分别为13%和87%,对OCPs总量的贡献量均值为21.18,171.97ng/g.海河河口沉积物中POPs的源贡献与该区域的工业生产有关,改善工业结构和妥善处理历史遗留的生产废物是控制海河河口沉积物中POPs的有效途径.     

太湖梅梁湾与五里湖沉积物活性硫和重金属分布特征及相关性研究

对太湖梅梁湾和五里湖表层及柱状沉积物中的酸性可挥发性硫化物(AVS)、同步可提取金属(SEM)及重金属总量的分布特征进行研究.分析发现,表层沉积物中的AVS与SEM具有相同的分布特征,其浓度均自河口稳定沉降区至湾(湖)心方向减小.表层沉积物中AVS/SEM<1,说明表层重金属具有潜在的生物有效性.AVS浓度在沉积深度上具有先增加后减小的趋势,且波动幅度较大,而SEM的浓度保持相对稳定.比较SEM与重金属总量得知:Cu和Ni的提取量有自表层至下层逐渐降低的趋势,表明硫结合态的Cu、Ni在逐渐增加;Pb和Zn的提取量与硫态沉积物相比较低,说明太湖AVS对Pb和Zn的控制作用较小.由AVS与活性铁的摩尔比可知,重金属在研究湖区沉积物中变化较强.     

河口陆基养虾塘沉积物铁的含量和形态

为研究河口陆基养殖塘底泥中铁的迁移和转化机制,本文测定了福建省3个河口养虾塘养殖期表层和亚表层底泥沉积物中活性铁含量及间隙水的常见组分.结果表明,不同站点间晶质Fe（III）、非硫Fe（II）、有机铁、铁硫化物含量存在显著差异.间隙水SO₄^2-和Cl^-可能是影响不同站点间Fe的形态和分布存在异质性的主要环境影响因子之一.盐度较高的养虾塘,铁的硫化物含量较高,有机铁和晶质Fe（III）含量较少.陆基养虾塘底泥沉积物中活性铁含量按固相Fe（III） > 铁硫化物 > 非硫Fe（II） > 有机铁的顺序排列.养虾塘亚表层沉积物铁硫化物（FeS和FeS₂）含量高于表层沉积物,而表层沉积物有机铁含量与间隙水SO₄^2-和NH₄⁺浓度高于亚表层沉积物.铁硫化物的生成一定程度上降低河口陆基养虾塘沉积物营养盐污染的潜在风险.     

大沽河口潮间带表层沉积物砷和汞的污染评价

2014年10月底和2015年7月底对青岛大沽河口潮间带表层沉积物进行了2个航次的调查,测定了15个枯季表层沉积物样品和45个洪季表层沉积物样品中砷和汞的含量,并进行了污染评价分析。结果表明,枯季表层沉积物中砷含量基本都超过第一类海洋沉积物质量标准,符合第一类海洋沉积物质量标准,而洪季表层沉积物中砷含量符合第一类海洋沉积物质量标准。枯季和洪季表层沉积物中的汞含量均符合第一类海洋沉积物质量标准。采用地累积指数法(I_(geo))和潜在生态危机指数法(E_r~i)对该区域表层沉积物中的砷和汞进行污染评价。结果表明,枯季表层沉积物中砷属于轻度~偏中度污染,汞属于无污染~轻度污染;洪季沉积物中砷基本无污染,汞属于无污染~偏中度污染。枯季表层沉积物中砷的潜在生态危害程度为轻微~中等水平,汞的潜在生态危害程度为轻微~较强水平;洪季表层沉积物中砷的潜在生态危害程度为轻微水平,汞的潜在生态危害程度为轻微~较强水平。     

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。     

上海市滨岸带沉积物中酸挥发性硫化物垂直分布及空间变化特征

对上海市滨岸带(北起浏河口,南至杭州湾的金丝娘桥)18个柱状沉积物中酸挥发性硫化物(AVS)质量分数及其垂直分布特征进行了研究. 结果表明:沉积物中w(AVS)为0.38～317.60 mg/kg,底层沉积物中w(AVS)平均值最高,是表层和中层的2倍左右. 各采样点沉积物中底层w(AVS)空间变化差异最大,表层w(AVS)变化较小. 人类活动干扰(滨岸带围垦、工业排污和生活排污和畜禽养殖等)显著改变了潮滩原有的自然环境特征〔w(有机碳)、含水率、粒度组成以及氧化还原电位等〕,可能成为控制上海市滨岸带沉积物中w(AVS)空间变化差异的决定性因素.      

渤海湾河口沉积物重金属污染及潜在生态风险评价

对渤海湾大神堂、高沙岭、海河、子牙河和南排河入海口表层沉积物和野生矛尾鰕虎鱼(除海河口)肌肉的As、Cd、Cr、Cu、Pb和Zn重金属进行了分析,发现各入海口表层沉积物重金属以Zn的浓度水平最高,平均达81.55mg/kg,而Cd最低(平均值为0.28 ± 0.08 mg/kg).在鱼体内, Zn浓度仍是最高(平均为96.75 ± 30.98 mg/kg),而Cd未检出.以生态危害指数法(RI)评价河口沉积物重金属的潜在生态风险表明,海河河口沉积物重金属的潜在生态风险最高,其他依次为子牙河口、南排河口、大神堂和高沙岭.另外,通过对各地鰕虎鱼肝脏金属硫蛋白的分析,发现子牙河的野生复鰕虎鱼金属硫蛋白较其他河口稍高(除海河),与沉积物重金属的RI分布一致.     

珠三角表层沉积物的有机碳及其与卤系阻燃剂的关系

测定了珠江三角洲130个表层沉积物中总有机碳(TOC)和10类卤系阻燃剂(HFRs)的含量,并探讨了TOC与HFRs之间的关系.结果表明:珠三角表层沉积物TOC范围为0.16％～5.76％,平均值为1.25％,呈现明显的空间变化.在工业化程度较高的东莞和广州,沉积物中HFRs与TOC有显著的相关性,而西江和珠江口沉积物中HFRs与TOC的相关性较差,可能与珠江三角洲水动力过程、电子垃圾拆解活动和HFRs不同的来源有关.     

珠江及南海北部海域表层沉积物中多环芳烃分布及来源

珠江三角洲河流、河口及南海北部近海区域多环芳烃(PAHs)分析表明,PAHs总量分布范围在255.9～16670.3ng/g,整体污染水平处于中偏低下水平.分布特征为珠三角河流>伶仃洋>南海;珠江广州段是高污染区;沿南海近海海域4条剖面,随离岸距离增加,浓度下降.西江、伶仃洋及珠江部分站点石油污染比重大,南海近海则受燃烧来源比重大.PAHs来源诊断指标表明,珠江三角河流及伶仃洋更多受石化燃料燃烧的影响,南海近海区则主要受木柴、煤燃烧的影响.与1997年样品的对比表明,多环芳烃污染程度无明显下降,但区域内PAHs来源从以煤燃烧为主转变为以油燃烧为主,这种近期能源结构的转变在沉积速率较快的珠三角河流及伶仃洋表层沉积物中得到反映.     

珠江三角洲河流和珠江口表层沉积物中有机污染物研究——多环芳烃和有机氯农药的分布及特征

参照美国ＥＰＡ８０００系列方法及质量保证和质量控制，对江三角洲河流和珠江口的表层沉积物中多环芳烃和有机氯农药进行了分析。结果表明，珠江广州河段及澳门内港的ＰＡＨｓ和有机氯农药含量最高；进入狮子洋水道后，污染物的含量显著减少；珠江口西岩污染物的含量高于东岸；西江表层沉积物中优控制ＰＡＨｓ的含量相对较高。对多环芳烃的来源也作了初步探讨。     

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。      

Distribution of heavy metals in sediments of the Pearl River Estuary, Southern China: Implications for sources and historical changes

The distribution of heavy metals (Pb, Zn, Cd and As) in sediments of the Pearl River Estuary was investigated. The spatial distribution of heavy metals displayed a decreasing pattern from the turbidity maxima to both upstream and downstream of the estuary, which suggested that suspended sediments played an important role in the trace metal distribution in the Pearl River Estuary. In addition, metal concentrations were higher in the west part of the estuary which received most of the pollutants from the Pearl River. In the sediment cores, fluxes of heavy metals were consistent with a predominant anthropogenic input in the period 1970-1990. From the mid-1990s to the 2000s, there was a significant decline in heavy metal pollution. The observed decline has shown the result of pollution control in the Pearl River Delta. However, it is noteworthy that the metal concentrations in the most recent sediment still remained considerably high. Taken together, the enrichment of heavy metals in sediments was largely controlled by anthropogenic pollution.     

珠江三角洲表层沉积物中丁基锡的初步测定

以正己烷和正己烷∶乙酸乙酯(1∶1)序列萃取沉积物中的丁基锡,以气相色谱-原子发射光谱联用仪(GC-AED)对珠江三角洲表层沉积物中的丁基锡进行了检测。结果表明,在珠江三角洲沉积物中存在较为广泛的丁基锡污染,其中三丁基锡(TBT)的浓度范围约为20～380 ng/g(干样),其区域面源背景在n×10 ng/g(干样,n<10)水平。珠江广州河段、黄埔港水域以及澳门外港表层沉积物中三丁基锡的含量较高,与航运和船舶修造有关。      

珠江干流河口水体有机氯农药的时空分布特征

珠江干流河口6个水样均检出有21种有机氯农药(OCPs).OCPs的定量分析结果显示,洪、枯季珠江干流河口水体中OCPs总量(颗粒相和溶解相)分别是9.7～26.3ng/L、41.7～122.5ng/L;珠江干流河口水体中∑六六六和∑其它OCPs的浓度(＞＞)∑DDTs的浓度.OCPs含量的季节变化明显,枯季水体中OCPs的含量明显高于洪季的含量.OCPs的含量和分布表明,珠江干流河口沿程存在不同的OCPs化合物输入,特别是东江网河区OCPs的输入对狮子洋水体中OCPs含量的影响较为突出,这种非点源污染特性在洪季表现更为突山.     

数理统计分析方法用于珠江三角洲表层沉积物中有机污染物分析

利用环境统计分析技术对珠江三角洲水体表层沉积物样品中优控有机污染浓度的定量分析数据进行分析。因子分析结果表明，主要有三种类型的污染物来源，它们对环境样品的贡献分别为56%、19%和12%，对三个因子的组成也进行了探讨。     

连续加速溶剂萃取对环境介质中多环芳烃的提取特征

应用连续加速溶剂萃取(ASE)技术以4种不同的溶剂分别对2个土壤、 2个沉积物以及1个页岩样品进行3次抽提.结果表明,第1次得到的多环芳烃(PAHs)组分占据了全部含量的一半以上,甲苯是4种有机溶剂中抽提效率最高的;对于给定样品,连续ASE所得到的PAHs来源指标都相似,表明应用这些指标进行PAHs来源判定的可行性.     

珠江三角洲河流沉积物中的壬基酚

对珠江三角洲河流表层沉积物中的壬基酚(NP)进行了分析.结果表明,NP在所有样品中均有检出,其含量范围在110～7808ng/g之间.其中,珠江广州河段污染水平最高,狮子洋水道明显低于上游珠江广州河段,东江位居其后,西江最低.沉积物中总有机碳(TOC)的分布特征与NP相似,相关分析显示TOC与NP之间显著性相关.