湖泊沉积物质量基准研究进展

当前湖泊沉积物污染问题日益引起广泛关注,建立切实可行的沉积物环境质量基准,是对受污染沉积物进行科学评价和有效治理的重要前提。本论文介绍了沉积物质量基准的概念和国内外在该领域的最新研究进展,阐述了建立沉积物质量基准的主要方法,并对当前沉积物质量基准存在的关键问题和未来研究前景进行了分析。作者认为,当前亟待开展复合污染条件下的沉积物环境质量基准研究,应注重数值型沉积物质量基准和生物响应型沉积物质量基准的有机结合,加快建立沉积物毒性试验的标准方法体系,加强沉积物污染物的赋存形态与迁移转化规律研究,探索建立符合我国区域特点的沉积物质量基准理论、技术和方法体系,提高沉积物质量基准的准确性、针对性和适用性。     

美国水环境质量基准体系

美国依据《清洁水法》建立了一套较完善的水环境质量基准体系,并开展了水生生物基准、人体健康基准、营养物基准、沉积物质量基准、细菌基准、生物学基准、野生生物基准和物理基准等方面的研究. 在重点分析美国水环境质量基准体系、基准制定方法和研究进展的基础上,提出了我国开展水环境质量基准研究的建议,即提高对我国开展水环境质量基准研究的迫切性和重要性的认识,并根据我国的实际情况,建立一套适合我国国情的水环境基准体系和基准制订工作指南,同时做好国外水环境质量基准的采用与验证工作.      

重金属污染沉积物质量评价研究—以太湖为例

以太湖的表层沉积物为研究对象,运用相平衡分配法(EqP)探讨了沉积物中4种重金属(Cu, Pb, Zn, Cd)的沉积物质量基准(CSQC)值;根据美国国家环境保护局(US EPA)基于水生生物对重金属的最终慢性毒理水平的淡水水质基准,制定了太湖4种重金属(Cu, Pb, Zn,和Cd)的沉积物质量基准值分别为145.2,308.72,293.01,0.46mg/kg.以此CSQC为参比值,参考潜在生态危害指数法对各元素赋予不同的权重值,运用综合污染指数法对太湖沉积物重金属的环境质量进行评价,结果显示,2010年8~9月太湖沉积物质量基本为良.这一结果与沉积物重金属总量分析结果一致.     

基于平衡分配法的太湖沉积物重金属质量基准及其在生态风险评价中的应用研究

水体沉积物评价和管理中最紧迫的问题是建立水体沉积物质量基准以保护水生生物.以太湖为研究对象,利用平衡分配法初步探讨了太湖不同湖区中Pb、Cu、Zn、Cr4种重金属的质量基准,分析了各校正项对不同重金属基准的贡献,利用基于沉积物质量基准的SQG-Q法对太湖各湖区沉积物重金属的潜在生态风险进行了评估.结果表明：SQGPb、SQGCu、SQGZn和SQGCr分别为21.2～307.4mg·kg-1、52.3～281.0mg·kg-1、399.7～1659.1mg·kg-1和21.2～68.7mg·kg-1,不同湖区沉积物重金属质量基准存在差异;SQGPb基本由AVS校正决定,Kp·WQC值和粒径校正两者主要决定了SQGCu和SQGZn,SQGCr则由Kp·WQC值、粒径校正、残渣态校正共同决定;四种重金属含量与沉积物质量基准初步值相比,超基准程度次序为Cr〉Pb〉Zn〉Cu;太湖各湖区沉积物中的重金属存在中等潜在生态风险,且大小顺序为竺山湾〉梅梁湾〉贡湖湾〉东太湖〉西部沿岸区和东部沿岸区〉湖心区〉南部沿岸区.     

浅论海洋沉积物标准的几个问题

简要介绍了海洋沉积物质量基准的研究方法，重点讨论了平衡分配法在确定沉积物基准研究中的广泛用途。理论计算结果与两个海湾多年的监测结果相吻合。     

流域水质目标管理技术研究(Ⅱ)——水环境基准、标准与总量控制

水环境质量基准与标准是有效实施环境水质目标的主要基础和管理依据. 明确了水环境质量基准与标准的基本概念,系统地介绍了国外水环境质量基准与标准的研究、使用现状以及我国流域水环境污染和环境标准建立的特征,阐述了水环境质量基准与标准在环境毒理学评估、污染物风险识别、水生态污染效应、沉积物质量控制研究等方面的应用与发展趋势. 结合我国水环境质量基准与标准研究的实际,提出了建立我国在新型污染物和复合污染水质基准两方面的研究内容,并对我国水质基准支持条件下的水生态安全以及污染物总量控制研究做进一步探讨.       

锦州湾沉积物中重金属污染的潜在生物毒性风险评价

选择污染严重的锦州湾表层沉积物作为研究对象,运用2套由生物效应数据库法导出的沉积物质量基准(ERL/ERM和TEL/PEL)评价了锦州湾沉积物中重金属的生物毒性风险.同时与地累积指数对重金属污染的评价结果进行了比较.结果表明,潜在生物毒性风险评价和重金属污染评价所反映的结果相一致,可以相互补充和借鉴.基于生态效应数据库法的沉积物质量基准可以有效的评价重金属潜在生物毒性风险.     

基于相平衡分配法的店埠河沉积物重金属质量基准研究

以店埠河为研究对象,采用校正后的相平衡分配法推导了店埠河沉积物中5种重金属（Cr、Cu、Zn、Cd、Pb）的沉积物质量基准（SQG）值,并分析了各金属结合相对不同重金属沉积物质量基准的贡献。结果表明：店埠河沉积物中Cr、Cu、Zn、Cd和Pb的沉积物质量基准值分别为318.80、122.24、1 326.99、7.88和31.43 mg/kg;各金属结合相对不同重金属的沉积物质量基准值的贡献存在差异,细颗粒物（粒径<63μm）对店埠河5种重金属沉积物质量基准值的贡献率为24.49%～48.93%,其中对Cr、Zn和Cu的沉积物质量基准值的贡献最大。酸可挥发性硫化物对Cu、Zn、Cd和Pb的沉积物质量基准值的贡献率分别为2.11%、0.22%、50.13%和21.67%,主要决定着Cd的SQG。总有机碳和残渣态对这5种重金属SQG的贡献率较低,均不足3%。     

太湖和辽河沉积物重金属质量基准及生态风险评估

以太湖、辽河的表层沉积物为研究对象,运用相平衡分配法（EqP）初步探讨了两流域沉积物中4种重金属（Cd,Cu,Pb,Zn）的沉积物质量基准（C_SQC）推荐值,并对两流域沉积物中的重金属进行了生态风险评估. 根据美国国家环境保护局（US EPA）基于水生生物对重金属的最终慢性毒理水平的淡水水质基准,制定了太湖及辽河4种重金属（Cd,Cu,Pb和Zn）的沉积物质量基准推荐值分别为6.42,55.3,20.6和201.5 mg/kg及5.42,52.8,18.9和177.7 mg/kg. 通过与不同国家及地区制定的C_SQC值进行比较,推算出4种重金属的C_SQC值大都接近所有数据的中间值. 从沉积物固相和间隙水相2个不同的角度对沉积物中重金属进行的生态风险评估表明,两流域的大部分区域同步可提取重金属（SEM）与酸可挥发性硫化物（AVS）含量的差值大于0,而_i［C_Ti］/［C_SQC,i］值与_i［C_IW,i］/［CCC_i］值均大于1,说明在整体上两流域沉积物中的重金属存一定的生态风险. 由于未考虑各金属元素之间的拮抗或协同等作用以及底栖生物敏感性的问题,所使用的生态风险方法在评价生态风险方面可能会相对有所偏差.      

河流沉积物重金属污染质量控制基准的研究Ⅱ.相平衡分配方法(EqP)

以重金属污染严重的江西乐安江表层沉积物为对象,利用热力学相平衡分配法(EqP)和相关基础数据库,研究探讨了该流域沉积物中重金属污染的数值型质量控制基准(SQC).结果表明,铜矿采矿活动导致某些江段沉积物中铜实际污染程度远高于相应的SQC水平.另外, 由于沿江中、小工矿企业废水的随意排放,同样造成附近沉积物中铅、锌、铬等重金属含量不同程度地超出各自的基准数值.此SQC的建立为制订该流域沉积物质量管理标准(SQS)及污染治理措施提供科学依据.     

河流沉积物重金属污染质量控制基准的研究Ⅰ.C-B-T质量三合一方法(Triad)

在综合数据库ＣＥＲＰＤＢＭＳ支持下，利用水体沉积物质量三合一工具（Ｔｒｉａｄ），初步建立江西乐安江表层沉积物中重金属污染的质量控制基准（ＳＱＣ）．通过将化学分析（Ｃ）、毒性鉴定（Ｔ）和底栖群落结构变化（Ｂ）三基元集成为一体的三轴图和相应的响应信息判断矩阵，基于现场生物响应的沉积物质量基准能较为清晰地指示乐安江流域表层沉积物中重金属污染的相对程度和分布模式，体现底栖生物对沉积物重金属污染的剂量响应关系，为进一步制订该区域沉积质量管理标准（ＳＱＳ）、开展后续的污染治理与恢复工程提供技术保证和科学依据．     

河流沉积物重金属污染质量控制基准的研究 Ⅰ.C-B-T质量三合一方法(Triad)

在综合数据库ＣＥＲＰ－ＤＢＭＳ支持下，利用水体沉积物质量三合一工具，初步建立江西乐安江表层沉积物中重金属污染的质量控制基准。通过将化学分析、毒性鉴定２和底栖群落结构变化三基元集成为一体的三轴图和相应的响应信息判断矩阵，基于现场生物响应的重金属污染的剂量－响应关系。     

河流沉积物重金属污染质量控制基准的研究 Ⅱ.相平衡分配方法(EqP)

以重金属污染严重的江西乐安江表层沉积物为对象，利用热力学相平衡分配法（ＥｑＰ）和相关基础数据库，研究探讨了该流域沉积物中重金属污染的数值型质量控制基准（ＳＱＣ）。结果表明，铜矿采矿活动导致某些江段沉积物中铜实际污染程度远高于相应的ＳＱＣ水平。另外，由于沿江中、小工矿企业废水的随意排放，同样造成附近沉积物中铅、锌、铬等重金属含量不同程度地超出各自的基准数值。此ＳＱＣ的建立为制订该流域沉积物质量管理标     

Sediment quality guidelines and assessment: overview and research needs

Under the Clean Water Act (CWA), the EPA is responsible for protecting the chemical, physical, and biological integrity of the nation’s waters. Toxic contaminants in bottom sediments of the nation’s lakes, rivers, wetlands and coastal water create the potential for continued environmental degradation, even where water column contaminant levels comply with established water quality criteria. In response, EPA has developed an Agency-wide Contaminated Sediment Strategy to address the problem of contaminated sediments. One key feature of this strategy is the development of Sediment Quality Guidelines (SQGs). SQGs would be used to assess the extent of sediment contamination, or to implement measures designed to limit or prevent additional contamination. A number of specific technical approaches for the development of SQGs that are based on theoretical and empirical foundations have been proposed, including effects-based correlative approaches, equilibrium partitioning, and consensus using a combination of approaches. While each have their own advantages and limitations, any SQG must consider the bio-availability of contaminants in the sediment and the ecological realism associated with the implementation. Therefore, it is clear that the implementation of any SQG will incorporate biological testing. Based on the current state of the science, EPA will likely proceed with the establishment of formal SQGs which will rely heavily on the equilibrium partitioning (EqP) approach. There are a number of significant research needs that will need to be addressed as the EqP approach is implemented, including sediment quality modeling, sediment toxicity identification evaluations, studies that address bio-availability, studies that address the relative importance of exposure via sediment ingestion or ingestion of contaminated benthos, toxicological demonstrations of applicability of any SQGs, field verification, extension of the non-ionic mixture models to non-PAH compounds, and the establishment of toxicological databases (with benthic organisms) for standard toxicity endpoints.     

Developing sediment quality criteria for heavy metal pollution in the Le An River with equilibrium partitioning approach

１ＩｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎＡｃｔｉｎｇａｓｒｅｐｏｓｉｔｏｒｙｏｒｓｏｕｒｃｅｏｆｖａｒｉｏｕｓｃｏｎｔａｍｉｎａｎｔｓｕｎｄｅｒｄｉｆｅｒｅｎｔｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ，ｐｒｏｂｌｅｍｓｅｄｉｍｅｎｔｓｍａｙｔｈｒｅａｔｅｎｔｈｅａｑｕａｔｉｃｏｒｇａ...     

林丹的吸附解吸行为对其沉积物基准的影响

研究了林丹在3种沉积物上的吸附/解吸行为.结果表明,在3种沉积物上的吸附等温线都符合Freundlich模型,其吸附性能受有机碳含量和颗粒分布的影响.而解吸等温线明显地偏离吸附等温线,存在显著的解吸滞后现象,解吸用二元平衡解吸(DED)模型进行拟合,效果良好.解吸不可逆程度随着沉积物中林丹初始浓度增大而增大.由DED模型推算的沉积物基准值比用线性模型推算的基准值高46倍以上.