珠江虎门河口表层沉积物中酸可挥发性硫化物的重金属同步提取

测定了珠江虎门河口16个站位的表层沉积物样品中的酸可挥发性硫化物(AVS)和同步提取重金属(SEM)Cu、Co、Cr、Pb、Zn、Cd、Ni、Ba和V的含量。结果表明,AVS的浓度范围为0.13～31.68μmol/g,平均值为8.54μmol/g;SEM的浓度范围为0.37～5.54μ/g,平均值为1.84μ/g。采用SEM/AVS比值评价方法和SEM-AVS差值评价方法预测沉积物中重金属的生物有效性,结果表明,除P3、P13、P16、P19、P20的表层沉积物中重金属对水生生物可能具有中等毒性水平外,其余站点的表层沉积物中重金属对水生生物无不良影响。     

应用生物配体模型评价海洋沉积物重金属毒性的研究进展

海洋沉积物中金属毒性的判定一直是较为复杂的科学问题。近年来较多的研究表明,沉积物中金属的毒性和生物可利用性与其总含量无关,而与其存在形态密切相关。沉积物生物配体模型(s-BLM)是建立在较新的科研成果上用以判断沉积物中金属毒性的一个综合模型。s-BLM主要应用于有氧环境下,在测定活性金属、硫化物、有机碳的基础上,结合间隙水中的化学成分来计算多种金属的毒性阈值。s-BLM与以往应用于厌氧环境下的酸可挥发性硫化物/同步萃取金属(AVS/SEM)模型形成互补,从而能够全面系统的判断沉积物中的多种重金属(Cu、Pb、Zn、Ni、Cd、Ag)的生物毒性。本文全面介绍了s-BLM的由来和构建,重点探讨了其应用、研究进展及局限性。目前,该模型在国际上已受到广泛关注和应用,但我国在该方面的研究尚属空白。类似模型的研究和发展对于更科学的制定沉积物环境质量标准有重要意义。     

珠江口桂山岛沉积物中重金属生物毒性评价和同步萃取金属形态特征

采用冷扩散法和连续萃取方法对珠江口桂山岛附近7个位点表层沉积物中酸可挥发性硫化物(AVS)、同步萃取重金属(SEM)和沉积物中重金属形态进行了研究.研究结果表明,表层沉积物中AVS含量较低,沉积物中重金属主要以残留态和硫化物结合态存在,其次为还原态、有机质结合态和少量弱酸提取态.Pearson相关分析表明,沉积物中SEM与Ca(r=0.677)、Al(r=0.668)和Fe(r=0.787)有显著正相关关系,而与有机碳(r=-0.908)有显著负相关关系,沉积物组分影响着重金属的生物毒性,SEM/AVS预测可能会过高估计重金属生态毒性.由150μmol.g-1(∑SEM-AVS)/fOC340μmo.lg-1,表层沉积物中重金属对底栖生物有潜在或慢性毒性作用.对沉积物样品中SEM结合特征研究表明,SEM-Cu主要为Cu弱酸提取态、还原态和硫化物结合态,另有部分有机质结合态和少量残留态;SEM-Pb和SEM-Ni主要为Pb和Ni残留态,同时还包括Pb和Ni全部弱酸提取态、还原态、有机质结合态和硫化物结合态;SEM-Zn主要为Zn弱酸提取态、还原态和硫化物结合态,另有少量的有机质结合态.     

舟山近岸海域沉积物中重金属的生物有效性研究

对舟山附近海域沉积物中的酸可挥发性硫化物（AVS）、同步提取重金属（SEM）和5种重金属的分布进行了调查,并用（SEM-AVS）差值法对上述重金属的生物有效性进行了研究。结果表明,该海域表层沉积物中AVS和SEM含量均较低,AVS含量范围为0.005~4.21 μmol/g,平均含量为0.546 μmol/g,SEM含量范围为0.3356~1.614 μmol/g,平均含量为0.7998 μmol/g;表层沉积物中Cu、Pb、Zn、Cr和Cd的平均含量分别为24.65×10-6、27.21×10-6、114.5×10-6、58.26×10-6和0.142×10-6。（SEM-AVS）差值法的结果表明除5个站位外,其余站位沉积物中重金属对生物可能具有中等毒性。     

沉积物中Pb和Cd对泥鳅的毒性效应及其基准阈值的验证

为探讨沉积物中AVS(acid volatile sulfide,酸挥发性硫化物)和SEM(simultaneously extracted metals,同时提取金属)对重金属生物有效性和基准验证的影响,以泥鳅为受试生物,以死亡率、鳃部渗血率和体质量变化为测试终点,研究了沉积物和上覆水中重金属Pb、Cd对底栖生物的毒性效应,并对文献中Pb、Cd沉积物基准阈值进行了验证. 结果表明:沉积物中Pb、Cd对泥鳅21 d的LC₅₀(半数致死浓度)分别为391、37.0 mg/kg;上覆水中ρ(Pb2+)和ρ(Cd2+)较低,对生物毒性效应贡献可以忽略. 经验证,Pb和Cd的TEL(threshold effect level,临界效应浓度)和PEL(probable effect level,必然效应浓度)基本符合其所代表的意义,Pb、Cd加标浓度(以w计)低于其对应的TEL时不具有毒性,高于其对应的PEL时具有明显毒性,介于二者之间时毒性不确定. SEM/AVS(物质的量比)和生物死亡率有明显的相关性,当该比值大于1.00时,重金属对泥鳅有明显的毒性效应.      

太湖梅梁湾沉积物中酸挥发性硫化物垂直变化特征研究

水体沉积物中的酸溶性硫化物 (AVS)极易与二价金属阳离子反应生成难溶金属硫化物 ,从而控制沉积物中二价有毒金属的化学活性和生物有效性 .测定沉积物中的AVS和同步提取金属 (SEM) ,依据SEM AVS的比值可作为判定重金属生物有效性的良好指标 .通过对太湖梅梁湾 2个不同站点沉积物中AVS与SEM随深度分布的研究得出 :①AVS含量随着深度的加深先上升后降低 ,SEM含量随深度的加深呈逐渐降低趋势 ;②SEM AVS只在最表层 (0～ 2cm)大于 1,低于这一层都小于 1.③在表层沉积物 (0～ 2cm)中 ,可能存在重金属生物毒性效应 .但对于单个金属而言 ,Ni、Cu具有产生毒性作用的潜能 ,而Zn、Pb对沉积物中的生物不具有毒性 .     

淡水沉积物中重金属对底栖生物毒性及其生物有效性研究

以淡水单孔蚓(Monopylephorous limosus)、伸展摇蚊(Chironomus tentans)为受试生物,以生长抑制率、死亡率、自断率为测试终点,研究了沉积物中5种重金属(Cu、Cd、Ni、Pb、Zn)对底栖生物的毒性效应,探讨了沉积物中酸挥发性硫化物(Acid Volatile Sulfide,AVS)和同时提取金属(Simultaneously Extracted Metals,SEM)与生物毒性之间的关系.结果表明:5种金属加标沉积物对淡水单孔蚓和伸展摇蚊的毒性顺序分别是Cd(LC50281 mg·kg-1)Ni(LC50646 mg·kg-1)Cu(LC50830 mg·kg-1)Pb(LC501040 mg·kg-1)Zn(LC501320 mg·kg-1);Cd(LC5026.3 mg·kg-1)Pb(LC50248 mg·kg-1)≈Cu(LC50256 mg·kg-1)Ni(LC50343 mg·kg-1)Zn(LC501400 mg·kg-1).当SEM/AVS1时,除Cd外其他4种金属对淡水单孔蚓、伸展摇蚊幼虫均表现出较为明显的毒性效应,而且Pb、Ni、Zn对两种生物的毒性效应与SEM/AVS值之间表现出良好的一致性,说明SEM/AVS可以较好的反映沉积物中重金属的生物有效性.     

黄河口近岸海域沉积物酸可挥发性硫化物(AVS)的研究

测定了黄河口近岸海域11个站位表层沉积物样品的酸挥发性硫化物(AVS)和同步浸提重金属(SEM)含量,对AVS、SEM和差值(SEM-AVS)的大小和平面分布进行了分析,结果表明:该海域表层沉积物AVS含量范围为0.152～1.847 μmol/g,平均值为0.935 μmol/g;SEM含量分布范围为0.899～1.863 μmol/g,平均值为1.327 μmol/g,调查海域表层沉积物SEM-AVS差值的变化范围为-0.594～1.365 μmol/g,平均值为0.392 μmol/g.黄河口门沉积物中重金属(SEM)可能对水生生物有一定的毒性;在调查海域的东部和北部海域存在两个低值区,沉积物中重金属是安全的,从黄河口向莱州湾内,沉积物重金属对水生生物的毒性是逐渐降低的.     

大风江口海域沉积物酸可挥发性硫化物、重金属分布及风险评价

为了解广西北部湾典型亚热带主要入海河口区——大风江口海域沉积物重金属生物毒性/生态风险现状,以2018年7月在该区域采集的10个采样点表层沉积物为基础,采用冷扩散法提取样本中酸可挥发性硫化物（acid volatile sulfides,AVS）,并同步提取重金属（simultaneously extracted heavy metals,SEM）,采用碘量法测定AVS含量,采用电感耦合等离子体原子发射光谱法测定同步浸提的Cr、Cu、Zn、Cd、Pb等5种重金属元素含量（同步提取的5种重金属含量之和用∑SEM表示）,并利用∑SEM/AVS比值法和∑SEM-AVS差值法进行沉积物重金属生态风险评价.结果表明:大风江口海域表层沉积物AVS含量范围在0.33~9.30 μmol/g之间,平均值为（3.63±2.76）μmol/g,AVS含量呈现由河流向入海河口区域递减的趋势;∑SEM范围在2.12~27.08 μmol/g之间,平均值为（7.61±7.32）μmol/g,∑SEM呈由河流向开阔海域先增加后递减的趋势;相比于其他海区,大风江口海域沉积物中AVS含量和∑SEM均较高.大风江口海域沉积物中AVS含量与溶出液pH（7.59~8.89）、沉积物氧化还原电位（E_h）（-165~182 mV）均呈显著负相关,表明沉积环境中E_h和pH越低,越有利于AVS的生成.大风江口及邻近海域表层沉积物中∑SEM/AVS和∑SEM-AVS的变化范围分别为0.62~15.33和-3.49~22.90 μmol/g.研究显示,大风江口海域表层沉积物中重金属具有潜在中等或高的毒性生态风险,应加强重金属污染防控.      

相平衡分配法在滇池沉积物环境质量评价中的应用研究

对滇池8个采样点沉积物固相和间隙水中的金属含量进行分析测定,用实测方法计算Cu、Zn、Pb、Cr、Cd、Hg、As等7种金属在滇池沉积物中的分配系数Kp,利用相平衡分配法和国家地表水环境质量标准(GB3838-2002)中的Ⅲ类水质标准确定了滇池沉积物环境质量基准重点探讨了沉积物中的细颗粒物质(＜63μm)、酸可挥发性硫化物(AVS)、有机碳(TOC)等主要金属结合相对基准的校正方法.通过对118个样点沉积物中各金属的含量与确定的滇池沉积物环境质量基准值进行比较,结果表明,滇池沉积物存在较为严重的As、Cu、Zn、Cr污染,Pb、Cd污染有扩大的趋势.在外源污染得到控制、水质得到改善的情况下,滇池沉积物会成为内在的金属污染源.     

根据SSD推导PFOS沉积物质量基准及其在生态风险评估中的应用

沉积物中蓄积的PFOS（perfluorooctane sulfonate,全氟辛烷磺酸）对水体生态环境具有潜在的危害.为了合理评估沉积物中PFOS的危害,探究了沉积物中PFOS对摇蚊（Chironomus kiiensis）、钩虾（Hyalella azteca）、霍甫水丝蚓（Limnodrilus hoffmeisteri）等底栖生物的毒性效应;同时,以毒性试验结果和搜集的PFOS相关毒性数据为基础,利用SSD（species sensitivity distributions,物种敏感度分布法）推导PFOS沉积物质量基准;最后,将基准值与从文献中搜集得到的我国七大水系沉积物中w（PFOS）进行比较,以评估PFOS风险.结果表明:①沉积物中PFOS对摇蚊的毒性效应最为显著,其96 h、10 d、21 d毒性试验中LC₅₀分别为0.894、0.770和0.536 μg/g（以干质量计,下同）;10 d毒性试验中w（PFOS）最高值为156.5 μg/g时,钩虾未出现显著死亡,21 d毒性试验中LC₅₀为70.5 μg/g;在w（PFOS）最高值分别为112.4和76.4 μg/g的10和21 d毒性试验中,霍甫水丝蚓均未出现显著死亡.②沉积物中PFOS的CMC_sed（急性基准值）为28.6 μg/g,CCC_sed（慢性基准值）为0.060 μg/g.③我国七大水系96.0%的沉积物中w（PFOS）低于CCC_sed;其余的沉积物中w（PFOS）高于CCC_sed但低于CMC_sed,这些采样点主要分布在黄河中下游和长江下游.研究显示,我国七大水系沉积物中PFOS总体风险较低,但黄河中下游和长江下游沉积物中蓄积的PFOS可能具有潜在的风险,需要给予更多的关注.      

香港河流及近海表层沉积物和孔隙水的毒性研究

采集并测定了香港重点监测河流河口及近海处的表层沉积物、孔隙水样品的理化特征及生物毒性；对比了沉积物与孔隙水、孔隙水与上覆水、经过不同处理的孔隙水以及加入重金属前后沉积物与孔隙水的毒性，并进行了浸提实验及其毒性测定，研究结果表明，当重金属的含量很低时，沉积物孔隙水中硫化物和非离子氨可能是引起孔隙毒性的最主要因素；在SEM／AVS小于1的情况下，沉积物的毒性与SEM／AVS的值无关，其毒性取决于沉积物中AVS及其他有机物的含量；浸提实验由于破坏了沉积物中的硫化物可能无法反映真实毒性。     

我国淡水中锌的水生生物水质基准和生态风险

选取了中国常见的5种本土生物物种作为受试物种进行锌的急慢性毒理学实验,并搜集整理了其他国内外已报道的锌对中国本土物种的毒性数据,推导出锌的淡水水生生物的短期和长期水质基准。结果表明:由物种敏感度分布法(SSD)推导出的短期基准和长期基准分别为102.33,25.03μg/L,由毒性百分数排序法推导出的基准最大浓度(CMC)和基准连续浓度(CCC)分别为105.94,38μg/L,两种方法得出的基准值无显著差异,最终选用物种敏感度分布法得出的基准作为我国淡水中锌的水生生物基准。另外,运用商值法对我国主要水体中锌的生态风险进行评价,发现锌对水生生物的生态风险逐年升高,尤其是铅锌矿区周围水体中锌的生态风险更应引起广泛关注。     

硝酸钙对河流底泥中含硫化合物嗅味原位控制

以硝酸钙作为氧化剂,对深圳河污染底泥典型嗅味物质AVS（酸挥发性硫化物）和GEM（土臭素）及2 MIB（2 甲基异莰醇）进行原位控制. 结果表明,当硝酸钙投加量（以单位质量AVS所需NO3- N质量计）为1.68 g/g,AVS去除率达到92%,且可有效避免硝酸钙向上覆水释放,适合工程应用. 但是,硝酸钙对河流底泥GEM和2 MIB等典型嗅味物质的原位控制效果较差. 硝酸钙能够引起底泥中微生物多样性增加,16S rDNA指纹图谱显示,优势菌株包括去除AVS的脱氮硫杆菌(Thiobacillus thioparus),反硝化细菌(Simplicispira sp.和Rhodanobacter sp).以及降解有机物的菌株(Simplicispira sp.、Lysobacter sp.、Pseudoxanthomonas sp.)等.      

博斯腾湖沉积物中的酸可挥发性硫化物

沉积物中的酸可挥发性硫(AVS)易与二价金属结合生成难溶金属硫化物(MeS),进而制约二价有毒金属的化学活性和生物可利用性。通过测定AVS和同步提取金属(SEM),依据SEM/AVS的比值可判定沉积物中二价重金属的活性。文章对新疆博斯腾湖大、小湖区沉积物样品进行了分析,结果表明:AVS的含量受进水水质和人为活动影响较大,SEM的分布也有类似的分布特征。各采样点表层沉积物SEM/AVS比值均<1,说明沉积物中二价金属的化学活性和生物可利用性都较低。AVS的垂直分布随着深度的增加先降低后略有升高;SEM随深度的加深呈逐渐降低趋势。与太湖相关的研究结果对比发现,博斯腾湖AVS含量高于太湖五里湖区,而SEM低于太湖。     

BAF-BAC组合工艺对受污染河水水质净化研究

研究通过采用BAF-BAC组合工艺净化受污染河水,进行了该系统对主要污染物指标的去除效果分析,并结合多种生物毒性效应检测,进行了系统对生物毒性物质的去除研究。结果表明:组合工艺系统稳定运行阶段,对COD、NH3-N和TN平均去除率分别在60%、96%和19%左右。试验条件下最适宜水力负荷10 L/h,BAF单元最佳气水比为7:1时,系统对上述污染物的去除率分别达到72%、99%和20%。发光菌抑制试验表明,受污染河水在浓缩50、10和2倍时,相对抑制率均高于80%,经BAF-BAC组合装置净化后,相对抑制率分别为15.8%、7.8%和3%,出水水质没有表现出明显急性毒性特征;受污染河水对大型蚤急性致死率达到100%,而最终出水大型蚤死亡率为0%;在浓缩50倍、20倍、10倍和1倍时,受污染河水水样对仔鱼的致死性分别为100%、70%、20%和0,最终出水水样中仔鱼死亡率均为0,说明组合工艺系统各单元对此类毒性物质均有去除效果。