好氧高温堆肥处理对猪粪中重金属形态的影响

用 Tessier 连续提取法研究了好氧高温堆肥处理对猪粪中重金属结合形态变化的影响.结果表明,经过好氧堆肥处理,猪粪中 Pb、Cu、Zn、Ni、Cr、Cd、As 的总浓度升高;碳酸盐结合态 Ni、Zn 的浓度降低,其余 Pb、Cu、Cr、Cd 的浓度都升高;硫化物及有机结合态、残渣态重金属的浓度普遍升高,仅有硫化物及有机结合态 As 和 Zn 的浓度下降;可交换态 Cu、Zn、Cr、As 的浓度显著降低.堆肥处理可以降低可交换态和碳酸盐交换态 Pb、Ni、Cu、Cr、Zn、As 和铁锰氧化物结合态 Pb、Cu、Cr、As 的分配系数,因此可以降低猪粪中重金属的有效性.堆肥处理有利于降低猪粪土地利用中重金属污染的风险.     

太原市河道沉积物重金属形态研究

采集太原市区8条河道的沉积物,对其重金属污染特征进行了研究。着重分析了Cd、Cr、Zn、Cu、Ni、Pb的5种形态的分布规律。结果表明,沉积物中Ni、Zn、Cr有不同程度的超标现象。各种元素的残渣晶格结合态含量均较多,除此外Cd、Zn、Ni主要以碳酸盐结合态、有机物与硫化物结合态存在,Cu、Pb、Cr主要以有机物与硫化物结合态、Fe/Mn氧化物结合态存在,只是所占比例不同。Zn与Ni的生物迁移指数较大,是本地区河道重金属污染控制的重点。     

巢湖沉积物中重金属的BCR形态分析

以巢湖沉积物为研究对象,利用BCR(European Communities Bureau of Reference)连续提取法分析了沉积物样品中Zn、Cu、Pb、Cd、Mn赋存特征,分为可交换态及碳酸盐结合态、铁锰氧化物结合态、有机物及硫化物结合态和残渣态。结果表明:南淝河入湖区S1采样点五种金属总量都达到最高,兆河入湖区S2采样点金属总量浓度最低。五种金属中锌和锰的质量较高,重金属回收率分别为:锌(93%),铜(92%),铅(90%),镉(92%),锰(93%)。Cu以残渣态为主(54.7%),Zn以铁锰氧化物结合态为主(40.5%),Pb以有机物、硫化物结合态为主(35.3%),Cd和Mn以可交换态及碳酸盐结合态为主,所占比例分布为41.9%、58.6%。研究表明,应用BCR连续提取法有助于确定沉积物中重金属的污染状况和潜在释放能力。     

典型有色金属矿山城市小河流沉积物重金属形态分布及风险评估

采用改进的Tessier连续提取法分析了铜陵市惠溪河表层沉积物中7种重金属(Cd、Cr、Cu、Zn、Ni、Pb、As)的形态分布,并以风险评价编码法(RAC)和平均沉积物质量基准系数法(SQG-Q)对沉积物重金属污染程度和生态风险进行评价.结果表明:①Cr和As主要以残渣态存在,Zn、Ni和Pb主要以残渣态和Fe-Mn氧化物结合态存在,Cu主要以有机结合态存在,Cd有机结合态的质量分数较低,其它几种形态大体接近.②Cd、Cr、Cu、Zn、Ni、Pb和As有效态的质量分数分别为46.48%、4.62%、4.05%、4.12%、9.17%、0.97%和0.03%;按照RAC判定,Cd对环境构成高风险,Cr、Cu、Zn和Ni的环境危害处于低风险水平,Pb和As则无风险.③惠溪河沉积物SQG-Q均值为10.42,远大于1.0,表明该河流具有非常高的潜在生物毒性效应;Cd、Cr、Cu、Zn、Ni、Pb和As的PEL-Q系数分别为4.23、1.14、20.75、6.04、2.33、4.58和41.71,表明7种重金属的潜在生物毒性很大,不利生物效应将频繁发生.     

重金属元素BCR提取法及在太湖沉积物研究中的应用

采用BCR提取法,HCl-HNO3-HF消化法和ICP-AES仪器测定了西太湖沉积岩芯中Cu,Fe,Mn,Ni,Pb和Zn 6种重金属元素不同形态的质量分数.结果表明:采用BCR方法对太湖沉积物重金属元素形态进行提取,提取结果具有较高的精度和稳定性;受元素地球化学性质及沉积物理化性质的影响,Cu,Fe,Ni和Zn以残渣态为主;Mn以可交换态及碳酸盐结合态为主;Pb的有机物及硫化物结合态,Fe/Mn氧化物结合态以及残渣态的质量分数基本一致;重金属元素Fe/Mn氧化物结合态的质量分数与可还原态Mn质量分数有较好的正相关性,有机物及硫化物结合态的质量分数与有机质质量分数相关性较好.      

连环湖阿木塔泡沉积物中重金属形态及其对环境影响分析

采用了BCR三步提取法,对连环湖阿木塔泡AMT岩芯沉积物中的Mn、Cr、Cu、Fe、Ni、Pb和Zn等7种重金属元素的化学形态进行了分析。结果表明：Cr、Cu、Fe、Ni、Pb、zn元素以残渣态为主,Mn元素以可交换态及碳酸盐结合态为主。Cr、Cu、Ni、Pb的有机物及硫化物结合态、Fe—Mn氧化物结合态含量较高,Zn的有机物及硫化物含量较高。其中,Mn、Cr、Ni和Pb对环境产生危害的可能性最大,对这几元素应该予以足够的关注。     

渤海东部和黄海北部沉积物中重金属分布特征

通过对渤海东部及黄海北部海域138个站位沉积物样品的重金属等含量分析,研究了该海域沉积物重金属元素分布特征及其控制因素.渤海东部及黄海北部海域沉积物中As、Cu、Cd、Cr、Co、Hg、Ni、Pb、V、Zn的平均含量分别为:9.87,20.1,0.15,58.9,11.6,0.02,26.7,23.0,74.0,65.5μg/g;重金属元素Cu、V、Cr、Co、Ni、Zn含量与有机碳含量、小于63μm细粒沉积物呈显著正相关,其在表层沉积物中的分布明显受到有机质含量和沉积物粒径的控制,而As、Hg分布没有明显受到有机质含量和沉积物粒径的影响.富集系数显示, Cr、Co、Ni、Pb、V和Zn为无富集;Cu为轻度富集;As、Cd和Hg为中度富集;依据Q-型聚类分析特征,将研究区域沉积物划分为3个不同的重金属分区,Ⅰ类区沉积物Hg富集程度较高;Ⅱ类区沉积物As富集程度较高;Ⅲ类区重金属元素含量普遍较高,尤其Cu、Zn和Cd含量明显增高.     

基于多元统计分析的辽东湾沉积物痕量金属地球化学特征

为研究辽东湾表层沉积物中痕量金属的地球化学特征和可能产生的生物效应,于2015年在辽东湾设置38个采样点,采集表层沉积物样品,测定其中13种痕量金属污染物的含量,并采用多元统计分析法对其地球化学特征进行研究. 结果表明:辽东湾表层沉积物中w(Al)、w(V)、w(Cr)、w(Mn)、w(Fe)、w(Co)、w(Ni)、w(Cu)、w(Zn)、w(As)、w(Cd)、w(Ba)和w(Pb)平均值分别为55 726.95、76.21、35.59、852.85、30 482.16、11.98、27.88、21.60、76.53、9.16、0.17、396.78和21.72 mg/kg;其中w(Al)最高,占63.51%;w(Fe)其次,占34.74%. 多元统计分析结果表明,痕量金属受氧化还原环境影响强烈,V、Co、Ni、Cu、Zn、As、Cd在沉积物的氧化还原循环中易被Fe氧化物吸附,与Fe氧化物产生共生关系. Ba与Pb存在共生关系,具有相似的物质来源和地球化学特征;Mn是海洋沉积物中主要化学成分;Cr一般和沉积物中的陆地碎屑相结合. 生态效应浓度评价表明,Ni和As偶尔会产生不利的生物效应,产生几率分别为97%和63%;Ni、As、Cu、Pb和Cr长期暴露会产生毒性效应,产生几率分别为100%、94%、74%、6%和3%,Zn和Cd不会产生毒性效应. 根据对生物产生负面效应和毒性效应的概率,痕量金属污染程度的排序为Ni＞As＞Cu＞Pb＞Cr＞Zn=Cd.      

基于地球化学特性的海州湾海洋牧场沉积物重金属研究

海洋牧场是一种新的可持续的生产方式,对中国海洋经济的转型具有重要作用.本文根据海底构筑物的密集程度与投放时间把海州湾海洋牧场划分为3个区(外侧区、内测区、中心区),对表层沉积物的温度(T)、酸碱度(p H)、氧化还原电位(Eh)、表面积平均粒径(D[3,2])、总有机碳(TOC)这5种地球化学指标进行原位调查,采用改进的BCR方法对重金属Cr、Cu、Ni、Zn、Pb、Cd进行连续提取.结果表明,沉积物Eh的横向分布受到了海底构筑物的影响,TOC在11.7~13.5 g·kg-1之间,与p H呈显著负相关;Cu、Zn、Ni、Cr以原生相为主要赋存形态,Pb、Cd以次生相的铁锰氧化物结合态(F2)为主要赋存形态,并受Eh控制;相关性及聚类分析表明,Cr、Cu、Ni、Zn为天然源,Cd、Pb存在明显的人为来源;Cr、Ni、Cu、Zn、Pb、Cd的可交换及碳酸盐结合态(F1)与TOC显著相关,Cr、Ni、Cu、Zn、Pb、Cd铁锰氧化物结合态(F2)、Cr、Ni、Cu、Zn的残渣态(F4)都与沉积物粒度显著相关,不同形态的Cd受多环境因子控制;海洋牧场中心区和外侧区沉积物中重金属总量、次生相含量均较内侧区和对照区要低.由于海底构筑物和水动力学的差异性,海洋牧场内侧区细颗粒与有机质对沉积物重金属Cr、Ni、Cu、Zn次生相的富集、吸附作用要大于颗粒再悬浮的释放作用,而在中心区、外侧区细颗粒和有机质影响较小;沉积物富集系数显示Cd出现了富集现象.     

铜陵市惠溪河滨岸带土壤重金属形态分布及风险评估

为揭示惠溪河滨岸带土壤重金属(Pb、Cu、Zn、Ni、Cr、Cd和As)形态分布和生态风险状况,沿河采集12个采样点的土壤样品,采用改进的Tessier五步连续提取法开展形态分析,并以Hkanson潜在生态危害指数法进行生态风险评估. 结果表明:①As和Cr以残渣态占绝对优势,Zn、Pb和Ni以残渣态和Fe-Mn氧化物结合态为主,Cu则以残渣态和有机结合态为主,Cd具有形态多样的分布特征;②7种重金属污染程度排序为As＞Cd＞Zn＞Cu＞Pb＞Ni＞Cr,潜在生态风险大小排序为Cd＞As＞Cu＞Pb＞Ni＞Zn＞Cr,其中Cd和As属极高风险等级,Cu为中等风险等级,其他4种元素则为轻微风险等级;③根据潜在生态风险指数,小倪村、狼尾湖右岸和大倪村采样点属于高风险等级,其他9个采样点均属于很高风险等级;④由综合污染及潜在生态风险贡献率水平,初步判定As和Cd为惠溪河滨岸土壤重金属污染治理和修复的优先控制对象.      

渤海湾表层沉积物各形态重金属的分布特征与生态风险评价

根据2008年春对渤海湾的调查,通过分级萃取的实验方法以及总量和分形态风险评价的手段,重点研究了渤海湾表层沉积物各形态重金属的分布特征、影响因素和潜在生态风险.结果表明,重金属在渤海湾中央的泥质区富集,自然来源是控制V、Ni、Cu、Pb、Co和Cd分布的主要因素,而Zn和Cr较易受环境变化或人为输入等影响,其中Pb作为大气沉降和陆源输入都存在的重金属,其受控因素与其他重金属有一定差异.形态分析表明,V、Zn和Cr以残渣态为主,Co、Ni和Cu则是可浸取态占优势.其中Co的可浸取态质量分数在A断面先增加后降低,Ni的可浸取态质量分数在海河口附近A3站达最大值(98.86%),Cu和Pb的可浸取态高值区出现在A断面的中央区域,优势形态是铁锰氧化物结合态,Cu在湾口的A10站降到最小值(43.83%),在黄河口的D1站达最大值(73.89%).风险评价表明,重金属总量富集因子由大到小:Pb>Cd>Zn>Cr>V>Co>Cu>Ni,其中Pb、Cd和Zn的富集因子均大于1,但渤海湾沉积物总体质量良好,潜在生态风险较低.从形态角度评价,V和Cr基本无污染,Zn局部轻微污染,Co大部分轻度污染,Cu由无污染到中度污染,Ni由轻度污染到重度污染,Pb则属重度污染,其中Pb在渤海湾口A11站的P%(次生相与原生相分布比值)达1 329%.综合评价得出,Pb是渤海湾沉积物污染最严重的重金属,Cu和Zn有潜在污染,V、Cr和Co基本清洁.     

南四湖及主要入湖河流表层沉积物重金属形态组成及污染研究

采用BCR（SM&T）方法对南四湖及主要入湖河流丰水季节表层沉积物中Cr、Cu、Mn、Ni、Pb、Zn 6种重金属元素的酸提取态、可还原态、可氧化态及残渣态进行了连续提取,分析了各水体单元表层沉积物重金属元素的形态组合特征、人为污染状况及潜在生态风险.研究结果表明,泗河、京杭运河、洙赵新河、府河上游、上级湖南部湖区及下级湖区表层沉积物中Cr、Cu、Ni、Zn以残渣态为主,其含量可占到该元素总量的80%～90％,人为污染程度较弱;老运河、府河入湖口、白马河表层沉积物中Cr、Cu、Ni、Zn的残渣态含量明显降低,而可提取态（酸提取态、可还原态、可氧化态）含量可增至80％以上,其中以可氧化态、酸提取态为主,人为污染程度较重;各水体单元表层沉积物中Pb、Mn以残渣态和可氧化态为主,其含量占Pb、Mn含量的95％、70％左右,基本未受人为污染.随着表层沉积物中有机物的矿化分解及环境条件的改变,老运河、府河入湖口、白马河等重金属人为污染较重的沉积物中Cr、Cu、Ni、Zn的可氧化态、酸提取态及可还原态可发生活化,具有较高的潜在生态风险.     

厦门西港潮间带柱状沉积物重金属赋存形态与污染评价

采用改进的BCR四步提取法研究厦门西港潮间带柱状沉积物中12种重金属元素(Ba、Co、Cr、Cu、Fe、Mn、Zn、Ni、Pb、Sr、V和Ti)不同形态的分布特征,并利用次生相和原生相比值法进行重金属污染评价。结果表明:在1975~2013年所对应的沉积柱中,Fe、Zn、Ba、Ti、Co、Cr、Ni、V和Cu主要以残渣态为主,Sr和Mn主要以弱酸溶态赋存,Pb以可还原态和残渣态为主。次生相和原生相比值法评价结果表明,Pb在1981~1983年、1991~2003年处于轻度到中度污染水平,作为生物成因元素的Sr和Mn不适于用本法评价,其他金属均未受到污染。     

Mobility and sulfidization of heavy metals in sediments of a shallow eutrophic lake, Lake Taihu, China

The technique of DGT (diffusive gradients in thin films) using three diffusive gel thicknesses was applied to estimate the mobility and bioavailability of heavy metals in sediments and porewater of Lake Taihu, China. The DGT results showed significantly positive correlations between Co, Pb, Cd and Mn, and Ni and Fe concentrations in porewater. Cu and Zn showed a significantly negative correlation with Mn, due to Cu combination with carbonates and Zn derived from agricultural pollution, respectively. The rank order of average concentrations of Co, Ni and Cd at each station was DGT_1.92 >DGT_0.78 >DGT_0.39, suggesting stronger resupply from sediments to porewater when using thicker diffusive gels. Comparing centrifugation and DGT measurements, Co, Ni and Cd are highly labile; Mn and Fe are moderately labile; and Cu, Zn and Pb are slightly labile. The variations of AVS concentrations in sediment cores indicate that metal sulfides in deeper layers are easily diffused into surface sediments.     

Application of chemometrics methods for the estimation of heavy metals contamination in river sediments

The concentration and speciation of six heavy metals in sediments of eight sampling sites of Haihe River were investigated. The metals, namely Cd, Cu, Co, Ni, Mn and Pb were considered. By using sequential extraction(SE), the total metals were divided into five fractions: exchangeable, carbonate bound, iron/manganese oxide bound, sulfides and organic matter fraction and residual fraction. A multivariate statistical approach( principal component analysis, PCA) was used to evaluate the contamination of heavy metals by the total levels and chemical forms, respectively. The results showed that the total metals concentration(TMC) could not provide sufficient and accurate information because the mobility, bioavailabllity and toxicity of metals depend not only on their total concentration but also on the physicochemical form in which they occur.     

九龙江口红树林表层沉积物重金属赋存形态及污染评价

采用改进的BCR四步提取法分析了九龙江口红树林表层沉积物中16种重金属元素的赋存形态特征,运用次生相与原生相分布比值法（RSP）、风险评价编码法（RAC）和改进的潜在生态风险指数法（MRI）评价了重金属的污染水平和生态风险.BCR提取结果表明,Cd （52.55%）和Mn （47.71%）以弱酸溶态为主要存在形态,Pb、Y和Cu以可还原和可氧化态为主要存在形态,Ba、Tl、V、Th、Cr、As、U、Hg、Ni、Zn和Co主要以残渣态存在.RSP评价结果表明,沉积物受到Cd和Mn的重度污染,受到Pb的中度污染;Cu、Y和Co表现为轻度污染,Zn、Hg、As、U、Ni、Cr、Th、V、Ba和Tl表现为无污染;RAC评价结果表明,Cd和Mn具有极高风险,Co和Zn有中度风险,Ni、Cu、Hg和Y有轻度风险,其余元素（U、As、Pb、Cr、V、Tl、Ba和Th）无风险;MRI评价结果表明,研究区沉积物重金属综合潜在生态风险表现为严重风险,Hg和Cd是主要贡献因子,Hg有严重的潜在生态危害,Cd有较重的潜在生态危害,Tl有中等潜在生态危害,其余元素为低潜在生态危害.