扎龙湿地沉积物重金属空间分布特征及其潜在生态风险评价

采用电感耦合等离子体质谱仪法(ICP-MS)测定了扎龙湿地表层沉积物重金属的含量,分析了其空间分布特征,评价了其潜在生态风险,并在此基础上探讨了重金属污染来源及环境影响因子.结果表明:①扎龙湿地沉积物Hg、Cd、As、Cu、Pb、Zn和Cr的平均值分别0.065、0.155、10.26、18.20、21.35、52.08和46.47 mg.kg-1,均超过松嫩平原土壤背景值,含量分布存在明显的差异性.从空间分布上看,重金属含量北部高于南部,东部高于西部,核心区含量低,其中东部重金属含量最高,尤其是Hg和Cd分别为整个区域最小值的20.8、32.4倍,存在明显的累积性.②潜在生态风险评价结果显示:单个重金属潜在生态风险顺序为Hg>Cd>As>Pb>Cu>Cr>Zn;整个研究区综合潜在生态风险指数(RI)介于76.9～473.5,平均值171.9,属于中等生态危害,并以东部潜在危害程度最大,将作为今后重金属污染防治的重点区域.③除Hg和Pb之外,各重金属含量间呈极显著正相关,表明这些元素污染具有同源性.④有机质是扎龙湿地表层沉积物中重金属的主要环境影响因子,但目前扎龙湿地盐碱化加剧,沉积物中重金属释放风险加大,应该引起当地政府及有关部门的高度重视.     

扎龙湿地南山湖沉积岩芯重金属污染特征及来源判别

选取扎龙湿地南部围湖造田、湖水养殖典型湖泊——南山湖为研究区,分析NSH2沉积岩芯中Hg、Cd、Pb、Cr、As、Mn、Ag、Cu、Co、Fe和Zn这11种重金属元素总量的垂向分布特征,结合颗粒组成指标,采用主成分分析的方法,并辅以210Pbex测年数据,研究了自1829年以来该湖区沉积物重金属元素污染特征、来源及污染历史.结果表明：①近两百年以来沉积物沉积速率经历了由慢到快再到慢的过程,沉积历史与南山湖流域人类的生产活动和水土保持政策相吻合;②1957年以前各元素含量变化趋势平稳,1957～1985年间存在小幅波动,1985年以后变化明显,其中Hg、Cd和Ag含量明显偏高;③NSH2沉积岩芯重金属污染来源以生活污水、化肥农药的流失以及煤与汽油等燃料的燃烧为主,其次是有机质降解、岩石风化和侵蚀,还存在工业排污源,贡献率分别为50.14%、19.90%和10.32%.南山湖重金属污染具有一定的潜在风险,在当地湖泊湿地污染治理中应予以足够的重视,此研究可为扎龙湿地湖区生态环境的整治与改善提供基础性的数据资料.     

扎龙湿地冰封期水环境特征初步研究

通过对扎龙湿地冰封期进水口、核心区水样的采集及水质指标的测定,分析了冰封期水环境特征,结果发现,冰封期总氮、总磷、氨氮、高猛酸盐指数的超标率为100％,BOD5的超标率为80％,总氮超标4．98～45．93倍,总磷超标3．10-41．80倍,氨氮超标3．62～53．50倍,高锰酸盐指数超标4．52—15．80倍,BOO5最高超标倍数为2．54倍,进水氮、磷超标倍数最多,核心区仙鹤湖的高锰酸盐指数和BOD5超标倍数最多,东升水库的生物量最高。扎龙湿地冰封期水环境污染严重,亟需采取有效措施保证湿地供水,恢复湿地水生态系统对污染的缓冲能力,防治水体富营养化,同时,加强水环境管理,提高湿地保护的公众意识,以便更有效地保护扎龙湿地生态系统。     

扎龙湿地价值货币化评价

针对湿地特点,把湿地价值分为使用价值和非使用价值两大类,并提出了目前非使用价值的概念。在分析了扎龙湿地价值类型后,采用市场价值法、费用支出法、旅行费用法、影子价格法等不同的方法,对扎龙湿地的使用价值进行了货币化评估;并将CVM法用于湿地经济价值研究,用WTP调查的方法探索了扎龙湿地非使用价值(包括备选、半备选价值)。评估结果表明扎龙湿地的总价值达1564676.96×104元,其中,使用价值1126576.96×104元,非使用价值438100×104元,目前非使用类价值合计493400×104元。这是一种尝试性、探索性研究。     

扎龙湿地沉积物垂向剖面中多环芳烃分布特征

对扎龙湿地核心区沉积物分层取样,以正己烷/二氯甲烷为提取剂,用超声波方法提取沉积物中16种优控PAHs,采用GC/MS法定量分析w(PAHs). 结果表明,扎龙湿地剖面沉积物中2环和3环PAHs占PAHs总量的86%以上,4环以上的PAHs所占比例较小. 在各层沉积物中含量较高的萘、菲、芴及PAHs总量随深度的增加而减小,沉积物表层0～10 cm内的w(PAHs)最高,达396.61 ng/g. 表层沉积物中含量较高的PAHs为萘>菲>芴>荧蒽>芘>二氢苊>苊烯>. w(PAHs)与沉积物中w(TOC)呈正相关关系,相关系数为0.9347. 从扎龙湿地的低环PAHs污染特征以及同周边地区大气颗粒物中的PAHs对照分析表明,扎龙湿地沉积物中的PAHs主要来源于石油类污染.      

滇池湖体及其主要入湖河流沉积物中重金属生态风险的时空分布特征评价

为了表征滇池流域20多年来的底泥重金属生态风险,用Hakanson潜在生态危害指数评价法和Muller地积累指数法对滇池湖体及其5条主要入湖河流的重金属污染进行时空特征评价。就空间分析,得出以下结论:(1)对于滇池湖体,两种评价方法结果一致,即草海污染程度大于外海,并且滇池湖体中污染程度最高的重金属为Cd;(2)对于滇池主要入湖河流,两种方法得到一致的污染程度排序:运粮河>新河>船房河>盘龙江>大清河;(3)关于入湖河流中污染程度最高的重金属,潜在生态危害指数法评价为:船房河、大清河、盘龙江是重金属Hg风险最高,而运粮河和新河是重金属Cd的风险最高。而通过地累积指数评价法得到,5条河流均是重金属Cd的污染程度最高。评价结果的差异,主要是由于潜在生态危害指数法较之地累积指数法还另外考虑了污染因子的毒性特征而产生的。就时间变化分析,以1989年和2005年为例,除了重金属Cr有上升趋势,其余金属总体上呈现随时间下降的趋势,说明滇池流域20多年来的污染治理工作取得了一定的成效。     

贵州百花湖沉积物重金属稳定性及潜在生态风险性研究

为研究贵州高原河道深水湖泊百花湖的重金属污染状况,以该湖泊10个采样点的表层沉积物为研究对象,测定了Hg、Cd、As、Pb、Cu、Zn、Cr7种重金属的含量,并对其中5种重金属(Cd、Pb、Cu、Zn、Cr)的存在形态和稳定性进行了研究.结果表明,Cu、Zn、Cr在百花湖沉积物中各形态的平均含量变化趋势为:残渣态>有机结合态>铁锰氧化物结合态>碳酸盐结合态>可交换态,Cd为残渣态>可交换态>有机结合态>铁锰氧化物结合态>碳酸盐结合态,Pb为残渣态>铁锰氧化物结合态>有机结合态>碳酸盐结合态>可交换态,几种重金属平均浓度均在临界效应浓度值和必然效应浓度值之间.Cd、Pb、Cu、Zn和Cr5种重金属元素稳定度变化范围依次为:6%～35%、8%～23%、8%～11%、8%～18%、2%～14%,稳定性依次为:Cr>Zn>Cu>Cd=Pb,这些元素基本处于稳定-中等稳定状态.最后,分别以1990年贵州省土壤重金属背景平均值和本次采样周边土壤背景值为基本值,对百花湖沉积物进行生态风险性评价.结果发现,百花湖已经处于中等-很强水平的生态危害程度,说明百花湖水体可能已受到重金属的严重污染,但其稳定性可能推迟或减弱其有效生态危害性,但仍有必要加强该湖泊水体中重金属的监测工作.     

扎龙湿地表层沉积物多环芳烃的污染特征研究

利用索氏抽提、硅胶氧化铝净化和GC-MS定性和定量的方法研究了黑龙江省扎龙湿地12个表层沉积物中15种优控PAHs的环境行为,目的是阐明扎龙湿地表层沉积物中PAHs的污染水平、组成特征、污染来源和途径,评价PAHs对扎龙湿地水生生物的生态风险.结果表明,15种PAHs的总含量（干重）范围在31.9～290 ng/g之间...     

扎龙湿地的生态修复研究

扎龙湿地是中国和国际重要湿地,扎龙湿地于1992年被联合国教科文组织列入“世界重要湿地名录”中。近几年来扎龙湿地水质污染逐年加重,已造成湿地面积不断缩小,湿地生态功能退化。本文对扎龙湿地的生态修复研究的必要性,扎龙湿地突出的生态环境问题,扎龙湿地生态环境主要研究内容,研究方法和预期目标进行了论述。本文对开展扎龙湿地生态修复研究具有重要意义。     

扎龙湿地浮游植物群落结构及多样性研究

研究扎龙湿地浮游植物群落结构与多样性。经初步鉴定,共发现浮游植物60个分类单位,分别隶属于8门、10纲、14目、24科、41属、60种。浮游植物组成和生物量均显示扎龙湿地浮游植物为蓝绿藻型,多样性的分布具有时空差异,从Shannon-Weaver指数分布可以看出,扎龙湿地处于中营养状态,水质状况为丰水期>平水期>枯水期。     

扎龙湿地龙湖重金属污染情况及其潜在生态风险评价

为了探讨龙湖中重金属污染情况,测定了龙湖中9个取样点的重金属元素含量,并从中选取Mn、Cu、Pb、As 4种重金属元素进行水质评价。通过灰色关联评价分析,所采集的9个样点中有8个样点都属于Ⅴ类水质、1个样点属于Ⅳ水质。采用Hakanson潜在生态风险指数法对龙湖沉积物进行重金属潜在生态风险评价分析,4种重金属的潜在风险顺序为Cu>As>Pb>Mn,其中每个样点的Cu元素都达到了极强的潜在生态危害,As元素的潜在生态危害程度都达到了强度生态危害。     

元素沉积通量在重金属高分辨率沉积记录中应用——以洪湖为例

通过对洪湖沉积柱样重金属元素Hg,Pb及总有机碳(TOC)沉积通量的研究,揭示了洪湖一百年内,特别是近10年以来重金属污染物的沉积特征与变化。研究认为应用“元素沉积通量”分析重金属在沉积柱的高分辨沉积记录,能够很好弥补元素浓度的缺陷,其结果也很好地与湖区沉积物来源时间变化相吻合。     

新疆柴窝堡地区沉积物元素地球化学特征及其环境意义

通过对新疆柴窝堡地区湖泊沉积物和流域表层沉积物中元素含量的分析,研究了柴窝堡湖沉积物中元素的地球化学特征及其环境意义,并利用重金属潜在生态危害指数法对沉积物重金属的生态效应进行了简要评价。相关分析及主成分分析表明,柴窝堡流域Al、K、Na、Be、Ba、Ti、Ca、Mg、Sr等元素含量的变化主要受流域化学风化作用强度的影响,而Fe、Mn、Zn、Cu、Cr、Ni、Pb、Co等重金属元素与黏土含量之间相关性显著,反映了自然与人类活动的影响过程。1950年前,人类活动影响弱,湖泊沉积物重金属元素主要受控于流域水动力条件;1950年后,流域人类活动的加强使得湖泊沉积物中重金属含量显著增加。利用聚类方法进行了湖泊沉积物与流域表层沉积物元素组成的比较分析,结果显示不同湖泊沉积物元素的组合特征反映了流域人类活动和自然作用的影响。最后,通过重金属潜在生态危害指数法对柴窝堡湖泊沉积物中Cu、Cr、Zn、Pb等4种重金属的潜在危害程度进行初步评价,其中以沉积物中Pb和Cu危害程度较高,但潜在生态危害程度尚属轻微。     

鄱阳三江流域沉积物中Zn Pb Cd的形态分布

文章选取鄱阳湖饶河口三江流域七个采样点的沉积物样品,采用Tessier连续提取法研究沉积物中重金属元素(Zn、Pb、Cd)的形态分布。不同的形态分布揭示了各样点的各重金属污染程度以及分布特征。初步测定结果表明:鄱阳湖饶河口三江交汇处受到了重金属Pb,Cd,Zn不同程度的污染,但污染程度不高。在所测金属元素中以残渣态为主要形态,其次是铁锰氧化态、碳酸盐结合态。     

天津北塘排污河沉积物的重金属污染及评价

北塘排污河是天津市海河以北市政污水的主要受纳水体,其污染十分严重。该研究于2009年沿河采集其沉积物,调查重金属Zn、Cu、Cr、Pb、Cd和Hg的污染状况。结果表明,沉积物中这6种重金属沿河呈波浪变化,其中Cu和Zn在西碱河入河口处最高,Pb、Cd和Hg在靖江桥处最高,而Cr在京津高速路桥处最高,其平均含量的大小变化顺序为Zn﹥Cu﹥Cr﹥Pb﹥Cd﹥Hg。采用地质累积指数法和潜在生态风险指数法对其评价表明,这6种重金属的整体污染和潜在生态风险均比较严重,京津高速路桥处污染最为严重;靖江桥处风险等级最高,潜在生态风险最大;就整条河而言,重金属污染程度大小顺序为Cd﹥Hg﹥Cu﹥Zn﹥Pb﹥Cr,而潜在生态风险大小顺序为Cd﹥Hg﹥Cu﹥Pb﹥Zn﹥Cr。     

崇明东滩湿地沉积物重金属污染的磁诊断

对取自崇明东滩的高潮滩、中潮滩和低潮滩的沉积物柱样进行了磁学、粒度、重金属含量等指标的分析、比较与综合研究. 结果表明:在以粉砂为主的崇明东滩,通过污染负荷指数法进行评价,除低潮滩无污染外,中潮滩和高潮滩均有中度的重金属污染. 选取中度重金属污染的高潮滩沉积物柱样进行粒度、重金属含量以及磁性参数的相关性分析显示,χ_fd,χ_ARM/SIRM与重金属含量和粘土(粒径<4 μm)之间有较高的相关性,并以此建立了磁诊断线性回归模型;χ_fd和χ_ARM/SIRM可作为重金属含量的替代指标.      

寒旱区草原湖泊沉积物重金属地球化学基线构建——以达里诺尔湖为例

为了科学识别寒旱区典型草原湖泊——达里诺尔湖的沉积物重金属累积状况,在调查表层及柱状沉积物重金属含量的基础上,采用多种统计学方法构建了沉积物重金属地球化学基线,并针对构建结果进行了多方面比较分析.结果表明,Cr、Ni、Cu、Zn、As、Cd、Hg、Pb在表层及柱状沉积物中均呈正态分布或对数正态分布,其中,柱状沉积物中的重金属分布较表层更为集中,且As、Cd、Hg在近表层呈现较明显的增长趋势,表明存在一定的表层富集;使用参考元素法、相对累积频率法和迭代2倍标准差法构建的表层、柱状沉积物重金属基线值之间无显著差异（P<0.05）,综合考虑科学性,适用性,简便性,人为误差性等方面,可优先选取迭代2倍标准差法进行元素基线构建;研究构建的达里诺尔湖沉积物重金属基线值与所在区域的大尺度土壤背景值相比存在差异,且表层与柱状沉积物基线值也存在差异,考虑到达里诺尔湖流域人为干扰极小,使用研究区域的表层沉积物开展基线值构建,可为识别湖泊当前重金属富集状况和生态风险提供更为科学和准确的参考依据.研究结果可为类似的寒旱区草原湖泊沉积物重金属基线值构建提供理论依据.     

洪泽湖沉积物中营养盐和重金属的垂向分布特征研究

为了揭示洪泽湖沉积物中营养盐和重金属的垂向分布特征,2008年6月采集了洪泽湖淮河入湖口附近、湖西和湖心3个柱状沉积物样品.通过测定分析其总氮、总磷、有机质和重金属Cu、Zn、Pb、Cd、Fe、Al、Cr、Hg、Mn、As的垂向分布特征,揭示了营养盐演化规律及重金属污染历史.结果表明,淮河口附近沉积环境受淮河流域影响较大,营养盐中TN、TP、OM的含量分别为390.8～643.7、428.6～538.6、5 194.3～9 164.9 mg.kg-1,Zn、Cd、Al、Fe和Mn受人为影响较小,其余重金属人为影响较大.湖西区沉积环境受淮河及湖西周边城市影响,TN、TP、OM的含量为633.4～2 677.3、480.0～1 115.9、7 140.8～47 849.7 mg.kg-1,TN、OM和重金属污染程度从20世纪70年代末加剧,90年代以来有所改善,As和Cr受流域人类活动影响较大,其余重金属受人为影响较小.湖心来源主要为流域碎屑物质,TN、TP、OM的含量为904.7～1 585.4、526.3～750.1、10 635.6～19 020.6 mg.kg-1,营养盐和重金属相关性显著,垂向分布均相似,含量从底层至表层呈上升趋势.沉积柱中营养盐、重金属元素具有比较一致的污染特征,与洪泽湖流域发展阶段相吻合,洪泽湖沉积环境属于洪水冲刷型堆积模式(Turbidity Flood Model方式).     

红枫湖沉积物中重金属元素溯源分析的初步探讨

分析了红枫湖表层沉积物中有机质及10种重金属元素的含量,并应用平均富集因子(AEFs)对其污染状况进行了评价.结果表明,红枫湖表层沉积物的重金属按污染水平可分为3类:轻度污染(AEFs2)的Cd、Pb、Zn、Cr,As、Fe和Mn,中度污染(AEFs=2～3)的Cu,严重污染(AEFs3)的Ni和Hg.同时,通过主成分分析(PCA)法对影响湖泊沉积物中重金属分布的因素进行了分析,并在进行统计分析前,用Al对重金属元素含量进行了校正,以消除沉积物粒度对重金属分布的影响.分析结果表明,前3个主成分的贡献率分别为48.7%、20.5%、12.6%,所占比例总和大于80%,即这3个主成分基本能够代表原污染因素的大部分信息.结合湖泊特点及周边点源污染情况分析发现,红枫湖表层沉积物中重金属污染主要有3个可能来源:工业排污及Fe和Mn的影响;有机质的影响;早期岩石的风化及侵蚀(背景值).PCA聚类分析结果表明,本研究所调查的14个站位在污染程度上可分为4类,其结果反应出红枫湖沉积物中部分重金属、部分站位污染程度相对较重的特点,同时也进一步说明了工业排污是沉积物中重金属污染的主要来源.