高原深水湖泊沉积物重金属背景值研究及潜在生态风险评估

为了解青藏高原湖区典型深水湖泊——羊卓雍错沉积物重金属污染水平及当前生态风险,以表层沉积物为基础,采用参考元素法计算研究区的重金属背景值,并对重金属生态风险状况进行了初步评估.结果表明:①羊卓雍错沉积物中重金属Cr、Ni、Cu、Zn、As、Cd、Hg和Pb的背景值分别为（27.49±11.39）（22.53±4.74）（15.93±6.44）（28.22±9.68）（11.96±2.34）（0.22±0.11）（0.04±0.03）（11.59±5.29）mg/kg.②羊卓雍错表层沉积物重金属生态风险指数为66.96~227.79,平均值为119.45,各采样点重金属潜在生态风险均处于低风险或中等风险,流域整体处于低风险.③羊卓雍错表层沉积物中8种重金属的潜在生态风险顺序为Hg > Cd > As > Pb > Ni > Cu > Cr > Zn,各重金属生态风险指数范围为0.97~123.25,平均值在1.01~56.67之间,除Hg处于中等风险外,其余7种重金属均处于低风险状态.研究显示,参考元素法可便捷、准确地计算受人类活动影响较小湖泊的沉积物重金属背景值,当前羊卓雍错沉积物中重金属质量分数主要受背景值影响,而人类活动对重金属污染亦有贡献,需适当加强关注.      

邛海湖泊表层沉积物重金属来源解析及环境风险评价

以四川省邛海湖泊表层沉积物中重金属为研究对象,通过采用多元统计分析方法和重金属潜在生态危害指数法,对重金属的来源进行了探讨和解析,综合评价了各重金属的污染状况和环境风险高值区。结果表明:1Cu、Hg和Pb的平均值低于四川土壤背景值,As、Cd、Cr和Zn的平均值高于四川土壤背景值,尤其是Cd和Zn的含量分别为各自自然背景值的7.86和1.56倍,积累较为明显。27种重金属可被辨识出3个主成分,PC1(As、Cd、Cr、Cu、Hg、Pb)为自然源因子,PC2(Cd、Hg)为工农业及自然源因子,PC3(Zn)为工业源因子。3湖泊的环境风险高值区位于西北部和西部的滨湖带,重金属潜在生态风险由高至低为CdHgAsPbCuCrZn,其中Cd污染严重,处于严重潜在危险水平;国内外湖泊表层沉积物重金属含量对比可见,除与同一构造带滇池Cd含量偏高外,邛海沉积物中其它重金属元素的含量基本处于中等水平。     

丹江口水库迁建区土壤重金属分布及污染评价

为了解丹江口水库迁建区表层土壤重金属污染水平及其潜在的生态风险,对丹江口水库迁建区表层土壤中6种重金属(Cd、Pb、Cu、Zn、Cr、As)的含量及空间分布分别进行了研究,并分别采用综合污染指数法和潜在生态危害指数法对其中重金属污染程度及潜在生态危害进行了评价.结果表明,丹江口水库迁建区表层土壤中Cd、Pb、Cu、Zn、Cr、As的平均含量分别为0.61、23.11、58.25、22.65、58.99、16.95 mg.kg-1;与河南省土壤元素背景值及全国水系沉积物平均值相比,6种重金属元素除Zn外均有一定程度的富集,其中,Cd富集程度最为严重,重金属污染形势不容乐观.Cu、Zn、Pb的空间分布趋势基本相似.与国内典型的水库沉积物中重金属含量相比,丹江口水库迁建区表层土壤中Cd、As的富集程度较严重.6种重金属之间的相关性表明,元素Pb与Cu、Zn两两之间均呈显著性正相关性,Cr与Pb、As之间亦分别呈现显著的正、负相关关系.由2种评价方法可知Cd为丹江口水库迁建区表层土壤中最主要的污染元素,且具有较强的生态危害.     

茅尾海表层沉积物中重金属污染及潜在生态风险评价

采集了茅尾海11个表层沉积物并进行了Cu、Pb、Zn、Cd、Hg和As 6种重金属元素含量测试,分析了重金属的空间分布特征;采用重金属单因子污染系数、综合污染指数对其污染程度进行了评价;并采用Hkanson潜在生态危害系数与潜在生态风险指数法对重金属潜在危害进行了研究。结果表明:茅尾海表层沉积物中重金属含量空间波动较大,变异系数依次为CdHgAsZnCu=Pb;各重金属单因子污染系数平均值小于1,且各站位综合污染指数Cd均小于8,重金属处于低污染状态,各金属污染程度依次为PbAsZnCuCdHg;各种重金属潜在生态危害系数均远小于40,潜在生态风险指数远小于150,属于低生态危害范畴。与南海区其他近海(湾)相比,茅尾海重金属潜在风险处于较低水平,养殖活动对该海域重金属影响较大。     

曹妃甸围填海工程开发对近岸沉积物重金属的影响

为了解曹妃甸工业区围填海工程开发对近岸沉积物重金属污染状况,对2004年~2011 年8 a间4个航次的沉积物中5种重金属(Cu、Pb、Zn、Cd和Hg) 的含量进行了研究,并分别采用地质累积指数法和潜在生态危害指数法对重金属污染程度及潜在生态危害进行了评价。结果表明:2011年曹妃甸工业区附近海域表层沉积物中5种重金属的平均含量均高于渤海湾沉积物重金属背景值,表层沉积物中Hg为主要污染元素,且具有较强的生态危害;Cu、Pb和Zn处于轻度污染状态;两种沉积物重金属污染评价方法的结果具有一致性,各重金属元素的污染程度顺序为:HgCdPbCuZn;各评价年度综合生态风险等级为较高。     

特呈岛海洋公园沉积物重金属生态风险研究

基于对特呈岛海洋公园周边海域表层沉积物的调查研究,分析了表层沉积物中Cu、Pb、Zn、Cd和Hg 5类重金属的污染特征。采用Hakanson潜在生态风险指数法对其评价。结果表明,表层沉积物中Cu、Cd和Hg的单因子污染系数小于1,Pb最大超标指数为2.72,各站位综合污染指数均小于5.48,重金属处于低污染状态,各重金属污染程度依次为PbZnCuHgCd。5类重金属的潜在生态危害系数均小于40,潜在生态风险指数RI远低于150,属于低生态危害范围。     

哈尔滨松江湿地重金属空间分布及潜在生态风险评价

为了解哈尔滨松江湿地沉积物中重金属的污染程度,对其表层沉积物中8种重金属元素（Hg、Cd、As、Cu、Pb、Cr、Ni、Zn）的含量及其空间分布进行研究,并采用地累积指数法和潜在生态风险评价法对表层沉积物重金属污染程度进行评价.结果表明:①松江湿地沉积物中w（Cd）、w（Hg）和w（Pb）的平均值均高于松嫩平原土壤环境背景值,表明Cd、Hg、Pb这3种重金属元素存在富集.②相关分析显示,沉积物中w（TOC）、w（TN）均与各重金属含量之间存在相关性,而pH与各重金属含量无相关性.主成分分析显示,8种重金属可被辨识为2个主成分,即Cr、Ni、Cu、Zn和Pb为人为复合源因子,As、Cd和Hg为农业源因子.空间分析显示,松江湿地沉积物中Ni、Cu、Zn和Cr主要分布在阿什河口和白鱼泡湿地,As、Cd和Hg主要分布在金河湾、阿什河口和白鱼泡湿地,Pb主要分布在阿什河口湿地.③地积累指数（I_geo）评价表明,在所有采样点中Cd和Hg分别处于轻度和偏中度污染水平,其他元素均处于无污染水平.④潜在生态风险指数分析结果表明,松江湿地重金属的潜在生态风险主要是由Cd和Hg引起,二者贡献率分别为33.4%和57.6%;整个研究区综合潜在生态风险指数（RI）介于135.28~733.27之间,平均值为234.47,属于中度污染.8个采样区的生态风险指数依次为阿什河口>金河湾>白鱼泡>太平庄滩>松江>呼兰河口>滨江>太阳岛,其中,阿什河口湿地达到了较高污染,其他采样区均为中度污染.研究显示,松江湿地表层沉积物中重金属存在生态风险,其中以阿什河口湿地风险为最高.      

滇池表层沉积物中重金属污染特征及评价

对1995~2011年滇池表层沉积物中As、Pb、Cd、Cr、Cu、Zn和Hg等7种重金属的含量及其分布特征进行了分析研究,结果表明,7种重金属元素的平均含量均明显高于云南省土壤背景值,10个沉积物采样点S1~S10均已受到不同程度的重金属污染,其中,草海的污染程度高于外海;相关性和主成份分析结果显示,滇池沉积物中As、Hg、Pb、Cd、Cu、Zn可能具有相同的污染来源。采用地质累积指数法和潜在生态风险指数法对1995~2011年滇池表层沉积物重金属污染状况进行了评价,结果表明,草海表层沉积物中重金属Igeo年均值在0.41~4.44之间,按污染等级划分,除Cr属"轻度"外,其它重金属元素均处于"中度"到"偏重度"污染;同期外海表层沉积物中重金属的Igeo年均值在0.41~2.59之间,Cd和Pb分别属于"中度"和"偏中度"污染,其它5种金属属于"轻度"污染,草海沉积物重金属的污染程度高于外海。草海7种重金属元素的RI均值为861.3,潜在生态危害达到了"严重"程度,各金属的生态危害程度顺序为Cd > Hg > As > Cu > Pb > Zn > Cr,Cd和Hg是主要的重金属生态危害因子;同期外海RI均值为236.4,达到"中等"生态危害程度,各金属的生态危害程度顺序为Cd > Hg > Pb > As > Cu > Cr > Zn,Cd是主要的重金属生态危害污染物。     

珠江口沉积物的重金属背景值及污染评价分区

应用沉积背景海区划分结合数理统计方法估算出了珠江口沉积物中的重金属背景值,然后使用这些背景值通过潜在生态危害指数法对珠江口表层沉积物中的重金属进行了污染评价与分区。珠江口沉积物中Cu、Zn、Pb、Cr、As、Cd和Hg背景值(μg/g)分别为38.6、100.7、44.0、81.1、22.9、0.20和0.170。评价结果表明珠江口表层沉积物中重金属总体污染程度以中等为主,而总体潜在生态危害则以低等级占优。洪奇门、横门口向东南延伸至万顷沙南部海域重金属总体污染程度和潜在生态危害等级均为重,该区域Cd和Hg的污染需要重点关注。     

辽东湾西北部海域表层沉积物重金属含量的空间分布特征与污染状况评价

对2013年秋季和2014年春季两季辽东湾西北部海域共26个采样站位7种重金属含量的分布特征进行了研究。结果表明:该海域表层沉积物中Hg、Zn和Cd含量的平均值均高于渤海工业化前沉积物重金属背景值。单因子污染指数和重金属地质累积指数评价结果显示,Cd属于"轻度"污染,Hg、Cu、Pb、Zn、As和Cr属于无污染程度。重金属潜在生态风险评价结果表明,研究区的综合潜在生态风险"较低"。单金属潜在危害系数程度较高的是Cd、Hg。表层沉积物中重金属和TOC相关性分析表明:TOC含量与重金属Hg、Cu、Cd、Cr和As含量具有一定的正相关性。进一步通过主成分分析表明该海域沉积物重金属有3个来源,即有机质降解;工业废水、城市排污及养殖自身污染;岩石的自然风化和侵蚀过程。本研究结果揭示了辽东湾西北部海域沉积物中重金属的分布特征,初步推断了重金属污染来源,可为辽东湾海洋生态环境保护、修复提供依据。     

湟水河流域西宁段河流表层沉积物重金属空间分布及生态风险评估

采集湟水河流域西宁段16个表层沉积物样品,运用电感耦合等离子体质谱和测汞仪测定了沉积物中重金属含量,结合污染负荷指数法、潜在生态风险指数法、沉积物质量基准法查明了流域表层沉积物重金属（Hg、Cr、Zn、Cu、Cd）污染现状、空间分布特征、潜在生态风险,使用聚类分析和Pearson相关分析方法分析了五种重金属可能来源。结果表明：①污染负荷指数法显示流域内主要污染元素为Hg、Cd。Hg从上游到下游呈现先升高后降低的趋势,Cd从上游到下游总体呈现升高趋势。②各重金属的潜在生态风险指数（E_i）依次为Hg> Cd> Cu> Cr> Zn,而综合潜在生态风险指数（RI）结果表明,中等生态风险以上等级的样品约占87.5%,严重生态风险的样点主要集中在北川河及湟水河中下游等受工、农业以及交通源污染较重的采样点位;各重金属生态风险指数在综合指数中占主导地位的为Hg与Cd,表明湟水河流域西宁段表层沉积物中Hg与Cd具有极强的生态风险。③沉积物质量基准法表明,流域内沉积物中五种重金属的毒性效应均较低,Cr对底栖生物产生毒性效应的可能性较大。④相关分析及聚类分析表明,Cr、Cu、Zn主要受自然源影响,Hg、Cd主要受工业活动等人为源影响。     

兰州市黄河风情线地表积尘及周边绿地土壤重金属污染特征及风险评价

为研究城市滨河公园景区地表积尘和周边绿地土壤重金属污染状况及潜在生态风险和健康风险,选择兰州市黄河风情线沿线的游园、广场和主题公园为研究区,分别采集了27个地表积尘和26个周边绿地表土样品.采用地累积指数(I_geo)、单因子污染指数(P_i)、内梅罗综合污染指数(P_N)和改进的潜在生态风险指数(RI)评估Cr、 Ni、 Cu、 Zn、 As、 Cd、 Hg和Pb这8种重金属污染特征和潜在生态风险程度,并利用暴露风险模型进行健康风险评价.结果表明,研究区地表积尘和周边绿地土壤As含量的平均值略低于甘肃省土壤元素背景值,但地表积尘的其余元素均高于甘肃省和兰州市元素背景值,而周边绿地除Cr和Ni元素略低于甘肃省和兰州市的背景值之外,其余Cu、 Zn、 Cd、 Hg和Pb含量的平均值却高于两者的背景值.地累积指数和单因子污染指数显示,研究区地表积尘受到Cr、 Cu、 Zn、 Cd、 Hg和Pb的污染,沿途绿地土壤存在不同程度的Cu、 Zn、 Cd、 Hg和Pb的污染.内梅罗综合污染指数表明,研究区地表积尘和周边绿地土壤的综合污染程...     

赤水河流域表层沉积物重金属的污染特征及生态风险评价

赤水河是长江水系唯一一条主河道没有筑坝的一级支流,对长江流域珍稀鱼类繁殖具有重要的生态意义.为了解赤水河流域沉积物中重金属的污染特征,采集32个样品,并对7种重金属(Cu、Zn、Cd、Mn、Ni、Hg、As)含量分别进行测定.结果表明,赤水河沉积物中7种重金属含量全部高于赤水河沉积物背景值,但与我国其他河流相比,赤水河重金属含量较低,污染较少.地累积指数评估结果表明,7种重金属的平均Igeo值由高到低依次为CdMnNiAsCuZnHg,其中90.62%的采样点存在不同程度的Cd污染.污染负荷指数计算表明,上、中、下游的污染负荷指数分别为1.49、1.14、1.03,均属中等污染.Hakanson潜在生态风险指数法评价结果表明,各重金属单因子生态危害程度由强至弱依次为CdHgAsNiCuMnZn,各采样点7种重金属的潜在生态风险指数(RI)介于32.34~930.07之间,总体潜在生态风险较低.     

青海湖流域东北部河流沉积物和土壤剖面记录的重金属污染特征

对青海湖流域东北部2个河流沉积物剖面和2个土壤剖面样品中As、Cd、Pb、V、Cr、Mn、Ni、Cu、Zn等9种重金属元素的含量进行了分析测定,采用污染系数、富集系数、地累积指数和潜在生态危害指数研究了其污染的时空变化特征。结果表明,河流沉积物剖面和土壤剖面记录的重金属元素的富集系数基本显示出深部低于1而近地表高于1,且在25cm深度内往上逐渐增加的特征;它们记录的重金属变化趋势大体一致但有量的差异;重金属元素的污染系数均小于2,且大多数样品的值低于1,高值者为近地表样品,包括河流沉积物样品中的As、Cd、Pb、Ni、Cu、Zn和土壤样品中的Cd;地累积指数大多为负值,大于1者出现在近地表,包括河流沉积物样品中的Cd、Cu、Zn和土壤样品中的Cd;Cd的潜在生态风险因子在表层样品中大于30,9种重金属潜在生态危害指数也在表层样品中大于70。以上结果暗示青海湖流域东北部存在重金属的人为排放,在近代更为显著,不同地理位置重金属排放源种类和排放强度等的不同、分散稀释作用等造成该地区重金属时空上的变化特征;该区域仅在地表出现Cd、Cu、Zn的局部轻度污染,达到中等生态风险级别。     

长江中游近岸表层沉积物重金属污染特征分析及风险评估

为了探究长江中游近岸沉积物中重金属污染情况,2020年6月对长江中游14个采样断面的沉积物进行样品采集并测定沉积物中汞（Hg）、镉（Cd）、砷（As）、铜（Cu）、铅（Pb）、铬（Cr）和锌（Zn）等7种重金属元素的含量.首先分析了长江中游近岸表层沉积物重金属含量的空间分布特征,然后采用相关性分析方法（CA）、主成分分析法（PCA）和正定矩阵因子分解法（PMF）相结合的途径分析表层沉积物中重金属的来源,最后采用地累积指数法（I_geo）、潜在生态风险指数法（RI）和沉积物质量基准法（SQG）对重金属进行了风险评价.结果显示,Hg、Cd、As、Cu、Pb、Cr和Zn的平均含量分别为0.13、0.77、11.20、36.45、36.40、83.99和124.21 mg·kg^-1,其中Cd和Pb的平均含量超过背景值的1.72和1.35倍;PCA提取了前3个主成分（累积贡献率85.16%）,结合CA结果显示重金属Cd、As、Cu、Pb和Zn来源一致,Hg和Cr来源一致;PMF模型将7种重金属元素的污染源分成3个因子并得到因子的贡献率,并且工业和生活废水、煤炭燃烧、采矿业3个因子的综合贡献率为41.96%、32.48%和25.55%;地累积指数法（I_geo）评价结果显示,Cd是主要重金属污染物,处于轻度污染程度等级,Hg、As、Cu、Pb、Cr和Zn等6种重金属元素处于无污染等级;潜在生态风险指数法评价结果显示,Hg的最高风险等级为中等生态风险等级,位于城陵矶和新厂采样点,Cd的最高风险等级为强生态风险等级,位于牯牛沙水道和武汉上采样点,As、Cu、Pb、Cr和Zn在14个采样断面均属于低生态风险等级.综合潜在生态风险指数（RI）为62.59~138.59,其中处于低微和中度风险等级的采样点分别占总采样点的71.43%（10个采样点）和28.57%（4个采样点）,整体上长江中游干流污染不严重;沉积物质量基准法（SQG）评价结果显示,长江中游沉积物等级为Ⅰ级,定性评价为优,显示长江中游14个采样断面的沉积物对底栖生物没有毒性作用.综合以上结果,长江中游重金属污染不严重,Cd为重点防治的重金属元素.     

太湖西岸河网沉积物中重金属污染特征及风险评价

为研究太湖西岸河网沉积物中重金属污染特征及风险,调查了丰-平-枯3个水期19个点位8种重金属的含量,结果表明,沉积物中重金属浓度顺序为ZnCrCuPbNiAsCdHg,其中Cd、Cu、Zn、Pb、Ni明显高于其环境背景值,除As外,其余7种重金属平水期含量高于丰水和枯水期.地累积指数(I_(geo))和潜在生态指数(RI)评价表明,研究区沉积物中Cd属于中等污染程度和中等生态风险,Cd对RI贡献率为35%,重金属生物毒性不利影响评价值(mP EC-Q)范围为0.12~0.76,平均值0.30,表明研究区发生生物毒性不利影响的可能性为15%~29%,工业与生活混合区点位S2从污染程度、生态风险、生物毒性不利影响和主成分评价的污染及风险均最大,表现出多种重金属的协同污染,这与其周围污染排放特征一致,为该区域河流沉积物中重金属污染控制提供依据.     

基于蒙特卡罗模拟的铅锌冶炼厂周边农田土壤重金属健康风险评估

为探明铅锌冶炼厂周边土壤重金属污染程度及人体健康风险,在云南省某铅锌冶炼厂周边农田采集56个表层土壤(0～20 cm),分析了土壤中pH和重金属Pb、 Cd、 Zn、 As、 Cu和Hg的含量,对土壤重金属含量的污染程度、生态风险和概率健康风险进行了研究.结果表明,研究区土壤中ω(Pb)、ω(Cd)、ω(Zn)、ω(As)、ω(Cu)和ω(Hg)的平均值分别为4 413.93、 6.89、 1 672.76、 44.45、 47.61和0.21 mg·kg^-1,均超过云南省土壤背景值.Cd的地累积指数(I_geo)平均值为0.24,单因子污染指数(P_i)平均值为30.42,潜在生态风险指数(E_r)平均值为1 312.60,是研究区污染最重以及生态风险最高的重金属.蒙特卡罗概率健康风险结果显示,成人和儿童的非致癌风险指数(HI)分别为2.42E-01和9.36E-01,儿童的非致癌风险超过控制值的比例为36.63%;成人和儿童的致癌风险指数(TCR)分别为6.98E-05和5.93E-04,儿童的致癌风...     

黄河兰州段城市河道表层沉积物重金属空间分布特征及来源解析

为研究黄河流域城市河道表层沉积物重金属污染特征和来源,以黄河兰州段为研究区,采集46个表层沉积物样品并测定了重金属Cr、Ni、Cu、Zn、As、Cd、Hg和Pb的含量.分别采用单因子污染指数(P_i)、地累积指数(I_geo)和沉积物污染指数(SPI)对这8种重金属污染特征和生态风险进行了评估,并利用相关性分析方法(CA)、正定矩阵因子分解法(PMF)和主成分分析/绝对主成分分数法(PCA/APCS)相结合的手段解析了表层沉积物中重金属的来源.结果表明,表层沉积物重金属平均含量除As之外,其余7种重金属的平均含量均高于兰州市和甘肃省土壤元素背景值;空间上,各重金属元素含量高值集中于河道拐弯处;单因子污染指数和地累积指数结果均表明,表层沉积物以Cr污染为主,Cd和Ni污染次之;沉积物污染指数结果表明,重金属生态风险等级为自然-低风险级别.研究区表层沉积物中Cr、Ni、Zn、As、Cd和Pb等重金属的主要来源为工农业混合源、自然源以及工业和交通活动复合源,贡献率分别为77.6%、11.4%和11%.     

典型电器工业区河涌沉积物中重金属的分布和潜在生态风险

为了解电子电器制造业聚集区纳污水体沉积物中重金属含量及其潜在的生态风险,对广东佛山市顺德区容桂镇电器工业区河涌沉积物重金属含量进行了空间和垂直分布以及生态风险评估的研究.根据电器制造业分布区域特点,结合河涌水流情况选取12个采样点采集沉积物样品.分析结果表明,内河涌重金属污染状况严重.各监测点元素Cu、Zn、Cr、Pb、As、Cd、Hg的浓度范围分别为70.1～3 525.5、378.1～2 994、130.9～4 791.5、65.8～374.7、19.2～56.8、0.5～4.9、0.3～2.1mg.kg-1.各重金属元素的污染蓄积程度由强至弱依次为:Cd>Cu>Zn>Cr>Hg>Pb>As,其中Cd和Cu的污染蓄积平均指数达到极强程度.重金属在河道中潜在的生态危害由强至弱依次为:Cu>Hg>Cd>Cr>Pb>Zn>As,其中Cu、Hg和Cd平均风险系数达到很强程度,部分监测位点达到极强程度.元素地累积状况和生态风险由下至上垂直分布模式中,Cu、Zn、Pb、Hg和As有逐步减弱趋势,高生态风险元素Cd由下至上从减少到稍有增加,元素Cr则有稳定增加的趋势.