乐安江沉积物重金属污染及生态风险性评价

对１９８７－１９９５年期间所采集的乐安江表层沉积物中的重金属含量进行了统计分析和生态风险性评价。结果表明,德兴铜矿的矿山酸性废水和洎水河河水,使乐安江沉积物受到重金属的严重污染。     

乐安江沉积物酸可挥发硫化物含量及溶解氧对重金属释放特性的影响

本研究进行了乐安江沉积物不同溶解氧浓度条件下的重金属释放实验和沉积物样品酸可挥发硫化物（ＡＶＳ）及同时可提取金属浓度（ＳＥＭ）的测定。结果表明,乐安江沉积物中ＡＶＳ含量较低,沉积物中重金属在存在再释放的可能性,铁锰氧化和可能是乐安江沉积结合重金属的主要成分。     

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.     

乐安江河滩表层土中重金属的分布和残留分析

流经亚洲最大露天铜矿(德兴铜矿)的乐安江,其三条支流被由采矿行为而产生的酸性矿山废水AMD和一个活性炭厂排出的废液所污染,以至其河滩表层土中有高浓度的Cd、Cu、Pb、Zn。根据中国土壤环境质量标准判断,乐安江河滩表层土有4个地方被Cu所污染,3个地方被Pb和Zn所污染。而对于Cd、Cr、Ni来讲,所有采样点的浓度都比较低。4个高浓度金属离子的采样点表层土表明了它们受到了人为活动的污染。计算出的污染指数也表明受到污染的表层土呈局部分布,与4个污染源(德兴铜矿、银山铅锌矿、火力发电站和捕鱼区、金属高炉)的位置相对应。尽管4个污染源中的后面两个被清理有十几年了,但历史遗留下来的污染物仍残留在表层土中。     

乐安河中下游重金属时空分布特征及风险评价

为了解乐安河中下游受矿区影响河段的重金属污染水平及其污染程度,于2016年选择不同水文时期,对相应河段表层水体和表层沉积物中6种重金属(Cu、Zn、Pb、Cr、Cd和As)的含量水平、赋存形态及空间分布进行了研究,并采用地累积指数评价法和潜在生态风险指数法对表层沉积物中重金属的污染程度和生态风险进行了评价.结果表明,乐安河中下游水体中Cu、Zn和Cd等重金属浓度在枯水期高于平水期和丰水期.丰、平水期流速与Cd、Pb、Cu和Cr等重金属浓度表现出显著的正相关关系.表层沉积物中Cu、Zn、Pb和Cd的污染水平较高,重金属含量沿程分布特征存在季节差异,枯水期沉积物中重金属含量在河流靠近矿区处最高,而在丰、平水期则分别在下游和河口处达到最高值.沉积物中重金属除Cd以可交换态为主外,其余重金属形态组成中残渣态比重较高.地累积指数法评价结果显示乐安河受到Cu偏重度污染和Cd中度污染.单因子潜在生态风险指数法显示,Cd的潜在生态风险指数较高,部分河段存在严重风险.     

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．     

乐安河沉积物重金属污染现状评价

通过2003年对乐安河沿线12个采样点的沉积物重金属含量检测,采用污染综合指数法(P)、地积累指数法(Igeo)以及潜在生态危害指数法(RI)分别评价其污染水平,结果表明,乐安河沉积物重金属污染严重,根据Igeo,污染水平上游段Cu>Pb>Zn,中游段三者相当,下游段Pb>Zn>Cu,根据RI把乐安河沿线分为源头低生态风险型,上游单一金属高生态风险突出型,中下游多金属高生态风险综合型三种,三种评价方法反应的总体趋势一致,但也有不同之处,应用过程中宜将三种方法相结合综合进行评价。     

金华市义乌江沉积物磁性特征与重金属污染

对浙江省金华市义乌江采集的边滩沉积物柱样,进行了系统的环境磁学、粒度、地球化学分析,以探讨环境磁学方法诊断河流沉积物重金属污染的可行性.结果表明,柱样磁性特征由亚铁磁性矿物主导,其垂向变化受到粒度和早期成岩作用的一定影响.柱样中重金属Cr、Ni、Cu、Zn、Cd、Pb含量及其富集因子除底部外,自下而上呈增加趋势,指示了柱样上部存在人为来源的重金属污染.柱样沉积物磁性特征与重金属含量及其富集因子的垂向变化存在相似性,其中磁化率(χ)、频率磁化率(χfd%)和硬剩磁(HIRM)与Cr、Cu、Zn、Cd、Pb的含量具有显著的正相关关系,反映了磁性矿物与重金属具有相同的来源,或者细颗粒磁性矿物对重金属的吸附作用.上述结果表明,磁学方法可用于指示义乌江的重金属污染.但由于义乌江属于开放性的河流环境系统,磁性特征变化受多重因素影响,增加了利用磁学手段定量诊断重金属污染的复杂性.     

鄱阳湖-乐安河湿地水土环境中重金属污染的时空分布特征

选取流域两岸富含有色金属矿产资源的乐安河及至鄱阳湖段的典型湿地区域,分别于2012年4月(平水期)、8月(丰水期)、11月(枯水期)等不同时段采集不同样点底泥、表土、上覆水等环境样品,监测分析重金属Cu、Pb、Cd的含量,并借助统计分析方法识别乐安河湿地重金属污染的时空分布特征及其来源.结果表明,乐安河流域各样点的重金属Cu含量最高,且各样点重金属的含量值均表现为Cu>Cd>Pb.以丰水期的重金属污染最严重,平水期次之,枯水期的重金属污染最轻.重金属Cu含量的高值区出现在乐安河上游;而重金属Pb含量的高值区出现在乐安河下游及入湖区域;重金属Cd的高值区出现在乐安河中游.表征重金属Cu污染的主成分贡献率为36.99%,表征重金属Cd的主成分贡献率为30.12%.底泥Cu和上覆水Cu、河滩表土Cu含量具有较强的相关性;底泥Cd和表土Cd的含量也表现出强相关性.以上结果反映出水体、底泥和土壤中的Cu污染或Cd污染的来源具有一致性,主要来源于矿山开采排放的重金属酸性污废水;而其余组分间的相关性则表现不甚明显,反映出不同污染物的来源存在一定的差异性.     

矿山酸性废水对乐安江水质影响

矿山酸性废水对乐安江的污染是严重的,尤其在排污口附近江段,pH时有低于6.5的情况,重金属含量严重超标。模拟计算表明,在pH<6.5,Cu,Zn,Pb等元素主要以离子形态存在,分别为79.7％,76.8％,S8％,提高了它们对鱼类的毒性。在排污口附近,底泥中重金属很高,Cu>3000ppm,Pb>15ppm,Zn>100ppm;而在河口地区,Cu>500ppm,Pb>100ppm,Zn>600ppm,高度富集于底泥中。由于河流水质中碳酸盐含量低,其影响是严重的。此外,Al、Fe和Mn等元素,也对饮用水处理和鱼类生存造成负效应。     

基于PMF模型及地统计法的乐安河中上游地区土壤重金属来源解析

为实现较大区域范围内土壤重金属来源贡献程度的定量化,选取江西省乐安河中上游地区表层土壤为研究对象,分析污染源样品化学组分并构建本地污染源成分谱,利用PMF（正定矩阵因子分解）模型对土壤重金属进行源解析,并结合地统计空间分析法识别各源的主要影响区域.结果表明:乐安河中上游地区土壤中w（As）、w（Hg）、w（Cd）、w（Cr）、w（Zn）、w（Cu）、w（Mn）、w（Pb）的平均值分别为21.400、0.105、0.25、73.5、88.4、56.2、577.0、49.5 mg/kg,是江西省土壤背景值平均值的1.0~1.8倍,其中,w（As）、w（Cd）、w（Cu）、w（Pb）平均值超过GB 15618-1995《土壤环境质量标准》一级标准限值.土壤重金属主要受铅锌矿冶炼源、金矿选冶源、铜矿采选源、自然源、混合源的影响.铅锌矿开采冶炼活动对洎水河左岸大部分区域土壤造成了影响,源贡献率均大于30%;金矿选冶活动目前仅影响矿区附近土壤,源贡献率最高可达94%;铜矿采选活动也使德兴铜矿周边较大区域范围土壤受到影响,源贡献率处于19%~89%之间.研究显示,构建本地源成分谱可以辅助解析验证PMF源成分谱的有效性,将PMF模型与地统计空间分析法相结合,可以进一步得到源贡献率在空间上的分布状况,对于土壤污染治理决策可提供行之有效的支撑.      

Hydrogeochemical and mineralogical characteristics related to heavy metal attenuation in a stream polluted by acid mine drainage: A case study in Dabaoshan Mine, China

Dabaoshan Mine, the largest mine in south China, has been developed since the 1970s. Acid mine drainage (AMD) discharged from the mine has caused severe environmental pollution and human health problems. In this article, chemical characteristics, mineralogy of ocher precipitations and heavy metal attenuation in the AMD are discussed based on physicochemical analysis, mineral analysis, sequential extraction experiments and hydrogeochemistry. The AMD chemical characteristics were determined from the initial water composition, water-rock interactions and dissolved sulfide minerals in the mine tailings. The waters, affected and unaffected by AMD, were Ca-SO₄ and Ca-HCO₃ types, respectively. The affected water had a low pH, high SO₄^2- and high heavy metal content and oxidation as determined by the Fe²⁺/Fe³⁺ couple. Heavy metal and SO₄^2- contents of Hengshi River water decreased, while pH increased, downstream. Schwertmannite was the major mineral at the waste dump, while goethite and quartz were dominant at the tailings dam and streambed. Schwertmannite was transformed into goethite at the tailings dam and streambed. The sulfate ions of the secondary minerals changed from bidentate- to monodentate-complexes downstream. Fe-Mn oxide phases of Zn, Cd and Pb in sediments increased downstream. However, organic matter complexes of Cu in sediments increased further away from the tailings. Fe³⁺ mineral precipitates and transformations controlled the AMD water chemistry.     

秦岭安河矿区地表水、沉积物重金属污染研究

以秦岭安河铅锌矿开采区和选矿区为研究范围,通过现场调查和系统采集地表水、沉积物样品,借助原子吸收分光光度计测试样品中Cu、Pb、Zn、Cd、Cr 5种重金属全量,并对不同重金属的形态含量进行了测定,综合分析了各类重金属在地表水、沉积物中的富集迁移规律,实现了重金属污染程度的综合评价。结果表明:矿区沟道地表水、沉积物已受到严重的重金属污染,重金属元素自上游到下游呈累积现象。下游地表水重金属含量超出农田灌溉用水水质要求。中游、下游沉积物重金属污染指数达到Ⅲ级污染,主要污染物为Pb、Zn。沉积物中重金属的有效态所占比例较高,对周围环境直接威胁大,显示出外源重金属直接注入的特征。     

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     

Major environmental and ecotoxicological processes of heavy metals in Lean River polluted by discharges from mining activities

１　ＩｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎＣｈｉｎａｉｓｕｎｄｅｒｇｏｉｎｇｓｕｂｓｔａｎｔｉａｌａｎｄｒａｐｉｄｃｈａｎｇｅｓｉｎｉｔｓｓｏｃｉｅｔｙａｎｄｉｔｓｅｃｏｎｏｍｉｃｐｏｌｉｃｉｅｓ．Ａｍｏｎｇｖａｒｉｏｕｓｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌｐｒｏｂｌｅｍｓ，ｗａｔｅｒｐｏｌｌｕｔｉｏｎｉｓｏｎｅｏｆｔｈｅｍｏｓｔｃｒｉｔｉｃａｌｉｓｓｕｅｓｆａｃｉｎｇＣｈｉｎａｔｏｄａｙ．Ｔｈｅｓｅｐｏｌｌｕｔａｎｔｓｐｏｉｓｏｎａｑｕａｔｉｃｏｒｇａｎｉｓｍｓａｎｄａｃｃｕｍｕｌａｔｅｉｎｆｉｓｈａｎｄｏｔｈｅｒｅ…     

乐安河-鄱阳湖湿地植物群落分布及其环境影响因子

于2012年平水期(4月)、丰水期(8月)和枯水期(11月)对乐安河自上游至下游及入鄱阳湖区域内湿地植物群落分布和水土环境因子进行调查,分析乐安河不同水期湿地植物群落的分布特征,通过DCCA(detrended canonical correspondence analysis,除趋势典范对应分析)探讨不同水期植物群落分布特征与环境因子间的定量关系.结果表明:3个水期内共观测到湿地植物167种,不同水期植物种类及组成结构均具有显著差异.其中平水期湿地植物102种,分属于33科75属;枯水期71种,分属于27科53属;丰水期种类最少,为55种,分属于20科42属.乐安河上游处于未受矿山开采影响的对照区域内,水生植物群落分布主要受河流自然环境因素的影响.对于受重金属酸性污染影响较严重的区域,DCCA排序结果显示,水土环境中p H和Cu、Pb、Cd等重金属含量是影响植物群落分布的重要因素.其中,上游湿地植物群落分布主要受Cu含量和p H的影响;中、下游主要受水、土环境中重金属Pb、Cd的复合污染以及p H的影响.乐安河湿地植物群落分布与环境因子间具有明显的对应关系,DCCA法能准确识别影响湿地植物群落分布的关键环境因子.     

德兴铜矿周边土壤中铜的形态分布

采用Tessier连续逐级形态提取方法,研究了德兴铜矿土壤中铜存在的化学形态和生物可利用性。结果表明,德兴铜矿各功能区表层土壤均已受到不同程度的Cu污染,分布趋势为尾矿库>采矿区>菜田>稻田>生活区。表层土壤中Cu的直接利用性不高,但可利用态Cu所占比例较高,可能造成潜在的生态毒性。土壤剖面中Cu的化学形态分布趋势为残余态>有机结合态>氧化态>碳酸盐结合态>可交换态,各态的跃迁能力都较差,基本不会威胁到该地区的地下水源。     

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

１ＩｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎＡｃｔｉｎｇａｓｒｅｐｏｓｉｔｏｒｙｏｒｓｏｕｒｃｅｏｆｖａｒｉｏｕｓｃｏｎｔａｍｉｎａｎｔｓｕｎｄｅｒｄｉｆｅｒｅｎｔｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ，ｐｒｏｂｌｅｍｓｅｄｉｍｅｎｔｓｍａｙｔｈｒｅａｔｅｎｔｈｅａｑｕａｔｉｃｏｒｇａ...