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。     

坦噶尼喀湖东北部入湖河流沉积物重金属分布特征与生态风险评价

坦噶尼喀湖是非洲第二深的湖泊,拥有独特的生态系统,为沿湖居民提供丰富的鱼类蛋白,随着沿湖社会经济的发展和人口的快速增长,坦噶尼喀湖面临着环境污染威胁.为了揭示坦噶尼喀湖的重金属外源输入,本研究采集了湖泊东北部入湖河流的表层沉积物(16个样点),对沉积物重金属含量进行分析,并应用潜在风险指数法对沉积物重金属的生态风险进行了评价,同时分析了重金属分布与土地利用的关系.结果表明Cu、Zn、Cd、Pb和Hg的平均含量分别为18.4、21.2、0.05、6.6mg·kg-1以及8.4 ng·g-1;Zn、Pb、Cd的含量最高值均位于布琼布拉城市入湖河流.潜在生态风险指数(RI)表明,各重金属在各点位的生态风险系数均较低,其中CdHgCuPbZn,Cd是最主要的生态风险贡献因子,所有点位均属于低潜在生态风险区.重金属含量与土地利用的关系表明,城镇附近采样点重金属含量最高,其次是河口湿地,远离城镇的林草地重金属含量最低,表明人类活动会增加河流表层沉积物重金属含量.在以后的研究中,对城镇附近及河口湿地应给予重点关注.     

南京公园降尘中重金属污染水平及风险评价

分析了南京10个公园大气降尘中重金属As、Cd、Cr、Cu、Ni、Pb和Zn的含量,利用地积累指数法、潜在生态风险指数法和美国EPA健康风险评价方法进行重金属污染水平、生态风险和健康风险的评价.结果表明,重金属污染水平较高的有燕子矶公园、大桥公园和莫愁湖公园.与其他部分城市如长春、武汉和北京相比,南京市公园降尘中的重金属含量偏高.地积累指数评价结果表明,Pb处于中度污染水平,Zn和Cu均处于中度至严重污染水平,而Cd处于严重至极度污染水平.Cd的生态风险水平为很强生态风险.健康风险评价结果显示,各重金属均不存在非致癌风险.Cd、Cr和Ni均不存在致癌风险(风险值10~(-6)),As的致癌风险在10~(-6)~10~(-4)之间,存在一定的致癌风险,但是在可接受范围之内.     

西藏湖泊沉积物重金属元素特征及生态风险评估

为了探究青藏高原湖泊沉积物中重金属的来源以及对生态环境的危害,本文分析了青藏高原共18个湖泊的表层沉积物样品.微量元素Cu、Zn、Cd、Pb、Cr、Co、Ni、As含量采用电感耦合等离子质谱仪(ICP-MS,X-7series)测定,全氮全碳分析仪(Vario Max CN,Elementar,Germany)测定了湖泊沉积物中的总碳氮含量.18个湖泊沉积物中Cu、Zn、Cd、Pb、Cr、Co、Ni、As这8种重金属平均含量分别为24.61、70.14、0.26、25.43、74.12、7.93、33.85、77.69 mg·kg-1.西藏湖泊沉积物中元素含量都要高于南极,但与人类活动频繁地区的湖泊沉积物重金属含量相比却较低,并且除了Cd、Ni和As之外都要低于西藏土壤背景值.运用Pearson相关性分析和主成分分析法分析了湖泊沉积物中重金属元素的来源,结果表明Cu、Zn、Cd、Pb、Co、Ni、As受流域内土壤及大气沉降影响较大,而Cr主要受人类活动的影响.用Hakanson潜在生态风险指数进行生态风险评估并聚类分析的结果显示只有普莫雍错、龙木错和班公错的综合生态污染程度低,其他湖泊生态系统均有不同程度的潜在生态风险,别若则错具有最强的生态风险.     

典型城郊湖泊沉积物重金属生态风险评价

城郊浅水湖泊沉积物通常受到不同程度的污染,并面临重金属污染积累和生态风险增加的问题。以典型城郊浅水湖泊北麻漾近岸表层沉积物为研究对象,分析各重金属的分布特征,并利用地积累指数法(Igeo)和潜在生态风险指数法(RI)评价重金属生态风险。结果表明:表层沉积物中Cr、Ni、Cu、Zn、Cd、Pb含量均不同程度超过环境背景值,体现出一定的污染积累特征;地积累指数法评价所得风险顺序为Cu>Cd>Zn>Ni>Pb>Cr>Hg,潜在生态风险指数法获得单一重金属潜在生态风险顺序为Cd>Hg>Cu>Pb>Ni>Cr>Zn,两种评价结果均显示出以Cd为主,多种重金属复合污染的特征。综合潜在生态风险指数表明入湖河口区风险等级较高,外源输入对沉积物重金属污染影响显著。     

贵州普定水库沉积物重金属分布及污染特征

为揭示普定水库沉积物重金属分布及污染特征,于2016年5月在普定水库大坝区(S1)、梭筛区(S2)、风景区(S3)、三岔街区(S4)、陇箐村区(S5)共5个采样点分别采集了沉积物柱状样品,并分析了沉积物中Cr、Ni、Cu、Zn、As、Cd、Pb和Hg共8种重金属含量特征.结果表明:8种重金属在沉积物中含量分别为(151.8±24.0),(82.1±5.4),(150.3±26.8),(546.9±180.3),(48.7±12.1),(3.9±2.6),(284.9±188.5),(0.23±0.13)mg/kg,均高于贵州省土壤元素背景水平.在水平方向上,Zn、As、Hg的含量分布较均匀,Cr、Ni、Cu、Cd、Pb具有显著差异性(n=34,P0.05);在垂直方向上,Hg污染积累较小;Cu、Zn、As、Cd、Pb由下层至中层开始积累,向上有所降低,Cr、Ni含量在下层保持稳定,向上开始降低,表明7种重金属污染已开始减轻.3种评价方法均显示出普定水库沉积物污染严重,地积累指数与沉积物质量基准(SQGs)均指出Pb污染最强、潜在生态风险指数指出Cd生态风险最强,表明Pb、Cd为主要污染物.Pearson相关性分析表明,Cr、Ni分别与Zn显著正相关,以及Cu、Zn、As、Cd、Pb之间两两显著正相关(P0.01),主成分分析结果表明主成分1由Zn、As、Cd、Pb构成、主成分2由Cr、Ni构成,指出了水库周边矿产开采和工业排放分别是普定水库沉积物中Zn、As、Cd、Pb和Cr、Ni的主要贡献者.     

汤逊湖表层沉积物重金属污染与潜在生态风险评价

为了解汤逊湖沉积物重金属的污染特征、空间分布、潜在来源和生态风险,对汤逊湖表层沉积物重金属(As、 Hg、 Cd、 Cr、 Cu、 Pb、 Zn和Ni)含量进行分析,采用地累积指数法和潜在生态风险指数法对沉积物重金属污染现状和潜在生态风险程度进行评价,并利用相关性和主成分分析法解析重金属主要污染物的潜在来源.结果表明,除Cr外,其余重金属含量均高于其背景值.重金属含量存在显著性地域差异,湖泊西南角、东北角Hg、 Cd、 Zn和Cu元素含量较高,可能来自排污口废水排放、渔业和周围工农业活动等复合污染.地累积指数和潜在生态风险表明Hg和Cd处于偏中度污染,Cu、 Pb和Zn处于无-轻度污染,As、 Cr和Ni处于无污染状态;除Hg和Cd分别存在较重和重度的潜在生态风险外,其余元素均处于低风险水平.汤逊湖表层沉积物重金属整体表现为较重生态风险水平.     

江苏省徐州市区街道灰尘重金属污染分析与评价

对江苏省徐州市区街道灰尘中Pb,Cd,Cu,Zn的含量水平进行了研究.结果表明,市区街道灰尘中Pb,Cd,Cu,Zn的平均含量分别为440.8,2.48,76.2,382.2 mg/kg,是徐州市土壤背景值的27.0,8.6,6.0,4.2倍;与国内其他城市街道灰尘重金属平均含量相比,上述重金属元素平均含量处于中等—偏高水平.采用地积累指数法和潜在生态危害指数法进行评价,结果表明,Pb处于重污染水平,Cd和Cu处于中度污染水平,Zn处于偏中度污染水平;市区街道灰尘重金属的潜在生态危害达到了强生态危害水平,在4种重金属中,Pb和Cd对街道灰尘的潜在生态危害贡献较大.通过研究以期为徐州市的城市环境污染防治和城市规划提供重要的科学依据.     

典型养殖型湖泊中的重金属含量及健康风险特征——以宿鸭湖为例

为评估典型水产养殖型湖泊中的重金属含量水平及其人体健康风险特征,系统采集并测定了宿鸭湖湖水、周边地下水、沉积物及鱼体中的重金属含量.在此基础上计算了不同重金属在不同介质间(湖水-鱼体、湖水-沉积物及沉积物-鱼体)的转移因子,并通过健康风险指数计算定量分析了宿鸭湖水生态系统中重金属对人体的健康影响,以及不同暴露途径的风险贡献率.结果表明:Zn、Ba和Sr在不同介质体内含量均较高,而Sn和Cd的含量均比较低.Cr和Zn在鱼体中的均值含量超过WHO鱼类产品中重金属的含量限值,具有潜在毒性;湖水和地下水中的所有重金属浓度均低于饮用水标准中的相关限值;部分沉积物样品中Cr、Ni、Cu、Zn、Cd和Pb含量超出环境保护部《土壤环境质量标准》(GB15618—2008)自然背景值,但低于美国华盛顿州沉积物化学标准(WAC 172-204-320)中的含量限值,已构成轻微污染.不同介质间的转化因子分析表明,鱼体对湖水中的Zn、Sr、Ba、Cu、Cr、Ni、Co、Sn和Cd均存在富集作用;但除Zn以外,鱼体对沉积物中的其他重金属无明显的富集作用;宿鸭湖水生态系统中的重金属Cr对人体的HRI值为1.6,其健康危害效应不可忽视;食用鱼类是导致Cr人体健康危害的主要途径,贡献率高达94%;最后,与非养殖型湖泊相比,宿鸭湖水库中鱼体内Pb和Cr的含量明显偏高,且重金属从湖水到沉积物的转移因子明显偏高,而从湖水到鱼的生物浓缩因子相对较低.     

重金属Cd胁迫条件下水生植物生长和吸收特征分析

为探究重金属Cd胁迫对6种水生植物生长及水质净化的影响,文章以金鱼藻(Ceratophyllum demersum)、美人蕉(Canna indica L.)、黄菖蒲(I. pseudacorus)、水芙蓉(Pistia stratiotes)、穗花狐尾藻(Myriophyllum spicatum Linn.)、凤眼莲(Eichhornia crassipes)等6种水生植物为研究对象,测定其对不同浓度Cd污染水体的净化能力及Cd胁迫条件下水生植物的生长特征。结果显示,Cd胁迫下6种水生植物的存活率为100%,Cd胁迫抑制了水生植物的生物量积累和营养元素含量,且低浓度条件下水生植物生物量的平均增长率为最高(24%);Cd主要积累于水生植物的根部,Cd胁迫下水生植物根茎叶Cd的胁迫浓度与植物体内磷元素和钾元素含量呈负相关,胁迫的分界点为1 mg/L。单一水生植物中凤眼莲(85.6%)、水芙蓉(82.7%)和美人蕉(78.8%)的净化率较好;组合水生植物中B4(金鱼藻+黄菖蒲+凤眼莲)和B6(穗花狐尾藻+美人蕉+凤眼莲)的净化效果最佳;结合水生植物在园林景观中的效果,可以将上述植物作为Cd污染修复的潜在物种,应用到人工湿地、生态浮床等设计中去。     

运用主成分分析法研究云南湖库水体中重金属分布

以云南省38个高原湖库为研究对象,测定了表层水体中Cu,Zn,Pb,Cr,Cd,As,Fe,Mn和Ni 9种重金属质量浓度. 运用主成分分析法对水体中的重金属分布情况和来源进行了分析. 结果表明:所调查的云南38个湖库水体中主要重金属的分布可由4个主成分来反映,其贡献率分别为F1(Zn,Mn,Cd)35.23%,F2(Pb,Ni)17.05%,F3(Fe,Cu)15.70%和F4(Cr,Fe)13.10%. 38个湖库表层水中均有多种不同质量浓度的重金属存在,在该调查时段,有8个湖库表层水体中部分重金属质量浓度超过《国家地表水环境质量标准》(GB3838—2002)Ⅲ类水标准限值,水质不符合饮用水标准;而其他30个湖库表层水体中重金属质量浓度符合Ⅱ类水标准. 在部分湖库中ρ(Fe),ρ(Mn),ρ(Zn),ρ(Cd)和ρ(Ni)超过Ⅲ类水标准限值,在表层水体中ρ(As),ρ(Cu),ρ(Cr)和ρ(Pb)较低,符合饮用水的标准要求. 主成分分析法能够较好地分析云南38个湖库水体中重金属的分布情况.      

中国主要湖泊表层沉积物重金属污染特征与评价分析

为了解我国主要湖泊沉积物中重金属的污染特征,通过搜集整理已公开发表的文献资料数据,分析了我国31个主要湖泊表层沉积物中As、Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb和Zn 8种重金属含量的平均值及其分布特征,并运用地累积指数法、潜在生态风险指数法对其污染程度进行评价。结果显示:我国31个湖泊的沉积物中As、Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb、Zn平均含量分别为16.39,0.497,6.29,36.89,0.076,35.37,99.52 mg/kg,大部分元素含量平均值的最大值分布区域较为分散。地累积指数评价结果表明:8种重金属的平均污染程度由高到低依次为Cd>Hg>Cu>Zn>As>Ni>Zn>Cr,Cd和Hg在多个湖泊沉积物中达中度到重污染。潜在生态风险指数评价结果表明:8种重金属的潜在生态风险系数从高到低依次为Cd>Hg>As>Cu>Pb>Ni>Cr>Zn。8种重金属的总地累积指数和综合潜在生态风险具有显著的地域差异(P0.05),表明我国主要湖泊具有各自不同的重金属污染特征。     

南京市湖泊沉积物中重金属垂直分布及污染状况评价

为了解城市湖泊沉积物中重金属污染概况及其垂直分布规律,文章选取南京市前湖和月牙湖2个小型浅水湖泊为研究对象,应用电感耦合等离子体原子发射光谱法(ICP-AES)对沉积物中Cd、Cr、Cu、Mn、Ni、Pb和Zn 7种重金属在垂向上的分布进行测定,并采用地累积指数法对重金属的污染情况进行评价。结果表明,月牙湖沉积物中重金属污染程度较前湖严重,整体上,沉积物中7种重金属质量分数由大到小的顺序为:Mn>Zn>Ni>Pb>Cu>Cr>Cd。沉积物中重金属垂向分布规律表明,7种重金属质量分数在表层0~10 cm无明显差别,而10~20 cm波动较大。地累积指数法的评价结果显示,重金属元素中Cd累积最严重,其污染程度处于中度到偏重污染水平之间。前湖沉积物中重金属Zn、Pb和Mn也发生明显累积,而污染较为严重的月牙湖7种元素都处于不同程度的污染状态。     

新疆地表水体重金属生态风险评估

系统分析新疆主要地表水体中重金属暴露特征,并基于可利用的毒性数据,采用安全阈值法（MOS₁₀）评价了水体中6种典型重金属对水生生物的生态风险.结果表明：新疆地表水重金属暴露浓度平均顺序为Ni > Zn > Cu > Cr > Cd >Pb,均值都未超过世界卫生组织（WHO）饮用水健康标准.重金属生态风险评价结果表明,短期暴露下,6种重金属的MOS₁₀均大于1,Cr、Cd、Cu、Pb、Ni和Zn暴露浓度超过影响10%的水生生物的概率分别为9.95%、9.40%、9.40%、1.72%、6.08%和0,说明6种重金属对水生生物的短期生态风险较小;长期暴露下,Zn的MOS₁₀大于1,Cr、Cd、Cu、Pb和Ni的MOS₁₀均小于1,Cr、Cd、Cu、Pb、Ni和Zn暴露浓度超过影响10%的水生生物的概率分别为15.40%、12.01%、24.80%、15.70%、98.25%和0,说明Zn的生态风险较低,Cr、Cd、Cu、Pb和Ni对水生生物具有长期潜在的生态风险,且6种重金属对水生生物的生态风险大小依次为Ni > Cu > Pb > Cr > Cd > Zn.     

鄱阳湖湿地重金属形态分布及植物富集研究

研究了鄱阳湖湿地土壤中Cu,Zn,Pb和Cd形态与植物富集的关系. 结果表明:鄱阳湖土壤中Cu,Pb和Zn主要以有机态和残渣态为主,水溶态和离子交换态等生物有效性态含量很少;而Cd则主要以水溶态和离子交换态等生物有效性态为主,因此Cd的生态危害较大. 相关分析和偏相关分析均显示:植物中重金属含量与其生存环境中重金属水溶态或离子交换态含量直接相关,这与理论上植物只能吸收重金属水溶态相符. 植物对重金属的富集能力表现出Zn＞Cu＞Cd＞Pb的趋势. 用重金属水溶态或离子交换态进行植物富集研究,更具有可比性和科学性.      

水库中重金属迁移的神经网络模拟

重金属在水环境中的迁移转化是一个多因素影响的复杂过程,快速而准确地模拟水体中重金属的迁移一直是水环境研究领域的焦点。神经网络模型计算迅速、能以较高精度拟合任意非线性函数,在水文水质模拟中已有很多成功的应用,但对重金属的模拟还很少见到。文章以大伙房水库为例,用神经网络模型模拟了重金属镉、铜、汞和锌在水库中的浓度迁移过程。建模时依据水环境中重金属迁移转化机理并借鉴数学建模中边值问题的解决思想,确定了模型的输入和输出因子;对实际监测中重金属浓度低于检测方法的最低检出限的情况,将其浓度以0计算。模型对水库中镉和铜的浓度的模拟值与实测值的最大相对误差分别为17.5%和17.9%,对汞和锌的浓度的模拟值与实测值的确定系数分别为0.741和0.762,而对镉和铜的确定系数更是达到了0.96以上。对各重金属的模拟结果表明用神经网络模拟水环境中的重金属迁移是可行的,能快速得到比较准确的结果。文章建立的模拟大伙房水库重金属浓度迁移的神经网络模型对该水库水环境管理有一定的参考价值。     

长江口邻近海域表层沉积物重金属赋存形态及生态危害评估

为探究长江口东南支海域表层沉积物重金属形态分布特征及污染状况,本研究于2019年12月在长江口邻近海域采集了18份表层沉积物样品,使用微波消解法以及改进后的沉积物重金属形态分析的连续提取法分别分析了沉积物中7种重金属（Cu、Pb、Cd、Cr、Zn、As、Ni）的总量和各形态含量,结合沉积物质量基准（SQG）、风险商（HQ）等方法初步探讨了长江口邻近海域表层沉积物中重金属的赋存形态特征,并评估了其生态风险。结果显示,从近岸到近海,重金属含量梯度逐渐减小,除Cd、Cr属于Ⅱ级标准,其余重金属平均含量均达到海洋沉积物质量Ⅰ级标准。长江口邻近海域沉积物呈中性?弱碱性,属还原环境;Zn、Pb、Cd以次生相为主要赋存形态,对环境条件变化较为敏感,其中Cd次生相的质量分数最高（74.2%）,且以可还原态为主要赋存形态,Cu、Cr、As、Ni以原生相为主要赋存形态,性状相对稳定。生态风险评估结果表明,长江口邻近海域表层沉积物重金属的组合生物效应对水生生物产生危害的概率较低。As与Cd元素的生态风险较高,尤其是Cd,易被生物利用,对环境危害性更强,需要引起重视。     

泉州湾红树植物中重金属元素的分布与储量

用ICP-AES测定了泉州湾洛阳江河口红树植物桐花树(Aegiceras corniculatum)和秋茄(Kandelia candel)根际沉积物中重金属总量和有效态含量,以及这2种植物体内重金属的含量,探讨了该红树林湿地重金属元素的分布、富集和储量情况。结果表明,2种红树植物根际沉积物中重金属总量均表现为:Fe>Mn>Zn>V>Pb>Cr>Cu>Ni>Co>Cd,有效态含量均表现为:Fe>Mn>Zn>Pb>Cu>V>Cr>Ni>Co>Cd,部分重金属具有一定潜在的有害生物效应;Fe、V在2种红树植物根部的含量最高,Mn在叶中的含量最高,其余重金属未有明显的统一规律;相关性分析表明,2种植物根中Cu和Zn,Pb和V、Co、Ni,Cr和Zn,Zn和V,V和Co、Ni,Co和Ni之间互有明显协同作用;除Mn在叶中存在较强的富集能力(富集系数大于1),2种红树植物对其余重金属元素的富集能力均较小,远达不到超富集植物的要求;秋茄和桐花树对Mn从根向叶的迁移能力最强,Cu、Cr、Zn在2种植物中的迁移系数均大于1,Cd在桐花树中的迁移系数也大于1,说明2种植物都有将这些元素向叶中输送的趋势,应注意其通过食物链富集作用引起的危害。2种红树植物中重金属总储量大小表现为:Mn>Fe(秋茄则Fe>Mn)>Zn>Cu>Cr>Pb>V>Ni>Co>Cd,其中Mn和Fe的总储量之和分别占到了总储量的97.7%(桐花树)和99%(秋茄)。     

小清河表层沉积物重污染区重金属赋存形态及风险评价

测定了小清河表层沉积物重污染区间隙水中重金属(Cu、As、Pb、Zn、Cr、Cd和Ni)的质量浓度,采用改进的BCR顺序提取法分析了沉积物中重金属的赋存形态,并分别基于美国水质基准(CCC、CMC)和风险评价编码法(RAC)、潜在生态风险指数法对间隙水和表层沉积物中重金属的毒性及生态风险进行评价.结果表明,小清河沉积物间隙水中的重金属基本不会对水生态系统产生毒性.除As外,表层沉积物中6种重金属的含量显著高于土壤背景值,呈现明显的累积效应.沉积物中Cu、As和Ni主要赋存于残渣态,Pb、Cr主要赋存于可氧化态和残渣态,Zn、Cd以酸可溶解态和可还原态为主.Cd、Zn、Cr和Pb的有效态含量高于残渣态,有较高的二次释放潜力.RAC的评价结果表明,沉积物中Cu、Pb、Cr和As处于无风险到低风险级,Ni处于低风险到中等风险级,Cd处于中等到高风险级,Zn处于中等到极高风险级,不同重金属RAC的平均值依次为CdZnNiAsCuCrPb.潜在生态风险指数法的评价结果表明,沉积物中除Cd有强~很强生态风险外,其他6种重金属均表现为低生态风险,RI值介于136.83~264.83,研究区采样点处于中等~强生态风险.     

中国主要淡水湖泊沉积物中重金属生态风险研究

根据我国主要湖泊表层沉积物中重金属Cr、Cd、Hg、As、Pb、Zn、Cu的污染情况,对沉积物中的重金属分别采用潜在生态风险指数法与地积累指数法进行评价。结果表明:两种方法评价结果基本一致。滇池、红枫湖重金属污染最严重,鄱阳湖、洞庭湖与洪泽湖次之。严重的生态风险不存在,但是Cd在鄱阳湖、滇池和太湖中具有一定的潜在威胁;太湖、巢湖、南四湖重金属潜在生态风险较低。