沙颍河沈丘段底泥、土壤中砷及重金属污染与潜在生态风险评价

为查明沙颍河沈丘段底泥、土壤中砷(As)和重金属污染状况及其潜在生态风险,对底泥和土壤样品中的砷(As)、铬(Cr)、汞(Hg)、镉(Cd)和铅(Pb)的含量水平进行测定,并进行潜在生态风险指数计算。结果表明,沙颍河沈丘段底泥中As含量为9.206～11.641mg·kg-1,距河5km的白果村农田土壤中As含量为8.52～80.31mg·kg-1,超标率达到57.8%,Cr、Hg、Cd和Pb的超标率分别达到32.8%、59.4%、67.2%和39.1%。沙颍河沈丘段底泥和附近村庄农田土壤中As和4种重金属的总潜在生态风险为中等生态风险,主要来源于Hg和As。     

云南大理地区土碱中重金属含量的测定与食用安全分析

对云南大理地区的10个农贸市场所售土碱中As、Cd、Hg和Pb含量进行测定,并对其食用安全性进行评价。结果表明,供试土碱中重金属含量水平差异很大,As含量为2.79～3.87 mg.kg-1,Hg含量为0.036～0.061mg.kg-1,Cd含量为0～0.015 mg.kg-1,Pb含量为0.15～1.16 mg.kg-1。与相关国家标准相比,所有样品均有不同程度的重金属超标。供试土碱作为食品添加剂时每人每日As、Hg、Cd、Pb摄入量(EDA)均未达到日允许摄入量(ADI)。表明供试土碱对人体健康的潜在危害较小,但为安全起见,应建立土碱环境质量标准并加强管理。     

九龙江流域规模化养猪场砷污染状况调查

对九龙江流域规模化养猪场猪饲料、沼气出液和猪粪中砷的含量进行了测定。猪饲料中砷的含量范围为0.50～7.72mg·kg-1,平均值为3.49mg·kg-1;沼气出液中砷的含量范围为0.47～56.13μg·L-1,平均值为13.45μg·L-1;猪粪中砷的含量范围为0.32～114.46mg·kg-1,平均值为13.45mg·kg-1。同一养猪场,小猪猪粪中的砷含量一般高于大猪和母猪猪粪;沼气出液和猪粪中的砷含量具有一定的相关性。由估算知,养猪场向九龙江流域年排放的砷总量约为821kg。9家养猪场中有2家猪粪和1家沼气出液中砷的含量相对较高,生态风险等级较高,已超过国家相应标准。总之,应该加强养猪业的管理,以防止养猪场对九龙江流域造成砷污染。     

洞庭湖湘江入湖口至出湖口水域表层沉积物中重金属时空分布特征与生态风险

基于2007—2012年连续对洞庭湖湘江入湖口至出湖口水域5个采样点的表层沉积物中Cd、Hg、As、Cu、Pb、Cr和Zn等7种重金属含量分析,对该水域表层沉积物中重金属的时空分布特征进行了探讨,并采用沉积物质量基准法对其生态风险进行了评价.结果表明,Cd、Hg、As、Cu、Pb、Cr和Zn的含量分别为0.54—79.90 mg·kg-1、0.046—0.712 mg·kg-1、15.2—289.0 mg·kg-1、29.0—217.0 mg·kg-1、6.0—246.0 mg·kg-1、65.4—269.0 mg·kg-1和41.4—632.0 mg·kg-1,其大小顺序为ZnCrPbCuAsCdHg;Cd、Hg、As、Cu、Pb和Zn含量沿程总体呈"V"形变化趋势,Cr含量沿程变化较小,重金属含量年际变化较为稳定;As具有较高生态风险,其余污染物具有较低生态风险,不同污染物生态风险的大小顺序为AsCdCrCuPbZnHg,S1和S3具有较高生态风险,其余点位具有较低生态风险,不同点位生态风险的大小顺序为S1S3S5S2S4.     

菊花茶中砷含量特征及砷健康风险评价

菊花茶是深受人们喜爱的一种饮品,但其干燥过程及加工工艺不当会造成菊花茶的重金属污染,尤其是和硫磺矿伴生的重金属砷。以市售菊花茶为研究对象,采用硝酸-双氧水消解体系,高压密闭消解系统和原子荧光光谱法分析测定了其中砷(As)含量,对典型超标菊花茶样品进行不同冲泡方式的筛选,确定其适宜的饮用方式,并根据我国绿色代用茶行业标准和WHO砷最大日允许摄入量(ADI)对菊花茶中砷的人体健康风险做出评价。结果表明,菊花茶中砷的含量范围在0.01～3.52mg·kg-1,91.1%的样品符合绿色代用茶的《中华人民共和国农业行业标准》(0.5mg·kg-1),其中砷含量最高的为药用祁菊花达3.52mg·kg-1,所有样品中超标的8个菊花茶样品种类分别为祁白菊(2个),杭白菊(2个),黄山贡菊(1个)和野菊花(1个),怀菊和药用祁菊各1个,75%的超标样品为散装饮品;选择超标的2个典型菊花茶样品(杭白菊和药用祁菊花)进行冲泡方式筛选,得出适宜的饮用方式为:用水茶质量比例为25∶1的开水清洗菊花茶5min,然后用开水冲泡5～20min再饮用。随菊花茶进入人体的最大日摄入量(极限值)为43.7～169μg·d-1,其占ADI(allowable daily intake)的比值范围在34.1%～132%,其中随药用祁菊花进入人体的As最大日摄入量与ADI的比值超过100%,这表明砷经菊花茶饮品摄入人体内所潜在的健康风险不容忽视。砷超标的菊花茶经过冲泡后饮用,砷的人体日摄入量13.1～36.3μg·d-1,其占ADI的比值范围在10.3%～28.4%。因此,经过洗茶后再冲泡饮用,砷的日摄入量显著降低(P<0.01),建议饮用菊花茶时洗1次茶后再冲泡饮用。     

华北平原地区某铅冶炼厂附近土壤重金属有效性研究(Heavy Metal Availability in Soil near a Lead Smelter in the North China Plain)

为研究华北平原地区某铅冶炼厂对附近农田土壤和居民点内土壤重金属有效性的影响,在距离冶炼厂烟囱1000m和2500m处设置A1和A2两个采样断面(两断面间有一居民点),采取0～20cm土样,测定DTPA-Ni、Cu、Pb、Zn和Cd含量.结果表明,A1断面DTPA-Ni、Cu、Pb、Zn和Cd平均含量均低于A2断面.A1断面土壤DTPA-Pb和Cd变化范围分别为7.18～37.8和0.250～0.950mg·kg-1,平均值分别为25.2和0.580mg·kg-1;A2断面DTPA-Pb和Cd变化范围分别为14.7～133和0.280～2.35mg·kg-1,平均值分别为59.9和1.16mg·kg-1.所有样品的DTPA-Ni、Cu和Zn含量均小于5.5mg·kg-1.随着采样点距离冶炼厂烟囱距离的增加,土壤中DTPA-Ni、Cu、Pb、Zn和Cd含量呈非线性下降,可用幂方程(Ni、Cu和Pb)或对数方程(Zn和Cd)拟合.用Pb和Cd的拟合方程计算得到的研究区内居民点中心位置土壤DTPA-Pb和Cd含量分别为30.0和0.731mg·kg-1,高于地带性土壤背景值.DTPA-Ni、Cu、Pb、Zn和Cd的含量之间均存在极显著线性正相关关系(p<0.01).以上结果表明,冶炼厂造成研究区内土壤Pb和Cd有效性远高于正常水平,并导致Ni、Cu和Zn有效性有一定程度的升高,附近居民点内居民受到土壤高铅和高镉有效性的威胁;土壤铅和镉升高的范围达到距离冶炼厂烟囱2.8km以外区域.     

成都平原表层水稻土重金属污染健康风险分析

采样分析了成都平原表层水稻土(0—20 cm)中As、Cd、Cr、Hg、Pb、Cu、Zn含量,参照国家土壤环境质量标准和土壤背景值,并利用健康风险评价模型对土壤重金属环境质量状况和人体健康风险进行了评价.结果表明,成都平原水稻土表层7种重金属平均含量分别为As:9.69 mg·kg-1、Cd:0.12 mg·kg-1、Cr:79.5 mg·kg-1、Hg:0.04 mg·kg-1、Pb:47.5 mg·kg-1、Cu:29.3 mg·kg-1、Zn:81.7 mg·kg-1.与成都地区土壤背景值相比,As、Cr、Pb、Cu、Zn在表层水稻土中有明显积累,部分样区土壤重金属超过《土壤环境质量标准》(GB15618—1995)标准值的二级标准,存在外源污染输入,但污染程度较轻.人体健康风险分析结果表明,经土壤-口接触行为摄入是该区域人体重金属暴露风险的主要途径,重金属致癌风险AsCd,非致癌总风险CrCuHgPbZn,无论儿童还是成人,重金属致癌风险值和非致癌风险值均低于风险阈值,风险值均在可接受水平内,但儿童健康风险值高于成人,应加强监管.     

会泽某铅锌矿周边农田土壤重金属生态风险评价

为了了解云南会泽某铅锌矿废周边农田土壤中重金属含量及潜在的生态危害程度,利用野外采样与实验室分析相结合的方法,以会泽某铅锌矿周边农田土壤（0-20 cm）为研究对象,分析其中7种的重金属（Cd、As、Pb、Cr、Cu、Zn和Hg）含量,并采用风险评价代码法和Hankanson潜在生态风险指数法评价对重金属污染程度与潜在生态风险进行评价。结果表明：7种重金属都存在超标或污染,其中Pb、As、Cd等的污染较为严重。统计学分析结果表明,Pb、As、Hg、Zn、Cd来源相同,铅锌矿冶炼污染物的排放可能是导致研究区域农田土壤重金属含量升高的主要原因。7种重金属化学形态也不尽相同：在重金属有效态中,Cd的水溶态和可提取态较高（平均值达到31.2%）;Pb、Cu和Zn可还原态、可氧化态这两部分含量较高,两部分之和的平均值分别可达到27.9%、30%和27.2%;Hg、As和Cr的残渣态含量较高,平均值分别为90.4%、72.9%和76.8%。风险评价代码评价结果表明,54.4%的样点Cd为高生态风险,45.6%的样点Cd为中度生态风险;100%的样点Zn为中度生态风险;Cu有41.2%的点位属于低生态风险,58.8%的点位属于中度生态风险;As和Pb主要以低生态风险为主（所占比例分别为92.6%和91.8%）;Hg主要以无生态风险为主（所占97.1%）。Hakanson潜在生态风险指数法结果表明,7种重金属潜在生态危害大小顺序为：Cd（331）〉Hg（127.5）〉Pb（43.6）〉As（14.9）〉Cu（9.3）〉Zn（2.3）〉Cr（2.1）。7种重金属的综合潜在生态风险指数（RI）的范围为58.2-1839.3。11%的采样点处于轻微生态风险程度,27.1%的采样点处于中等生态风险程度,46.3%的的采样点处于强生态风险程度,15.6%的采样点处于很强的生态风险程度。综上所述,该矿区周边农田土壤受到了严重的重金属污染,由此引起的重金属生态风险不容忽视?     

重金属积累对土壤酶活性的影响

研究了华北平原某铅冶炼厂附近农田33个土壤样品中重金属积累对土壤酶活性的影响。结果表明,样品中Pb和Cd全量的平均值分别为144和5.59mg·kg-1,DTPA态Pb和Cd含量平均值分别为54.1和0.964mg·kg-1,均超过了未污染农田潮土的正常范围,而Cu、Ni和Zn的有效性和全量与未污染土壤接近;土壤过氧化氢酶活性与DTPA态Pb和Cd含量、全Pb含量均呈显著的负线性关系(P<0.01);与磷酸酶和脲酶相比,土壤脱氢酶活性更易受到土壤中Pb和Cd积累的影响;随DTPA-Ni含量增加,土壤蛋白酶和碱性磷酸酶活性增加(P<0.1);土壤脲酶活性与重金属全量或有效态重金属含量无显著相关性(P>0.1)。以上结果说明,利用土壤过氧化氢酶和脱氢酶活性能够表征基本性质较为一致的土壤中重金属污染程度;与重金属全量相比,有效态重金属对土壤酶活性影响更大。     

我国典型土壤上重金属污染对番茄根伸长的抑制毒性效应

采用盆栽试验观测了我国3种典型土壤——黄泥土、褐土、红壤上不同重金属(铜、锌、铅)作用下敏感植物番茄的根伸长,其中黄泥土和褐土上重金属添加量范围为Cu(0～2000mg·kg-1)、Zn(0～4000mg·kg-1)和Pb(0～5000mg·kg-1),红壤上为Cu(0～400mg·kg-1)、Zn(0～750mg·kg-1)和Pb(0～2000mg·kg-1).对不同土壤上Cu、Zn、Pb对番茄的根伸长抑制率进行了比较,以阐明不同土壤上重金属种类及用量对蔬菜根生长的抑制及毒性效应.结果表明,相同Cu、Zn、Pb污染水平(添加量)下,土壤中重金属对番茄的根伸长抑制率大小顺序基本表现为:红壤>黄泥土>褐土.番茄对红壤中的重金属最敏感,其次是黄泥土,再次是褐土.番茄对不同重金属的毒性响应不同,对Cu最敏感,Zn和Pb次之.土壤中有效态重金属含量与番茄根伸长呈显著(p<0.05)或极显著(p<0.01)负相关,表明有效态重金属含量是影响蔬菜根伸长的重要因素.     

小白菜的干鲜状态对其铅的生物可给性的影响(Effects of Dry and Fresh States of Brassica chinensis on the Oral Bioaccessibility of Lead)

为了研究小白菜的干鲜状态对其铅的生物可给性的影响,设置了对照(不添加铅,本底值为32.37mg·kg-1)、300mg·kg-1和500mg·kg-13种土壤铅浓度处理的盆栽实验,并将收获的小白菜分别以干样和鲜样进行基于生理学的invitro人工胃肠模拟实验,测定其中铅的生物可给性.结果表明:栽种2个月后,小白菜铅含量分别达到0.38mg·kg-1、4.55mg·kg-1和12.50mg·kg-1(干重),对铅的富集系数分别为0.012、0.015和0.025,可能存在较高的健康风险.invitro实验表明:样品干鲜状态、铅浓度处理以及二者的交互效应是影响铅的生物可给性的重要因素.无论干样还是鲜样,铅在胃阶段和小肠阶段的溶解态量均随样品铅含量的增加而线性增加;对于同一铅浓度处理,鲜样中铅的生物可给性无论在胃阶段还是小肠阶段均显著高于干样(p<0.01).使用干样进行健康风险评价可能会低估小白菜中的铅对人体的健康风险.     

福建省稻米中的砷水平及其健康风险研究

为更好了解区域水平上水稻(OryzasativaL.)砷所引起的健康风险,在福建省9个地区采集了206份水稻样品并对其总砷和无机砷含量进行了分析,然后在此基础上建立风险评价模型并对其健康风险进行了评价。结果表明,福建省水稻精米中总砷平均含量为(0.105±0.091)mg·kg-1,无机砷平均含量为(0.045±0.019)mg·kg-1。全省所有样品中无机砷含量符合中国国家标准规定的限量标准(MCL)0.15mg·kg-1。通过膳食调查的数据和水稻无机砷含量对每天通过稻米消费无机砷摄入量进行了计算,全省平均每天无机砷摄入量为13.50μg,并且9个地区每天无机砷摄入量均超过了美国国家研究委员会所规定的最大限量标准10μg·d-1。根据无机砷摄入量和癌症斜率因子所构建的癌症风险模型结果表明,福建省稻米无机砷所引起的癌症风险为每100000有37.5人,虽然低于中国的平均水平(每100000有61人),但是超过了美国国家环境保护局所规定的可以接受的癌症风险的上限(每100000人有10人)。因此,需要进一步通过流行病学方面的调查来确定福建省稻米无机砷摄入和健康风险之间的关系。     

招远市区土壤及常见绿化植物汞污染特征

为查明长期黄金开采冶炼对城市汞污染的影响,以"金都"招远为研究对象,于2011年4月,采集了招远市区常见绿化植物柏树、落叶松、冬青的茎叶样品30份,并同步采集相应表层土壤样品34份。采用冷原子吸收法测定样品总汞含量,分析了土壤的理化性质。结果表明,招远市区表层土壤中汞含量范围为0.002~0.815 mg·kg-1,平均值为0.149 mg·kg-1。土壤汞含量与有机质呈极显著正相关,与p H、粗颗粒比例呈显著正相关关系,而与阳离子交换量、黏粒比例呈显著负相关。不同城市区域相比,处于金矿区污染源下风向、且与矿区距离较近的梦芝区土壤汞含量要显著高于其它区域。常见绿化植物茎叶汞含量范围为0.021~0.782 mg·kg-1,不同植物中的汞含量没有显著差异,但同种植物中茎、叶中汞含量存在极显著正相关。植物中的汞在各城市区域没有显著差异,与土壤汞含量也不存在显著相关性。研究结果显示,招远市区土壤和植物受周边金矿开采和黄金冶炼的影响,存在一定程度汞污染。     

电子废物不当处置的重金属污染及其环境风险评价 Ⅳ. 电子废物不当回收地区流域水体沉积物的重金属污染

为了解电子废物不当处置活动对小流域内水体沉积物金属污染的影响,采集了位于广东省清远市龙塘镇和石角镇的电子废物焚烧和酸解活动核心区内水塘和水库的0～40cm沉积物以及附近河流大燕河表层(0～5cm)沉积物样本,分析了样本中的金属(水塘、水库:Zn、Cu、Pb、Cd、Cr;大燕河:Zn、Cu、Pb、Cd、Cr、Ni、Mg、Mn)含量.作为对照,对珠江口伶仃洋沉积物中的5种重金属(Zn、Cu、Pb、Cd、Cr)含量也进行了分析.结果表明,1)在核心区内,5种重金属的平均含量在接近酸解作坊的水塘沉积物中呈Cu(766.16mg·kg-1)>Zn(181.12mg·kg-1)>Pb(129.56mg·kg-1)>Cr(1.89mg·kg-1)≈Cd(1.12mg·kg-1),在其下游的水库沉积物中呈现相同的规律,但水塘沉积物的Cu、Zn、Pb含量均高于水库.水塘、水库沉积物重金属含量分布规律明显不同于伶仃洋沉积物,与伶仃洋沉积物相比,核心区水体沉积物Cu含量特别高,是伶仃洋沉积物的7～17倍,Pb和Cd则分别是伶仃洋的2.3～3.0倍和1.9～2.4倍,Zn、Cr含量与伶仃洋沉积物相近.2)Zn含量在核心区水体沉积物中均呈现出在20.0～30.0cm深度最高的趋势,Cu、Pb含量在水库沉积物中也有类似的表现,说明该深度的沉积物可能是电子废物回收处置活动最频繁的时期形成的,近年来随着政府取缔工作的加强,电子废物非法处置活动的减少,Zn、Cu、Pb含量有明显的下降.3)大燕河沉积物中6种重金属(Zn、Cu、Pb、Cr、Cd、Ni)的总含量表现为中游下段(1261.3mg·kg-1)>中游中段(1049.2mg·kg-1)>中游上段(401.8mg·kg-1)>上游(364.6mg·kg-1)>下游(215.4mg·kg-1).Cu、Zn、Pb和Cr含量均在中游下段的沉积物中出现最大值,次大值出现在中游中段,Ni、Cd在中游中段出现最大值,次大值出现在中游下段.中游中、下段沉积物中金属含量最大值和其上游(或中游上段)河段含量最低值的比值呈现Cu(10.1)>Cr(7.8)>Zn(3.8)>Cd(2.0)>Pb(1.9)>Ni(1.8),显示这些重金属主要从中游中、下段进入大燕河沉积物,其中Cu污染最为严重,而Cr污染可能与水土流失或当地其他活动释放的Cr有关.4)比较流域内土壤和各种沉积物以及伶仃洋沉积物中重金属的构成比例发现,核心区土壤和沉积物以及大燕河沉积物中的重金属具有明显的同源性.随着离源区距离的增加,重金属的构成比例中最明显的变化是Cu的比例下降以及Zn的比例上升。     

废电池中重金属溶出特性及对海洋生物的毒性效应(Dissolved Characteristics of Heavy Metal in Waste Battery and Toxic Effect on Marine Organisms)

针对渔用废电池被大量丢弃在海洋中的现象,分别开展了废电池中主要重金属离子溶出特性试验和废电池浸出液对不同海洋生物急性毒性效应的研究.试验结果显示,在盐度为20的40L海水中自然浸泡状态下(45节电池),松下一号锌锰废电池溶出液中铅、镉、汞溶出浓度不断增加,但溶出速率较慢.单节电池在第60d,铅、镉和汞溶出总量分别为2.08μg、0.52μg和0.60μg,溶出率分别为0.004%、0.018%和1.263%;第210d铅、镉和汞溶出总量分别为28.76μg、6.38μg和1.02μg,溶出率分别为0.057%、0.224%和2.147%.一节废电池中铅、镉和汞总量在1L海水中全部溶出后浓度分别可达到50445μg·L-1、2850μg·L-1和47.5μg·L-1,分别是我国渔业水质标准(GB11607-89)的1009倍、570倍和95倍.废电池浸出液对不同受试生物的急性毒性试验结果表明,当废电池浸出液混合浓度中铅、镉和汞浓度分别为3.39μg·L-1、0.64μg·L-1和0.76μg·L-1时(45节电池40L海水浸泡60d),对黑鲷、脊尾白虾和缢蛏的96h半致死浓度值分别为溶出液混合浓度的5.13%、4.87%和6.71%,废电池浸出液中各重金属离子对海洋生物毒性具有非常强的协同作用.在鱼、虾、贝三类受试生物中,贝类对废电池溶出液毒性的耐受能力最强,鱼类次之,虾类最弱.     

藻细胞膜电信号对重金属的快速反应研究

为探讨藻细胞膜电信号对重金属离子的响应特征,运用细胞外表面技术和电化学方法研究了淡水藻——大型轮藻(Nitellaflexilis)藻细胞膜电位和膜电阻对汞、镉、铅的快速反应.结果表明,细胞膜电位和膜电阻对汞、镉响应灵敏且快速,30min内即对1μmol·L-1Hg2+、Cd2+表现出超极化和膜电阻增大反应,而5、10μmol·L-1Hg2+、Cd2+则在15min内引起细胞去极化、膜电阻减小,且剂量效应显著.细胞膜电信号对Pb2+的响应浓度为100μmol·L-1,30min内细胞先去极化后超极化,膜电阻持续增大.重金属作用前后相比,高浓度Hg2+、Cd2+(5、10μmol·L-1)导致藻细胞不可逆损伤,而其低浓度所致的损伤可恢复.Pb2+致藻细胞不可逆损伤的最低浓度为500μmol·L-1.对比膜电信号对3种离子的响应特点,发现藻细胞膜电位和膜电阻对Hg2+和Cd2+的响应灵敏度大于Pb2+.     

湘南4个矿区稻田As污染状况的初步调查

通过实地调查以及土壤和水稻样品分析,研究了湘南郴州柿竹园铅锌矿、郴州界牌岭锡多金属矿、衡阳水口山有色金属矿、衡阳龙王山金矿4个矿区稻田的As污染状况.结果表明:4个矿区的稻田土壤和水稻植株均已受到严重的As污染.矿区稻田土壤As含量范围为30.0～225.7mg·kg-1,超过国家土壤环境质量3级标准;水稻根系、秸秆、谷壳、糙米As含量范围分别为115.6～588.2、4.19～20.88、1.388～5.374、0.214～0.892mg·kg-1,除部分糙米样品外,均超过我国食品中As限量卫生标准.矿区稻田土壤同时受到As和重金属的复合污染,综合污染指数(P)范围为0.76～13.12.矿区稻田的As污染主要由矿产的开采和冶炼造成,其中,水口山有色金属矿区和龙王山金矿区As污染以及As和重金属复合污染最为严重,柿竹园铅锌矿区污染面积较大,界牌岭锡多金属矿区由于发生过地质灾害改变了地表面貌,污染情况更为复杂.