城市湖泊表层沉积物中的重金属污染现状及其稳定度分析——以武汉墨水湖为例

水体沉积物中的重金属会对生态系统构成直接和间接的威胁.为了研究工业化、城市化过程中城市湖泊沉积物重金属污染程度,以武汉市墨水湖为研究对象,测定了5种重金属Zn、Cu、Ni、Pb及Cr在表层沉积物中的含量,分析了其污染程度、分布特征,并对其稳定度进行了分析.结果表明,墨水湖表层沉积物重金属污染程度较重,在所有采样点5种重金属含量均高于最低效应阈值(LEL),多数采样点甚至超过了严重效应阈值(SEL);该湖泊沉积物中重金属分布具有比较明显的空间差异性:排污口区>湖中心水域>城区岸边带>林田岸边带;其稳定程度依次为:Zn相似文献   

宁波市回龙河表层沉积物重金属的形态分析及风险评价

为了解回龙河表层沉积物中重金属的污染状况,采集了表层沉积物样品,测定了重金属Zn、Cu、Pb、Cr、Cd和Ni的总量及其化学形态,并采用潜在生态风险指数法对重金属进行了生态风险评价。结果显示,回龙河表层沉积物中Zn、Cu、Pb、Cr、Cd和Ni均有一定程度的累积,总量分别为286.4～1277.9mg/kg、21.71～146.0mg/kg、10.33～44.20mg/kg、25.13～90.40mg/kg、0.07172～0.3901mg/kg、13.27～157.2mg/kg,其中Cu、Cr、Pb与Ni 4种重金属具有一定的同源特性;形态分析表明,Cu的形态分布以有机结合态为主,最容易迁移释放,Zn、Cr和Ni除残渣态外,铁锰氧化结合态和有机结合态占一定比例,具有潜在风险;潜在生态风险指数法分析表明,沉积物中重金属元素的单一潜在生态风险指数顺序为Cd〉Cu〉Ni〉Zn〉Pb〉Cr,潜在生态危害指数RI均小于150,总体上回龙河处于轻微的生态风险等级。     

南京主要湖泊表层沉积物中重金属污染潜在生态风险评价

为掌握南京城市湖泊表层沉积物中重金属的污染概况及其潜在生态风险,选取玄武湖、月牙湖、紫霞湖、琵琶湖和前湖5个主要湖泊为研究对象,应用电感耦合等离子体原子发射光谱法( ICP - AES)分析表层沉积物中Cd、Cr、Cu、Ni、Pb和Zn含量,并采用地累积指数法和潜在生态风险指数法对重金属污染风险和潜在生态危害进行评价.结果表明,湖泊表层沉积物中Cd、Cr、Cu、Ni、Pb和Zn含量分别为0.8～5.1、10.3 ～67.6、6.2 ～70.5、未检出～53.2、12.9 ～ 55.9和40.6 ～456.3 mg·kg -1.地累积指数法评价结果显示,6种重金属元素累积程度由高到低依次为Cd、Zn、Pb、Cu、Ni和Cr,其中Cd处于偏中等累积到重累积水平.潜在生态风险指数法评价结果显示,表层沉积物重金属污染最严重的是月牙湖,其次是前湖和紫霞湖,这3个湖泊都处于中等潜在生态风险状态,琵琶湖和玄武湖处于低潜在生态风险状态.     

淮河江苏段沉积物重金属的分布特征、来源解析及其生态风险

为了解淮河江苏段沉积物重金属的污染特征、空间分布及其生态风险，对其表层沉积物中重金属（Cd、Mn、Cu、Zn、As、Ni、Pb和Cr）的含量进行检测，利用相关性和主成分进行重金属来源分析，并采用富集系数与生物毒性不利影响对表层沉积物重金属进行污染评价.结果表明，除Cd与Cr外，Zn、Mn、As、Ni、Cu等重金属的含量均高于江苏土壤背景值.重金属含量空间分布差异明显，其中洪泽湖北部及围湖地区等地重金属污染状况最严重，来源可能来自城镇污水、工业废水等复合污染.富集水平排序为Zn>Mn>As>Ni>Cu>Pb>Cr>Cd，其中Mn、Zn富集程度最为明显.生物毒性不利影响评价总体处于中风险状态，主要贡献来源于Ni、Zn.除了Cu、Cd、Pb外，Ni、Zn、Cr、As重金属可能会对底栖动物产生危害作用.因此，淮河江苏段沉积物重金属整体表现为较重生态风险水平.     

北京市西城区雨水管道沉积物中重金属特征

在对北京市西城区部分排水管道调研的基础上,对几个典型雨水检查井连接雨水管道沉积物中赋存的主要重金属污染物污染水平及形态分布进行了研究,分析了沉积物粒径及有机质含量对重金属污染物赋存水平的影响.结果表明,排水管道沉积物中:Cr主要以残渣态存在;Cu和Zn以具有活性潜力的铁锰氧化物形态及碳酸盐结合态两种形态为主;Pb的残渣态含量平均值达到了56.4%;Ni的可交换态和碳酸盐结合态含量相对较大;可交换态Cd占其总量的比例最高值达22.4%,而残渣态的Cd含量极小.     

人为活动对城市湖泊沉积物重金属污染的影响——以武汉墨水湖为例

人类活动使得大量的重金属向水环境中排放,导致了城市湖泊严重的重金属污染.为了研究中国的工业化、城市化发展对城市水体重金属污染的影响,以武汉墨水湖为例,测定了沉积物中几种常见痕量重金属Zn、Pb、Ni、Cu、Cr的含量和富集系数,并运用主成分分析对重金属的污染来源进行了初步探讨.结果表明,墨水湖表层沉积物重金属污染程度较重,主要受人为输入的影响;5种重金属在全湖区域上具有比较高的富集系数,尤以排污口为甚,排污口是重金属富集的主要区域.主成分分析表明,Pb可能主要来自于暴雨径流面源,而Cr可能主要来自于工矿企业的点源排放,其他3种金属则有着大小相当的点、面源输入贡献。以上结果表明,城市化和工业化进程已经给城市湖泊带来了很高的重金属污染负荷.     

基于PMF模型的胶州湾地区主要河流表层沉积物中重金属污染特征及来源解析

为研究胶州湾地区主要河流表层沉积物重金属污染特征、污染来源及生态风险，2021年6月采集了青岛市4条主要河流中的51个表层沉积物样品，利用地累积指数、污染负荷指数和潜在生态风险指数法评估了重金属污染水平及其生态风险，并采用正定矩阵因子分析模型(PMF)解析了重金属污染来源及其贡献率.结果表明，胶州湾区主要河流表层沉积物中As、Cd、Cr、Cu、Ni、Pb、Hg和Zn中值浓度分别为：5.71、0.27、124.27、26.61、24.45、12.27、0.039、91.80 mg·kg^-1.其中Cd、Cr、Cu、Hg和Zn的中值浓度均高于背景值，有一定的富集；地累积指数(I_geo)法评价结果表明，8种金属的I_geo依次为Cd(1.21)>Hg(0.79)>Cr(0.31)>Zn(0.18)>Cu(-0.21)>Ni(-0.65)>Pb(-1.00)>As(-1.34)；其中Cd的污染程度最高，Hg、Cr、Zn为轻度污染，沉积物中Cu、Ni、Pb、As的I_geo...     

黄河中下游干流沉积物中重金属的赋存形态及其生态风险

在黄河中下游干流采集6个表层沉积物样品,采用Han和Banin连续提取法提取并采用ICP-MS和ICP-OES测定不同化学形态的Pb、Cu、Cd、Cr、Ni、Zn、Mn含量,在计算重金属富集因子、迁移系数、次生相和原生相分布比值的基础上,对重金属赋存形态、迁移能力、生物活性、污染状况和潜在生态风险进行了研究.结果表明,黄河中下游干流表层沉积物中重金属元素含量沿河流向先增加后降低,高含量点位出现在汜水汇入黄河后,支流的输入对黄河重金属含量具有较为明显的贡献.形态分析研究表明,Pb、Cu、Cr、Zn、Ni等5种重金属残渣态在其不同形态中有绝对优势,Cd可浸取态占明显优势,Mn的残渣态与可浸取态所占比例相当.富集因子分析表明,黄河中下游表层沉积物中重金属可分为3类:Cu、Cr、Mn基本无富集,Pb、Ni、Zn轻度富集,Cd中度到极高度富集;迁移系数研究表明黄河中下游表层沉积物重金属迁移系数和生物活性顺序为MnCdZnNiPbCuCr.次生相原生相比值法表明Cu、Cr、Ni、Zn无污染,Pb在3点位轻度污染,其它点位无污染,Mn在1、3、6点位轻度污染,其它点位无污染.综合各种评价方法,Cd是黄河中下游沉积物中污染程度最高的重金属,具有潜在生态风险,应引起重视.     

中国三个不同富营养化湖泊沉积物中Cu、Zn赋存特征及其与营养盐的相关性分析

对太湖、南四湖、白洋淀三个不同富营养化湖泊沉积物进行采样,采用Tessier连续提取法,测定了3个湖泊表层沉积物中Cu、Zn两种重金属的赋存形态,并初步探讨了重金属各形态与沉积物及上覆水中营养盐的相关关系。结果表明,沉积物中重金属总量以白洋淀最高,太湖最低,但重金属污染程度为太湖＆gt;南四湖＆gt;白洋淀,太湖Cu污染指数为1.34~1.6,白洋淀Cu污染指数仅为0.79~1.17。沉积物中重金属赋存形态Cu主要以残渣态和有机质结合态为主（二者之和占73%以上）, Zn则以残渣态和Fe-Mn氧化态占优（二者之和比例达83%以上）,含量最少的均为可交换态。不同湖泊沉积物重金属赋存形态差异较大,太湖残渣态重金属占总量的比例最小（Cu为43%~56%,Zn为49%~63%）,南四湖残渣态占的比例最大（Cu为59%~82%、Zn为64%~77%）;可交换态比重在太湖中最高（Cu占3.2%~5.6%,Zn为1.3%~1.5%）,在南四湖中最低（Cu为1.1%~2.9%,Zn未检出）。从“非稳定态”重金属（除残渣态外的四种形态之和）所占比例看,相较其它两个湖泊,太湖沉积物中重金属污染人为输入的活性态占较大比重,具有较高的二次释放风险。相关性分析得出,重金属Cu的可交换态与上覆水中总氮及总磷之间存在着极显著的正相关关系,碳酸盐结合态Cu与沉积物中营养盐呈现出显著的负相关性,说明水体的富营养化程度加剧可能会增强沉积物中Cu向水体释放的风险。     

312国道沿线土壤、灰尘重金属污染现状及影响因素

通过采集312国道沿线表层土壤及服务区灰尘样品,研究了312国道沿线表层土壤、灰尘重金属污染现状,并探讨了影响因素.研究发现312国道沿线表土中Pb、Zn、Cu污染较严重,Ni、Mn、Cr污染较轻.良田、宝天公路采样点Pb、Zn污染程度最高,为强污染-极强污染,柳园Pb、Zn污染次之为中强度污染,其余采样点均为无污染至中度污染.服务区窗台灰中Pb、Zn、Cu等重金属污染严重,三门峡、平顶山、北龙口、良田等地点Zn元素的Igeo值10.Ni污染较轻,Igeo值均2.312国道沿线表土中Pb、Zn、Cu、Mn重金属污染和窗台灰中Pb、Cr重金属污染均与停车场地面灰中重金属污染相关性较高,推测主要受汽车尾气和轮胎摩擦碎屑污染,其余各元素如Ni等还受到其它污染源影响.重金属污染受汽车活动影响较大。     

Geochemical speciation of trace metals in sediments of the northern Nile Delta Lake by sequential extraction technique

ABSTRACT

The present study was performed to investigate surface sediment samples from Lake Edku of the Nile Delta Lagoons, Egypt. The Lake is important for fishing in the region. The importance of research is to understand the mobility and bioavailability of each studied metal. The study was carried out on 10 sampling sites during 2017. The sediments were subjected to the technique of sequential extraction to examine the chemical forms of some trace metals (Fe, Mn, Zn, Cu, Pb and Ni). Five stage extractions were done as the following order: soluble and exchangeable, carbonate, iron and manganese oxides, organic matter fraction and residual fraction. Attained results from the five fractions showed variations in the concentrations of metal contents of different sites under study. The overall metal concentrations (%) in the initial four extractable fractions (exchangeable, carbonate, oxides and organic matter fractions) were assessed to configure the mobility of each studied metal. The risk assessment code (RAC) represents the summation of exchangeable and carbonate fractions, it was between low and medium risk for aquatic environment. The range percentage of RAC for the metals was in the following order: 1.8–13, 4–23.5, 15–26, 5.7–19.5, 9–25 and 4.8–18.2 for Fe, Mn, Zn, Cu, Pb and Ni, respectively. Approximately 30% of the total copper was associated to the organic fraction, which may represent a high mobility of copper in these sediments. The highest mobility of metals in the sediments could be confirmed by its bioavailability factor (BF), which was within the ranges of 0.32–0.61, 0.36–0.59, 0.64–0.83, 0.36–0.72, 0.37–0.62 and 0.52–0.78 for Fe, Mn, Zn, Cu, Pb and Ni, respectively. The BF exhibited the following order: Zn > Ni > Cu > Pb ≈ Mn?>?Fe. The high levels of BF for the studied metals may represent the potentiality for toxic metals to be easily released into the aquatic environment.     

Fractionation analysis of some heavy metals in sediments of the north-western part of the Red Sea,Egypt

Sequential extraction was used to study operationally determined chemical forms (exchangeable, carbonate, reducible metal, oxidisable metal and the residual fractions) of the metals Cd, Cu, Zn and Pb in sediments from 12 sample sites collected from the north-western part of the Red Sea, where improper recreational facilities have resulted in diverse impacts on the coastal environments fronting some of the recreation projects. The results showed that the average percentage of each phase was different among metal types; the residual binding fraction was the most important phase for binding Zn and to a lesser degree Cu. The reducible fraction was the second most important phase for Zn and Cu. For Pb, the fractions bounded to the residual fractions and the reducible phases are equal and exhibited the highest percentages. By contrast, the carbonate fraction was predominant for Cd. The percentages of Cd, Cu, Zn and Pb associated with the carbonate and exchangeable fractions, which are potentially the most harmful to the environment, were calculated and assessed at different sampling sites of the studied sediments. According to the Risk Assessment Code (RAC), the results reveal that Cd is the only metal that poses a high risk to the environment.     

厦门市水体表层沉积物重金属污染生态风险分析

沉积物是水环境的基本组成部分,其重金属含量常被作为水环境质量的重要指标之一。以厦门市为例探讨了不同城市化区域水体表层沉积物中重金属的分布特征,并采用沉积物地累积指数、Hakanson潜在生态风险指数等方法对重金属Zn、Pb、Cu、Cd、Cr、As、Hg进行环境风险评估。研究结果表明,厦门水体表层沉积物中Zn、Pb、Cu、Cd、Cr、As、Hg的含量分别为182.2、63.7、31.3、0.19、67.9、10.4、0.11 mg/kg,空间分布呈现出从城市远郊区到中心城区显著增加的趋势;依照地累积指数评价结果显示：7种重金属的污染程度顺序依次为：Hg（Pb（Zn（Cu（Cd（As（Cr;采用Hakanson提出的潜在生态危害指数法,获得厦门市主要水库重金属生态风险构成危害的顺序：Hg（Cd（Pb（As（Cu（Zn（Cr;水体表层沉积物中重金属污染水平与区域城市化水平在一定时期内呈正相关关系,这为我国快速城市化发展过程中水环境恶化问题的改善提出了警示。     

典型城市污染水体底泥中重金属形态分布和相关性

采用Tessier五步连续提取法,研究了南京市莫愁湖、玄武湖、秦淮河13个底泥样品中的重金属的形态分布情况,分析了重金属浸出量与各形态间的相关性及有机质与有机结合态的相关性,并通过红外谱图分析了有机质与重金属结合的机理.结果表明:底泥中Pb,cu,zh,Ni,Cr主要以有机结合态和残渣态俘在,两种形态的含量占总量70%以上,Zn和Cd的可交换态和碳酸盐结合态含量相列较高,Zn约占20%,Cd约占30%;Zn,Cu,Cd,Ni,Cr的浸出量均与可交换离子态呈现显著的相关性,因此可通过减小可交换离子态含量控制底泥重金属污染的风险性;研究还表明,有机质与有机结合态呈现显著的正相关,因此增加底泥中有机质含量有助于重金属向有_棚结合态转化,有机质与重金属的结合主要是由于其中-些官能团和重金属形成稳定的络合物.     

珠江三角洲养殖鱼塘水体中重金属污染特征和评估

为了解珠江三角洲主要养殖环境中重金属含量及潜在生态危害程度,用电感藕合等离子质谱法和原子荧光法测定了肇庆、广州、惠州和茂名4市14个样点沉积物中7种元素的水体及底泥总量,并对底泥中主要重金属污染状况及潜在生态风险进行了评价。结果表明：养殖鱼塘水体中Cr质量浓度范围是nd-0.1011 mg·L-1,超标率为7.1%,Cu质量浓度范围为nd-0.1438 mg·L-1,超标率为64.3%,As质量浓度范围是0.0112-0.0812 mg·L-1,超标率为24.1%,Hg质量浓度范围是0.00004-0.00458 mg·L^-1,超标率为35.7%,Pb质量浓度范围为nd-0.0973 mg·L^-1,超标率为6.8%,其余Ni、Zn和Cd质量浓度范围分别为nd-0.0218、nd-0.0232和nd-0.00319 mg·L^-1,均未超渔业水质标准;底泥中重金属元素Cr、Cu、Zn、As、Hg、Cd和Pb的平均值分别为83.86、46.19、242.16、32.38、0.64、1.00和60.06 mg·kg^-1,地积累指数评价结果显示,表层沉积物重金属污染程度顺序为Cd＞Hg＞Zn＞Pb＞As＞Cu＞Cr,其中,Cd污染程度为中-强,是底泥污染最严重的元素。潜在生态风险指数分析,单项潜在生态风险指数生态风险均值排列顺序为 Hg＞As＞Cd＞Pb＞Cu＞Zn＞Cr。对区域综合潜在生态风险指数RI的贡献率最大的元素为Hg、As和Cd。4个市底泥潜在生态风险综合指数（RI）比较,惠州（290.13）＞广州（240.54）＞茂名（193.23）＞肇庆（116.40）。Hg和Cd是该水域污染和潜在生态风险最大的元素。     

Speciation of Heavy Metals in Floodplain and Flood Sediments: a Reconnaissance Survey of the Aire Valley, West Yorkshire, Great Britain

A five-step sequential extraction technique was used to determine the chemical association of heavy metals (Pb, Zn, Cu and Cd), with major sedimentary phases (exchangeable, surface oxide and carbonate, Fe and Mn oxides, organic and residual metal ions), in samples from floodplain and recent flood sediments of the River Aire, West Yorkshire. Analysis indicates that metals Pb and Zn are primarily associated with the Fe and Mn oxides, Cu with the organic fraction and Cd with exchangeable and surface oxide and carbonate metal ions. Knowledge of the chemical speciation of heavy metals in river sediment, despite the procedure's inherent limitations, facilitates an understanding of their bioavailability, storage and remobilisation in floodplain and river channel environments.     

烟气脱硫石膏对滩涂围垦土壤重金属解吸及残留形态的影响

滩涂围垦土壤是重金属等难降解污染物的主要最终归宿场所之一,其重金属的解吸将影响重金属的迁移性、生物有效性和潜在毒性,研究重金属的解吸对土壤污染评价、修复及环境容量预测至关重要.研究了烟气脱硫石膏对广州市南沙滩涂围垦土壤重金属的解吸效果,并分析了烟气脱硫石膏对重金属形态的影响.在离心管中称取20.0 g过0.25mm筛土样,加入20 mL水和不同量的烟气脱硫石膏,在室温下于恒温振荡器振荡,风干研碎后用原子吸收分光光度法测定重金属全量,并用Tessier连续提取法研究了处理前后重金属形态变化.研究结果表明,随着脱硫石膏施用量的增加,经过振荡离心后的滩涂围垦土壤中重金属质量分数先急剧下降,之后变化趋于平缓.与原土相比各重金属最大解吸率分别为:Cd 30.38%,Cu17.73%,Ni 15.00%,Zn 14.19%,Pb 9.46%,Cr 8.89%.比较处理前后重金属的形态变化,发现各重金属的可交换态解吸率均达50%以上,并且重金属碳酸盐结合态质量分数也有减少.说明烟气脱硫石膏能降低土壤对重金属的吸附,经振荡离心后能降低土壤中重金属的毒性和生物可利用性.