改良剂对中国两种典型土壤铜锌有效性的影响及机理

研究了改良剂对土壤铜锌有效性的影响,以期对重金属复合污染土壤的修复有一定的指导意义。在红壤与黄泥土中施用石灰、重钙和沸石,观测土壤有效态铜锌含量及pH,并测定了不同pH值下土壤有效态铜锌含量,以阐明改良剂影响土壤重金属有效性的机理。向供试土壤中外源加入一定量的铜锌溶液,制成铜、锌污染土壤,稳定平衡30d,采用CaCl2浸提法测定土壤有效态铜锌的含量。结果表明,施用改良剂能显著降低土壤铜锌的有效性,其中石灰的效果最佳,沸石次之,重钙最差。两种土壤中,复合污染下铜锌有效态含量均高于单一污染,其中铜单一污染有效态含量与复合污染差异显著(P<0.05),而锌单一污染与复合污染差异不显著(P>0.05)。可能是因为锌比铜竞争力更强,更易于被土壤吸附固定。随着土壤pH升高,两种土壤的有效态铜锌含量均显著下降,且复合污染高于单一污染;而在相同pH值下,两种土壤中有效态铜锌含量的差异不显著。可见,pH值是影响土壤重金属有效性的关键因素。改良剂影响土壤重金属有效性的主要机理在于其能显著提高土壤pH值,致使有效态重金属含量明显下降。     

我国南方某些铜矿附近水稻土铜污染的调查研究

我国南方某些铜矿山在生产建设和发展过程中产生了一些含铜废弃物,它们直接或间接地进入附近农田和河流。作者调查了被铜污染的农田,发现受污染的土壤,其表层土壤含铜量高于底层;土壤pH值与土壤含铜量呈显著负相关,土壤游离氧化铁和有效性铜量与土壤含铜量呈显著正相关,而水稻产量与土壤含铜量呈负相关性。     

矿物质钝化剂对铅铜复合型污染土壤的修复作用

为了重金属污染土壤的修复提供参考,以惠阳区某铅锌矿废渣场附近土壤为研究对象,采用人工合成的含多种成分(主要为Ca_2Al_2SiO_7、Ca_2Mg Si_2O_7和Ca_3MgSi_2O_8)的矿物质钝化剂为修复材料,研究其对铅、铜复合型污染土壤p H、重金属浸出浓度、铅和铜的形态及矿质元素(K、Ca、Mg和Si)含量的影响。试验结果表明:该矿物质钝化剂的施用升高了0.33~2.62个单位的土壤p H值,对土壤修复持效性好;在施用量为4 g·kg~(-1)时,钝化剂对Pb和Cu的稳定效率高达100%;钝化剂的施用使弱酸提取态Pb和Cu的含量分别减少了39.01%~44.02%和46.71%~53.07%,降低了重金属在土壤环境中的生物有效性;添加矿物质钝化剂使土壤中有效钾、有效硅、交换性钙和交换性镁的含量增加。由相关性分析可知,矿质元素含量与弱酸提取态重金属之间呈显著负相关关系(P0.05)。因此,该矿物质钝化剂能抑制土壤酸化,降低土壤中铅和铜的生物有效性,对铅、铜复合型污染土壤具有很好的修复作用。     

德兴矿区沉积物中铜的化学形态及其影响因素

采用BCR三步提取法测定了德兴矿区沉积物中铜的化学形态,并对铜化学形态的影响因素进行了研究.结果表明,(1)铜的可氧化态＞残渣晶格态＞酸可溶态＞可还原态,铜以硫化物结合态、有机结合态及残渣晶格态为主;(2)铜的潜在生物可利用形态的平均比例为71.99%,平均浓度为233.88 mg·kg-1,远高于全国沉积物铜的平均值,威胁当地的水生生态系统安全;(3)铜的酸可溶态与阳离子交换量CEC、有机质含量和氧化铁含量成正相关关系,而与铁锰含量和pH值的关系不明显;可氧化态与铁锰含量密切相关;可还原态与有机质含量相关.     

喀斯特山区燃煤型电厂周边农业土壤中重金属的污染特征及评价

以喀斯特山区燃煤型电厂周边不同方向的土壤及农作物为研究对象,探讨了火电厂周边随距电厂水平方向、垂直剖面土壤中8种重金属总量及污染分布特征,并分析了土壤中重金属元素之间及其与p H、有机质的相关性。结果表明,与贵州省土壤背景值相比,土壤样品中除了Cd和Cr之外,其它元素均有不同程度的超标现象,以Hg元素的超标最为严重;土壤中大多数重金属元素主要以残渣态为主,而Cd主要以酸可提取态和可还原态存在,容易发生环境迁移;土壤剖面中重金属含量均表现为20~50 cm土层大于0~20 cm,土壤重金属在次表层出现富集现象。相关分析表明,除了Zn以外,其它元素间的相关关系较高,p H与土壤Hg、As、Cu元素之间存在正相关关系,有机质与As、Ni之间也存在着显著正相关,电厂不同方向上的p H变化与8种重金属含量变化的差异相一致。采用内梅罗综合污染指数法进行环境污染评价,发现电厂周围土壤中的重金属含量具有方向性,不同方向上的污染程度表现为正北西南东北东南西北正东。对比农业土壤采样点,森林土壤中的Hg、Pb和Ni含量明显较低,推测森林植被可能对电厂重金属的沉降有一定的减缓作用;电厂周边研究区内卷心菜的Hg、Pb、Ni元素的超标最为严重,而卷心菜对Cd元素的富集能力明显高于其它重金属。     

大气PM_(2.5)中重金属的化学形态分布

运用多级连续提取法,对广州市不同季节不同采样高度大气PM2.5中重金属的化学形态和生物有效性进行分析。研究表明,PM2.5中各重金属元素之间的化学形态分布差异较大,Zn、Cd、As、Mn主要分布在F1(可溶态与可交换态)和F2(碳酸盐态、可氧化态与可还原态),绝大部分的Pb以F2存在,Ni和Mo主要分布在F1和F3(有机质、氧化物与硫化物结合态),Cu主要以F2和F3存在,Cr主要分布在F3和F4(残渣态),Co则4种形态平均分布。采样高度对重金属的化学形态分布影响不大,同一采样期内楼顶与地面样品中同一元素的化学形态分布结果比较一致。两个采样季节重金属的形态百分比存在不同程度的变化,2007年春重金属的不稳定态(F1)比例比2006年秋普遍增加,次稳定态(F2、F3)比例减少。在10种重金属中,Cd、Zn、Pb和As的生物有效性系数高(>0.7),属于生物可利用性元素,在环境中的活动性要明显高于其它元素;Mn、Cu、Mo、Co、Ni和Cr元素的生物有效性系数值在0.2～0.6之间,属于潜在生物有效性元素,在环境中比较稳定。     

大气PM2.5中重金属的化学形态分布

运用多级连续提取法,对广州市不同季节不同采样高度大气PM2.5中重金属的化学形态和生物有效性进行分析。研究表明,PM2.5中各重金属元素之间的化学形态分布差异较大,Zn、Cd、As、Mn主要分布在F1(可溶态与可交换态)和F2(碳酸盐态、可氧化态与可还原态),绝大部分的Pb以F2存在,Ni和Mo主要分布在F1和F3(有机质、氧化物与硫化物结合态),Cu主要以F2和F3存在,Cr主要分布在F3和F4(残渣态),Co则4种形态平均分布。采样高度对重金属的化学形态分布影响不大,同一采样期内楼顶与地面样品中同一元素的化学形态分布结果比较一致。两个采样季节重金属的形态百分比存在不同程度的变化,2007年春重金属的不稳定态(F1)比例比2006年秋普遍增加,次稳定态(F2、F3)比例减少。在10种重金属中,Cd、Zn、Pb和As的生物有效性系数高(>0.7),属于生物可利用性元素,在环境中的活动性要明显高于其它元素;Mn、Cu、Mo、Co、Ni和Cr元素的生物有效性系数值在0.2～0.6之间,属于潜在生物有效性元素,在环境中比较稳定。     

三江平原白浆土不同土地利用类型Fe2+分布特征

土壤铁元素由高价态转化为低价态(二价铁),是土壤中铁元素移动的主要途径.为了探讨三江平原不同土地利用类型Fe2 分布情况及影响因素,文章通过在三江平原典型白浆土区采取水田、旱田、草地、林地4种不同土地利用类型样点,对其Fe2 含量及其影响因子进行对比研究分析.结果表明:土壤表层(0~10 cm)Fe2 含量高低顺序为水田>草地>旱田>林地,主要影响因子为水分状况和pH值(r=0.851,r=0.909,p＜0.01),其中水田Fe2 含量(305.5 mg·kg-1)明显高于林地和旱田(30~40 mg·kg-1),是其含量的8~10倍;草地除表层(0~20 cm)Fe2 含量低于水田外,以下各层含量均高于其它土地利用类型;草地、旱田、林地Fe2 含量垂直分布规律相似:表层(0~10 cm)及白浆层(30~40 cm)含量略高,40 cm以下Fe2 含量持续缓慢递减,相关分析表明旱田、草地主要影响因子为土壤pH值(r=-0.871,r=0.795,p＜0.05),林地影响因子相关性均不显著;水田垂直变化趋势与其它3种类型相比有所不同,表层最高达305.5 mg·kg-1,至40 cm深处急剧递减至35.2 mg·kg-1,以下无明显变化,主要影响因子为水分状况和TOC(r=0.962,r=0.991,p＜0.01).     

赣南典型矿区河流上覆水与表层沉积物重金属分布特征及风险评价

为揭示赣南典型矿区河流重金属含量、赋存形态及生态风险,本文选取桃江为研究对象,采集10个监测点位的上覆水和沉积物.运用电感耦合等离子体质谱法对上覆水和沉积物重金属铜(Cu)、锌(Zn)、砷(As)和钨(W)的含量和形态进行分析.采用内梅罗综合污染指数法与风险评估编码法对桃江沉积物中4种重金属的污染状况进行评价.结果表明,上覆水中Cu、Zn、As和W的含量平均值分别为53.12、38.92、1.71、0.15μg·L~(-1),沉积物中Cu、Zn、As和W的含量平均值分别为43.09、135.55、16.4、17.23 mg·kg~(-1);4种重金属的各形态占比由高到低为残渣态可氧化态可还原态酸溶态;内梅罗综合污染指数法评价结果显示50%的采样点都属于中污染级别,40%的采样点处于重污染级别;风险评估编码法评价结果中只有10%采样点处于低生态风险,90%的采样点均处于中等生态风险.     

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。     

珠江入海口水体中多溴联苯醚及其来源分析

2005年3月至2006年2月,选取珠江8个入海口,进行每月1次为期1周年的水样采集。检测了96个水样的多溴联苯醚（PBDEs,包括BDE 28、47、66、85、99、100、138、153、154、183、196、197、203、206、207、208和209）的残留状况。水体中PBDEs的质量浓度为0.344～68.0 ng·L-1。PBDEs的组成分析结果表明：珠江水体PBDEs的来源以土壤和沉积物源为主,而目前珠三角陆地环境中PBDEs仍不断蓄积,其通过珠江地表径流迁移转换的PBDEs将逐年增多,给珠三角水生态环境带来的压力逐日增加,所造成的生态环境及公众健康影响将是深远的。     

Evaluating heavy metal contamination of riverine sediment cores in different land-use areas

• Metal pollution was studied in riverine sediments from different land-use areas. • Cd was the most serious heavy metal contaminant in riverine sediment cores. • Riverine sediment cores from industrial area were most polluted by heavy metals. • B1 fraction determined metal pollution, risk and toxicity in riverine sediments. Anthropogenic activities are regarded as the main sources of heavy metal pollution, yet few studies have investigated the effects of land-use setting on heavy metal accumulation in riverine sediments. Based on both total contents and geochemical fractions, heavy metal pollution, risk and toxicity were determined in riverine sediment cores from different land-use areas (mountain area- MA, farm area- FA, city area- CA, and industrial area- IA) of the Yang River Basin in North China. The results showed that FA had higher contents of riverine sedimentary Cu; CA had higher contents of Cd; IA had higher contents of both Cd and Zn. Most riverine sediments from FA and IA were contaminated with the investigated metals, although these concentrations were evaluated to have low potential ecological risk and no toxicity to benthic organisms. However, a high proportion of Cd in the B1 fraction of riverine sediments in IA indicating high risk should receive more attention. The B1 fraction largely determined the contamination, risk and toxicity levels associated with heavy metals in the riverine sediments of the Yang River Basin.     

雨水径流对景观水体中多环芳烃污染特征的影响

以北京市长河湾流域某排污口附近景观水体为研究对象,通过对水体中PAHs的连续检测,研究了雨水径流对景观水体中PAHs污染特征的影响,以期为景观水体中PAHs的控制和管理提供科学依据.结果表明,长河湾景观水体中∑16PAHs在降雨时的浓度变化与降雨强度及降雨量有关,长河湾水体中溶解态PAHs组分以3环和4环为主,2环组分所占的比例最少.水体底部沉积物中PAHs含量明显高于岸边,沉积物中∑16PAHs含量约为229.2μg.kg-1,岸边土壤中∑16PAHs含量约为185.6μg.kg-1,低于国内外一些水域沉积物中PAHs污染浓度.     

Endocrine-disrupting chemicals in the Pearl River Delta and coastal environment: sources,transfer, and implications

A study was conducted to investigate the occurrence and behavior of six endocrine-disrupting chemicals (EDCs) in sewage, river water, and seawater from the Pearl River Delta (PRD). The six EDCs under study were 4-nonylphenol (NP), bisphenol A (BPA), 17α-ethynylestradiol (EE2), estrone (E2), 17β-estradiol (E2), and estriol (E3). These EDCs, predominated by BPA, were found in high levels in the influents and the effluents of sewage treatment plants in the area. The relatively high concentrations (0.23–625 ng/L) of the EDCs detected in the receiving river water suggested that the untreated sewage discharge was a major contributor. The EDCs detected in eight outlets of the Pear River and the Pear River Estuary were in the ranges of 1.2–234 and 0.2–178 ng/L, respectively. The estrogen equivalents in the aquatic environments under study ranged from 0.08 to 4.5 ng/L, with E1 and EE2 being the two predominant contributors. As the fluxes of the EDCs from the PRD region to the nearby ocean are over 500 tons each year, the results of this study point to the potential that Pearl River is a significant source of the EDCs to the local environment there.     

袁河水系溶解态痕量金属元素分布特征及来源分析

为研究袁河水系水体溶解态痕量金属元素污染来源与水质状况,分别于2018年7月和2019年1月在袁河干流和支流采集38个表层水样,检测了痕量金属元素Cr、Fe、Mn、As、Al、Cd、Ni和Tl的浓度.采用单因素方差分析分析袁河水系痕量金属元素的时空特征,基于痕量金属元素水质指数评价袁河痕量金属元素污染程度,采用相关分析、主成分分析探讨痕量金属元素污染的主要来源.结果表明,袁河部分金属元素时间或空间差异显著,Cr、Cd、As浓度在丰、枯水期之间差异显著,Fe、Cd、Tl浓度在干、支流之间差异显著.袁河丰、枯水期污染程度相似,主要污染河段位于宜春河段和新余河段,重度污染采样点基本上位于支流.痕量金属元素中Cr、Fe、As主要来源于城市废水,工业活动和采矿活动;Ni、Cd、Tl主要来源于生活污水和工业废水;Mn、Al主要来源于自然活动和采矿活动.本研究可以为袁河流域的痕量金属元素污染治理提供科学依据.     

基于水文学方法的珠江流域生态流量研究

珠江流域水资源丰富,但由于水体污染等原因,水质性缺水问题较为突出,区域水环境、水生态以及水安全等成为急需解决的重要科学问题。开展生态流量研究对于评价地表水文过程演变对区域水环境与水生态的影响具有重要理论意义,并为区域水资源优化配置和可持续开发利用提供科学依据。基于此,运用各种＂水文学＂方法（包括最小月平均流量法、改进的7Q10法、NGPRP法、逐月最小生态径流计算法和逐月频率计算法）对珠江流域11个主要水文控制站点的实测月径流量做了全面而系统的研究,分析珠江流域生态径流过程,并通过与Tennant法对比分析,选择逐月最小生态径流计算法和逐月频率计算法分别计算了各水文控制站的最小生态径流量和适宜生态径流量,除个别站点外,其评价结果分别处于Tennant法＂中＂和＂最佳＂的等级。对于逐月频率计算法中保证率的选取方法,研究表明各月径流系列均取50%最适合珠江流域。研究同时为仅利用水文资料中的多年逐月径流数据来确定生态需水提供了一种新的研究思路。     

基于着生硅藻指数的梧桐河水生态健康评价

在黑龙江省梧桐河,调查了13个点位的着生硅藻群落结构和水环境特征,应用8种硅藻指数对该河流水生生态系统进行健康评价,并在此基础上应用主成分分析、相关分析、冗余分析、箱型图分析等统计分析方法研究了影响梧桐河着生藻类群落的主要环境因子和8种硅藻指数在梧桐河的适用情况。结果显示:梧桐河存在一定程度的环境污染,优势种以小型异极藻(Gomphonema parvulum)等耐污种为主。8个硅藻指数中,硅藻属指数(Generic Index of Diatom,GI)、澳大利亚河流硅藻生物评价指数(Diatom Index for Australian Rivers,DIAR;Diatom Species Index for Bioassessment of Australian Rivers,DSIAR)评价结果偏差较大,在梧桐河不适用;相似度指数(Jaccard Index,JI)与富营养化硅藻指数(Trophic Diatom Index,TDI)评价结果较为严格,评分明显偏低;硅藻污染耐受指数(Pollution Tolerance Index,PTI)、硅藻生物评价指数(Diatom Bioassessment Index,DBI)和生物硅藻指数(Biological Diatom Index,BDI)在梧桐河流域适用性最好。根据冗余分析(RDA),将梧桐河流域点位分为3组,第一组点位为中-重度污染,主要影响因子为流速和总磷;第二组点位为轻-中度污染,主要影响因子为磷酸盐、氨氮和溶解氧;第三组点位为轻污染-清洁,主要影响因子为p H和电导率。     

珠江三角洲工业区土壤(沉积物)重金属污染特征及防治对策--以石龙和容桂工业区为例

对珠三角两个代表性乡镇工业区的土壤（沉积物）重金属污染现状和来源进行了评价。结果表明，两工业区在主要污染元素类型和综合污染程度上很相似，表层土壤（沉积物）均以Hg、As、Cu的污染为主，且均以Hg的污染最严重；但在某些次要污染元素种类以及某些主要、次要污染元素的单个元素污染程度上存在一些差异。柱样沉积物中重金属的变化特征进一步说明，两工业区土壤（沉积物）中重金属的累积与我国尤其是本地区的工农业发展阶段和发展水平密切相关。文章最后提出了乡镇工业区土壤（沉积物）重金属污染的几点建设性防治对策。     

Non-point source-driven carbon and nutrient loading to Ganga River (India)

This study was designed to test whether the atmospheric deposition (AD) significantly influences gross primary productivity (GPP) and dissolved organic carbon (DOC) build-up in the Ganga River. We collected data for three consecutive years (2012–2014) along with 37 km river stretch with respect to AD-input of carbon, nutrients, and surface runoff chemistry to relate changes in the river water. We found strong linkages among carbon and nutrients in AD, surface runoff and in the river. The concentration of DOC in the river was highest in the rainy season while those of dissolved inorganic nitrogen and dissolved reactive phosphorus were highest in winter. Spatio-temporal changes in DOC indicated dependence on point- and non-point sources and within-system DOC build-up. The GPP in the river increased consistently over time and significantly correlated with AD-N (R^2?=?0.96, p?<?.001) and AD-P (R^2?=?0.97, p?<?.001). Basin level extrapolation showed that the Ganga River Basin receives 1.81?Tg organic-C, 2.77 Tg reactive-N, and 130?Gg reactive-P annually through atmospheric deposition. Non-point source contributions of carbon and nutrients to the river were substantially higher than those of point sources. The study has relevance for regional scale carbon and nutrient budgeting and action plans for integrated river basin management.     

珠江(广州河段)表层沉积物中重金属的分布特征及相关性研究

随着广州市截污工程的实施,珠江(广州河段)外源污染得到有效控制后,沉积物内源污染将成为影响河流水质的重要因素。在珠江(广州河段)表层沉积物中8种重金属质量分数监测的基础上,对该河段沉积物中重金属的沿程分布特征和横向分布特征进行了全面的分析,并对所测8种重金属之间的相关性进行了研究。结果表明:从沿程分布来看,这8种污染元素的分布特征基本相似,元素的高值区和低值区大致吻合。从横向分布来看,绝大多数污染物在一个断面的最高值和最低值出现的点位基本上是重合的,各种污染物质量分数的最高值绝大部分出现在靠近岸边的点位,并且大部分集中于左岸。而最低值出现在河道中间的比例较高。在所测定的8种元素中,除了Hg和As之外,其它各种元素之间均呈现较明显的正相关关系,特别是Cr和Cd、Cu和Cd、Cr和Cu、Cr和Ni之间的相关性显著。