近岸海域沉积物重金属生态风险评价模型对比研究

重金属污染被认为是2l世纪影响人类生存与健康的重要环境问题，该类物质极易在近岸海域沉积环境富集，因此海洋沉积物重金属污染已成为人们关注的全球性的环境问题之一，而重金属生态风险评价则成为污染生态学研究的前沿。综述了重金属的形态及生物有效性、重金属污染程度评价方法、重金属生态效应评价法等3种典型生态风险评价方法，结合国内外研究现状对不同的生态风险评价的方法和技术手段进行对比研究，并讨论了相关模型的适用范围及局限性。主要结论如下：金属的赋存形态是基于操作定义的，采用不同的提取方法及提取过程中使用的不同试剂都会对分析结果产生影响；重金属污染程度评价方法难以反映沉积物中重金属的化学活性和生物可利用性；生态效应评价方法从重金属的生物毒性角度出发，反映了多种污染物的综合影响，但该评价方法没有考虑环境条件对元素地球化学分布的影响。因此，在进行近岸海域沉积环境重金属生态风险评价时，采用多种方法相结合的综合评价是解决实际问题的有效途径。     

天沙河沉积物中重金属污染特征与生态风险评价

采集天沙河表层沉积物,检测其中Cr、Ni、Cu、Zn、Cd和Pb 6种重金属的含量,分别采用内梅罗指数法(NI)、地累积指数法、Hakanson生态风险指数法和淡水生态系统沉积物基准法(SQGs)对沉积物中重金属污染的特征和生态风险进行评价,并对几种评价方法进行比较。结果表明：鉴于各采样点重金属的污染特征,采用内梅罗指数法和Hakanson生态风险指数法所得结果一致,杜阮河段、白沙河段及天沙河上游污染较严重,天沙河中下游污染程度相对较低;就各重金属的污染特征而言,采用地累积指数法和Hakanson生态风险指数法所得结果基本一致,Cd和Cu污染较严重,其次是Zn、Ni、Pb、Cr;而采用SQGs法的风险评价与其它方法所得结果存在一定差异,其主要原因是SQGs法基于污染物的生物毒性效应,而其他方法多反映单一重金属污染效应或多种重金属综合污染效应     

武汉地区湖泊沉积物重金属的分布及潜在生态效应评价

对武汉地区6个湖泊沉积物重金属元素Hg、Cd、Cu、Pb、Zn、As、Cr、Ni的空间分布特征及其潜在生态效应进行研究。调查区的湖泊底泥重金属含量表现出市区内湖泊沉积物的重金属含量普遍高于郊区湖泊,其中墨水湖中重金属含量最高;湖泊沉积物柱重金属元素垂向分布表现为城区受到一定程度污染的湖泊某些元素表现出表层沉积物显著高于底部沉积物含量的特征,而郊区湖泊除Cd外其它元素垂向含量变化不大,说明郊区湖泊受到人为影响较小。利用潜在生态危害指数法对湖泊沉积物进行生态危害评价,显示武汉地区湖泊元素生态危害排序为：Cd>Hg>As>Cu>Pb>Zn;墨水湖沉积物重金属潜在生态危害相对最高,其次是金银湖;其它湖泊重金属生态危害都比较轻,总体而言武汉湖泊重金属生态危害还是较小的。但参照国外沉积物基准的生态数据库阈值,市区受到人为污染较严重的湖泊沉积物可能会对生物产生负面影响。     

鄱阳湖主要入湖口重金属的分布及潜在风险评价

于2011年5月在鄱阳湖的主要入湖口采集了水样和表层沉积物，测定并分析了其中Cu、Zn、Pb、Cd 4种重金属元素的含量和分布。同时采用地积累指数法、潜在生态危害指数法和生态毒性效应等评价方法对沉积物中重金属的污染状况进行了分析评价。结果显示：鄱阳湖主要入湖口水体重金属Cu、Zn、Pb、Cd含量均符合国家渔业水质标准要求，除修河的Pb和信江、饶河入湖口的Cd含量属于国家地表水Ⅱ类水质外，其它所有样地的4种重金属含量均低于国家地表水I类标准限值。沉积物中4种重金属含量均超过鄱阳湖相应背景值且呈积累富集的趋势，其中信江入湖口、饶河入湖口以及三江口已受到重金属的严重污染，潜在生态危害均为中等，而污染最轻的区域为南主湖区。揭示重金属污染程度顺序为Cu＞Zn＞Pb＞Cd；单个重金属潜在生态风险顺序为Cd＞Cu＞Pb＞Zn。进一步的生态毒性效应评价结果表明，虽然鄱阳湖主要入湖口沉积物已经受到重金属污染，但对多数底栖生物未产生明显毒害     

玄武湖沉积物中重金属污染的潜在生物毒性风险评价

采用ICP－MS仪测定了玄武湖沉积物中Zn、Cd、Ni的含量,并应用沉积物质量基准法(SQGs)和地累积指数法（Igeo）对重金属的潜在生物毒性进行分析。结果表明：玄武湖沉积物中Zn、Cd和Ni的含量分别为7526~17911、517~898和4776~14728 mg/kg,分别是为南京土壤环境背景值的108~291、5170~8980和133~411倍,表明Zn的污染程度较轻,Cd和Ni的污染较重,且人为活动对重金属含量有重要影响。沉积物中重金属的分布具有明显的区域特征,Zn、Cd、Ni浓度的最大均值均出现于东南湖(SE L)的沉积物中。利用地累积指数法和生物数据库基准对玄武湖表层沉积物进行生物毒性风险评价得出的结论与此相似,潜在生物毒性风险的顺序依次为Cd＞Ni＞Zn。从采样点的布设来看,东南湖的潜在生物毒性风险最严重。     

丹江口水库典型库湾及支流沉积物重金属污染分析及生态风险评价

对丹江口水库上游汉江支流及库湾沉积物中6种重金属元素的污染特征进行分析,采用效应阈值标准(NYSDEC)和Lars Hkanson潜在生态风险指数评价重金属的污染程度和环境风险。研究表明,库湾沉积物与支流沉积物中Ni、Pb含量较为接近;库湾沉积物中Cd、Cr、Cu、Zn含量分别高达186、2712、9991、4783 mg/kg,均超过支流沉积物中相应重金属含量2倍以上。各采样点表层（0~10 cm）沉积物中Pb含量均低于LEL值（最低效应阈值）,Cd、Ni含量均介于LEL值和SEL值（最高效应阈值）之间,而Cr、Cu、Zn含量均有超过SEL值的现象发生。考察沉积物重金属的富集程度发现各采样点表层沉积物中Ni和Pb均未发生富集,而Cd、Cr、Cu和Zn均存在不同程度的富集,其平均富集系数分别为712、180、163和284。根据重金属含量的相关性可知Ni和Pb主要来自于天然地球化学来源,而Cd、Cr、Cu和Zn则主要受人为源影响。以丹江口库区土壤（黄棕壤）中重金属背景值为参比,发现表层沉积物总体处于高生态风险,且以Cd生态风险为主;参与评价的5种重金属潜在生态风险程度顺序为Cd＞Cu＞Cr＞Zn＞Pb     

南漪湖沉积物中重金属分布及其潜在生态风险评价

近年来随着长江流域经济的快速发展，长江下游南岸南漪湖的水质恶化受到当地政府高度重视。为了解南漪湖水体重金属的污染状况，研究采集全湖区表层沉积物中样品39个和主要出入湖支流表层水样6个，分析了南漪湖水体中重金属As、Cr、Cu、Mn、Ni、Pb、Zn含量和赋存形态以及沉积物中TOC、TN含量，评价了沉积物中重金属的污染程度及生态风险，并利用主成分分析和相关性分析对南漪湖污染来源进行解析。结果表明：间隙水中Pb平均浓度值超过美国优先污染物国家推荐水质基准的连续浓度(CCC);沉积物中As、Cr、Cu、Mn、Ni、Pb和Zn的平均含量高于背景值倍数为Pb(3.36)>Mn(2.74)>Zn(2.51)>As(1.8)>Cu(1.4)>Ni(1.34)>Cr(1.13)。沉积物中重金属As、Cr、Ni和Pb以残渣态为主，Zn在东湖区非残渣态占比54%,Mn在东湖区铁锰氧化物结合态占比达37.4%,Cu在西湖区有机物及硫化物结合态占比为26.7%。重金属潜在生态风险评价法表明Pb在13位点潜在生态风险等级为中等；重金属分配系数(lgKd)平均值及排序为Cr(4...     

百年来东海内陆架沉积物中重金属的累积过程及生态风险变化

研究了东海内陆架两个沉积岩芯DH33和KP04中重金属的含量，分析了重金属的累积过程及影响因素，并对不同重金属间的相关性进行了比较，最后利用潜在生态危害指数表征了百年来的生态风险变化。结果表明:东海内陆架沉积物中重金属主要来源于长江的入海携带，因地理位置差异，两岩芯重金属含量变化与长江径流量变化响应程度不同，DH33靠近长江口，响应较好，径流量大的年份重金属含量高；KP04远离长江口，响应较差，浙闽沿岸流和台湾暖流均会对KP04有物源供应。重金属V与Cr、Cr与Ni间相关性良好；As、Hg、Cd 3者与其它金属相关性较差，KP04重金属的含量总体大于DH33，与“粒度律”相矛盾，初步推测KP04站位重金属含量的变化受物源供应和沉积速率共同作用的影响，台湾暖流可能是重要的物源供应途径。生态风险评价结果显示，仅岩芯KP04在1990s和1930s处于“中度污染”级别，且主要是由Hg、Cd、As引起     

沙湖沉积物中重金属污染的分布特征及生态安全评价

沉积物是重金属元素的重要载体,为了摸清沙湖表层沉积物中重金属污染现状及其潜在生态危险,调查了湖区6个样点As、Hg、Cd、Cr、Cu、Pb、Zn的含量,并以工业最高背景值、土壤环境质量一级标准为参比值计算重金属富集系数。利用潜在生态危害指数法进行评价。结果表明湖区各采样点重金属含量均未超过工业最高背景值;除Cd外,其他重金属元素平均含量小于一级自然背景值。Cd的富集程度最高,富集顺序为:CdPbAsCuCrZnHg;生态危害指数均远小于40,危害程度为轻微,各样点重金属风险程度由高到低为:主航道养殖区沙湖湖北湖心鸟岛新码头。总体而言,沙湖重金属生态危害较小。但主航道、养殖区等区域已呈现出一定程度的重金属污染,说明这些区域人为干扰较多。     

滴水湖沉积物中重金属污染特征与评价

分析滴水湖及其周边沉积物中Hg、As、Cu、Cd、Pb、Zn和Cr等7种重金属含量特征，并用地累积指数法、潜在生态风险指数法和主成分分析法对沉积物中的重金属污染状况进行了评价和分析。结果表明，滴水湖沉积物中As和Pb低于上海市潮滩背景值，Hg、Cd、Zn和Cr均高于潮滩背景值，50%样点的Cu高于潮滩背景值；地累积指数法评价结果表明滴水湖沉积物中Cr的平均污染水平为偏中污染，Hg、Cd和Zn为轻度污染，As、Cu和Pb为清洁水平；潜在生态风险指数法评价结果表明滴水湖沉积物重金属为中等生态风险，Hg和Cd是潜在生态风险的主要贡献元素；主成分分析结果表明，滴水湖沉积物中Hg、Cu、Cd、Pb、Zn和Cr主要来自于人为源，As主要来自底质滩涂     

长江口洋山海域表层沉积物重金属的富积及其潜在生态风险评价

根据长江口洋山海域表层沉积物监测资料，利用变异系数法和富积系数法，对表层沉积物中重金属的空间波动程度及富积程度进行了分析，并采用Hakanson潜在生态危害指数法对其潜在生态危害程度进行了评价。结果表明：在表层沉积物所监测的重金属中，Pb元素的空间波动程度最高，其它重金属元素的空间波动程度较低，各重金属空间波动程度的顺序依次为Pb＞Cd＞Hg＞Cu＞Cr＞As＞Zn；沉积物中Cu元素的富积程度最高，Pb元素次之，其它重金属元素的富积程度较低，各重金属富积程度的顺序依次为Cu＞Pb＞Zn＞As＞Cr＞Cd＞Hg。潜在生态危害评价结果显示：洋山海域表层沉积物中的重金属对海洋生态系统的潜在生态危害较轻微，均属于轻微潜在生态危害程度，其轻微潜在生态危害程度顺序为Cu＞As＞Hg＞Pb＞Cd＞Cr＞Zn。     

长江口洋山海域表层沉积物重金属的富积及其潜在生态风险评价

根据长江口洋山海域表层沉积物监测资料,利用变异系数法和富积系数法,对表层沉积物中重金属的空间波动程度及富积程度进行了分析,并采用Hakanson潜在生态危害指数法对其潜在生态危害程度进行了评价.结果表明:在表层沉积物所监测的重金属中,Pb元素的空间波动程度最高,其它重金属元素的空间波动程度较低,各重金属空间波动程度的顺序依次为Pb＞Cd＞Hg＞Cu＞Cr＞As＞Zn;沉积物中Cu元素的富积程度最高,Pb元素次之,其它重金属元素的富积程度较低,各重金属富积程度的顺序依次为Cu＞Pb＞Zn＞As＞Cr＞Cd＞Hg.潜在生态危害评价结果显示:洋山海域表层沉积物中的重金属对海洋生态系统的潜在生态危害较轻微,均属于轻微潜在生态危害程度,其轻微潜在生态危害程度顺序为Cu＞As＞Hg＞Pb＞Cd＞Cr＞Zn.     

鄱阳湖表层沉积物中砷及重金属赋存形态及其潜在生态风险

重金属污染是水体沉积物污染的主要问题之一，研究沉积物中重金属元素的赋存形态，探索水体中重金属的来源，可以为水体重金属污染治理修复提供理论基础。采用BCR三步连续提取法对鄱阳湖枯水期表层沉积物中As和7种重金属元素（Cd、Co、Cr、Cu、Ni、Pb和Zn）的赋存形态进行了研究，并基于重金属风险评价代码（Risk Assessment Code, RAC）方法评估了鄱阳湖表层沉积物中的As和7种重金属元素的潜在生态风险。结果表明，鄱阳湖表层沉积物中As、Co、Cr、Cu、Ni和Zn主要以残渣态的形式存在(6160%~8518%)；Pb主要以残渣态（5097%）和铁锰氧化物结合态（4102%）为主要的赋存形态，其可提取态所占比例为4903%，具有较高的二次释放潜力；Cd的赋存形态主要以弱酸提取态（4160%）和铁锰氧化态（2719%）为主，其可提取态所占比例高达7749%，潜在生态风险较大。RAC分析结果表明，鄱阳湖表层沉积物Cd的生态风险整体上位于高风险，需要加强对鄱阳湖Cd污染的关注。所有站点Cr的弱酸提取态所占比例均低于1%，表明鄱阳湖Cr污染的生态风险为无风险，As、Ni和Pb属于低风险，而Cu、Co和Zn位于低风险至中等风险     

Partitioning of metals in sediments from the Odiel River (Spain)

The Odiel River runs through an area known as the Iberian pyrite belt in the province of Huelva in the southwestern corner of the Iberian Peninsula. Its waters are acidic and contain large amounts of heavy metals from erosion and mining activity. In addition, the Odiel River estuary is one of the most industrialized areas in southern Spain and, consequently, receives the discharge of industrial and urban waste. Seventeen sediment samples from the Odiel and its main tributaries were analyzed for this study. The chemical partitioning of metals (Cu, Zn, Cd, Pb, Fe, Ni, Cr and Co) in each sample was determined in four fractions (acid-soluble, reducible, oxidizable and residual). The total content of each of the metals was also determined. The results showed high concentrations of Fe, Cu, Zn, Pb and Cd, undoubtedly as a result of contamination from the mining and industrial activity mentioned above. However, the concentrations of the other metals analyzed were low since there are no sources of pollution by them in the Odiel River. Based on the chemical distribution of metals, we found that Cd, Zn and Cu are the most mobile metals (i.e., metals that can pass easily into the water under changing environmental conditions). Cd is the metal that showed the highest percentages in the acid-soluble fraction (the most labile) and the lowest in the residual fraction. However, Pb, Fe, Cr and Ni are present in the greatest percentages in the residual fraction, which implies that these metals are strongly linked to the sediments.     

Heavy metals in organisms and sediments from Turkish Coast of the Black Sea, 1997-1998

During the period 1997-1998, macroalgae, sea snail, mussel, fish and sediment samples were collected at different stations of the Turkish Black Sea coast in order to establish the concentration of selected heavy metals. Heavy metals analyzed were Cd, Co, Cr, Ni, Zn, Fe, Mn, Pb and Cu. The results showed that the Turkish Black Sea coast is facing heavy metal pollution. The metal concentrations in macroalgae, sea snail, mussel and sediment samples are very high. However, Cd, Pb and Cu concentrations in anchovy fish decreased, while Co, Fe, Zn, Cr, Mn and Ni contents had changed when compared previous data. The metal levels in macroalgae did not follow the same pattern as concentrations in sediments at the same station. On the other hand, concentrations of Cd, Co, Cr, Zn, Fe, Mn and Cu in sea snail, mussel and fish samples were related to sediment data in the examined stations.     

长江(万州段)沉积物中重金属污染生态风险评价

对长江万州段沉积物进行采集,用原子吸收光谱法测定了沉积物中的Pb、Cu、Cr、Cd、Zn等重金属的含量,用单因子指数法和Hakanson生态风险指数法评价了沉积物中重金属综合污染效应。结果表明：长江万州段主要的重金属污染因子为Cd,生态风险影响因子顺序为:Cd>Zn>Pb>Cu>Cr。潜在生态风险因子大小顺序为：Cd>Pb>Cu>Zn>Cr,潜在生态风险指数RI平均值为152.35 ,长江万州段大部分断面处于中等潜在生态风险。