天津PM10和NO2输送路径及潜在源区研究

利用HYSPLIT模型和全球资料同化系统(GDAS)气象数据,用聚类方法对2012年12月~2013年11月期间抵达天津的逐日72h气流后向轨迹按不同的季节进行归类.并利用相应的PM10和NO2浓度日监测数据,分析了不同季节气流轨迹对天津污染物浓度的影响.运用潜在源贡献(PSCF)因子分析法和浓度权重轨迹(CWT)分析法分别模拟了不同季节PM10和NO2潜在PSCF和CWT.结果表明,不同方向气流轨迹对天津PM10和NO2潜在源区分布的影响存在显著差异.天津PM10和NO2日均浓度最高值对应的气流轨迹均集中在冬、春和秋季等来自内陆的西北气流;夏季影响天津的气流轨迹主要来自西北和东南方向,对天津PM10和NO2的日均浓度贡献较小.天津PM10和NO2的PSCF与CWT分布特征类似,最高值主要集中在天津本地以及邻近的河北省和山东省,是天津这两种污染物主要潜在源区.     

排污河沉积物中重金属污染的生态风险评价

以天津市某排污河河道沉积物为研究对象,分析了底泥中Zn、Cu、Cr、Pb、Ni、Cd和Mn的质量比,并用潜在生态风险指数法和地累积指数法对7种重金属的污染状况和生态风险进行了评价。结果表明,Zn的质量比水平最高,平均达1 061.2 mg/kg;而Cd质量比水平最低,均值为4.8 mg/kg。以海滦河流域沉积物背景值为参考值,河道底泥重金属污染严重,其中Cu、Zn、Cd的质量比远远超过背景值,为主要污染风险因子。Cd和Cu在6个采样点都呈现出极大的污染风险,Pb的污染风险则较低。     

温州温瑞塘上游调水河段底泥重金属分布及污染评价

为了揭示温州温瑞塘河调水上游仙门河主要过境河段表层底泥的重金属分布特征和污染程度,在仙门河郭溪段设置7个样点采集沉积物样品,对其Pb、Zn、Cu、Cr以及Hg含量的垂向和沿程分布特征开展了研究,并进行污染评价。结果表明,除Cu和Zn(含量分别为212.38±119.76 mg/kg和274.35±91.88 mg/kg)外,其他重金属的含量均符合《土壤环境质量标准》(GB15618-1995)二级标准。表层底泥重金属含量的垂向分布呈现"三段式"结构,而沿程分布表现为从上游到下游,先增后减。风险评价结果表明,Cu的富集程度最高,Cr富集程度最低。Hg的潜在危害指数大于其他金属,Hg和Cu是郭溪底泥中重金属潜在生态风险增加的主要原因。底泥重金属的潜在生态风险空间差异依次为太阴宫河头大渡桥B仙庄A鹇湖桥B河头大渡桥A仙庄B鹇湖桥A,小工业区的近源污染对底泥重金属污染影响较大。     

湘南某铅锌矿区周围农业土壤中重金属污染及其潜在风险评价

为了探究湘南某铅锌矿区尾砂坝垮坝之后,该区域周围的农业土壤中重金属污染情况,在该矿区周围采集农业土壤,分析土壤中Pb、Zn、Cu、Cd和As的含量,分别运用单因子指数和潜在生态风险指数评价土壤重金属的污染状况和潜在生态风险.结果表明,土壤中Pb、Zn、Cu、Cd、As的平均含量分别为566.82、285.90、69.00、10.29、670.12 mg·kg-1,该矿区周围的农业土壤仍旧受到不同程度重金属污染,其中Cd的污染指数最髙;所有农业土壤中Pb、Zn、Cu、Cd和As的潜在生态危害性顺序是Cd>As>Pb>Cu>Zn,其中Cd和As是主要的生态风险的贡献因子.该区域的农业土壤受到重金属污染程度并没有随着时间而有所减轻.     

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。     

茅尾海沉积物重金属空间分布特征与生态风险

于2010年1月在茅尾海采集了7个沉积物样品,分析了不同深度沉积物的基本理化性质及w(As)、w(Cd)、w(Cu)、w(Fe)、w(Hg)、w(Mn)、w(Ni)、w(Pb)和w(Zn),并采用潜在生态危害指数法进行了潜在生态风险分析. 结果表明:这些元素的质量分数空间分布差异显著,总体上呈湾内大于湾外,其中w(Cd)和w(Hg)平均值分别为1.1、0.3mg/kg,污染最为严重并有加重的趋势;Cd污染可能与周边农田磷肥使用及磷矿开采有关,而Hg污染可能主要是大量使用化石燃料所致. 重金属(除As外)质量分数与w(OM)、w(Fe)和w(TN)密切相关,其中w(Cd)与w(TP)密切相关,说明生物和化学过程都显著影响这些元素的空间分布. w(Cu)、w(Hg)、w(Ni)、w(Pb)和w(Zn)之间呈极显著正相关(P<0.01),说明这几种重金属可能具有同源性;而沉积物中w(Cd)与w(Zn)、w(Pb)、w(Ni)和w(Cu)均呈显著负相关(P<0.05),暗示Cd的来源及生物地球化学过程与其他元素不同. 该海域重金属潜在生态危害指数依次为Cd>Hg>Pb>Zn>Cu>As,其中Cd与Hg属于中等生态危害;靠近茅岭江汇入区的采样点重金属潜在生态危害指数较高,属于中等生态危害,其余采样点的综合污染也已接近中等生态危害水平.      

天津采暖期大气PM2.5中重金属元素污染及其生态风险评价

为揭示天津地区大气中重金属污染的潜在风险,分析了天津采暖期城区和武清大气PM2.5中重金属元素水平,并分别采用富集因子法和潜在生态风险指数法对重金属污染风险进行了评价.结果表明,天津城区大气PM2.5中重金属元素的浓度水平排序为Zn>Ti>Mn>Pb>Cu>Cr>Co>As>Cd>Hg,武清则为Zn>Ti>Pb>Mn>Cr>Cu>Co>As>Cd>Hg; Cu,Zn,Pb和Cd等元素的富集因子高于10,表明其系人为污染元素;重金属元素污染评价显示Ti和Mn基本无污染,As、Cr、Co等元素存在一定污染, Cu、Zn、Pb和Cd等元素潜在生态风险高,Cd生态危害程度极强,总体潜在生态风险指数分别为1381.1(城区)和1251.1(武清),达到极强程度.     

利用轨迹模式研究上海大气污染的输送来源

利用HYSPLIT4模式和全球资料同化系统(GDAS)气象数据,计算了2010年12月─2011年11月期间抵达上海的气流后向轨迹. 结合聚类方法和上海ρ(SO₂)、ρ(NO₂)、ρ(PM₁₀)数据,分析了各季节不同类型气流轨迹对污染物浓度的影响,利用引入权重因子后的潜在源贡献算法分析了不同季节PM₁₀和NO₂潜在WPSCF(源区分布概率)特征. 结果表明:上海气流输送季节变化特征明显. 冬、春和秋季,上海较易受到来自西北、西南等区域的大陆性气流影响,受沙尘或人为污染排放的影响相对较大,ρ(PM₁₀)、ρ(SO₂)和ρ(NO₂)平均值相对较高,分别为162、74和53μg/m3. 夏季上海主要受较清洁的海洋性气流影响,ρ(PM₁₀)、ρ(SO₂)和ρ(NO₂)相对较低,分别为47、19和36μg/m3. 上海PM₁₀和NO₂的WPSCF分布特征类似,在冬、春和秋季,WPSCF高值(0.2~0.4)主要集中在江苏南部,河南、安徽等地的带状区域也有一定贡献,说明这些区域是上海这2种污染物的潜在源区. 夏季WPSCF的分布较为集中,上海以外区域值基本小于0.1,说明外来污染输送的贡献较小.      

镉对北京城郊土壤潜在硝化速率的影响

采集北京城郊5个区县的3种土壤褐土、潮土和山地棕壤,通过急性毒性实验,研究了外源添加镉(Cd)对土壤潜在硝化速率(PNR)的影响。结果表明,5个采样点土壤的PNR分别随土壤中总Cd和有效态Cd含量呈先增后减的趋势。所有处理土壤的有效态Cd含量与PNR的相关关系(R2=0.42,p0.001)优于土壤总Cd含量与PNR的相关关系(R2=0.27,p=0.001)。在土壤总Cd含量和PNR的逐步回归分析中,引入土壤有机质和阳离子交换量(CEC)2个变量可提高其相关性。基于土壤总Cd的EC50(PNR降低至对照50%时的土壤Cd浓度)和有效态Cd的EC50的最大值与最小值之间分别相差2.3倍和3.3倍,而EC10(PNR降低至对照10%的土壤Cd浓度)的最大值与最小值之间分别相差8.5倍和10.8倍。基于总Cd的EC50最低值出现在CEC最小的丰台土壤,而最高值出现在有机质含量最多的灵山土壤,但这2个EC50值未达到显著性差异,表明5个采样点的土壤有机质和CEC虽然在一定程度上影响Cd对PNR的毒性,但不足以引起EC50的显著变化。     

沈阳细河流域土壤和作物中汞的潜在生态危害及健康风险评价

为研究沈阳市细河流域土壤汞(Hg)的污染和健康风险状况,对该区土壤和农作物中Hg的含量和分布进行了调查和分析。采用Hakanson潜在生态风险危害指数法评价土壤Hg的污染状况,并利用健康风险评价模型对Hg通过不同暴露途径所引起的健康风险作出评价。研究结果表明,细河流域土壤Hg的潜在生态危害相对较大,其中43.21%样品处于中等危害程度,26.62%属于强及以上风险级别。健康风险评价模型计算表明,人体经食物摄取是土壤Hg暴露的主要途径,Hg日平均暴露剂量依次为食物摄取呼吸暴露皮肤暴露;成人和儿童的非致癌危害指数分别为0.315和0.713,均低于风险阈值1,表明Hg不会对人体造成健康危害。