典型金属冶炼城市降尘中重金属污染特征及风险评价

2021年1-3月,采集湖南省某典型金属冶炼城市不同功能区的降尘样品,分析测定了17种重金属元素含量,其中15种重金属元素含量超出了湖南背景值,分别为Ag、Fe、Cd、Ti、Sb、Tl、Pb、As、Zn、Cu、Mo、Ni、Cr、Ba、Mn。采用地累积指数法、潜在生态危害指数法和健康风险评价模型对大气降尘中重金属可能造成的生态风险和健康风险进行评价。结果表明:受长期的有色金属冶炼影响,Ag、Cd、Fe、Sb、Ti、Tl 6种重金属达到了极重度污染,Pb、As、Zn、Cu、Mo在中度污染程度以上。工业区的综合生态危害指数远高于工业居民混合区、工业农业混合区、居民区和交通区,达到了极强生态危害级别。健康风险评价结果显示:大气降尘中As和Pb存在非致癌风险,As、Cd和Ni存在致癌风险,且经口摄入是最主要的暴露途径。与青少年和儿童相比,大气降尘中重金属对成人造成的风险较高,且成年女性面临的风险高于成年男性。     

洞庭湖表层沉积物中重金属污染特征、来源与生态风险

选择洞庭湖9个有代表性的样点,研究了洞庭湖表层沉积物中重金属的空间分布特征、主要来源与生态风险。结果表明,洞庭湖Cd、Hg、As、Cu、Pb、Cr的含量分别为0.60~20.70、0.090~0.640、10.4~83.7、17.9~70.9、16.9~95.8、59.0~199.0 mg/kg,Cd、As出现超过土壤环境质量三级标准的现象,是主要重金属污染物;Cd、Hg的空间分布相似,表现为南洞庭湖区西洞庭湖区东洞庭湖区;As、Cu、Pb、Cr的空间分布相似,表现为南洞庭湖区东洞庭湖区西洞庭湖区。相关分析结果显示:As、Cd、Hg、Cu、Pb之间呈显著正相关,Cr与其它重金属之间没有显著的相关性。主成分分析结果表明,第一主成分的Hg、As、Cd主要受工矿业采冶支配,第二主成分的Cr、Pb、Cu主要与生活污水排放和农业生产有关。沉积物质量基准法初步评价结果表明,洞庭湖Cd、Hg、As、Cu、Pb、Cr等重金属均具有引起较低生态风险的可能性,部分点位Cd、As、Cr具有引起较高生态风险的可能性。受Cd、As含量较高的影响,南洞庭湖区具有较高的生态风险。     

洞庭湖表层沉积物中重金属变化趋势及风险评估

为掌握洞庭湖重金属污染的变化趋势及风险,利用2007—2017年洞庭湖表层沉积物中Cr、Cu、Pb、Cd、Hg、As的连续监测数据,通过潜在生态风险指数法进行评价,并通过Daniel趋势检验和M-K（Mann-Kendall）突变检验对重金属的变化趋势进行分析,同时结合历史文献数据对1984—2017年洞庭湖沉积物中重金属的演变特征进行分析.结果表明,2007—2017年洞庭湖沉积物重金属RI（综合潜在生态风险指数）范围为32.63~917.23,平均值为196.24,属于“较高”风险水平,空间分布呈南洞庭湖>东洞庭湖>西洞庭湖,不同重金属单因子潜在生态风险水平呈Cd > Hg > As > Pb > Cu > Cr的特征.Daniel趋势检验和M-K突变检验结果显示,2007—2017年除西洞庭湖的w（Pb）、东洞庭湖和西洞庭湖的w（Hg）外,其他重金属质量分数在各湖区都呈下降趋势;东洞庭湖和南洞庭湖重金属潜在生态风险水平分别在2014—2015年和2016年发生了突变.1984—2017年洞庭湖沉积物中重金属质量分数演变特征分析表明,1984年和1990—1999年全湖重金属综合潜在生态风险分别为“较高”和“中等”水平,2004—2010年和2011—2015年均为“很高”水平,2016—2017年降至“较高”水平,同时w（Cu）、w（Pb）、w（Cd）、w（As）在2016—2017年下降明显,而w（Cr）、w（Hg）还有上升趋势.研究显示,洞庭湖重金属污染在2014—2017年有明显下降趋势,其主要原因可能是湘江和洞庭湖的全面综合治理,Cr、Pb和Hg在部分湖区还存在持续污染,应作为洞庭湖重金属下一步防治的重点.      

洞庭湖区典型内湖表层沉积物中氮、磷和重金属空间分布与污染风险评价

为了解洞庭湖区内湖表层沉积物中氮、磷和重金属污染空间分布及其生态风险,分别对南湖、黄盖湖、冶湖、鹤龙湖、洋沙湖、湘阴东湖、华容东湖等7个内湖进行现场调查及表层沉积物采样,采用主成分分析法、相关分析法分析了氮、磷和重金属的来源,同时运用综合污染指数法（FF）、地积累指数法（I_geo）与潜在生态风险指数法（RI）评价内湖的污染现状及其生态风险.结果表明:①南湖w（TN）高于洞庭湖区土壤背景值,累积倍数为0.03倍;华容东湖、南湖、冶湖、湘阴东湖、洋沙湖、黄盖湖w（TP）均高于洞庭湖区土壤背景值,累积倍数分别为1.94、1.63、0.84、0.53、0.28、0.26倍;各内湖中w（Cd）、w（Hg）、w（Cu）、w（Pb）、w（Cr）、w（Zn）、w（Ni）均高于洞庭湖沉积物背景值,累积倍数平均值分别为1.09、2.29、1.24、1.62、0.66、0.44、1.78倍.②主成分分析与相关性分析表明,第1主成分TN、Cu、Cr、Ni的质量分数主要受农业生产及养殖业影响,第2主成分Cd、Hg、Pb、Zn的质量分数受工业活动影响最大,第3主成分TP、As、Sb的质量分数主要受生活污染影响.③综合污染指数表明,南湖表层沉积物氮、磷面临重度污染,华容东湖、黄盖湖面临中度污染,湘阴东湖、鹤龙湖、洋沙湖面临轻度污染.④地积累指数表明,南湖表层沉积物重金属面临严重污染,黄盖湖、鹤龙湖面临重污染,湘阴东湖、华容东湖、冶湖面临偏中度污染,洋沙湖面临轻度污染.⑤潜在生态风险指数表明,南湖、湘阴东湖表层沉积物重金属面临较高风险,其余5个内湖面临中等风险.研究显示,洞庭湖区内湖表层沉积物不同程度受氮、磷及重金属污染,南湖综合污染尤为严重,内源污染应引起重视.      

湖南省长株潭城市群臭氧分布特征研究及分析

利用长沙、株洲、湘潭城市群2015-2019年臭氧质量日浓度资料及同期气象要素数据,对典型城市群臭氧(O_3)浓度变化特征及其与气象条件之间关系进行研究。结果表明:2015-2019年间长株潭城市群臭氧浓度呈上升趋势,年平均浓度增幅和臭氧超标率由高到低的顺序为长沙>湘潭>株洲;臭氧浓度在夏季最高,而月变化特征呈现双峰结构,次高峰和高峰分别出现在5月和9月,臭氧高值区处于5-9月间,且逐月升高;夏季为臭氧最高的季节且;最高气温、平均气温和相对湿度与臭氧变化相关性最高,相对而言,降水量和地面风速与臭氧为弱相关。     

湘西地区土壤重金属污染溯源分析及环境质量评价

为探究湘西地区土壤重金属污染状况及环境质量综合情况,选择凤凰县相关区域作为研究区,于2022年6~8月在研究区采集440件表层土壤样品,分析土壤中的As、Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb和Zn这8种重金属元素以及测定土壤pH值.采用PMF模型进行溯源分析,并结合GIS技术开展土壤环境质量地球化学评价.结果表明,研究区土壤以弱酸性为主,重金属ω（Zn）、ω（Cr）、ω（Pb）、ω（Ni）、ω（Cu）、ω（As）、ω（Cd）和ω（Hg）平均值依次为：81.02、64.67、31.63、29.27、25.52、9.93、0.28和0.13 mg·kg^-1,Cd和Hg元素相对全国土壤背景值较高,且呈高度变异,林地中的Hg和Cd元素含量高于其他土地利用.PMF模型结果表明,研究区土壤重金属污染来源贡献率依次为矿区开采源（37.4%）、大气沉降源（7.7%）、自然源（41.1%）和农业活动源（13.8%）,并根据4类污染源空间分布提供了污染管控措施建议,通过土壤环境地球化学综合评价将研究区分为3类地块,分别为无风险地区（94.27 km²）,占比为76.38%;风险可控区（27.45 km²）,占比为22.24%;风险较高区（1.7 km²）,占比为1.38%.为该研究区土地污染的防治措施和防治范围划区等提供数据支撑.     

洞庭湖近20年水质与富营养化状态变化

利用近20年水质监测资料,系统地分析了洞庭湖水质与营养状态的时空变化特征. 结果表明,受流域社会经济发展等因素的综合影响,洞庭湖水质整体呈下降趋势,水体富营养化日趋严重,东洞庭湖的富营养程度稍高于西洞庭湖和南洞庭湖. 洞庭湖水体主要污染物为TN和TP, ρ(TN)、ρ(TP)年均值分别为1.08~1.93和0.026~0.203 mg/L. 洞庭湖水体中ρ(Chla)与ρ(TN)呈显著正相关;浮游植物数量与ρ(TN)、ρ(TP)呈显著正相关,与最大流量呈显著负相关. 2007年洞庭湖流域造纸企业污染整治后,洞庭湖水体中ρ(COD_Cr)降低,但ρ(TN)、ρ(TP)仍呈上升之势,浮游植物数量显著增加. 洞庭湖水体富营养化治理应以控制面源污染为重点.      

加热方式对固体废物水分含量测定的影响研究

通过条件实验确定烘箱加热法的恒重条件,确定微波加热法、红外加热法和烘箱加热法测定固体废物水分含量的最佳样品称取量。采用3种方法的最佳条件分别测定了10余种不同类型的固体废物的水分含量,比较了3种方法的测定时间、精密度和测定值的差异性。结果表明：烘箱加热法的最佳恒重条件为前后2次测定差值不超过最终测定质量的±0.1%。烘箱加热法最优称样量范围为25~45 g,红外加热法和微波加热法的最优称样量分别为3.0 g和2.5 g。烘箱加热法所需测定时间最长,约8~28 h,红外加热法和微波加热法所需测定时间分别为4~65 min和1~2 min。3种方法中烘箱加热法精密度最好,且样品水分含量越高精密度越好,烘箱加热法、红外加热法和微波加热法的相对标准偏差范围分别为0.31%~12%、4.6%~18%和1.1%~22%。在0.05的显著性水平上,3种方法测定值不存在显著性差异。     

株洲市颗粒物质量浓度变化特征与相关性分析

为了掌握湖南省株洲市空气颗粒物污染的变化特征,利用环境空气颗粒物手工监测方法对株洲市城区和郊区进行长时段监测,对株洲市空气中不同粒径的颗粒物质量浓度变化规律进行分析。结果表明,株洲市城区、郊区PM₁₀、PM_2.5在冬半年质量浓度高于夏半年,且冬半年超标率较高。在不同季节不同粒径占比有较大区别,当颗粒物污染较轻时10～100μm粒径占比较大;随着颗粒物污染增加,0～2.5μm粒径区间占比增加,并变成主要污染来源。根据Spearman秩相关系数分析以及相对关系曲线方程,可以看出城区冬半年PM₁₀和PM_2.5之间具有较高显著正相关,郊区不具有相关性。