基于信息扩散模型的沣东新城区土壤重金属潜在生态风险评估

我国目前大规模的新区建设导致严峻的区域土壤重金属污染形势.以沣东新城为研究靶区,进行重金属含量特征描述性统计及克里金插值分析,进一步结合潜在生态风险指数与信息扩散理论,构建基于风险评估的信息扩散模型,探讨了Pb、Cu、Cd和Hg的污染程度、污染风险及风险发生概率.结果表明,研究区内4种土壤重金属的含量均值远超土壤重金属背景值,分别是背景值的1.943（Pb）、1.419（Cu）、3.074（Cd）和3.567（Hg）倍,且重金属分布受人为干扰较大呈强变异性（CV>65%）.其中,Pb和Cu污染分布主要受到工业生产与建设用地开发的影响,工业活动、农业活动及交通运输是主要的Cd污染源,而工业建设是造成Hg污染的主要因素.重金属潜在生态风险指数平均值分别为9.716（Pb）、7.095（Cu）、92.292（Cd）和142.469（Hg）,区域综合潜在生态风险指数（RI）均值为251.573,表明区域整体处于较高的潜在生态风险状态.区域Pb和Cu整体处于轻度潜在生态风险,而Cd和Hg以中风险与较高风险为主,表明Cd和Hg是区域重金属污染的主导因素.信息扩散潜在生态风险模型评估结果显示,区域综合潜在生态风险各等级的概率排序为：较高（38.98%）>中度（38.55%）>高（5.89%）>轻微（5.15%）>极高（3.56%）,Cd、Hg元素各潜在生态风险等级的超越概率远大于Pb和Cu,Hg元素各污染等级的超越概率分别为轻微（94.89%）、中度（66.85%）、较高（23.62%）、高（3.9%）和极高（2%）,其中仅轻微等级的超越概率小于Cd.潜在生态风险等级的污染概率预测误差均小于5%,体现了基于风险评估的信息扩散模型的可靠性.研究结果可为样本受限地区的土壤重金属潜在生态风险监测与管控提供技术借鉴与支持.     

基于3S技术的区域生态廊道模拟及优化

以北京市朝阳区为例,运用3S技术并参考现有资料,对北京市朝阳区现有生态廊道状况进行了分析研究,并运用生态服务功能价值理论和耗费距离模型,模拟建立了北京市朝阳区潜在生态廊道模型。研究结果表明,研究区内生态环境受到了一定的破坏,景观破碎化严重,斑块聚集度虽高,但连接度不够,廊道连通性较差,许多重要的生态斑块没有足够的廊道连接,没有形成良好的生态网络,廊道的规模也达不到标准,服务范围较小。为修复现有廊道来维护区域生态安全,强化生态服务功能,建议北京市朝阳区生态廊道适宜宽度阈值：河流生态廊道植被宽度一侧至少30m以上,道路生态廊道植被宽度一侧至少60m以上,绿带生态廊道植被宽度一侧至少500m以上。     

西安市市政污水厂剩余污泥中重金属形态特征及潜在生态风险评价

采用现场采样及室内分析方法,研究了西安市剩余污泥的基本理化性质,污泥中重金属元素的含量、赋存形态及迁移特征,并对市政污泥土地利用的潜在生态风险进行了评价。结果表明:西安市剩余污泥整体pH呈中性(6.24~8.12),具有高有机质(46.71%~72.41%)、高N(6.18%~6.94%)、高P(1.71%~4.21%)、低K(1.02%~2.03%)的特点,具有很好的土地利用价值;污泥中重金属(除Pb、Mn、Co外)及As整体含量高于《土壤环境质量标准》的二类标准(pH=6.5~7.5),但除Zn、Ni、Hg超过《农用污泥中污染物控制标准》酸性土壤(pH6.5)最高允许含量外,其余重金属及As均低于该标准值;西安市污泥中重金属的形态分布主要由重金属元素的性质决定,污泥中各重金属的迁移或稳定性顺序(F1+F2)为Cu(19.38%)Cr(21.2%)Pb(47.76%)Co(50.22%)Ni(54.63%)Mn(61.53%)Zn(74.21%);修正潜在生态风险评价结果表明,西安市剩余污泥重金属综合污染程度处于重度水平,污泥土地利用时重金属污染的潜在生态风险水平为严重,其中Hg为其首要贡献者,其次是Zn和Ni。     

淮南市城区地表灰尘重金属分布特征及生态风险评价

城市地表灰尘中重金属会对人体健康和生态环境产生危害,为研究城市中不同功能区地表灰尘重金属的含量和潜在生态危害水平,以典型煤炭资源型城市淮南市的地表灰尘为研究对象,采集工业区、商业区、交通区、文教区、居住区和公园绿地等6种功能用地共40个点位的地表灰尘。采用电感耦合等离子体发射光谱（ICP-OES）和DMA-80直接测汞仪测定Zn、Pb、Cu、Cr、Cd、Ni、Co、V、Hg的含量,分析其在不同功能区地表灰尘中的分布特征、相关性及可能的来源;并应用潜在生态危害指数法对重金属在不同功能区的潜在生态危害进行评价。结果表明：1）淮南市地表灰尘中 Zn、Pb、Cu、Cr、Cd、Ni、Co、V、Hg的平均质量分数分别是202.59、74.63、62.74、110.69、0.57、35.82、12.18、50.95和0.105 mg·kg-1,其中Zn、Pb、Cu、Cr、Cd、Ni、Hg的平均含量分别是淮南市土壤背景值的3.47、3.17、2.04、1.21、9.50、1.12、2.56倍,是中国土壤背景值的2.73、2.87、2.78、1.81、5.88、1.33、1.62倍。2）9种重金属中,Zn和V的含量在不同功能区分布相对均匀,其他重金属在不同功能区含量均表现出较明显的空间异质性。3）不同功能区中,Zn、Pb、Cu、Ni、Co、V、Hg的平均含量在工业区最高,Cr 和 Cd 的平均含量在交通区最高。4）不同重金属的相关性表明,Zn、Pb、Cu、Cd、Ni 等5种元素有同一来源,Co 和 V 有同一来源。5）单项潜在生态危害系数大小为 Cd〉Hg〉〉Pb〉Cu〉Ni〉Co〉Zn〉Cr〉V。不同功能区9种重金属复合生态危害均处于强生态危害水平（300≤RI〈600）,其中工业区和交通区潜在生态危害水平最高。     

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。     

煤层气生产区重金属污染特征及其潜在生态危害

为了调查煤层气生产区采出地层水中的重金属在露天排放下对生产区地表土壤的影响,采集生产监测区煤层气井产出地层水样、蓄水池积水样、蓄水池底泥样和井场周围地表土样进行重金属含量的测试分析,应用地质累积指数法和Hakanson潜在生态危害指数法对地表土壤的重金属污染程度和生态危害进行了评价。结果表明,煤层气生产区井场蓄水池底泥受到As、Cd、Sn的中度污染,周围地表土壤受到Cd、Sn的中度污染和As、Cr、Pb、Cu、Co的轻度污染,各重金属的污染程度由高到低为Sn、Cd、As、Pb、Cr、Co、Cu、Mn、Ni、Zn。煤层气生产区土壤中重金属存在中度的潜在生态风险,对煤层气生产区地表土壤生态环境产生潜在生态风险的最主要重金属是Cd。     

黄浦江上游底栖动物与沉积物重金属潜在生态风险

为了解黄浦江上游水源地沉积物的潜在生态风险及底栖动物的分布特征,对该范围内主要河道的表层沉积物重金属质量比和大型底栖动物群落分布进行了调查,探讨了重金属分布对底栖动物的影响。除Hg采用冷原子吸收法分析外,其他金属都用等离子发射光谱法测定。由潜在生态风险指数法得出重金属污染程度从高到低为Cd、Hg、Pb、Cu、Zn,区域整体的生态风险等级为"极微污染"~"中度污染",其中位于江苏、浙江与上海交界处及黄浦江支流的区域生态风险整体较高。Cd和Hg是研究区域生态风险的主导因子。共采集到大型底栖动物8种,其中环节动物3种,软体动物4种,节肢动物1种,大部分属于耐污类群。多样性指数H'基本小于1,属于"重污染"水平,其值与Pb、Hg、Zn的质量比成正相关关系,与Cd、Cu的质量比成负相关关系。大型底栖动物不同纲目的密度对沉积物中不同种类的重金属响应不同,多毛纲和瓣鳃纲密度与5种金属质量比都呈负相关关系,寡毛纲(以霍普水丝蚓为代表)密度与Cu、Hg质量比呈正相关关系,腹足纲(以铜锈环棱螺为代表)密度与Cu、Hg、Zn质量比及潜在生态风险指数呈正相关。     

扎龙湿地龙湖重金属污染情况及其潜在生态风险评价

为了探讨龙湖中重金属污染情况,测定了龙湖中9个取样点的重金属元素含量,并从中选取Mn、Cu、Pb、As 4种重金属元素进行水质评价。通过灰色关联评价分析,所采集的9个样点中有8个样点都属于Ⅴ类水质、1个样点属于Ⅳ水质。采用Hakanson潜在生态风险指数法对龙湖沉积物进行重金属潜在生态风险评价分析,4种重金属的潜在风险顺序为Cu>As>Pb>Mn,其中每个样点的Cu元素都达到了极强的潜在生态危害,As元素的潜在生态危害程度都达到了强度生态危害。     

三种磺胺类药物对罗非鱼肝脏组织中谷胱甘肽转移酶（GST）和丙二醛（MDA）的影响

研究磺胺嘧啶（sulfadianzine,SDZ）、磺胺二甲基嘧啶（sulfadimidine,SM2）和磺胺甲基异恶唑（sulfamethoxazole,SMZ）三种典型磺胺类抗生素对罗非鱼（Oreochromis niloticus）肝脏谷胱甘肽转移酶（GST）活性和丙二醛（MDA）含量的响应。采用饲料暴露的给药方式,用磺胺药物浓度为4和40g·kg-1的人工配合饲料喂养试验罗非鱼,对照组投喂不含磺胺药物的空白饲料。暴露时间为7d,每天2次投喂饲料,饲料的日投喂量按鱼体重的3%计,分别在24、72和168h采集肝脏样品待测。结果表明各浓度组GST和MDA分别在暴露后72和24h受到最大程度的诱导,其中GST活性比空白组提高了6.72倍,MDA含量比空白组提高了24.75倍。在4g·kg-1的药物浓度下SM2对GST和MDA有最强诱导,在40g·kg-1的药物浓度下三种药物对罗非鱼GST和MDA诱导效应大小顺序为SDZ〉SMZ〉SM2。GST和MDA在磺胺药物诱导下的响应敏感,适合作为磺胺类药物暴露的生物标记物。     

静态条件下底泥中不同形态磷的变化规律

上覆水中磷被结合到底泥中时,不同形态磷的数量将会改变, 由此导致磷的释放能力和生物有效性被显著改变.以富营养化河道上覆水和底泥为材料,考察了静态条件下,底泥中不同形态磷的变化规律及其对磷的生物有效性的影响.结果表明, 潜在活性磷(PMP)含量显著增加,NH4Cl-P、BD-P、NaOH-nrP分别增加了297.68%、1O.73%、30.49%.难释放态磷则基本保持不变.潜在活性磷对生物有效磷的形成具有显著的影响,4种生物有效磷中的3种(WSP、Olsen-P、AAP)均与其在a<0.01水平上显著正相关,并且其对AAP形成的影响最为显著.因此推测,静态条件下,当上覆水中磷向底泥迁移时,首先会形成潜在活性磷和生物有效磷.