小浪底水库沉积物中重金属污染及生态风险评价

重金属污染已经成为水环境污染防治的重要内容.研究表明,进入水体中的重金属大部分与悬浮物结合,在水流缓慢时,悬浮物逐渐沉积下来,大大降低了水中重金属元素的浓度.在特定的环境地球化学条件下,水库沉积物中重金属可通过一系列物理、化学和生物过程而释放出来,导致水环境"二次污染",严重威胁水库生态环境安全.因此,研究沉积物中重金属的含量变化规律,评价重金属污染的潜在生态风险,探讨其在水体中的迁移转化过程,对于保护区域水环境质量和防治重金属污染具有重要意义.本实验通过采集小浪底水库表层沉积物样品,对水库沉积物中重金属的含量与分布进行研究,并对其潜在的生态     

三门峡水库水体中不同形态汞的分布特征

为了解三门峡水库水体中不同形态汞的分布特征,在丰水期和枯水期对三门峡水库进行采样,分别采用冷原子荧光光谱法(CVAFS)和蒸馏-乙基化衍生-气相色谱-冷原子荧光法(GC-CVAFS)测定水样中总汞、总甲基汞、溶解态总汞和溶解态甲基汞的浓度.结果表明,三门峡水库水体中总汞、溶解态汞和颗粒态汞浓度范围分别为1.65~9.65、0.80~3.16和0.70~7.81 ng·L~(-1),符合国家地表水环境质量标准(GB 3838-2002)一类水汞浓度标准限值;总甲基汞、溶解态甲基汞和颗粒态甲基汞浓度分别为0.05~0.36、0.02~0.14和ND~0.26 ng·L~(-1).三门峡水库水体总汞和甲基汞在季节和空间分布上没有呈现出明显的变化规律.总汞和甲基汞与未受污染的天然水体差别不大,水库未受到明显的汞污染.丰、枯水期沉积物中总汞浓度分别为(92.96±10.65)ng·g~(-1)和(80.06±19.14)ng·g~(-1),甲基汞浓度分别为(0.33±0.14)ng·g~(-1)和(0.50±0.19)ng·g~(-1).较低的甲基汞浓度说明在三门峡水库汞的迁移转化过程中,甲基化作用可能并非主要的过程,这可能与水体底层溶解氧浓度较高以及沉积物中有机质浓度较低有关.     

中国市政污泥中磷的含量与形态分布

于2016年采集了全国46个城市的市政污泥样品,运用SMT法测定了污泥中不同形态磷的含量.结果表明,我国市政污泥中总磷（TP）、无机磷（IP）、非磷灰石态无机磷（NAIP）、磷灰石态无机磷（AP）、有机磷（OP）和生物有效磷（NAIP+OP）的平均含量分别为（17.32±5.13）、（11.71±4.01）、（9.18±3.44）、（3.03±2.74）、（4.54±4.23）和（13.72±4.36）g·kg^-1.其中IP是污泥中磷的主要存在形态,占TP含量的60%以上;NAIP是主要的无机磷形态,占IP含量的66%以上.污泥中生物有效磷占TP含量的比例介于66.8%~96.1%之间,二者呈现极显著正相关关系（r=0.942,P<0.01）.市政污泥磷含量和排放量总体上呈现东高西低的空间分布规律.2016年随污泥处置排放入环境的磷达到了1.04×10⁵ t,其中1.95×10⁴ t随污泥农用进入土壤,4.69×10⁴ t进入填埋场,1.47×10⁴ t进入建筑材料中,2.34×10⁴ t经垃圾焚烧进入焚烧灰,4.50t被直接倾倒丢弃.与历史数据对比发现,我国市政污泥中总磷的含量呈现先升高、后降低的变化趋势.     

汞在小浪底水库的赋存形态及其时空变化

为了解小浪底水库汞的赋存状况,采用冷原子荧光光谱法测定了小浪底水库水体、表层沉积物、沉积物间隙水以及鱼类肌肉样品中的总汞,采用乙基化衍生-气相色谱-原子荧光法测定了上述样品中的甲基汞,进而分析了小浪底水库鱼体中汞的富集状况.结果表明,小浪底水库水体中丰、枯水期总汞浓度分别为0.71~1.42 ng·L-1和0.90~2.49 ng·L-1,均符合国家地表水环境质量标准(GB 3838-2002)一类水汞浓度标准限值,水样中未检出甲基汞.丰、枯水期沉积物中总汞浓度分别为51.74~90.42 ng·g-1和95.66~172.52 ng·g-1,甲基汞浓度分别为0.09~0.26 ng·g-1和0.18~0.39 ng·g-1,甲基汞浓度较低,这可能与水体底层溶解氧浓度较高以及沉积物中有机碳浓度较低有关.丰、枯水期沉积物间隙水总汞浓度分别为4.27~9.49 ng·L-1和5.46~41.04 ng·L-1,甲基汞浓度分别为0.09~0.99 ng·L-1和0.07~1.01 ng·L-1,间隙水中总汞和甲基汞浓度明显高于上覆水体,与水体间存在汞浓度梯度,可能存在从沉积物间隙水向水体中的扩散.鱼体肌肉总汞浓度在43.47~304.98 ng·g-1之间,甲基汞浓度为10.77~265.23 ng·g-1,甲基汞低于食品安全国家标准规定的污染物限量(GB 2762-2012)(非肉食性鱼500 ng·g-1和肉食性鱼1 000 ng·g-1).水库鱼体总汞的生物富集系数分别为鳙鱼1.3×105,梭鱼9.3×104,鲫鱼4.7×104,白条5.0×104,黄颡鱼1.7×105,弓鱼3.9×104.     

焦作市道路灰尘中重金属的污染评价与源解析

为深入了解该城市不同功能区道路灰尘中重金属的污染行为和污染源,该研究采用电感耦合等离子体质谱仪(ICP-MS)测定了焦作市住宅区、文教区、商业区和工业区4个功能区道路灰尘中重金属Cr、Ni、Cu、Zn、As、Cd和Pb的含量,并用直接测汞仪(DMA-80)测定4个功能区道路灰尘中Hg的含量。采用地累积指数法和潜在生态风险指数法评价重金属污染水平和潜在风险,进一步用正定矩阵因子分解法研究其污染源。结果表明,灰尘中不同重金属的平均含量分别为142.96、60.32、63.02、288.48、45.71、3.89、129.68和1.84mg/kg,分别是河南省土壤背景值的2.26、2.20、3.15、4.62、4.66、59.85、5.82、73.60倍。各功能区的重金属含量存在显著差异性,工业区明显高于住宅区、文教区和商业区。根据地累积指数I_geo值大小,焦作市道路灰尘中重金属的整体污染水平为Hg>Cd>Pb>Zn>As>Cu>Ni>Cr,Cd和Hg的污染程度远高于其他元素,达到极强污染程度。不同功能区灰尘中重金属综合潜在生态...     

中国城市污泥中汞含量的时空分布特征

为全面了解中国城市污水处理厂脱水污泥中汞的赋存状况,从全国40个城市污水处理厂采集315个污泥样品,使用DMA-80直接测汞仪测定了样品中汞的含量.结果表明,全国城市污泥样品中的汞含量范围为0.45~15.42 mg·kg~(-1),汞含量符合对数正态分布,几何平均值为(2.19±3.16)mg·kg~(-1).所有污泥样品中的汞含量均满足《城镇污水处理厂污泥处置混合填埋用泥质》(GB/T 23485-2009)规定的污泥填埋标准;97.8%的城市污泥汞含量均满足土地改良用泥质标准(中性、碱性土壤);86.7%的城市污泥汞含量满足土地改良用泥质标准(酸性土壤).不同城市的污泥样品汞含量存在较大差异(变异系数105%),同一个污水处理厂污泥汞含量也不稳定(7d变异系数0.6%~53.6%).污泥中汞含量中位数呈现华北地区东北地区西北地区西南地区华东地区华中地区华南地区的空间分布趋势.以相应城市的土壤背景值为参比,利用地累积指数法,对于城市污泥中的汞污染现状进行了评价,发现汞重度污染以上的省份比例达到60%以上.与历史数据对比发现,全国城市污泥中汞含量呈现先升高后降低的趋势,峰值出现于2000~2009年.研究结果为城市污水和污泥汞污染的防治工作提供了数据支持.     

小浪底水库水体中重金属含量的测定和健康风险评价

在小浪底水库坝上约10 km处主航道上设置采样垂线,采集水体不同深度的样品,采用冷原子荧光光谱法和电感耦合等离子体质谱法测定了样品中汞、砷、铅、镉、铬、铜、锌、锰、镍等元素的质量浓度.结果表明,在所有样品中,铬、镉、锌、铅均未检出,汞、铜和砷的质量浓度分别为(0.95±0.44) ng/L、(0.35±0.07) μg/L和(1.12±0.20)μgL,锰和镍的质量浓度分别为(0.14±0.06) μg/L和(0.59±0.09)μg/L.汞质量浓度随水深增加逐渐升高,至水深7.5m处达到最大值,然后逐渐降低,在接近底层时重新升高,达到次峰值.其他重金属质量浓度呈现随水深增加而升高的趋势.健康风险评价结果表明,致癌物质砷引起的健康危害较高,风险值为10-6～10-5 a-1,底层水中砷的风险值接近国际辐射防护委员会(ICRP)推荐的最大可接受风险水平;非致癌物质汞、铜、镍和锰引起的健康风险分别为1.43×10-2a-1、0.31×10-10 a-1、0.13×10-10 a-1和0.45×10-12 a-1,均远低于ICRP推荐的最大可接受水平.     

我国城市污泥中重金属的赋存形态与生态风险评价

为全面了解中国城市污水处理厂脱水污泥中重金属（HMs）的形态特征和污染状况,本研究以我国40座城市污水处理厂的剩余污泥为研究对象,对污泥中重金属As、Cd、Cr、Cu、Ni、Pb和Zn的总量以及赋存形态进行了测定.采用毒液浸出法（TCLP）、风险评价编码法（RAC）和潜在生态风险指数法评价了其生态风险.结果表明,40个样品中重金属含量的中位值由大到小依次为：Zn > Cu > Cr > Pb > Ni > As > Cd,各元素整体达标率>90%.As的各形态分布较为平均;Cd和Zn以可还原态为主;Cr主要以残渣态的形式存在,其次为可氧化态和可还原态;Cu主要以可氧化态的形式存在;Ni主要以可交换态的形式存在;Pb主要以可还原态和残渣态的形式存在,可交换态的含量最低.TCLP提取态重金属的比例大小顺序为：Ni > As > Zn > Cd > Cu > Cr,所有样品中Pb的TCLP提取态含量均低于检出限;RAC法评价结果显示,7种重金属环境风险大小依次为：Ni > As > Zn > Cd > Cu > Cr > Pb,Ni的生态风险等级为高等,Zn、As和Cd的生态风险等级为中等,Cr和Cu的生态风险等级为低等,Pb无生态风险;潜在生态风险评价结果表明,城市污泥中Cd和Cu的潜在生态风险最高,是我国城市污泥中主要的重金属污染物,但是如果按照国家标准规定的方法进行农用,造成土壤污染的风险总体处于较低水平.