薄膜扩散梯度技术在重金属生物有效态监测中的应用

重金属生物有效性是评估重金属元素迁移性、生物可利用性和生态影响的关键参数。薄膜扩散梯度技术(DGT)是一种原位被动采样技术,因其具有原位富集性、形态选择性,可提供被监测物质在监测时间段内的平均浓度等优点,可作为生物对重金属摄取的模拟替代物对环境介质中重金属的生物可利用度进行预测,已被广泛应用于环境介质中重金属生物有效性的测定。研究主要介绍了DGT技术的原理、组成和特点,评述了其近年来在水体、土壤、沉积物中重金属生物有效态应用方面的新进展,提出了DGT技术未来要提高抗生物污染能力及寻找可与DGT技术联用的相关技术的观点。     

广州城市污泥中重金属形态特征及其生态风险评价

分析了广州市4个不同来源的城市污水处理污泥中重金属含量,考察了污泥样品中重金属形态分布和生物可利用性,并分别利用风险评价指数(RAC)和固废重金属毒性浸出方法评价了污泥中重金属生态危害风险和浸出毒性风险.结果表明,污泥样品中Cu、Cr、Pb和Zn含量较高,不同来源污水处理污泥中重金属含量差别较大.污泥样品中重金属绝大部分以非稳定态存在,酸性污泥中可迁移的酸溶态重金属比例较高.由单一萃取结果,1 mol·L-1NaOAc溶液(pH 5.0)和0.02 mol·L-1EDTA+0.5 mol·L-1NH4OAc溶液(pH 4.6)分别对酸性和碱性污泥中生物可利用态重金属具有较好的萃取能力.污泥酸性越强,其中生物可利用态重金属比例越大.污泥中重金属的迁移能力使其处于高生态危害风险程度;重金属的生物可利用性使酸性污泥大多处于极高危害风险程度,而使碱性污泥大多处于中等危害风险水平.除城市污水处理污泥外,污泥样品中重金属具有高的浸出毒性风险,萃取重金属生物可利用态后,污泥仍具有高浸出毒性风险,但由于浸出毒性风险降低使部分污泥可进行填埋处置.     

稀土工业污染土壤对外源钍的吸附行为研究

研究了外源钍在土壤上的吸附行为并评估其对土壤的污染风险.通过静态吸附解吸实验考察土壤样品对不同量外源钍的吸附容量、吸附平衡时间、分配系数和解吸能力.土壤样品对外源钍有很强的吸附能力,在吸附平衡时吸附百分比均大于92%,而解吸率均小于5%;钍在土壤溶液中分配系数最高可达104以上;吸附容量和平衡时间与土壤性质有关.吸附实验结果表明,可用Freundlich吸附等温式和Elovich方程分别描述土壤样品对钍吸附的热力学行为(r≥0.916 7)和动力学过程(R2≥0.898 0).较佳的拟合结果表明,土壤样品对外源钍的吸附是非线性物理化学吸附,吸附反应速率受钍在土壤表面和矿物内层扩散影响.采用形态连续萃取法分析外源钍在土壤上吸附后的赋存形态.由钍形态萃取结果,少量外源钍(10-7~10-6mol.L-1)进入土壤后主要以不稳定非残留态存在,其含量在58%以上;随着外源钍量增加,钍非残留态量增加,同时更多外源钍迁移到稳定残留态.     

电镀厂周边环境中重金属分布特征及人体健康暴露风险评价

以广州市白云区两电镀厂为研究对象,采集电镀厂车间废气和周围空气及土壤样品,分析了样品中重金属(包括Cd、Cr、Cu、Ni、Pb、Zn和类重金属As、Hg)含量分布,分别应用地累积指数(Igeo)和US EPA的RAGS风险评估模型,对土壤中重金属污染程度、空气和土壤中重金属人体健康风险进行评价.结果表明,车间废气中Hg和Pb,空气中Cr分别高于相应标准限值,土壤中Cd、Hg和Zn达到中等污染程度.土壤和空气中重金属暴露的非致癌风险指数HQ和HI均1,非致癌健康风险可忽略.土壤中As和Cr的致癌风险10-4,高于最大可接受风险水平,CRCr对TCR贡献率81%.空气中Cr和Ni的致癌风险CR和TCR在10-6~10-4,存在致癌风险可能但低于最大可接受风险水平.土壤中重金属对儿童暴露的CR明显高于成人,而空气中重金属对成人暴露的CR值明显较高.相关分析表明土壤中重金属与废气中重金属含量密切相关,主成分分析表明土壤中达到中等污染的重金属来源可能不同于其它重金属.     

海水养殖底泥中外源汞甲基化及生物响应研究

本文选择沙蚕作为底栖生物,通过模拟海水养殖环境,研究在外源汞（Hg （NO₃）₂）胁迫下,沙蚕对汞（Hg）的甲基化和甲基汞（MeHg）的富集,以及沙蚕的生物应激响应.结果表明,海水养殖区沙蚕一方面自身具有将汞转化为MeHg的能力,同时沙蚕扰动会促进沉积物中Hg的甲基化,沙蚕扰动沉积物中MeHg的含量为无扰动沉积物中的1.93倍.随着外源汞含量和暴露时间的增加,沙蚕对MeHg的富集量逐渐增加,而富集速率逐渐降低.沙蚕体内MeHg富集含量为0.007~0.079mg/kg,占沙蚕体内总汞（THg）含量的31.20%~86.90%.与无机Hg相比,MeHg会对沙蚕造成更大的氧化压力,具有更强的生物毒性.沙蚕的SOD,CAT活性和GSH,MDA含量与暴露时间及含量有显著相关性.当沉积物中外源汞输入含量超过0.5mg/kg,沙蚕抗氧化应激系统将超过防御极限.     

稀土工业区土壤中钍形态的植物可利用性评价

土壤中钍的生物可利用性与其对生态环境的危害密切相关.分别采用小麦盆栽培养实验和连续萃取方法研究(Triticum aestivum L.)对土壤中钍的吸收及根际土壤和原质土壤中钍形态差别.结果表明,根际土壤中钍的质量分数较原质土壤低,根际土壤和原质土壤中钍的形态分布存在一定差别,根际土壤中非残留态量较原质土壤中高.利用吸附了钍的高岭土、蒙脱土、碳酸钙、无定形氧化铁、无定形氧化锰和腐殖酸等作为小麦水培实验基质材料,并采用连续萃取方法对钍各形态的植物可利用性进行了考察.吸附材料中钍对小麦吸收的贡献指数由大到小的顺序为:高岭土、碳酸钙、腐殖酸、无定形氧化铁、无定形氧化锰、蒙脱土.由各模拟材料结合的优势钍形态,钍各形态的小麦可利用性由大到小的顺序为:离子交换态、碳酸盐结合态、有机质吸附态、无定形铁锰氢氧化物共沉淀态、晶形铁锰氢氧化物结合态.     

柘林湾海水养殖区底泥中重金属生物有效性及生态风险评价

采集柘林湾海水养殖区8个位点表层沉积物样品,考察了沉积物样品中重金属含量、生物有效性和形态分布,并分别利用基于总量的Hakanson指数法和基于形态的风险评价指数(RAC)评价了沉积物中重金属的生态危害风险.结果表明,柘林湾海水养殖区大部分位点沉积物中重金属含量符合海洋沉积物质量Ⅰ类标准限值,少数位点Zn和Pb含量超过Ⅰ类限值但低于Ⅱ类限值.沉积物中重金属的薄膜扩散梯度技术(DGT)测定浓度(C_(DGT))与间隙水中的浓度(C_(IW))对重金属生物可利用性评估状况基本一致,Zn、Ni和Pb生物可利用性较高.沉积物中Cr、Ni、Zn和Cu以残渣态为主,Cd和Pb以弱酸提取态为主.柘林湾沉积物中重金属总体存在轻度到中度生态危害风险,Cd和Pb生态危害风险较高.沉积物中Cr、Ni、Zn、Cu和Cd的C_(DGT)与其弱酸提取态含量明显正相关,重金属弱酸提取态能较好反映其生物可利用性.     

柘林湾表层沉积物中有机氯农药的分布特征及生态风险评价

考察了柘林湾11个位点表层沉积物中20种有机氯农药含量分布及污染状况,采用风险商RQ和NOAA的SQG沉积物质量标准评价了沉积物中OCPs的生态风险和各位点的综合生态风险,初步分析了沉积物中HCHs、DDTs的来源以及沉积物中OCPs与沉积物性质参数的相关性.结果表明,柘林湾沉积物中DDTs的含量较高,尤其是p,p'-DDD,沉积物中DDTs含量超出中国海洋沉积物质量标准;沉积物中ΣOCPs的浓度在14.14~306.88 ng·g-1之间,平均值为78.37 ng·g~(-1),其中S8位点的ΣOCPs含量最高.p,p'-DDD、p,p'-DDT在多数研究位点具有必然的不利生物效应和高度生态风险,S8、S10位点处于强影响生态风险状态.柘林湾沉积物中HCHs主要来源于林丹类农药的使用;S1、S2、S10、S11位点均有近期的DDTs输入,其它位点DDTs主要来自早期残留或施用农药长期风化后的沉积物.沉积物中HCHs、硫丹、氯丹、狄氏剂之间存在极显著正相关性,它们与沉积物TOC间存在负相关,TOC的存在促进了生物降解;p,p'-DDD与Ca的明显正相关揭示了早期施用DDT随生物碳酸盐沉积;沉积物中颗粒物逐渐增大不利于OCPs在沉积物中的积累和富集.     

珠江口桂山岛沉积物中重金属的污染评价和形态分布特征

在珠江口东侧航道附近的桂山岛周围7个位点采集表层沉积物样品,采用Hakanson生态危害指数法和污染系数初步考察了表层沉积物中重金属污染状况和生态危害程度,并由重金属富集因子分析了沉积物中重金属污染来源.结果表明,沉积物中Cu、Pb、Cd和Zn的富集达到中等污染水平,而Ni尚处于低污染水平;沉积物中重金属的生态危害目前...     

粘粒和阳离子交换量对土壤中钍形态分布的影响

利用连续萃取程序和加入外源化合物进行培养的方法,考察了土壤阳离子交换量(CEC)和土壤粘粒矿物含量的变化对土壤中钍形态分布的影响,随着CEC的增加,土壤中非残留态钍增加,而稳定态钍降低.随着土壤粘粒矿物含量的增加,土壤中残留态钍的含量明显增加,非残留态钍含量降低.