胶州湾不同类型湿地总汞含量与赋存形态的初步研究

为了研究和比较胶州湾贝类养殖区和周边湿地两种不同类型湿地总汞和形态汞分布规律及差异,2013年5月至2014年5月,分别在胶州湾周边湿地(大沽河河口、河套、南弓芦苇地、白沙河)和胶州湾贝类养殖区(红岛、胶南、黄岛、营海)采集了67份沉积物样品,用冷原子吸收法和连续提取法测定其总汞及不同形态汞的含量.研究结果表明,胶州湾周边湿地有机质含量显著高于养殖区沉积物(P0.01),最高值出现在白沙河,为28.72 g·kg~(-1);最低值出现在营海,为1.04 g·kg~(-1),贝类养殖区和周边湿地p H无显著差异性.胶州湾贝类养殖区(0.037—0.228 mg·kg~(-1))和周边湿地(0.027—0.088 mg·kg~(-1))总汞含量无显著性差异.胶州湾贝类养殖区和周边湿地沉积物中不同结合态汞有着相同的分布规律,残渣态汞所占比例最大,交换态和可溶态汞所占比例最小.周边湿地中交换态和可溶态、残渣态汞所占比例大于贝类养殖区.贝类养殖区中碳酸盐结合态、腐殖酸结合态、易氧化有机结合态、难氧化有机结合态汞所占比例均大于周边湿地.研究区域汞污染潜在生态危害程度为:红岛营海黄岛河套白沙河大沽河河口胶南南弓芦苇地,汞的潜在生态风险因子计算结果表明,胶州湾周边湿地以及贝类养殖区沉积物均存在中等以上的生态风险.     

广东柘林湾养殖海域沉积物中汞的分布、累积及其生态风险

柘林湾是广东省养殖规模最大的海湾之一,为了解养殖海域沉积物中汞的分布、累积及其可能产生的生态风险,于2008年1月在柘林湾海域采集了5个站位的柱状沉积物和3个站位的表层沉积物,对其中的总汞含量进行了测定,并对其含量分布、累积特征进行了分析.结果表明,柘林湾海域表层沉积物中总汞平均含量为0.0645μg·g-1,径流输入是其空间分布特征的主要影响因素;柱状沉积物表层部分总汞含量相对较低,但不同采样区域柱样中总汞含量的垂直分布却有着显著的差异,网箱养殖区主要是由于汞近40年来来源变小导致沉积物表层部分中的总汞含量较底层低,而贝类养殖区则由于沉积后的再迁移作用使汞在氧化还原边界层富集累积;利用潜在生态危害指数法和沉积物质量基准法对此次调查的沉积物中汞的潜在生态风险进行的评价表明,汞虽对底栖生物基本无负面效应,但其潜在生态风险程度达到了中等水平,尤其是养殖区2号站位28～36cm、4号站位20～32cm和48～56cm以及6号站位36～56cm柱样中的汞甚至达到了高的潜在生态风险程度.因此,养殖区次表层沉积物中较高含量的汞应当引起足够重视.     

九龙江河口潮间带表层沉积物汞污染分布、赋存形态与生态风险

研究九龙江河口汞污染情况可为该地区汞污染防治提供科学依据,测定九龙江河口潮间带表层沉积物中总汞含量及不同形态汞的含量,分析了汞的分布特征、赋存形态及生物有效性和潜在生态风险。结果表明:九龙江河口潮间带表层沉积物中总汞含量范围0.112~0.259 mg·kg-1,平均值0.172 mg·kg-1,部分采样点汞含量超过中国海洋沉积物质量第一类标准限值(0.20 mg·kg-1);沉积物中各形态汞平均比例顺序:残渣态(61.8%)可氧化态(27.8%)弱酸溶态(7.8%)可还原态(2.6%),可提取态占有相当的比例,对水体汞污染具有一定贡献。潜在生态风险指数法评价结果可知,该河口区潮间带沉积物中汞污染程度和生态风险程度均为中等~较高水平,需对汞污染进行综合防治。     

胶州湾沉积物中多溴联苯醚的污染特征及风险评价

2015年8月,在胶州湾及邻近海域设置11个采样点,采集表层沉积物,采用索式抽提,利用气相-质谱联用测定了样品中14种多溴联苯醚(PBDEs)的含量,分析了PBDEs的分布与组成特征,探讨了含量与沉积物理化性质的关系,与世界上不同海域沉积物中PBDEs的含量进行了比较,并对其生态风险进行了评价.结果表明,胶州湾沉积物中14种PBDEs总含量的均值为7.48 ng·g~(-1),其中BDE209的均值为6.20 ng·g~(-1).胶州湾东岸海域PBDEs的含量要高于西岸海域,湾内海域的含量高于湾外.BDE209是主要的同系物,其次是BDE47、BDE71.除BDE209外的13种PBDEs的总含量和BDE209含量均与沉积物中的总有机碳含量呈显著正相关关系.与其他海域相比,胶州湾沉积物中PBDEs的含量低于污染严重的欧洲海域,高于中国部分海域.胶州湾海域的PBDEs主要是由陆源污染带来的十溴联苯醚的污染,同时存在商业五溴联苯醚产品的污染.四溴、五溴、十溴联苯醚具有潜在的低和中等生态风险.     

九龙江和厦门西港近岸表层沉积物中汞的赋存形态及生态风险评价

测定了九龙江和厦门西港44个近岸表层沉积物中总汞含量及不同赋存形态汞的含量,分析了汞的分布特征、赋存形态、生物有效性和潜在生态风险.结果表明,表层沉积物中总汞平均含量(mg·kg-1)顺序为:九龙江北溪(0.174)九龙江河口(0.172)九龙江西溪(0.132)厦门西港(0.095),分别为福建省土壤元素背景值的2.15、2.12、1.63和1.17倍.九龙江北溪、西溪、河口和厦门西港表层沉积物中生物有效态汞比例分别为54.7%、32.5%、38.2%和39.4%.地质累积指数法、潜在生态风险指数法和次生相与原生相分布比值法评价结果表明,九龙江和厦门西港近岸表层沉积物中汞主要为轻度污染,存在中等—较高潜在生态风险.需对汞污染进行综合防治.     

松花江沉积物中总汞及汞形态的演化

为进一步掌握松花江汞污染的动态,通过2005年的样品采集与分析,结合有关历史数据,研究了松花江表层沉积物中汞的分布与变化.结果表明,在切断汞的主要污染源之后,第二松花江和松花江干流沉积物中汞含量均呈明显下降趋势;松花江18个断面沉积物中总汞质量含量较低,平均为0.172 mg·kg-1,除哈达湾、哨口和白旗江段外,大部分江段已处于背景水平.各江段沉积物中汞的形态分布差别较大,第二松花江沉积物中汞以过氧化氢溶态和王水溶态为主,而干流江段则以酸溶态和过氧化氢溶态为主;与20世纪80年代相比,除了王水溶态汞以外,2005年哈达湾、哨口和白旗3个代表性断面酸溶态、碱溶态及过氧化氢溶态汞含量均大幅下降.说明经过多年的环境治理以及水体的自然净化作用,松花江的汞污染已经得到了有效控制.     

渔业养殖区水环境中汞的形态分布

为研究渔业养殖对水生生态环境中汞形态变化的影响,采用气相色谱-冷原子荧光法对浙江省舟山市六横岛海水样品中不同形态汞含量进行测定分析.结果表明,对于总汞(THg)、溶解态汞(DHg)和颗粒态汞(PHg),养殖区上浮水体与对照区上浮水体之间无显著差异(P0.05).纵向分布看,底层水体PHg含量要显著高于中间层和表层(P0.05),主要是由于沉积物向上浮水体释放大量颗粒物,而颗粒物本身对汞的吸附能力很强.对于上浮水体甲基汞含量分布,总甲基汞(TMe Hg)主要以(PMe Hg)的形态存在,且TMe Hg和PMe Hg在颗粒物含量较高的养殖区的含量要高于在对照区.但是,底层水体中可被微生物利用的溶解态甲基汞(DMe Hg)含量在对照区(0.066±0.009 pmol·L-1)要显著高于养殖区(0.031±0.007 pmol·L-1)(P0.05),这可能是由于常年养殖活动致使沉积物中大量有机物积累,有机物与无机汞离子络合,减少了汞的生物有效性,从而抑制了甲基汞的生成.     

莱州湾表层沉积物重金属分布特征及污染评价

莱州湾属半封闭海湾,水体交换能力较弱,受多条河流入海影响,污染日趋加重。根据区域特征,于2008年5月对莱州湾30个采样点表层沉积物中的Cu、Pb、Zn、Cd、Hg、As、粒度和总有机碳进行测定,探讨了重金属含量和污染特征与粒度、总有机碳间的相关关系,利用污染评价法和潜在生态风险评价法进行污染和风险分析。结果表明：重金属平均含量较低,大部分低于国家海洋沉积物一类标准。Cu、Pb、Zn、Cd和As在莱州湾中部区域出现高值区,同时Cd在小清河口、Hg在莱州湾东部出现高值区。Cu、Pb、Zn、Cd、As重金属之间（除了Cd和As之间）及与沉积物粘土、有机碳含量之间显著正相关。莱州湾表层沉积物重金属单因子污染程度总体较轻,属于低污染水平,污染程度排序为CdPbZnCuAsHg,约30%的站位重金属综合污染指数大于5,达到中等污染水平,主要分布于小清河口、莱州湾中部和东部区域。莱州湾表层沉积物重金属潜在生态风险总体处于较低水平,风险排序为HgCdAsPbCuZn,风险指数高值区出现在莱州湾东部区域,主要受Hg的高风险水平影响。     

河北省衡水湖沉积物中汞的分布特征及生态风险

衡水湖是华北平原上第一个国家级内陆淡水湖泊湿地类型的自然保护区,为了解衡水湖沉积物中汞的分布特征及生态风险,于2013年8月在衡水湖采集了5根柱状沉积物,对其中的总汞、甲基汞、孔隙水溶解态汞、有机质、pH以及含水率进行了分析。结果表明,衡水湖沉积物中总汞的平均含量为22.5 ng·g-1,低于全国及河北省表层土壤背景值。但表层沉积物汞含量明显高于底层,说明近年来的外源汞输入对湖泊汞负荷产生了一定影响,且靠近湖泊东部106国道的采样点汞含量明显高于湖泊中西部的采样点,暗示交通运输等人为活动是该湖泊的一个重要汞输入源。利用潜在生态危害指数法进行评估,显示汞的生态风险较低,说明现阶段衡水湖的沉积物汞浓度不会对生态环境产生不利影响。     

青岛市售贝类中总汞含量分布及人群健康风险

为了解青岛市售不同种贝类的汞污染情况及居民通过食用贝类引起的汞健康风险,于2012年10月至2013年4月,在青岛8个行政区采集菲律宾蛤仔、鲍鱼、海螺、香螺、牡蛎、缢蛏、文蛤、扇贝,共8种贝类,181份样品.采用F732-V型冷原子吸收测汞仪对贝类中的总汞含量进行测定.所测8种贝类的汞含量范围为0.001—0.098 mg·kg-1,菲律宾蛤仔、扇贝、文蛤、缢蛏、鲍鱼、海螺、牡蛎和香螺的平均汞含量分别为0.020、0.039、0.012、0.013、0.031、0.030、0.021、0.020 mg·kg-1.在青岛市售贝类的各产地中,红岛所产贝类的汞含量最高,为0.046 mg·kg-1,其次是龙口,为0.027 mg·kg-1,产于乳山和日照的贝类汞含量最低,分别为0.002 mg·kg-1和0.003 mg·kg-1.所采集全部贝类样品中的总汞含量均低于我国国家标准.汞摄入量计算结果显示,青岛居民食用贝类导致的汞摄入量远远低于FAO/WHO推荐Hg的日摄入量.采用美国环保署新制定参考剂量计算的目标危险系数(THQ)结果显示,青岛市儿童通过食用贝类产品有非常高的汞暴露健康风险.     

深圳湾红树林沉积物-植物体系汞的分布规律和形态分配特征

为了解重金属汞在非根际沉积物-根际沉积物-红树植物连续体系中的分布特征和迁移规律,以及沉积物中汞的化学形态特征,于深圳湾福田红树林实地采集红树植物幼苗样品及其林下沉积物样品,采用连续提取法对沉积物中汞的各种化学形态进行提取,通过冷原子荧光光谱仪进行定量分析。研究对象包括福田红树林3种常见红树植物,包括白骨壤(Avicennia marina)、桐花树(Aegiceras corniculatum)2个本土种和海桑(Sonneratia caseolaris)1个引进种,并以无植被覆盖的光滩作为空白对照。结果表明,在沉积物-红树植物体系中,根际和非根际沉积物中的总汞含量均高于红树植物幼苗。进入植物体后,汞在茎中的含量均小于根和叶。本土种植株表现出较强的汞积累能力。白骨壤幼苗汞积累量最高,质量分数达到45.32 ng·g-1,其次为桐花树幼苗,汞质量分数为23.49 ng·g-1。3种红树植物对汞的生物积累因子在0.02~0.35范围内,迁移因子处于0.4~0.99范围内,均低于1,表明它们从土壤吸收、并向地上部分运输汞的能力较弱,倾向于采取金属排斥策略,以实现植物体的自我保护。非根际沉积物中汞的各个化学形态质量百分比表现为有机结合态可挥发态残渣态可交换态碳酸盐结合态铁锰氧化物结合态,根际沉积物中汞表现为可挥发态机结合态残渣态铁锰氧化物结合态可交换态碳酸盐结合态,总体表现为生物可利用态和潜在可利用态质量分数较高,不可利用态较少。与本土种相比,引进种海桑能够将更多汞以稳定性相对较高的生物不可利用态和潜在可利用态形式固定于土壤中,表现出较好的治理汞污染能力。     

北京市表层浮土和水体底泥中汞的赋存形态及其相互关系

应用分级萃取法测定了12个北京市表层浮士和3个水体底泥中汞的赋存形态,并应用多元统计分析对其相互关系进行了研究.北京市表层浮土中汞的含量分布变异较大,但其趋势为:残渣态>强有机结合态>水溶态>其它形态.各形态汞含量主要取决于上壤和底泥中汞含量的大小,其次才是环境因素.强有机结合态和残渣态是主要的赋存形态,对汞在土壤和底泥中的固定起着重要的作用.较易移动的水溶态、FA结合态和交换态对汞在环境中的迁移转化也有一定的影响.盐酸提取态汞主要包括水溶态、交换态、FA结合态和碳酸盐结合态.     

渤海湾表层沉积物重金属含量及潜在生态风险评价

海洋沉积物中重金属元素的释放可能影响海水质量及海洋生态健康。于2013年8月采集了渤海湾24个点位的表层沉积物,检测了汞、砷、铜、锌、铅、镉、铬7种重金属的含量,并用Hankanson法分析其潜在生态风险。结果表明,渤海湾沉积物中重金属含量均值可达到国家一类海洋沉积物标准(GB 18668-2002),其中汞、砷、铜、锌、铅、镉、铬的浓度分别达到0.03、16.15、23.15、89.45、38.84、0.24和60.60 mg·kg-1。渤海湾不同点位中,表层沉积物重金属含量符合海洋沉积物质量一类标准的占83.3%,其余点位可满足二类标准,超一类标准的点位的主要超标因子是砷和铅。渤海湾重金属的综合生态风险指数达到95.01,属于轻微生态风险等级。不同重金属所产生的生态风险排序为镉汞砷铅铜铬锌,除镉外均属于轻微生态风险等级。镉的潜在生态风险值为47.00,达到了中等生态风险等级,其风险占所有重金属总风险的49.5%。镉的潜在生态风险高与镉的生物毒性较高及其近年来在渤海沉积物中积累速度较快有关。重金属潜在生态风险在河口地区和天津港工业区附近呈现高值,而南部渔业区和远离海岸的中心区的生态风险相对较低,说明近海工业活动和陆源污染排放渤海湾沉积物中的重金属生态风险的主要来源。因而,调整近海的产业结构,严格控制入海河流和近海经济活动的重金属特别是镉的污染排放,对保障渤海沉积物的生态安全至关重要。     

莱州湾表层沉积物中重金属时空分布、污染来源及风险评价

运用污染风险评价标准和方法研究了2010年5月(春)、8月(夏)、10月(秋)和12月(冬)莱州湾表层沉积物中7种重金属污染物的时空分布特征、来源及生态风险。结果表明,表层沉积物中Cr、Zn和Pb含量均呈现春季低于其他季节特征,秋季Hg含量是其他季节的4倍,Cu、As和Pb含量无显著季节差异。表层沉积物中Cr、Cu、Zn、As和Cd最高值出现在莱州湾中部及小清河河口等西部水域,来源呈现受自然作用影响较大的特征;而Hg和Pb最高值出现在龙口和界河河口等东部水域,来源呈现受周边工业污染物的人为排放影响较大的特征。基于地理累积指数、生态效应浓度以及Hakanson潜在生态风险指数的综合评价表明,13%~29%的研究区域的表层沉积物受到轻微程度的Cd、Hg和Pb污染,Cd和Hg高值水域达到中等生态风险程度;Hg和As在65%~68%的研究区域的表层沉积物中达到可能对沉积物底质环境及生物群落产生不利生态影响水平。基于对重金属污染物的评价结果,莱州湾表层沉积物质量较好,局部区域存在Hg、Pb、Cd和As的潜在污染风险。     

胶州湾不同季节尿素分布特征和来源探讨

根据2012年7月(丰水期)、2012年11月(平水期)、2013年3月(枯水期)和2013年5月(枯水期)在胶州湾海域进行的4次调查资料,分析了胶州湾不同季节表层海水中尿素的分布特征和可能来源,并初步探讨了胶州湾尿素和溶解有机氮(DON)的生物可利用性.结果表明,胶州湾尿素含量(以N计)分布在0.16—26.22μmol·L-1范围内,平均为5.39±5.21μmol·L-1,尿素在DON中的占比在0.02—0.89范围内,平均为0.21±0.21.胶州湾不同季节尿素空间分布呈现明显的斑块状,高值区主要位于胶州湾北部和东北部.胶州湾尿素含量呈现明显的季节差异,枯水期尿素含量及其在DON中的占比均明显高于平水期和丰水期.胶州湾丰水期和平水期尿素含量和分布主要决定于陆源输入,且与氨氮具有相似的来源和转化过程.胶州湾不同季节尿素浓度及其在DON占比都较高,表明胶州湾DON具有较高的生物可利用性,对该海域浮游植物生长影响不容忽视.     

基于核磁共振技术的滆湖沉积物有机磷垂直分布特征

选取滆湖湖区3处生态类型不同的代表性沉积物柱状样,采用液相31P核磁共振技术(31P NMR)研究不同形态有机磷的垂直分布,并研究有机质的垂直分布。结果表明,滆湖沉积物有机质含量明显呈由表层至底层逐渐降低的趋势,不同生态类型湖区有机质含量从大到小依次为渔业养殖区、入湖河口区和草型湖区。沉积物可提取有机磷形态含量大小依次为残渣态磷、钙结合态有机磷(HCl-Po)、铁铝结合态有机磷(Na OH-Po)和弱吸附态有机磷(Na HCO3-Po),Na HCO3-Po和Na OH-Po表现出表层富集现象,有机质与有机磷存在显著相关性(P0. 05),表明绝大部分有机磷来源于有机质组分。31P-NMR分析表明,沉积物中以正磷酸盐为主,磷酸单酯在有机磷中占比最大,磷酸二酯含量随不同生态类型湖区变化显著。     

柘林湾养殖区表层沉积物多环芳烃的分布、来源及风险评价

对柘林湾养殖区表层沉积物样品中多环芳烃(PAHs)进行了定量分析,采用风险商(RQ)和沉积物质量标准(SQG)评价了沉积物中PAHs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PAHs的来源以及沉积物中PAHs与沉积物相关参数的相关性,为有机污染物污染控制和环境管理等提供科学依据。结果表明,柘林湾表层沉积物各位点∑PAHs的质量分数为71.03~148.64 ng·g~(-1),平均值为107.87 ng·g~(-1),各种PAHs的质量分数为0.50~18.49 ng·g~(-1)。PAHs的RQERM值和各位点的m ERM-Q值均小于0.1,RQERL值绝大部分都小于0.1,表明该养殖区各PAHs在各位点处的生态风险不明显。柘林湾养殖区表层沉积物中PAHs的来源主要是木柴、煤等燃烧来源与石油燃烧来源的混合,这可能是人类活动与海航交通运输过程石油排放导致的结果。TOC、间隙水TOC、Ca的含量以及颗粒物粒径大小对PAHs积累和富集皆有中等以上程度的相关,且相近分子量PAHs之间存在显著相关。     

福建闽南沿海养殖僧帽牡蛎中汞和砷的时空分布特征及风险评价

通过2009—2014年对福建闽南沿海的湄洲湾、大港湾、泉州湾、围头湾、厦门湾、佛昙湾、旧镇湾、东山湾、和诏安湾养殖的僧帽牡蛎中总汞和总砷含量的调查监测,对养殖僧帽牡蛎体中总汞和总砷含量的分布和食用风险进行探讨.结果表明,近6年9个湾海区养殖僧帽牡蛎体中总汞平均质量浓度(0.007—0.018 mg·kg~(-1)):湄洲湾泉州湾厦门湾诏安湾围头湾=旧镇湾=大港湾=东山湾佛昙湾;总砷平均质量浓度(1.40—2.02 mg·kg~(-1)):泉州湾厦门湾大港湾湄洲湾诏安湾东山湾围头湾旧镇湾佛昙湾.湄洲湾、泉州湾、厦门湾大部分海水养殖僧帽牡蛎体中总汞和总砷含量明显高于其他海区养殖僧帽牡蛎.福建闽南沿海养殖僧帽牡蛎体未受到汞的污染,98.1%的样品受砷的污染.根据FAO/WHO/JECFA(联合国粮农组织和世界卫生组织下的食品添加剂联合专家委员会)提出的PTWI(暂定每周耐受摄入量)汞为5μg·kg~(-1)bw、无机砷为15μg·kg~(-1)bw.食用闽南沿海僧帽牡蛎中汞的EWI(每周评估摄入量)值均远小于PTWI,仅占PTWI的1.1%—1.4%;无机砷的EWI值均小于PTMI,占PTWI的7.0%—11.3%,总体处于安全水平.     

小麦根际土壤汞的分布和形态变化

采用根际箱试验和连续化学萃取法,结合氢化物原子吸收光谱法,研究了非根际和根际土壤汞形态分布特征及小麦(Triticum aestivum)生长期土壤汞形态变化.结果表明.非根际汞形态分布顺序为:残渣态>强有机质结合态>碳酸盐铁锰氧化物结合态>腐殖酸络合态>水溶态>交换态,根际汞形态分布为:残渣态>碳酸盐铁锰氧化态>强有机质结合态>交换态>腐殖酸络合态>水溶态.当外源汞进入土壤后,在小麦生长60 d内,植物吸收使残渣态汞和水溶态汞含量明显降低,交换态汞和碳酸盐铁锰氧化态汞含量增加.土壤汞污染程度越大,在小麦中积累的汞就越多.其生物毒性增强,环境危害加大.     

渤海湾表层海水中汞的分布

1981年6月,我们按照黄渤海污染防治的统一要求,采集了17个站位的渤海湾表层海水水样,用冷原子吸收法直接测定了水样中的无机汞,用紫外光消化—冷原子吸收法测定了海水的总汞,取得了这些站位的总汞、无机汞和有机汞含量的数据,对汞在渤海湾表层海水中的分布与形态作了初步探讨。