大沽排污河沉积物重金属和砷污染及生态风险性研究

利用HaKanson生态风险指数法,研究了大沽排污河底泥中污染物重金属和砷对水域的污染程度,及其对水域总体造成的潜在风险影响。同时利用多环境要素评价方法,对大沽排污河水质、污灌区土壤作物及生态效应进行了多元综合评价,2种方法结论相吻合。大沽排污河生态风险处于重度污染水平。重金属和砷污染物对生态风险影响排序为 :Hg>Cd >Cu >As>Pb >Cr>Zn。     

天津北塘排污河沉积物的重金属污染及评价

北塘排污河是天津市海河以北市政污水的主要受纳水体,其污染十分严重。该研究于2009年沿河采集其沉积物,调查重金属Zn、Cu、Cr、Pb、Cd和Hg的污染状况。结果表明,沉积物中这6种重金属沿河呈波浪变化,其中Cu和Zn在西碱河入河口处最高,Pb、Cd和Hg在靖江桥处最高,而Cr在京津高速路桥处最高,其平均含量的大小变化顺序为Zn﹥Cu﹥Cr﹥Pb﹥Cd﹥Hg。采用地质累积指数法和潜在生态风险指数法对其评价表明,这6种重金属的整体污染和潜在生态风险均比较严重,京津高速路桥处污染最为严重;靖江桥处风险等级最高,潜在生态风险最大;就整条河而言,重金属污染程度大小顺序为Cd﹥Hg﹥Cu﹥Zn﹥Pb﹥Cr,而潜在生态风险大小顺序为Cd﹥Hg﹥Cu﹥Pb﹥Zn﹥Cr。     

天津市北京排污河灌区居民头发中重金属特征

以天津市北京排污河污灌区8个乡镇199个居民头发样品和对照区蓟州区6个乡镇93个居民头发样品中重金属的含量为基础,对比分析了北京排污河污灌区当地居民头发中重金属含量特征。研究结果表明,污灌区居民头发中的Cd、Cu、Zn、Pb、Cr、As的平均含量分别为0.21、16.82、197.29、13.69、2.65和0.62 mg/kg,污灌区居民男性头发中重金属含量高于女性,不同性别居民头发中除Pb的含量差异具有显著的统计学意义(P<0.01)外,其他重金属的差异性不显著(P>0.05)。污灌区居民头发中Cd、Cu、Zn和Cr的含量随着年龄的增长而增加,但在发铅含量随年龄的增加而降低。对照区(蓟州区)不同性别和年龄居民中人发的重金属含量显示与污灌区相同的趋势。与对照区(蓟州区)相比,污灌区居民头发中的重金属含量明显偏高,其中Cd高110%、Cu高20%、Zn高55.9%、Pb高36.6%、Cr高64.6%。对照区和污灌区人发中重金属之间的相关性有明显差异,污灌区人发中Cd与Pb、Cr具有显著的正相关关系,而对照区人发中Cd与Pb、Cr之间呈明显的负相关关系,表明污灌区人发中重金属与对照区有不同的来源,污灌区土壤、农作物中重金属的累积可以通过当地居民人发中重金属含量显示出来。     

天津滨海新区黑潴河沉积物中重金属污染特征及地区性重金属污染指标选择

测定了天津滨海新区境内黑潴河沉积物中8种重金属(Cu,Cd,As,Pb,Cr,Zn,Ni和Hg)的质量分数,用富集因子法和潜在生态危害法进行了风险评价表明,黑潴河表层沉积物中w(Hg)和w(Cd)偏高,存在较高的生态风险,其余重金属的生态风险较低. 采用相关性分析和主成分分析法对重金属的来源进行分析表明,Zn,Cr和Ni主要受控于自然因素,来源于自然环境中的母岩侵蚀;As和Cu主要受控于人为的农业生产活动;Cd和Hg来源于污水灌溉、周围地区化石燃料的燃烧以及生活废物的排放等;Pb的来源同时受控于自然因素和人为活动因素,但以人为因素为主. 此外,对文献报道的天津地区各类水体沉积物和土壤中的重金属的污染程度进行比较分析,并与区域内植物和鱼类体内重金属富集程度相联系, 结果表明,Cd和Hg的富集倍数显著偏高,是天津地区重金属污染的指示指标.      

西辽河不同粒级沉积物对重金属铅的富集特征

重金属铅等污染物以泥沙颗粒为载体迁移转化,颗粒态铅为河流输送铅的主要形态。为估算随泥沙颗粒迁移的重金属铅的质量分数,采用平衡吸附法研究了西辽河不同粒级沉积物对重金属铅的富集特征。结果表明,不同粒级沉积物对重金属铅的富集系数为:黏粒(2.03)>粉粒(1.85)>细砂(0.83)>粗砂(0.51)。细粒级沉积物对重金属铅的富集作用比较强,黏粒和粉粒的铅富集系数分别是粗砂的3.98和3.63倍,富集水平均为低度富集。其原因有二,细粒级沉积物中腐殖质含量明显高于粗粒级;细粒级沉积物中稳结态腐殖质所占比例较高,在稳结态腐殖质胶结形成的疏松多孔团聚体结构中存在的孔隙填充方式Pb吸附,在对Pb富集中发挥重要作用。不同粒级沉积物对铅的富集系数与腐殖质总量呈显著正相关(p<0.01),相关系数(r)为0.964;西辽河沉积物在汛期黏粒级和粉粒级冲泻质泥沙所携载的吸附态铅质量分数可分别按106.02 mg/kg和98.71mg/kg估算。黏粒和粉粒级沉积物所携载的吸附态铅是铅地球化学循环的重要组成部分。     

黄河兰州段城市河道表层沉积物重金属空间分布特征及来源解析

为研究黄河流域城市河道表层沉积物重金属污染特征和来源,以黄河兰州段为研究区,采集46个表层沉积物样品并测定了重金属Cr、Ni、Cu、Zn、As、Cd、Hg和Pb的含量.分别采用单因子污染指数(P_i)、地累积指数(I_geo)和沉积物污染指数(SPI)对这8种重金属污染特征和生态风险进行了评估,并利用相关性分析方法(CA)、正定矩阵因子分解法(PMF)和主成分分析/绝对主成分分数法(PCA/APCS)相结合的手段解析了表层沉积物中重金属的来源.结果表明,表层沉积物重金属平均含量除As之外,其余7种重金属的平均含量均高于兰州市和甘肃省土壤元素背景值;空间上,各重金属元素含量高值集中于河道拐弯处;单因子污染指数和地累积指数结果均表明,表层沉积物以Cr污染为主,Cd和Ni污染次之;沉积物污染指数结果表明,重金属生态风险等级为自然-低风险级别.研究区表层沉积物中Cr、Ni、Zn、As、Cd和Pb等重金属的主要来源为工农业混合源、自然源以及工业和交通活动复合源,贡献率分别为77.6%、11.4%和11%.     

大沽河口潮间带沉积物重金属污染特征

为了解胶州湾大沽河口潮间带沉积物重金属污染现状,2015年采集60个大沽河口潮间带表层沉积物样和2个柱状样,测试了样品的粒径及主要重金属元素含量。结果显示,大沽河口地区以黏土质粉砂为主,局部含有砂质粉砂和粉砂质砂;潮汐对粒径较大的砂、粉砂的分选性较好,对黏土的分选性较差;沉积物重金属污染程度较低,Zn、Pb、Cu、Cr、Cd、As和Hg等7种重金属元素的平均含量为30.29×10-6、29.35×10-6、80.55×10-6、69.92×10-6、0.08×10-6、0.05×10-6和8.63×10-6;表层沉积物中各金属元素与平均粒径之间有较强的负相关性;利用Hakanson潜在生态危害指数法对各金属元素的潜在生态危害程度进行了评价,结果显示大沽河口潮间带重金属污染程度整体较低,Hg为主要超标元素,近年来,该地区环境有所改善。     

南极普里兹湾沉积物重金属分布特征

普里兹湾是南极科学考察和海洋环境研究的重点区域之一。本文对中国第29次南极科学考察在普里兹湾及其周边海域获取的3 个短柱样品进行了粒度、210Pb、常量和微量地球化学元素等测试分析,探讨了沉积物中重金属元素的分布特征及其控制因素。结果表明:普里兹湾及周边海域沉积物沉积速率为0.05～0.18 cm/a,沉积物中重金属元素含量等垂向变化不明显,研究海域近百年来沉积物中主要重金属元素的来源无大变化。沉积物中重金属元素与多种物源指标的相关性显示其主要来源于南极大陆陆源物质的输入。样品粒度分布显示了其具有典型的冰筏沉积的特征。研究结果是普里兹湾环境基线的重要组成,为我国南极海洋科考提供了不可或缺的基础数据。     

杭州湾表层沉积物中重金属空间分布特征与污染状况评价

本文对杭州湾海域2018年8－9月25个沉积物样品中的7种重金属含量进行了研究,结果表明,该海域表层沉积物中Cu、Pb、Zn、Cd、Cr、Hg和As含量平均值分别为22.50×10?6、21.93×10?6、63.39×10?6、0.10×10?6、48.32×10?6、0.05×10?6、5.45×10?6,所有评价因子的含量平均值均低于全国海岸带重金属的背景值。单因子污染指数法的评价结果显示,Cu、Pb、Zn、Cd、Cr、Hg和As的平均含量均符合第一类海洋沉积物质量标准,7种重金属的污染程度依次为:Cu>Cr>Zn>Pb>As>Hg>Cd。重金属富集程度分析结果显示,Cd、Hg和As的富集程度较低,Pb和Zn的富集程度相对较高。潜在生态风险指数法评价结果显示,杭州湾海域潜在生态风险等级为“较低”,海洋生态环境状况较好。表层沉积物中重金属和TOC相关性分析结果显示,该海域表层沉积物TOC含量与重金属Cu、Pb、Zn、Cd和Cr含量具有一定的正相关性。主成分分析法结果表明,前两个主成分的贡献率分别为64.42%和16.59 %;结合相关性分析表明,Cu、Pb、Zn、Cd和Cr主要的来源为工业生产与生活污水。     

开封市主要河道沉积物重金属时空分布特征及生态风险评价

城市河流沉积物重金属污染是影响河流生态系统健康的重要威胁.为探究开封市河流沉积物重金属时空分布特征,分别于2015年和2021年对河流表层沉积物进行采样,对比不同时期沉积物中Cd、 Cr、 Cu、 Ni、 Pb和Zn的含量,使用地累积指数、生物毒性风险评价和潜在生态风险指数法对两个时期重金属污染进行了评价.结果表明,2021年开封市河流沉积物重金属含量相较于2015年出现较大幅度的下降,Cd、 Cr、 Cu、 Ni、 Pb和Zn分别下降94.42%、 18.4%、 85.7%、 45.19%、 75.61%和92.28%,化肥河和惠济河两个时期重金属含量均高于其他河流.相关分析和主成分分析表明开封市河流沉积物重金属污染源具有高度的相似性,产业布局、道路交通和土地利用等人类活动是其主要污染源.不同时期主要污染物存在一定差异性,2015年Cd、 Cr、 Pb和Zn是主要污染物,2021年Cd、 Cu、 Pb和Zn是主要污染物.地累积指数、生物毒性风险评价和潜在生态风险指数评价结果表明,开封市河流沉积物重金属污染时空差异大,惠济河和化肥河污染状况依然严重,仍属于中、高污染等级,特别是Cd污染...     

大沽排污河污灌区土壤重金属富集特征和来源分析

测定了天津大沽排污河污灌区耕作层(0～25cm)和底层(25～50cm)土壤中重金属、As、Fe及TN、TP和有机质等的含量,采用污染指数、相对富集系数和聚类分析等方法研究了重金属的富集特征和可能来源.结果表明, Hg、Cd、Pb和zn达到土壤环境质量二级标准, As、Ni和Cr达到一级标准.耕作层Hg的含量为0.323mg/kg,污染指数(CF)和相对富集系数(REF)分别为10.8和7.2,属于严重污染和重度富集, Cd的含量为0.341mg/kg, CF和REF分别为3.8和4.5,属于重度污染和中度富集, Pb、Zn和As的含量分别为44.7,108.29和11.2mg/kg, CF和REF均小于3,呈现中度污染和低度富集, Ni和Cr的含量分别为29.86和66.6mg/kg,基本没有富集. Hg、Pb和Zn在耕作层土壤中富集较严重, As在底层土壤富集较严重, Cd、Ni和Cr在两层的含量接近.与1985年的调查结果相比, Cd和As的含量有所增加, Hg、Pb和Zn的含量有所下降, Cr和Ni的含量略低于土壤环境背景值.通过聚类分析并结合大沽排污河污染源调查,表明Hg除受污水灌溉的影响外,燃煤释放的Hg可能是重要来源之一,也是As含量增加的主要原因, Cd、Pb和Zn可能来自污水灌溉和大气沉降,以污水灌溉的贡献为主, Ni和Cr以自然来源为主.     

城市污水回用于山地绿化灌溉土壤重金属的空间变异性

新疆乌鲁木齐市雅玛里克山国家级绿化示范基地的灌溉用水为雅玛里克山污水厂一级出水(乌鲁木齐生活污水出水). 在面积为59 hm2的污灌区布设了61个采样点,测定了表土(0～20 cm)中Cu,Zn,Ni,Cr,Pb,Cd的含量和pH,有机质(OM)含量,阳离子交换量(CEC)等土壤理化参数,并在此基础上进行了尼梅罗综合污染指数评价和基于地理信息系统(GIS)及地统计学的研究. 结果表明,6种重金属的平均含量均低于国家二级标准(GB15168-1995)限值;采样区的土壤重金属总体上属于轻度污染. Zn,Cr,Pb和Cd含量变异函数曲线的理论模型符合指数模型;Ni和OM含量及CEC的理论模型表现为高斯模型;Cu含量和pH的理论模型为球状模型. Pb,Ni,Cr,OM含量和pH,CEC表现为中等强度的空间自相关,Cu,Zn和Cd含量均表现出强烈的空间自相关. 重金属a值最大的是Pb (450 m),而其他重金属的a值多集中在100～200　m,采用普通克立格最优内插法对未测点重金属,pH,OM含量和CEC进行最优估计,绘制了空间分布图,更直观地反映出了重金属元素及土壤理化参数的空间变异特征.      

重庆主城区降水中重金属的分布特征及其沉降量

于2011年12月~2012年11月,在重庆主城区设置了3个采样点,利用湿沉降自动采样器收集降水样品,用ICP-MS对样品中13种重金属进行分析,并通过引入富集因子,研究了重庆主城区降水中重金属含量分布特征、污染水平及沉降量.结果表明,重庆主城区降水中大部分重金属元素的含量水平和年沉降量高于国内其他城市和国外一些地区,其中,Cd、Pb、As含量和沉降量分别为0.55μg·L-1和0.44 mg·(m2·a)-1、37.94μg·L-1和30.25 mg·(m2·a)-1、5.65μg·L-1和4.50mg·(m2·a)-1,相对较高.另外,重庆主城区降水中重金属含量和沉降量空间差异不大,但都有明显的季节差异,含量在秋季和冬季出现较大值,而沉降量在春季和夏季出现较大值.富集因子计算结果显示,多种重金属元素的富集因子相对较高,其中Cd和Se的富集因子分别为1 740和4 133,污染较为严重.     

我国城市污水处理厂污泥中重金属分布特征及变化规律

对由中国知网数据库和维普中文科技期刊全文数据库报道的近30年来我国城市污水处理厂污泥中重金属分布特征和年代变化规律进行了分析. 结果表明:近30年来城市污水处理厂污泥中w(Cd)、w(Pb)、w(Cr)、w(As)、w(Hg)、w(Cu)、w(Ni)、w(Zn)平均值或中位值均符合GB 18918─2002《城镇污水处理厂污染物排放标准》中污泥农用时污染物控制标准限值,但数据离散且呈偏态分布. 依据GB 18918─2002,1980─1989年我国城市污水处理厂污泥中重金属质量分数75%分位值中有w(Cd)、w(Cu)、w(Ni)、w(Zn)超标,90%分位值中有w(Cd)、w(Pb)、w(Hg)、w(Cu)、w(Zn)、w(Ni)超标;1990─1999年城市污水处理厂污泥中重金属质量分数75%分位值中w(Ni)超标,90%分位值中除w(As)外其他重金属均超标;2000─2010年城市污水处理厂污泥中重金属质量分数75%分位值中w(Ni)超标,90%分位值中w(Cd)、w(Cr)、w(Hg)、w(Cu)、w(Zn)、w(Ni)超标. 从年代变化看,我国城市污水处理厂污泥中w(Cd)、w(Cu)随年代逐渐下降,但w(Hg)、w(As)、w(Cr)、w(Zn)、w(Ni)、w(Pb)呈波动趋势. 近10年数据表明,我国城市污水处理厂污泥中w(Ni)、w(Cd)、w(Hg)超标倍数最高,在进行污泥处置时需要优先关注.      

南京市内河道沉积物中重金属元素形态及Pb稳定同位素组成

采集南京市居住和商业区内的河道沉积物,研究重金属元素的形态分布及Pb稳定同位素组成,探讨城市河道沉积物中重金属的迁移潜力和推断污染特征. 沉积物中重金属改良的BCR三步顺序提取研究表明,沉积物中Cd和Zn主要分布于酸溶态;Pb和Cu主要分布于可氧化态;Ni和Cr主要分布于残渣态. Cd和Zn的环境效应最值得关注,而Ni和Cr环境影响最小. 沉积物中m(208Pb)/m(206Pb)和m(206Pb)/m(207Pb)分别为2.102 4～2.123 9和1.159 3～1.184 5. 居住和商业区内的河道沉积物Pb稳定同位素组成相近,具有相似污染源. 居住和商业区内沉积物的Pb稳定同位素比率与文献中南京大气、城市土壤Pb稳定比率相似,因而河道沉积物重金属富集与城市重金属污染密切相关.      

花卉植物修复剩余污泥中重金属的实验研究

文章采用徐州四种本土花卉植物,通过盆栽试验研究花卉植物对徐州姚庄污水处理厂剩余污泥中重金属的修复效果。主要研究结论如下:(1)吊兰在整个实验期内生长旺盛,污泥中重金属对其无毒害作用,相反金盏菊、矮牵牛、三色堇都受到不同程度的重金属毒害作用;(2)从积累特征分析,四种花卉植物对各种重金属均表现出一定的富集效果和转运效果,但是没有达到超积累植物的标准;(3)四种花卉植物茎叶部中,吊兰对Cu、Zn、Pb的积累量最大,最大值分别为2.58mg/plant、5.76mg/plant、0.29mg/plant,金盏菊对Cd的积累量最大,最大值为0.200mg/plant;四种花卉植物根部中,吊兰对Cu、Zn、Pb、Cd的积累量最大,最大值分别为3.12mg/plant、8.77mg/plant、0.29mg/plant、0.24mg/plant;(4)从四种花卉植物对重金属的耐性、积累特征和积累总量来看,吊兰的富集效果优于其它三种花卉植物。     

天冬氨酸和柠檬酸对污泥中重金属萃取的比较研究

以天冬氨酸作为萃取剂,研究了其对上海桃浦污水处理厂污泥中重金属的萃取性能,重点考察了萃取体系pH值对重金属萃取的影响,并在相同条件下与柠檬酸的萃取过程进行比较.结果表明,随着萃取体系pH值的升高,重金属的萃取率逐渐降低.在较低pH值时,天冬氨酸对污泥中Zn、Ni及Cu的最高萃取率均大于85%;在整个实验pH值范围内,天冬氨酸对Ni及Cu的萃取率分别达到50%和40%以上.与柠檬酸对污泥中上述3种重金属的萃取结果相比较,天冬氨酸对Ni、Cu的萃取能力更高,而对Zn的萃取能力在pH≥3.0时不如柠檬酸.     

南京市湖泊沉积物中重金属垂直分布及污染状况评价

为了解城市湖泊沉积物中重金属污染概况及其垂直分布规律,文章选取南京市前湖和月牙湖2个小型浅水湖泊为研究对象,应用电感耦合等离子体原子发射光谱法(ICP-AES)对沉积物中Cd、Cr、Cu、Mn、Ni、Pb和Zn 7种重金属在垂向上的分布进行测定,并采用地累积指数法对重金属的污染情况进行评价。结果表明,月牙湖沉积物中重金属污染程度较前湖严重,整体上,沉积物中7种重金属质量分数由大到小的顺序为:Mn>Zn>Ni>Pb>Cu>Cr>Cd。沉积物中重金属垂向分布规律表明,7种重金属质量分数在表层0~10 cm无明显差别,而10~20 cm波动较大。地累积指数法的评价结果显示,重金属元素中Cd累积最严重,其污染程度处于中度到偏重污染水平之间。前湖沉积物中重金属Zn、Pb和Mn也发生明显累积,而污染较为严重的月牙湖7种元素都处于不同程度的污染状态。     

电动技术去除城市污泥重金属的试验研究

采用直流电解污泥反应器,在20V稳定电压作用下进行试验,通过采用蒸馏水和添加电解质的蒸馏水为电极液的两套反应器进行对比试验,测定电动过程中污泥工作区pH值、电压降分布和重金属浓度变化情况,研究电动去除城市污泥中重金属过程中不同污泥工作区的污泥性质的变化及重金属去除效果,并确定了能有效去除污泥中高浓度重金属的有效电动工作区。     

北塘排污河天津中心城区段恶臭污染调查与分析研究

为研究天津市中心城区北塘排污河恶臭污染特征,沿北塘排污河布设5个采样点位,分别在夏、秋、冬三季进行了系统采样.北塘排污河夏、秋、冬三季总检出浓度为23.842 5 mg/m^3,夏季（9.273 1mg/m^3）＞冬季（8.388 4 mg/m^3）＞秋季（6.181 0 mg/m^3）,靖江桥和兵营桥两个点位受赵沽里泵站出水水质的影响较大,对周围的恶臭污染程度更为严重.北塘排污河污染物质总检出浓度组成特征：无机气体＞含氧烃＞烷烃＞芳香烃＞卤代烃＞烯烃＞硫化物,共检出物质67种,检出率大于70％的污染物共30种,广泛存在的物质为11种,主要恶臭污染物为少量的含氧烃、无机气体和硫化物,乙醛、丙酮、硫化氢和甲硫醇为北塘排污河主要恶臭污染物.