Sediment quality criteria for heavy metal pollution in the Le An River with triad approach

ＳｅｄｉｍｅｎｔｑｕａｌｉｔｙｃｒｉｔｅｒｉａｆｏｒｈｅａｖｙｍｅｔａｌｐｏｌｕｔｉｏｎｉｎｔｈｅＬｅＡｎＲｉｖｅｒｗｉｔｈｔｒｉａｄａｐｐｒｏａｃｈＬｉｕＷｅｎｘｉｎ，ＴａｎｇＨｏｎｇｘｉａｏＳＫＬＥＡＣ，ＲｅｓｅａｒｃｈＣｅｎｔｅｒｆｏｒＥｃ...     

兴仁高砷煤矿区溪流水系环境中砷自然净化的初步研究

为了解矿山环境中砷的自然净化能力及其净化机制,对兴仁典型高砷煤矿区溪流水系环境进行采样分析。结果表明,研究区水体和沉积物中砷含量从上游到下游均呈不断降低的变化趋势,水体显示较强的自净能力。上游水体中砷含量的降低主要是吸附沉淀作用,而溪流的简单稀释作用在下游也显得非常重要。     

延河沉积物的石油污染调查与分析

对延河干流和两条支流受石油污染河段的沉积物的取样分析结果表明 ,研究河段内的沉积物都不同程度的受到了石油污染。干流河段沉积物的石油污染负荷一般为 40～ 80mg/kg ,上游河段和污染支流汇入段负荷较高 ,平均为390mg/kg,最高可达 784mg/kg ;支流上的坪桥川和杏子河河段沉积物污染负荷为 6 0～ 2 5 0mg/kg。干流中下游及杏子河支流河段的污染沉积物主要来源于雨期流域表层污染土壤径流入河后的沿程沉积 ,而非雨期岸边油井的直接排污则是造成干流上游和坪桥川支流沉积物石油污染的主要原因     

地表水中含氮化合物变化及迁移规律初探

文章研究了上海某污染河道污染断面及其下游断面河水中几种含氮化合物及其底泥中总氮的含量变化,初步探索含氮化合物的转换规律及迁移。研究发现在污染断面,河水难以得到自净的机会,底泥中的总氮持续累积;在研究河流的下游断面,地表水中的含氮化合物含量变化与上游污染断面不完全一致,说明上游水体中的含氮化合物在向下游迁移,但迁移的同时,河道水质也受到其它含氮污染源的影响,并且由于水质的好转,溶解氧含量升高,同时发生了氨的硝化;而随着上覆水体的水质好转,底泥中的总氮含量也略有下降。     

云南金顶铅锌矿区水系沉积物中镉的地球化学分布及其环境质量

云南金顶超大型矿区长期矿业活动对矿区水系沉积物造成了严重的镉污染.北大沟河流沉积物中Cd含量低于南大沟;沘江不同河段沉积物中Cd含量差异较大,矿区上游沘江段沉积物中镉含量较低(平均值低于10 mg·kg-1),池江下游污染段沉积物中Cd含量显著增加(平均值为266 mg·kg-1).沉积物中Cd污染系数最大(R为21.9-45.2),高于zn(R为4.9～9.7)和Pb(R为2.7～4.6).地累积指数法分析结果显示,矿区水系沉积物污染元素按污染强度分为:Cd>Zn>Pb.南大沟和沘江矿区下游段部分沉积物达到严重污染,北大沟大部分河段沉积物为重污染,少数河段沉积物为偏重污染或中度污染,沘江金顶段上游河段沉积物为轻度污染或无污染.从南大沟汇入沘江口段到下游温庄村段沉积物中重金属污染有增强的趋势.     

Risk assessment of heavy metals in soils and vegetables around non-ferrous metals mining and smelting sites, Baiyin, China

A field survey was conducted to investigate the metal and arsenic contamination in soils and vegetables on four villages （Shuichuan （SCH）, Beiwan （BWA）, Dongwan （DWA） and Wufe （WFE）） located along, Baiyin, China, and to evaluate the possible health risks to local population through foodchain. Results show that the most significantly contaminated soils occurred upstream at SCH where Cd, Cu and As concentrations exceeded maximum allowable concentrations for Chinese agricultural soil. Further downstream the degree of contamination semi-systematically decreased in concentrations of metal. Generally, the leafy vegetables were more heavily contaminated than non-leafy vegetables. Chinese cabbage is the most severely contaminated, the concentrations of Cd exceeded the maximum permit levels （0.05 mg/kg） by 4.5 times. Bio-accumulate factor also shows that an entry of Cd to food chain plants is the greatest potential. Furthermore, the estimated daily intake amounts of the considered toxic elements （Cd, Pb and Cu） from the vegetables grown at SCH and BWA and DWA have exceeded the recommended dietary allowance levels. Thus, the vegetables grown in three villages above, which affected by Baiyin mining and smelting have a health hazard for human consumption.     

松花江表层沉积物中16种多环芳烃空间分布特征及生态风险评价

为揭示松花江干支流表层沉积物中16种PAHs（多环芳烃）的空间分布特征及其生态风险状况,采用气相色谱-质谱联用仪分析了2017年9月松花江干支流26个表层沉积物16种PAHs质量分数特征,并采用比值法对其污染来源进行解析,运用沉积物质量基准法和质量标准法评价其生态风险状况.结果表明:①松花江干支流表层沉积物中w（∑₁₆PAHs）为169.76~3 769.19 ng/g,以3~6环高环为主,并且支流w（∑₁₆PAHs）（范围为169.76~3 769.19 ng/g,平均值为1 598.41 ng/g）高于干流（范围为459.92~2 092.58 ng/g,平均值为1 173.67 ng/g）,呈从上游到下游逐渐降低的趋势.②松花江干支流表层沉积物中w（∑₁₆PAHs）主要来源于生物质燃烧和石油燃烧.③松花江干支流表层沉积物中w（∑₁₆PAHs）总体处于低生态风险水平,个别支流点位（3个）会发产生经常性生态风险.研究显示,松花江流域干支流表层沉积物中w（∑₁₆PAHs）呈从上游到下游逐渐降低的趋势,并且支流高于干流,但总体处于低生态风险水平.      

广西刁江沿岸土壤As,Pb和Zn污染的分布规律差异

分析了刁江流域矿区尾砂和上、中、下游地区土壤剖面重金属的含量. 结果表明:刁江流域上、中、下游地区都不同程度受到As,Pb和Zn的污染. 上游(距污染源16 km)表层土壤中w(As),w(Pb)和w(Zn)与尾砂相当,分别高达2.4×104,5.6×103 和1.2×104 mg/kg,下游拉烈和百旺(分别距污染源154和192 km)2个采样点表层土壤中w(As),w(Pb)和w(Zn)的平均值分别是《土壤环境质量标准》(GB15618—1995)三级标准的47.05,1.81和5.48倍. 表层土壤中w(As)和w(Pb)随采样点距污染源的距离增加呈幂函数下降,w(Zn)呈线性下降,表明Zn在流域内的迁移能力大于Pb和As. 土壤剖面中3种重金属的质量分数均随土层深度的增加呈降低趋势,在土壤剖面的迁移能力表现为Zn>Pb>As. 总体上看,刁江流域土壤污染与尾砂中重金属的形态及其迁移特征密切相关,尾砂的排放控制和治理应该是刁江流域污染整治的关键.      

Assessment and management of the performance risk of a pilot reclaimed water disinfection process

Chlorination disinfection has been widely used in reclaimed water treatment plants to ensure water quality. In order to assess the downstream quality risk of a running reclaimed water disinfection process, a set of dynamic equations was developed to simulate reactions in the disinfection process concerning variables of bacteria, chemical oxygen demand （COD）, ammonia and monochloramine. The model was calibrated by the observations obtained from a pilot disinfection process which was designed to simulate the actual process in a reclaimed water treatment plant. A Monte Carlo algorithm was applied to calculate the predictive effluent quality distributions that were used in the established hierarchical assessment system for the downstream quality risk, and the key factors affecting the downstream quality risk were defined using the Regional Sensitivity Analysis method. The results showed that the seasonal upstream quality variation caused considerable downstream quality risk; the effluent ammonia was significantly influenced by its upstream concentration; the upstream COD was a key factor determining the process effluent risk of bacterial, COD and residual disinfectant indexes; and lower COD and ammonia concentrations in the infiuent would mean better downstream quality.     

云南某矿区小流域土壤重金属健康风险评价

为研究云南省某矿区小流域受铜矿影响的土壤重金属污染状况以及污染土壤对当地居民构成的健康风险,采集农田土壤(39个)、底泥(6个)、水体及其中悬浮物(6个)和降尘样本(1个),测定其中Cd、Pb、Hg、As、Zn、Cu、Ni和Cr的含量以及土壤pH.分析了重金属在小流域主要介质中的空间分布,并尝试通过重金属在各类介质中的...     

九龙江河流-库区系统沉积物磷特征及其生态学意义

采用沉积物磷形态的标准测试方法 (SMT)分析了九龙江北溪河流-库区系统16个站位的沉积物磷含量和形态组成,探讨了该系统沉积物磷的空间分布、形态特征及其生态学意义.结果表明,沉积物总磷(TP)的含量为387～2 092 mg.kg-1,平均1 032 mg.kg-1.以无机磷(IP)为主要赋存形态,IP占TP的48%～98%,而IP中以铁铝结合态磷(Fe/Al-P)为主,占IP的43%～99%.TP和Fe/Al-P含量呈现上游高、下游低的空间分布规律,与表层水DTP含量和陆源污染负荷的分布一致.北溪沉积物TP含量的高低主要受Fe/Al-P控制.沉积物富磷、高Fe/Al-P比例(释放潜力大)以及"上游高下游低"的空间分布特征,加上九龙江上游水体较低的氮磷比值属于藻类生长磷弱限制,极可能是九龙江水华首先在上游暴发并向下游库区蔓延的主要原因.九龙江沉积物磷的这些特征在水华过程中具有重要的调控作用和生态学意义.     

北运河流域沙河水库沉积物重金属分布及生态风险评估

以北运河流域沙河水库为研究对象,选择19个点采集表层（0~20 cm）沉积物,并选择其中3个点采集沉积物柱芯,分析沉积物中As、Cd、Cu、Mn、Ni、Pb、Zn共7种重金属的空间分布特征,采用地累积指数法、潜在生态风险指数法和风险评价编码法对重金属污染进行评价,结合表层沉积物的重金属形态分析其潜在生态风险.结果表明,各区域重金属与北京土壤背景值相比富集倍数均值排序依次为点源污染区 > 库心区 > 库下游 > 南沙河 > 库上游 > 北沙河,分别为2.57倍、2.06倍、1.97倍、1.95倍、1.87倍、1.85倍;库心区和北沙河入库口的柱状样呈现随深度变化先增加后减少的趋势.污染评价结果显示,As为中度或偏中污染,其余重金属无污染或污染较轻,所有采样点的潜在生态风险指数均小于150,为轻度生态危害.As、Cr、Cu的形态多为残渣态,生物有效性低,Mn、Zn虽含量较低,但生物有效性高.通过相关性分析和主成分分析推测沉积物中各种重金属污染来源相似,主要由外源混合废水输入,并且沉积物中重金属与营养盐及有机质呈显著相关,表明其可能均来自点源污染排放.     

Perfluoroalkyl substances and organochlorine pesticides in sediments from Huaihe watershed in China

Twelve perfluoroalkyl substances （PFASs） and nine organochlorine pesticides （OCPs） were quantified in surface sediments from the Huaihe River, China, along which there are intensive industrial and agricultural activities. Concentrations of PFASs ranged from 0.06 to 0.46 ng/g dry weight （dw）, and concentrations of OCPs ranged from 1.48 to 32.65 ng/g dw. Compared with other areas in China, concentrations of PFASs were lesser than the national mean value, while concentrations of OCPs were moderate. Concentrations of perfluorooctanoic acid （PFOA） and perfluorooctane sulfonate （PFOS） ranged from n.d. （not detected） to 0.03 and n.d. to 0.10 ng/g dw, respectively. Among the three groups of OCPs, mean concentrations of hexachlorocyclohexane and its isomers （HCHs）, dichlorodiphenyltrichloroethane and its metabolites （DDTs） and hexachlorobenzene （HCB） were 5.62 ± 4.35, 2.43 ± 3.12 and 1.55 ± 4.17 ng/g dw, respectively. Concentrations of HCHs and DDTs decreased from upstream to downstream along the mainstream of the Huaihe River. When compared to sediment quality guidelines （SQGs）, concentrations of HCHs, DDTs and HCB would pose adverse biological effects. In general, contamination by PFASs in the upstream of the Huaihe River was more severe than that in the downstream, which was mainly caused by interception from dams, locks and industrial emissions. And OCPs from tributaries, especially the Yinghe River and Wohe River, were higher than those from Huaihe mainstream, and primarily came from historical inputs.     

淮南矿区水体沉积物中金属污染及环境现状评价

以淮南矿区为例,评价长期采矿活动(尤其是煤矸石堆积)造成的矿区水体中金属污染. 从不同开采历史的矿井区中选择4个代表性采煤沉陷水体,系统采集表层沉积物样品. 使用美国POEMS(Ⅱ)型电感耦合等离子体全谱直读光谱仪和原子荧光光谱仪对沉积物中主要有害金属元素(Cd,Cr,Cu,Pb,Zn,As,Hg)的含量进行分析,用加拿大沉积物标样(LKSD-1)控制分析质量. 采用沉积物质量标准、地积累指数法、潜在生态危害系数法对金属元素污染及潜在生态风险进行评价. 结果表明:沉积物已显现采矿活动的金属污染贡献,且具有累积性;开采历史及煤矸石风化时间越长,矿井区水体沉积物的金属污染程度越重. 各金属元素污染程度均在中等以下,生态危害程度均为轻微级(Cd＞Hg＞Cu＞As＞Pb＞Cr＞Zn). 说明在该典型低硫煤采矿区,近百年的采矿活动尚未导致矿区水体严重的金属污染.      

酸性矿山排水污染的水库水体酸化特征

矿业开发产生的酸性排水导致下游水体酸化,严重破坏水域生态平衡. 以受酸性矿山排水(Acid Mine Drainage,AMD)影响的水库水体为研究对象,通过对水库表层水、界面水和沉积物孔隙水中水质参数的变化进行分析,探讨水库水体酸化特征. 结果表明:表层水、界面水pH分别为3.22～3.38和2.70～3.02,水库上覆水体严重酸化,沿沉积物剖面向下酸化程度逐渐减弱;上游AMD在水库水体中存在自然净化过程,而表层沉积物可再次提高上覆水体酸度;沉积物孔隙水ρ(SO₄2-)极高(0.29～11.85 g/L)且在垂向剖面上变化波动较大,可能与沉积物中次生矿物的形成转化、季节及其他外界条件的变化有关.      

春季融雪补给后巩乃斯河水物理化学性质空间分布特征研究

在春季融雪补给后对巩乃斯河19个采样点8个水物理化学指标进行了监测,运用聚类分析(CA)、判别分析(DA)和主成分分析(PCA)方法分析了巩乃斯河水物理化学性质的空间分布特征.聚类分析结果表明,按各采样点之间河水物理化学性质的相似性可将巩乃斯河大致分为3个河段,分别代表河流的上游、中游和下游;判别分析的结果证实了此种分类的可靠性,并表明DO、Cl-以及BOD5是影响这种分类的显著性指标;主成分分析共提取了3个主成分,对应特征值的累积方差贡献率达到86.90%,表明影响河水物理化学性质的主要指标为EC、ORP、NO-3-N、NH+4-N、Cl-和BOD5.对各采样点的主成分得分进行排序,结果显示DO主要影响上游水质,p H主要影响中游水质,其余指标则是影响下游水质的主要因素.主成分综合得分的排序则表明上游水质最优,其次为中游,而下游最差,恰好对应聚类分析所划分的3个河段.人类活动及污染物的沿河积累可能是造成这种空间差异的主要原因.     

铜陵矿区河流沉积物重金属的迁移及环境效应

测定铜陵矿区的新桥至顺安河沉积物中5种重金属的全量和形态,并结合环境条件分析它们的迁移变化特征,以阐明不同重金属对河流沉积物环境影响的程度.结果表明,该区域沉积物重金属除Cr外,Cu、Zn、Pb、Cd的均值皆远超长江下游沉积物背景值,其中以Cu和Cd最显著.重金属横向迁移结果显示,矿山重金属会随着沉积物的距离增加而显著降低,新桥河沉积物的迁移变化显著高于顺安河沉积物.重金属Cu、Zn、Pb、Cr皆以残渣态为优势,Cd则以酸提取态为主;迁移过程中Cu、Zn、Cr残渣态逐步增加,毒性减弱;Pb、Cd的活性态比例增大,仍有较高的释放风险.重金属的纵向迁移结果表明,离矿山的位置远近对沉积柱金属的总量和形态起决定作用;新桥河沉积物金属总量高、活性组分多且垂向变化幅度相对较小,说明尾矿堆积速度较快且释放风险较高;顺安河金属总量较低但垂向变化幅度较大,且多种元素的变化趋势不同,说明矿区下游河流沉积物既受尾矿的影响,也受河流流域物质本身的影响.     

本底吸附物对长江沉积物磷吸附容量的影响

分别选取三峡大坝上游寸滩河段和下游武汉河段沉积物,用不同浓度（0~3 mol/L）的HCl对沉积物进行清洗,降低本底吸附w（P）、w（Fe）、w（Al）、w（Ca）及w（OM）（OM为有机质）,通过测定沉积物的P平衡吸附量,研究长江沉积物上本底吸附物对P吸附容量的影响.结果表明:① 经稀HCl清洗后,两种沉积物的w（Ca）、w（OM）、w（P）均显著减少,沉积物的P平衡吸附量随之减少,而w（Fe）、w（Al）则没有明显变化,同时,沉积物对P的平衡吸附量、沉积物中w（TP）均与本底w（Ca）、w（OM）呈显著正相关（P < 0.05）,因此长江沉积物对P的吸附容量的主要影响因素为本底吸附OM和Ca;② 三峡库区内沉积物中w（OM）及w（Ca）较高,二者分别为72.64、63.52 mg/g,三峡大坝下游武汉段沉积物中则相对偏低,二者分别为52.20、45.03 mg/g,说明库区沉积物的P吸附容量明显大于大坝下游沉积物,在三峡水库运行前期,沉积物的P吸附量将逐渐增加,成为三峡水库运行后期富营养化的潜在內源.      

模糊综合评价在小流域河道水质时空变化研究中的应用

针对河流水质评价的方法很多,其中由于评价指标的多样性和水质污染程度的模糊性,模糊综合评价(fuzzy comprehonsive assessment,FCA)在水质评价中占据了重要的地位.根据FCA的基本原理,为了评价一段时间内河流上下游水质变化,首先需要建立模糊评价标准并确定各指标间的权重因子,然后计算单一时间水质...     

官厅水库水质特征及水体微生物多样性的响应

针对北京市原水源地官厅水库,选择了上下游共6个采样点进行了不同季节的水质及环境因子特征分析.总体看来,4个季节水体氮磷碳营养物质浓度依次为:夏季>秋季>春季>冬季,夏秋季出现明显水华.上游妫水河水质要好于下游水库库区水质,尤其以夏秋季节最为明显.夏季上游妫水河的总碳、总氮、氨氮、总磷平均浓度为26.5, 0.95, 0.55, 0.077mg/L,而水库库区响应平均浓度分别为111.47, 4.27, 3.16, 0.25mg/L.结合PCR-DGGE对不同时期各点水体微生物进行了群落分析,发现上下游水体中细菌群落结构差异很大,水华严重区的细菌群落多样性和丰度要低于比水质较好区域.CANOCA软件分析了夏秋季水华时水体微生物群落变化与环境因子的响应关系,发现细菌群落结构与环境因子(T、pH值、DO、NFR、TP、Fe)之间存在较强的关联.水质较好的上游水体夏秋细菌群落结构主要受温度、DO影响较大;而水质较差的库区水体夏秋季细菌群落结构变化与固氮速率、pH值、总磷的相关性较好.