洞庭湖表层沉积物中营养元素、重金属的污染特征与评价分析

为了解近年来洞庭湖表层沉积物中氮、磷及重金属污染情况,对洞庭湖15个采样点表层沉积物中TN、TP和重金属(Cu、Zn、Pb、Cd、Ni、Cr、Hg、As)质量分数进行分析,并运用有机指数和综合营养法对TN、TP的污染程度进行评价,采用重金属潜在生态风险指数法、综合地积累指数法对重金属进行生态风险评价,利用主成分分析重金...     

滇池宝象河表层沉积物重金属含量空间分布特征及污染评价

为揭示滇池主要入湖河流沉积物重金属含量空间分布特征和污染状况,本研究在宝象河流域10个关键监测位点采集河流表层沉积物,运用X射线荧光光谱仪对其Zn、Cu、Cr、Pb、Ni含量进行测试,并使用地累积指数法、富集系数法、潜在生态风险评价法对该流域重金属污染状况进行评价.结果表明:(1)研究区Zn、Cu、Cr、Pb、Ni的含量分别为70—253、68—274、0—151、0—110、62—94 mg·kg-1,其含量均值分别是区域背景值的1.97、4.24、2.17、2.41、2.36倍.(2)3种评价结果表明,Zn在河流下游达到中等污染水平,富集程度也为中度;Cu在河流上游达到较强污染水平,并出现显著富集的情况;Cr、Pb、Ni在宝象河大部分河段为中等污染水平,富集程度也为中度.单一重金属污染程度依次为:CuNiPbCrZn,其中Cu在个别样点的生态危害系数超过40,属于中等生态危害,其余样点各种重金属生态危害系数都小于40,为轻微生态危害;各样点多种重金属潜在生态危害指数RI值均小于150,表现为轻微生态危害.从生态风险贡献率来看,Cu是宝象河重金属污染的主要贡献元素,应加以防范.     

闽北建溪流域表层沉积物营养元素分布特征及生态风险评价

为了解闽江上游流域沉积物环境的现状,本文研究闽北建溪流域表层沉积物中营养元素的分布特征及生态风险,描述了表层沉积物中有机碳(TOC)、总氮(TN)和总磷(TP)的含量分布,运用单因子指数法进行生态风险评价,并分析碳、氮、磷的比例,阐述其相关关系及其环境意义.结果表明,沉积物中TOC、TN和TP的含量均值分别为3.05%、1858.05 mg·kg~(-1)和624.68 mg·kg~(-1),对多数底栖生物处于安全范围; TOC的单因子污染指数范围为2.0—5.8,TN污染指数范围为2.3—4.4,TP指数范围则为0.4—1.7,具有潜在的生态风险;沉积物营养元素比值中TOC/TN均值为16.9,TOC/TP均值为53.7,TN/TP均值为3.2,表明建溪流域沉积物营养元素受内、外源共同输入影响,且以外源作用为主导,其中林地营养物质输出是沉积物营养累积的主要原因之一.总体而言,建溪流域沉积物TN的生态风险较高且主要受流域面源排放影响,TOC与TP的生态风险较低.因此,应着重加强流域氮素面源污染调查并对重点污染源加以严控,减轻流域总氮的生态风险.     

湘江衡阳段沉积物中铊等重金属的污染特征及其生态风险评估

湘江是我国重金属污染最重的河流之一。为了更全面了解湘江衡阳段表层沉积物重金属污染现状及其潜在生态风险,在前期相关研究基础上,分析了重金属Tl及其他4种重金属(Mn、Co、Ni和V)的含量水平和分布特征,并采用地累积指数法和潜在生态风险指数法对沉积物中重金属污染现状和潜在生态风险进行了评价。结果表明,湘江衡阳段表层沉积物中Tl和Mn有一定程度的累积和污染,其含量分别为0.12～2.09mg·kg-1和234～4580mg·kg-1。由于Tl具有较强的毒性响应,其潜在生态风险不容忽视。综合前期相关研究结果,研究区域中10种重金属总潜在生态风险指数(RI)为27.8～6266,约70%采样点具有重度生态风险,其主要风险来源于Cd和Tl。     

普者黑岩溶湿地沉积物氮、磷、有机质分布及污染风险评价

为探究典型岩溶湿地沉积物营养物质的污染状况及其富营养化风险,以典型岩溶流域普者黑为研究区,通过对流域内湖泊湿地、沼泽湿地、库塘湿地和河流湿地的表层沉积物进行采样,采用国家标准方法对沉积物中总氮(TN)、总磷(TP)及有机质(OM)的含量进行测定,并运用综合污染指数法和有机污染指数法对普者黑岩溶流域不同类型湿地沉积物的污染程度进行评价,以期为岩溶湿地水-沉积物污染的控制与治理提供参考和依据。普者黑表层沉积物TN的质量分数范围为893.57-4 841.85 mg·kg~(-1),平均值为1 949.09 mg·kg~(-1),TP的质量分数范围为235.81-1 439.58 mg·kg~(-1),平均值646.06 mg·kg~(-1),OM的质量分数范围为1.10%-6.27%,平均值为2.58%,空间分布上均表现为流域中游流域下游流域上游。Pearson相关性分析表明,库塘湿地的TN、TP和OM相关性最显著(P0.01),河流湿地的TN、TP和OM相关性次显著(P0.01),湖泊湿地的TN和OM相关性显著(P0.05),沼泽湿地的TN、TP和OM无显著相关性(P0.05)。流域综合污染指数整体上呈中度-重度污染,沼泽湿地污染比河流湿地、湖泊湿地及库塘湿地严重,而有机污染指数整体上呈中度污染。普者黑岩溶流域不同类型湿地表层沉积物TN、TP和OM的含量均处于中等偏高水平,污染水平呈中度-重度污染,其内源负荷不容忽视。     

基于多元统计技术的赣江沉积物重金属污染评价

赣江是鄱阳湖重要入湖河流,为了解赣江流域沉积物重金属空间分布及污染状况,本文布设了29个采样点,对赣江沉积物重金属(Cu、As、Cd、Pb、Hg、W、Cr、Mn、Zn)含量和序列组分进行了测定及分析,并运用污染负荷指数(PLI)、地累积指数(Igeo)和潜在生态风险(RI)指数评价沉积物重金属污染程度.结果 表明,Mn、Cu、Zn、As、Cd、W、Hg和Pb的平均浓度分别超出本底3.8、4.1、5.2、3.0、22.7、5.0、11.8、1.6倍.其中,章江(Z)分布较高的Cu、As、Cd、Pb、Hg、W;桃江(T)分布较高的Cr和Mn;赣江(G)分布较高的Zn.所有采样点的PLI值均大于1,表明所有采样点均受到重金属污染;Igeo评价结果表明,赣江沉积物重金属Igeo依次为Cd(3.4)＞Hg(1.7)＞Zn(1.6)＞Cu(1.2)＞Mn(1.0)＞As(0.4)＞W(0.3)＞Pb(-0.1)＞Cr(-3.7);其中Cd的污染程度最高,Zn、Hg、 Cu,As、W、Pb为轻度污染,沉积物中Cr的Igeo＜0,表明赣江未受到Cr的污染.RI均值均大于150,表明赣江水系沉积物重金属均存在潜在风险,且赣江沉积物重金属污染对鄱阳湖构成严重威胁.     

南运河重金属污染状况及生态风险评价

采集南运河的水样和沉积物样品,对其重金属污染状况和生态风险进行了分析评价。利用电感耦合等离子体质谱仪(ICP-MS)对水、沉积物中铅(Pb)、铬(Cr)、砷(As)、铜(Cu)和镉(Cd)浓度进行分析。结果显示南运河水样中这5种重金属浓度均低于地表水环境质量标准I类水质标准,虽然运河上游沉积物中As和Cd浓度较高,但沉积物中重金属浓度总体上均处于较低水平。地累积指数法计算显示:As和Cd在部分河段达到重度和中度污染水平,Cu、Cr、Pb均处于无污染水平。各种重金属的潜在生态风险指数(Eir)从大到小的顺序为:CdAsCuPbCr,与地累积指数法结果相似。南运河总的潜在生态风险指数(RI)均值为128.85,潜在生态风险程度为"中",沉积物中Cd和As是南运河需要优先控制的重金属污染物。     

黄河口潮间带表层沉积物重金属和营养元素的分布特征

于2010年5月采集了5个断面的黄河口潮间带高、中和低潮滩的表层沉积物样品,对沉积物的理化性质、重金属和营养元素的空间分布特征进行了研究,并采用单因子污染指数法和综合潜在生态风险指数法,参考加拿大安大略省环境和能源部关于沉积物质量指南,对黄河口潮间带沉积物质量进行了评价。结果表明,除Cu和Pb外,其它重金属和营养元素质量分数均表现为河口北侧高于南侧;除Hg外,高、中和低潮滩的表层沉积物重金属和营养元素质量分数无显著差异,没有表现出成熟潮滩明显的垂岸分带特征。Pb质量分数高于渤海表层沉积物的高值,是该区域的首要污染因子;Hg在河口北侧近河口的两个站位低潮滩质量分数达到海洋沉积物质量一类标准的1.7和1.8倍,存在一定的潜在生态风险;TN和TOC质量分数范围在安全级别,TP质量分数在20%的站位超过最低安全级别,存在一定的安全风险。与国内其它潮滩相比,黄河口潮间带重金属Zn、Cd、Hg和As的质量分数处于较低水平,Cu和Pb质量分数处于中等水平,TOC和TP质量分数与长江口潮间带相当,TN质量分数较低。研究结果将为黄河三角洲地区生态保护、环境管理和污染治理提供基础数据。     

太湖北部表层沉积物重金属污染及其生物毒性研究

在分析太湖北部梅梁湾、竺山湾和贡湖表层沉积物和野生铜锈环棱螺体内重金属残留水平基础上,利用潜在生态危害指数法评价了区域重金属污染的潜在生态风险,并利用综合污染指数法评价了野生铜锈环棱螺受重金属污染的状况。研究结果表明,3个区域表层沉积物孔隙水的生物综合毒性处于低毒到中毒水平,而表层沉积物重金属污染均处于较低的生态风险,但3个区域的野生铜锈环棱螺体内重金属的综合污染指数处于中度到重度的污染水平。由此可以得出太湖北部沉积物重金属污染对底栖生物仍具有一定的潜在生态风险。     

赣南典型矿区河流上覆水与表层沉积物重金属分布特征及风险评价

为揭示赣南典型矿区河流重金属含量、赋存形态及生态风险,本文选取桃江为研究对象,采集10个监测点位的上覆水和沉积物.运用电感耦合等离子体质谱法对上覆水和沉积物重金属铜(Cu)、锌(Zn)、砷(As)和钨(W)的含量和形态进行分析.采用内梅罗综合污染指数法与风险评估编码法对桃江沉积物中4种重金属的污染状况进行评价.结果表明,上覆水中Cu、Zn、As和W的含量平均值分别为53.12、38.92、1.71、0.15μg·L~(-1),沉积物中Cu、Zn、As和W的含量平均值分别为43.09、135.55、16.4、17.23 mg·kg~(-1);4种重金属的各形态占比由高到低为残渣态可氧化态可还原态酸溶态;内梅罗综合污染指数法评价结果显示50%的采样点都属于中污染级别,40%的采样点处于重污染级别;风险评估编码法评价结果中只有10%采样点处于低生态风险,90%的采样点均处于中等生态风险.     

洞庭湖表层沉积物重金属污染状况评估

基于2010—2015年连续对洞庭湖3个主要湖区10个采样点的表层沉积物中Cd、Hg、As、Cu、Pb和Cr等重金属含量分析,对洞庭湖湖区表层沉积物中重金属的时空分布特征进行了探讨,并采用地积累指数法、潜在生态风险指数法和对数衰减模型评价洞庭湖沉积物重金属的污染状况.结果表明,洞庭湖沉积物中重金属平均含量大小顺序为CrPbCuAsCdHg,Cd、Cr和Pb的含量年际变化变幅较大,Hg、Cu和As则较小.地积累指数值(I_(geo))和单因子生态风险值(E_i~r)表明Cd和Hg是洞庭湖沉积物重金属主要污染物;从产生可以观察到毒性效果的最大可能性(P_(max))来看,Cd是洞庭湖沉积物重金属首要潜在水生生物风险毒性因子.综合地累积指数值(I_(tot))、总潜在生态风险值(RI)和预测的水生生物毒性比率(Y)的评价结果表明,在2010—2015年期间全湖重金属呈重度污染,面临重度潜在生态风险并可能具有产生水生生物毒性的风险,其各子湖区重金属的污染程度、潜在生态风险水平及潜在水生生物毒性水平排序为南洞庭湖东洞庭湖西洞庭湖;从随时间的变化趋势来看,在2014—2015年期间全湖及其东洞庭湖和南洞庭湖两个湖区的重金属污染程度、潜在生态风险水平及潜在水生生物毒性水平都要比2010—2013年降低,西洞庭湖区的重金属潜在生态风险水平及潜在水生生物毒性水平没有变化.     

浙江省海盐县河流水体表层沉积物重金属生态风险评价

以浙江省海盐县水体监测断面位置处表层沉积物为研究对象,分析了表层沉积物中As、Hg、Cu、Pb、Zn、Cr、Ni和Cd这8种重金属元素含量和形态分布,采用地累积评价法(Igeo)、潜在生态危险指数(IR)、沉积物质量基准(SQC)、平均效应区间中值商法(m ERM-Q)和形态分析等方法评价了重金属的生态风险。研究结果表明:海盐县沉积物中As、Cd、Cr、Cu、Ni、Pb和Zn均呈现不同程度的污染,以Zn污染最为普遍。地累积评价指数法评价结果显示,大部分水体沉积物重金属呈轻度到偏重度污染,其中Zn和Cd呈轻度以上污染的分别达16和10处。潜在生态危害指数评价结果显示,单个重金属的潜在生态风险指数(Er)由大到小的排列顺序为CdHgAsCuPbNiZnCr,Cd是研究区域内主要的生态风险元素; IR评价结果显示,采样点HN6、HN11和HN20的IR分别为263、193和269,生态风险等级达中等级别。SQC评估结果显示,不同采样点处沉积物中重金属污染水平不同,且对水生生物影响不同; m ERM-Q亦显示各采样点位沉积物中重金属均有不同程度的生态风险。研究区域沉积物中Cr主要以不可迁移态存在,而其他重金属则主要为可提取态,需要重视环境改变后沉积物中重金属的二次污染问题。     

三峡水库香溪河库湾氮磷分布状况及沉积物污染评价

为了解三峡大坝蓄水完成之后香溪河库湾水体及沉积物中氮、磷的分布状况以及沉积物污染水平,2013年4月对三峡水库香溪河库湾进行调查采样,测定表层水及沉积物中氮磷含量和形态组成。结果表明,香溪河库湾表层水总磷(TP)含量范围为0.20~0.51 mg·L~(-1),总氮(TN)含量范围为0.54~2.25 mg·L~(-1),TP主要由磷酸盐(PO_4~(3-))组成,TN主要由硝酸盐(NO_3~-)以及氨氮(NH_4~+)组成,TP在空间上呈现从河口向库尾逐渐升高的分布格局,TN分布从河口向库尾逐渐降低。香溪河库湾沉积物中TP含量变化范围为642~1 189 mg·kg~(-1),TN含量变化范围为867~1 718 mg·kg~(-1),沉积物TP含量分布呈现上游高下游低,沉积物TN分布趋势呈现中间高,两头低。沉积物中TP主要由无机磷(IP)组成,有机磷(OP)所占比例较小,其中IP由钙磷(Ca-P)、铁铝磷(Fe/Al-P)组成,三者含量:Ca-POPFe/Al-P,且沉积物TP含量空间变化受到三者影响(P0.05)。采用单一因子标准指数法对香溪河库湾沉积物中TN、TP污染水平进行评价,结果表明,表层沉积物中TN、TP最低级别污染指数平均值为2.0和1.6,表层沉积物中TN、TP污染指数均超过最低污染水平,且TP的严重级别污染指数达到0.5以上。三峡水库三期蓄水完成以后,香溪河库湾表层水体中氮磷含量较初期蓄水有所升高,各样点沉积物中氮磷含量表现出相同的趋势,沉积物中不稳定磷释放对水体富营养化具有影响,香溪河库湾的表层沉积物已经受到一定的污染,磷污染水平较高。     

安溪铁观音茶园土壤重金属分布及污染评价

为研究安溪铁观音茶园土壤中重金属分布特征及污染程度,采用电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)分析测定了安溪8个乡镇的铁观音茶园土壤中9种重金属的含量,运用地质累积指数法、富集系数法和潜在生态风险指数法评价重金属污染特征及潜在生态风险.结果表明,不同乡镇茶园土壤中重金属含量差异较大,重金属总平均含量顺序为MnZnVPbCrCuNiCoCd,Mn、Zn、Co、Pb和Cd的总平均含量超过福建省土壤环境背景值.地质累积指数法和富集系数法评价结果均表明,各元素污染程度顺序为CdPbZnMnCoVCuNiCr,其中,Cd为中度富集和偏中度污染,Pb、Zn、Mn为轻度富集和无污染,其他元素为无富集无污染.潜在生态风险指数法评价结果表明,Cd表现为较高潜在生态风险,其他元素表现为轻度潜在生态风险,各元素综合潜在生态风险为较高,Cd应成为安溪铁观音茶园土壤质量评价中重点关注的重金属.     

碳酸盐岩矿区河流沉积物中重金属的形态特征及潜在生态风险

黔西北土法炼锌及铅锌选矿厂对河流造成严重的重金属污染。河流沉积物中重金属的化学形态研究表明,同一采样点中不同重金属的形态分布和同一重金属在不同采样点中的形态分布均有较大差异。这可能与沉积物组分的不同亲和力,不同河段沉积物中粘土矿物、有机质、Fe Mn氧化物含量的不同以及人为活动(生活污水、选矿剂、矿渣等)的加入等有关,而碳酸盐岩地质背景的河床本身可能也有较大影响。潜在生态危害指数法研究表明,沉积物中重金属表现出强生态风险性,产生生态危害的主要重金属污染物是Pb,其后依次是Cd、Cu和Zn。     

环太湖主要进出河流重金属污染及其生态风险评价

分析24条环太湖主要进出河流河口表层沉积物中Pb、Cd、Cu、Zn、Cr和Ni等6种金属含量特征,并用Hakanson潜在生态危害指数法评价其生态危害,旨在为合理预防和治理太湖重金属污染提供依据.结果表明,对照全国土壤环境质量标准,环太湖诸河口表层沉积物中Cd、Cu和Zn普遍超标,重金属污染强度总体上是北部河流南部河流,入湖河流出湖河流.潜在生态风险评价结果显示,本次监测的各河流河口都不同程度地受到重金属污染,以蠡河河口污染最重,达到很强生态危害.各重金属对太湖生态风险影响程度从高到低依次为CdCuPbNiZnCr.图5表2参17     

澜沧江梯级水电开发对漫湾库区大型底栖动物群落及重金属沉积的影响

梯级水电开发对于河流生态系统具有复杂和深远的影响,大型底栖动物及沉积物可以很好地反映水生态系统的变化及演替趋势。结合澜沧江干流梯级水电开发,分别于2011年和2016年在漫湾库区开展大型底栖动物及沉积物定点采样调查,分析梯级水坝运行对库区大型底栖动物群落结构及生物多样性的影响,采用潜在生态风险指数(RI)对库区沉积物重金属(As、Cd、Cr、Cu、Pb和Zn)的生态风险进行评估,基于CCA和Pearson相关分析研究了大型底栖动物群落与重金属沉积的相互作用关系。结果表明,澜沧江梯级水坝运行后,漫湾库区静水区大型底栖动物群落密度和生物量增加明显,特别是软体动物中的河蚬河蚬(Corbicula fluminea),其密度和生物量在库区静水区占据绝对优势;库区静水区Margalef丰富度指数(d)增加显著,而Shannon-Weaver指数(H′)表现为旱季降低,雨季增加的趋势;库区沉积物重金属主要生态风险来源于Cd,其次为As,重金属潜在生态风险指数(RI)在静水区增加明显,特别是高水位的旱季,而过渡区增加不大;CCA分析表明沉积物中重金属Cr、As、Pb的含量对大型底栖动物群落及物种组成影响较大;Pearson相关分析表明昆虫纲密度与沉积物中Cr的含量呈显著正相关(P0.01),软体动物门密度与Cd、As、Cu、Zn、Pb的含量和重金属潜在生态风险指数(RI)呈显著正相关(P0.01)。随着澜沧江梯级水坝的运行,漫湾库区大型底栖动物群落及沉积物仍处于动态变化过程中,需进行长期的定点监测及深入研究。     

湘江长沙段沉积物重金属污染特征及其评价

本研究用沉积柱钻探取样法获得湘江长沙段沉积物样品,利用等离子质谱仪(ICP-MS)分析沉积物中9种重金属含量,并利用X射线衍射仪(XRD)分析沉积物的矿物组成.在此基础上,利用地累积指数和潜在生态风险指数等方法,评价沉积物重金属污染程度.结果表明,湘江长沙段沉积物中重金属含量变化较大(CV﹥0.20),分布不均一.其中Mn、Zn、Pb、Cu、Cr、Co、Ni达中等-显著富集程度,而V、Th无明显富集.地累积指数和潜在生态风险评价结果显示,长沙段沉积物中Pb、Zn、Mn、Cu达偏中度至偏重度污染,Cr、Co、Ni、Th为轻污染.重金属存在轻至中等程度的潜在生态风险,其风险程度大小排序为:PbCuNiCoZnMnCrV.沉积物中Mn、Cu、Zn、Pb、Co、Ni、Cr、V可能与流域中上游矿石冶炼等人为活动带入有关,而Th可能来自流域岩石风化等自然过程.流域重金属污染防治中,应密切关注Mn、Cu、Zn、Pb等重金属引起的污染.     

太湖竺山湾及其主要入湾河流表层沉积物重金属污染及潜在生态风险评估

为了解太湖竺山湾及其主要入湾河流表层沉积物重金属污染状况,采用ICP-MS测定了13个采样点中Cr、Ni、Cu、Zn、As、Cd和Pb等7种重金属的含量,并采用地累积指数(I_(geo))法和毒性单位(TU)法对其污染特征及潜在生态风险进行了研究.结果表明,7种重金属Cr、Ni、Cu、Zn、As、Cd、Pb的含量分别是相应背景值的2.02、2.18、4.69、5.25、1.62、13.6和2.37倍,均表现出了显著的累计效应.地累积指数表明Cr、Ni、As和Pb总体上处于无污染到轻污染状态,Cu和Zn处于轻污染状态,Cd处于轻污染到重污染状态.结合相关系数分析和聚类分析,可推断Cd主要来自于农业面源,Cu、Zn、Cr、Ni和As主要来自于工业污染,Pb一方面来源于橡胶合成和PVC生产等行业,另一方面来源于交通运输中含铅燃料的使用;生态风险评估结果表明,研究区域内重金属对栖息在沉积物中的动物群有中等到严重程度的毒性风险,7种重金属毒性单位均值由大到小为NiCrCuZnAsPbCd.     

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。