东洞庭湖沉积物中重金属的分布特征、污染评价与来源辨析

基于2008年1月对东洞庭湖6个具代表性监测断面的采样分析,通过地累积指数模型、多变量分析理论和主成分分析法,研究了东洞庭湖沉积物中重金属的污染富集分布特征及其主要来源. 结果表明,沉积物中重金属元素Cd和Hg在各采样断面的污染富集程度均较高,尤其是在樟树港、洞庭湖出口2个采样断面的污染富集程度达到重度污染水平. 相关分析表明,w(Pb),w(Hg),w(Cd)和w(Zn)之间呈显著正相关,w(Cr)与w(As)之间也呈显著正相关,其他重金属之间无显著的相关性. 通过主成分分析研究了重金属的来源,发现2个主成分的贡献率分别为52.267%和33.380%. 结合洞庭湖水系自身特点及周边点源、非点源污染情况,将东洞庭湖沉积物中的重金属划分为2类:Pb,Hg,Cd和Zn作为第一主成分,主要受人类活动中的工矿业采冶支配;第二主成分为Cr与As,与人类活动中的生活污水排放和农业生产有密切关系.      

洞庭湖表层沉积物营养盐空间分布及来源解析

在洞庭湖设置20个采样点,测定表层沉积物中总氮(TN)、总有机碳(TOC)和总磷(TP)浓度,分析营养盐浓度的空间分布特征,采用有机指数评价沉积物有机污染水平,并根据碳氮比(C/N)、 ¹⁵N同位素比例(δ ¹⁵N)解析沉积物中有机质来源。结果表明:洞庭湖表层沉积物TOC、TN及TP浓度平均值分别为13 260、1 046和368.85 mg/kg,不同营养盐浓度空间分布存在明显差异,但均呈现自西洞庭湖向东洞庭湖和南洞庭湖递减的趋势;洞庭湖表层沉积物20%采样点存在有机氮污染,但表层沉积物整体为清洁至尚清洁,未达到有机污染水平;表层沉积物C/N均值为13.22,沉积物中有机质主要来自外源输入;δ ¹⁵N解析进一步表明,陆域土壤中有机质是沉积物有机污染的主要来源,建议加强陆域土壤有机质流失的控制。     

湖北网湖沉积物重金属分布特征、源解析及风险评价

为揭示湖北网湖沉积物重金属污染特征,采用空间插值法、主成分分析法和地累积指数对其污染特征、来源识别及生态风险状况进行分析。结果表明：5种重金属的平均浓度从高到低依次为Zn>Cr>Cu>Pb>Cd,且浓度均超过湖北省土壤背景值;Pearson相关性分析表明,Zn与Cd、Pb浓度呈正相关（P<0.05),Cu与Zn、Cr浓度呈负相关（P<0.05)。主成分分析发现,主成分1由Pb、Cd、Zn构成,主要来源于河流运输和农业活动影响;主成分2由Cr和Cu构成,主要来源于矿物风化等自然背景和工业活动及水产养殖等人类活动污染影响。地累积指数结果显示,网湖沉积物中重金属处于低风险状态,但Cd和Cu达到中度污染,为主要污染物,应予以关注。

     

洞庭湖表层沉积物中重金属污染评价与分析

为了解综合治理后洞庭湖表层沉积物中重金属的分布及污染程度,2015年12月对洞庭湖沅江市南嘴等31个点位采集0~20 cm沉积物,测定了沉积物中Cu、Pb、Zn、Cr、Cd、As、Hg的含量,基于地积累指数法和潜在生态风险指数法对沉积物中重金属的污染状况进行了分析与评价。结果表明,洞庭湖重金属污染有所改善,但仍比较严重,以Cd最为严重,其次是Pb和As,且三大湖区重金属污染程度顺序为南洞庭湖>东洞庭湖>西洞庭湖;地积累指数法显示洞庭湖表层沉积物中7种重金属元素的污染程度顺序为Cd>Pb>As>Zn>Cu=Cr>Hg;潜在生态风险指数法显示洞庭湖表层沉积物中7种重金属元素的潜在生态风险因子的大小顺序为Cd>Hg>As>Pb>Cu>Zn=Cr。对洞庭湖沉积物中重金属的分布及来源分析发现,湘江、沅江、资江入口为重金属Cd污染最严重的3个点位,Cd主要来源于湘江、资江、沅江;Pb含量最高的点位为东洞庭湖龙口村,达到138.7 mg/kg,为工业企业集中区;Hg含量最高的点位依次为沅水入口、目平湖中与南,Hg的污染分别主要来源于沅水和周边27家污染企业;As含量最高的点位依次为澧水入口、湘江入口、资水入口和大通湖渔场内湖,说明澧水、湘江、资水给洞庭湖带来了As的污染,而大通湖渔场内湖的As来源于附近工农业污染。因此,治理湘江、沅江、资江流域重金属污染是控制洞庭湖Cd、Pb、As和Hg污染的重点途径。研究结果为洞庭湖水资源保护与有效利用、经济可持续发展及合理规划提供了指导作用。     

衡水湖沉积物中典型持久性有机污染物污染特征与风险评估

在衡水湖布设11个点位,于2018年8月和2019年3月开展两次采样,对衡水湖沉积物中多环芳烃(PAHs)、有机氯农药(OCPs)和多溴联苯醚(PBDEs)这3类典型持久性有机污染物(POPs)进行污染特征分析及生态风险评价.结果表明:①8月和3月衡水湖沉积物中∑PAHs平均值分别为875.49 ng·g^-1和1 010.17 ng·g^-1,与国内外其他地区相比处于中等污染水平,∑PAHs空间分布存在差异,但是季节变化差异不明显; PAHs污染来源复杂,最主要为木材和煤燃烧,其次为石油污染; PAHs生态风险处于较低水平,建议加强对芴的防控.②8月和3月衡水湖沉积物中∑OCPs平均值分别为35.57 ng·g^-1和38.39 ng·g^-1,与国内外其他地区相比处于中等污染水平,∑OCPs空间差异较小,季节差异变化显著;沉积物中DDTs含量主要受土壤中长期分化残留的DDTs和新DDTs源输入的影响,HCHs含量同时受工业历史使用和农业林丹的输入的影响; OCPs总体生态风险处于中等水平,需加强对DDT...     

洞庭湖表层沉积物营养盐污染特征与评价

为揭示洞庭湖表层沉积物营养盐的空间分布特征和污染状况,于2012年2月和2013年4月采集了该湖具有代表性的9个点位的表层沉积物,测定了其有机质(OM)、总氮(TN)和总磷(TP)浓度。结果表明,OM浓度为1.48%~4.22%,平均值为2.06%;TN浓度为382~2 217 mg/kg,平均值为1 340 mg/kg;TP浓度为142~716 mg/kg,平均值为294 mg/kg。与国内其他湖泊(水库)相比,洞庭湖表层沉积物中OM和TN浓度处于中等水平,其内源负荷不容忽视;OM和TN浓度的空间分布相似,总体表现为南洞庭湖区东洞庭湖区西洞庭湖区。TP浓度总体表现为东洞庭湖区西洞庭湖区南洞庭湖区。C/N为6.1~14.8,平均值为10.2。从生物沉积角度而言,洞庭湖表层沉积物OM主要来源于浮游动物与浮游植物。有机指数和有机氮评价结果显示,洞庭湖湖体沉积物环境状况较好,整体处于较清洁至尚清洁范畴。     

博鳌近岸海域表层沉积物中持久性有机污染物的分布、来源与生态风险评价

环境中的持久性有机污染物(POPs)具有持久性、生物蓄积性、致畸、致癌和致突变等特点,低剂量POPs长期暴露也会对海洋生态系统及人类自身造成一定影响.为了解博鳌近岸海域表层沉积物中POPs的污染状况,采用气相色谱-质谱法分别分析了表层沉积物中多环芳烃(PAHs)、有机氯农药(OCPs)和多氯联苯(PCBs)这3种典型POPs的含量,讨论了POPs的分布和来源,并应用效应区间低/中值法(ERL/ERM)、平均效应区间中值商法(M-ERM-Q)和平均可能影响浓度商法(M-PEC-Q)这3种不同方法进行生态风险评价.结果表明,研究区内表层沉积物中∑PAHs、∑OCPs和∑PCBs含量(以干重计)分别为4.58～367.50、 3.99～175.30和ND～2.89 ng·g^-1,整体分布呈现出向海方向逐渐增加的趋势.POPs来源分析结果表明,研究区内PAHs的来源主要为木材和煤等的燃烧;OCPs中六六六类主要为林丹的输入,历史陆源输入已完全降解,滴滴涕类以传统DDTs类农药为主,且有持续的DDT输入;PCBs以五氯联苯为主,可能来源于航运过程中早期船体底部油漆的释放以及...     

鄱阳湖沉积物中多环芳烃的时空分布及源解析

对鄱阳湖沉积物中16种多环芳烃（PAHs）含量、时空分布及影响因素进行了研究,并对湖体不同区域的PAHs进行定量源解析.PAHs在沉积物中广泛存在,所有点位表层沉积物中ω （∑₁₆PAHs）范围为203~2 318 μg·kg^-1,其中湖体表层沉积物中PAHs含量高于入湖河流表层沉积物中PAHs含量.鄱阳湖PAHs环数比例大小依次排列为：4环>5环>6环>3环>2环,4环PAHs组成占主导地位,其含量占∑₁₆PAHs的比例高达86.11%.2~3环以及部分4环PAHs包括Flua和Pyr更容易受到SOM的影响,4~6环PAHs更容易受到ORP及重金属等环境因子的影响.在空间分布上,∑₁₆PAHs的较高含量位于湖体邻近都昌县与鄱阳县区域,此区域地形相对封闭,与周围区域水流交换量小,不利于污染物的迁移、转化及降解.在时间分布上,PAHs含量水平的变化与江西省GDP的发展呈现出高度一致性,经济发展和人类活动影响可能是导致PAHs含量水平不断增加的主要原因.鄱阳湖表层沉积物PAHs的主要来源包括石油污染及石油、煤炭和生物质燃烧源,不同区域PAHs来源存在一定的空间差异.本研究可为鄱阳湖表层沉积物中PAHs污染情况提供参考,对鄱阳湖生态环境保护和治理具有重要意义.     

山口湖沉积物中溶解性有机氮的分布特征

以东北典型山地湖泊山口湖为研究对象,研究了沉积物中溶解性有机氮(DON)和氨基酸的浓度及分布特征。结果表明,山口湖沉积物DON浓度为124.41~560.17 mg/kg,平均值为304.78 mg/kg,占沉积物溶解性总氮(TDN)的45.25%,占沉积物总氮(TN)的5.27%;氨基酸浓度为9.21~18.53 mg/kg,平均值为12.19 mg/kg,占DON、TDN、TN的比例分别为4.35%、1.91%和0.22%。沉积物DON分子量分级结果表明,DON和SUV254分子量分布主要是小分子量(<1 ku)为主;而大分子量(>30 ku)的DOC占主要部分。下游2号采样点沉积物在分子量<1 ku时DOC/DON处于中等水平,这部分有机质既有内源释放也有外源输入,而分子量>30 ku的DOC/DON较高,说明这部分有机质主要来自外源;上游8号、13号采样点,分子量<1 ku和>30 ku的DOC/DON很小,说明其有机质主要来自内源。     

洞庭湖沉积物及上覆水体氮的空间分布

2009年12月底在洞庭湖全湖20个采样点采样,通过测量该20个沉积物样和对应的20个上覆水样的总氮、氨氮、硝氮浓度和沉积物的含水率,揭示洞庭湖沉积物及其上覆水体氮的空间分布。研究表明:洞庭湖各点位沉积物全氮平均浓度为547.0mg/kg,与滇池、太湖和巢湖相比较低。洞庭湖各分区沉积物氮形态分布比例相差不大,主要形态为有机氮,占全氮的比例达59.9%。洞庭湖各点位沉积物上覆水体总氮平均浓度为2.45mg/L,已经达《地表水环境质量标准》劣V类水体的标准。洞庭湖各分区沉积物上覆水体氮形态分布不一,硝氮所占比例最大,为35.6%。其中东洞庭湖水体主要氮形态为氨氮,西、南洞庭水体主要氮形态为硝氮。造成这种差异的主要原因是东西洞庭湖的人类生活方式以及城市、工业发展水平的不同。     

渤海龙口湾沉积物中烃类物质的分布特征、来源解析及风险评价

随着《山东半岛蓝色经济区发展规划》（国函[2011]）的实施,龙口湾的海洋开发活动得到空前发展,人类活动不仅影响了其潮汐和沉积环境,也使石油类成为该海域主要污染物之一.采用网格布点法采集了龙口湾表层（0~5 cm）沉积物样品,使用GC-MS对烃类物质（正构烷烃和多环芳烃）进行研究,通过其特征参数和比值丰度识别沉积物中有机物来源及污染排放源,并对沉积物进行生态风险评价.结果表明:正构烷烃参数碳优势指数（CPI_25-35）最大值为1.5（< 4）,陆海比（TAR）和海洋与水生输入比（P_mar-aq）的范围分别为0.15~1.08和0.28~0.74,指示沉积物中有机物的海源性浮游动植物贡献较大;nC₁₆指数〔w（∑C_11-36）/w（nC₁₆）〕最大值为20.76（< 30）,且71%站位的天然正构烷烃比率（NAR）值小于0,说明海洋开发活动造成了石油类污染物注入.沉积物中2环、3环PAHs（多环芳烃）的占比均超过50%,16种PAHs的总浓度范围为460.03~2 448.29 ng/g,平均值为1 328.60 ng/g,且86%的站位达到PAHs的中度、重度污染;PAHs的特征比值分析指示,龙口湾沉积物中PAHs属于石油和燃烧源的混合来源.以沉积物中PAHs含量为基础,与加拿大土壤质量指南比较,结果显示低分子量PAHs（Acy、Ace、Flu、Phe和Ant）偶尔会产生生态危害;致癌性PAHs比重（∑Car-PAHs）和BaP毒性当量（TEQ_BaP）综合评价表明,在当前的经济开发活动下龙口湾沉积物中PAHs具有一定的潜在毒性,但处于安全水平内.研究显示,龙口湾沉积物中正构烷烃属于陆源、海源和石油烃混合来源;PAHs主要属于石油和燃烧源的混合来源,其生态风险处于安全水平.      

洞庭湖表层沉积物中重金属变化趋势及风险评估

为掌握洞庭湖重金属污染的变化趋势及风险,利用2007—2017年洞庭湖表层沉积物中Cr、Cu、Pb、Cd、Hg、As的连续监测数据,通过潜在生态风险指数法进行评价,并通过Daniel趋势检验和M-K（Mann-Kendall）突变检验对重金属的变化趋势进行分析,同时结合历史文献数据对1984—2017年洞庭湖沉积物中重金属的演变特征进行分析.结果表明,2007—2017年洞庭湖沉积物重金属RI（综合潜在生态风险指数）范围为32.63~917.23,平均值为196.24,属于“较高”风险水平,空间分布呈南洞庭湖>东洞庭湖>西洞庭湖,不同重金属单因子潜在生态风险水平呈Cd > Hg > As > Pb > Cu > Cr的特征.Daniel趋势检验和M-K突变检验结果显示,2007—2017年除西洞庭湖的w（Pb）、东洞庭湖和西洞庭湖的w（Hg）外,其他重金属质量分数在各湖区都呈下降趋势;东洞庭湖和南洞庭湖重金属潜在生态风险水平分别在2014—2015年和2016年发生了突变.1984—2017年洞庭湖沉积物中重金属质量分数演变特征分析表明,1984年和1990—1999年全湖重金属综合潜在生态风险分别为“较高”和“中等”水平,2004—2010年和2011—2015年均为“很高”水平,2016—2017年降至“较高”水平,同时w（Cu）、w（Pb）、w（Cd）、w（As）在2016—2017年下降明显,而w（Cr）、w（Hg）还有上升趋势.研究显示,洞庭湖重金属污染在2014—2017年有明显下降趋势,其主要原因可能是湘江和洞庭湖的全面综合治理,Cr、Pb和Hg在部分湖区还存在持续污染,应作为洞庭湖重金属下一步防治的重点.      

太湖竺山湾及入湖河流沉积物中多氯联苯单体分布及源解析

采用改进后的GC-μECD方法定量测定了太湖竺山湾及入湖河流(太滆运河、漕桥河、殷村港和社渎港)16个表层沉积物中209种多氯联苯(PCBs)单体浓度,并对其分布特征进行了探讨.结果表明,在16个采样点共检测出115种多氯联苯单体,ΣPCBs浓度在11.02~84.05ng/g(干重)之间,整体呈现出殷村港漕桥河社渎港太滆运河竺山湾的趋势,平均浓度为26.42ng/g(干重).沉积物中多氯联苯平均组成以一氯和二氯联苯为主,质量百分含量分别为34.26%和23.19%;其次是三到六氯联苯,占比依次为14.86%、6.76%、7.37%、9.61%;七到十氯联苯含量最低,质量百分含量总计仅有3.95%.同时,利用主成分分析方法对表层沉积物中的多氯联苯污染进行了源解析.结果显示,表层沉积物中的多氯联苯主要来源于附近泄漏的电容器、变压器油以及油漆、造纸等行业的排放污水,与多氯联苯商业产品Aroclors系列有较大差别.通过毒性当量因子法和加拿大沉积物环境质量标准评价法对研究区域生态风险进行分析,显示太湖竺山湾及4条入湖河流沉积物中多氯联苯污染的生态风险不容忽视.     

东海内陆架沉积物中黑碳分布及其与持久性有机污染物的相关性研究

本文采用化学热氧化法测定了25个东海内陆架表层沉积物中黑碳的含量,探讨了沉积物中黑碳与总有机碳、粒度以及持久性有机污染物之间的关系.结果表明,东海内陆架表层沉积物中黑碳的含量范围为0.21～0.88 mg.g-1.沉积物中黑碳和总有机碳之间没有显著的相关性,表明两者具有不同的来源.区域内沉积物在粒度上有明显的空间分异,黑碳的空间差异则较小,表明黑碳的沉积过程受颗粒物分选过程的影响较小.沉积物中多环芳烃和滴滴涕的含量与黑碳无显著的相关性,可能与东海内陆架环境中强烈的水动力过程和持久性有机污染物来源的复杂性有关.     

洞庭湖表层沉积物重金属赋存形态及生态风险评价

为深入了解洞庭湖沉积物重金属污染现状及生态风险,采用欧共体物质标准局提出的BCR提取法分析29个表层沉积物中Cd、Cr、Cu、Pb和Zn的赋存形态,并应用基于重金属形态的RSP（ratio of secondary phase and primary phase,次生相与原生相分布比值法）和RAC（风险评价指数法）评价了沉积物重金属的污染程度与生态风险.结果表明:全湖范围内,Cd主要以弱酸溶解态为主,Cr主要以残渣态和可还原态为主,Cu以残渣态和可氧化态为主,Pb以可还原态和残渣态为主,Zn以残渣态和弱酸溶解态为主;RSP评价结果显示,Cd在全湖范围表现为重度污染,Pb总体表现为中度污染,但在湘、资、沅、澧"四水"入湖口以及东洞庭湖几个采样点表现为重度污染,Cr、Cu和Zn处于轻度污染和清洁水平;RAC评价结果表明,全湖范围内5种重金属生态风险排序依次为Cd > Zn > Pb > Cu > Cr,Cd表现为高等风险,Cu、Pb和Zn表现为中等风险,而Cr表现为低等风险.研究显示,在研究沉积物重金属总量基础上进行重金属形态分析,有助于深入了解重金属对环境的危害.      

洞庭湖沉积物腐殖酸的配位性与酸碱性研究

通过电位滴定研究了从洞庭湖沉积物中分离得到的腐殖酸(HA)的酸碱性和配位性,采用修正格兰函数进行了数据拟合.表征了六类可滴官能团含量和分布,pKa数值在2.35～10.50之间,羧基占可电离中心总数的62%,利用铜离子选择电极和汞齐电极(Pb、 Cd 和Zn)研究了腐殖酸与Cu2+、Pb2+、Cd2+和Zn2+配位性质,借助Scatchard方法对数据进行了处理,显示铜和铅为二配体,镉和锌为单配体.平均稳定常数顺序为:logKHA-Pb>logKHA-Cd>logKHAtZn, 配位能力顺序为:Pb>Cu>Cd≈Zn.     

长江南京段水、悬浮物及沉积物中多氯有毒有机污染物

对长江南京段水、悬浮物及沉积物中多氯有毒有机污染物进行了分析测定,由色谱/质谱测得的结果表明,水和沉积物中多氯有机污染物的浓度较低,低于欧洲主要河流中的含量水平.悬浮物中这类污染物总含量较高,为56.45～62.35μg/kg,而水中总含量仅为14.61～15.83ng/L.由于长江中污染物被充分稀释与混匀,各采样点的水和悬浮物中该类污染物的浓度变化不大,两相间具有较好的相关性.但各采样点的沉积物中多氯有机污染物含量差异甚大,表明悬浮物的沉积极不均一.沉积物中主要污染物是六氯苯（HCB）和它的代谢产物五氯苯（PeCB）以及滴滴涕（DDT）的代谢产物,其他多氯有机污染物含量很低.     

泛杭州湾海域沉积物中多环芳烃分布及源解析

2011~2014年每年对泛杭州湾海域36个站位采集表层沉积物样品,对沉积物样品中16种多环芳烃（PAHs）的含量进行检测,了解其浓度水平、空间分布特征以及组成结构,并通过结构组成进行来源解析。结果表明,2011~2014年该海域沉积物中PAHs处于中度污染水平,平均含量及其标准偏差分别为（116.03±15.26）×10-9、（106.59±13.90）×10-9、（129.05±14.37）×10-9、（106.10±10.43）×10-9。空间分布上,PAHs高值区主要集中于长江口以及舟山海域附近,近岸区域高于远岸区域,远岸区有个别相对高值区。单体PAH中,菲的含量最高,环数主要分布在3~5环,以高分子量为主;来源解析结果表明污染源主要是煤、木柴和生物质的燃烧,部分站位同时受到石油源影响。     

水环境中持久性有机污染物风险评价研究进展

为科学实施河湖中POPs治理工程,需充分认识POPs的环境风险。本文系统总结了目前国内外POPs风险评价方法,对沉积物、水体、水生生物及人体中POPs风险评价的研究进展进行了归纳,可为水环境中POPs等新污染物的风险评价体系建立和科学治理提供一定参考。