广东大宝山矿区土壤植物体系重金属迁移过程及风险评价

为研究矿区重金属在土壤-植物体系中的分布特征、迁移过程以及生态风险,分析了广东大宝山废弃采矿场地及附近农田的土壤和植物中重金属含量,揭示了重金属从土壤到植物的迁移累积特征,并评价了其生态风险.结果表明,研究区域大部分土壤pH小于5,Cu、Pb及Al等重金属易从土壤中释放并被植物吸收累积.沙溪镇农田Cd污染严重,凡洞废弃采矿场地受Cd、Pb、Cu和As污染严重,存在严重的生态风险.新江镇农田也存在严重的生态风险,Cu、As和Cd是主要的潜在生态风险因子.采集的8种植物大多数重金属含量均高于一般植物,尤其是Al和Fe的含量.植物地上部分10%的BCF和18%的TF值高于1,表明植物吸收的重金属基本累积在根部.废弃矿区乌毛蕨和芒草地上部分重金属含量不高,是重金属耐受规避型植物,具备潜在的土壤重金属污染固定修复能力.农田杂草裸柱菊对Cd表现出较强的富集能力;水稻主要在根部富集As及Cd,属于根部囤积型植物.     

青岛大气降水中微量元素的浓度及溶解度

利用2016年6月~2017年5月在青岛采集的35个降水样品,分析其中8种微量元素的总态和溶解态浓度,讨论了大气降水中微量元素的浓度及其溶解度的变化特征,并探讨了影响大气降水中微量元素溶解度的因素.结果表明,青岛降水中微量元素的总态浓度以Al和Fe的最高,其次是Zn、Mn、Ba、Pb、Sr、V的较低;溶解态浓度以Zn的最高,其次是Al、Mn、Fe、Ba、Sr、Pb和V的较低;溶解度以地壳元素Al和Fe的最低,为5%左右,受到人为源影响的元素溶解度相对较高,Pb和Ba的为10%~40%,Mn和Sr的为20%~60%,Zn和V溶解度最高,平均约为55%.季节变化显示不同元素总态和溶解态浓度基本呈现冬、春季明显高于夏、秋季,溶解度基本表现为春季最高.持续降雨的前后期微量元素的总态和溶解态浓度均呈现明显降低,但溶解度的变化趋势在不同降雨过程中不一致,pH变化是控制降水中微量元素溶解度的主要因子.     

不同pH淋滤条件下飞灰中铬、锌、镍、铅的环境效应

粉煤灰是煤炭燃烧后的副产物,富集于粉煤灰中的微量元素在风化、淋溶等外力作用下极易释放到环境中。pH是影响微量元素淋滤行为的重要因素,利用室内砂箱仿真模拟试验研究不同pH淋滤条件下粉煤灰中微量元素的迁移行为具有重要意义。研究结果表明：不同pH条件淋滤后的粉煤灰中Cr、Zn、Ni和Pb的含量都降低。淋滤后水体中Cr的浓度随着pH的升高呈先增大后减少的趋势,在pH为10时达到峰值;Zn、Ni和Pb的浓度随着pH的升高均呈现先减小后增大的特征。淋滤后土壤中Cr元素含量随pH值的升高表现为先减小后增大;Zn、Ni和Pb含量的变化趋势相似,在pH值为2—6.8时减小,随着pH值的继续升高,在pH为10左右达到峰值,随后下降。粉煤灰在短期淋滤条件下对土壤生态环境影响较小,一般情况下可以忽略。     

Identification of rice cultivars with low brown rice mixed cadmium and lead contents and their interactions with the micronutrients iron, zinc, nickel and manganese

Paddy fields in mining areas are usually co-contaminated by a cocktail of mixed toxic heavy metals (e.g., Cd and Pb in Pb/Zn mines). However, previous studies on rice cultivars screened for effective metal exclusion have mostly focused on individual metals, and have been conducted under pot-trial or hydroponic solution conditions. This study identified rice cultivars with both low Cd and Pb accumulation under Cd-and Pb-contaminated field conditions, and the interactions of the toxic elements Cd and Pb with the micronutrient elements Fe, Zn, Mn and Ni were also studied. Among 32 rice cultivars tested, there were significant differences in Cd (0.06-0.59 mg/kg) and Pb (0.25-3.15 mg/kg) levels in their brown rice, and similar results were also found for the micronutrient elements. Significant decreases in concentrations of Fe and Mn were detected with increasing Cd concentrations and a significant elevation in Fe, Mn and Ni with increasing Pb concentrations. A similar result was also shown by Cd and Ni. Three cultivars were identified with a combination of low brown rice Cd and Pb, high micronutrient and grain yield (Wufengyou 2168, Tianyou 196 and Guinongzhan). Present results suggest that it is possible to breed rice cultivars with low mixed toxic element (Cd, Pb) and high micronutrient contents along with high grain yields, thus ensuring food safety and quality.     

模拟酸雨对沙柱中废弃线路板组成元素的影响

通过室内土柱淋溶实验,研究模拟酸雨对废弃线路板组成元素的影响,并分析了浸出液的组分特征和变化规律.结果表明,废弃线路板中组成元素(Cu、Pb、Zn、Ca、Mg和Cl) 浸出浓度随酸雨pH值的降低而增大;其中Cu、Pb和Zn的浸出浓度随淋溶液体积的增大呈现先增加后降低的趋势;而Cl、Ca和Mg的浸出浓度在淋溶初期达到最大值,之后随着淋溶液体积的增大而减小;Cu和Pb的浸出浓度在平稳状态仍然远大于国家地表水Ⅲ类标准.使用Visual MINTEQ软件模拟浸出液中Cu、Pb和Zn 3种元素的组分存在形态表明,Pb和Zn主要以Pb2＋和Zn2＋为优势态,Cu在pH4.0时,主要存在形态为CuSO4(aq).     

北京大气PM2.5中微量元素的浓度变化特征与来源

为了解北京大气细粒子中微量元素的污染水平和来源,在车公庄和清华园进行了连续1年、每周1次的PM_2.5采样和全样品分析.微量元素浓度的周变化大,尤以冬季为甚,相邻2周最大相差达1.6倍;但除冬季的平均浓度较高之外,其季节变化并不显著.微量元素的富集因子在春季最低,反映了频繁发生的沙尘天气的影响.Se、Br和Pb的浓度比来自于北京A层土壤中的含量要高出约1000～8000倍,表明它们主要来自于人为污染.其中Se的富集度最高,反映了北京细粒子来自于燃煤污染的特征.Pb的年均浓度(0.31μg·m^-3)虽然未超过WHO的年均标准,但与洛杉矶和布里斯班相比处于较高的水平;与Br、Se的比较分析表明,燃煤可能是Pb除机动车排放之外的另一个重要来源.     

矿山酸性废水对乐安江水质影响

矿山酸性废水对乐安江的污染是严重的,尤其在排污口附近江段,pH时有低于6.5的情况,重金属含量严重超标。模拟计算表明,在pH<6.5,Cu,Zn,Pb等元素主要以离子形态存在,分别为79.7％,76.8％,S8％,提高了它们对鱼类的毒性。在排污口附近,底泥中重金属很高,Cu>3000ppm,Pb>15ppm,Zn>100ppm;而在河口地区,Cu>500ppm,Pb>100ppm,Zn>600ppm,高度富集于底泥中。由于河流水质中碳酸盐含量低,其影响是严重的。此外,Al、Fe和Mn等元素,也对饮用水处理和鱼类生存造成负效应。     

Characterization of cytotoxicity of airborne particulates from urban areas of Lahore

A number of species (organic and inorganic) in airborne particulates cause the toxicity to living being. The potential of in vitro test methods were explored for toxicity assessment of trace toxic elements (inorganic species) present in ambient air on human being (lungs). A year long sampling of airborne particles (PM_2.5) was carried (April 2008 to March 2009) in Lahore, Pakistan. A total of thirty nine samples were collected on 47 mm Zefluor Teflon filter membranes and each was analysed to characterize for the elements: Sb, As, Be, Cd, Cr, Co, Pb, Mn, Hg using ICP-MS in water extract and total acid digestate. The samples cytotoxicity was also established using lung derived cells and MTS colorimetric assays. This generated dose response curves and IC₅₀ values for the elemental mixtures identified on the Teflon filter membrane. The results indicated that even at low concentrations airborne elemental mixtures displayed an additive toxic effect.     

夏季青岛大气粗细粒子中微量元素的浓度、溶解度及干沉降通量

利用2016年6~7月在青岛采集的PM_(2.5)和总悬浮颗粒物(TSP)样品,分析其中12种微量元素总态和溶解态浓度,讨论了微量元素在粗、细粒子中的浓度及溶解度的分布特征,并估算了微量元素的沉降通量.结果表明,青岛气溶胶中地壳元素Al、Fe、Sr、Mn、Ba总态浓度的55%~60%集中在粗粒子中,人为元素Cr、Ni、V、Zn、Pb、As、Cd的65%~85%集中在细粒子中.但无论是地壳元素还是人为元素其溶解态浓度均主要分布在细粒子中,Al、Fe、Mn、Ba在细粒子中的占比为50%~80%,Cr、Ni、V、Zn、Pb、As、Cd的为70%~90%.微量元素溶解度在细粒子中的高于粗粒子中的,细粒子中微量元素的溶解态浓度与酸组分呈显著正相关,溶解度与p H呈显著负相关,表明酸化作用可能是影响细粒子中微量元素溶解度的主控因子.不同微量元素的总沉降通量中溶解态部分的贡献不同,Al和Fe溶解态部分的贡献仅为1%~2%,Sr、Ba、Cr、Pb的约为30%~40%,Mn、Ni、V、Zn、As、Cd的约为50%~60%.大气沉降的溶解态Fe可支持(194±150)mg·(m2·d)-1浮游植物碳的生产,对黄海初级生产力的贡献约为10%.     

长江水体常量和微量元素的来源、分布与向海输送

基于2017年4～5月期间对长江干流与主要支流共20个站位的观测,结合多元数理统计对水体中溶解态常量和微量元素的空间分布规律、来源及入海通量进行了分析,并通过与世界其它河流的对比探讨了流域自然因素与人类活动等对长江水环境中常量与微量元素分布与输送的影响.结果表明,Cu、Zn、Pb、Cd和As是长江流域主要受人类活动影响的元素,在下游区域显著高于上游与中游(P 0. 05),且各元素在长江重庆段和汉江均有较流域其他河段高的浓度值,这些河段相对较高的重金属含量主要与人类活动强度密切相关.有趣的是,长江宜昌至武汉段各元素均出现了较低的浓度值,这很大程度上受三峡水利工程蓄水所产生的"滞留效应"所致.统计分析还显示Na、Mg、K、Ca、Fe、Mn、Co、Ni、Mo、Cr和V主要与各种岩石矿物的风化与侵蚀相关,Cu、Zn和Pb主要受工业、金属冶炼、矿物开采等人类活动的影响,而Cd和As则主要来源于农业生产活动.长江重庆段和汉江区别于长江流域其它河段,表明水体受人类活动影响比较严重,但长江流域重金属浓度水平整体低于世界其它重工业和农业发达区域的河流.由于长江径流量巨大,Cu、Zn、Pb、Cd与As的入海通量是长江口及其近海重金属收支与循环的重要一环,并可能对河口生态环境产生深远的生态学效应.     

Cd-Cu-Pb复合污染对芥菜吸收Cd、Cu和Pb及矿质元素的影响

以十字花科的芥菜为材料,通过室内盆栽均匀设计试验,研究了Cd-Cu-Pb复合污染下芥菜对重金属的吸收转运特点以及对矿质元素吸收的影响. 结果表明:3种重金属在芥菜体内积累能力为Cd＞Cu＞Pb;芥菜对Pb、Cd有较强耐性,对高浓度Cu耐性不强. 土壤中重金属的含量是影响芥菜各部分重金属含量的主要因素之一;Cd可抑制芥菜对Pb的吸收和转移,促进Cu向芥菜地上部转移;Cd-Pb复合效应促进了Cd在芥菜体内累积;Cu抑制芥菜吸收Pb;Cu-Pb可促进Cd抑制Cu在芥菜各部的积累. 与对照相比,复合污染显著降低了芥菜对矿质元素的吸收累积,各处理芥菜对Mg、Fe和K的吸收转移特点显示出相似的规律,即地上部w(Mg)远大于地下部而w(Fe)和w(K)为地下部占优. Cd可极大促进芥菜对K的吸收而抑制对Fe的吸收,Cu则阻碍地下部对K的吸收;Cu与Cd-Pb复合效应可抑制K向地上部转移.      

威海海域文昌鱼的重金属含量

通过对威海海域文昌鱼体内Cu、Zn、Pb、Cd、Hg含量的测定,结果表明,在文昌鱼体内重金属元素的浓度依次为:Zn＞Cu＞Hg＞Cd＞Pb;跟其他动物相比,文昌鱼体内非生物体必需的金属元素含量较低,而生物体必需的金属元素含量较高.通过对文昌鱼体内重金属元素浓度的统计分析,发现:Cu与Zn之间相关性较强.Hg、Cu、Zn与体长和体重的相关关系都较强.Cu与Zn、Hg与体长、Hg与体重、Cd与体长和Cd与体重成正线性相关关系,其余均成负线性相关关系.从多元线性回归情况来看,体长和体重与Hg、Cu、Zn之间存在较强的相关关系.因而,综合来看,文昌鱼的体长和体重与体内重金属含量关系很大,可以较好地反映体内Hg、Cu、Zn的含量情况.     

再生水地下储存过程中金属元素的变化规律

再生水地下储存过程中增大了将有毒有害污染物质引入地下水的风险。针对再生水地下储存过程中重金属元素的变化规律开展研究。结果表明:对于碱土金属元素,K、Na主要受入渗驱替作用控制,Ca、Mg在模拟含水层中可发生混合沉淀;对于痕量金属元素,回灌后受混合作用影响,Zn、Fe、Cd、Cr、Hg浓度趋近于再生水中的浓度,As、Ba、Pb浓度高于地下水及再生水,但溶出后As、Ba、Pb的质量浓度处于GB/T 14848—93《地下水环境质量标准》Ⅲ类标准限值范围内,对水质影响不大。     

Modelling of the relationship betwen trace elements and three species of sulfur in coal

ＭｏｄｅｌｉｎｇｏｆｔｈｅｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐｂｅｔｗｅｎｔｒａｃｅｅｌｅｍｅｎｔｓａｎｄｔｈｒｅｓｐｅｃｉｅｓｏｆｓｕｌｆｕｒｉｎｃｏａｌＬｕＸｉａｏｈｕａ，ＺｅｎｇＨａｎｃａｉＮａｔｉｏｎａｌＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＣｏａｌＣｏｍ...     

Modelling of the relationship between trace elements and three species of sulfur in coal

Based on the determination of several trace elements in coal particulate of different specific gravity, three-variables regression equations relate the contents of trace elements Be, Cd, Co, Pb, Cu, Ni, As and three species of sulfur in coal were well established. For elements Cd, Co, Pb, Cu and Ni, the regression equations were successfully used for prediction of these trace elements in individual part of coal with different specific gravity. Factor analysis was also used to analyze the data sets. The results showed that a three factor model can interpret the data sets reasonably. Trace elements Cd, Co, Pb, Cu, Ni, inorganic sulfide and total sulfur in coal are high correlated with the first factor. Trace elements Be, sulfate and organic sulfide are high correlated with the second factor and trace elements Cr and As are high correlated with the third factor. The factors can be interpreted by the chemical properties of these elements.     

燃煤电厂石灰石-石膏湿法脱硫系统中痕量元素的迁移分布规律

燃煤电厂是煤炭消耗的主力军,煤炭在燃烧过程中,大量痕量元素随烟气排出.随着我国环保要求的不断提高,燃煤电厂的痕量元素排放受到广泛关注.石灰石-石膏湿法烟气脱硫(WFGD)系统不仅能高效吸收烟气中的SO₂,同时影响痕量元素的迁移分布.本研究对安徽省3个超低排放燃煤电厂的WFGD系统中进/出口烟尘、石灰石、工业水、污泥、石膏和脱硫废水等环境样品进行了采集,研究了Cr、As、Cd、Pb和Hg等痕量元素的迁移分布特征.结果表明：(1)WFGD系统对烟尘中痕量元素的去除率在95%以上,脱硫污泥中Cr、As和Hg浓度分别为29.9～52.2、12.5～36.7和2.2～6.5 mg/kg,约为石膏中Cr、As和Hg浓度的7～9倍.(2)元素质量平衡分析表明,痕量元素主要来源于烟气和石灰石,主要输出为污泥和石膏,废水中仅富集少量Cd.研究显示,脱硫石膏和污泥的处置及再利用过程中需着重关注痕量元素的环境影响.     

松花江沉积物金属元素含量、污染及地球化学特征

研究了松花江沉积物常量和微量金属元素地球化学行为.从松花江采集39个沉积物样品,分析了沉积物中As、Cd、Co、Cr、Cu、Hg、Zn、Ni、Pb、Sb、Sc、V、Mn、Ti、AI、Fe、Mg、Ca、Na、K的总量,目的是阐明松花江吉林市至哈尔滨市河段沉积物金属元素含量和分布特征,考察元素之间的地球化学关系,探讨微量金属污染物区域基线用于定量分析沉积物微量金属元素的污染.松花江沉积物中有毒微量金属的浓度如:As、Cd、Co、Cr、Cu、Hg、Zn、Ni、Pb、V分别为2.7～11.5、0.05-1.38、4.8～14.7、15.9-78.9、2.4-75.4、0.01-1.27、21.8-403.1、6.2-35.8、12.6-124.4、22.1-108.0 mg/kg.由于人为干扰(污染).沉积物中Cd、Cu、Hg、Zn、Pb的时空分异高于常量元素.而且这些金属元素与其赋存矿物元素.如Fe、Mg、Sc之间的相关性降低了.本研究建立了沉积物中常见污染污染物As、Cd、Co、Cr、Cu、Zn、Ni、Pb、V的环境基线浓度,为定量估算松花江沉积物污染提供了理论依据.松花江沉积物中微量金属污染程度低于珠江和长江,与黄河近似.     

北京市公园道路粉尘Cu,Pb,Zn含量及其污染评价

通过对北京市12个具代表性公园的道路粉尘取样调查,测定了粉尘中常量元素Fe,Ca,Mg,K及重金属Cu,Pb,Zn的质量分数以及pH值。结果表明,公园道路粉尘与表层土壤中的Fe,Ca,Mg,K的质量分数和pH值都非常接近,性质相似;公园道路粉尘中存在着一定的Cu,Pb,Zn含量积累现象,尤以Pb,Zn明显。综合污染指数大小的规律,总体上是市区公园道路粉尘高于市郊,市中心景山公园道路粉尘的污染指数最高。聚类分析结果显示,公园的聚类与其所处的交通位置关系密切。公园道路粉尘Cu,Pb,Zn质量分数的相关性较好,表明交通是造成公园道路粉尘中Cu,Pb和Zn含量积累的重要因素。      

煤矸石的淋溶行为与环境影响的研究--以淮南潘谢矿区为例

淋溶是有害微量元素从煤矸石中析出后污染环境的重要途径。本文在对淮南潘谢矿区煤矸石浸泡实验的基础上,研究了在雨水pH值波动范围内有害微量元素从煤矸石中淋溶析出的变化规律,利用计算最大溶出量和老矸石山下土壤与清洁区土壤中微量元素对照的方法,探讨了煤矸石的淋溶对水环境及周围土壤的影响。潘谢矿区煤矸石的露天堆放、用作填充材料对地表水、地下水及土壤不会造成显著影响,宜推广煤矸石用做填充材料,以变废为宝,节约土地资源。     

大气颗粒物对水芹和白菜可食部位铅镉砷累积的影响

近年来京津冀地区雾霾天气频发,大气颗粒物聚集为其主要原因之一.细颗粒物负载的重金属一定程度上会影响叶菜类蔬菜可食部位重金属的积累.本研究以水生和旱生叶菜类蔬菜水芹、白菜为主要对象,采用营养液培养和土壤培养试验,探索了不同生长环境下(生活区和工业区,以室内培养箱作为对照)蔬菜可食部位铅(Pb)、镉(Cd)、砷(As)的累积特征及大气颗粒物的贡献程度.结果表明,水芹、白菜可食部位Pb、Cd、As含量呈现工业区生活区对照的趋势(p0.05),其中工业区生长的水芹、白菜中Pb含量分别为对照的49.1倍和20.0倍,均超出我国食品安全标准中叶菜蔬菜铅的安全限值(GB 2762-2012).经分析工业区大气颗粒物对水芹、白菜Pb累积贡献率分别高达98%和93%,工业区大气PM_(2.5)中Pb质量浓度显著高出生活区24.3倍(p0.01),且土培白菜与大气PM_(2.5)中Pb含量呈极显著的正相关关系,这些均表明大气颗粒物对叶菜类蔬菜中铅富集的直接影响.此外,尽管大气颗粒物对水芹和白菜中Cd、As的累积贡献高达78.3%~99.3%,但工业区大气PM_(2.5)中Cd、As的质量浓度相对较低,因此,所有水芹、白菜样品中Cd、As含量均符合我国食品安全标准.综上所述,大气颗粒物直接影响着露地叶菜类蔬菜可食部位重金属的富集.