南四湖表层沉积物中砷赋存特征及污染评价

为了解南四湖表层沉积物中砷（As）的赋存与分布特征及污染状况,分别采用王水消解-原子荧光法和Tessier修正连续提取法分析59个表层沉积物样品中As含量及其赋存形态,并利用次生相与原生相比值法和风险评价编码法进行As污染与生态风险评价。结果表明：南四湖表层沉积物中总砷（TAs）含量为8.81~25.14 mg/kg,平均值为（18.06±5.26）mg/kg,高于山东省土壤As背景值和黄河干流沉积物As背景值;各形态As平均含量依次为残渣态（17.30 mg/kg）>腐殖酸结合态（0.31 mg/kg）>铁锰氧化态（0.30 mg/kg）>离子交换态（0.05 mg/kg）=水溶态（0.05 mg/kg）>碳酸盐结合态（0.04 mg/kg）>强有机质结合态（0.004 mg/kg）;各湖区均以残渣态As为主,可提取态As仅占TAs的4.46%。次生相与原生相比值法评价结果表明,南四湖沉积物中As均为清洁水平;风险评价编码法评价结果表明,南四湖沉积物整体上无生态风险,但约有28.8%的采样点沉积物中As处于轻度生态风险。

     

云南阳宗海砷的分布与来源

通过采集阳宗海水体、沉积物样品并测定砷的总量及形态组成,分析了水体、沉积物中砷的空间分布,评价了砷的污染现状,计算了人为贡献率与湖中砷的储存量,并调查了砷的来源.结果表明,2010年4月阳宗海水体中总砷含量介于71.96～101.2μg·L-1,且随着水深的增加而略有升高.溶解态砷在68.14～96.72μg·L-1之间,其中As(Ⅲ)占32%.水中砷的健康危害风险度在4.77×10-4～6.66×10-4a-1的范围内,对周围环境产生严重威胁.沉积物中砷含量介于6.05～396.49 mg·kg-1.0～2、2～4、4～6、6～8及8～10 cm沉积物中砷的平均含量依次为155.66、52.01、29.78、19.22、17.52 mg·kg-1.表层0～2 cm沉积物砷的累积程度最高,地累积指数最高达5级.随着深度增加,砷的累积程度显著降低.沉积物中砷的各种形态的平均含量由高到低依次为残渣态、腐殖酸结合态、铁锰氧化态、强有机结合态、离子交换态、水溶态、碳酸盐结合态.随着深度增加,砷的生物可利用态比重逐渐减小,残渣态的比重明显增大.表层0～2 cm沉积物砷的人为贡献率最大,平均为81.94%.随深度增加,人为贡献率显著降低.目前,阳宗海水体与沉积物中的砷储存总量为70.65 t,人为贡献量占砷总储存量的82.68%,这其中主要来自南岸的磷肥厂.同时,东岸的高尔夫球场及北岸的火电厂、温泉也对阳宗海砷的累积有所贡献.     

川中丘陵区自然沟渠水体与沉积物中砷的分布特征及污染评价

通过对川中丘陵区72条自然沟渠水体和沉积物总砷含量的调查与分析,研究了该区自然沟渠水体和沉积物总砷含量的分布特征,并利用综合指数法和地累积指数法分别对该区自然沟渠水体和沉积物总砷的污染状况进行了评价.结果表明:①川中丘陵区自然沟渠水体总砷含量在2.20～44.13μg·L~(-1)之间,平均值为7.44μg·L~(-1),其中,有22.22%的沟渠水体总砷含量超过WHO限定标准;沉积物总砷含量在3.40～17.78 mg·kg~(-1)之间,平均值为8.64 mg·kg~(-1),有5.56%的沟渠沉积物总砷含量超过国家一级土壤标准;②不同类型自然沟渠水体和沉积物总砷含量差异显著,沟渠水体总砷含量大小顺序为:居民区沟渠水田沟渠旱地沟渠荒地沟渠;沉积物总砷含量大小顺序为:居民区沟渠水田沟渠荒地沟渠旱地沟渠;③自然沟渠水体总砷含量与水体总氮、总磷含量呈显著正相关,沉积物总砷含量与沉积物总氮、总磷和有机质含量均呈显著正相关;④水体和沉积物总砷含量评价结果显示,川中丘陵区大部分自然沟渠总砷含量处于清洁水平,但仍有部分自然沟渠处于轻度污染状态,具有潜在的砷污染风险.     

阳宗海湖滨湿地环境因素对沉积物砷赋存形态的影响及浓度水平预测

湖滨湿地独特的水文条件区别于其他生态系统,环境因素变化频繁,对沉积物中污染物形态影响显著.以阳宗海南岸湖滨湿地表层沉积物为研究对象,探究不同季节的S-TAs（沉积物中总砷）、不同形态砷质量分数及环境因素时空分布特征,以及环境因素与不同形态砷分布的关系,同时基于逐步回归和BP神经网络模型对沉积物中4种不同形态砷（弱酸提取态砷、可还原态砷、可氧化态砷、残渣态砷）质量分数进行预测和比较.结果表明:①夏季ρ（W-TAs）（W-TAs为水体总砷）、w（S-TAs）（S-TAs为沉积物总砷）略高,且ρ（W-TAs）处于GB 3838-2002《地表水环境质量标准》Ⅲ级限值（0.05 mg/L）和Ⅴ类限值（0.1 mg/L）之间,冬季物理指标pH、ρ（DO）、E_h（氧化还原电位）、电导率（TDS）、w（OM）均较高,沉积物pH（记为S-pH）、ρ（DO）与E_h存在明显的季节性差异（P < 0.05）.②湖滨湿地沉积物中活性砷（弱酸提取态砷、可还原态砷、可氧化态砷）质量分数之和所占比例为17.70%~62.59%,80%采样点的活性砷的质量分数较低,对生态风险影响较小,S-pH、ρ（DO）、E_h对不同形态砷的质量分数影响显著（P < 0.05）,同时,不同季节湖滨湿地对砷均有明显的拦截作用.③与逐步回归模型相比,BP神经网络预测模型是通过输入层到输出层的计算完成,增强了非线性、自适应性处理能力,不同砷形态质量分数的实测值与预测值的拟合度高达0.999 5,而逐步回归仅为0.374 9,神经网络更准确地预测了不同形态砷的质量分数及时空变化规律.研究显示,湖滨湿地环境因素的变化对沉积物砷赋存形态具有显著影响,因BP神经网络比数理统计线性回归模型更能准确地反映沉积物不同形态砷与环境因子间复杂的非线性关系,预测效果更精确.      

含砷矿区河流沉积物粒径组成及砷赋存特征

矿区河流沉积物是重金属污染物的迁移载体。研究了某含砷矿区河段沉积物砷含量分布、赋存形态及粒径对沉积物中砷水力传输的影响机制。结果表明:矿区河流沉积物中砷污染问题突出;沉积物颗粒大小不仅影响砷在沉积物组分中的分配与赋存形态,还会影响水环境中砷的传输。在矿区上游和中上游河段,沉积物均以粗砂、中砂组分为主,上游河段沉积物中砷含量为18.53 mg/kg,主要来源于原生矿物,以结晶水合铁铝氧化物结合态和残渣态等稳定形式存在。中上游河段沉积物中砷含量达到3492 mg/kg,主要来源于采矿活动导致矿石中砷的氧化溶出和部分原生矿物,粗砂、中砂组分(73.90%)中砷以弱结晶水合铁铝氧化物结合态和残渣态为主,分别占总砷含量的83.71%和83.82%,细砂、极细砂、粉砂中砷主要以专性吸附态和弱结晶水合铁铝氧化物结合态存在,分别占总砷含量的58.72%、58.51%和73.10%。在距离矿区2,4 km处的中游、下游河段沉积物砷含量仍有371,247 mg/kg,以细砂、极细砂、粉砂为主,其中专性吸附态和弱结晶水合铁铝氧化物结合态砷是主要形态;沉积物<0.25 mm(细砂、极细砂、粉砂)组分中砷含量是粗砂组分的1.5倍,<0.25 mm细颗粒沉积物对砷的水力传输起主导作用。因此,应加强废弃含砷矿区河流生态治理和水土保持,防止细泥沙入水;同时,加强下游河段沉积物生态疏浚和修复治理,防止沉积物中砷的再释放。     

万泉河流域表层水体和沉积物中微塑料的污染特征

新污染物微塑料（microplastics, MPs）已对全球水生生态系统的稳定性构成潜在的威胁。本研究基于海南岛万泉河流域的10份表层水体样品和9份沉积物样品,分析了万泉河流域不同环境介质中微塑料污染特征。结果表明：万泉河表层水体中微塑料丰度为0～1.7个/L,而沉积物中微塑料丰度为0～14.8个/kg。万泉河微塑料丰度分布总体趋势是从上游到下游乃至河口地区逐步升高,在支流汇合处突然增高。水体中小粒径微塑料（0.005～0.5 mm）的占比要高于沉积物中的占比,水体中微塑料以绿色为主,而沉积物样品以蓝色为主。水体及沉积物微塑料形状均以纤维状占比最高。赛璐玢（cellophane）是水体和沉积物中鉴定出的微塑料样品的最主要塑料聚合物类型。另外,水体中检测出了少量聚丙烯腈（PAN）以及聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）等塑料聚合物,而沉积物中检测出了聚丙烯（PP）、聚乙烯（PE）、聚苯乙烯（PS）、聚酰胺（PA）等塑料聚合物。研究表明,万泉河流域内的微塑料来源主要以农村生活污水、生活垃圾及渔业废弃物为主。万泉河的微塑料丰度相较于其他主要外河流水域总体偏低,但仍受到不同程度人类活动的影响。本研...     

白洋淀水体富营养化和沉积物污染时空变化特征

雄安新区成立以后,在白洋淀流域实施了一系列污染综合整治措施.为评估白洋淀污染状况并识别主要污染来源,本文在淀内采集了30个水体样品和29个沉积物样品,分析了水体中的COD、TP、TN、NH⁺₄-N和Chla这5项指标和沉积物中TN、TP和重金属(Cd、Zn、Cu、Pb、Ni、As和Cr),结合历史监测数据分析了白洋淀污染时空分布特征及其影响因子.结果表明, 2019年白洋淀淀内水体整体处于富营养化状态, 30个采样点中"轻度富营养化"点位8个,"中度富营养化"16个,"重度富营养化"6个,与1991～2017年相比,淀区北部地区多数点位的营养程度明显下降,污染整治措施基本上遏制了水体污染加重趋势.沉积物营养盐污染依然严重,TN含量在1 483.7～14 234.1 mg·kg^-1之间,平均值为5 054.9 mg·kg^-1,变异系数高达46.5%,TP含量在360.3～1 964.4 mg·kg^-1之间,平均值为925.4 mg·kg^-1,变异系数为25....     

水体砷污染控制与治理技术研究

分析了水体砷污染来源及危害,总结了水体砷污染的控制途径以及水体砷污染的治理方法,对水体砷污染进行了展望。     

长江口南岸水体SPM和表层沉积物中OCPs的赋存

利用GC-ECD对长江口南岸14个采样点水体悬浮颗粒物(SPM)及表层沉积物进行了有机氯农药(OCPs)的测定,分析了其中HCHs和DDTs的赋存水平和形态分布.研究表明,OCPs的含量水平有DDTs>HCHs的趋势;悬浮物中污染物浓度高于表层沉积物.悬浮物中HCHs污染水平分布在6.24～14.75ng/g,平均值为12.27ng/g;DDTs的污染水平为3.36～25.66ng/g,平均值为16.37ng/g.而表层沉积物中HCHs含量为1.19～8.22ng/g,平均值5.92ng/g;DDTs的含量水平为4.96～14.94ng/g,平均值为8.92ng/g.研究区内OCPs的含量低于ER-M值,对环境生物具有潜在的危害性.     

广西土壤和沉积物砷含量及污染分布特征

广西素有“有色金属之乡”美誉,土壤重金属污染问题较为突出。通过总结1989年以来相关文献,探讨了广西土壤和沉积物中砷含量及污染分布特征。3 045个和477个土壤和沉积物有效样点的统计分析表明,广西砷污染土壤主要分布于桂西北地区,尤其是刁江及金城江流域;矿业活动显著影响土壤砷积累,从其均值看：工矿区非农用土壤（140.5 mg/kg）>工矿区农用土壤（80.68 mg/kg）>非工矿区农用土壤（19.11 mg/kg）>城区土壤（18.35 mg/kg）,重度砷污染农用地样本均来自南丹;工矿区河流沉积物砷含量（283.5 mg/kg）远高于非工矿区,主要受影响区分布在刁江及大环江流域。为了控制环境风险,建议开展主要水系沉积物砷污染详查,加强南丹及周边区域污染防控和污染土壤修复。     

云南阳宗海湖底沉积物重金属分布与来源

测定了阳宗海表层沉积物重金属Pb、Cu、Cr、Mn、Zn、As的含量,平均值依次为40.3mg/kg、97.6mg/kg、145.8mg/kg、617.9mg/kg、149.2mg/kg、31.4mg/kg。利用地积累指数法对重金属的污染程度进行评价。结果表明,沉积物中Cu的累积最严重,As、Zn、Cr也发生明显的累积。Mn的累积程度略低,为轻度至中度污染水平。Pb含量接近背景值,显示轻微污染。重金属污染程度顺序为CuAsCrZnMnPb。分析认为,工、矿、旅游业排污等人类活动因素与岩石风化等地球化学过程是沉积物中重金属的两个主要来源,同时也是沉积物中重金属的水平分布产生两种不同特征的主要原因。     

巢湖表层沉积物中砷的分布特征及其污染评价

以巢湖表层沉积物为研究对象,利用BCR法研究了该沉积物样品中不同形态砷的分布特征,并对该沉积物中砷的污染状态进行了评价。结果表明,巢湖表层沉积物中的总砷浓度高于沉积物的背景值(源自“安徽省江淮流域区域生态地球化学调查”项目9个湖泊663件沉积物样品统计结果),在空间上表现出东西高,中间低的分布特征,巢湖表层沉积物中的砷主要以残渣态为主,占总砷浓度的68.64%~79.24%,弱酸提取态、可还原态和可氧化态砷浓度分别为1.18~2.82,0.73~2.01和0.05~1.06 mg/kg,三种形态的砷浓度平均值所占比例为3.83:2.90:1,该沉积物中总砷浓度为西湖区高于东湖区,可氧化态砷则为东湖区高于西湖区。由于沉积物中砷浓度的高低与流域有机物和营养盐的污染负荷密切相关,因此该沉积物中的残渣态砷有向可还原态和弱酸提取态砷迁移转化的可能性。采用潜在生态风险指数法、地累积指数法和沉积物重金属质量基准法对巢湖表层沉积物中砷的污染状态进行评价,结果表明,巢湖表层沉积物中砷污染程度较轻,潜在风险很小,短期内对周边环境和生物不会造成很大的威胁。     

淮河流域安徽段水体和沉积物微塑料赋存特征及风险评估

为探究淮河流域安徽段水体与沉积物微塑料赋存特征及生态风险级别,采用野外采样、体式显微镜、扫描电镜、傅里叶红外光谱（FTIR）以及风险指数（H）和污染负荷指数（PLI）模型等方法,分析了流域水体和沉积物微塑料现状,并进行了微塑料生态风险评估.结果表明,流域各点位微塑料检测率为100%,表层水与沉积物微塑料平均丰度分别为（39800±3367） n ·m^-3和（5078±447） n ·kg^-1,下游微塑料平均丰度要高于上游和中游.水体和沉积物微塑料粒径以20~150 μm为主,占比分别为82.96%和80.77%.微塑料形状主要为纤维（水体76.05%、沉积物84.53%）、薄膜（水体21.83%、沉积物15.43%）和碎片（水体2.12%、沉积物0.04%）.水体和沉积物中微塑料主要以透明颜色为主,占比分别为63.31%和83.69%.水体和沉积物主要以聚乙烯（水体65.74%、沉积物80.62%）和聚丙烯（水体18.43%、沉积物9.71%）为主,微塑料主要来源于农业薄膜、废弃渔具渔网和港口人为废弃的塑料袋.微塑料风险指数（H）模型评估表明部分点位风险指数较高,淮河流域安徽段微塑料风险等级为Ⅱ级,污染负荷指数（PLI）模型评估表明流域地表水体和沉积物总体上生态风险较低.     

砷污染治理后阳宗海沉积物砷的分布与稳定性

阳宗海砷污染治理后,大量的砷随絮凝剂沉积到沉积物中。通过测定阳宗海沉积物及其上覆水中的总砷,用Tessier连续提取法分析了不同深度沉积物中砷的形态和稳定性,并用潜在生态风险指数法、地累积指数法评价了沉积物中砷的污染状况,旨在评估用絮凝剂治理湖泊砷污染是否存在二次污染的风险。研究表明,表层沉积物砷含量在湖底的水平分布不均匀,且随沉积物深度的增加而略有降低。沉积物中砷含量随着时间的推移而增加。地累积污染级别大部分为0级,潜在生态危害为Ⅰ级,沉积物砷污染程度相对较低,潜在生态危害风险小。各层沉积物中稳定性高的残渣态砷含量(14.12~18.38 mg/kg)及比例(93.47%~97.30%)均较高,因此,目前沉积物中砷稳定,不易溶出形成二次污染。     

阳宗海湖泊砷污染来源解析与防治

2008年以来,云南阳宗海湖泊发生了砷污染,导致水体功能下降,对周边社会经济造成了重要影响。通过对阳宗海湖泊水环境、入湖河流、泉眼、周边工业源的砷监测分析以及地质环境状况的研究,弄清了阳宗海深水湖泊砷污染的水平、时空变化规律、污染来源解析,研究结果显示,其砷污染来源于阳宗海南岸地下多个上升出露泉眼。     

阳宗海表层沉积物和农田土壤微塑料的赋存差异及来源

为了解阳宗海表层沉积物和周边农田土壤微塑料的赋存差异和主要来源,作者于2022年6月在24个表层沉积物采样点和11个农田土壤采样点采集样品,采用密度浮选法分离样品中的微塑料,利用体视显微镜和拉曼光谱仪分别对微塑料进行镜检和成分鉴定。结果表明,阳宗海表层沉积物和农田土壤微塑料丰度分别为(323.7±115.6)、(93.0±50.1)个/kg,微塑料在空间上均主要分布在北部和中部区域。纤维状是微塑料的常见形状,分别占表层沉积物和农田土壤微塑料总数的76.28%、69.79%,碎片状在农田土壤中的数量占比较表层沉积物高11.73个百分点,颗粒状在农田土壤中的数量占比较表层沉积物低5.57个百分点。蓝色和透明是微塑料的常见颜色,两者在表层沉积物和农田土壤中合计数量占比分别为92.36%、86.41%。小粒径(<1 mm)微塑料占据主导地位,表层沉积物中小粒径微塑料的数量占比较农田土壤高14.21个百分点。拉曼光谱检测结果表明,表层沉积物中聚对苯二甲酸乙二醇酯、涤纶等成分的微塑料数量占比分别较农田土壤高11.84%、7.84%,聚丙烯成分的微塑料数量占比较农田土壤低16.57个百分点。结...     

水体沉积物中有效砷的测试新方法研究

一种氧化铁/醋酸纤维素复合膜(FeO/CAM)被用于太湖沉积物中砷的生物有效性评估.结果发现,在水介质中,FeO/CAM对沉积物中砷的富集量随土水比增加而呈乘幂函数减少,在土水质量比为0.025(即1:40)之后趋于某一平台值;在土水比为0.025并得到充分振荡的条件下,沉积物中释放的有效砷被FeO/CAM富集至膜中,并随时间增加而增加,至24 h后逐渐趋于平衡,这一过程恰当地模拟了生物对砷的吸收.因此,FeO/CAM可以用于有效砷的体外测试.利用FeO/CAM对12个总砷含量为6.4～34.6 mg·kg-1的太湖沉积物样品中的有效砷进行了测定.结果发现,FeO/CAM提取的有效砷含量与磷酸盐缓冲液提取的有效砷含量之间显著相关.太湖沉积物中的有效砷含量与总砷、总磷、有机质和吸附磷含量以及磷吸附饱和度显著相关,说明沉积物理化属性对有效砷含量有重要影响.FeO/CAM克服了化学试剂提取过程中引起的非有效态砷释放的根本缺陷,因此,FeO/CAM方法在沉积物有效砷含量的测定时比化学试剂提取法可能更准确.     

阳宗海沉积物重金属污染评价及来源解析

对沉积物中重金属进行污染评价及来源分析有助于为重金属污染治理提供决策依据。该研究以阳宗海不同湖岸湖滨湿地沉积物为研究对象,运用沉积物富集系数法和内梅罗指数法评价沉积物中9种重金属污染程度,并运用聚类分析和因子分析法对重金属污染来源进行识别。结果表明:(1)阳宗海湖滨湿地沉积物中重金属在不同湖岸呈现不同分布特征,As、Cd、Cr、Zn、Mn在东部含量较高,Co、Cu、Ni最高值出现在北部;Pb最高值出现在南部;(2)在研究区域Cd属于重度污染,As、Zn、Cu、Cr、Ni、Pb和Co均属于中等污染水平,且EF值均大于1,表明该研究区的重金属污染物除了来自地壳和自然风化过程,还受到于人类活动、工业生产等外源污染影响;(3)阳宗海不同湖岸重金属Mn和Cd累积效应最为显著,在东部湖滨湿地As和Cu的累积效应也较显著,其余重金属在不同湖滨湿地表现出不同程度的污染累积;(4)因子分析可将9种重金属归为第一主成分(Zn、Cu、Cd、Ni、Pb、Co、Mn),贡献率为72.16%,为工业因子,第二主成分(As、Cd)为能源因子,通过聚类表明,该研究区域在污染程度上可分为3大类,主要受西南季风、铝厂、火电厂等影响。基于该研究结果,在今后环境治理时应该加强污染源控制,保护阳宗海生态环境。     

滇池水体和沉积物中营养盐的分布特征

在滇池外海不同方位选取6个采样点,研究了水质现状,沉积物Eh,pH,总氮,总磷以及间隙水重金属的剖面分布特征。结果表明,滇池水体仍属富营养化状态。在氧化表层下,Eh随沉积深度的增加迅速降低,沉积物深层为还原状态。pH在沉积物剖面变化不大,为7 0～8 5。滇池沉积物含有丰富的营养物质,总氮和总磷最高质量分数分别为8 67和3 46g kg。剖面分布表明,沉积物表层总氮和总磷含量远高于底层,在表层0～10cm含量随深度增加而迅速降低。重金属元素在水-土界面的浓度梯度为沉积物向水体的扩散提供了条件。不同采样点相比,位于昆明市附近的S6点沉积物内负荷较大。在外源减少的情况下,沉积物内负荷可能在一定时间内成为控制滇池水质的主导因子。      

北京市凉水河表层沉积物中砷含量及其赋存形态

选择北京市典型的非常规水源补给城市河流(凉水河)为研究对象,采用王水水浴消解法和BCR三步提取法分析了表层沉积物中砷含量及其形态,并利用富集系数法、风险评估指数法和沉积物重金属质量基准法对表层沉积物中砷进行评价.结果表明,凉水河表层沉积物中总砷含量范围是2.18~22.5 mg·kg~(-1),均值为6.01 mg·kg~(-1),多数样点低于北京市土壤中砷的背景值;沉积物中砷主要以残渣态(B4态)存在,平均含量为3.93 mg·kg~(-1);沉积物中各形态砷所占的平均比例顺序为:残渣态(B4态)可还原态(B2态)可氧化态(B3态)弱酸可溶解态(B1态),其中生物有效态砷占总砷的平均比例为39.61%.富集系数法分析结果显示凉水河表层沉积物中砷基本未出现富集;风险评估指数法分析结果显示凉水河60%的采样点表层沉积物中砷含量呈中度风险,40%的采样点呈低风险;沉积物重金属质量基准法分析结果显示凉水河55%的采样点表层沉积物中砷含量低于阈值效应水平(TEL),40%的采样点处于可能效应水平(PEL)和阈值效应水平(TEL)之间.