太湖表层沉积物中重金属形态分布及其潜在生态风险分析

利用BCR 3步提取法对太湖37个表层沉积物样品中重金属Ni、Cu、Zn和Pb的形态进行调查研究,并基于重金属形态评价方法(RSP)对太湖沉积物中4种重金属的潜在生态风险进行了初步评价.结果表明,太湖表层沉积物中Ni、Cu、Zn和Pb含量显著高于太湖沉积物背景值,分别超出背景值80.3%、13.5%、25.9%和69.6%,表现出明显的累积效应.残渣态和Fe-Mn氧化物结合态是太湖表层沉积物中4种重金属的主要赋存形态,4种重金属的可提取态比例均大于50%,具有较高的二次释放潜力.从RSP污染指数分析,太湖表层沉积物中4种重金属的潜在生态风险大小为为Ni>Zn>Cu>Pb,表层沉积物中可提取态重金属的空间分布特征明显,表现为北部湖湾>西太湖>其他区域     

锦州湾沉积物中重金属形态特征及其潜在生态风险

用5步提取法分析了锦州湾14个样点沉积物中6种重金属的地球化学形态.结果表明,Cd主要分布在可交换态和碳酸盐结合态; Zn和Pb主要分布于碳酸盐结合态和铁锰氧化态;Cu主要分布在有机硫化物结合态;Cr、Ni主要结合于残渣态中.对Hakanson潜在生态危害指数法作了改进,结合了地球化学形态对生物毒性的影响,得出的生态风险评价结果和次生相与原生相比值法的污染评价结果类似.锦州湾西南角海域生态危害极高,产生生态危害的主要重金属污染物依次为Cd＞Zn＞Pb＞Cu.按风险等级和区域分布将锦州湾划分为4个生态风险功能分区,沿东北方向生态风险随距离增加而减弱.     

The chemical stability of heavy metals in a natural water system

A comprehensive investigation of heavy metal pollutants in Xiangjiang river was accomplished to evaluate their chemical stability through three different ways: (1) Chemical speciation by direct measurements; (2) Chemical equilibrium model simulation; (3) Sediment extraction experiments. All the results demonstrated that the directly bioavailable fraction was in a very limited amount. The metal bound to organic ligands, adsorbed particles and precipitated species presented a buffer for solution species. The majority of metals occured in the residues as solid particulates. It was inferred that the heavy metal pollutants in this aquatic system exhibited a high chemical stability. The critical limits of discharging load and pH values were suggested.     

湘江表层沉积物重金属的赋存形态及其环境影响因子分析

采用BCR三步分级提取法分析了湘江衡阳段与岳阳段表层沉积物中4种重金属（Cd、Pb、Cu、Zn）不同赋存形态的含量,阐述了重金属赋存形态及其环境影响因子的关系,评估了这4种重金属的生物有效性.结果表明,4种元素均以弱酸溶解态、可还原态和可氧化态3种可提取态为主,各元素生物有效性即可提取态含量排序为：Cd〉Pb〉Zn〉C...     

典型城市河流(凉水河)表层沉积物中重金属赋存形态特征

采集海河流域典型城市河流(凉水河)表层沉积物,利用BCR三步提取法分析沉积物中Cd、Cr、Cu、Ni、Pb和Zn的赋存形态特征,分析环境因子与重金属形态的相关性,并利用风险评估指数法(RAC)评价重金属的生态风险.结果表明,Cd以弱酸溶解态(B_1态)为主,平均含量为0.27 mg·kg~(-1);Cr、Ni和Zn以残渣态(B4态)为主,平均含量分别为55.50、17.41和51.84 mg·kg~(-1);Cu以可还原态(B_2态)和B_4态为主,平均含量分别为19.73和19.25 mg·kg~(-1);Pb以B_2态为主,平均含量为14.96 mg·kg~(-1).此外,在凉水河表层沉积物中,B_1态Cr与粒径中值呈正相关(p≤0.05),而B_1态Zn与有机质呈显著正相关(p≤0.01),且Cd为高风险(B_1态占总量比例为40.51%).     

珠江口桂山岛沉积物中重金属的污染评价和形态分布特征

在珠江口东侧航道附近的桂山岛周围7个位点采集表层沉积物样品,采用Hakanson生态危害指数法和污染系数初步考察了表层沉积物中重金属污染状况和生态危害程度,并由重金属富集因子分析了沉积物中重金属污染来源.结果表明,沉积物中Cu、Pb、Cd和Zn的富集达到中等污染水平,而Ni尚处于低污染水平;沉积物中重金属的生态危害目前...     

赤水河流域表层沉积物重金属的污染特征及生态风险评价

赤水河是长江水系唯一一条主河道没有筑坝的一级支流,对长江流域珍稀鱼类繁殖具有重要的生态意义.为了解赤水河流域沉积物中重金属的污染特征,采集32个样品,并对7种重金属(Cu、Zn、Cd、Mn、Ni、Hg、As)含量分别进行测定.结果表明,赤水河沉积物中7种重金属含量全部高于赤水河沉积物背景值,但与我国其他河流相比,赤水河重金属含量较低,污染较少.地累积指数评估结果表明,7种重金属的平均Igeo值由高到低依次为CdMnNiAsCuZnHg,其中90.62%的采样点存在不同程度的Cd污染.污染负荷指数计算表明,上、中、下游的污染负荷指数分别为1.49、1.14、1.03,均属中等污染.Hakanson潜在生态风险指数法评价结果表明,各重金属单因子生态危害程度由强至弱依次为CdHgAsNiCuMnZn,各采样点7种重金属的潜在生态风险指数(RI)介于32.34~930.07之间,总体潜在生态风险较低.     

淀山湖沉积物孔隙水中重金属元素分布特征

用原子吸收光谱仪测定了淀山湖上覆水体和沉积物孔隙水中Pb、Cu、Cr、Cd、Fe和Mn的浓度.结果表明,上覆水体中及沉积物孔隙水中重金属元素浓度由高到低的顺序,夏季为Fe>Mn>Cr(Cu)>Pb>Cd,冬季为Mn>Fe>Cr(Cu)>Pb>Cd.各种重金属元素在孔隙水中的浓度比上覆水体中的浓度高得多,且在孔隙水中随深度均呈现典型的峰型分布;但随季节的变化,峰值发生位移.重金属元素的浓度在沉积物-水界面处变化明显,夏季沉积物中的Cr对上覆水体水质的影响较大.     

水坝建设影响下澜沧江中游沉积物重金属形态分析及污染指数研究

采集了漫湾库区和大朝山库区25个采样断面的沉积物样品.每个库区均从上游到下游分为河流区、过渡区和湖泊区,研究了沉积物中As、Cd、Cr、Cu、Mn、Ni、Pb、Zn元素的含量和赋存形态差异,利用次生相与原生相分布比值法(RSP)分析重金属元素的污染水平.结果表明,各库区从上游到下游沉积物中的重金属元素和碳氮元素均呈现出增加的趋势,而沉积物的中值粒径呈现出减小的趋势.漫湾库区的As、Cd、Zn元素平均含量均高于大朝山库区;大朝山库区的Cr、Mn、Ni、Pb元素平均含量均高于漫湾库区.在重金属赋存形态中,Cd和Mn元素以可交换态和残渣态为主;Cu、Pb以有机质态和残渣态为主;其余重金属元素均以残渣态为主.沉积物中的可交换态在有机碳的络合作用下转化成有机质态.在水坝建设的影响下沉积物中细颗粒和有机质含量明显上升,重金属在细颗粒物和有机质的共同作用下蓄积于坝前的沉积物中.PSR分析结果表明,在水坝运行影响下,各库区湖泊区和过渡区的污染水平均高于河流区.其中,Cd元素所有地区处于重度污染水平;Mn和Pb大部分区域处于中度污染水平;Cu元素大部分区域处于轻度污染水平;其余元素基本无污染.     

工业废水重金属排放区域及行业分布格局

掌握工业废水重金属污染区域及行业分布格局, 是有针对性开展全国性重金属污染防控的必要前提. GIS空间分析表明, 2003-2010年间, 工业废水重金属Hg、Cd、Pb、As排放主要集中在以湖南为核心、包括江西、云南、广西在内的南方四省区, 和北方甘肃、陕西两省, 而广东、福建、浙江、江苏等东部沿海省区Cr6+排放所占比重较大; 在行业分布格局方面, 南方和北方省区的重金属污染主要与当地有色金属、黑色金属矿采选、冶炼和加工行业密切相关, 而东部沿海地区则更多与当地电子、电器、运输设备制造业、化工、金属制品、纺织、皮革制品等行业密切相关.各地区、不同行业、不同类别重金属排放特征及减排成效存在较大差异, 反映了工业废水重金属防控亟需多学科研究技术支撑.     

鄱阳三江流域沉积物中Zn Pb Cd的形态分布

文章选取鄱阳湖饶河口三江流域七个采样点的沉积物样品,采用Tessier连续提取法研究沉积物中重金属元素(Zn、Pb、Cd)的形态分布。不同的形态分布揭示了各样点的各重金属污染程度以及分布特征。初步测定结果表明:鄱阳湖饶河口三江交汇处受到了重金属Pb,Cd,Zn不同程度的污染,但污染程度不高。在所测金属元素中以残渣态为主要形态,其次是铁锰氧化态、碳酸盐结合态。     

松花江表层沉积物重金属分布特征及风险评价

以2016年9月松花江干流16个采样点表层沉积物为对象,研究重金属Cu、Pb、Zn、Cd、Cr、As的分布特征,采用因子分析法对其污染来源进行解析,采用地积累指数法及潜在生态危害指数法对不同干流段的重金属污染程度和生态风险进行评价。结果表明:松花江干流表层沉积物中6种重金属浓度总和为43.46~311.23 mg/kg,不同干流段6种重金属来源具有一定相似性,均来自工业、农业及生活混合源。嫩江干流和松花江主干流重金属污染程度表现为As>Pb>Cd>Cr>Cu>Zn,二松干流重金属污染程度表现为As>Pb>Cd>Cr=Zn>Cu,不同干流段重金属污染程度均表现为As>Pb>Cd>Cr。在嫩江干流、二松干流和松花江主干流,重金属潜在生态风险均表现为As>Cd>Pb>Cu>Cr>Zn;3个干流的风险指数(RI)分别为46.5~209.2、144.9~221.3和132.4~591.9,分属于低生态风险、中生态风险和中生态风险。     

长江口南槽重金属的分布特征

利用ICP－AES测试长江口南槽水体中各重金属浓度的结果表明,水相中Mn、Zn、Cu、Al、Fe的浓度在枯水期明显大于洪水期,而悬浮物中各重金属的浓度随季节变化不明显;表层悬浮物中各重金属浓度大多比底层高,水相中各重金属浓度则是底层比表层高．近10多年来,水体中Cu、Pb、Cd的浓度变化不大,但Ｚｎ的浓度有明显的增大;Fe、Al、Mn、Cu等重金属之间具有良好的相关性,说明其化学行为具有相似性．水体中各重金属的分布受到稀释、离子交换、吸附和凝聚的影响．     

小清河表层沉积物重污染区重金属赋存形态及风险评价

测定了小清河表层沉积物重污染区间隙水中重金属(Cu、As、Pb、Zn、Cr、Cd和Ni)的质量浓度,采用改进的BCR顺序提取法分析了沉积物中重金属的赋存形态,并分别基于美国水质基准(CCC、CMC)和风险评价编码法(RAC)、潜在生态风险指数法对间隙水和表层沉积物中重金属的毒性及生态风险进行评价.结果表明,小清河沉积物间隙水中的重金属基本不会对水生态系统产生毒性.除As外,表层沉积物中6种重金属的含量显著高于土壤背景值,呈现明显的累积效应.沉积物中Cu、As和Ni主要赋存于残渣态,Pb、Cr主要赋存于可氧化态和残渣态,Zn、Cd以酸可溶解态和可还原态为主.Cd、Zn、Cr和Pb的有效态含量高于残渣态,有较高的二次释放潜力.RAC的评价结果表明,沉积物中Cu、Pb、Cr和As处于无风险到低风险级,Ni处于低风险到中等风险级,Cd处于中等到高风险级,Zn处于中等到极高风险级,不同重金属RAC的平均值依次为CdZnNiAsCuCrPb.潜在生态风险指数法的评价结果表明,沉积物中除Cd有强~很强生态风险外,其他6种重金属均表现为低生态风险,RI值介于136.83~264.83,研究区采样点处于中等~强生态风险.     

湘江水系沉积物重金属元素分布特征及风险评价

对湘江流域水系沉积物中9种重金属（As、Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb、Sb、Zn）含量进行统计分析,以地累积指数（I_geo）为参数分析了1982年以来湘江流域重金属污染程度的变化趋势,采用富集因子法和对数回归模型评价了重金属污染程度和潜在水生生物风险,并采用主成分分析法判别了重金属的可能污染来源.结果表明：湘江流域水系沉积物中重金属的空间分布极不均匀,近30a以来重金属元素的I_geo大体呈缓慢上升的趋势,长株潭地区和衡阳地区大部分重金属元素的I_geo逐渐降低.湘江流域污染程度最高的重金属元素为Cd,其次为As和Hg,郴州地区呈现出以Cd为主,多种重金属复合污染特征,具有很强的潜在水生生物危害性,是湘江流域污染最严重的地区.水系沉积物中重金属可能的2个主要污染来源为采选、冶炼废水的排放和尾矿库的泄漏,岩石的化学风化和河流的搬运作用.     

某硫铁矿区废水池沉积物剖面中重金属化学形态分布和环境污染评价

矿山开采是造成环境重金属污染的重要途径,揭示重金属在污染区的富集特征及潜在生态效应对重金属污染防治有重要意义。以粤西某硫铁矿区废水池沉积物剖面为研究对象,采用电感耦合等离子质谱仪和分级提取法分析底泥中Tl、Cr、Ni、Co与Cd总量和各化学形态的分布特征及生态风险,并结合矿物组成分析阐明富集及迁移机制。结果表明：底泥中Cd含量远超我国土壤背景值,且Cd主要以弱酸可交换态的形式存在;Tl含量同样远超我国土壤背景值,以残余态的形式为主;Cr和Ni含量均略高于我国土壤背景值,也主要以残余态的形式存在;Co含量小于我国土壤环境背景值,具有较大的弱酸可交换态比例。综合富集因子法和风险评价指数分析,底泥中Cd具有很强的环境潜在危害性;Tl具有强的环境潜在危害性;Cr和Ni具有中等程度的环境潜在危害性;Co没有环境潜在的危害。硫铁矿区废水池底泥是重金属（Cd、Tl、Ni和Cr）重要的汇和潜在二次污染源。硫铁矿区废水池底泥中Cd和Tl高度富集,Ni和Cr具有低—中等程度的富集,废水池底泥的污染防治与资源回收同样值得思考关注。     

Application of chemometrics methods for the estimation of heavy metals contamination in river sediments

The concentration and speciation of six heavy metals in sediments of eight sampling sites of Haihe River were investigated. The metals, namely Cd, Cu, Co, Ni, Mn and Pb were considered. By using sequential extraction(SE), the total metals were divided into five fractions: exchangeable, carbonate bound, iron/manganese oxide bound, sulfides and organic matter fraction and residual fraction. A multivariate statistical approach( principal component analysis, PCA) was used to evaluate the contamination of heavy metals by the total levels and chemical forms, respectively. The results showed that the total metals concentration(TMC) could not provide sufficient and accurate information because the mobility, bioavailabllity and toxicity of metals depend not only on their total concentration but also on the physicochemical form in which they occur.     

沟塘水及其周边浅层地下水中重金属污染特征与健康风险评价

以河南省某乡4个沟塘水及其周边浅层地下水为研究对象,在丰水期采集样品,测定水中Al、Cr、Mn、Fe、Ni、Cu、Zn、As、Se、Ag、Cd、Hg和Pb 13种重金属元素浓度,并评价沟塘水对其周边浅层地下水水质的影响及潜在健康风险。结果表明:沟塘水中重金属总体为重度污染,其中Mn和Fe浓度超过GB 3838—2002《地表水环境质量标准》中Ⅳ类标准限值,平均超标倍数分别为5.5倍和9.0倍;周边浅层地下水中重金属总体为轻度污染,其中Al、Mn、Fe和Ni浓度超过GB/T 14848—2017《地下水质量标准》中Ⅲ类标准限值;浅层地下水中重金属浓度随着与沟塘距离增加而降低,Al、Cr、Ni、Pb、Mn和Fe浓度与到沟塘距离呈对数负相关关系;儿童和成人通过饮水摄入浅层地下水中13种重金属元素的非致癌健康风险之和分别为0.296和0.309,均小于1(可接受水平);儿童和成人终生暴露Cr、Ni、As、Cd、Pb 5种致癌重金属元素的致癌健康风险之和分别为1.44×10^-5和7.52×10^-5,超过1.0×10^-6(较高致癌健康风险)。研究区沟塘水对其周边浅层地下水有一定的影响,儿童和成人通过饮水途径暴露浅层地下水中重金属的致癌健康风险值得关注。     

新河污灌区土壤中重金属的形态分布和生物有效性研究

通过野外采样调查和实验分析,对北京市新河污灌区土壤中Cu、Pb、Zn、Cd 4种重金属的含量、形态分布和生物有效性进行了研究.首次尝试运用体外消化法研究了土壤中重金属的生物有效性问题,并与经典的Tessier五步连续提取法的结果进行了对比.结果发现,新河污灌区土壤中,Cd的浓度超过国家二级标准,Cu、Pb、Zn的浓度未超标.土壤中Cu、Pb、Zn主要以残渣态存在,Cd主要以有机结合态存在,且Cd的可交换态比例最高,生物有效性也最高.体外消化法分析得到的重金属生物有效性成分的含量要比利用化学形态分析法分析得到的高,但Cu、Pb、Zn、Cd 4种重金属的生物有效性排序是相同的,即Cd＞Zn＞Pb＞Cu.两种方法提取的重金属含量之间有相关关系.     

滇池内湖滨带沉积物中重金属形态分析

采用BCR3步分级提取法测定了滇池内湖滨带沉积物中4种重金属(Pb、Cd、Cu和Zn)不同形态的含量,初步评估了这4种重金属的生物有效性.结果表明,Cd和Zn主要以可提取态存在(即弱酸溶解态、可还原态和可氧化态),而Pb和Cu均以残渣态为主要存在形式.通过计算可提取态含量所占总量百分量大小,可知各金属的生物有效性大小排序为:Zn(53.06%)>Cd(50.84%)>Cu(34.62%)> Pb(28.65%).沉积物中总有机碳(TOC)与各金属不同形态间的相关性分析表明,可氧化态重金属与有机碳结合的趋势远大于弱酸溶解态和可还原态.表层沉积物中可提取态重金属的空间分布特征明显表现为草海>外海,除Cu外,大部分样点的可提取态Pb、Cd和Zn含量均随采样深度增加而减少.