Partitioning of heavy metals in the surface sediments of Quanzhou Bay wetland and its availability to Suaeda australis

In order to investigate distributions of heavy metal pollution in Quanzhou Bay wetland, the total concentration and chemical partitioning of a number of heavy metals （Cu, Zn, Cd, Pb, Cr, Hg） in sediments of three sampling sites of Quanzhou Bay wetland and their availability to Suaeda australis were analyzed. The Geoaccumulation Index （Igeo） values reveal that the sediments of three sampling sites may all be considered as moderately contaminated for Pb and Zn, and all sediments might be strongly contaminated with cadmium. The partitioning analyses revealed the measured heavy metals in three sites are bound to the exchangeable fraction at lower concentrations. The measured metals in a considerable amount are bound to the reducible and oxidizable fractions, and a high proportion of the measured heavy metals were distributed in the residual fraction in the sediment samples. The concentrations of Cd in each chemical phase extracted from the sediments are above natural global background levels and should be further investigated because of its toxicity. Suaeda australis has different accumulation abilities for the measured heavy metals. For the root and stem, the bioaccumulation ability assessed by bioaccumulation factor （BAF） for the measured heavy metals follows the decreasing order as： Cu〉Cr〉 Zn〉Cd, Pb, Hg. In the leaf, stronger bioaccumulation ability for Hg is exhibited. The heavy metal concentrations in Suaeda australis roots have positive correlations with their available fractions, while the exchangeable fraction of Cu and Cd might have be more important to both mature plant roots and seedling roots uptake than other fractions; as for Cr, the oxidizable fraction might make a greater contribution to the plant root uptake; as for Zn, the reducible fraction might make so contribution ; and for Pb, the oxidizable fraction might make a significant contribution to the mature plant root uptake, however, the exchangeable fraction might have a significant contribution to the seedling root uptake.     

渤海湾表层沉积物各形态重金属的分布特征与生态风险评价

根据2008年春对渤海湾的调查,通过分级萃取的实验方法以及总量和分形态风险评价的手段,重点研究了渤海湾表层沉积物各形态重金属的分布特征、影响因素和潜在生态风险.结果表明,重金属在渤海湾中央的泥质区富集,自然来源是控制V、Ni、Cu、Pb、Co和Cd分布的主要因素,而Zn和Cr较易受环境变化或人为输入等影响,其中Pb作为大气沉降和陆源输入都存在的重金属,其受控因素与其他重金属有一定差异.形态分析表明,V、Zn和Cr以残渣态为主,Co、Ni和Cu则是可浸取态占优势.其中Co的可浸取态质量分数在A断面先增加后降低,Ni的可浸取态质量分数在海河口附近A3站达最大值(98.86%),Cu和Pb的可浸取态高值区出现在A断面的中央区域,优势形态是铁锰氧化物结合态,Cu在湾口的A10站降到最小值(43.83%),在黄河口的D1站达最大值(73.89%).风险评价表明,重金属总量富集因子由大到小:Pb>Cd>Zn>Cr>V>Co>Cu>Ni,其中Pb、Cd和Zn的富集因子均大于1,但渤海湾沉积物总体质量良好,潜在生态风险较低.从形态角度评价,V和Cr基本无污染,Zn局部轻微污染,Co大部分轻度污染,Cu由无污染到中度污染,Ni由轻度污染到重度污染,Pb则属重度污染,其中Pb在渤海湾口A11站的P%(次生相与原生相分布比值)达1 329%.综合评价得出,Pb是渤海湾沉积物污染最严重的重金属,Cu和Zn有潜在污染,V、Cr和Co基本清洁.     

晋江河口柱状沉积物中重金属的赋存形态及生态风险评价

采用改进的BCR连续提取法对晋江河口柱状沉积物中的重金属(Fe、Zn、Ni、Pb、Cu和Cr)进行形态分析。结果表明,在垂向分布上重金属的形态分布基本一致。其中,Fe主要存在于残渣态,Pb、Cu和Ni主要存在于可还原态,Zn主要存在于弱酸溶态,Cr主要存在于可氧化态。各金属总可提取态占总量的比值(即生物有效性)排序为:CuCrPb=Zn=NiFe,Cu、Cr、Pb、Zn和Ni的迁移性和生物有效性均较高,对环境存在较大的潜在危害。运用次生相与原生相比值法对重金属潜在生态风险进行评价,结果表明:Fe处于无污染水平,Zn、Pb、Ni、Cu和Cr均处于中到重度污染水平。     

底泥调控剂对感潮河涌沉积物中重金属的影响

以典型的电器工业区重污染感潮河道——佛山市顺德区容桂街道内河涌为研究对象,选取一段河道,投加含硝酸钙的调控剂,采用BCR形态提取法研究调控剂对感潮河涌沉积物中重金属的影响,以评价调控剂对重金属的稳定化效果.结果表明,①调控剂使得重金属Cu、Zn、Pb和Cr的可还原态和可氧化态占总量的百分比降低;②调控剂能有效促进底泥中的重金属Cu、Zn、Pb和Cr向残渣态转化,投加调控剂处理22 d后,重金属Cu、Zn、Pb和Cr的残渣态占总量的质量分数分别升高了4%、20%、21%和23%,这在不同程度上降低了底泥Cu、Zn、Pb和Cr的可生物利用性;③调控剂能使Cu、Pb和Cr的弱酸提取态增加,而使Zn的弱酸提取态下降,即增加了Zn的稳定度而降低了Cu、Pb和Cr的稳定度.总体上,调控剂对底泥重金属Cu、Pb和Cr的稳定化效果并不理想,而对底泥重金属Zn有一定的稳定化效果,但效果不明显.     

厦门西港潮间带柱状沉积物重金属赋存形态与污染评价

采用改进的BCR四步提取法研究厦门西港潮间带柱状沉积物中12种重金属元素(Ba、Co、Cr、Cu、Fe、Mn、Zn、Ni、Pb、Sr、V和Ti)不同形态的分布特征,并利用次生相和原生相比值法进行重金属污染评价。结果表明:在1975~2013年所对应的沉积柱中,Fe、Zn、Ba、Ti、Co、Cr、Ni、V和Cu主要以残渣态为主,Sr和Mn主要以弱酸溶态赋存,Pb以可还原态和残渣态为主。次生相和原生相比值法评价结果表明,Pb在1981~1983年、1991~2003年处于轻度到中度污染水平,作为生物成因元素的Sr和Mn不适于用本法评价,其他金属均未受到污染。     

辽东湾西北部海域表层沉积物重金属含量的空间分布特征与污染状况评价

对2013年秋季和2014年春季两季辽东湾西北部海域共26个采样站位7种重金属含量的分布特征进行了研究。结果表明:该海域表层沉积物中Hg、Zn和Cd含量的平均值均高于渤海工业化前沉积物重金属背景值。单因子污染指数和重金属地质累积指数评价结果显示,Cd属于"轻度"污染,Hg、Cu、Pb、Zn、As和Cr属于无污染程度。重金属潜在生态风险评价结果表明,研究区的综合潜在生态风险"较低"。单金属潜在危害系数程度较高的是Cd、Hg。表层沉积物中重金属和TOC相关性分析表明:TOC含量与重金属Hg、Cu、Cd、Cr和As含量具有一定的正相关性。进一步通过主成分分析表明该海域沉积物重金属有3个来源,即有机质降解;工业废水、城市排污及养殖自身污染;岩石的自然风化和侵蚀过程。本研究结果揭示了辽东湾西北部海域沉积物中重金属的分布特征,初步推断了重金属污染来源,可为辽东湾海洋生态环境保护、修复提供依据。     

伊通河沉积物重金属赋存特征的统计分析

分析了长春市伊通河卫星桥(1#),自由大桥(2#)和东大桥(3#)三个采样点不同深度的沉积物样品中Cu,Pb,Zn,Ni,Co,As的含量及赋存形态,并利用多元统计分析方法研究金属间以及不同形态与沉积物性质之间的相互联系,从而深入揭示城市河流沉积物中金属的空间累积规律。结果表明:伊通河1#和2#采样点不同深度的重金属浓度随深度变化幅度不明显,而3#采样点中Pb、Cu和Zn含量随深度变化显著,它们的相对标准偏差分别达到70.3%,48.1%和52.2%。三个采样点中Cu,Pb,Zn显著相关(r=0.914,0.798和0.949),而Ni,Co,As之间呈显著相关关系(r=0.924,0.843和0.812)。说明这2组金属可能分别具有相同的来源和迁移特性。形态分析结果指出,在沉积物中Cu主要与有机质或硫化物相结合,Pb,Zn和Ni主要存在于由铁氧化物结合态和有机/硫化物结合态中,以碳酸盐和锰氧化物形式存在的比例相对较少。统计分析进一步说明,Cu,Pb,Zn与锰氧化物结合方式类似,Pb在有机/硫化物结合态中可能主要与硫化物相结合,而不是有机质。Cu和Zn有机硫化物结合态的含量与有机质的含量密切相关。     

典型有色金属矿山城市小河流沉积物重金属形态分布及风险评估

采用改进的Tessier连续提取法分析了铜陵市惠溪河表层沉积物中7种重金属(Cd、Cr、Cu、Zn、Ni、Pb、As)的形态分布,并以风险评价编码法(RAC)和平均沉积物质量基准系数法(SQG-Q)对沉积物重金属污染程度和生态风险进行评价.结果表明:①Cr和As主要以残渣态存在,Zn、Ni和Pb主要以残渣态和Fe-Mn氧化物结合态存在,Cu主要以有机结合态存在,Cd有机结合态的质量分数较低,其它几种形态大体接近.②Cd、Cr、Cu、Zn、Ni、Pb和As有效态的质量分数分别为46.48%、4.62%、4.05%、4.12%、9.17%、0.97%和0.03%;按照RAC判定,Cd对环境构成高风险,Cr、Cu、Zn和Ni的环境危害处于低风险水平,Pb和As则无风险.③惠溪河沉积物SQG-Q均值为10.42,远大于1.0,表明该河流具有非常高的潜在生物毒性效应;Cd、Cr、Cu、Zn、Ni、Pb和As的PEL-Q系数分别为4.23、1.14、20.75、6.04、2.33、4.58和41.71,表明7种重金属的潜在生物毒性很大,不利生物效应将频繁发生.     

泉州湾重金属污染生态地球化学预警

水中的重金属元素易附着于表面积较大的悬浮颗粒物上而进入水底沉积物中,当外界条件改变时,又会重新释放到水体中而形成二次污染。因此,沉积物是水中重金属污染物的集蚋器,是研究湖泊、河口和港湾污染现状和污染历史的最可靠的采样介质。对接受了漂染、制革等工业废水污染源的福建省泉州湾沉积物和沉积柱进行生态地球化学调查取样,用原子荧光法（AFS）和质谱法（ICP—MS）测试了样品中的重金属元素As、Hg、Pb、Cd、Cr、Cu、Zn、Ni的含量。并进行了沉积柱^210Pb测年分析。通过数学法和增长趋势线法对海湾沉积物和沉积柱中重金属污染分别进行了生态地球化学预警,结果表明：八种重金属元素除Pb外,其它各重金属元素运用两种预警方法所得的顸警结果基本一致,As、Cr、Cu、Ni、Zn五种重金属含量有逐年增大的趋势,未采20～30年内将会对泉州湾生态环境产生巨大负面影响,在沉积过程中,Hg和Cd的含量基本上不变化或出现了负增长。但也对泉州湾生态环境造成一定的影响。     

Effect of sediment size on bioleaching of heavy metals from contaminated sediments of Izmir Inner Bay

The effect of sediment size on metals bioleaching from bay sediments was investigated by using fine (< 45 μm), medium (45-300 μm), and coarse (300-2000 μm) size fractions of a sediment sample contaminated with Cr, Cu, Pb, and Zn. Chemical speciation of the metals in bulk and size fractions of sediment were studied before and after bioleaching. Microbial activity was provided with mixed cultures of Acidithiobacillus thiooxidans and Acidithiobacillus ferrooxidans. The bioleaching process was carried out in flask experiments for 48 days, by using 5% (W/V) of solid concentration in suspension. Bioleaching was found to be efficient for the removal of selected heavy metals from every size fraction of sediments, where the experiments with the smaller particles resulted in the highest solubilization ratios. At the end of the experimental period, Cr, Cu, Pb and Zn were solubilized to the ratios of 68%, 88%, 72%, and 91% from the fine sediment, respectively. Higher removal efficiencies can be explained by the larger surface area provided by the smaller particles. The changes in the chemical forms of metals were determined and most of the metal releases were observed from the reducible and organic fractions independent from grain size. Higher concentrations were monitored in the residual fraction after bioleaching period, suggesting they are trapped in this fraction, and cannot be solubilized under natural conditions.     

温榆河水体中重金属含量分布及赋存状态解析

利用错流超滤技术对采集的温榆河水样中Fe、Mn、Al、Zn、Cu、Cr和Pb等金属元素进行了分离,研究温榆河重金属分布及赋存状态变化.研究发现,温榆河沿程重金属含量多数超出了《地表水环境质量标准》(GB3838—2002)的Ⅰ类水标准,Pb超过了Ⅱ类水标准;其中Fe、Al、Cu、Pb等元素主要以颗粒态存在,Mn、Zn则主要以溶解态存在,而Cr在颗粒态和溶解态中含量相当.温榆河沿程各点金属元素在胶体态和真溶解态中均有分布,Mn、Al、Zn、Pb等元素以真溶解态存在量较多,而Fe、Cr、Cu等元素则以胶体态存在量较多,其中,河流中的Cu元素分布状态受外界影响严重,Cr和Mn的分布状态不易受外界因素影响,Fe的分布状态易受总含量的影响,Al和Zn的分布状态易受pH值的影响,Pb的分布状态易受河流富氧状态的影响.通过胶体态重金属与胶体态有机碳的相关性分析发现,温榆河中胶体态Fe、Mn、Zn及Al主要以无机胶体态存在;而胶体态Cu、Cr和Pb则主要以有机胶体态存在.     

湖北省铜绿山矿区农业土壤重金属形态及生物有效性

以铜绿山矿区农业土壤为研究对象,采用BCR连续提取法提取并测定了土壤中Cu、Zn、Pb、Cd四种重金属的形态和含量,分析了重金属各形态、土壤p H和有机质之间的相关性;并对重金属分布特征和有效性进行了分析,探究土壤本身性质对矿区农业土壤重金属及其生物有效性的影响因子。结果表明:矿区农业土壤受到重金属不同程度的污染,重金属的污染程度大小为:CuZnPbCd;各重金属之间存在不同程度的相关性,Pb和Zn之间显著相关,二者可能属于同源污染物;四种重金属总量与土壤的p H和有机质不存在相关性;Pb与Cu、Zn和Cd有效态含量之间有显著相关性,表明矿区农业土壤中重金属Pb与Cu、Zn和Cd有效态含量之间相互促进、相互影响的作用较强;矿区农业土壤p H值与Pb_(可还原态)、Cd_(可还原态)、Cd_(弱酸提取态)、Cd_(可氧化态)之间均存在显著相关关系;有机质含量与Pb_(可还原态)、Pb_(残渣态)、Cu_(残渣态)、Cd_(弱酸提取态)、Cd_(可还原态)、Cd_(可氧化态)之间相关性显著,可见土壤的p H值、有机质都会对土壤中重金属的化学形态产生一定的影响;土壤中Pb、Cd的生物有效性主要受其全量、土壤p H和有机质的影响,而Zn和Cu受其全量、土壤p H和有机质的影响较小。     

巢湖表层沉积物重金属生物有效性与生态风险评价

以巢湖表层沉积物为对象,对重金属(Cd、Cr、Cu、Zn、Ni和Pb)总量及形态进行分析并运用潜在风险指数法和风险评价编码两种方法对巢湖表层沉积物重金属的生态风险进行了评价.结果表明,巢湖表层沉积物中的重金属含量表现为西部湖区高,东部湖区低的特征,其中南淝河入湖区重金属含量是全湖的1.09~1.21倍.BCR形态分析表明,巢湖表层沉积物中Cr、Ni和Cu以残渣态为主(分别占总量82.99%、63.63%和54.25%),Cd和Zn以弱酸提取态为主(分别占总量55.96%和35.84%),Pb以可还原态和可氧化态为主(分别占总量39.66%和24.56%).潜在生态风险危害指数(RI)表明,南淝河入湖河口区域具有较大生态风险(RI值范围为351.54~381.17).风险评价编码方法(RAC) 的结果显示,Cd处于极高风险水平,Zn基本处于高风险水平,Cu 和Ni处于中低风险,Pb处于低风险水平,Cr各采样点均处于无风险.因此, 对需着重考虑对南淝河入湖湖区的Cd和Zn元素的重点治理.     

珠江口沉积物中重金属分布、形态特征及风险分析

为了解珠江口沉积物中重金属的污染现状及潜在生态危害,于2012年5月在珠江口海域采集29个站位表层沉积物,对6种重金属(Cr、Cu、Zn、As、Cd、Pb)的含量、形态特征、影响因素以及潜在生态风险进行了研究。本研究采用改进BCR提取法分析重金属赋存形态,并运用酸提取态百分含量风险评估法对重金属潜在生态风险进行评价。结果表明,珠江口沉积物中重金属总量呈现西北向东南逐渐减小的分布特征,西岸的浓度普遍高于东岸区域,重金属含量高值区主要分布于虎门、磨刀门、鸡啼门附近,陆源人为污染影响明显;重金属赋存形态中Cr、Cu、Zn、As主要以残渣态存在,Pb主要以可还原态存在,Cd主要以酸提取态存在,各重金属非残渣态所占比例以Cd最高,表明Cd的迁移性最强;以酸提取态百分含量为依据进行的珠江口沉积物重金属的风险评价,结果显示虽然Cd的绝对含量不高,但其潜在危害等级为高风险,其余重金属为中-低-无风险等级。     

湛江湾表层沉积物重金属分布及污染评价

利用ICP-MS分析测定了湛江湾表层沉积物中Cr、Cu、Zn、Cd、Pb等重金属含量。各站位中Cr、Cu、Zn、Cd和Pb等元素全海湾平均含量分别为(84.84±3.86)×10-6、(29.51±1.44)×10-6、(110.02±10.14)×10-6、(0.205±0.003)×10-6、(56.49±1.31)×10-6。各站位表层沉积物中重金属含量较高及其富集系数较大的区域大多集中在人类活动较频繁的港口、码头等海域,体现了人类活动加速重金属沉积过程的痕迹。相关性分析结果表明,Cr与Cu、Pb、Zn等元素的沉积行为差异较大,可能与其在沉积物中主要赋存形态为氧化态和残渣态,而Zn、Cd和Pb等元素在各相中都有富集有关。与已有结果比较,湛江湾表层沉积物中Cr、Cu、Pb、Zn等引起的污染呈逐渐加重的演变趋势,须采取有效的预防措施。     

太湖竺山湾沉积物重金属形态分析及风险评价

采用BCR 3步连续提取法研究了太湖竺山湾沉积物中重金属Cr、Ni、Cu、Zn、Cd和Pb在垂直方向上不同形态的分布特征,并利用人类活动系数和重金属形态评价方法对其进行潜在生态风险评价。结果表明,重金属总量大小为:Zn>Pb>Cr>Ni>Cu>Cd,表层沉积物表现出明显的富集效应;重金属总量和可提取态的含量均有从表层至下层逐渐降低的趋势;河流入湖口处5 cm的沉积物重金属总量和可提取态含量显著高于其他区域;AF富集系数评价显示,除Cr外,其余重金属在沉积物中表现出明显出明显的富集效应,特别是Cd和Pb;RSP生态风险评价表明,表层5 cm沉积物生态风险最高,特别是Cd;Cd元素在表层15 cm的沉积物属于重度污染;Zn的表层10 cm属于重度污染;重金属Ni、Cu和Pb在表层5 cm沉积物中基本介于中度污染和重度污染之间,在5～10 cm介于轻度污染和中度污染之间。     

胶州湾外海洋倾倒区表层沉积物中的重金属及其潜在生态风险

依据2003～2008年6 a间所获得的胶州湾外海洋倾倒区沉积物重金属(Cr、Hg、Cd、Pb、Zn、Cu)的调查数据,重点分析了2007年8月倾倒区重金属的分布特征和影响因素,并对重金属的潜在生态风险及6 a的年际变化趋势进行了初步的分析评价.结果表明,2007年8月调查海域沉积物表层中Cr、Hg、Cd、Pb、Zn、...     

巢湖沉积物中重金属的BCR形态分析

以巢湖沉积物为研究对象,利用BCR(European Communities Bureau of Reference)连续提取法分析了沉积物样品中Zn、Cu、Pb、Cd、Mn赋存特征,分为可交换态及碳酸盐结合态、铁锰氧化物结合态、有机物及硫化物结合态和残渣态。结果表明:南淝河入湖区S1采样点五种金属总量都达到最高,兆河入湖区S2采样点金属总量浓度最低。五种金属中锌和锰的质量较高,重金属回收率分别为:锌(93%),铜(92%),铅(90%),镉(92%),锰(93%)。Cu以残渣态为主(54.7%),Zn以铁锰氧化物结合态为主(40.5%),Pb以有机物、硫化物结合态为主(35.3%),Cd和Mn以可交换态及碳酸盐结合态为主,所占比例分布为41.9%、58.6%。研究表明,应用BCR连续提取法有助于确定沉积物中重金属的污染状况和潜在释放能力。     

渤海辽东湾表层沉积物中金属元素分布特征

利用X射线荧光光谱(XRF)、等离子质谱仪(ICP-MS)和原子荧光光度计(AFS)分别测定了辽东湾表层沉积物中的金属元素含量,探讨了它们的分布特征、来源及污染程度.结果表明,沉积物中Cu、Zn、Pb、Cd、Ni、Cr、Co、Hg、As和Ag等元素含量在空间分布上存在明显梯度,其空间分布模式(4种)受到沉积物细粒组分、有机质含量及与河口间距离等因素的制约.通过与沉积物质量标准及其他海区的比较,评价了研究区沉积物中几种重要金属元素(Cu、Zn、Pb、Cd、Cr、Ni、Ag、Hg和As)的污染情况.富集系数显示, Fe、Ti、Mn、P、Cu、Zn、Ni、Cr、Co、Sc和V为无富集;As为轻度富集;Pb、Cd、Ag和Hg为中度富集. Fe、Ti、Cu、Zn、Cr、Ni、Co、Mn、P、V和Sc主要来源于陆地岩石和土壤风化产物;Pb和As既有岩石和土壤风化产物等自然源的贡献,又受到了人为活动的影响;Hg、Cd和Ag主要来自人为源;Ba和Sr主要与海洋生物活动有关.依据沉积物质量综合评价,将辽东湾沉积物划分为4类.     

铜陵矿区河流沉积物重金属的迁移及环境效应

测定铜陵矿区的新桥至顺安河沉积物中5种重金属的全量和形态,并结合环境条件分析它们的迁移变化特征,以阐明不同重金属对河流沉积物环境影响的程度.结果表明,该区域沉积物重金属除Cr外,Cu、Zn、Pb、Cd的均值皆远超长江下游沉积物背景值,其中以Cu和Cd最显著.重金属横向迁移结果显示,矿山重金属会随着沉积物的距离增加而显著降低,新桥河沉积物的迁移变化显著高于顺安河沉积物.重金属Cu、Zn、Pb、Cr皆以残渣态为优势,Cd则以酸提取态为主;迁移过程中Cu、Zn、Cr残渣态逐步增加,毒性减弱;Pb、Cd的活性态比例增大,仍有较高的释放风险.重金属的纵向迁移结果表明,离矿山的位置远近对沉积柱金属的总量和形态起决定作用;新桥河沉积物金属总量高、活性组分多且垂向变化幅度相对较小,说明尾矿堆积速度较快且释放风险较高;顺安河金属总量较低但垂向变化幅度较大,且多种元素的变化趋势不同,说明矿区下游河流沉积物既受尾矿的影响,也受河流流域物质本身的影响.