九龙江流域水稻土重金属赋存形态及污染评价

采用改进的BCR四步提取-电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)分析九龙江流域71个水稻土中12种重金属元素的赋存形态特征,运用风险评价编码法(RAC)、次生相与原生相分布比值法(RSP)和地质累积指数法(Igeo)评价重金属污染特征。结果表明,大部分重金属总量已存在不同程度的富集且不同重金属元素在水稻土中的赋存形态特征差异较大。Cd和Mn主要以F1弱酸溶态存在,平均比例分别为46.2%和35.2%;Fe和Pb主要以F2可还原态存在,平均比例分别为64.5%和41.5%;而V、Cr、Ni、As、Co、Sr、Zn和Cu主要以F4残渣态存在,平均比例分别为79.6%、78.4%、73.1%、67.7%、51.9%、49.7%、45.3%和38.4%。3种污染评价方法分别重点关注弱酸溶态、次生相和重金属总量,均有应用价值,缺点是不够全面。结合3种评价方法能更准确全面评估重金属污染特征。九龙江流域水稻土中Cd为中度~重度污染,Mn和Sr为轻度~重度污染,Zn、Pb、Cu和Co为轻度~中度污染,As和Ni为无污染~中度污染,V、Fe和Cr为无污染~轻度污染。     

九龙江口红树林表层沉积物重金属赋存形态及污染评价

采用改进的BCR四步提取法分析了九龙江口红树林表层沉积物中16种重金属元素的赋存形态特征,运用次生相与原生相分布比值法（RSP）、风险评价编码法（RAC）和改进的潜在生态风险指数法（MRI）评价了重金属的污染水平和生态风险.BCR提取结果表明,Cd （52.55%）和Mn （47.71%）以弱酸溶态为主要存在形态,Pb、Y和Cu以可还原和可氧化态为主要存在形态,Ba、Tl、V、Th、Cr、As、U、Hg、Ni、Zn和Co主要以残渣态存在.RSP评价结果表明,沉积物受到Cd和Mn的重度污染,受到Pb的中度污染;Cu、Y和Co表现为轻度污染,Zn、Hg、As、U、Ni、Cr、Th、V、Ba和Tl表现为无污染;RAC评价结果表明,Cd和Mn具有极高风险,Co和Zn有中度风险,Ni、Cu、Hg和Y有轻度风险,其余元素（U、As、Pb、Cr、V、Tl、Ba和Th）无风险;MRI评价结果表明,研究区沉积物重金属综合潜在生态风险表现为严重风险,Hg和Cd是主要贡献因子,Hg有严重的潜在生态危害,Cd有较重的潜在生态危害,Tl有中等潜在生态危害,其余元素为低潜在生态危害.     

黄石市典型农业土壤中重金属污染水平及评价

以黄石市阳新县某大型农场作为研究区,于2012年2月采集8个代表性表层(0~20 cm)土壤样品,采用火焰-原子吸收分光光度法分析了各重金属元素(Cu、Pb、Zn、Cd、Mn、Co)的总量及BCR连续提取法提取土壤中重金属的弱酸态、可还原态、可氧化态和残渣态含量。结果显示,Cu、Pb、Zn、Cd、Mn和Co总量的平均值分别为122.10、141.29、335.53、2.18、2 606.58和128.27 mg/kg,其中Cd超过了土壤环境三级标准限值,Mn具有最强的变异系数,受到外来污染因素的影响最大。通过地积累指数法和潜在生态危害法表明,6种重金属累积程度由高到低依次为CdCoCuPbZnMn,且Cd、Mn为主要生态风险因子。同时由形态分析可知,Cu、Pb、Cd、Zn、Mn和Co的化学形态分布均以残渣态为主,说明该农场土壤中重金属元素比较稳定,不易迁移转化,对生物的毒性较小。     

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.      

AnnAGNPS模型在九龙江流域农业非点源污染模拟应用

运用连续-分布式参数模型(AnnualizedAgriculturalNonPointSourceModel,AnnAGNPS)进行中国南方山区中等尺度流域———九龙江流域农业非点源污染负荷估算和对流域过程和管理措施的模拟.利用4个典型汇水区校正模型参数,并进一步在九龙江的北溪和西溪两大支流流域验证模型的适宜性.以此为基础模拟西溪总氮负荷为24.76kg/(hm²·a),总磷负荷为0.67kg/(hm²·a);北溪总氮负荷10.28kg/(hm²·a),总磷负荷为0.40kg/(hm²·a).运用AnnAGNPS模型对典型汇水区特定集水单元、西溪和北溪流域的土地利用管理措施进行分别模拟.模拟结果显示坡地种植退耕返林后,天宝仙都集水单元92地表径流、泥沙、总氮和总磷负荷可分别削减了21.6%、25.9%、96%和79.2%;下庄集水单元93地表径流、泥沙总氮和总磷负荷削减率分别为94.1%、54.9%、99.2%,和79.7%;模拟西溪香蕉地改种双季稻,西溪总氮、可溶态氮、总磷和可溶性磷依次削减了23.83%、25.44%、9.08%和19.84%;模拟北溪流域内生猪场全部搬迁,流域出口总氮和可溶态氮的削减率分别为63.54%和76.92%.     

珠江河网区鱼塘重金属赋存形态及污染评价

为调查评价珠江河网区域鱼塘沉积物中重金属的污染来源、迁移转化趋势,作者采用序贯提取法分析了沉积物中重金属的赋存形态,并采用风险评价编码法(RAC),富集系数和潜在生态风险进行评价。结果表明,沉积物中Cr未超评价值,Cu、Zn、Cd和Pb超海洋沉积物重金属Ⅰ类标准,超标率为60.86%、17.39%、91.30%和26.08%。Cr和Ni主要赋存于残渣态,占沉积物比例为68.99%和77.24%,As、Zn和Pb以铁锰氧化物为主,所占比例分别为60.88%、45.29%和46.18%,Cd以碳酸酸盐态为主,所占比例为31.92%,Cu为有机态为主,所占比例为47.36%;沉积物中Ni,Cr和Zn处于无风险到低风险级,As和Cu处于低风险到中等风险,Pb为高风险,Cd为很高风险级别,不同重金属RAC的平均值依次为Cd(61.9%)>Pb(34.35%)>Cu(12.46%)>As(10.28%)>Zn(3.58%)>Cr(3.34%)>Ni(0.76%);采用富集因子污染程度进行评价,显示As、Cr和Ni为未富集,Cu、Pb和Zn为未富集或未污染,Cd为中度污染,且上游河段相关鱼塘污染层度高于河口鱼塘。镉是造成沉积物毒性的主要金属,对该地区综合潜在生态风险指数的平均贡献率为83.7%,RAC评价结果一致,为区域养殖环境中迁移风险最大元素,需引起重视。     

福建九龙江流域重金属分布来源及健康风险评价

为研究九龙江流域水体重金属污染水平,在其主要干流及支流采集27个表层水样,分析了Zn、Cu、As、Cr、Pb、Ni和Cd共7种重金属的含量及空间分布特征,利用因子分析方法分析重金属污染物的主要来源,并采用美国环保局推荐的健康风险评价模型对其所引起的健康风险作了初步评价.结果表明,流域水体中Zn的平均浓度最高,为154.893μg/L;As超过地表水Ⅲ类水质标准,超标率为14.81%,超标区域集中位于九龙江下游及河口区.因子分析表明,As、Cr、Cu和Ni的来源主要受各种人为活动影响,Cd、Pb和Zn的来源与成土母质、地球化学作用和农业生产活动有密切的关系.健康风险评价表明,化学致癌物对人体健康危害的个人年均风险远远超过非致癌物的年风险,儿童比成人更易于受到重金属污染的威胁.致癌物Cr和As的个人年均风险值都大于国际辐射防护委员会(ICRP)推荐的最大可接受风险水平5.0×10-5a-1,其中Cr>As;非致癌有毒化学物质通过饮水途径所引起的健康危害的个人年均风险大小为Cu>Pb>Zn>Ni,四者风险水平在10-9~10-10a-1之间,均低于ICRP标准4~5个数量级.     

黄河干流沉积物重金属的赋存形态特征及污染评价

重金属毒性强、在环境中不易降解,可通过食物链在人体累积,进而对流域生态环境及人类健康产生严重影响.2019年9月,沿黄河干流调查了14个断面,分析了沉积物中6种重金属（As、Cd、Cr、Cu、Pb和Zn）的总量及其赋存形态,采用地累积指数法、潜在生态风险指数法和风险评价编码法对沉积物重金属污染程度和生物有效性进行风险评价,采用主成分分析和冗余分析解析了重金属的主要来源.结果发现,重金属的含量平均值排序为：Cr>Zn>Cu>Pb>As>Cd,相对于各河段的背景值,Cd的超标率最高,达到85.7%.沉积物中As、Zn、Pb和Cu均以可氧化态为主,Cd以弱酸溶解态和残渣态为主,Cr则以残渣态为主.As、Cr、Cu、Pb和Zn的生物有效性均表现出上游最低,中游升高,下游降低的趋势.风险评价表明Cd是黄河干流污染风险级别最高的元素,极易对生态环境造成严重的威胁,应当优先防控,尤其是干流内蒙古段.PCA和RDA分析揭示了细颗粒泥沙和总有机质对重金属污染的主控作用,因此在黄河流域应重点防控随土壤侵蚀和泥沙迁移流失的重金属污染.     

柳江流域河流溶解态重金属时空分布及污染评价

在不同季节对露塘及洛维断面水体中可溶态重金属Zn、Al、Co、As、Ni、Cr、Cu、Mn、Pb、Hg和Cd进行高密度监测,进而研究可溶态重金属的时空分布及其污染来源,并利用内梅罗综合污染指数法对柳江水体环境质量进行评价.结果表明：①露塘和洛维断面可溶态Al、Co、As、Ni、Cr、Mn、Pb和Cd均符合国家地表水质量Ⅲ类标准,Zn和Cu重金属质量浓度远低于标准限值,Hg含量略有超标.柳江流域水体各重金属质量浓度大体呈现出平水期最高,丰水期最低的时间变化规律.在空间分布上洛维断面重金属质量浓度较高;②柳江流域重金属元素Hg、Cd和As单因子污染指数较高,内梅罗综合污染指数评估显示水体中重金属综合污染风险具有一定的季节变化特征表现（3月>11月>6月）,指示不同季节变化对研究区饮水安全可能会存在一定隐患.露塘和洛维两个断面水体重金属总体属于中度污染水平,其中洛维断面污染程度相对较严重,应当优先列为柳江流域水环境管理部门的控制断面;③在探讨年际尺度与月降雨期重金属污染评价的区别中得出,当利用河流中的Cu元素质量浓度进行河流重金属评价时,降雨季与常规季节的选取对年际尺度河流重金属污染评价影响不显著,然而当河流中存在As、Mn、Pb、Al、Cr和Ni元素时将会造成年际尺度的河流重金属污染评价差异性显著;④多元统计分析结果显示,Cd、Cr、Ni、Co和Pb主要来源于工业生产活动;As和Zn主要来源于雨水淋溶生活污染废弃物;Mn、Al和Cu主要来源于农药和化肥的施用.     

云南省□江流域水体重金属污染评价

以地处铅锌储量居世界第二位、亚洲第一位的兰坪金顶铅锌矿区下游河流——江的水体重金属污染为研究对象,通过实地调查采样,采用室内试验和相关分析等方法,分别对水体中的ρ(Pb)和ρ(Cd)以及底泥中的w(Pb)和w(Cd)进行测定. 结果表明:江流域水体中ρ(Pb)和ρ(Cd)平均值分别为0.448和0.167 mg/L,均已超过国家Ⅴ类水质标准(GB3838—2002);水体中ρ(Pb)和ρ(Cd)与采样点及矿区的距离呈正相关,即距矿区越近污染越严重,距矿区越远则污染越轻;水体中的ρ(Pb)和ρ(Cd)与底泥中的w(Pb)和w(Cd)呈正相关;重金属Pb和Cd的生态危害系数属于很强生态危害范畴,严重威胁流域的生态安全.      

九龙江河口表层沉积物中重金属污染评价及来源

采用电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)法测定了九龙江河口表层沉积物中24种重金属的质量分数,并采用地累积指数法和潜在生态风险指数法对该水域表层沉积物重金属的污染程度和潜在生态风险进行评价和分析. 结果表明,沉积物中重金属质量分数为w(Fe)>w(Ti)>w(Mn)>w(Ba)>w(Zn)>w(Sc)>w(Co)>w(Rb)>w(Y)>w(Ni)>w(Cr)>w(Pb)>w(Cu)>w(Th)>w(Sr)>w(V)>w(Li)>w(U)>w(Cs)>w(Bi)>w(Cd)>w(Sb)>w(Mo)>w(Hg),其中w(Cd)、w(Sc)、w(Bi)、w(Co)、w(Ni)、w(Zn)、w(Hg)和w(Cu)远高于背景值,说明九龙江河口表层沉积物中上述元素已存在一定程度的富集. 九龙江河口表层沉积物中Cd的I_geo(地累积指数)最高,属于偏重度污染;重金属的潜在生态危害顺序为Cd>Hg>Co>Ni>Cu>Zn>Pb>Cr>Mn>V,其中Cd的潜在生态危害属极强水平,Hg属较强水平. 多元统计分析(因子分析和聚类分析)结果表明,该河口沉积物中重金属污染来源主要有农业生产活动与自然源的复合污染、燃煤污染和采矿污染,其贡献率分别为48.81%、21.51%和13.72%.      

九龙江表层沉积物重金属赋存形态及生态风险

分别用改进的BCR四步提取法和稀硝酸单级提取法分析九龙江17个表层沉积物中15种重金属元素的赋存形态特征.BCR四步提取法表明,九龙江表层沉积物中大部分重金属(Fe、Ni、V、Tl、Ba、Sb、Ga、Cr和Sr)以残渣态为主;Mn可提取态含量最高(占总量83.8%),其次为Cd、Pb、Zn、Co和Cu(分别占总量80.0%、75.5%、74.3%、70.8%和57.7%).稀硝酸提取法表明,Pb、Mn、Cd、Co、Zn和Cu的稀硝酸可提取态具有较高比例(分别占总量70.4%、65.4%、58.7%、48.4%、44.5%和45.5%).次生相与原生相分布比值法(RSP)评价结果表明,九龙江表层沉积物中Pb、Mn、Cd、Co、Zn和Cu具有较高生态风险.综合对比两种提取方式分析结果,各有优缺点.一般情况下,稀硝酸单级提取法已足以分析沉积物中重金属生物有效性及生态风险.     

基于PMF模型的九龙江流域农田土壤重金属来源解析

选取九龙江流域农田土壤为研究对象,运用电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)和原子荧光光谱(AFS)测定了土壤中重金属含量,通过正定矩阵因子分析模型(PMF)解析农田土壤中重金属的主要来源.结果表明,研究区域农田土壤中大部分金属相对福建省土壤环境背景值已存在一定程度的富集,部分土壤中Cd、Zn、Pb和Cu含量超过农用地土壤污染风险筛选值(GB15618-2018),且各金属在研究区不同区域(北溪流域、西溪流域和河口区)分布存在中等变异.Cr、Ni、Cu、Zn和Cd的含量在北溪流域的龙岩区域较高,Pb的含量在西溪流域较高,而Co、Hg和As的含量在河口区域较高.正定矩阵因子分析模型(PMF)得出的源成分谱和源贡献率具有非负性质,土壤中重金属实测值与模型预测值拟合曲线呈现较好相关性,结果相对合理,能满足研究需要.正定矩阵因子分析模型(PMF)解析得出:研究区农田土壤中重金属主要来源有自然源、农业活动、燃煤释放和工业活动,其对农田土壤中重金属的综合贡献率分别为37. 0%、26. 7%、17. 6%和18. 7%.     

太湖流域河流沉积物重金属分布及污染评估

为阐明经济发达地区河流表层沉积物重金属的污染特征,本研究分析了太湖流域典型水系94个样点沉积物中8种重金属(Zn、Cr、Ni、Cu、Pb、As、Cd和Hg)含量,评估了重金属的生态风险以及辨析了污染来源.结果表明,太湖流域河流表层沉积物中Zn、Cr、Ni、Cu、Pb、As、Cd和Hg的平均含量分别为163. 62、102. 46、45. 50、44. 71、37. 00、13. 34、0. 479和0. 109 mg·kg~(-1),均高于其对应的背景值(Hg除外).地累积指数评价中,Pb、Ni、Zn、Cu和Cd整体上处于低污染状态;在污染负荷指数评价中,Pb、Ni、Zn和Cu整体上处于中度污染状态,Cd、Cr、As处于低污染状态;在潜在生态风险评价中,Cd和Hg处于中等潜在生态风险,其余重金属均处于低潜在生态风险.多元统计分析表明,Pb主要来自于生活污水、农业废水排放;除受自然因素影响外,Cr、Ni和Zn还受到电镀及合金制造行业的影响; Cu和As主要来自于农药、工业废水; Cd主要来自于冶炼工业; Hg主要来源于化石燃料和石油产品的燃烧.     

伊犁河流域土壤重金属环境地球化学基线研究及污染评价

采用标准化方法建立伊犁河流域黑钙土、栗钙土、灰钙土和盐碱土Cu、Zn、Pb、As、Hg环境地球化学基线模型,并计算其理论基线值.采用基线因子污染指数评价法、环境背景值评价法和重金属环境洁净度评价法对流域土壤进行对比污染评价.结果表明:①基线因子污染评价显示流域内4种典型土壤类型以As的污染最为突出,黑钙土、栗钙土、灰钙土分别有7.14%、9.76%、7.50%的样点达重度污染;其次为Pb,栗钙土有7.32%的样点达重度污染,且As和Pb的变异度最大,表明人为扰动大.②环境背景值评价显示,土壤主要污染元素为As,其次为Cu、Zn、Pb;③土壤重金属环境洁净度评价显示,Cu、Zn、Pb在4种土类中均优于二级洁净度,Hg为一级洁净度,As在灰钙土中为中度污染,黑钙土、栗钙土、盐碱土为二级或优于二级.比较3种评价体系,基线因子污染评价较为充分地体现了元素地球化学迁移特性及土壤发育过程,且可将污染评价定位到样点;而背景值污染评价因建立于区域背景值,忽视了重金属元素在土壤中自然迁移、淀积过程;重金属环境洁净度评价则以土壤环境安全度为主要评价目的.     

荆马河水体Cu、Cd、Pb、Cr污染及其对土壤的影响

对荆马河水样、底泥和两岸土样中部分重金属的测试,结果表明,荆马河水相中Cu、Cd、Pb重金属的最高含量分别为0.025mg/L、0.005mg/L、0.0475mg/L,除Cd超出地表水Ⅲ类标准外,其它未超标。底泥中Cu、Cd、Pb、Cr的最高含量分别是260.0mg/kg、6.63mg/kg、864.5mg/kg、177mg/kg,分别是土壤背景值的13.24倍、41.4倍、49.7倍和3.99倍;重金属含量从源头到下游有逐渐升高的趋势,同时在主要排污口下游附近出现急剧增大现象。荆马河两岸土壤除了Cr含量低外,其它重金属含量均高出土壤背景值1.14～21.13倍,尤其Cd、Pb污染严重。因此,为确保京杭运河水质达到国家标准和南水北调工程的顺利实施,应尽快对荆马河采取防治措施。     

湘江流域土壤重金属污染及其生态环境风险评价

采用美国TCLP(toxicity characteristic leaching procedure)提取重金属和内梅罗综合污染指数评价方法对湖南省湘江流域土壤重金属生态环境风险进行评价.沿湘江流域采集72个土壤样品,测定土壤中的6种主要重金属的总量、TCLP提取的有效态含量及土壤样品的污染级别.结果表明,湘江流域土壤As、Cd、Cu、Zn、Ni和Pb总含量分别在4.25～549.67、0.13～76.84、11.49～281.69、7.75～7 234.81、5.50～56.65和8.60～2 084.81 mg.kg-1范围之间,TCLP提取态含量分别在0.02～10.97、0.06～28.41、0.04～72.29、0.59～1 152.32、0.07～10.65和0.17～1 165.58 mg.kg-1范围内.TCLP提取的土壤Cd、Cu、Zn、Ni、Pb有效态含量分别与其总含量之间存在着显著的相关关系.72个土壤样品中属安全水平、警戒水平、轻污染水平、中污染水平和重污染水平所占的比率分别为60.52%、11.33%、5.65%、4.22%和18.38%,说明湘江流域土壤重金属污染存在着比较严重的生态环境风险.     

黄河沉积物重金属时空分布与污染评价

重金属污染由于其毒性、持久性、非生物降解性和生物累积性等特点,对水生生态系统存在着严重威胁,沉积物粒径越细,比表面积越大,对重金属的吸附作用越强,而多沙黄河中泥沙颗粒细且易悬浮.基于此,为了明确黄河沉积物中（<63μm）重金属的时空分布特征和存在的污染风险.分别在2019年春秋两季（4～5月和9～10月）对黄河进行调查,通过野外调查和室内实验分析,结果发现：（1）黄河表层沉积物中的10种重金属含量大小排序为：Mn>V>Cr>Zn>Ni>Cu>As>Pb>Co>Cd,只有V、 As和Cd的平均含量在春季和秋季高于黄土元素背景值,10种重金属含量在春季整体变化趋势为源区至中游逐渐升高后至下游降低.（2）在不同时空条件下,黄河表层沉积物中除Cd以外9种重金属的含量都有显著差异,时空因素的共同作用导致中游区域的这9种重金属含量高于其他区域.（3）潜在生态危害指数（RI）表明,黄河表层沉积物只有Cd处于中等生态危害,其余皆处于轻生态危害;地累积指数(I_geo)表明,除As和Cd处于轻度污染外,黄河沉积物整体呈无污染...     

典型流域农田土壤重金属污染特征及生态风险评价

采用野外采样和室内分析相结合的方法,以原有工业污染较严重的某流域农田表层土壤为研究对象,分析了土壤中重金属Hg,Cr,Cd,As,Pb,Cu,Zn和Mn的含量及污染特征,并采用地累积指数法和潜在生态危害指数法对农田土壤重金属污染进行了生态风险评价. 结果表明:研究区农田土壤中各元素的含量均高于背景值,仍存在一定程度的污染,其污染程度由强至弱依次为Cd＞As＞Zn＞Cu＞Pb＞Cr＞Hg＞Mn;研究区农田土壤存在较高的潜在生态风险,在8种重金属中镉的风险指数最高. 表明流域内历史工业污染对农田土壤环境仍具有一定的生态危害性.