惠济河底泥重金属污染特征及潜在生态风险评价

连续5 a对惠济河(开封市区段)8个断面的底泥样品中Cu、Zn、Pb、Cd及Cr 5种重金属的浓度进行分析,并采用单因子污染指数法、综合污染指数法、地积累指数法、潜在生态风险指数法进行生态风险评价。监测结果表明:8个断面中除最上游孙李唐庄桥断面底泥未受重金属污染外,其余断面底泥均有不同程度的污染,以皮屯桥断面底泥污染最重,达严重污染。综合污染指数法评价结果表明:惠济河底泥Cd为重度污染,Cu和Pb为轻度污染,Zn为轻微污染,Cr为无污染;除皮屯桥断面底泥综合污染指数高达6.74外,其他断面综合污染指数为0.55~1.89。地积累指数法评价结果表明:惠济河底泥首要重金属污染物为Cd,平均流域地积累指数高达3.50,处于污染等级4,即偏重度污染;此外,Cu、Pb偏中度污染,Zn轻度污染,Cr无污染。潜在生态风险指数法评价结果表明:惠济河底泥中Cd为强生态危害,其他重金属为轻度生态危害;重金属污染综合评价为强生态危害,这主要是Cd浓度过高造成的,其最高潜在生态风险因子达2 233.50,出现在皮屯桥断面。     

基于底泥重金属污染及生态风险评价的星云湖疏浚深度判定

湖泊污染底泥环保疏浚工程需判定合理的疏浚深度。以星云湖底泥为研究对象,采集8个底泥柱状样,分析底泥中As、Cr、Cu、Ni、Pb、Zn浓度的垂向变化特征,应用地累积指数法和潜在生态风险指数法评价了重金属污染程度及潜在生态风险,基于重金属污染程度和生态风险水平确定合理的环保疏浚深度。结果表明:星云湖底泥中As、Cr、Cu、Ni、Pb和Zn浓度平均值分别为14.76、35.76、46.14、46.08、115.76和109.82 mg/kg,As、Pb和Zn浓度均超过GB 15618—2018《土壤环境质量 农用地土壤污染风险管控标准(试行)》中农用地土壤污染风险筛选值;底泥中重金属的污染多为清洁水平,部分采样点Pb和Zn偏中度污染,总体表现为Pb>Zn>As>Ni>Cu>Cr;底泥重金属潜在生态风险处于轻度生态风险水平,各采样点生态风险水平为1^#>7^#>2^#>6^#>4^#>3^#>8^#>5^#;利用临界累积深度法结合生态风险变化拐点法推荐星云湖除东南部外湖湾底泥环保疏浚深度为20~30 cm。     

重污染感潮河道底泥重金属污染评价及释放规律研究

以珠汀流域重污染感潮河道为研究对象,采用地累积指数、变异系数、相关性分析和潜在乍态风险指数对底泥中重金属的污染状况进行了评价,并考察了静态条件和模拟感潮条件下重金属的释放规律.结果表明:河道底泥的重金属污染严重,cu、zn、cr、Cd和Ph的平均含量分别为2083.96、1791.60、117.84、1662.92和3.71 mg·kg-1,均大大超过广州市土壤背景值;各金属的富集程度为Cu>Zn>Cr>Cd>Pb,其中Cu的富集程度已经达到6级,为极强污染;各重金属元素在底泥中的变异系数较小,沿程分布比较平缓,cu与cr、cd与cr之间的相关性良好.以广州市土壤背景值为参比值进行评价,郭村涌底泥中的重金属生态危害顺序为Cd>Cu>Cr>Zn>Pb,总体表现为极强的生态危害程度.与静态释放相比.感潮作用呵明显加速底泥重金属的释放,其平均释放速率提高了0.77～4.20倍,释放量增加了0.32～1.78倍,同时涨退潮过程低水位时段较之高水位时段底泥重金属释放平均速率增加0.48～3.33倍.     

基于三角模糊数的河流沉积物中重金属污染评价模型

将模糊集理论引入污染评价领域,建立基于三角模糊数的地累积指数模糊评价模型.用三角模糊数表示沉积物污染物浓度和地球化学背景值,并通过α-截集技术和区间数的隶属度计算得出重金属污染程度级别,从而为重金属的综合污染评价提出一种新的思路.将该模型应用于湘江7个河段底泥沉积物重金属污染的评价,结果表明,7个河段沉积物中重金属污染严重,且6种重金属的地累积指数差异较大,各种重金属的富集程度由高至低排列的顺序为:CdZnHgPbAsCr.各河段沉积物中重金属的综合污染程度顺序为:衡阳湘潭郴州长沙岳阳株洲永州.Cd、Zn和Hg是各河段沉积物污染的主要环境污染因子.     

基于随机模拟与三角模糊数耦合的重金属污染评价模型

基于河流环境系统中随机性、模糊性等多种不确定信息共存的特性,采用蒙特卡罗方法模拟三角模糊数,并将其应用到沉积物重金属污染评价领域,通过将各重金属实测含量及地球化学背景值三角模糊化,然后进行随机模拟,并结合各等级概率水平加权进行综合污染等级分析,建立了基于随机模拟与三角模糊数(SS-TFN)理论的沉积物重金属地累积指数评价模型.采用该模型对湘江长沙段沉积物中重金属污染状况进行评价.结果表明,Cd的污染程度最大,处于严重污染级别;其次为Zn和Hg,处于重度污染级别,并有向严重污染恶化的趋势;而其他重金属污染程度则较低.相对于确定性评价方法,该模型能够得出评价区域重金属地累积指数的可能值区间及其相应的概率水平,客观真实地综合表征沉积物中重金属分布及污染情况,为科学决策提供更多全面合理的信息.     

Distribution and assessment of heavy metals in the surface sediment of Yellow River, China

Large amounts of heavy metals discharged by industrial cities that are located along the middle reach of Yellow River, China have detrimental impacts on both the ecological environment and human health. In this study, fourteen surface sediment samples were taken in the middle reach of the Yellow River. Contents of Zn, Pb, Ni, Cu, Cr, Cd, As were measured, and the pollution status was assessed using three widely used pollution assessment methods, including the single factor index method, Nemerow pollution index method and potential ecological risk index. The concentrations of the studied heavy metals followed the order: Zn > Cr > Cu > Ni > Pb > As > Cd. Nearly 50% of sites had Cu and Cr accumulation. The concentration of Cu at the Yiluo River exceeded the secondary standard value of the Environmental quality standard for soils. Comparison of heavy metal concentrations between this study and other selected rivers indicated that Cu and Cr may be the major pollutants in our case. The single factor index indicated that many samples were at high levels of pollution for Cu and Cd; the Nemerow pollution index indicated that the Yihe River, Luohe River, Yiluo River and Huayuankou were polluted. According to the results of potential ecological risk assessment, Cd in the tributaries of Luo River, Yihe River, and Yiluo River showed high risk toward the ecosystem and human health, Cd in Huanyuankou and Cu in Yiluo River showed a middle level of risk and other samples were at a low level of risk.     

滏阳河表层沉积物重金属污染现状分析及风险评价

针对海河流域重金属污染严重问题,选择海河南系滏阳河作为研究对象,研究表层沉积物中6种重金属元素(Cr、Ni、Cu、Zn、Cd和Pb)含量空间分布特征,采用富集系数(EF)和相关性探讨其来源,并利用地积累指数和潜在生态危害指数评价重金属生态风险.结果表明,滏阳河表层沉积物存在重金属污染问题,Cr、Ni、Cu、Zn、Cd和Pb平均含量分别高达142 mg·kg-1、38.2 mg·kg-1、96.2 mg·kg-1、573 mg·kg-1、0.730mg·kg-1和89.2 mg·kg-1,各元素分别超标河北省环境背景值的1.1倍、0.2倍、3.4倍、6.3倍、7.1倍和3.1倍;沉积物中Ni无重金属富集,其它元素在整个河段上存在不同程度的富集,且Cu、Zn、Cd、Pb 4种重金属元素受人为排放源影响较大.沉积物中重金属污染处于强风险等级,Cd污染达到重风险等级,其它元素处于低风险等级.滏阳河表层沉积物重金属污染主要存在于城市近郊河段以及受污染支流汇入河段.     

白洋淀重金属污染特征与生态风险评价

为了解雄安新区核心水系——白洋淀重金属污染情况,在白洋淀布设了15个采样点,对水体和沉积物重金属浓度分布特征进行分析,利用综合污染指数法、地积累指数法和潜在生态风险指数法对重金属污染程度进行评价,并结合历史数据对2004—2016年沉积物中重金属浓度及潜在生态风险指数变化进行分析。结果表明:白洋淀水体中重金属Cr、Ni、Cu、Zn、As、Cd和Pb平均浓度分别为2.38、6.56、5.57、67.17、4.13、0.034、0.39 μg/L,其中烧车淀点的Cu和Zn浓度,寨南、洛网淀、圈头、枣林庄、光淀张庄、郭里口和安新大桥点的Zn浓度超过GB 3838—2002《地表水环境质量标准》Ⅰ类水质标准,其他采样点均优于Ⅰ类水质标准,且Cr、As、Cd和Pb在各采样点均优于Ⅰ类水质标准;沉积物中重金属Cr、Ni、Cu、Zn、As、Cd、Pb平均浓度分别为48.53、25.51、28.83、91.19、161.51、3.21、45.26 mg/kg,其中Cr和Ni浓度在各采样点均优于GB 15618—1995《土壤环境质量标准》Ⅰ类标准,Cu、Zn和Pb浓度在各采样点优于Ⅱ类标准,As和Cd浓度在各采样点显著高于Ⅲ类标准。综合污染指数显示白洋淀水体重金属无污染,地积累指数(I_geo)和潜在生态风险指数(RI)表明白洋淀沉积物中Cd污染极为严重,As污染较重,应引起足够的重视。2004—2016年白洋淀沉积物中As、Cd和Pb浓度急剧增加,尤其是Cd对RI贡献率为83%以上,是主要的污染因子,应加强Cd入湖污染控制和底泥污染治理。     

衡水湖底泥重金属污染特征及生态风险评价

在衡水湖设置了11个采样点,分析底泥中重金属Cr、Ni、Cu、Zn、As、Cd、Pb、Mn、Co、Sb、Tl的浓度,运用地累积指数法、潜在生态风险指数法对重金属污染程度进行评价,采用SPSS软件进行Pearson相关性分析。结果表明:除Cd和Co外,衡水湖底泥中其他重金属浓度平均值均低于河北省A层土壤背景值,其中Cr、Ni、Cu、Zn、As和Pb浓度在各采样点均低于GB 15618—2018《土壤环境质量 农用地土壤污染风险管控标准(试行)》中农用地土壤风险筛选值,Sb、Co浓度在各采样点均低于GB 36600—2018《土壤环境质量 建设用地土壤污染风险管控标准(试行)》中建设用地土壤风险管制值,Cd浓度有8个采样点超过GB 15618—2018的农用地土壤风险筛选值,1个采样点高于GB 36600—2018的建设用地土壤风险管制值;地累积指数法评价结果表明,底泥中Cd总体为偏中度污染,Co总体为轻度污染,而Cr、Ni、Cu、Zn、As、Pb、Mn、Sb和Tl可视为无污染;潜在生态风险指数评价结果表明,衡水湖底泥中重金属RI平均值为270.79,属于中等生态危害,底泥中各重金属对衡水湖生态风险贡献率为Cd>>Co>As>Sb≈Pb>Cu>Ni>Cr>Mn≈Zn,其中Cd对RI的贡献率高达91%,是主要的污染因子,Cd污染可能是引黄河水入湖和人类活动等原因造成的。     

燃煤电厂周边土壤重金属污染特征及评价

《全国土壤污染状况调查公报》显示,全国土壤环境表现总体不容乐观,部分地区土壤污染较重,耕地土壤环境质量堪忧。为了解与评价燃煤电厂周边土壤重金属的污染状况,按照点源扇形布点原则,在电厂A和电厂B周边4个方位不同距离布设采样点,以远离电厂区域为对照点,共采集32个土壤样品,检测了Cr、Mn、Ni、Cu、Zn、As、Se、Ag、Cd、Sb、Hg和Pb等12种重金属浓度。结果表明:在2个电厂周边土壤中Mn、Ni、Cu、Zn、As、Se、Ag和Cd等8种重金属平均浓度高于安徽省土壤背景值;2个电厂周边土壤中Cd的平均浓度分别为0.230和0.172 mg/kg,与GB 15618—2018《农用地土壤污染风险管控标准》pH为6.5~≤7.5时的风险筛选值相比,平均超标倍数分别为1.79和1.49倍,最大超标点分别位于主导风下风向45°夹角500 m处和次主导风下风向500 m处;2个电厂常年主导风下风向土壤中Cr和Cd浓度高于对照点(P分别为0.03和0.04);电厂周边Cr、Cd、Ni、As、Pb和Sb等重金属存在明显空间分布差异,符合点源分布特征,其他重金属分布均匀性较好,差异不明显;2个电厂周边土壤重金属的内梅罗污染指数(PI)分别为2.7~5.0和1.5~2.4,电厂A污染程度为重度污染,电厂B为中度或轻度污染;2个电厂周边土壤重金属综合潜在生态危害指数(RI)分别为105.0~190.7和82.1~139.6,潜在生态危害为中等或轻微,Cd、Hg和As对RI的贡献较大。综合考虑电厂周边土壤中各重金属浓度和空间分布特征以及相关性分析和聚类分析结果,电厂A周边土壤中重金属可能受人类活动的影响,其污染程度和潜在生态危害整体上高于电厂B和对照点,且污染也是多方位的,不仅局限于下风向。因此对燃煤电厂监管中,应综合考虑其多方位对环境土壤和人群产生的影响。     

Developing sediment quality criteria for heavy metal pollution in the Le An River with equilibrium partitioning approach

１ＩｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎＡｃｔｉｎｇａｓｒｅｐｏｓｉｔｏｒｙｏｒｓｏｕｒｃｅｏｆｖａｒｉｏｕｓｃｏｎｔａｍｉｎａｎｔｓｕｎｄｅｒｄｉｆｅｒｅｎｔｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ，ｐｒｏｂｌｅｍｓｅｄｉｍｅｎｔｓｍａｙｔｈｒｅａｔｅｎｔｈｅａｑｕａｔｉｃｏｒｇａ...     

舟山六横岛附近海域沉积物重金属污染及潜在生态风险评价

根据2010年3月、6月对舟山六横岛邻近海域表层沉积物重金属调查资料,采用单因子指数法和Hakanson生态风险指数法对Cu、Pb、Cd、Zn、Hg、As、Cr元素进行分析与评价,并与2010年8月舟山嵊泗近岸海域表层沉积物质量进行比较。研究结果表明:该海域沉积物综合污染程度为中等水平,各种元素污染程度高低依次为Zn>Cu>Cd>Pb>Cr>As>Hg,主要重金属污染因子为Zn、Cu、Cd元素。总体而言,该海域沉积物潜在生态风险性低,风险程度高低依次为Cd>Hg>Cu>Pb>As>Cr>Zn,其中各站位Cd的生态风险参数均值大于40,Cd为该海域的最大潜在生态风险因子。     

广西北海近岸海域表层沉积物中重金属分布特征及生态风险评价

通过采集广西北海近岸海域表层沉积物的样品并进行重金属含量分析,结果表明:Cu、Pb、Cd、Zn、Cr、Hg、As 7种元素的空间变异系数都超过0.4,各重金属空间波动程度的顺序为HgCdZnAsCrPbCu;从空间分布上看,重金属含量的高值点大多数分布在离岸较近的海域,并受沉积物粒度效应的控制;表层沉积物中Cr的污染程度最大,其环境效应不容忽视;区域上重金属的潜在生态危害系数大小顺序为AsHgCdCrPbCuZn;各采样站位重金属的潜在生态危害系数(Eir)均远小于40,潜在生态危害指数(RI)也远远小于150,属于低生态危害范畴。     

基于盲数理论的水体沉积物重金属污染评价模型

针对污染风险评价系统多种不确定信息共存的特点,将盲数理论引入污染评价领域,建立基于盲数理论的地累积指数评价模型.用盲数表示沉积物污染物浓度和地球化学背景值,并通过盲数可靠性分析BM模型和隶属度加权计算得出重金属污染程度等级.将该模型应用于洞庭湖水系沉积物重金属污染的评价,结果表明,这些重金属的富集程度由高至低排列的顺序为:Cd>Cr=Cu=Zn=Hg=As>Pb,Cd是洞庭湖沉积物污染的主要环境污染因子.该模型算出了重金属地累积指数的可能值区间,并且得出与其相对应的可信度水平,进而定量计算出重金属隶属于各污染程度的可能性,它弥补了传统确定性方法的不足,更真实、更客观地表征了评价区域沉积物重金属的富集污染程度.     

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.     

Potential toxic risk of heavy metals from sediment of the Pearl River in South China

Based on the monitoring of five heavy metal elements in the surface sediments of the Pearl River in South China, potential toxicity of the heavy metals was assessed using consensus-based sediment quality guidelines (SQGs) method and geo-accumulation (I_geo) index method. The monitoring results showed the heavy metal concentrations were significantly and positively correlated with each other, demonstrating a common trend in variation of concentration in the surface sediments. The assessment using the consensus-based SQGs method showed the potential toxicity of Cu was the highest, and Cd was the lowest. The evaluation based on mean probable effect concentration (PEC) quotient showed the region was seriously polluted with high toxicity heavy metals. Correlation analysis revealed a significant and positive correlation between the mean PEC quotient and the average of I_geo with a correlation coefficient of 0.926 (n = 23, P < 0.01). In conclusion, the consensus-based SQGs and mean PEC quotient are applicable to assess potential toxicity risks of heavy metals in freshwater sediments in the Pearl River.     

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.     

磁湖底泥重金属污染与潜在生态风险评价

为解磁湖底泥中重金属含量、污染程度以及各污染物的潜在生物毒性,对磁湖8个底泥样品中6种金属元素(Cu、Pb、Ni、As、Hg、Cd)进行了分析研究。利用地累积指数法和单因子评价法对底泥中的重金属污染程度进行了综合性的评价。利用潜在生态风险指数法对磁湖底泥中的重金属潜在生态风险进行了评价,结果表明,磁湖底泥中主要的重金属污染物是Cd和Cu,其次是Pb、As、Ni、Hg。各重金属的潜在生态风险从大到小的排列次序为:Cd>As>Cu>Pb>Hg。     

上海黄浦江沉积物中的重金属污染趋势

根据200～2009年黄浦江疏浚物(沉积物)样品分析结果,对上海黄浦江沉积物污染情况进行分析,结果表明,2007～2009年黄浦江沉积物中Cu、Pb、Zn、Cd、As平均含量均大于1978～1980年的上海市市土壤背景值,表明黄浦江沉积物受到一定污染.对沉积物中各污染要素污染趋势进行研究,各要素污染趋势各有差异,除Pb...     

红枫湖入库河流沉积物中重金属污染状况分析

采用综合污染指数法和Hakanson生态风险指数法,对红枫湖几条主要入湖河流入湖处以及原后五养殖区沉积物中8种重金属(Cd、Pb、Cu、Co、Ni、Cr、V、Zn)含量进行了分析。研究结果表明桃花源河污染最严重,达到了中等污染水平(P=2.70,RI=171.02);后六河尽管Zn污染较严重,但其生态危害性低;其余河流的污染程度都较低。几条入湖河流的潜在生态危害性由高到低的顺序为:桃花源河>后六河>羊昌河>麻线河。所研究的8种重金属中只有Cd(Eir均≥40)具有较高的潜在生态风险,桃花源河的Cd的Eir最高(Eir=82)。其余重金属由于毒性系数小,尽管部分重金属含量达到了背景值的许多倍,但都无显著的潜在生态风险。但是后六河的Zn含量高过了生态效应必然浓度值(PEL),需引起重视。通过对桃花源河沉积物重金属含量垂向变化的研究发现,在早期成岩过程中沉积物中Cd、Pb、Ni、Co、Cr、Cu、V的沉降主要受有机质的控制;Cr不仅受有机质的影响,还受氧化还原条件的影响;而Zn则明显受粒度的控制。