水体沉积物重金属质量基准研究

本文阐述了建立沉积物质量标准的意义、用途、重点介绍了七种建立沉积物质量基准的文法,以及每种方法的基本假设、程序和优缺点,并讨论了发展现状和前景。     

各国水体沉积物重金属质量基准的差异及原因分析

对8种重金属的海洋和淡水沉积物的质量基准进行了Box-Whisker图解分析,结果表明,各国水体沉积物重金属质量基准值均在2－3个数量级范围之间变化,相差超过4－5个数量级的极大值的出现,则通常与局部区域沉积物的污染程度和实验所用测试生物的敏感性有关,同时剖析了造成基准差异性的原因,以便从总体上对我国水体沉积物质量基准的制定有所启发和借鉴。     

水体沉积物质量基准研究现状

沉积物质量基准是对水质基准的补充,对水质管理具有重要意义。目前国际上沉积物质量基准计算方法有十几种。对各种方法的理论基础、数据需求、适用范围等方面进行了概述之后,综合分析了各种方法的理论基础。研究结果认为,应将建立沉积物质量基准的方法分为以生物效应数据为基础的生物效应数据库法和以相平衡分配原理为依据的相平衡分配法。而根据统计方法不同,生物效应数据库法又分为单值基准、双值基准和三轴图法。同时还对美国、加拿大、荷兰、英国、澳大利亚和新西兰的沉积物质量基准研究发展和应用概况进行了分析。结合我国实际情况认为,依赖于大量生物效应数据的生物效应数据库法,目前在我国的适用范围有限,只能用于推导少数几种污染物的基准值。相平衡分配法具有可靠的理论基础而且不需要大量的生物效应数据,具有很大的发展潜力。因此,对于目前沉积物质量基准研究处于初级阶段的我国,更适合使用相平衡分配法计算污染物沉积物质量基准。     

水体沉积物重多种质量基准研究

本文阐述了建立沉积物质量标准的意义、用途、重点介绍了七种建立沉积物质量基准的方法，以及每种方法的基本假设、程度和优缺点，并讨论了发展现状和前景。     

一致性沉积物质量基准（CBSQGs）及其在近海沉积物环境质量评价中的应用

基于结合几种单个沉积物质量基准的一致性沉积物质量基准（Consensus-Based Sediment Quality Guidelines,CBSQGs）,以毒性效应预测准确度高、普适性强等优点近几年来逐渐发展成为主要的沉积物质量评价工具之一.本文阐述了CBSQGs的构建原理,分析了其评价结果的可靠性以及方法的优劣....     

中国东部浅水湖泊沉积物总氮总磷基准阈值研究

受人类活动的影响,东部浅水湖泊沉积物中总氮、总磷负荷很高,当外来污染源得到控制时,底泥中的营养盐会逐渐释放出来,对湖泊水质与生态系统影响很大。为合理削减湖泊内源污染,控制沉积物中营养盐向上覆水体释放,研究制定东部浅水湖泊沉积物总氮、总磷基准阈值,分别测定了100个湖泊的896个表层沉积物样品和8个典型湖泊11个柱芯的沉积物总氮（TN）、总磷（TP）含量,分析了沉积物TN、TP浓度剖面分布特征。通过频度分布法对100个湖泊沉积物总氮总磷的污染状况进行评价,通过背景值比较法确定了8个典型湖泊沉积物的TN、TP背景值。结果表明,100个湖泊的表层沉积物TN浓度范围在479.70~5 573.65 mg·kg-1,TP浓度范围在248.44~1000.33 mg·kg-1,不同湖泊表层沉积物中TN、TP值差异较大。8个典型湖泊沉积物总氮、总磷含量整体上表现出随着深度增加而下降变化趋势,在深层沉积物中含量保持稳定。所调查8个湖泊TN均值为1443.83 mg·kg-1,变化范围为247.45~3719.46 mg·kg-1,各湖泊中TN均值表现为：沱湖〉焦岗湖〉花园湖〉七里湖〉北民湖〉大通湖〉城东湖〉瓦埠湖;TP均值为519.62 mg·kg-1,变化范围为225.41~1944.89 mg·kg-1,各湖泊中TP均值表现为：北民湖〉大通湖〉七里湖〉焦岗湖〉沱湖〉瓦埠湖〉城东湖〉花园湖。不同湖泊沉积物总氮、总磷背景值差异很大。通过对100个湖泊表层沉积物TN、TP的频度分析发现,沉积物营养盐含量上25%点位对应的TP质量浓度398.51mg·kg-1,TN质量浓度为1106.24 mg·kg-1,沉积物营养盐含量下25%点位对应的TP质量浓度664.58 mg·kg-1,TN质量浓度为2916.66 mg·kg-1。通过互相之间的比较分析,推荐采用背景值比较法确定的各湖泊沉积物总氮、总磷背景值均值与频度分步法25%点位对应的总氮值和40%点位对应的总磷值作为东部浅水湖泊沉积物总氮、总磷基准阈值。因此,?     

洞庭湖主要入湖口表层沉积物重金属分布特征与生态风险评价

尽管针对洞庭湖沉积物中重金属的研究工作较多,但缺乏针对其主要入湖口的研究。基于2014年12月和2015年6月对洞庭湖主要入湖口表层沉积物中重金属调查,分析了重金属含量的时空分布特征,并采用一致性沉积物质量基准法对其生态风险进行了评价。结果表明,Cd、Hg、As、Cu、Pb和Zn的平均含量分别为3.27、0.190、27.10、39.8、38.0和157.8 mg·kg-1,其大小顺序为ZnCuPbAsCdHg,Cd和As含量出现超过土壤环境质量三级标准的现象,是主要的重金属污染物。Cd、As、Pb和Zn等4种重金属含量的最高值均出现在湘江入湖口,Cu含量的最高值出现在资水入湖口,Hg含量以沅江入湖口最高,除Pb外,其他5种重金属在湘江和资水入湖口的含量均大于平均值,表明湘江和资水入湖口污染较为严重;汛期与非汛期6种重金属的含量均无显著性差异(P0.05)。6种重金属生态风险大小顺序为AsCdZnPbCuHg,各入湖口生态风险大小顺序为湘江入湖口资水入湖口沅江入湖口汨罗江入湖口澧水入湖口长江"三口"新墙河入湖口,其中湘江和资水入湖口为较高生态风险,其他入湖口为较低生态风险。入湖河流是洞庭湖湖体沉积物重金属污染的主要来源,在一定程度上,入湖河流沉积物中重金属的含量对洞庭湖湖体沉积物中重金属污染状况起着决定性作用,因此,洞庭湖流域重金属污染防控应以入湖河流为主,其中尤以湘江和资水为重点。     

广州城市水体沉积物中重金属形态分布研究

选取广州城市水体中的４ 个污染沉积物样品,采用连续提取法研究沉积物中重金属元素（ Ｐｂ 、 Ｚｎ 、 Ｃｕ 、 Ｎｉ 、 Ｃｒ 、 Ｍｎ） 的形态分布,结果表明：重金属元素主要以残渣态、有机结合态和氧化铁结合态存在,其中 Ｐｂ 、 Ｎｉ、 Ｍｎ 以残渣态和氧化铁结合为主, Ｚｎ 以残渣态和有机结合态为主, Ｃｕ 以有机态和氧化铁结合态为主, Ｃｒ 以氧化铁结合态为主。沉积物中固相组分对重金属的富集能力为：无定型氧化锰＞ ＞ 碳酸盐＞ 氧化铁＞ 有机质,而富集量则是后两者大于前两者。     

京杭大运河江南城镇段表层沉积物重金属富集水平及潜在生态风险评价

以京杭大运河9个江南城镇段表层沉积物为研究对象,研究具城镇源特征的重金属（Cu、Pb、Zn、Cd和Cr）在表层沉积物中的富集水平及其潜在生态风险.结果表明,Cu、Pb、Zn和Cd在大运河城镇段表层沉积物中显著富集,分别为所属长江沉积物相应背景值的1.2—6.4、1.8—5.8、2.6—18.7和7.1—22.7倍,Cr...     

非离子有机物淡水沉积物质量基准推导方法——以林丹为例

沉积物质量基准是对水质基准的补充,对水质管理有重要意义.国际上有多种建立沉积物质量基准的方法,其中,相平衡分配法是美国环境保护局推荐使用的方法之一.相平衡分配法利用污染物的沉积物-水平衡分配系数(Kp)和水质基准中污染物的最终慢性毒性值(FCV)计算污染物的沉积物质量基准值(SQC).当缺乏污染物的沉积物生物毒性效应数...     

应用概率物种敏感度分布法研究太湖重金属水生生物水质基准

目前广泛使用的水质基准推导方法—物种敏感度分布法存在曲线拟合模型不确定、曲线拟合效果不佳、种内差异欠考虑、基准值不准确等诸多问题,概率物种敏感度分布法可有效解决上述问题。应用概率物种敏感度分布法构建了太湖水体中5种重金属Ag、Pb、Cd、Hg和Zn的概率物种敏感度分布曲线,在此基础上得到了保护水生生物的急性水质基准分别为1.079μg·L~(-1)、637.973μg·L~(-1)、19.465μg·L~(-1)、8.729μg·L~(-1)和105.506μg·L~(-1),慢性水质基准分别为0.108μg·L~(-1)、63.797μg·L~(-1)、1.947μg·L~(-1)、2.340μg·L~(-1)和52.753μg·L~(-1);不同类群间生物对重金属的敏感度存在差异,不同重金属对同一类群生物的毒性也存在差异;通过与国内外已有的重金属水质基准值比较,发现水质基准具有明显的区域性,目前基于国外水质基准或我国整体水域特点来制定的太湖水质标准,往往造成对太湖水生生物欠保护或过保护的状况。     

宁波市回龙河表层沉积物重金属的形态分析及风险评价

为了解回龙河表层沉积物中重金属的污染状况,采集了表层沉积物样品,测定了重金属Zn、Cu、Pb、Cr、Cd和Ni的总量及其化学形态,并采用潜在生态风险指数法对重金属进行了生态风险评价。结果显示,回龙河表层沉积物中Zn、Cu、Pb、Cr、Cd和Ni均有一定程度的累积,总量分别为286.4～1277.9mg/kg、21.71～146.0mg/kg、10.33～44.20mg/kg、25.13～90.40mg/kg、0.07172～0.3901mg/kg、13.27～157.2mg/kg,其中Cu、Cr、Pb与Ni 4种重金属具有一定的同源特性;形态分析表明,Cu的形态分布以有机结合态为主,最容易迁移释放,Zn、Cr和Ni除残渣态外,铁锰氧化结合态和有机结合态占一定比例,具有潜在风险;潜在生态风险指数法分析表明,沉积物中重金属元素的单一潜在生态风险指数顺序为Cd〉Cu〉Ni〉Zn〉Pb〉Cr,潜在生态危害指数RI均小于150,总体上回龙河处于轻微的生态风险等级。     

宝鸡城市街尘、土壤及河流沉积物重金属形态迁移特征

在宝鸡城市街尘、土壤及河流沉积物基本理化性质和重金属元素含量分析的基础上,重点研究了重金属元素在街尘、土壤及河流沉积物中的赋存形态和迁移特征.结果表明:在街尘中Cu主要以可氧化态和残余态形式存在,Pb主要以可还原态和可氧化态形式存在,Zn和Cd主要以乙酸可提取态形式存在,Mn、Fe、Co、Ni和Cr主要以残余态形式存在...     

海河流域沉积物中典型重金属的生态风险评估及验证

沉积物重金属污染及其生态风险评估日益受到关注,而沉积物质量基准是开展生态风险评估的有力工具。本研究通过物种敏感度分布法(species sensitivity distributions, SSD)和急慢性毒性比(acute to chronic ratios, ACR)推导了镍、铜、锌、镉和铅的沉积物质量基准(sediment quality guideline, SQG)。在获得合理的重金属沉积物慢性毒性数据的基础上,采用S-Logistic模型拟合镍、铜、镉和铅的慢性SSD曲线,采用S-Gompertz模型拟合锌的慢性SSD曲线。得到镍、铜、锌、镉和铅沉积物质量基准低值(sediment quality guideline low value, SQGlow)分别为18.6、69.9、107、1.26和38.4 mg·kg~(-1),应用ACRs,得到相应的沉积物质量基准高值(sediment quality guideline high value, SQGhigh)分别为167、226、556、10.1和384 mg·kg~(-1)。与加拿大和澳大利亚重金属沉积物基准值具有一定的可比性。选择花翅摇蚊(Chironomus kiiensis)、伸展摇蚊(Chironomus tentans)和霍甫水丝蚓(Limnodrilus hoffmeisteri)3种底栖生物作为受试生物,验证基准值对海河流域沉积物重金属毒性的预测能力。结果表明,利用SQGs预测沉积物毒性的总准确率为76.2%,3种底栖生物验证准确率从高至低为:花翅摇蚊>伸展摇蚊>霍甫水丝蚓。     

生物扰动对沉积物中重金属迁移转化影响的研究进展

沉积物是重金属在环境中迁移转化的重要媒介。生物扰动能改变沉积物的物理化学组成,从而影响沉积物中重金属的赋存形态和迁移转化特征。文章介绍了生物扰动的定义和种类,生物扰动的影响因素以及扰动过程中影响污染物释放的主要因素,并综述了近年来生物扰动对沉积物中重金属镉、铜、锌、铅和其他重金属的环境行为影响。     

天津市景观水体底泥重金属污染状况综合评价

针对天津市景观河道底泥重金属污染进行了调研,分析了各采样点Zn、Cr、Pb、Cu、Cd 5种重金属的污染情况,采用美国NOAA标准对底泥重金属污染进行生物安全性评估和模糊综合评价,以及采用地积累指数法（排除背景值的影响）对重金属的富集程度进行了评价。结果显示：除子牙河外,天津市景观河道重金属污染都比较严重;重金属Zn、Cu、Cd对河道底泥污染的贡献较大,而Pb、Cr对河道底泥污染的贡献较小;城市工业化和开发是造成河道重金属污染的一个重要原因;＂城市水环境改善与水源保护示范工程研究＂的工程示范对河道水体改善作用有明显的效果,建议政府大力推广。     

温瑞塘河温州市区典型河段底泥重金属污染特征

通过对温瑞塘河温州市区典型河段44个表层沉积物样品重金属含量进行监测和分析,应用地积累指数法和生态因子富集法等对典型重金属元素Cu、Zn、Pb、Cr、Fe、Mn、Ni进行污染评价和空间特征对比,结果表明：各重金属污染程度从高到低依次为：Zn〉Cu〉Pb〉Ni〉Mn〉Fe〉Cr,其中Zn、Cu在多数样点呈现重污染状态,含量分别为126．19～4312．07mg／kg及18．64～635．54mg／kg,Pb呈中度污染状态,含量为51．30～252．76mg／kg,而Ni、Mn、Fe、Cr基本处于无污染或轻微污染状态。绝大多数采样点出现3种以上重金属元素的复合污染,两种评价方法得出的结论基本一致,山下河重金属污染明显比九山外河更为严重,城市功能结构调整成为城市河网水环境治理的基础。     

太湖流域3种氯酚类化合物水质基准的探讨

按照美国地面水水质基准制定的程序和规范,筛选了太湖流域广泛存在的水生生物物种并收集了相应的基础毒性数据,探讨了五氯酚(PCP)、2,4-二氯酚(2,4-DCP)和2,4,6-三氯酚(2,4,6-TCP)在我国太湖地区的水生态基准的定值.同时采用蒙特卡罗构建物种敏感度分布(SSD)曲线和生态毒理模型方法预测了3种氯酚类化合物对太湖水生生物的急性基准浓度(CMC)和慢性基准浓度(CCC).结果表明,基于EPA规范方法和急慢性毒性比率得到的PCP、2,4-DCP和2,4,6-TCP3种氯酚类化合物的CMC值分别为25、908和594μg·L-1,CCC值分别为12、176和162μg·L-1;基于SSD曲线得到的CMC值分别为25、818和648μg·L-1,CCC值分别为6、75和198μg·L-1;基于生态毒理模型得到的CCC值分别为4、15和67μg·L-1,显示出3种方法得到的氯酚类化合物的CMC或CCC在同一个数量级上,但在数值上由生态毒理模型得出的CCC要小于其它两种方法,并且除PCP的急慢性基准值与美国EPA推出的水生态基准值相近外,其它两种氯酚类化合物的急慢性基准值均低于美国EPA推出的急慢性基准值.研究结果希望能为我国水质基准的制定提供一些有用的线索.     

蟹类活动对河口潮滩沉积物重金属分布的影响

利用现场样方调查以及室内蟹箱模拟试验,研究了蟹类的掘穴、取食等活动对河口潮滩沉积物中Cu、Pb、Fe、Mn、Zn、Cr等重金属分布的影响.结果表明,蟹类活动可以显著地增加潮滩沉积物用以交换的表面积,改变周围沉积物的有机质含量和粒度特征,使沉积物中的重金属含量显著增加,为在沉积物-水界面发生的重金属交换过程提供了更多的物质来源.蟹类活动对沉积物中重金属垂向分布的影响与沉积物类型密切相关.图6表1参10