工业区土壤高光谱特性及其重金属含量预测研究——以上海市闵行区为例

土壤的高光谱能够反映土壤信息,利用光谱数据能够快速高效地预测土壤重金属含量。以上海闵行工业区土壤为研究对象,分析研究区土壤光谱曲线所包含的土壤信息,通过光谱反射数据多种低阶微分变换形式以增强光谱特征,并通过相关分析获取土壤铜(Cu)、铬(Cr)、锰(Mn)、铅(Pb)、锌(Zn)含量的特征波段位置,构建土壤重金属高光谱反演模型。结果表明,工业区土壤重金属Cu、Cr、Mn、Pb、Zn存在明显积累,含量平均值依次为29.38、106.32、583.14、34.13、111.15 mg·kg-1,均超过上海市土壤环境背景值,且表现出复合污染和同源性的特点;土壤光谱曲线除受铁氧化物(409.55 nm)、有机质(825～900 nm)、水(1 400～1 425 nm)的影响存在光谱曲线吸收带外,走势均随波长增加而上升;最优特征波段均出现在近红外波段范围内,Cu为1 440.21 nm,Cr为834.44 nm,Mn为984.98 nm,Pb为1 440.21 nm,Zn为1 642.50 nm;利用特征波段光谱反射率的低阶微分变换形式作为建模因子建立土壤重金属含量的高光谱反演模型,发现均方根二阶微分(RMSTD)变换、倒数一阶微分(RTFD)变换、倒数对数二阶微分(ATSD)变换相较于原始一阶微分(FD)、二阶微分(SD)变换更能提高预测精度,多元逐步回归线性模型(SMLR)建模效果优于偏最小二乘回归(PLSR)模型,SMLR建模R2均大于0.65,验证R2除Mn外(R2=0.400)均大于0.5。基于SMLR建立的高光谱反演模型具有较高的预测精度、稳定性与可靠性,对工业区土壤重金属含量进行高光谱反演建模具有可行性。     

土壤酶和微生物量碳对土壤低浓度重金属污染的响应及其影响因子研究

土壤酶和微生物量碳是反映土壤健康的重要微生物性质指标。土壤重金属污染能够对土壤微生物性质产生影响,然而土壤酶和微生物量碳对土壤重金属污染的响应受到土壤本身理化性质的影响。通过北京市建成区233个样点的数据监测和实验室模拟,研究了土壤脲酶活性和微生物量碳对土壤低浓度重金属污染的响应以及受土壤理化性质的影响。研究结果表明:在野外主要重金属污染的浓度范围内(Cd 0.003~0.98μg·g-1,Cu 13.4~207.9μg·g-1,Zn 29.4~322μg·g-1,Pb 4.02~174μg·g-1),土壤脲酶活性、微生物量碳(MBC)和有机碳(SOC)的含量与土壤中Cd、Cu、Zn和Pb的浓度正相关,而微生物量碳占有机碳的比率(MBC/SOC)与重金属浓度负相关;脲酶活性、MBC/SOC与重金属浓度建立的相关关系只能解释总变异的5%~10%。实验室模拟试验表明,土壤酶活性受土壤重金属含量和土壤性质联合效应的影响;土壤有机质含量和pH是影响酶活性的主要土壤理化性质。引入土壤有机碳含量和pH两个参数,重新建立脲酶活性、MBC/SOC与土壤中重金属浓度的关系,建立的相关关系的决定系数变大,能够解释总变异的14%~17%。     

北京市地表灰尘中Cu的分布及健康风险评价

为了解典型重金属污染物铜(Cu)在城市环境中的污染特征及其可能带来的健康风险,在北京市四环以内的典型功能区采集了30个地表灰尘样品并测定了Cu的浓度。结果表明,地表灰尘样品中Cu的平均浓度为102.53μg·g~(-1),远高于北京市土壤背景值。商业区Cu浓度的均值更达到了169μg·g~(-1)。居住区、街道和商业区单位面积上Cu的负荷较高,对人类的健康威胁较大。健康风险评价结果显示,地表灰尘中Cu引起的非致癌风险对儿童的威胁程度高于成人,手-口摄人的方式是非致癌风险最主要的途径。     

西安市不同功能区可悬浮灰尘中重金属含量、形态及污染评价

首先利用原子吸收分光光度计测定西安市住宅区、文教区、交通区和公共服务区可悬浮灰尘样品中重金属Ni、Cu、Pb、Zn、Mn和Cr的含量,然后采用修正的BCR连续提取技术分析样品中重金属的赋存形态,最后利用单因子及内梅罗综合污染指数法评估重金属的污染水平.结果表明,西安市可悬浮灰尘中Ni(40.4μg·g~(-1))、Cu(44.0μg·g~(-1))、Pb(55.4μg·g~(-1))和Zn(128.8μg·g~(-1))的平均含量超出了陕西省土壤元素背景值,而Mn(187.4μg·g~(-1))和Cr(22.3μg·g~(-1))的平均含量低于该背景值.重金属在不同功能区呈现不同的变化特征:Ni、Cu和Cr在4个功能区含量差异不明显; Pb在交通区含量最高,在公共服务区含量最低; Zn在住宅区含量最低,在其他3个功能区含量接近; Mn文教区含量略高于其他3个功能区.不同功能区可悬浮灰尘中Cr主要以残余态存在,Cu、Zn和Mn主要以可还原态存在,Ni主要以可氧化态和可还原态存在,Pb主要以乙酸可提取态和可还原态存在.约有70%以上的Zn、Mn、Pb、Cu和Ni可以发生迁移,易被生物利用.单因子污染评价表明,4个功能区可悬浮灰尘样品中Ni、Cu、Pb和Zn呈现不同程度的污染,Mn和Cr处于清洁.内梅罗综合污染评价表明,不同功能区可悬浮灰尘重金属综合污染水平不同,住宅区和公共服务区处于轻污染水平,文教区和交通区处于中污染水平.     

铜、锌对3种常见乔木抗氧化指标的复合影响

为了解不同浓度铜（Cu）、锌（Zn）重金属污染土壤对乔木抗氧化指标的影响以及为植物修复蠡河重金属污染岸带提供理论依据,选取广玉兰（Magnoliagrandiflora）、香樟（Cinnamomumcamphora）、榉树（Zelkovaschneideriana）幼苗,采用土培法浇灌重金属溶液模拟土壤污染环境,研究不同浓度重金属Cu／Zn对乔木脯氨酸含量、过氧化物酶活性、过氧化氢酶活性及丙二醛含量的单一及复合影响。实验表明,单一Cu胁迫对广玉兰、香樟和榉树的毒害作用较单一,Zn胁迫严重;Cu／Zn复合作用下,3种乔木抗氧化指标均在Cu15和Zn110时达到最大值,表现出较强的抗性,而后随着复合作用强度增加,重金属对其毒害作用增大;75μg／gCu和210μg／gZn单一及复合胁迫时,广玉兰丙二醛含量相对香樟和榉树较接近对照值,过氧化物酶和过氧化氢酶活性较大,脯氨酸含量差别不大。综合分析,不同乔木在不同浓度重金属胁迫下抗氧化指标作出不同响应,广玉兰对高浓度Cu／Zn胁迫不敏感,承受能力和抗性较强,适合于修复Cu／Zn污染较严重土壤。     

深圳典型红树林湿地重金属累积特征比较研究

随着珠江河口地区经济的快速发展,红树林生态环境受人类的影响日益严重。红树林湿地内的重金属污染物具有不能被生物降解、残留时间长、容易通过食物链富集等特征而受到越来越多的关注。选取深圳福田红树林和宝安红树林湿地,采集0~30 cm深度的表层沉积物,并以沉积物的基本理化指标(TOC、TN、p H)以及重金属(Cd、Cu,、Zn和Pb)为研究对象,探讨深圳典型红树林湿地的重金属积累和历史污染特征。结果表明:(1)与宝安红树林湿地相比,福田红树林湿地沉积物存在较高的TOC含量(福田TOC 4.52%~7.74%宝安TOC 2.14%~3.21%)和较低的TN含量(福田TN 0.35‰~0.55‰宝安TN 0.77‰~1.44‰);(2)福田红树林湿地沉积物中Cd、Cu、Zn和Pb的质量分数分别为5.10~6.65μg·g~(-1)、75.38~92.37μg·g~(-1)、303.05~429.93μg·g~(-1)和303.05~429.93μg·g~(-1),低于宝安红树林湿地,体现出保护区管理模式对污染管控的优势;(3)聚类分析和主成分分析表明,福田红树林重金属污染主要受工业和生活污水污染共同影响,宝安红树林主要为工业污染;(4)宝安红树林湿地沉积物重金属的地质累积指数(I_(geo))值和潜在生态危害指数(RI)值均高于福田红树林湿地,表明宝安红树林湿地的重金属的生态风险高于福田红树林。福田红树林湿地中Cd的I_(geo)和E_r~i分别为4.09~4.47和765.00~997.50,存在严重的生态风险。宝安红树林湿地中的Cd和Cu均存在严重的生态风险,其中Cd的I_(geo)和E_r~i分别为4.66~4.95和1 000.00~1 392.50,Cu的I_(geo)和E_r~i分别为6.71~6.85和784.20~862.43。因此,深圳福田和宝安红树林湿地由于受到不同的人类活动的影响而具有不同的重金属污染特征。研究结果可为深圳红树林湿地重金属污染控制和修复提供科学支撑。     

基于高光谱的邯郸市土壤重金属统计估算模型研究

土壤重金属富集严重制约城市发展,对居民健康造成潜在威胁。该研究旨在定量估算土壤重金属含量,提高土壤重金属监测时效性,从而为土壤保护管理工作提供决策参考和理论支持。该文依据化学检测所得土样重金属含量与地物光谱仪(ASD)获取的土壤反射光谱数据,通过对土壤重金属光谱特性的分析,确定光谱反演特征波段,研究并建立了邯郸市土壤重金属基于不同光谱变换指标的多元逐步回归(SMLR)和偏最小二乘回归(PLSR)统计估算模型,通过模型验证与对比,探索邯郸市土壤各重金属含量的最优反演模型。结果表明:(1)微分处理能普遍改善模型预测效果,二阶微分指标的PLSR与MLSR模型效果较佳;(2)PLSR与SMLR两种建模方法相比,总体上PLSR建模和预测的均方根误差RMSE较小、模型修正系数Adjust R~2较大,表明PLSR模型预测效果更好;(3)基于反射率倒数对数的二阶导数的PLSR模型反演效果较优,其中Cu、Ni、Zn、Hg,检验精度Adjust R2均超过0.8。     

岷江下游小型集水区不同林分土壤重金属污染特征及其生态风险评价

为了解岷江下游不同林分类型土壤重金属的含量特征和污染状况,以岷江下游(五通桥段)小型集水区水杉(Metasequoia glyptostroboides)人工林、杉木(Cunninghamia lanceolata)人工林、巨桉(Eucalyptus grandis)人工林、阔叶混交林4种林分类型为研究对象,分析林地土壤不同层次(0~10、10~40、40~80 cm)5种重金属(As、Cd、Cu、Pb、Zn)含量,采用综合污染指数法对各林分类型土壤重金属进行评价,利用相关分析和聚类分析对其来源进行初步解析。结果表明:集水区中4种林分类型土壤中重金属As、Cd、Cu、Pb和Zn的平均浓度分别为6.57、0.36、14.20、24.69、162.65μg·g-1。土壤总体p H值为4.73~6.49,呈酸性,有机质含量为4.32~19.72μg·g-1,重金属As和Cd含量与土壤p H值为显著负相关,5种重金属相互之间呈极显著正相关关系,与有机质也为极显著正相关关系。总体上4种林分类型土壤重金属含量随土壤深度的增加而降低,表层土Cd污染最严重,只存在轻微的As、Pb和Zn污染,但都未受到Cu的污染。杉木人工林和水杉人工林重金属高于阔叶混交林和巨桉人工林。土壤重金属潜在生态危害程度顺序均为:CdPbAsCuZn。4种林分类型土壤重金属综合潜在的生态风险指数(RI)的范围为:102.11~247.05。表层土潜在的生态危害等级均为中等,下层土潜在的生态危害等级为中等或轻微。源解析的结果表明集水区林地土壤重金属含量受到自然源和人为源的双重影响,其中Cu主要来自成土母质,As和Cd主要来自农业生产,Pb主要来自采矿业,Zn同时受到采矿业和农业生产等的影响。     

某冶炼厂拆迁场地土壤重金属污染健康风险评价

按照环保部最新颁布实施的污染场地风险评估技术导则(HJ 25.3—2014),选取Cu、Pb、Zn、Cd、Cr、As 6种重金属元素为主要污染物,结合Pearson相关分析及克里金差值法,对某冶炼厂拆迁场地土壤进行健康风险评价。结果表明:拆迁场地土壤中重金属污染集中于生产区及堆放场,污染程度为生产区≈堆放场生活区,6种重金属平均值低于《展览会用地土壤环境质量评价标准》B级(HJ 350—2007),Pb、Zn、Cd平均值高于广西省和中国土壤元素背景值;相关分析表明Cu分别与Pb、Zn、Cr、As,Pb-Cr、Pb-As及Zn-Cd存在极显著正相关关系;健康风险评价结果表明生活区土壤中6种重金属对人体健康不会产生不良或危害效应;生产区和堆放场土壤中Cr存在致癌风险,As存在致癌风险和非致癌危害。成人血铅模型(ALM)计算得出生活区、生产区及堆放场中成人血铅浓度值分别为4.98μg·d L-1、5.04μg·d L-1、5.03μg·d L-1,低于成人血铅浓度风险评价的基准值5.8μg·d L-1,且Pb的平均值低于国内外居住用地土壤铅环境基准值。     

环草隆与重金属复合污染对黄瓜及小麦的毒性效应评估

为探究草坪除草剂与重金属复合污染对高等植物的生态毒性效应,以小麦与黄瓜为敏感受试植物,采用滤纸发芽试验法,研究了典型草坪除草剂环草隆与4种重金属(Cu/Zn/Pb/Cd)单一及复合污染条件下,对2种植物种子萌发与幼苗生长的毒性效应并进行评估。在此基础上采用评估因子法外推环草隆在土壤中的预测无效应浓度(PNECsoil)。结果表明,2种植物的根长及小麦的芽长对环草隆与重金属非常敏感(P<0.01),且存在明显的剂量-效应关系。黄瓜根长对环草隆最敏感,根长半抑制浓度(RI50)为0.281 mg·L-1。小麦根长对Cu、Pb、Cd比黄瓜根长更敏感。环草隆与重金属复合污染时,黄瓜根长表现得最为敏感,可作为敏感生物标记物。环草隆与重金属复合污染对小麦及黄瓜根长抑制具有协同作用,并且随着重金属浓度的增大,黄瓜和小麦根生长对环草隆的敏感性增加。环草隆与重金属复合污染对小麦芽长的联合效应主要与重金属种类及其暴露浓度有关。以黄瓜的根伸长抑制率为急性毒性终点,利用外推法计算得环草隆在土壤中的PNECsoil为1.90μg·kg~(-1),远远低于环草隆田间推荐使用量1.5~9 mg·kg~(-1)。与重金属复合污染时,环草隆的PNECsoil明显降低,导致其生态风险提高。上述研究结果能够为草坪除草剂环草隆与重金属复合污染的生态风险评价提供数据支持。     

北部湾涠洲岛海水重金属污染现状研究

随着生产的不断发展,海水中重金属污染愈加严重,明确海水重金属污染程度对海区环境资源保护和可持续发展具有重要意义。运用单因子评价法、综合污染指数法和相关性分析法对2015—2016年北部湾涠洲岛海水重金属Cu、Pb、Zn、Cd、Cr、Hg、As进行污染程度分析。结果表明,2015年涠洲岛海水重金属质量浓度高低排序为HgCrCdAsPbCuZn,质量浓度范围为0.052 0~10.0μg·L~(-1);2016年为HgCdAsCrCuPbZn,质量浓度范围为0.019 4~45.8μg·L~(-1)。2015—2016年整个涠洲岛海域重金属综合污染指数均属于清洁级,但2016年位于岛北面的S4和东面的S6站位综合污染指数均大于1,分别属于轻度和中度污染。重金属Pb、Zn、Hg存在超标,最高可超一类海水水质标准5.6、11.7、0.3倍。2015年涠洲岛海水重金属Cu和Cd,2016年海水重金属Zn和Hg均呈显著正相关,且2016年重金属元素间的相关性大于2015年,相关系数分别为0.757 8和0.796 7;2016年的Zn和Hg均为超标元素,人类活动可能是涠洲岛海水重金属污染的主要原因。涠洲岛As含量总体上低于广西北部湾其他海域,其余6项重金属含量整体低于沿岸工业活动、河流汇入、农业和生活污染频繁的北部湾潮间带、北海、廉州湾、钦州湾、防城港等地。总体而言,涠洲岛重金属污染程度仍属于清洁水平,个别站位偶有超标。     

3种典型兽药抗生素的环境暴露评估

建立了兽药在不同环境介质中的暴露浓度预测方法,选择我国养殖业常用的3种典型兽药抗生素磺胺二甲嘧啶(SDM)、土霉素(OTC)和恩诺沙星(ENF),对其环境暴露评估进行研究。结果显示,粪便中SDM的土壤预测暴露水平(PEC)为53.07~735.07 mg·kg-1,OTC的PEC为13.30~160.51 mg·kg-1,ENF的PEC为1.60~40.35 mg·kg-1;土壤中SDM的最大PEC为534.84~13 820.24μg·kg-1,OTC的最大PEC为172.66~3 054.71μg·kg-1,ENF的最大PEC为67.61~2 484.71μg·kg-1;地表水中SDM的PEC为134.27~3 469.62μg·L-1,OTC的PEC为0.12~2.18μg·L-1,ENF的PEC为0.02~0.87μg·L-1。通过比较PEC与相关文献的实际检测结果,初步探索了兽药环境暴露预测模型在我国兽药环境暴露评估中的适用性。     

EGTA/TSP联合修复模拟重金属污染黄棕壤及其环境风险评价

针对淋洗可能导致土壤残留重金属活化问题,研究淋洗/钝化联合修复对重金属污染土壤风险的削减作用。以乙二醇双(2-氨基乙基醚)四乙酸[ethylenebis (oxyethylenenitrilo) tetraacetic acid,EGTA]为淋洗剂,以重过磷酸钙(triple super phosphate,TSP)为钝化剂,研究了EGTA投加量、液固比、淋洗时间和TSP投加量等对模拟重金属污染黄棕壤中Cu、Zn、Pb和Cd 4种重金属洗脱率和浸出浓度的影响,通过响应面法设计多因素实验,拟合了土壤重金属环境风险削减率与EGTA投加量、液固比及TSP投加量之间的关系,采用涵盖土壤重金属含量、浸出浓度和毒性的土壤重金属环境风险评价方法对修复效果进行评价。结果表明,EGTA对Cu和Cd的洗脱率较高,可显著降低Zn和Cd浸出浓度。增加淋洗时间有助于提高Cu、Zn和Cd洗脱率并降低其浸出浓度,但提高了Pb浸出浓度。随着液固比的增加,Zn和Pb洗脱率呈上升趋势,Cd洗脱率呈下降趋势,Cu洗脱率先提高后下降;Cu、Zn和Cd浸出浓度呈下降趋势,而Pb浸出浓度呈上升趋势。TSP钝化大幅度削减了Pb浸出浓度。总环境风险削减率(β)与EGTA投加量、液固比及TSP投加量呈二次方关系,当EGTA投加量为1.0 g·L~(-1),液固比为10,TSP投加量w为2%时,β为62.80%,与验证实验结果相近,表明模型具有较好的模拟和预测能力。提高EGTA投加量和液固比可以大幅度降低Cu、Zn和Cd的环境风险,TSP钝化处理对Pb环境风险的削减作用较好,EGTA投加量与液固比以及EGTA投加量与TSP投加量对β表现为协同作用。     

黄河三角洲油田区土壤重金属的垂直分布规律及其影响因素

在黄河三角洲地区,由于胜利油田油气长期开采造成了采油区土壤环境质量的不断恶化.通过对胜利油田石油污染区土壤进行采样和分析,重点研究石油污染影响下10种重金属元素(Pb、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn和Cd)的含量、土壤粒径和总有机碳比重(TOC)分布规律.结果表明,19个土壤剖面的土壤颗粒d_(0.5)的范围为18—44μm,大部分属于细砂粒;但油田污染区土壤剖面重金属的垂直分布相较于对照组非污染区,二者存在明显差异:受石油烃及其降解产物的影响,油田区8种主要重金属(Pb、V、Mn、Fe、Co、Cu、Zn和Cd)在0—10 cm或10—20 cm层重金属含量最高,最大值分别为32.51、88.04、336.9、2.530×10~4、9.76、23.46、87.15、0.38 mg·kg~(-1);对照组受成土过程的影响,重金属在土壤深层(30—50 cm)出现两种不同的变化规律.通过聚类和相关性分析,油田区8种主要重金属(Pb、V、Mn、Fe、Co、Cu、Zn和Cd)浅层受泄漏石油影响为主,深层受土壤本底值影响为主,含量与土壤TOC(除去表层)的相关性较高;Cr、Ni则是受成土过程的影响.而非油区中8种重金属受大气沉降和成土过程的共同影响,含量与黏、粉粒之间普遍存在负相关关系,与TOC没有明显的相关性.分析结果表明,油区土壤中重金属的含量、迁移及其分布都受到了石油污染和油田开发的影响.该研究将对黄河三角洲湿地重金属-石油烃复合污染物污染的预防和治理提供一定的科学理论依据.     

北京市怀柔区冬季大气重金属污染状况分析

环境大气中重金属元素通常存在于细颗粒物(PM_(2.5))中,对人体健康和生态环境具有潜在威胁.开展大气中重金属的监测对评估其环境健康影响以及针对性控制措施的制定具有重要科学意义和现实意义.本文对北京市怀柔区大气中20种重金属元素于2016年1月19日至3月4日进行了连续现场监测,并分析了大气重金属的污染现状、特征及来源.观测期间大气平均总重金属浓度为0.52μg·m~(-3),约占PM_(2.5)平均浓度(70.3μg·m~(-3)的0.75%,其中以Fe、Zn、Ba、Pb、Mn、Cu、Cd、As浓度较高;在2月8日(大年初一)烟花爆竹燃放高峰期间大气颗粒物中重金属元素浓度明显升高,总重金属浓度最高可达7.94μg·m~(-3),占PM_(2.5)的比例为9%,尤其以Ba、Pb、Cu、Zn、Mn、Cr浓度增长最为突出.以Fe作为地壳参比元素,发现怀柔冬季大气中Ni、Mn、Ga、Cr的富集因子小于10,其它元素的富集因子大于10,表明怀柔冬季大气中Ni、Mn、Ga、Cr主要来源于土壤或岩石风化,其它元素则主要来自人为污染源排放.基于怀柔冬季大气中不同重金属变化特征分析,推测Pb、Zn、Hg、Mn、Ni、Se与As共同来源于冬季燃煤采暖以及周围工业园区煤炭燃料燃烧排放,Cu、Pb、Cr、Zn、Mn和Ba主要来源于烟花爆竹燃放,Cd等元素来源于周围工业园区的工业生产过程.     

三亚河沉积物中重金属生态风险评价与污染历史

主要研究了三亚河沉积物中重金属的分布、富集程度、生态风险以及污染历史,可为三亚河的污染治理和海洋环境保护提供参考信息。结果表明,三亚河表层沉积物中Cu、Zn、Pb、Cd、As、Cd、Hg、Ni等8种重金属元素的质量分数分别为(3.9±1.7)、(100.4±38.9)、(32.0±8.3)、(28.8±11.5)、(10.27±4.61)、(0.181±0.110)、(0.204±0.091)、(22.7±8.0)μg·g~(~(-1)),Al2O3、TOC的质量分数分别为10.34%±5.49%、1.29%±1.23%。210Pbex放射性比活度被用于确定研究区的平均沉积速率并建立沉积年代框架。应用210Pbex稳定初始浓度模型得出三亚河沉积物的平均沉积速率约为0.89 cm·a~(-1),所获取柱状样的沉积年代为1918─2014年。基于柱状样底部未受人类活动影响的子样得到的研究区8种重金属的背景值分别为7.5、38.7、14.3、31.9、4.95、0.027、0.015和6.4μg·g~(-1)。三亚河表层沉积物中Pb、Zn、Cu、Cd、Hg和TOC经Al元素标准化后的富集因子的算术平均值都大于1.5,说明这些重金属和有机质大部分来源于人类活动的输入。柱状沉积物中Cu、Zn、Pb、Cd和Hg的质量分数和富集因子在45 cm深度以上(即上世纪60年代以后)也存在明显的由人类活动的输入引起的上升和富集趋势。研究区沉积物中TOC与富集重金属Pb、Cr、Cd、Zn和Cu之间的Pearson相关系数r值为0.56~0.85,表明有机质降解所产生的腐殖酸吸附是导致沉积物中重金属质量分数变大的主要原因。对照美国NOAA沉积物生物效应数据标准,三亚河沉积物中Hg含量在多数站位介于ERL和ERM阈值之间,已对底栖生物产生负面影响。三亚河目前重金属的沉积通量约为2.26g·m-2·a~(-1),所沉积的重金属主要为Zn,约占总通量的50.6%,其次为Pb、Cr和Cu,它们的比例分别为16.1%,14.5%和11.5%,毒性较强的Hg和Cd分别仅占总通量的0.10%和0.09%。     

矿物质钝化剂对铅铜复合型污染土壤的修复作用

为了重金属污染土壤的修复提供参考,以惠阳区某铅锌矿废渣场附近土壤为研究对象,采用人工合成的含多种成分(主要为Ca_2Al_2SiO_7、Ca_2Mg Si_2O_7和Ca_3MgSi_2O_8)的矿物质钝化剂为修复材料,研究其对铅、铜复合型污染土壤p H、重金属浸出浓度、铅和铜的形态及矿质元素(K、Ca、Mg和Si)含量的影响。试验结果表明:该矿物质钝化剂的施用升高了0.33~2.62个单位的土壤p H值,对土壤修复持效性好;在施用量为4 g·kg~(-1)时,钝化剂对Pb和Cu的稳定效率高达100%;钝化剂的施用使弱酸提取态Pb和Cu的含量分别减少了39.01%~44.02%和46.71%~53.07%,降低了重金属在土壤环境中的生物有效性;添加矿物质钝化剂使土壤中有效钾、有效硅、交换性钙和交换性镁的含量增加。由相关性分析可知,矿质元素含量与弱酸提取态重金属之间呈显著负相关关系(P0.05)。因此,该矿物质钝化剂能抑制土壤酸化,降低土壤中铅和铜的生物有效性,对铅、铜复合型污染土壤具有很好的修复作用。     

畜禽有机肥对典型蔬果地土壤剖面重金属与抗生素分布的影响

采集不同类型的畜禽有机肥及施用后的土壤,测定其重金属浓度,同时利用超声波提取-SPE—LC／MS／MS方法分析土壤中14种抗生素的污染特征,研究长期施用畜禽有机肥对典型蔬果地土壤剖面重金属与抗生素分布的影响。结果表明,猪粪、羊粪、鸡粪3种畜禽有机肥中最易造成土壤污染的是猪粪,Cu、Zn和Cd含量分别为197．0、947．0和1．35mg·kg-1。不同土地利用方式下,施用有机肥均使重金属在土壤剖面呈现表聚现象,以设施菜地最为突出,Zn和Cd积累明显,0—20cm土层含量分别为203和0．48mg·kg-1。不同土地利用方式下,14种抗生素的含量与组成在土壤剖面上存在明显分异,随土层深度增加含量迅速下降,但在〉80～100cm土层仍有检出;设施菜地表层土壤抗生素含量为39．5μg·kg-1,积累和残留明显高于林地和果园,特别是四环素类和氟喹诺酮类,含量分别为34．3和4．75μg·kg-1。可见,农田土壤长期大量施用畜禽有机肥可引起重金属和抗生素的复合污染,具潜在生态风险。     

“两控区”城市降水、降尘中重金属元素分布特征及其相关性——以都匀市为例

为了解"两控区"降水、降尘中重金属元素的污染现状及其在大气作用过程中的相互影响,于2015年3月—2016年2月,对"两控区"贵州都匀市降水、降尘样品分别进行逐次和逐月采集,利用电感耦合等离子体质谱仪(ICP-MS)对样品中重金属元素(Zn、Mn、As、Cu、Ni、V、Cr、Cd等)进行测定,分析样品中重金属元素的季节分布特征,并对同一种元素在降水和降尘中的相关性进行探讨。研究结果表明:降水中重金属元素的质量浓度范围为0.08~13.80μg·L-1,其中Zn质量浓度最高,其次依次为Mn、As、Cu、Ni、V、Cr、Cd;与《地表水环境质量标准》中Ⅰ类水体标准相比,降水中的重金属元素均未超标;降尘中Cu、As、Cd、Zn较富集,分别为土壤背景值的381.0、2.6、2.7、1.2倍。从季节变化看,降水中多数重金属元素表现为夏季最低,春季最高,降尘中重金属元素的季节变化不明显。降水、降尘中Zn、Mn、As、Cu、Ni、V、Cr、Cd等的沉降量随季节变化具有相似规律性,相关系数分别为0.70、0.66、0.97、0.78、0.53、0.43、0.94、0.67,主要与降雨强度、元素的赋存形态及其在气溶胶中的粒径分布有关。     

沙颍河流域水环境重金属污染特征及生态风险评价

为了研究沙颍河流域水环境重金属污染分布特征,于2018年7月采集了沙颍河流域40个样点的水样和表层底泥的样品,测定9种重金属(Cu、Zn、As、Hg、Cd、Cr、Pb、Mn和Ni)的含量.结果表明,沙颍河流域水体中9种重金属的平均含量分别为1.30、9.09、2.87、0.24、0.14、0.38、0.96、56.82、0.95μg·L~(-1),其中Hg和Mn超过GB 3838—2002《地表水环境质量标准》,超标率分别为17.5%和5.0%.表层底泥中9种重金属的平均含量分别为23.38、86.62、10.72、0.14、0.34、55.26、24.01、536.99、30.79μg·g~(-1),均超过了河南省土壤背景值,其中Hg和Cd的超标率高达90%和97%.内梅罗综合污染指数法表明沙颍河地表水各重金属污染程度为HgMnAsNiCdZn=Pb=CrCu,地表水有18%达到重度污染水平,主要污染物是Hg,其次是Mn.潜在生态风险指数法表明,沙颍河表层底泥各金属污染程度为HgCdNiAsCuPbCrZnMn,其中Hg和Cd是最主要的生态风险贡献因子.总体而言,表层底泥的污染较地表水污染更为严重.聚类分析方法把沙颍河流域水体污染源大致分为3类.地表水中,Hg和Mn相关的污染源主要为金属矿山冶炼、塑料电池、电子工业等行业的废水排放,底泥中与Cd相关的污染源主要为冶炼、加工排放的废水.与Hg相关的污染源主要为金属矿山冶炼、电力、化学原料及化学品制造、机械制造、造纸等行业.