东寨港海水及沉积物中Hg和As形态分布研究

文章调查了东寨港红树林湿地近岸海水及潮间带表层沉积物汞(Hg)和砷(As)化学形态组成及分布。采用改进BCR逐级提取法分析沉积物中2种元素的化学形态。结果表明,海水中Hg和As主要以溶解态存在,夏季2种元素悬浮颗粒态的比例明显高于冬季,海水中ρ(Hg)明显超过国家一类海水水质标准,且夏季污染水平高于冬季。潮间带沉积物中w(Hg)为0.141~0.331 mg/kg,w(As)为10.226~27.020 mg/kg,采样点S6沉积物中w(Hg)和w(As)较其他采样点高,表现出受陆源输入影响;沉积物中Hg和As的化学形态组成存在差异,Hg主要以残渣态和酸可提取态存在,酸可提取态Hg的比例为21.0%~47.6%,存在一定的潜在环境风险。As主要以残渣态存在,环境风险相对较小。     

运城盆地高砷区地下水-沉积物中砷的地球化学特征研究

山西运城盆地是干旱半干旱地区,是我国典型的高砷高氟地下水污染区。在对运城盆地七级镇高砷地下水分布区地下水和钻孔沉积物开展地球化学特征研究的基础上,分析了地下水中砷的物质来源以及控制高砷地下水形成的地球化学过程。结果表明:研究区沉积物的主要矿物成分为硅酸盐、碳酸盐矿物以及少量铁氧化物和黄铁矿等,沉积物中砷的赋存形态主要为碳酸盐结合态/吸附态和Fe-Mn氧化物结合态,是地下水中砷富集的主要物源;研究区地下水中有机物含量较低,微生物活动较弱,属于典型的氧化性弱碱性高砷地下水,在此环境中沉积物中微量黄铁矿的氧化性溶解成为地下水中砷的主要物源,此外由于碳酸盐和硅酸盐矿物的风化和水解作用使地下水中富集大量HCO~-_3,故地下水水化学类型多为HCO_3-Na型,而地下水的弱碱性环境和较高浓度的HCO~-_3会通过竞争性吸附导致沉积物中吸附态砷的溶解或解吸附,促进了地下水中砷的富集。     

基于碳氮化学计量探究植被格局变化对土壤汞累积的影响

以位于青藏高原东缘的贡嘎山海螺沟冰川退缩区为研究对象,基于有机土壤中汞、碳、氮的含量变化及化学计量关系,探讨了植被格局变化对土壤汞积累分布的影响.结果表明,有机土壤形成前期(10年尺度内),不同林分均因凋落物快速降解导致碳、氮含量显著降低与汞的络合位点增加,致使土壤中汞呈现强烈的富集效应;有机质后续的慢速降解矿化过程(10年至百年尺度)中,植被类型的影响作用明显,不同林分下有机土壤中汞的积累模式存在显著差异.针叶林有机层土壤汞浓度(277.54±117.19) ng/g大于演替前期阔叶林(204.23±14.38) ng/g的值.在有机质慢速矿化阶段中,阔叶林土壤汞随深度递减,而针叶林土壤汞基本保持恒定,这与针叶凋落物中氮含量(2.11%±0.20%)较阔叶(2.64%±0.10%)低,使得其针叶凋落物降解矿化速率变慢有关.此外,阔叶林分有机土壤中Hg/C随C/N增加而显著降低,但由于针叶林不同的凋落物输入特征和汞积累模式,其Hg/C与C/N不再呈现显著负相关.     

华南大东山花岗岩地质背景区土壤铊来源及富集特征研究

通过对粤湘赣交界处大东山花岗岩体及其上发育的风化土壤进行野外地质调查、主微量元素和铊(Tl)形态含量分析研究,初步揭示华南花岗岩风化成土过程中Tl的迁移富集规律。研究结果表明:(1)大东山花岗岩及其风化土壤的Tl含量明显超出我国和世界自然土壤Tl含量背景值(～1mg/kg),证实研究区土壤普遍存在Tl富集现象;(2)风化壳样品组分与花岗岩具有很好的地球化学继承性,是大东山花岗岩原位风化的产物,且母岩成分相对均一;(3)Tl主要为残渣态(>75%),且Tl与Rb和K具有良好的正相关性,说明风化壳花岗岩和土壤中Tl分别主要存储在含钾硅酸盐矿物(黑云母和钾长石)和粘土矿物(如伊利石)晶格中;(4)质量迁移系数表明Tl在风化壳剖面上层被淋滤出,向下迁移,随后在淀积层发生沉淀、富集;(5)母质C层土壤中残渣态Tl含量与花岗岩相似,但占比明显低。因此,在花岗岩风化成土过程中,伴随着含钾原生矿物的分解,Tl可被释放到风化壳地表环境中进而富集,形成华南花岗岩地区土壤Tl富集现象,对区域土壤质量安全的影响值得关注。     

中国主要红树植物中汞含量特征与沉积物汞形态之间的关系

为了解红树植物对汞的富集能力和影响因素,对我国几种主要的红树植物的汞含量、沉积物总汞含量和形态进行了研究.结果表明,几种主要红树植物的总汞含量范围为817.5～3 197.6 ng/g,具有明显的种间差异和器官差异.秋茄汞含量为(1 579.4±1 326.8)ng/g,桐花树为(2 115.1±1 892.3)ng/g,白骨壤为(2 159.3±1 678.7)ng/g,木榄为(2 566.5±821.6)ng/g,海漆为(2 104.3±1 661.8)ng/g,无瓣海桑为(3 197.6±2 782.8)ng/g,老鼠簕为817.5±632.3 ng/g,红海榄为(1 801.8±1 255.4)ng/g.各种红树植物对汞的吸收能力的顺序为:无瓣海桑木榄白骨壤桐花树海漆红海榄秋茄老鼠簕.我国主要红树林地区表层沉积物的汞形态主要为易挥发态,其次为硫化物及有机结合态或可交换离子态,少量为碳酸盐结合态和铁锰氧化物结合态,残渣态少量甚至没有.只有深圳红树林沉积物中的汞以残渣态为主,其次为硫化物及有机物结合态.无瓣海桑的茎和叶,海漆叶的汞含量与易挥发态汞、可交换态汞具有显著正相关关系,而大多数红树植物的茎汞和叶汞含量与沉积物的总汞含量、不同形态汞之间并没有明显的相关性.红树植物富集的汞来源多样,且这些不同来源的汞在植物体内可能是能够迁移的.     

山东南四湖沉积物中汞的污染现状及迁移研究

通过测定南四湖及其入湖河流沉积物中总汞和形态含量,研究南四湖沉积物中汞的污染现状及空间迁移特征.南四湖表层沉积物中总汞含量为0.046 mg·kg-1,明显高于其环境背景值,表明南四湖受到一定程度的汞污染;沉积物中汞的形态主要以残渣态为主,占总汞含量的65.15%,非残渣态占总汞比例相对较小,依次为有机结合态(30.61%)、可提取态(2.93%)、铁锰氧化态(1.31%),其空间变化为独山湖区和昭阳湖区非残渣态汞含量较低,南阳湖区和微山湖区相对较高,具有一定的潜在生态危害;从水平方向来看,南四湖表层沉积物中汞含量具有明显差异,各湖区污染程度不同,汞在水平方向迁移较明显;垂直方向来看,从柱状沉积物底部到顶部汞的含量呈增加趋势,这可能与不同时期社会经济状况有关.     

表层沉积物主要矿化组分对Mn(Ⅱ)的吸附特性与贡献

考察表层沉积物中主要矿化组分对Mn(Ⅱ)的吸附特性,能够更清楚地解释Mn(Ⅱ)在沉积物-水界面上的迁移转化机理. 以山东省即墨市王圈水库表层沉积物为例,采用化学选择性萃取方法将表层沉积物的主要矿化组分(Fe氧化物、Mn氧化物、有机质和黏土矿物)进行分离,研究这些矿化组分对Mn(Ⅱ)的吸附特性和贡献. 结果表明,表层沉积物中w(有机质)、w(TE-Fe)和w(TE-Mn)(TE-Fe、TE-Mn分别为总可萃取态Fe、Mn氧化物)分别为16.23、10.12和1.771 mg/g. Langmuir和Freundlich吸附等温方程均能较好地描述表层沉积物及其主要矿化组分吸附Mn(Ⅱ)的过程,Langmuir吸附等温方程拟合效果更好,相关系数达0.95以上. E-Mn、E-Fe(E-Mn、E-Fe分别为可萃取态、锰、铁氧化物)、有机质和黏土矿物对Mn(Ⅱ)的吸附能力分别为77 852.5、38 764.0、17 704.5和44.0 mg/g. 由于各主要矿化组分在表层沉积物中含量的差异,因此有机质的吸附贡献最大,为2.24 mg/g;其次是E-Fe和黏土矿物,分别为1.91和1.22 mg/g;E-Mn为0.62 mg/g.      

北部湾潮间带沉积物总Hg含量分布特征研究

采用MILESTONE DMA-80固液相自动测汞仪对广西北部湾潮间带13个站位表层沉积物中汞含量进行检测,并采用单因子指数法和潜在生态风险评价法对研究区域沉积物Hg污染水平和潜在生态风险进行判定。研究表明,研究区域各站位潮间带表层沉积物汞含量介于24.60~125.87 ng/g之间,平均值为60.58 ng/g,就不同站位所属海区而言,平均汞浓度质量分数由高到低表现为:钦州海区北海海区防城港海区,广西北部湾潮间带沉积物中汞污染风险系数低,个别站位接近中等风险程度临界值。广西北部湾滨海潮间带各站位中表层沉积物汞元素潜在生态风险较小,各站位沉积物中汞浓度均低于国家海洋沉积物Ⅰ类质量标准。     

中国主要红树林湿地中甲基汞的分布特征及影响因素初探

通过对海南、广东、广西、福建的8个主要红树林地区沉积物中甲基汞以及环境因子的研究,分析了红树林生态系统中甲基汞的分布及其汞的甲基化作用.结果表明:①沉积物中总汞和甲基汞的含量分布并不一致.中国主要红树林区海南(三亚、东寨港)、广东(特呈岛、雷州、高桥、福田)、广西(大冠沙)、福建(浮宫)表层沉积物中甲基汞含量分别为(0.24±0.04)、(0.58±0.27)、(0.52±0.23)、(1.56±0.49)、(0.50±0.25)、(1.21±0.36)、(1.86±1.04)和(0.47±0.16)ng.g-1.甲基汞含量有很明显的地域区别,其含量顺序为大冠沙雷州福田东寨港特呈岛高桥浮宫三亚.工业和养殖业输入的汞和有机质显著增加了沉积物中甲基汞水平.对比世界其他河口湿地,我国红树林湿地沉积物中的甲基汞污染较为严重.②红树林沉积物的甲基化比率介于0.11%～7.13%.甲基化比率顺序由大到小为大冠沙特呈岛雷州福田高桥东寨港三亚浮宫.甲基化比率与砂粒显著正相关(p0.05),与粉粒和黏粒显著负相关(p0.05).③沉积物中总细菌含量范围为2.44×1010～1.91×1011CFU/g(以干重计,下同),浮宫三亚高桥东寨福田大冠沙.各环境因子对微生物数量的影响无显著差异.沉积物中SRB的含量介于1.73×104～4.92×106CFU/g,福田浮宫东寨港三亚高桥大冠沙.高有机废水是导致沉积物中SRB含量增高的主要原因.沉积物类型对SRB在沉积物表层的分布也有较大影响.甲基汞和环境因子之间并没有明显的相关性,外源输入是我国红树林湿地沉积物中的甲基汞污染的主要原因.     

安徽铜陵杨山冲尾矿库尾砂重金属元素的迁移规律

安徽铜陵杨山冲尾矿库使用期为1966—1990年,堆积了近1 308×104 t尾矿,选择该尾矿库进行尾砂重金属迁移规律研究.结果表明:在自然风化条件下,Cu,As,Hg,Cd和Pb的淋滤迁移速度相对较快,Zn略慢;Zn,Pb,Hg和Cd在50～60 cm深处产生了二次富集;不同位置的尾砂中重金属迁移规律有一定差异,低洼区Zn,As和Cd等在表层形成局部富集,100 cm以内浅层尾砂中也有部分重金属元素二次富集;经过长期风化氧化和淋滤作用,浅层尾砂中的重金属元素易淋滤部分大多被淋失,风化后尾砂中Cu,Pb,As和Hg以残渣态为主要赋存形式,其含量占全量比例均大于35%,其次为铁锰氧化态,其中Zn和Cd以铁锰氧化态含量在表层最高.在尾矿库表面植草能减少扬尘,也可能造成部分重金属元素含量在表层异常升高,影响尾矿库的进一步改造和复垦.      

海水养殖底泥中外源汞甲基化及生物响应研究

本文选择沙蚕作为底栖生物,通过模拟海水养殖环境,研究在外源汞（Hg （NO₃）₂）胁迫下,沙蚕对汞（Hg）的甲基化和甲基汞（MeHg）的富集,以及沙蚕的生物应激响应.结果表明,海水养殖区沙蚕一方面自身具有将汞转化为MeHg的能力,同时沙蚕扰动会促进沉积物中Hg的甲基化,沙蚕扰动沉积物中MeHg的含量为无扰动沉积物中的1.93倍.随着外源汞含量和暴露时间的增加,沙蚕对MeHg的富集量逐渐增加,而富集速率逐渐降低.沙蚕体内MeHg富集含量为0.007~0.079mg/kg,占沙蚕体内总汞（THg）含量的31.20%~86.90%.与无机Hg相比,MeHg会对沙蚕造成更大的氧化压力,具有更强的生物毒性.沙蚕的SOD,CAT活性和GSH,MDA含量与暴露时间及含量有显著相关性.当沉积物中外源汞输入含量超过0.5mg/kg,沙蚕抗氧化应激系统将超过防御极限.     

典型燃煤电厂周边土壤汞的形态分布及污染源解析

结合当地气象条件,采集了某典型燃煤电厂周边地区的土壤,分析其总汞和汞形态分布,应用层次聚类分析、富集因子分析等方法研究土壤汞的潜在来源情况,并利用主成份分析/绝对主成分分数(PCA/APCS)受体模型定量解析了土壤中汞的来源,结果表明:电厂周边土壤汞含量明显受到电厂汞排放影响,表层土壤样品(0~20 cm)汞含量范围为0.015~0.076 mg/kg,平均值为0.030 mg/kg,Hg的变异系数达43.4%;且随土壤剖面深度的增加土壤汞含量明显降低,表土层中汞平均含量达到59.98 ng/g,是60 cm以下底土层汞含量(19.40 ng/g)的3倍以上,表土层土壤汞含量与降尘(r=0.999**)、降水(r=0.979*)汞含量显著相关;表土层人为输入的汞不仅增加了总汞量,也增加了水溶态汞、酸溶态汞和碱溶态汞等活性汞的比例,提高了汞的环境危险性。由APCS源解析结果可知,土壤中汞的来源以源1为主,来源贡献率为40.92%,其次为源2(来源贡献率为31.48%)、源3(来源贡献率为11.97%)、其他源(来源贡献率为8.35%)和源4(来源贡献率为7.28%)。结合相关系数、主成分分析和层次聚类分析,可以进一步推测源1可能为交通和工业因子源,源2可能为成土母质源,源3可能为工农业活动因子源,源4可能为燃煤因子源。     

渤海东部和黄海北部沉积物中重金属分布特征

通过对渤海东部及黄海北部海域138个站位沉积物样品的重金属等含量分析,研究了该海域沉积物重金属元素分布特征及其控制因素.渤海东部及黄海北部海域沉积物中As、Cu、Cd、Cr、Co、Hg、Ni、Pb、V、Zn的平均含量分别为:9.87,20.1,0.15,58.9,11.6,0.02,26.7,23.0,74.0,65.5μg/g;重金属元素Cu、V、Cr、Co、Ni、Zn含量与有机碳含量、小于63μm细粒沉积物呈显著正相关,其在表层沉积物中的分布明显受到有机质含量和沉积物粒径的控制,而As、Hg分布没有明显受到有机质含量和沉积物粒径的影响.富集系数显示, Cr、Co、Ni、Pb、V和Zn为无富集;Cu为轻度富集;As、Cd和Hg为中度富集;依据Q-型聚类分析特征,将研究区域沉积物划分为3个不同的重金属分区,Ⅰ类区沉积物Hg富集程度较高;Ⅱ类区沉积物As富集程度较高;Ⅲ类区重金属元素含量普遍较高,尤其Cu、Zn和Cd含量明显增高.     

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.     

珊瑚钨锡矿硅质尾矿中Cd、As、Zn、F富集迁移及环境污染

硅质尾矿在释放中性矿山废水(NMD)时所伴生的多元素复合污染问题值得重视。本文以桂东北珊瑚矿尾矿作为研究对象,通过分析该尾矿的组构、元素富集及迁移特性,筛选出主要污染元素,并探讨尾矿胶结层对元素富集迁移的影响。结果表明:(1)该尾矿中Cd、As、Zn及F富集程度较高、可交换态含量(易迁移释放量)较大,是主要的污染元素,而Cu、Pb、Tl产生污染的可能性较小;(2)胶结层对重金属具有再富集作用,但其对可交换态Cd、As(Tl)再富集明显,而对可交换态Cu、Pb、Zn再富集则不明显。胶结层中次生伊利石、石膏等胶结物趋向于吸附富集活性可交换态Cd、As。这表明该尾矿可能迁移释放出含Cd、As浓度较高的NMD。研究表明,硅质尾矿风化释出NMD的同时,可能伴生Cd、As、Zn等重金属以及F的复合污染。     

增养殖区沉积界面营养物质平衡体系研究

通过1999年在大亚湾海水增养殖区现场的调查资料,分析了上覆水、表层沉积物、柱状样品中的TN、TP含量。结果表明:(1)沉积物中营养物质对水体的贡献或交换,主要来自于表层沉积物。(2)TN的溶出率比TP高,沉积界面N的平衡体系易受破坏,沉积物中N对水体作出的贡献比P大。(3)沉积物对水体中的P有吸附现象,经一系列的地球化学过程后,沉积物中的P释放较难。(4)增养殖区上覆水TP的含量较高,超标现象较多。基于以上研究结果,建议以沉积物中TN的含量作为赤潮监测的因子。     

雅鲁藏布江上游干支流稀土元素地球化学特征

对雅鲁藏布江上游干支流水体及沉积物稀土元素含量、配分模式以及Ce、Eu特征元素参数进行研究,以探讨其地球化学特征及影响因素.结果表明,水体溶解态稀土元素含量平均值为19.28ng/L,沉积物稀土元素含量平均值为190.8mg/kg.水体稀土元素表现为重稀土元素富集(La_N/Yb_N <1),沉积物并表现为轻稀土富集(La_N/Yb_N>1);受岩石风化作用的影响水体Ce为负异常,沉积物Ce为无异常和弱负异常;受水岩相互作用对稀土元素在水-沉积物系统中迁移转化得影响,水体Eu表现为正异常,沉积物Eu表现为负异常.由于源岩类型不同导致的风化过程的差异,河源段与河流段稀土元素表现出明显的空间异质性.     

草海典型高原湿地表层沉积物重金属的积累、分布与污染评价

为研究草海高原湿地表层沉积物中重金属含量变化与区域分布特征,采集了16个草海表层沉积物样品并测定了7种重金属的含量,采用Tomlinson污染负荷指数法(pollution load index,PLI)对草海表层沉积物中重金属污染进行评价.结果表明,草海高原湿地表层沉积物中Cd、Hg、As、Pb、Cr、Cu、Zn的平均含量分别为0.985、0.345、15.8、38.9、38.6、22.8、384mg·kg-1.重金属的分布存在区域差异性,Cd、Hg的平均含量分布为E区(东部)>S区(南部)>N区(北部),Pb的平均含量分布为N区>E区>S区,Zn平均含量分布为S区>E区>N区.草海沉积物重金属污染负荷指数PLIzone为1.17,达到中等污染水平,3个区域表层沉积物的重金属污染程度为E区>S区>N区,其中E区和S区达到中等污染,N区总体为无污染.草海湿地表层沉积物7种重金属污染程度大小顺序为Zn>Hg>Cd>Pb>As>Cu>Cr,Zn、Hg为主要污染物,达到极强度污染水平,Cd、Pb达到中等污染水平.Zn、Hg、Cd、Pb这4种元素污染源相似,因此在草海污染防治方面,应特别重视对Zn、Hg、Cd、Pb污染源的控制.     

太湖营养状态对沉积物中总汞和甲基汞分布特征的影响

为探讨营养状态对太湖沉积物汞的分布及其甲基化的影响,以太湖不同营养水平的湖区为研究对象,采用PSA和GC-CVAFS方法,分别测定了沉积物总汞(THg)、甲基汞(MeHg)含量;另测定了沉积物有机质含量和水体总氮、总磷浓度.结果显示,太湖表层沉积物THg含量为32.30~150.28ng/g,均值为62.94ng/g,含量高低与营养化程度一致,其垂向分布主要受到人为活动和有机质的影响;MeHg含量为0.32~1.01ng/g,均值为0.51ng/g,不同营养水平的湖湾区MeHg含量差别不大,其分布受有机质的影响,高含量富集在表层,随深度的增加逐渐降低并趋于稳定;甲基化比率比较低主要是太湖水体溶解氧含量高抑制了甲基化过程.     

珠江河口沉积物Hg的分布与污染评价

利用Hg元素直测仪分析了珠江河口表层沉积物和柱状沉积物Hg的含量和背景值.沉积物Hg的背景值为(45.94～70.62)×10-9.表层沉积物Hg含量在(20.81～369.20)×10-9,平均为168.23×10-9,平面分布呈西部向东部和东南方向减少的趋势,其中,以西部浅滩沉积物Hg含量最高,富集程度最大.柱状沉积物Hg含量在(33.61～250.43)×10-9,平均含量150.49×10-9,垂直分布存在显著的地域差异,东滩沉积物Hg表现为上部富集,而西滩沉积物表现为均匀分布.地质累积指数法、潜在生态危害指数法和单因子污染指数法三种污染评价的结果表明,珠江河口表层沉积物的Hg污染区主要集中于西部浅滩,存在中等程度的Hg污染.