长江中游近岸表层沉积物重金属污染特征分析及风险评估

为了探究长江中游近岸沉积物中重金属污染情况,2020年6月对长江中游14个采样断面的沉积物进行样品采集并测定沉积物中汞（Hg）、镉（Cd）、砷（As）、铜（Cu）、铅（Pb）、铬（Cr）和锌（Zn）等7种重金属元素的含量.首先分析了长江中游近岸表层沉积物重金属含量的空间分布特征,然后采用相关性分析方法（CA）、主成分分析法（PCA）和正定矩阵因子分解法（PMF）相结合的途径分析表层沉积物中重金属的来源,最后采用地累积指数法（I_geo）、潜在生态风险指数法（RI）和沉积物质量基准法（SQG）对重金属进行了风险评价.结果显示,Hg、Cd、As、Cu、Pb、Cr和Zn的平均含量分别为0.13、0.77、11.20、36.45、36.40、83.99和124.21 mg·kg^-1,其中Cd和Pb的平均含量超过背景值的1.72和1.35倍;PCA提取了前3个主成分（累积贡献率85.16%）,结合CA结果显示重金属Cd、As、Cu、Pb和Zn来源一致,Hg和Cr来源一致;PMF模型将7种重金属元素的污染源分成3个因子并得到因子的贡献率,并且工业和生活废水、煤炭燃烧、采矿业3个因子的综合贡献率为41.96%、32.48%和25.55%;地累积指数法（I_geo）评价结果显示,Cd是主要重金属污染物,处于轻度污染程度等级,Hg、As、Cu、Pb、Cr和Zn等6种重金属元素处于无污染等级;潜在生态风险指数法评价结果显示,Hg的最高风险等级为中等生态风险等级,位于城陵矶和新厂采样点,Cd的最高风险等级为强生态风险等级,位于牯牛沙水道和武汉上采样点,As、Cu、Pb、Cr和Zn在14个采样断面均属于低生态风险等级.综合潜在生态风险指数（RI）为62.59~138.59,其中处于低微和中度风险等级的采样点分别占总采样点的71.43%（10个采样点）和28.57%（4个采样点）,整体上长江中游干流污染不严重;沉积物质量基准法（SQG）评价结果显示,长江中游沉积物等级为Ⅰ级,定性评价为优,显示长江中游14个采样断面的沉积物对底栖生物没有毒性作用.综合以上结果,长江中游重金属污染不严重,Cd为重点防治的重金属元素.     

西藏湖泊沉积物重金属元素特征及生态风险评估

为了探究青藏高原湖泊沉积物中重金属的来源以及对生态环境的危害,本文分析了青藏高原共18个湖泊的表层沉积物样品.微量元素Cu、Zn、Cd、Pb、Cr、Co、Ni、As含量采用电感耦合等离子质谱仪(ICP-MS,X-7series)测定,全氮全碳分析仪(Vario Max CN,Elementar,Germany)测定了湖泊沉积物中的总碳氮含量.18个湖泊沉积物中Cu、Zn、Cd、Pb、Cr、Co、Ni、As这8种重金属平均含量分别为24.61、70.14、0.26、25.43、74.12、7.93、33.85、77.69 mg·kg-1.西藏湖泊沉积物中元素含量都要高于南极,但与人类活动频繁地区的湖泊沉积物重金属含量相比却较低,并且除了Cd、Ni和As之外都要低于西藏土壤背景值.运用Pearson相关性分析和主成分分析法分析了湖泊沉积物中重金属元素的来源,结果表明Cu、Zn、Cd、Pb、Co、Ni、As受流域内土壤及大气沉降影响较大,而Cr主要受人类活动的影响.用Hakanson潜在生态风险指数进行生态风险评估并聚类分析的结果显示只有普莫雍错、龙木错和班公错的综合生态污染程度低,其他湖泊生态系统均有不同程度的潜在生态风险,别若则错具有最强的生态风险.     

典型城郊湖泊沉积物重金属生态风险评价

城郊浅水湖泊沉积物通常受到不同程度的污染,并面临重金属污染积累和生态风险增加的问题。以典型城郊浅水湖泊北麻漾近岸表层沉积物为研究对象,分析各重金属的分布特征,并利用地积累指数法(Igeo)和潜在生态风险指数法(RI)评价重金属生态风险。结果表明:表层沉积物中Cr、Ni、Cu、Zn、Cd、Pb含量均不同程度超过环境背景值,体现出一定的污染积累特征;地积累指数法评价所得风险顺序为Cu>Cd>Zn>Ni>Pb>Cr>Hg,潜在生态风险指数法获得单一重金属潜在生态风险顺序为Cd>Hg>Cu>Pb>Ni>Cr>Zn,两种评价结果均显示出以Cd为主,多种重金属复合污染的特征。综合潜在生态风险指数表明入湖河口区风险等级较高,外源输入对沉积物重金属污染影响显著。     

潮白河中游沉积物中重金属分布、来源及生态风险评估

潮白河是海河五大支流之一,其中游位于河北省,地处北京市下游和天津市上游,非汛期来水主要为北京市工业废水和生活污水.为了解潮白河中游沉积物重金属污染分布特征、来源、生态风险及可能受北京市来水的影响,于2018年6月采集9个表层沉积物样品和2个柱状沉积物样品,使用电感耦合等离子质谱仪（ICP-MS）测定Cr、Ni、Cu、Zn、As、Cd和Pb等7种重金属的质量分数.结果表明:①潮白河中游表层沉积物中w（Cr）、w（Ni）、w（Cu）、w（Zn）、w（As）、w（Cd）、w（Pb）的平均值分别为31.47、14.74、14.73、44.80、4.91、0.23、17.98 mg/kg,7种重金属质量分数除在5号采样点突然增加外,均沿河流方向呈先降后升的趋势.在垂直方向上,7种重金属在5号采样点出现富集,在9号采样点其质量分数则呈减轻趋势.②通过相关性分析和主成分分析可知,潮白河中游沉积物中Cr、Ni、Cu、As、Pb主要来源于工业和交通污染;Zn和Cd则主要来源于农业面源和生活污染.③地累积指数评价和潜在生态风险指数显示,潮白河中游表层沉积物重金属污染主要以Cd、Pb、Cu和As为主,其中Cd的潜在危害最高,各采样点综合潜在生态风险指数大小依次为5号> 2号> 3号> 9号> 1号> 8号> 4号> 7号> 6号.研究显示,潮白河中游沉积物重金属污染在5号采样点最严重,其中Cd污染程度最高,其来源主要为区域农业生产和居民生活等人类活动,应加强区域内农业和生活污染防治.      

磁湖表层沉积物重金属污染特征及生态风险评价

于2011年9月对磁湖南北湖两个断面采集了29个表层沉积物样品,并用火焰-原子吸收分光光度法测定其重金属含量(Cu、Ni、Fe、Zn、Pb、Cd、Cr)。结果表明,南湖和北湖的平均浓度分别为155.41、67.60、4050.00、415.05、195.09、3.58、113.04mg/kg和100.30、40.87、4088.05、351.80、159.43、1.38、214.43mg/kg;地累积指数评价结果显示南湖表层沉积物重金属污染要高于北湖;南北湖重金属Zn、Cr在岸边和湖中区域含量均比较高,Cu、Pb、Cr污染程度在空间分布上呈现靠近岸边区域高于湖中区域的特点,Ni的含量分布相对均匀;潜在生态风险系数指出南湖和北湖重金属Cr均存在很强的生态风险,南湖综合潜在生态风险高于北湖;主成分和相关性综合分析表明磁湖表层沉积物重金属污染主要来源于工业源,同时也受燃烧源影响。     

典型出境河流生态修复区沉积物重金属污染特征及生态风险评估

为综合评价河流沉积物中重金属对周围环境的生态风险及为治理重金属污染河流提供参考依据,以云南省文山州内跨境河流小白河生态修复区为研究对象,分析不同形态重金属在生态修复区沉积物中的空间分布规律,并采用潜在生态风险指数法和风险评估指数法(RAC),评价沉积物中重金属污染状况和生态风险.结果表明:① 生态修复区内沉积物中五种重金属空间分布规律存在差异,w(As)、w(Co)、w(Cu)、w(Pb)、w(Zn)的平均值分别为937.64、16.72、156.23、73.47、1 117.47 mg/kg,并且w(As)、w(Cu)和w(Zn)沿水流方向逐渐降低,到生态修复区出口又呈明显增加的分布规律,而w(Pb)和w(Co)呈逐渐增加的分布规律. ② 生态修复区中重金属主要赋存形态以残余态为主,稳定性大小依次为As>Pb>Cu>Co>Zn. ③ 根据风险评估指数法,表层沉积物中重金属对环境构成的风险依次为Zn>Co>Pb>Cu>As;根据潜在生态风险指数,As是主要的生态风险贡献因子,贡献率大于80%,具有较高的生态风险,其余重金属具有较低的生态风险.因此,在环境治理时既要考虑富集程度较严重的重金属元素,也不可忽视有效态含量较高的重金属元素给环境带来的生态风险.      

双台子河口沉积物重金属溯源及生态风险评估

基于2017～2019年对盘锦双台子河口12个监测站采样点采集的沉积物6种重金属(Cu,Pb,Zn,Cd,Hg和As)的监测分析结果,采用Hakanson潜在生态风险指数法评估其生态风险,并结合监测数据中有机碳及沉积物粒径等参数,借助数理统计与Pearson相关性分析法,开展双台子河口区重金属溯源分析.结果表明:双台子...     

广东茂名主要水系表层沉积物重金属风险评估及源解析

为了解广东茂名主要水系表层沉积物重金属的空间分布特征及其污染来源,合理评价研究区域沉积物重金属的生态风险,对茂名市8条河流和3座水库表层沉积物中重金属(As、 Hg、 Cd、 Co、 Cr、 Cu、 Mn、 Ni、 Pb和Zn)含量进行分析.采用地累积指数、潜在生态风险指数和潜在生物毒性效应评估重金属的生态风险;使用主成分分析和正定矩阵因子分解模型解析重金属的来源.结果表明,表层沉积物中ω(Zn)(147.56mg·kg^-1)和ω(Hg)(0.20mg·kg^-1)水平较高,分别超背景值3.72倍和2.25倍.Cd、 Co、 Cu、 Mn、 Ni和Zn含量水平在空间分布上表现为：北部>中部>西部>东南部.地累积指数结果显示Zn为偏中度污染,76.6%采样点的Hg为轻度-偏重度污染,其余元素整体上为无-轻度污染.潜在生态风险和潜在生物毒性评估结果均表明高州水库潜在生态风险指数和毒性效应较其他水系高,且Hg为主要贡献元素.主成分分析和正定矩阵因子分解模型提取的3个因子分别代表自然源、农业面源和工业源.因此,为降低沉积物中重金属带来...     

茅尾海沉积物重金属空间分布特征与生态风险

于2010年1月在茅尾海采集了7个沉积物样品,分析了不同深度沉积物的基本理化性质及w(As)、w(Cd)、w(Cu)、w(Fe)、w(Hg)、w(Mn)、w(Ni)、w(Pb)和w(Zn),并采用潜在生态危害指数法进行了潜在生态风险分析.结果表明:这些元素的质量分数空间分布差异显著,总体上呈湾内大于湾外,其中w(Cd)和w(Hg)平均值分别为1.1、0.3 mg/kg,污染最为严重并有加重的趋势;Cd污染可能与周边农田磷肥使用及磷矿开采有关,而Hg污染可能主要是大量使用化石燃料所致.重金属(除As外)质量分数与w(OM)、w(Fe)和w(TN)密切相关,其中w(Cd)与w(TP)密切相关,说明生物和化学过程都显著影响这些元素的空间分布.w(Cu)、w(Hg)、w(Ni)、w(Pb)和w(Zn)之间呈极显著正相关(P0.01),说明这几种重金属可能具有同源性;而沉积物中w(Cd)与w(Zn)、w(Pb)、w(Ni)和w(Cu)均呈显著负相关(P0.05),暗示Cd的来源及生物地球化学过程与其他元素不同.该海域重金属潜在生态危害指数依次为CdHgPbZnCuAs,其中Cd与Hg属于中等生态危害;靠近茅岭江汇入区的采样点重金属潜在生态危害指数较高,属于中等生态危害,其余采样点的综合污染也已接近中等生态危害水平.     

茅尾海沉积物重金属空间分布特征与生态风险

于2010年1月在茅尾海采集了7个沉积物样品,分析了不同深度沉积物的基本理化性质及w(As)、w(Cd)、w(Cu)、w(Fe)、w(Hg)、w(Mn)、w(Ni)、w(Pb)和w(Zn),并采用潜在生态危害指数法进行了潜在生态风险分析. 结果表明:这些元素的质量分数空间分布差异显著,总体上呈湾内大于湾外,其中w(Cd)和w(Hg)平均值分别为1.1、0.3mg/kg,污染最为严重并有加重的趋势;Cd污染可能与周边农田磷肥使用及磷矿开采有关,而Hg污染可能主要是大量使用化石燃料所致. 重金属(除As外)质量分数与w(OM)、w(Fe)和w(TN)密切相关,其中w(Cd)与w(TP)密切相关,说明生物和化学过程都显著影响这些元素的空间分布. w(Cu)、w(Hg)、w(Ni)、w(Pb)和w(Zn)之间呈极显著正相关(P<0.01),说明这几种重金属可能具有同源性;而沉积物中w(Cd)与w(Zn)、w(Pb)、w(Ni)和w(Cu)均呈显著负相关(P<0.05),暗示Cd的来源及生物地球化学过程与其他元素不同. 该海域重金属潜在生态危害指数依次为Cd>Hg>Pb>Zn>Cu>As,其中Cd与Hg属于中等生态危害;靠近茅岭江汇入区的采样点重金属潜在生态危害指数较高,属于中等生态危害,其余采样点的综合污染也已接近中等生态危害水平.      

长江下游不同源沉积物中重金属特征及生态风险

不同来源沉积物中重金属的污染特性差异明显,影响了它们的危害程度.采集长江下游市政、矿山、工业及港口来源的沉积物,并用ICP-AES测定常量元素.原子吸收光谱测定Cu、Zn、Pb,Cd、Cr 5种重金属.结果表明,重金属在市政来源中含量中等且分布相对均匀,矿山来源的以Cu、Pb为主.工业来源的金属含量均较高,港口来源Cd的含量最高.重金属均有一定的富集,尤其是Cd的富集系数,最高达到7.3.通过重金属与常量元素的主成分分析研究了沉积物中重金属的来源,发现市政来源的重金属主要来自雨水冲刷城市下垫面及管道内壁,矿山来源重金属的特点由矿山开采及尾矿淋滤决定,工业来源重金属大多由机械碎屑和金属溶解产生,港口来源重金属主要是密集的运输船与车辆气体排放引起.采用Hakanson的生态风险指数法对不同来源沉积物中重金属进行风险评价,其单因子生态危害程度为Cd>Cu>Pb>Cr>Zn,综合潜在生态风险指数表明,不同来源重金属的危害程度依次为港口源>工业源>矿山源>市政源.     

苏州古城区域河道底泥的重金属污染分布及生态风险评价

本文分析了苏州古城区域20个代表性断面中8种重金属(Cd、Cu、Cr、As、Mn、Ni、Pb和Zn)的含量,评价了重金属的污染程度和潜在生态风险并甄别了污染来源.结果表明,苏州古城区域河道底泥中Cd、Cu、Cr、As、Mn、Ni、Pb和Zn的平均含量分别为1.1、142.6、90.2、17.2、800.1、63.3、1...     

湘东北典型河源区土壤重金属分布特征、来源解析及潜在生态风险评价

水源地土壤环境质量状况关乎其流域内居民生命健康安全,是生态环境保护研究中的热点科学问题.选择湘东北典型河源区,采集表层土壤样品共87件,通过GIS技术和潜在生态风险指数法研究了土壤重金属（Cd、Pb、Cr、Hg和As）的空间分布特征和潜在生态风险,并采用多元统计分析和正定矩阵因子分解（PMF）模型解释了其可能来源和贡献率.结果表明：①湘东北典型河源区土壤呈酸性,土壤重金属ω（Cd）、ω（Pb）、ω（Cr）、ω（Hg）和ω（As）平均值分别为0.20、41.07、130.51、0.29和11.63mg ·kg^-1,对标背景值,除As外均有富集;②土壤重金属综合潜在生态风险为中等风险等级,其中Cr、Pb和As为轻微风险等级,Cd和Hg均为强风险等级;③土壤Cd和Pb具有同源性,主要来源于农业活动,Cr和As受生活垃圾排放和自然母质的双重影响,Hg主要来源于化石燃烧及交通运输;④生活垃圾排放源、自然母质源、化石燃烧及交通运输源和农业活动源对湘东北典型河源区土壤重金属的贡献率分别为21.36%、35.92%、19.30%和23.42%,人为源贡献率大于自然源.研究结果对湘东北典型河源区的污染防治、生态修复和美丽乡村建设具有参考价值.     

长江水系表层沉积物重金属污染特征及生态风险性评价

对2007年采集的长江水系表层沉积物中的9种重金属(Cr、Co、Ni、Cu、Zn、Pb、Cd、As和Hg)含量进行了分析.结果表明,沉积物中除了重金属Cr、Co、Ni外,Cu、Zn、Pb、Cd、As和Hg的含量都明显高于20世纪90年代调查结果.主成分分析(PCA)结果表明,前3个主成分的累积贡献率达到86.75%,表明了重金属的3种主要来源,分别为采矿与工业排污、岩石的自然风化与侵蚀和城市电镀工业废水与自然源.地累积指数和富集因子评估结果同时显示,长江水系表层沉积物中未受Cr、Co和Ni的污染,Cu、Zn、As和Hg受轻度污染,而Cd和Pb的污染最大.Hakanson生态风险指数法对沉积物中重金属的生态风险评价表明,各重金属单因子生态危害程度为CdHgAsZnPbCuCoNiCr.综合潜在生态指数表明,在61个位点中,中等生态危害的样点占36%,有3个位点属于强生态危害范畴,即长江干流重庆段、支流资水洞庭湖入口和信江位点;而支流湘江衡阳段、湘江株洲段、湘江洞庭湖入口、洞庭湖和安徽顺安河位点为极强生态危害范畴.     

长江中上游表层沉积物重金属形态分布特征及风险评价

大坝蓄水显著改变了河流的水文情势,进而影响着河流沉积物的颗粒组成和重金属形态.2019年6～7月,从长江上游金沙江攀枝花市至长江中游湖口县,沿长江干流调查了26个断面,采用欧共体BCR 3步提取法分析了沉积物中8种重金属(As、 Cd、 Co、 Cr、 Cu、 Ni、 Pb和Zn)的含量及其赋存形态,并用重金属地累积指数法、沉积物质量基准法和风险评价编码法(RAC)对沉积物重金属污染程度和生物有效性进行风险评价.结果表明,长江上游库区段(金沙江梯级水库段和三峡库区段)从上游至下游沉积物的粒径均值呈减小趋势,沉积物As和Zn全量呈增加趋势,中游段变化规律不明显.沉积物黏粒含量与弱酸提取态Cd和Ni含量呈显著正相关.Cd以残渣态(59.26%)和弱酸提取态(24.67%)为主,Cr(92.41%)和Ni(83.41%)以残渣态为主,As、 Co、 Cu、 Pb和Zn以残渣态和可还原态为主.As、 Cd、 Co、 Cr、 Ni和Zn污染程度大小为：金沙江段>长江中游段>三峡库区段.Cd、 Co、 Cr、 Cu、 Ni和Zn的生物有效性(RAC均值)大小：上游三峡段>中游段&...     

海河流域中南部河流沉积物的重金属生态风险评价

针对海河流域中南部河流,布设80个采样点,对沉积物中Cu、Zn、Cr、Ni、Pb、Cd进行含量及空间分布研究,并采用潜在生态风险指数法和富集因子法进行重金属风险评价和污染来源判断.结果表明:1除Cr、Ni外其余4种重金属元素均有较明显的积累,其中Cd含量超出环境背景值2.64倍.基于单项重金属的潜在生态风险指数,Cd在多数点位风险强度等级为强,其余元素多数为轻微等级,各重金属生态风险等级排序为Cd>Cu>Pb>Ni>Cr>Zn;2重金属污染具有一定的空间差异性,位于平原的子牙河、大清河重金属含量较高,且综合生态风险指数平均值较高(RI为155.64和111.84);徒骇马颊河和黑龙港河由于工业化程度较低重金属含量相对较低,且综合生态风险指数平均值也较低(RI为69.54和84.50);3同源分析表明Cd、Pb、Zn、Cr有相似的污染来源;富集因子法评估显示人为影响依次为Ni相似文献   

珠江口狮子洋海域表层沉积物重金属污染及其生态风险评价

采用污染指数法和生态风险指数法对珠江口狮子洋海域表层沉积物中Hg、Cu、Cd、Pb、As等污染要素进行分析和评价。结果表明:该海域的总体污染程度为低污染水平,污染程度由大到小依次为As>Cu>Pb>Hg>Cd;该海域的总体生态风险性为低,生态风险性由高到低依次为Hg>As>Cd>Cu>Pb,Hg为该海域的主要潜在生态风险因子。     

长江中下游湖泊沉积物理化性质研究

对长江中下游洞庭湖、鄱阳湖、巢湖、太湖、月湖和玄武湖6个湖泊中的20个沉积物样品进行了理化性质分析,在此基础上探讨了沉积物各理化性质间的相关关系.研究结果表明长江中下游沉积物的总磷含量为307.43～1 454.39 mg/kg,阳离子交换量为0.086 1～0.252 8 mmol/g,有机质总量为0.25%～7.38%,有机质组分以胡敏素为主;沉积物的颗粒组成以粉砂粒级和粘粒级为主,占64%～98%,粉砂粒级占50%～70%;粘土矿物以伊利石/蒙脱石混层为主,其次是伊利石、绿泥石和高岭石;沉积物中主要的氧化物为SiO2,Al2O3和Fe2O3,变化较大的成分为SiO2,Al2O3和Fe2O3,MnO和CaO变化不大,TiO2基本没有变化.在长江中下游地区不同湖泊中沉积物的理化性质存在较大差异,且与湖泊污染程度密切相关.沉积物中细颗粒越多,有机质含量越高,阳离子交换量越大,铁铝氧化物含量越高的湖泊,其总磷含量也就越高.     

长江中游沉积物中多溴联苯醚的污染特征及风险评价

多溴联苯醚(PBDEs)具有高毒性和生物累积性,进入水体后易与有机质相结合,成为PBDEs污染物的重要归宿,对人类健康和水生生态系统造成潜在的危险.为揭示多溴联苯醚(PBDEs)在长江中游流域的污染现状,通过采集该地区流域内13个表层沉积物样品,采用高分辨气相色谱/高分辨质谱法(HRGC/HRMS)对沉积物中9种PBDEs同类物进行分析.结果表明该地区沉积物中9种PBDEs的含量范围(干重)约为46.1~326 pg·g~(-1),而BDE-99是其中最主要的贡献单体,平均贡献率约为51.6%;其次是BDE-47,约为19.6%.与国内外其他海域的研究相比,长江中游沉积物中PBDEs残留量处于较低水平.通过测定沉积物中总有机碳(TOC),研究结果发现PBDEs含量与TOC无明显的正相关关系.结合商值法对PBDEs的健康风险进行初步评估,结果表明,本研究中PBDEs对人体产生的健康风险较小.