基于总量和形态的表层沉积物重金属污染及来源——以马鞍列岛海域为例

为了解马鞍列岛海域沉积物特征及重金属污染状况,于2017年6月采集了该海域表层沉积物样品,并对表层沉积物pH值、氧化还原电位（Eh）、粒度（D_[3,2]）等地球化学指标进行了同步原位调查,采用改进后的沉积物重金属形态分析的连续提取法（European Community Bureau of Reference （BCR））分析了7种重金属（Cr、As、Ni、Zn、Pb、Cu、Cd）各形态含量,并结合富集因子系数（EF）、地累积指数法（I_geo）等方法初步探索了马鞍列岛海域沉积物中重金属的污染特征及其来源.结果显示,马鞍列岛海域沉积物呈中性-弱碱性,属还原环境;近岛礁区以粉砾和粘粒为主,而远岛礁区以砂砾和粉砾为主;7种重金属总量均满足我国海洋沉积物质量I类标准;Cr、As、Ni以原生相为主,而Zn、Pb、Cu、Cd均以次生相为主;Cd以可交换态及碳酸盐结合态（F1）以及有机物及硫化物结合态（F3）为主要赋存形态,Zn、Pb、Cu以铁锰氧化物结合态（F2）为主要赋存形态,而Cr、As、Ni以残渣态为主要赋存形态;以Fe作为参比,7种重金属的富集程度顺序为Cd > Cu > Ni > Zn > Pb > Cr > As;通过空间污染状况分析发现,Cu、Cd在受人为活动影响较大的近岛礁区存在富集污染现象,其他重金属则主要表现为天然来源,除Ni外,Cu、Pb、Cd、As、Cr、Zn含量均呈近岛礁区>远岛礁区的空间分布特征.总体上,马鞍列岛国家级特别海洋保护区沉积物重金属污染程度较低,生态环境保护与底质修复效果较好.     

工矿型绿洲城郊排污渠沉积物重金属的形态分布规律及风险评价

采用Tessier连续提取法、相关分析、富集因子法(EF)和风险评价编码法(RAC),研究了干旱区工矿型绿洲(以白银为例)城郊排污渠沉积物重金属Cu、Zn、Cd、Pb、Ni、Cr的形态分布规律及潜在环境风险.结果表明,东、西大沟沉积物中各重金属元素平均含量除Cr外,均明显高于甘肃省土壤背景值.富集因子法评价表明,东、西大沟沉积物中Cd富集较为严重,达极强污染水平.形态分析表明,东大沟沉积物中Zn、Ni、Cr以残渣态为主,Cu、Cd以有机结合态为主,Pb以铁锰氧化物结合态为主;西大沟沉积物中Pb以铁锰氧化物结合态为主,其余元素均以残渣态为主.风险评价编码法(RAC)结果显示,东大沟沉积物各重金属的风险等级为:NiCdPbCuZnCr,其中Ni的风险等级最高,处于高风险水平;西大沟沉积物各重金属的风险等级为:PbCdNiCuZnCr.其中Cd、Pb、Ni风险等级最高,处于高风险水平.     

太原市河道沉积物重金属形态研究

采集太原市区8条河道的沉积物,对其重金属污染特征进行了研究。着重分析了Cd、Cr、Zn、Cu、Ni、Pb的5种形态的分布规律。结果表明,沉积物中Ni、Zn、Cr有不同程度的超标现象。各种元素的残渣晶格结合态含量均较多,除此外Cd、Zn、Ni主要以碳酸盐结合态、有机物与硫化物结合态存在,Cu、Pb、Cr主要以有机物与硫化物结合态、Fe/Mn氧化物结合态存在,只是所占比例不同。Zn与Ni的生物迁移指数较大,是本地区河道重金属污染控制的重点。     

典型有色金属矿山城市小河流沉积物重金属形态分布及风险评估

采用改进的Tessier连续提取法分析了铜陵市惠溪河表层沉积物中7种重金属(Cd、Cr、Cu、Zn、Ni、Pb、As)的形态分布,并以风险评价编码法(RAC)和平均沉积物质量基准系数法(SQG-Q)对沉积物重金属污染程度和生态风险进行评价.结果表明:①Cr和As主要以残渣态存在,Zn、Ni和Pb主要以残渣态和Fe-Mn氧化物结合态存在,Cu主要以有机结合态存在,Cd有机结合态的质量分数较低,其它几种形态大体接近.②Cd、Cr、Cu、Zn、Ni、Pb和As有效态的质量分数分别为46.48%、4.62%、4.05%、4.12%、9.17%、0.97%和0.03%;按照RAC判定,Cd对环境构成高风险,Cr、Cu、Zn和Ni的环境危害处于低风险水平,Pb和As则无风险.③惠溪河沉积物SQG-Q均值为10.42,远大于1.0,表明该河流具有非常高的潜在生物毒性效应;Cd、Cr、Cu、Zn、Ni、Pb和As的PEL-Q系数分别为4.23、1.14、20.75、6.04、2.33、4.58和41.71,表明7种重金属的潜在生物毒性很大,不利生物效应将频繁发生.     

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.     

杭州湾表层沉积物中重金属空间分布特征与污染状况评价

本文对杭州湾海域2018年8－9月25个沉积物样品中的7种重金属含量进行了研究,结果表明,该海域表层沉积物中Cu、Pb、Zn、Cd、Cr、Hg和As含量平均值分别为22.50×10?6、21.93×10?6、63.39×10?6、0.10×10?6、48.32×10?6、0.05×10?6、5.45×10?6,所有评价因子的含量平均值均低于全国海岸带重金属的背景值。单因子污染指数法的评价结果显示,Cu、Pb、Zn、Cd、Cr、Hg和As的平均含量均符合第一类海洋沉积物质量标准,7种重金属的污染程度依次为:Cu>Cr>Zn>Pb>As>Hg>Cd。重金属富集程度分析结果显示,Cd、Hg和As的富集程度较低,Pb和Zn的富集程度相对较高。潜在生态风险指数法评价结果显示,杭州湾海域潜在生态风险等级为“较低”,海洋生态环境状况较好。表层沉积物中重金属和TOC相关性分析结果显示,该海域表层沉积物TOC含量与重金属Cu、Pb、Zn、Cd和Cr含量具有一定的正相关性。主成分分析法结果表明,前两个主成分的贡献率分别为64.42%和16.59 %;结合相关性分析表明,Cu、Pb、Zn、Cd和Cr主要的来源为工业生产与生活污水。     

白茅海潮滩重金属空间分布特征及生态风险评价

本研究于2020年8月测定了白茅海潮滩表层、次表层（50 cm深）沉积物及间隙水、排放废水中9种重金属（Zn、Cr、Pb、As、Cu、Cd、Ni、Fe、Mn）的含量,利用潜在生态危害指数法以及相关性分析法,结合沉积物粒度特征和TOC含量对白茅海潮滩重金属的分布特征、相关关系和污染风险进行了分析。结果表明,调查区表层沉积物以砂为主,粘土和粉砂含量极少,TOC平均含量为0.031%,重金属含量为Fe>Mn>Zn>Cr>Pb>As>Ni>Cu>Cd。沿岸方向上,P1剖面某些重金属含量高于整个调查区平均含量,出现富集趋势。表层沉积物中的重金属在垂岸方向未表现出明显的分布规律。不同深度沉积物Pb、Zn、Cu、Cr、As、Cd含量均低于国家海洋沉积物I类标准值。间隙水中重金属含量为Mn>Fe>Zn>As>Ni>Cu>Pb>Cr>Cd,Cr、Fe、Mn在不同介质中含量差异较大。调查区氧化还原类金属对重金属含量影响较大,粒度和TOC对重金属含量影响较小。调查区综合潜在生态风险指数ERI为113.03,表现为轻微潜在生态危害。各重金属潜在生态污染程度为Cd>As>Pb>Cu>Zn>Cr。Cd为调查区表层沉积物中的主要污染因子,应列为白茅海潮滩优先控制的重金属。     

江苏海岸带土壤重金属来源解析及空间分布

以江苏省响水如东段海岸带为研究区,系统采集了239个表层土壤样品,分析测试了Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb和Zn等7种重金属元素,综合运用多元统计和地统计方法,探讨了研究区土壤重金属的主要来源,绘制了重金属的空间分布图.结果表明:(1)江苏响水如东段海岸带土壤Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb和Zn的平均含量分别为0.14、64.23、24.15、0.026、29.16、22.24和77.94 mg·kg~(-1),Cd、Cu、Hg、Pb和Zn存在较为明显的富集,Cr和Ni的平均值低于江苏滨海土壤背景值.(2)Cd、Cr、Cu、Ni、Pb和Zn在海积物母质发育土壤中的含量显著低于河流冲积物、潟湖相沉积物和三角洲沉积物母质;Cd、Cu、Hg、Pb和Zn在城镇建设用地的平均含量显著高于其他地类.(3)Cr和Ni为自然来源元素,受到成土母质的控制;Cd、Cu、Pb和Zn受到成土母质和人类活动的共同影响,人为源主要包括工业、交通排放和农业活动;Hg为人为来源,受到人为排放的大气沉降的影响.(4)Cd、Cu、Pb和Zn的高值区分布在研究区的北部、南部和西部,Hg的高值区分布在研究区的西部和南部的城镇密集区.     

贵州普定水库沉积物重金属分布及污染特征

为揭示普定水库沉积物重金属分布及污染特征,于2016年5月在普定水库大坝区(S1)、梭筛区(S2)、风景区(S3)、三岔街区(S4)、陇箐村区(S5)共5个采样点分别采集了沉积物柱状样品,并分析了沉积物中Cr、Ni、Cu、Zn、As、Cd、Pb和Hg共8种重金属含量特征.结果表明:8种重金属在沉积物中含量分别为(151.8±24.0),(82.1±5.4),(150.3±26.8),(546.9±180.3),(48.7±12.1),(3.9±2.6),(284.9±188.5),(0.23±0.13)mg/kg,均高于贵州省土壤元素背景水平.在水平方向上,Zn、As、Hg的含量分布较均匀,Cr、Ni、Cu、Cd、Pb具有显著差异性(n=34,P0.05);在垂直方向上,Hg污染积累较小;Cu、Zn、As、Cd、Pb由下层至中层开始积累,向上有所降低,Cr、Ni含量在下层保持稳定,向上开始降低,表明7种重金属污染已开始减轻.3种评价方法均显示出普定水库沉积物污染严重,地积累指数与沉积物质量基准(SQGs)均指出Pb污染最强、潜在生态风险指数指出Cd生态风险最强,表明Pb、Cd为主要污染物.Pearson相关性分析表明,Cr、Ni分别与Zn显著正相关,以及Cu、Zn、As、Cd、Pb之间两两显著正相关(P0.01),主成分分析结果表明主成分1由Zn、As、Cd、Pb构成、主成分2由Cr、Ni构成,指出了水库周边矿产开采和工业排放分别是普定水库沉积物中Zn、As、Cd、Pb和Cr、Ni的主要贡献者.     

珠江河网区鱼塘重金属赋存形态及污染评价

为调查评价珠江河网区域鱼塘沉积物中重金属的污染来源、迁移转化趋势,作者采用序贯提取法分析了沉积物中重金属的赋存形态,并采用风险评价编码法(RAC),富集系数和潜在生态风险进行评价。结果表明,沉积物中Cr未超评价值,Cu、Zn、Cd和Pb超海洋沉积物重金属Ⅰ类标准,超标率为60.86%、17.39%、91.30%和26.08%。Cr和Ni主要赋存于残渣态,占沉积物比例为68.99%和77.24%,As、Zn和Pb以铁锰氧化物为主,所占比例分别为60.88%、45.29%和46.18%,Cd以碳酸酸盐态为主,所占比例为31.92%,Cu为有机态为主,所占比例为47.36%;沉积物中Ni,Cr和Zn处于无风险到低风险级,As和Cu处于低风险到中等风险,Pb为高风险,Cd为很高风险级别,不同重金属RAC的平均值依次为Cd(61.9%)>Pb(34.35%)>Cu(12.46%)>As(10.28%)>Zn(3.58%)>Cr(3.34%)>Ni(0.76%);采用富集因子污染程度进行评价,显示As、Cr和Ni为未富集,Cu、Pb和Zn为未富集或未污染,Cd为中度污染,且上游河段相关鱼塘污染层度高于河口鱼塘。镉是造成沉积物毒性的主要金属,对该地区综合潜在生态风险指数的平均贡献率为83.7%,RAC评价结果一致,为区域养殖环境中迁移风险最大元素,需引起重视。     

象山近海表层沉积物重金属分布特征和生态风险评价

浙江省象山东部的开阔海域接纳沉积了长江和浙北沿岸经济发达地区包括重金属污染物在内的入海物质.为全面了解象山近海沉积物重金属污染状况,基于2017年夏季54个采样点表层沉积物测试资料,分析其中Cr、Cu、Zn、Pb、Hg、As、Cd等7种重金属元素的分布特征、影响因素和主要来源,并应用地质累积指数法和潜在生态风险指数法对重金属元素进行污染状况和生态风险评价.结果表明:研究区Cr、Cu、Zn、Pb、Hg、As、Cd平均质量分数分别为89.860、36.890、108.740、32.150、0.041、6.090和0.134 μg/g,研究区中部和韭山西北侧海域表层沉积物中的重金属含量较高,近岸区域和东南部外海区域含量较低.Cr、Cu、Zn、Pb、Cd受控于粒度和有机质分布,均以陆源输入为主;Hg、As以其他物质来源为主.主成分分析法将全部因子概括为3个主成分.地累积指数评价结果表明,象山近海表层沉积物中Cu和Cd属轻度污染;研究区中部大片区域具有中等潜在生态风险,主要生态风险因子为Hg和Cd.研究显示,象山近海仍以陆源输入型重金属污染物为主,同时受到海洋水动力、理化条件以及人类用海活动的影响.      

浙北海域表层沉积物中重金属的含量特征、来源和污染评价

为了解浙北海域表层沉积物中重金属的含量和分布特征,本研究以浙北海域64个站位的沉积物为研究对象,检测了Cu、Zn、Cr、Ni、Pb、As、Cd和Hg共8种重金属的含量,并分析了其主要来源和生态风险。结果表明,Cu、Zn、Cr、Ni、Pb、As和Hg（除了s112）的含量均未超过一类海洋沉积物质量标准,68.8%的已检出站位Cd的含量达到三类质量标准。Cu、Zn、Ni和As 4种元素呈现出由近岸向外海浓度逐渐降低的趋势（p < 0.01）。溯源分析表明,Cu、Zn、Cr、Ni和As主要来自陆源的工农业和生活污水,Pb和Cd主要来自船舶废气、海水养殖和工业污染。地积累指数表明8种重金属的污染程度由高到低依次为:Cd > Ni > Cu > Hg > Cr > Zn > Pb > As,只有Cd在所有检出站位中最低浓度也呈现出偏中度污染。潜在生态风险系数评价表明,Hg在3.1%站位存在强生态风险,Cd在所有检出站位中最低浓度也呈现出强生态风险。综合评价8种重金属,发现浙北海域21.87%的采样点存在强生态风险,其中Cd对潜在生态风险指数（RI）的贡献达到84.71%。     

辽东湾西北部海域表层沉积物重金属含量的空间分布特征与污染状况评价

对2013年秋季和2014年春季两季辽东湾西北部海域共26个采样站位7种重金属含量的分布特征进行了研究。结果表明:该海域表层沉积物中Hg、Zn和Cd含量的平均值均高于渤海工业化前沉积物重金属背景值。单因子污染指数和重金属地质累积指数评价结果显示,Cd属于"轻度"污染,Hg、Cu、Pb、Zn、As和Cr属于无污染程度。重金属潜在生态风险评价结果表明,研究区的综合潜在生态风险"较低"。单金属潜在危害系数程度较高的是Cd、Hg。表层沉积物中重金属和TOC相关性分析表明:TOC含量与重金属Hg、Cu、Cd、Cr和As含量具有一定的正相关性。进一步通过主成分分析表明该海域沉积物重金属有3个来源,即有机质降解;工业废水、城市排污及养殖自身污染;岩石的自然风化和侵蚀过程。本研究结果揭示了辽东湾西北部海域沉积物中重金属的分布特征,初步推断了重金属污染来源,可为辽东湾海洋生态环境保护、修复提供依据。     

连环湖牙门气泡沉积物重金属演化和污染研究

2010年8月在牙门气泡的湖心位置采集了柱状沉积岩心.采用HNO3-HClO4-HF联合消解并运用ICP-MS测试了柱状沉积岩心中金属元素Cr、Cu、Mn、Ni、Fe、Pb、Zn、Cd、Al、Ba、Ca、K、Li、Mg、Na和Sr的含量,结合沉积岩心年代测定,研究了该湖区沉积物重金属元素演化特征及污染历史.应用富集系数法探讨了湖泊重金属的污染特征.结果表明,1950年以前各元素含量变化趋势平稳,1950～1990年间波动较大,1990年以后金属元素Mn、Zn、Cd、Pb、Fe、Ni、Cr、Cu、Ca、Li和Sr浓度明显增加.牙门气泡重金属元素Mn、Zn、Cd、Pb存在轻微污染,而Ni、Cr和Cu无污染.     

太湖竺山湾沉积物重金属形态分析及风险评价

采用BCR 3步连续提取法研究了太湖竺山湾沉积物中重金属Cr、Ni、Cu、Zn、Cd和Pb在垂直方向上不同形态的分布特征,并利用人类活动系数和重金属形态评价方法对其进行潜在生态风险评价。结果表明,重金属总量大小为:Zn>Pb>Cr>Ni>Cu>Cd,表层沉积物表现出明显的富集效应;重金属总量和可提取态的含量均有从表层至下层逐渐降低的趋势;河流入湖口处5 cm的沉积物重金属总量和可提取态含量显著高于其他区域;AF富集系数评价显示,除Cr外,其余重金属在沉积物中表现出明显出明显的富集效应,特别是Cd和Pb;RSP生态风险评价表明,表层5 cm沉积物生态风险最高,特别是Cd;Cd元素在表层15 cm的沉积物属于重度污染;Zn的表层10 cm属于重度污染;重金属Ni、Cu和Pb在表层5 cm沉积物中基本介于中度污染和重度污染之间,在5～10 cm介于轻度污染和中度污染之间。     

南京不同功能区街道路面积尘重金属污染评价与源分析

以南京不同功能区(商业区、居住区、交通区、风景区、文教区、工业区和城乡结合区)的街道路面积尘为研究对象,测定其w(Cd),w(Cr),w(Cu),w(Ni),w(Pb),w(Zn),w(Mn),w(As),w(V),w(Fe)和w(Ti). 通过富集因子法和综合污染指数法评价重金属污染水平,采用主因子分析法分析重金属可能的污染源. 富集因子法评价结果表明,Cr和Ni为中度富集,其中Cr在商业区的富集程度最大,Ni在工业区的富集程度最大. Cd,Cu,Pb,Zn和As为显著富集,其中Cd在居住区的富集程度最大,Cu,Pb,Zn和As在商业区的富集程度最大. 内梅罗综合污染指数法评价结果表明,Cr在警戒限内,属于尚清洁;Cu,Ni和Zn属于轻度污染;Cd为重度污染. 不同功能区的内梅罗污染指数各不相同,如商业区、居住区和交通区的Pb,Zn,Ni和Cd的内梅罗污染指数较高. 主因子分析结果显示,污染可能来自3个方面:Ni,Mn,Fe,Ti和V可能来自于当地的土壤;Cd,Cu,Pb,Zn和As可能来自于混合源;Cr可能来自于石化工业源.