水体沉积物重金属生物有效性及评价方法

在研究以重金属为主要污染物的水体中,通常把沉积物视为探索环境重金属污染的工具。由于沉积物中重金属化学行为和生态效应的复杂性,对沉积物中重金属生物有效性的研究是当前学术界的热点研究课题。本文就沉积物中重金属的生物有效性及沉积物质量评价方法作了简要评述。包括沉积物对水生生物的作用机理,孔隙水重金属浓度的估算,沉积物质量评价方法,沉积物质量基准。     

土壤/沉积物中重金属生物有效性和生物可利用性的研究进展

土壤/沉积物中重金属的污染问题越来越引起重视,而重金属在环境中的生态风险与其生物可利用性和生物有效性密切相关。在总结国内外研究的基础上,明确了重金属生物有效性和生物可利用性的定义;概述了用于研究土壤/沉积物中重金属生物有效性的生物模型(小鼠、猪、兔子等);总结了用于研究土壤/沉积物中重金属生物可利用性的几种体外方法,包括模拟人类肠胃消化(PBET、SBRC、UBM等)和底栖生物消化;分析了土壤/沉积物中重金属生物有效性和生物可利用性的关键影响因素(土壤/沉积物理化性质和分析方法)。提出了未来土壤/沉积物中重金属生物有效性和生物可利用性的研究方向,以期为重金属生态风险的评价和控制提供参考。     

底泥疏浚对五里湖沉积物生物毒性的影响

为评价疏浚对太湖五里湖沉积物毒性的影响,采用淡水沉积物重金属质量基准和发光细菌试验法对疏浚前后太湖五里湖沉积物的生态毒性风险进行了分析.结果显示,疏浚后,尽管沉积物中Cu和Zn的总体含量降低至毒性效应低值(TEL/TEC)以下,Cr、Pb和Ni等重金属的总体含量降低至毒性效应最高值(PEL/PEC)以下,但沉积物提取液对发光菌的毒性却显著增加,且在疏浚后1个月时毒性最大,其EC25和EC50最小,分别仅为0.51%和9.16%.这表明,疏浚尽管可有效减少沉积物中重金属污染物总体含量,但并不能完全消除沉积物的生态毒性风险;相反,还有可能导致其生态毒性的风险性进一步增加.     

潮间带沉积物中酸可挥发性硫化物提取方法的优化研究

沉积物中酸可挥发性硫化物(AVS)对某些重金属(如Cd、Pb等)的生物有效性具有强烈影响,因此沉积物中的AVS已成为水环境中重金属研究和质量评价的热点.通过改变实验装置,对实验中的吸收液、N2流量、反应酸量、水浴温度和反应时间进行对比研究且作出了优化选择,并利用优化方法分析了渤海湾天津段潮间带沉积物中AVS的含量.结果...     

活性炭固定沉积物中HCHs和DDTs的研究

在对沉积物的修复技术中,原位覆盖技术能够降低污染物向水体的释放,降低污染物对底栖生物和水生生物的生物可利用性,以及能够减少污染物向下游的迁移.在本研究中,将活性炭添加到受HCHs、DDTs污染的沉积物中,考察了活性炭剂量、粒径以及活性炭与沉积物接触的方式对HCHs、DDTs水相平衡浓度的影响,及对半渗透膜(SPMD)吸...     

阳宗海沉积物中重金属生物有效性评估

通过测定和分析阳宗海表层沉积物中酸可挥发性硫化物(AVS)和同步提取重金属(SEM)的含量和分布特征,采用SEM/AVS方法对阳宗海表层沉积物中重金属的生物有效性进行评估;同时,采用生物有效阈值法评估了单一重金属的生物有效性。研究得出以下结论:阳宗海表层沉积物中AVS含量为15.09~149.74μmol/g,平均值为49.42μmol/g,从南向北呈递减趋势;AVS在南部和中部均与湖泊水深呈现正相关关系;∑SEM(包括Cu、Cr、Pb、Zn、Mn、As、Cd)含量分布波动较小,其范围为4.84~16.10μmol/g,平均值为10.28μmol/g,其分布规律为北部大于南部;阳宗海各采样点SEM/AVS1,说明阳宗海表层沉积物中重金属不会对生物产生不良影响;从单一重金属来看,Pb可能经常产生生物毒性,Cu有可能产生生物毒性,其他金属除部分点可能产生生物毒性外,整体上几乎不会产生生物毒性。     

本期推荐

<正>本期"专论与综述"栏目刊发了由中国科学院生态环境研究中心、中国科学院大学唐文忠、孙柳、单保庆撰写的《土壤/沉积物中重金属生物有效性和生物可利用性的研究进展》一文。土壤是社会经济可持续发展的重要自然资源,沉积物是水环境的重要组成部分,故土壤/沉积物中重金属的污染问题已引起人们的高度重视。该文系统梳     

镜泊湖沉积物中重金属的研究

重金属在自然界的分布非常广泛,随着环境演化和生物循环,遍布于环境的各要素中,其含量和组成随时空和要素而变化,在一定时期内具有相对稳定性. 水环境中,沉积物是水体集水区表生作     

富碳沉积物对多环芳烃的截存及其环境意义

沉积物是多环芳烃(PAHs)等憎水性有机污染物的蓄积库,同时它也是该类污染物的源,沉积物中污染物的吸附/解吸,控制着污染物在水环境中的行为和生态毒性.然而,沉积物并不均一,沉积物中的异质组分表现出对PAHs差异显著的吸附/解吸性能.研究表明,富碳沉积物对PAHs存在截存效应,控制着污染物的吸附/解吸过程,表现为吸附/解吸滞后、缓慢解吸和受限的生物有效性.最后,在综述沉积物中的富碳物质及截存效应机制的基础上,讨论了截存效应所带来的环境意义和启示.     

蓟运河底质中甲基汞分布的变化趋势

一、前言 一些有机汞化合物具有慢性的毒理学性质,它比无机汞更毒。据瑞典科学家Jensen和Jerhelor首先指出,从工农业污染物中进入环境的多种形态的汞,可在天然汞的生态系统中转化成甲基汞.在国内外对沉积物中的汞的生物甲基化和鱼对甲基汞富集的研究工作已有报导。影响汞的生物甲基化的     

巢湖表层沉积物中重金属的分布特征及其污染评价

以巢湖表层沉积物为研究对象,利用BCR连续提取法研究了沉积物中Cr、Co、Ni、Cu、Cd、Zn、V和Pb等8种重金属元素的分布特征,同时运用潜在风险指数法和地累积指数法综合评价了巢湖沉积物中重金属的生态风险。结果表明,巢湖沉积物中的重金属含量在空间上表现出东西高、中间低的分布特征。巢湖表层沉积物中Cr、Co、Ni、V和Cu 5种重金属都主要以残渣态为主,Zn和Cd主要以弱酸提取态为主,Pb以可还原态为主,同时,Co和Cu 2种元素的可交换态及可还原态含量占有较高比例,具有潜在危害性。相关性分析显示,Cr、Cu、Pb、Ni、Zn和Cd 6种重金属元素的来源和分布可能具有相似性,Co和V 2种重金属元素具有相似的地球化学行为且其主要来源可能与其他几种重金属不同。潜在生态风险指数评价结果表明,巢湖表层沉积物中8种重金属元素构成的生态危害顺序为:Cd>Pb>Co>Cu>Ni>Zn>V>Cr,Cd具有高的生态危害等级,其他7种重金属元素均为低生态危害等级。地累积指数法评价结果表明:巢湖沉积物重金属元素的富集程度为Cd>Zn>Pb>Co>Cu>V>Ni>Cr,Cr属于清洁级别,Co、Cu、V和Ni处于轻度污染水平,Zn和Pb处于偏中度污染,Cd达到了重污染水平。     

鸭绿江口及毗邻浅海沉积物重金属的分布特征与风险评价

采用重金属的富集系数和多金属污染度分析鸭绿江口及毗邻浅海沉积物重金属的分布特征.结果表明:鸭绿江口及毗邻浅海沉积物Cu、Hg和Cd属于重要的污染因子;多金属污染度高强度分布区与高含沙量区存在对应关系,但对重金属富集影响更大的是人类活动.采用潜在生态风险指数法与生物效应阈值浓度法2种评价方法进行研究区的生态风险评价,结果...     

南京玄武湖沉积物生物可利用磷的研究

采用连续提取法(SMT法)和化学提取法,研究了南京玄武湖5个采样点的沉积物中TP、各组分磷及生物可利用磷的垂向分布,探讨了玄武湖不同深度沉积物的潜在释磷能力和生物可利用磷的来源.结果表明,玄武湖5个采样点的沉积物中TP含量分布差异较大,且与人类活动密切相关.沉积物中铁磷(Fe-P)和钙磷(Ca-P)对生物可利用磷的贡献巨大,这部分磷具有较大的潜在释放风险.     

核酸适体及其在环境检测中的应用

核酸适体是通过体外筛选获得的短链DNA或RNA序列,是一种能与多种目标物质结合的生物识别分子。核酸适体具有高特异性、强稳定性及易于修饰等优势,近年来在环境检测领域得到了广泛的发展与应用。详细介绍了核酸适体的结构特点、体外筛选法及近年来在环境污染物检测中的应用情况。核酸适体可结合不同的分析技术实现重金属、有机污染物、生物毒素等环境污染物的高效灵敏检测。     

三亚河红树林自然保护区水环境-红树植物-沉积物重金属污染综合分析

以三亚河红树林自然保护区为研究区,在分析沉积物重金属污染及红树植物对重金属富集转运差异的基础上,探讨了保护区水环境、沉积物重金属和红树植物重金属间的联系及重金属污染来源。结果表明:(1)沉积物中Hg为极强污染,Pb、Zn和Cu为中等污染,其他重金属无污染;研究区整体的潜在生态风险指数为中等,其中Hg为主要贡献者。(2)保护区河段雨季水体污染物浓度明显高于干季,雨、干季水质总体均表现出中上段(A段)中间段(B段)出口段(C段);(3)3种红树植物对Cd均表现出强富集,对Pb表现为弱富集能力;(4)沉积物重金属和水质参数之间有显著的相关性,红树植物会影响沉积物中重金属形态,并通过主动运输方式富集和转移重金属。(5)研究区上游农业生产活动及市区交通和工厂企业综合排污是重金属的主要污染来源。     

深圳市河流沉积物重金属污染特征及评价

分析了深圳市的深圳河、布吉河、龙岗河和茅洲河等4条河流沉积物中重金属的含量和富集状况,并对重金属污染的潜在生态危害进行了评价。结果表明：（1）1996-2003年,深圳河、布吉河、龙岗河和茅洲河沉积物中重金属的含量都有上升的趋势;布吉河和龙岗河沉积物中的重金属含量较高,特别是Cu、Zn和Cr的含量比其他两条河流高出较多,深圳河居中,茅洲河较小;这4条河流都以Cd、Cu、Cr和Zn的富集为主。（2）在研究时段内,这4条河流沉积物重金属污染的潜在生态危害指数（RI）都有上升的趋势;其中深圳河,布吉河和龙岗河的RI在多数年份都达到强或很强的程度,Cd、Hg、Cu为主要贡献元素;4条河流中,茅洲河受重金属污染最小,其RI为轻微或中等,只有Cd和Hg的生态危害系数为中等或强。针对深圳市河流沉积物中重金属的累积机理,建议通过改善区域水文条件、控制污染物的排放等措施加以控制和治理。     

长荡湖沉积物重金属污染特征及生态风险评价

为明确长荡湖重金属污染特征及生态风险,于2018年9月至2019年8月采集长荡湖入湖河流、湖泊水体及表层沉积物样品,分析8种重金属(Cr、Ni、Cu、Zn、As、Cd、Pb和Hg)含量,采用正定矩阵因子(PMF)模型和主成分分析多元线性回归(PCA-MLR)模型对湖泊重金属污染来源进行解析,评估长荡湖沉积物重金属污染程度及风险等级。结果表明,8种重金属有7种超出江苏省土壤环境本底值,秋季长荡湖沉积物中重金属含量普遍较低。Cr、Cd、Zn和Ni的分配系数较高,现阶段不易从沉积物中释放到水体中,但由于Cd多为可交换态且在沉积物中含量较大,因此仍具有从沉积物中释放到水体中的潜力;Cu、As和Hg的分配系数较低,具有从沉积物中释放到水体中的潜力。Hg、Cd、As和Cu污染来源中农业生产占比最高,Pb和Zn交通污染占比最高,Ni自然来源占比最高,Cr工业活动占比最高。长荡湖春季和夏季受重金属污染程度更高,Cd和Hg的生态风险较高,需重点关注。     

胶州湾表层沉积物重金属污染分布特征及其生态风险评价

根据2009年对胶州湾东岸表层沉积物中重金属调查结果,对重金属含量分布及富集特征进行分析,并采用潜在生态危害指数(RI)法对其生态危害程度进行评价。结果表明,胶州湾东岸表层沉积物中的重金属含量,除7月的Cu、Cr平均含量略低于12月外,其他重金属(Cd、Zn、Pb、As)平均含量7月均高于12月。在表层沉积物中Cd的污染程度最高,7月平均污染指数达1.68。单个重金属潜在生态危害系数(Eir)表明,Cd的Eir大于其他重金属的Eir,其他重金属的Eir均小于轻微危害程度的划分标准,表明对胶州湾东岸生态环境具有潜在影响的重金属主要是Cd,从多个重金属的RI均值看,均小于150,属于轻微生态危害。     

“引江济太”河段重金属在水体、悬浮颗粒物及表层沉积物中的含量特征研究及标准化分析

研究了"引江济太"河段(长江—望虞河—贡湖段)孔隙水、上覆水、悬浮颗粒物及表层沉积物中重金属的含量特征,并采用标准化分析方法推测了"引江济太"调水对太湖重金属含量及分布的影响。结果表明,"引江济太"河段的上覆水和间隙水中的重金属污染较轻,6种重金属(Cd、Pb、Zn、Cu、Cr和As)平均值大多低于《地表水环境质量标准》(GB 3838—2002)Ⅰ类标准,且低于美国优先污染物国家推荐水质基准持续浓度。悬浮颗粒物及表层沉积物中主要的重金属污染元素是Cd,其中Cd平均值分别为2.20、1.78μg/g,为中国水系沉积物平均值的16、13倍,且达到加拿大淡水沉积物保护准则最初影响水平的3倍左右。标准化分析结果表明,"引江济太"调水工程对太湖重金属含量的变化有一定影响,"引江济太"河段沉积物中的重金属可能经过再悬浮过程进入水体,造成水体二次污染。     

溶解性有机质对土壤中汞吸附迁移及生物有效性影响的研究进展

汞是一种全球性的污染物,在环境中具有不可降解和生物累积的特性,可通过食物链进入人体,对人体健康产生危害.而溶解性有机质(DOM)作为陆地生态系统和水生生态系统中一种很活跃的重要化学组分,是环境中重要的天然有机配体和迁移载体.因此,DOM作为重金属的有机配体,是控制陆地和水环境中汞浓度的主要影响因素之一.综述了D0M对土...