洞庭湖表层沉积物重金属赋存形态及生态风险评价

为深入了解洞庭湖沉积物重金属污染现状及生态风险,采用欧共体物质标准局提出的BCR提取法分析29个表层沉积物中Cd、Cr、Cu、Pb和Zn的赋存形态,并应用基于重金属形态的RSP（ratio of secondary phase and primary phase,次生相与原生相分布比值法）和RAC（风险评价指数法）评价了沉积物重金属的污染程度与生态风险.结果表明:全湖范围内,Cd主要以弱酸溶解态为主,Cr主要以残渣态和可还原态为主,Cu以残渣态和可氧化态为主,Pb以可还原态和残渣态为主,Zn以残渣态和弱酸溶解态为主;RSP评价结果显示,Cd在全湖范围表现为重度污染,Pb总体表现为中度污染,但在湘、资、沅、澧"四水"入湖口以及东洞庭湖几个采样点表现为重度污染,Cr、Cu和Zn处于轻度污染和清洁水平;RAC评价结果表明,全湖范围内5种重金属生态风险排序依次为Cd > Zn > Pb > Cu > Cr,Cd表现为高等风险,Cu、Pb和Zn表现为中等风险,而Cr表现为低等风险.研究显示,在研究沉积物重金属总量基础上进行重金属形态分析,有助于深入了解重金属对环境的危害.      

洞庭湖表层沉积物中重金属变化趋势及风险评估

为掌握洞庭湖重金属污染的变化趋势及风险,利用2007—2017年洞庭湖表层沉积物中Cr、Cu、Pb、Cd、Hg、As的连续监测数据,通过潜在生态风险指数法进行评价,并通过Daniel趋势检验和M-K（Mann-Kendall）突变检验对重金属的变化趋势进行分析,同时结合历史文献数据对1984—2017年洞庭湖沉积物中重金属的演变特征进行分析.结果表明,2007—2017年洞庭湖沉积物重金属RI（综合潜在生态风险指数）范围为32.63~917.23,平均值为196.24,属于“较高”风险水平,空间分布呈南洞庭湖>东洞庭湖>西洞庭湖,不同重金属单因子潜在生态风险水平呈Cd > Hg > As > Pb > Cu > Cr的特征.Daniel趋势检验和M-K突变检验结果显示,2007—2017年除西洞庭湖的w（Pb）、东洞庭湖和西洞庭湖的w（Hg）外,其他重金属质量分数在各湖区都呈下降趋势;东洞庭湖和南洞庭湖重金属潜在生态风险水平分别在2014—2015年和2016年发生了突变.1984—2017年洞庭湖沉积物中重金属质量分数演变特征分析表明,1984年和1990—1999年全湖重金属综合潜在生态风险分别为“较高”和“中等”水平,2004—2010年和2011—2015年均为“很高”水平,2016—2017年降至“较高”水平,同时w（Cu）、w（Pb）、w（Cd）、w（As）在2016—2017年下降明显,而w（Cr）、w（Hg）还有上升趋势.研究显示,洞庭湖重金属污染在2014—2017年有明显下降趋势,其主要原因可能是湘江和洞庭湖的全面综合治理,Cr、Pb和Hg在部分湖区还存在持续污染,应作为洞庭湖重金属下一步防治的重点.      

洞庭湖表层沉积物中重金属污染评价与分析

为了解综合治理后洞庭湖表层沉积物中重金属的分布及污染程度,2015年12月对洞庭湖沅江市南嘴等31个点位采集0~20 cm沉积物,测定了沉积物中Cu、Pb、Zn、Cr、Cd、As、Hg的含量,基于地积累指数法和潜在生态风险指数法对沉积物中重金属的污染状况进行了分析与评价。结果表明,洞庭湖重金属污染有所改善,但仍比较严重,以Cd最为严重,其次是Pb和As,且三大湖区重金属污染程度顺序为南洞庭湖>东洞庭湖>西洞庭湖;地积累指数法显示洞庭湖表层沉积物中7种重金属元素的污染程度顺序为Cd>Pb>As>Zn>Cu=Cr>Hg;潜在生态风险指数法显示洞庭湖表层沉积物中7种重金属元素的潜在生态风险因子的大小顺序为Cd>Hg>As>Pb>Cu>Zn=Cr。对洞庭湖沉积物中重金属的分布及来源分析发现,湘江、沅江、资江入口为重金属Cd污染最严重的3个点位,Cd主要来源于湘江、资江、沅江;Pb含量最高的点位为东洞庭湖龙口村,达到138.7 mg/kg,为工业企业集中区;Hg含量最高的点位依次为沅水入口、目平湖中与南,Hg的污染分别主要来源于沅水和周边27家污染企业;As含量最高的点位依次为澧水入口、湘江入口、资水入口和大通湖渔场内湖,说明澧水、湘江、资水给洞庭湖带来了As的污染,而大通湖渔场内湖的As来源于附近工农业污染。因此,治理湘江、沅江、资江流域重金属污染是控制洞庭湖Cd、Pb、As和Hg污染的重点途径。研究结果为洞庭湖水资源保护与有效利用、经济可持续发展及合理规划提供了指导作用。     

洞庭湖表层水和底泥中重金属污染状况及其变化趋势

为评价洞庭湖重金属污染程度,分析了洞庭湖湖区9个采样点表层水及底泥中Hg、Cr、Cd、As、Pb和Cu的浓度水平,并采用地积累指数法和潜在生态风险指数法对底泥中的重金属污染现状进行评价. 结果表明,洞庭湖表层水中重金属质量浓度远低于GB 3838—2002《地表水环境质量标准》一级标准限值,底泥中w(Hg)、w(Cr)、w(Cd)、w(As)、w(Pb)和w(Cu)均高于背景值,其平均值分别为背景值的5.0、3.1、22.7、2.2、2.5和1.9倍. 洞庭湖表层水中ρ(As)与底泥中w(As)呈显著正相关. 近30年来,洞庭湖底泥中除w(Hg)下降外,其他重金属质量分数均有所上升. 地积累指数法评价结果表明,洞庭湖底泥中不同种类的重金属I_geo(地累积指数)表现为Cd＞Hg＞Cr＞As＞Pb＞Cu,Cd和Hg的I_geo分别为3.92和1.73;不同区域的重金属I_tot(综合地积累指数)呈虞公庙>横岭湖>洞庭湖出口>东洞庭湖>蒋家嘴>鹿角>万子湖>南嘴>小河嘴的分布特征,虞公庙和横岭湖的I_tot均大于10.0.潜在生态风险指数法评价结果表明,各污染物对洞庭湖生态风险构成危害的影响程度为Cd＞As＞Cr＞Hg＞Cu＞Pb,整个洞庭湖区的RI(潜在生态风险指数)为99.0~696.7,平均值为281.8,属于中等潜在生态危害,其中南洞庭湖的虞公庙和万子湖的RI分别为696.7和565.9,已成为潜在生态风险区域.      

基于梯形模糊数的胶州湾东部沉积物重金属生态风险评价

通过整理近10 a来公开发表的有关胶州湾东部沉积物重金属的数据,对数据进行模糊处理,构建基于梯形模糊数的生态风险评价模型。结果表明各重金属的污染程度跨度较大,其中Zn的污染水平跨度最大;就生态风险而言,胶州湾东部除毒性系数较大的Hg和Cd处于低-高风险,海泊河口除Hg和Cd分别处于高-极高风险和高-很高风险外,其余重金属均为低风险;胶州湾东部和海泊河口沉积物重金属综合生态风险分别为为低-高风险和高-极高风险,分别隶属于中等风险和高风险的可能性最大。在进行重金属风险评价时,应重视Hg和Cd的风险。     

基于梯形模糊数的沉积物重金属污染风险评价模型与实例研究

综合考虑到经典确定性污染评价模型的现实缺陷,将梯形模糊数理论引入环境评价领域,通过将研究区域重金属背景值及重金属实测含量的梯形模糊数化,结合聚类分析、α-截集技术和区间数隶属度计算,最后基于定义的重金属生物毒性评价权重系数建立了沉积物重金属污染风险模糊评价模型.采用该评价模型评价了洞庭湖表层沉积物重金属污染的风险状况,结果表明,洞庭湖水系表层沉积物中7种重金属污染风险程度排序为:Hg>Cd>Pb>Cu>Cr>Zn>As,Hg、Cd和Pb应成为洞庭湖水环境污染治理的优先控制因子.与确定性模型评价结果的对比分析表明,模糊评价模型得出了各重金属地累积指数的可能值区间,并进而得出与之对应的隶属可信度水平,从而较好地弥补了确定性评价的不足,更客观地、全面地表征了评价区域沉积物中重金属的真实污染状态与空间分布差异.     

基于区间数排序的水环境质量评价方法研究

目的：地表水水质随季节性变化较大,为了更准确地评价某地区全年地表水环境质量,尝试将不确定多属性决策方法中的区间数排序法用于水质评价。方法：将地表水环境质量标准值与不同时期的水质监测数据分别定义为区间数,利用区间数比较的可能度公式,得出两者可能度关系并进行排序。排序结果显示,浑河东陵大桥处2006年水质劣于地表水V类标准值的可能度为0．531,即2006年浑河东陵大桥处水质为劣V类。结论：基于区间数排序的地表水环境质量评价方法考虑了全年不同时期的水质变化情况,与模糊综合评判法得出的结果基本一致,可比较准确地评价某地区全年水质状况。     

基于构建区间数排序准则的多属性群决策方法

针对多属性群决策问题,构造区间数表达属性权重,结合区间数构成的属性权重将由常数构成的属性值映射为区间数。建立区间数排序模型,利用各方案中加权的属性优劣个数进行比对决策。最后通过教师教学评价表对决策过程做了详细说明,决策结果表明了该方法的有效性和科学性。     

洞庭湖表层沉积物营养盐空间分布及来源解析

在洞庭湖设置20个采样点,测定表层沉积物中总氮(TN)、总有机碳(TOC)和总磷(TP)浓度,分析营养盐浓度的空间分布特征,采用有机指数评价沉积物有机污染水平,并根据碳氮比(C/N)、 ¹⁵N同位素比例(δ ¹⁵N)解析沉积物中有机质来源。结果表明:洞庭湖表层沉积物TOC、TN及TP浓度平均值分别为13 260、1 046和368.85 mg/kg,不同营养盐浓度空间分布存在明显差异,但均呈现自西洞庭湖向东洞庭湖和南洞庭湖递减的趋势;洞庭湖表层沉积物20%采样点存在有机氮污染,但表层沉积物整体为清洁至尚清洁,未达到有机污染水平;表层沉积物C/N均值为13.22,沉积物中有机质主要来自外源输入;δ ¹⁵N解析进一步表明,陆域土壤中有机质是沉积物有机污染的主要来源,建议加强陆域土壤有机质流失的控制。     

四川省安宁河沉积物重金属污染特征及其生态风险分析

本研究采集安宁河干流的沉积物样品,分析了12种重金属元素As、Hg、Cr、Cu、Zn、Pb、Cd、Fe、Mn、Ba、Ti、V含量的空间变化,并采用了地累积指数法和潜在生态危害指数法评价其重金属污染分布现状。结果表明,沉积物中各种重金属均有不同程度的富集,重金属污染主要分布在矿业最为发达的中游河段及下游段,其中Ti、Ba、Mn、Cd、Zn地质累积指数较高,出现中度及以上污染;安宁河重金属平均潜在生态风险已达中等程度,存在较强的生态危害,其中Cd表现出强度的生态风险(Ei值为46.33~366.84),应引起重视。     

东平湖表层沉积物重金属富集特征及其污染研究

对东平湖36个不同位点的表层沉积物中Co、Cr、Cu、Mn、Ni、Pb、Sr、V、Zn等9种重金属元素含量进行分析,结果表明,沉积物中重金属含量分布呈现一定的区域特征,东部湖区明显高于西部湖区。采用富集系数法和地积累指数法对东平湖沉积物重金属污染状况进行了评价,两种方法得出的结果基本一致,东部湖区沉积物中存在Cu、Ni、Pb、Zn污染,其中Cu元素污染风险高于其他元素,污染程度呈自湖东部向湖西部逐渐减少的趋势。主成分分析结果显示,第一主成分贡献率为67.8%,主要载荷因子为Ni、Cr、V、Zn、Co、Pb和Cu,反映了自然和人为两种因素的影响;第二主成分贡献率为14.0%,主要支配Mn和Sr的载荷,反映了地球化学成分的影响。同时也进一步说明工业废水排放、煤和石油的燃烧、废弃物燃烧和农业种植等人为因素是造成东湖区金属元素污染的主要原因。     

太湖流域梁塘河沉积物重金属生态风险评价

研究了太湖流域梁塘河沉积物中6种重金属(砷、镉、铬、铜、汞和铅)的空间分布特征。相关性分析表明:铅、镉和汞有显著的正相关关系;砷和铜也有显著正相关;铬与其他金属均无良好的相关关系。参照SQGs基准,砷、镉、铬、汞、铅含量介于风险评价低值(ERL)与风险评价中值(ERM)之间,可能会对水域生物有一定的毒性;铜含量在部分取样点超过了ERM值,对水生生态系统有很强毒性。Hakanson潜在生态风险指数法研究表明,各取样点的表层沉积物均有一定生态风险,其中5号、6号呈现极强的生态风险;6种元素生态风险由强到弱的顺序为:镉、铜、砷、汞、铅、铬。     

漳泽水库沉积物重金属污染特征与生态风险评价

为了揭示漳泽水库表层沉积物重金属的污染特征,在2017年10月对水库16个采样点进行沉积物采集,分析了表层沉积物中Cu,Zn,Pb,Cd,Hg和As共6种重金属的含量,并对其来源和生态风险进行分析评价。结果表明:漳泽水库6种重金属的平均含量从高到低依次为Zn>Cu>Pb>As>Cd>Hg,且含量均超过山西省土壤背景值;Pearson相关性分析表明,Cu与Hg,Cu与Zn,Pb与Zn,Hg与As之间呈正相关性(P0.05)。通过主成分分析发现,主成分1由Cu、Pb、Zn构成,主要来自生活或工业污水;主成分2由Hg和As构成,主要来源于工农业废水及人类活动影响;主成分3为Cd,污染来自化石燃料燃烧等工业和农药、化肥使用的农业活动污染影响。地质累积指数法和潜在生态危害指数法结果均显示漳泽水库沉积物中Cd和Hg污染最严重,对潜在生态风险指数的贡献率比较大,生态风险高,是主要污染物,需要引起高度关注。     

连环湖区域小东湖表层沉积物重金属污染及潜在生态风险

以松嫩平原西侧的小东湖为研究对象,采用HNO3-HClO4-HF联合消解并运用ICP—MS测试了重金属元素Cr、Cu、Mn、Ni、Pb、Zn和Cd的浓度,结合粒度测定,运用潜在生态风险指数法评价方法,研究了小东湖重金属空间分布、污染状况和生态风险。结果显示,小东湖重金属元素浓度大小排序为Mn>Zn>Cr>Ni>Pb>Cu>Cd,重金属元素Mn、Cr、Zn、Ni、Cu在中心位置出现最高值。Cr、Mn、Ni和Zn的浓度主要受细粒物质影响,它们的浓度与TP高度正相关。小东湖重金属以中等污染为主,Cr、Cu、Mn、Ni、Pb和Zn属轻微的潜在生态风险。Cd在不同点位分别存在轻微、中等和强的潜在生态风险。     

太湖流域典型河流沉积物重金属污染特征及生态风险评价

武宜运河位于太湖西部贯穿大部分太湖入湖河流,其重金属污染的研究,对太湖重金属污染来源,流域管理具有重要的意义。因此,2012年8月对武宜运河全程底质调查,分析了沉积物中Cu、Zn、Pb、Ni、Cr等元素,通过地累积指数评价、相关分析、潜在生态风险评价以及相关研究对比分析,得出以下结论:1)Cu、Zn、Pb、Ni、Cr污染浓度均值为129.38,207.74,52.13,28.26,77.06 mg/kg,其中Cu、Zn、Pb、Ni、Cr均超过毒性参考值(TRV),Cu超标达800%。Zn、Pb、Cr在世界湖泊沉积物中微量金属的范围(WCTMEL)内,Cu超出144%,Ni略低于WCTMEL;2)Ni-Cr、Zn-Pb具有较好的同源性。且Cu、Zn污染较高,达到"中—强"和"强"污染级别,Pb污染级别其次,Ni、Cr污染级别较低或无污染。可以排除武宜运河携带Ni、Cr污染物进入入湖河网的可能;3)Cu为武宜运河生态风险主要贡献因子。需加强工业园区地段重金属污染控制,减少污染来源,加大武宜运河对连同入湖水系的清水补充。     

扎龙湿地龙湖重金属污染情况及其潜在生态风险评价

为了探讨龙湖中重金属污染情况,测定了龙湖中9个取样点的重金属元素含量,并从中选取Mn、Cu、Pb、As 4种重金属元素进行水质评价。通过灰色关联评价分析,所采集的9个样点中有8个样点都属于Ⅴ类水质、1个样点属于Ⅳ水质。采用Hakanson潜在生态风险指数法对龙湖沉积物进行重金属潜在生态风险评价分析,4种重金属的潜在风险顺序为Cu>As>Pb>Mn,其中每个样点的Cu元素都达到了极强的潜在生态危害,As元素的潜在生态危害程度都达到了强度生态危害。     

基于模糊综合评价的湖水重金属污染评价与分析

采用模糊综合评价法对仙鹤湖湖水重金属的污染状况进行评价研究。为了突出外界有毒物质的影响,发展了模糊综合-加权平均模型,提高了评价结果的精度。模糊评价结果表明仙鹤湖水质有轻度重金属污染,其中As、Cd和Pb的污染相对较重。通过对分值化评价结果进行参数估计,知仙鹤湖水质符合Ⅲ类水质及以上标准的可信度超过95%,Ⅱ类水质及以上标准的可信度为80%以上。通过比较,灰色关联分析法的评价结果与模糊综合评价法的评价结果基本一致。     

辽河干流沉积物重金属污染特征及潜在生态风险评价

在辽河干流共设置24个监测点位,进行表层沉积物样品的采集,测定沉积物样品中Cr、Ni、Zn、Pb、Cu和As的浓度,并在此基础上,采用单因子污染指数法、富集系数法和潜在生态风险评价指标法对沉积物中重金属污染状况和潜在生态风险进行了评价。结果表明:沉积物中6种元素平均浓度顺序为Cr>Zn>Cu>Ni>Pb>As,但均未超过GB15618—2018《土壤环境质量农用地土壤污染风险管控标准》中的标准值,且沉积物中Pb、Zn、Cu、Ni和Cr的浓度相比南方部分省份河流较低。各种重金属的富集程度较低,其中As和Zn处于中度污染程度,Ni、Pb、Cu和Cr处于轻度污染程度。单因子污染指数法和潜在生态风险评价指标结果表明:辽河干流沉积物中重金属污染处于低风险状态,但As存在中度风险点位,应予以关注。研究结果为治理辽河污染,加强环境保护和水环境管理水平提供参考。     

环南四湖区地下水中重金属健康风险评价

为评价环南四湖区地下水中重金属对人体健康的潜在危害,使用电感耦合等离子体发射光谱仪(ICP-OES)测定环南四湖区35个地下水体中重金属Cd、Cr、Fe、Mn、Zn的含量水平,并采用美国环保署(USEPA)推荐的健康风险评价模型对其通过饮水和皮肤暴露途径所引起的健康风险进行评价。结果表明:地下水中重金属Cd、Cr、Fe、Mn、Zn含量分别为0. 28,13. 56,0. 88,1. 43,2. 27μg/L,其中重金属Cr是该地区地下水中的主要污染物,超标率为90. 2%。健康风险评价结果表明:重金属对成人的致癌风险高于儿童,饮水暴露途径产生的致癌风险远大于皮肤暴露途径,5种重金属的潜在健康风险顺序为Cr>Cd>Mn>Fe>Zn。重金属Cr、Cd通过饮水暴露途径对成人和儿童产生的潜在风险值分别为1. 10×10~(-4)、2. 95×10~(-5)和2. 91×10~(-5)、7. 75×10~(-6),研究表明该地区饮水和用水途径下重金属对人体不会产生明显的健康风险。     

磁湖底泥重金属污染与潜在生态风险评价

为解磁湖底泥中重金属含量、污染程度以及各污染物的潜在生物毒性,对磁湖8个底泥样品中6种金属元素(Cu、Pb、Ni、As、Hg、Cd)进行了分析研究。利用地累积指数法和单因子评价法对底泥中的重金属污染程度进行了综合性的评价。利用潜在生态风险指数法对磁湖底泥中的重金属潜在生态风险进行了评价,结果表明,磁湖底泥中主要的重金属污染物是Cd和Cu,其次是Pb、As、Ni、Hg。各重金属的潜在生态风险从大到小的排列次序为:Cd>As>Cu>Pb>Hg。