大风江口海域沉积物酸可挥发性硫化物、重金属分布及风险评价

为了解广西北部湾典型亚热带主要入海河口区——大风江口海域沉积物重金属生物毒性/生态风险现状,以2018年7月在该区域采集的10个采样点表层沉积物为基础,采用冷扩散法提取样本中酸可挥发性硫化物(acid volatile sulfides,AVS),并同步提取重金属(simultaneously extracted heavy metals,SEM),采用碘量法测定AVS含量,采用电感耦合等离子体原子发射光谱法测定同步浸提的Cr、Cu、Zn、Cd、Pb等5种重金属元素含量(同步提取的5种重金属含量之和用∑SEM表示),并利用∑SEM/AVS比值法和∑SEM-AVS差值法进行沉积物重金属生态风险评价.结果表明:大风江口海域表层沉积物AVS含量范围在0. 33～9. 30μmol/g之间,平均值为(3. 63±2. 76)μmol/g,AVS含量呈现由河流向入海河口区域递减的趋势;∑SEM范围在2. 12～27. 08μmol/g之间,平均值为(7. 61±7. 32)μmol/g,∑SEM呈由河流向开阔海域先增加后递减的趋势;相比于其他海区,大风江口海域沉积物中AVS含量和∑SEM均较高....     

珠江虎门河口表层沉积物中酸可挥发性硫化物的重金属同步提取

测定了珠江虎门河口16个站位的表层沉积物样品中的酸可挥发性硫化物(AVS)和同步提取重金属(SEM)Cu、Co、Cr、Pb、Zn、Cd、Ni、Ba和V的含量。结果表明,AVS的浓度范围为0.13～31.68μmol/g,平均值为8.54μmol/g;SEM的浓度范围为0.37～5.54μ/g,平均值为1.84μ/g。采用SEM/AVS比值评价方法和SEM-AVS差值评价方法预测沉积物中重金属的生物有效性,结果表明,除P3、P13、P16、P19、P20的表层沉积物中重金属对水生生物可能具有中等毒性水平外,其余站点的表层沉积物中重金属对水生生物无不良影响。     

博斯腾湖沉积物中的酸可挥发性硫化物

沉积物中的酸可挥发性硫(AVS)易与二价金属结合生成难溶金属硫化物(MeS),进而制约二价有毒金属的化学活性和生物可利用性。通过测定AVS和同步提取金属(SEM),依据SEM/AVS的比值可判定沉积物中二价重金属的活性。文章对新疆博斯腾湖大、小湖区沉积物样品进行了分析,结果表明:AVS的含量受进水水质和人为活动影响较大,SEM的分布也有类似的分布特征。各采样点表层沉积物SEM/AVS比值均<1,说明沉积物中二价金属的化学活性和生物可利用性都较低。AVS的垂直分布随着深度的增加先降低后略有升高;SEM随深度的加深呈逐渐降低趋势。与太湖相关的研究结果对比发现,博斯腾湖AVS含量高于太湖五里湖区,而SEM低于太湖。     

红枫湖沉积物中酸可挥发硫化物及重金属生物有效性

为调查位于喀斯特地区的饮用水水源地红枫湖水库沉积物中重金属的污染情况,测定了14个站位表层沉积物样品的酸挥发性硫化物(AVS)和同步浸提重金属(SEM)含量, 并对AVS、SEM和[SEM]/[AVS]的大小及平面分布进行分析. 结果表明,调查区域内表层沉积物SEM与AVS比值的变化范围为0.007～0.033, 平均值为0.018. 通过[SEM]/[AVS]的值并结合间隙水及表层水中重金属的含量, 可以推断目前红枫湖表层沉积物中重金属对水生生物不具有毒性. 但对单个重金属而言,与毒性效应阈值的比较结果表明,Pb、Cd、Cu具有对底栖生物产生毒性作用的潜在风险.本结论对红枫湖的疏浚及治理具有一定的指导作用.     

太湖梅梁湾沉积物中酸挥发性硫化物垂直变化特征研究

水体沉积物中的酸溶性硫化物 (AVS)极易与二价金属阳离子反应生成难溶金属硫化物 ,从而控制沉积物中二价有毒金属的化学活性和生物有效性 .测定沉积物中的AVS和同步提取金属 (SEM) ,依据SEM AVS的比值可作为判定重金属生物有效性的良好指标 .通过对太湖梅梁湾 2个不同站点沉积物中AVS与SEM随深度分布的研究得出 :①AVS含量随着深度的加深先上升后降低 ,SEM含量随深度的加深呈逐渐降低趋势 ;②SEM AVS只在最表层 (0～ 2cm)大于 1,低于这一层都小于 1.③在表层沉积物 (0～ 2cm)中 ,可能存在重金属生物毒性效应 .但对于单个金属而言 ,Ni、Cu具有产生毒性作用的潜能 ,而Zn、Pb对沉积物中的生物不具有毒性 .     

东海近岸沉积物中酸可挥发性硫化物的分布研究

研究了东海近岸沉积物中酸可挥发性硫化物(AVS)的水平分布和垂直分布.由于该区域水深较浅、水的垂直交换带来的氧的补充,表层沉积物中AVS的含量较低,大部分站位低于检出限.而对于AVS的垂直分布,其含量范围为0～5.82 μmol/g.不同站位检出AVS的深度不同,这主要是由有机质含量和沉积物的孔隙度控制的,高有机质含量和低孔隙度将有利于AVS的生成.从可检测到AVS的层次以深,AVS含量基本随深度增加,呈现出较稳定的沉积状态.通过与不同沉积环境的AVS的测定结果进行比较发现,不同沉积环境下AVS的含量存在一定差异,研究区域AVS的含量与珠江口附近沉积物相近.     

深圳湾海域沉积物中酸可挥发性硫化物与重金属生态风险评价

测定了深圳湾海域10个站点表层沉积物中的AVS、TOC和同步浸提重金属(SEM)的含量,对AVS、SEM的平面分布及AVS与SEM和TOC的相互关系进行了分析。结果表明:深圳湾海域表层沉积物AVS含量范围为0.06～7.41μmol/g,平均值为2.51μmol/g;SEM含量范围为0.71～5.15μmol/g,平均值为3.06μmol/g;AVS与SEM的平面分布较一致,呈从湾顶到湾中向湾外逐渐递减的明显趋势。调查海域AVS与SEM和TOC间具有良好的线性相关性,大多数站点∑SEM-AVS的差值均0<(∑SEM-AVS)<5,说明该海域可能存在重金属的中等毒性生态风险。     

南通龙王桥河沉积物中酸挥发性硫化物的研究

本研究对南通通甲河支流龙王桥河的表层沉积物中酸挥发性硫化物(AVS)随时间的变化情况,AVS与同步浸提重金属(SEM)的关系,以及AVS与有机质(OM)的关系进行了一个月的监测。结果表明:①龙王桥河表层沉积物中AVS的平均含量为1700mg/kg,远高于其他河段,上覆水中AVS的含量达到1.0mg/L,污染严重;②归一法算得SEM/AVS1,沉积物中重金属主要以硫化物形式存在;③沉积物中OM含量与AVS有相关性,OM较高时AVS的含量也较高。     

珠江口桂山岛沉积物中重金属生物毒性评价和同步萃取金属形态特征

采用冷扩散法和连续萃取方法对珠江口桂山岛附近7个位点表层沉积物中酸可挥发性硫化物(AVS)、同步萃取重金属(SEM)和沉积物中重金属形态进行了研究.研究结果表明,表层沉积物中AVS含量较低,沉积物中重金属主要以残留态和硫化物结合态存在,其次为还原态、有机质结合态和少量弱酸提取态.Pearson相关分析表明,沉积物中SEM与Ca(r=0.677)、Al(r=0.668)和Fe(r=0.787)有显著正相关关系,而与有机碳(r=-0.908)有显著负相关关系,沉积物组分影响着重金属的生物毒性,SEM/AVS预测可能会过高估计重金属生态毒性.由150μmol.g-1(∑SEM-AVS)/fOC340μmo.lg-1,表层沉积物中重金属对底栖生物有潜在或慢性毒性作用.对沉积物样品中SEM结合特征研究表明,SEM-Cu主要为Cu弱酸提取态、还原态和硫化物结合态,另有部分有机质结合态和少量残留态;SEM-Pb和SEM-Ni主要为Pb和Ni残留态,同时还包括Pb和Ni全部弱酸提取态、还原态、有机质结合态和硫化物结合态;SEM-Zn主要为Zn弱酸提取态、还原态和硫化物结合态,另有少量的有机质结合态.     

河湖沉积物中酸挥发性硫化物对重金属吸附及释放的影响

通过吸附、释放实验研究了河流及湖泊沉积物酸挥发性硫化物对上覆水中重金属元素的影响，采用兼具Langmuir及Freundlish等温线方程两种方程特征的Sips表达工及无机离子分级交换理论，较好地对重金属元素在沉积物或颗粒物上的吸附及释放特征进行了描述。结果表明，存在于水溶液中的重金属可以不断地与沉积物结合，从而使水溶液中的重金属浓度维持在一很低的水平上；并且，一旦与沉积物结合，重金属就很难再释放出来。酸挥发性硫化物的存在增加了沉积物的吸附容量，但酸挥发性硫化物经过酸化除去后，沉积物中的与之结合重金属元素就会释放出来，从而对水环境造成危害。     

太湖梅梁湾岸边带底泥中重金属的形态与分布

选择太湖梅梁湾一处没有外源污染并具有藻类富集特征的岸边带进行了底泥中重金属形态与分布的研究.结果表明,Cu, Ni和Zn在水位变幅区及水向辐射区均有一定程度的富集;Cr和Pb则在水向辐射区有所富集(富集系数>1).岸边带底泥中这5种重金属的惰性形态百分率均显著低于开阔水体底泥,其中惰性态Ni在岸边带和开阔水体底泥中的含量分别为30.68%±0.56%和34.67%±2.72%,惰性态Pb则分别为25.45%±3.82%和34.17%±0.85%.重金属在岸边带底泥中的惰性形态含量低,说明其活性形态含量高,易于向上层水体迁移.藻类捕获型岸边带底泥中除了少量重金属会向上层水体释放外,总体可以作为湖泊重金属的汇.     

上海滨岸带沉积物AVS空间分布特征

对上海滨岸带(北起与江苏省交界的浏河口南到与浙江省交界的金丝娘桥)沉积物酸可挥发性硫化物(AVS)污染现状及其含量的空间分布特征进行了调查研究。结果表明,上海滨岸带AVS含量在(0.56~161.06)×10-6之间,平均值为17.98×10-6。AVS含量与各环境因子相关分析得出,影响上海滨岸带AVS分布的主导因素是有机碳,其次为含水率,而氧化-还原电位相关性不显著。采用单因子评价方法分析,表明上海滨岸带AVS污染指数范围在0.002~0.537,均未超标,北段AVS污染指数南段中段。其中AVS污染指数超过0.1的采样站位共有13个,主要受自然地理环境(有机碳含量、水深)和人类活动(人为排污、水产养殖)的影响。     

太湖表层沉积物中重金属形态分布及其潜在生态风险分析

利用BCR 3步提取法对太湖37个表层沉积物样品中重金属Ni、Cu、Zn和Pb的形态进行调查研究,并基于重金属形态评价方法(RSP)对太湖沉积物中4种重金属的潜在生态风险进行了初步评价.结果表明,太湖表层沉积物中Ni、Cu、Zn和Pb含量显著高于太湖沉积物背景值,分别超出背景值80.3%、13.5%、25.9%和69.6%,表现出明显的累积效应.残渣态和Fe-Mn氧化物结合态是太湖表层沉积物中4种重金属的主要赋存形态,4种重金属的可提取态比例均大于50%,具有较高的二次释放潜力.从RSP污染指数分析,太湖表层沉积物中4种重金属的潜在生态风险大小为为Ni>Zn>Cu>Pb,表层沉积物中可提取态重金属的空间分布特征明显,表现为北部湖湾>西太湖>其他区域     

淮河淮南段底泥中酸性挥发硫与同步浸提金属的分布

采用氮载气冷法酸溶硫化物分析技术对淮河淮南段底泥中酸性挥发硫(AVS)以及同步浸提金属(SEM)的含量在河流沿程及垂直方向上的分布进行了测定.结果表明,淮河淮南段5个站点表层底泥中AVS的含量为0.14～0.87 μmol·g-1SEM(Zn、Cu、Ni、Cd、Pb)含量为0.5～1.1 μmol·g-1;其中,峡山口站点AVS最低,姚家湾站点AVS及SEM均为最高;从入境到出境断面,[SEM]/[AVS]摩尔比值呈逐渐下降趋势,数值都在1.0以上.不同站点AVS在垂直方向上的分布较为复杂,峡山口25 cm以上段随深度增加AVS逐渐增大.之后又逐渐降低,30 cm以下段变化很小;姚家湾表层AVS含量较高,20 cm以上段随深度增加AVS逐渐减小,之后又逐渐增大,30～35 cm层含量最高;石头埠和胡大涧站点AVS随深度变化不大.胡大涧以上4个站点柱状底泥中SEM的含量在0.25～0.9 μmol·g-1之间.对[SEM]/[AVS]摩尔比的研究显示,淮河淮南段表层底泥存在轻微的重金属污染.     

贵州草海沉积物重金属分布及其对底栖动物群落的影响

基于原子吸收和ICP-MS,研究了贵州威宁草海4种重金属Zn、Pb、Cd、Ni的分布规律,并分析了其对底栖动物群落结构的影响.结果表明,表层沉积物中Zn、Pb、Cd 3种重金属含量已超过加拿大环境质量标准,超标样品量分别达到样品总数的82%、65%和47%,可能和周边历史上大规模的土法炼锌有关;草海表层水及孔隙水4种重金属含量均未超过国家I类地表水质量标准,表明污染的沉积物对水体重金属含量影响有限.表层沉积物中Zn、Pb、Cd均表现出湖中心及上游湖口含量更高的趋势,并和有机质呈显著正相关关系(r=0.837, P < 0.01; r=0.785, P < 0.01; r=0.780, P < 0.01),表明有机质在Zn、Pb、Cd的迁移和沉积中扮演了重要角色.在湖心沉积物柱中,Zn、Pb、Cd 3种重金属从剖面上部约10cm往上均有逐渐升高富集的趋势,与草海周边近几十年的大规模土法炼锌历史吻合.不管在表层沉积物还是在沉积物柱中Ni都呈现与其它3种重金属相反的分布规律,可能与Ni主要来源于自然背景有关.底栖动物群落结构调查表明,周边采样点比湖内采样点的底栖动物种类更为丰富,栖息密度也更大,这可能与草海湖内采样点重金属含量远高于湖周边采样点有关,具体影响及机制需要进一步深入研究.     

湖北网湖沉积物重金属分布特征、源解析及风险评价

为揭示湖北网湖沉积物重金属污染特征,采用空间插值法、主成分分析法和地累积指数对其污染特征、来源识别及生态风险状况进行分析。结果表明：5种重金属的平均浓度从高到低依次为Zn>Cr>Cu>Pb>Cd,且浓度均超过湖北省土壤背景值;Pearson相关性分析表明,Zn与Cd、Pb浓度呈正相关（P<0.05),Cu与Zn、Cr浓度呈负相关（P<0.05)。主成分分析发现,主成分1由Pb、Cd、Zn构成,主要来源于河流运输和农业活动影响;主成分2由Cr和Cu构成,主要来源于矿物风化等自然背景和工业活动及水产养殖等人类活动污染影响。地累积指数结果显示,网湖沉积物中重金属处于低风险状态,但Cd和Cu达到中度污染,为主要污染物,应予以关注。

     

松花江表层沉积物重金属分布特征及风险评价

以2016年9月松花江干流16个采样点表层沉积物为对象,研究重金属Cu、Pb、Zn、Cd、Cr、As的分布特征,采用因子分析法对其污染来源进行解析,采用地积累指数法及潜在生态危害指数法对不同干流段的重金属污染程度和生态风险进行评价。结果表明:松花江干流表层沉积物中6种重金属浓度总和为43.46~311.23 mg/kg,不同干流段6种重金属来源具有一定相似性,均来自工业、农业及生活混合源。嫩江干流和松花江主干流重金属污染程度表现为As>Pb>Cd>Cr>Cu>Zn,二松干流重金属污染程度表现为As>Pb>Cd>Cr=Zn>Cu,不同干流段重金属污染程度均表现为As>Pb>Cd>Cr。在嫩江干流、二松干流和松花江主干流,重金属潜在生态风险均表现为As>Cd>Pb>Cu>Cr>Zn;3个干流的风险指数(RI)分别为46.5~209.2、144.9~221.3和132.4~591.9,分属于低生态风险、中生态风险和中生态风险。