都柳江水系沉积物锑等重金属空间分布特征及生态风险

以都柳江沉积物为研究对象,通过系统采集表层沉积物样品,测定其重金属含量,查明了流域沉积物中重金属空间分布特征,结合主成分分析和相关性分析等统计学方法探讨了都柳江表层水系沉积物中重金属的来源,并利用地累积指数法、富集因子法和生态风险指数法评估了沉积物中重金属污染状况及其潜在生态风险.结果表明:(1)都柳江表层沉积物中Sb含量极高,可达7 080 mg·kg~(-1),且从上游到下游呈现逐渐降低的趋势,As、Cd、Co、Cr、Cu、Mo、Ni、Pb、Tl和Zn等含量变化不大;(2)主成分分析提取的两个因子的累积贡献率达到77.67%,表明沉积物中重金属来源主要包括:矿业活动和自然源等;(3)地累积指数和富集因子表明,都柳江水系沉积物中Sb污染最为严重,其次是As和Cd,Co、Cu、Mo、Ni、Pb、Tl和Zn的污染较轻,未受Cr污染;(4)各金属Hakanson潜在生态风险指数(Eir)依次为SbCdAsCoNiPbCuZnCr,而重金属综合潜在生态风险指数(RI)结果表明,中度生态风险及以上等级的样品约占58.1%,严重生态风险等级的样点主要集中在受锑矿采选冶活动影响和支流八洛河汇入后等周边采样点位;都柳江流域各重金属生态风险指数在综合指数中占主导地位的是Sb,表明Sb在都柳江流域水系沉积物中具有极强的生态风险性.     

广西刁江野生鱼类重金属积累特征及其健康风险评价

为评估广西刁江野生鱼类重金属积累特征及其健康风险,分析了广西刁江水系8种野生鱼类肌肉中铅(Pb)、镉(Cd)、铬(Cr)、砷(As)和汞(Hg)5种重金属的含量水平.利用污染指数法和目标危害系数法对其污染程度、食用安全性及健康风险进行了评价.结果表明,所有鱼类肌肉样品中Pb、Cd、Cr、As和Hg的含量范围分别为0.041~1.160、0.000 1~0.066、0.173~0.789、0.010~2.420和0.000 7~0.077 mg·kg~(-1).Pb和As的含量水平超出《食品中污染物限量》(GB 2762-2012)的限值,超标率分别为5.06%和64.56%;而Cd、Cr和Hg的含量水平未出现超标现象.污染指数结果表明:越南鱊和须鱊受到重金属严重污染;罗非鱼处于中污染水平;餐鲦、南方拟餐、鲫鱼、大眼鳜和草鱼处于轻污染水平.刁江水系8种野生鱼类对Pb、Cr和Hg的富集程度较大;肉食性和杂食性鱼类重金属含量水平高于草食性鱼类.越南鱊和须鱊复合重金属目标危害系数均大于1,这表明当地居民长期摄食越南鱊和须鱊暴露重金属存在潜在健康风险.在所有野生鱼类(南方拟餐和餐鲦除外)的复合重金属目标危害系数中,As的贡献比例最高,平均贡献率达到76.63%,说明As是主要风险元素.     

低分子量有机酸提取土壤中部分重金属的拟合模型研究

为研究不同浓度低分子量有机酸与提取的土壤重金属含量之间的关系,本文以采自安徽省安庆市某铜矿区及其周围的土壤为例,通过浸提法,研究了不同浓度苹果酸、甲酸对采样点土壤中重金属Cu、Mn、Zn、Pb提取能力的影响并进行模型拟合.结果表明:不同浓度苹果酸和甲酸对采样点土壤中重金属的提取量不同,两种有机酸对低pH、高重金属含量采样点及其周围土壤中的重金属提取量较大,两种低分子量有机酸对S6采样点的重金属Mn的提取量最大,分别为322.5 mg·kg~(-1)和193.58 mg·kg~(-1),提取率达70.02%和42.03%,Zn、Pb次之,Cu最低;随着苹果酸、甲酸浓度的升高,土壤中重金属Cu、Mn、Zn、Pb的提取量增加,苹果酸对土壤中重金属的提取能力大于甲酸;拟合模型对于两种低分子量有机酸与其提取的土壤中部分重金属含量之间的关系,具有较好的拟合性,其决定系数R~2在0.8293～0.9990之间,都具有显著性(p0.05),该模型可以定量表征低分子量有机酸对土壤重金属的提取能力,此研究结果为土壤中重金属的固定化和增强植物修复受重金属污染的土壤提供了理论支持.     

CS-EGDE/Fe3O4凝胶微球对水中重金属离子的吸附性能及机理研究

以壳聚糖为代表的天然生物质自身含有大量活性基团能选择性吸附重金属离子,为重金属废水的高效经济处理提供了可能.本实验以壳聚糖为基材,采用原位共沉淀法和乙二醇二缩水甘油醚(EGDE)交联法共同作用制得CS-EGDE/Fe_3O_4凝胶微球吸附剂,通过电子扫描显微镜(SEM)、透射电镜(TEM)、X射线能谱(EDS)、傅里叶红外光谱(FTIR)、饱和磁强分析(VSM)对样品进行了充分表征.通过静态吸附批实验及模拟固定床动态吸附实验,较系统的考察了凝胶微球在不同初始pH、接触时间和初始浓度下对多元重金属Pb(II)、Cu(II)、Zn(II)的吸附性能.结果表明:①CS-EGDE/Fe_3O_4凝胶微球内部孔隙发达,具有良好的超顺磁性;②吸附剂能够快速与重金属离子发生螯合反应,主要作用基团为-NH_3和-OH,且对重金属离子吸附符合准二级动力学,吸附过程可用Langmuir等温吸附方程描述,为单层化学吸附;③在多元吸附体系中发生拮抗作用,重金属竞争吸附顺序为Pb(II)Cu(II)Zn(II),主要是3种离子共价指数的差异导致了这一结果;④固定床在多元重金属模拟废水处理中表现出良好的去除效能,对Pb(II)、Cu(II)、Zn(II)的饱和吸附时间分别为13、8、2 h.研究显示, CS-EGDE/Fe_3O_4凝胶微球对水中重金属离子具有良好的吸附性能,有望为重金属废水处理提供一种新的研究思路和技术路线.     

鸡粪热裂解对重金属Mn、Cu、Zn和Cr生物有效性的影响

畜禽粪便直接农用引起的重金属污染是社会普遍关注的问题,探索如何有效降低畜禽粪便重金属生物有效性的技术是急需解决的难题.本文通过分析鸡粪(CM)裂解前后Mn、Cu、Zn和Cr等4种重金属形态分布变化,并采用林地大型盆栽试验研究添加CM和鸡粪炭(CMB)处理对湿地松地上部分重金属吸收状况的影响.结果表明,与CM直接还田相比,添加CMB(400℃)处理降低Mn、Cu和Zn在湿地松地上部分的吸收量和富集系数,而处理之间植株Cr元素的吸收量和富集系数差异不显著. Tessier连续提取结果表明, Mn、Cu和Zn的交换态含量分别由CM的94.8、10.0和34.9 mg·kg~(-1)显著降为CMB的16.6 mg·kg~(-1)、未检测出和1.8 mg·kg~(-1). CM裂解成CMB后, Cr元素残渣态含量显著提高.从元素质量守恒来看, CM制成CMB后Mn、Cu、Zn和Cr损失率分别为29.3%、35.6%、33.5%和3.3%.裂解油中Mn、Cu、Zn和Cr的金属总量分别占CM金属损失量的51.7%、53.0%、32.9%和13.1%. CM裂解成CMB后,91.7%的交换态Mn、几乎100%交换态Cu和97.5%的交换态Zn会随裂解转化为铁锰氧化态、有机结合态和残渣态形式或挥发而降低有效性. 1年盆栽试验结果表明,在CMB处理中,土壤Mn、Cu和Zn交换态含量显著低于CM处理.相关性分析发现,植物体内重金属吸收量与土壤金属有效态含量显著相关,而与总量相关性不明显.由此可见,将鸡粪制成鸡粪炭是一种有效降低Mn、Cu和Zn生物有效性的途径.     

2011~2012北京大气PM2.5中重金属的污染特征与来源分析

为研究北京PM_(2.5)中重金属污染特征,于2011年夏季~2012年夏季每3 d采集一次PM_(2.5)样品.利用电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)分析了Li、V、Cr、Mn、Co、Cu、Zn、As、Se、Ti、Ga、Ni、Sr、Cd、In、Ba、Tl、Pb、Bi和U的浓度,选取其中Zn、Pb、Mn、Cu、As、V和Cr 7种主要重金属元素进行深入讨论.北京市PM_(2.5)中重金属Zn、Pb、Mn、Cu、As、V和Cr的平均质量浓度分别为(331.30±254.52)、(212.64±182.06)、(85.96±47.00)、(45.19±27.74)、(17.13±19.02)、(4.92±3.38)和(9.04±7.84)ng·m-3.采样期间秋冬季节PM_(2.5)中重金属污染较春夏季节严重,这可能与北京秋冬季节取暖导致煤燃烧增加有关.霾过程会加剧北京PM_(2.5)中主要重金属Zn、Pb、Mn、Cu、As、V和Cr的污染,霾天对重金属污染的增加作用呈现一定的季节变化特征.源分析结果表明北京大气颗粒物中重金属主要来源于扬尘(包括建筑扬尘和道路扬尘)和煤燃烧,少量来自远距离输送和其他工业来源.     

Sorption and desorption of Cd, Cu and Pb using biomass from an eutrophized habitat in monometallic and bimetallic systems

This work examines the sorption capacity of a natural biomass collected from an irrigation pond. The biomass mainly consisted of a mixture of chlorophyte algae with caducipholic plants. Biosorption experiments were performed in monometallic and bimetallic solutions containing different metals commonly found in industrial effluents (Cd, Cu and Pb). The biosorption process was slightly slower in the binary system comparing with monometallic system which was related to competition phenomena between metal cations in solution. The biosorbent behaviour was quantified by the sorption isotherms fitting the experimental data to mathematical models. In monometallic systems, the Langmuir model showed a better fit with the following sorption order: Cu ~ Pb > Cd; and biomass-metal affinity order: Pb > Cd ~ Cu. In bimetallic systems, the binary-type Langmuir model was used and the sorption order obtained was: Pb ~ Cu > Cd. In addition, the effectiveness of the biomass was investigated in several sorption-desorption cycles using HCl and NaHCO(3). The recovery of metal was higher with HCl than with NaHCO(3), though the sorption uptake of the biomass was sensitively affected by the former desorption agent in subsequent sorption cycles.     

Prediction of metal-adsorption behaviour in the remediation of water contamination using indigenous microorganisms

In recent years, the adsorption of heavy metal cations onto bacterial surfaces has been studied extensively. This paper reports the findings of a study conducted on the heavy metal ions found in mine effluents from a mining plant where Co²⁺ and Ni²⁺ bearing minerals are processed. Heavy metal ions are reported to be occasionally present in these mine effluents, and the proposed microbial sorption technique offers an acceptable solution for the removal of these heavy metals. The sorption affinity of microorganisms for metal ions can be used to select a suitable microbial sorbent for any particular bioremediation process. Interactions of heavy metal ions (Co²⁺ and Ni²⁺) and light metal ions (Mg²⁺ and Ca²⁺) with indigenous microbial cells (Brevundimonas spp., Bacillaceae bacteria and Pseudomonas aeruginosa) were investigated using the Langmuir adsorption isotherm, pseudo second-order reaction kinetics model and a binary-metal system. Equilibrium constants and adsorption capacities derived from these models allowed delineation of the effect of binding affinity and metal concentration ratios on the overall adsorption behaviour of microbial sorbents, as well as prediction of performance in bioremediation systems. Although microbial sorbents used in this study preferentially bind to heavy metal ions, it was observed that higher concentrations (>90 mg/?) of light metal ions in multi-metal solutions inhibit the adsorption of heavy metal ions to the bacterial cell wall. However, the microbial sorbents reduced Ni²⁺ levels in the mine-water used (93–100% Ni²⁺ removal) to below the maximum acceptable limit of 350 μg/?, established by the South African Bureau of Standards. Competition among metal ions for binding sites on the biomaterial surface can occur during the bioremediation process, but microbial sorption affinity for heavy metal ions can enhance their remediation in dilute (<5 mg/? heavy metal) wastewaters.     

电感耦合等离子体质谱同时测定沉积物中12种重金属元素

比较了王水回流、密闭容器消解及微波消解3种不同方法对海洋沉积物的消解效果,结果表明微波消解效果较好;优化了消解体系和程序,HNO3-HF-H2O2消解体系对重金属的溶出效果较好;并建立了电感耦合等离子体质谱测定沉积物中Cr、Co、Ni、Cu、Zn、Mo、Cd、Sn、Hg、Tl、Pb、U等12种重金属元素的分析方法,各元...     

日本虎斑猛水蚤的重金属急性毒性及其作为标准测试生物的潜在意义

以静态实验法研究重金属Cu、Cd、Pb和Zn单独以及两两联合对日本虎斑猛水蚤(Tigriopus japonicus)的急性毒性效应,并分析其是否适宜作为我国海水重金属毒性测试的标准生物.结果显示,单独作用下,cu、Cd、Pb和Zn对受试生物的24 hLC50分别为0.26、0.14、0.40和0.65 mg·L-1,...