大冶湖表层水和沉积物中重金属污染特征与风险评价

于2014年4月采集大冶湖表层水和表层沉积物,用原子吸收分光光度法测定其重金属含量,并基于健康风险评价模型和潜在生态风险指数法开展表层水和沉积物重金属污染的潜在健康风险和生态风险评价.结果表明,表层水和沉积物重金属(Ni、Cd、Cu和Pb)含量平均值分别为49.27、2.19、12.18、12.13μg·L~(-1)和78.46、77.13、650.13、134.22 mg·kg~(-1).富集系数显示,Cd、Cu和Pb均为重度富集,尤其是Cd累积最为明显.与国内典型湖泊重金属污染相比,表层水和沉积物中重金属元素含量均相对较高.表层水和沉积物重金属元素均表现为湖湾处含量较高,中部含量较均匀的分布规律,其来源主要受多种人为活动污染.环境风险评价显示,重金属类化学物质通过饮水途径产生健康风险范围为9.77E-08~1.63E-05 a-1,Ni和Cd是水环境健康风险的优先管理对象.沉积物重金属的潜在生态风险高低为CdCuPbNi,其中Cd是生态风险的贡献元素.     

资源枯竭型城市产业转型及其经济韧性——以湖北省大冶市为例

产业转型是资源枯竭型城市面临的重要发展问题,探究资源枯竭型城市产业转型及其经济韧性的演化机制,对实现城市高质量发展具有重要意义。从演化经济韧性视角出发,以湖北省大冶市为例,构建资源枯竭型城市经济韧性评价指标体系,采取熵值法和PLS偏最小二乘法,定量揭示2000—2019年湖北省大冶市产业转型过程中经济韧性的演化特征及驱动机制。结果显示：（1）研究区经济韧性经历了衰退适应、抵御恢复、响应提升的演化阶段,分别对应其经济衰退转变期（2000—2009年）、发展恢复期（2010—2014年）、高效提升期（2015—2019年）,经济韧性水平呈现出“缓慢→快速”的上升态势。（2）2000—2019年研究区经济韧性演化的驱动因子由产业结构转变和创新水平提升转向多要素共同推动,其中居民收入、市场规模、政府调控能力、产业技术水平等因子是推进研究区经济韧性演进的关键因素。（3）产业多元化转型是研究区经济韧性提升的直接动力,以产业相关多样化为传导路径,在多要素驱动下研究区向更高层次的城市生命阶段演进。当压力要素消解、城市状态调整、响应方式优化时,经济韧性将通过激活产业要素、均衡化拓展驱动力来推动产业的“路...     

有色冶金区土壤-蔬菜系统重金属污染特征及健康风险分析

采用对应采样方法研究大冶有色冶炼厂周围地区土壤、蔬菜中Cd、Cu、Pb和As的含量,并对蔬菜重金属污染状况、富集能力及健康风险进行了分析。结果表明,研究区土壤重金属污染严重,Cd、Cu、Pb和As平均含量分别达5.28、193.37、93.83和36.56 mg/kg,分别为湖北省对应元素土壤背景值的31.06、6.30、3.51和2.97倍,表现为以Cd为主的多种重金属共同污染。与《食品中污染物限量》(GB2762-2012)标准比较,蔬菜中Cd和Cu含量的样本超标率分别为68%和6%,而As、Pb的含量均不超标。蔬菜中重金属富集能力的排序为:CdCuAsPb,叶菜类蔬菜对Cd、Cu、Pb和As的富集系数均高于非叶菜类蔬菜。土壤和蔬菜重金属综合质量指数达10.07,为重度污染。研究区人群通过蔬菜摄入As、Cd的目标危险系数均大于1,存在As、Cd暴露的健康风险;成人和儿童食用蔬菜而摄入重金属的TTHQ分别为2.11~5.06和2.78~6.64,儿童比成人遭受的健康风险更大,并且距离冶炼厂越近,所遭受的健康风险越大。蔬菜中重金属的复合污染已使大冶有色冶炼厂周围居民面临潜在的健康风险。     

几种土壤的基本理化性质与Cu2+吸附的关系

研究了大冶市几种类型土壤的基本性质及与Cu2+吸附的关系,结果表明,土壤对Cu2+的吸附量随其CEC值(记为CEC)而变化,供试土壤的Cu2+吸附量由大到小的顺序为石灰土→水稻土→潮土→棕红壤.加入铜浓度为5 mmol·L-1时11个土壤对铜的吸附量x((mol·g-1)与CEC的直线相关方程为x(Cu2+) = 2.018×CEC + 24.4 (r=0.7066).而影响CEC的因素,如Ph、粘粒含量及其组成、有机质、比表面等,也是决定Cu2+吸附量的重要因素.     

大冶湖表层沉积物-水中多环芳烃的分布、来源及风险评价

于2015年8月采集大冶湖表层沉积物8个及上覆水样8个,使用GC-MS分析16种EPA优控PAHs.结果表明在表层沉积物及水体中ΣPAHs范围分别为:35.94~2 032.73 ng·g-1和27.94~242.95 ng·L~(-1),平均值分别为940.61 ng·g-1和107.77 ng·L~(-1);表层沉积物中PAHs分布呈现湖中高于岸边趋势,水体则呈大致相反趋势,表层沉积物中以4~5环高环化合物为主要组分,在水体中主要以2环以及4环和5环PAHs为主,与国内外其他湖泊相比处于中度污染水平;来源解析表明大冶湖表层沉积物及水体中多环芳烃主要来自于高温燃烧源,沉积物中PAHs高环分子都占据绝大部分,反映出了沉积物受矿冶冶炼长期累积污染的效应;所检测沉积物中各单体PAH及ΣPAHs含量均未超过ERM以及FEL,表明大冶湖表层沉积物中PAHs无潜在生态风险;终生致癌风险评价表明大冶湖水体中PAHs通过摄入和皮肤接触风险都处于USEPA推荐的可接受水平范围之内,但都高于瑞典环保局和英国皇家协会推荐的最大可接受风险水平,需要对7种致癌PAHs污染加以防治.     

资源枯竭城市转型发展绩效评价及障碍因子诊断——以湖北大冶为例

转型发展绩效评价及障碍因子诊断,是资源枯竭城市实现可持续发展的重要基础及依据。根据转型发展的内涵,从经济发展、民生改善、资源利用、环境整治、产业转型五个方面构建评价指标体系,采用改进的TOPSIS方法,以湖北大冶市为例,评价2007-2016年转型发展的绩效并诊断障碍因子。结果表明：（1）大冶转型发展取得了显著成效,十年转型发展绩效分值均在0.9以上,总体呈两个阶段：2007-2010年为转型初期,产业接替阶段,发展绩效不稳定,由2007年的0.9976升至2008年的0.9998,2010年下滑至0.9098;2011-2016年为稳定转型发展期,绩效稳步提升,由0.9142升至0.9458。（2）影响大冶转型发展的主要障碍因子排序十年一致,障碍度从强到弱依次为：矿山地质灾害隐患点数量、城镇登记失业率、高技术产业增加值占GDP比例、工业固体废物综合利用率、农村居民人均可支配收入和地方财政一般预算收入。根据评价结果,提出了大冶市今后转型发展的工作建议。     

大冶市罗桥东港渠水体中Cd、Pb、As等重金属污染调查

对大冶有色冶炼厂主要排污渠东港渠水体调查表明:①东港渠渠水由于受冶炼厂排污影响,渠水中Cd、Pb、As等重金属含量明显增加,往下游渠水中重金属含量呈现减弱的趋势,但大冶湖水中的As含量仍然超出渔业标准4倍多,原排污渠西港渠在停止排污后,渠水重金属含量明显下降,已趋于农田灌溉标准;②粉尘、底泥及矿渣样品中Cd、Pb、As含量均超出危险废物鉴别标准,其中排污渠底泥中重金属含量最高,说明冶炼厂排出的废水中带出的重金属为"三废"之最,对污染的影响最大.     

大冶湖滨岸带重金属水-土迁移特征与风险评价

于2013年3月,采集大冶湖枯水期滨岸带水和表层土壤样品(上层0~10 cm、下层10~20 cm)各20个,并用火焰原子吸收分光光度法测定其重金属(Cu、Pb、Cd、Zn)的含量.结果表明,沿岸水中Cu、Pb、Cd、Zn的平均值分别为7.14、25.94、15.72、37.58μg·L-1,其中Cd超出了Ⅴ类地表水环境质量标准.上下层土壤中Cu、Pb、Cd、Zn的平均含量分别为108.38、53.92、3.55、139.26 mg·kg-1和93.00、51.72、2.08、171.00 mg·kg-1,其中上下层土壤中Cd均远超出土壤环境质量Ⅲ级标准.Pb在土壤和水体中的迁移性较为稳定,而Zn的迁移性受土壤性质及周边环境影响较大.西岸带重金属可迁移性较东岸带大,具有较强的潜在环境风险.Cu、Pb、Cd、Zn均主要以残渣态形式存在.重金属元素整体迁移顺序是:PbCuCdZn,其中Cu、Pb有50%以上可能发生迁移,对环境存在较大的污染风险.通过风险评价指数与潜在风险系数得出Cd为主要污染因子,且上层土壤重金属污染均高于下层土壤.     

大冶湖2000-2009年地表水质评价及污染趋势预测

对大冶湖三部分水体2000-2009年的地表水水质监测数据进行分析,采用水质标识指数法对大冶湖水质进行评价;并依据灰色系统理论,建立灰色预测数学模型,通过已有的监测数据对模型进行精度检验,验证了该模型的准确性及有效性,运用该模型对大冶湖未来5年水质变化趋势进行预测。结果表明:(1)2000-2009年三里七湖,内湖COD、BOD5、NH3-N和TP浓度均超出水质保护标准限值,外湖4项污染指标部分年份超标,其中,三里七湖水质最差,在2004、2005和2008 3个年份实际水质类别为劣Ⅴ类;(2)灰色模型预测结果表明,3个主要水体主要污染物:COD、BOD5、NH3-N和TP浓度基本呈上升趋势,仅三里七湖的TP、BOD5和外湖的NH3-N存在小幅下降。此预测结果对大冶湖水污染控制规划、污染物总量削减及湖泊保护等工作提供依据。     

矿业城市景观生态安全研究——一种双层复杂网络分析方法

以土地利用变化（LUC）和景观生态安全指标（LESI）分别作为上、下层网络,通过确定LUC和LESI单层网络的节点、节点重要度和节点连接强度,以及LUC与LESI上下层网络之间的节点连接系数,形成LUC-LESI双层复杂网络模型,并构建度中心性、聚类相关性和节点影响强度等3个复杂网络指标,定量分析区域土地利用变化与景观生态安全之间的内在有机联系,为土地利用调控提供指导.大冶市案例研究结果表明,2005~2015年大冶市景观生态安全状况相对稳定,7个乡镇景观生态安全状况得到提高,8个乡镇景观生态安全状况降低,景观生态安全总体处于第4等级;耕地减少和建设用地增加在LUC网络中处于核心位置,是整个网络的骨架,香农多样性指数SHDI在LESI网络中处于核心位置,对区域景观生态安全的影响最大,耕地减少和建设用地增加在区域景观生态安全变化中起主导作用;建设用地扩张主要占用耕地,耕地-建设既有相对集中的大面积开发区,又存在工矿建设的遍地开花,且建设主要沿道路线性展开,导致耕地-建设的平均斑块面积大、斑块聚集度较低、斑块形状指数较高;耕地改种树木现象在各乡镇已较为普遍,单块面积较大且相对集中,而耕地抛荒主要发生在山丘区域,虽集中度高但单块面积较小,耕地改种树木和耕地抛荒多表现为成片进行,导致耕地-林地平均斑块面积较大而耕地-草地平均斑块面积小,两者斑块聚集度均较高,斑块形状指数均较低.LUC-LESI双层复杂网络实现了景观生态安全与土地利用变化之间关系的定量化表达,可以作为区域景观生态安全研究的一种有效分析工具.