沉积环境重金属地球化学特征及生态风险综述

研究沉积物中重金属的地球化学行为对揭示水域环境演变机制及评价和保护水生态环境有重要的科学意义。在使用不同的评估方法对重金属的生态风险进行评价的过程中,研究人员经常会遇到不同评估方法结果之间存在不一致性甚至矛盾的问题。文章选取了研究中最常用的几种重金属生态风险评价方法进行详细介绍,并解释了造成不同风险评估指数之间评估结果存在较大差异的原因;另外,对基于酸可挥发性硫和同步可提取金属之间关系的这类较新的评估方法的局限性进行了阐述。最后,对重金属的污染及生态风险评价方法的发展方向提出了一些建议。文章还对吸附、沉淀、配合和氧化还原等影响重金属在沉积物与水体间迁移转化行为的主要机制,以及重金属在沉积物中的赋存形态进行了比较详细的介绍。     

不同晶型纳米TiO_2在斑马鱼体内的富集与清除

为探讨纳米材料的慢性生物效应以及材料结构对生物富集的影响,开展了A-TiO2(锐钛型纳米TiO2)和R-TiO2(金红石型纳米TiO2)在斑马鱼(Danio rerio)体内的长期富集和清除试验.采用半静态暴露试验,试验周期为46 d(暴露阶段28 d,清除阶段18 d),每种晶型设置2个处理组(ρ分别为4.0和10.0 mg/L),测定各时间点斑马鱼体内不同晶型纳米TiO2含量(以w计);以暴露阶段的BAF(生物富集系数)以及清除阶段的排出速率常数、总量清除率为终点,比较斑马鱼对2种晶型纳米TiO2的富集、清除的异同.结果表明:在暴露阶段,A-TiO2在斑马鱼体内的富集量显著高于R-TiO2,10.0 mg/L处理组斑马鱼体内富集量均显著高于4.0 mg/L处理组;4.0和10.0 mg/L的A-TiO2处理组的BAF分别为76.7和105.4 L/kg,略高于R-TiO2(41.6和36.1 L/kg),二者在斑马鱼体内均不具有生物蓄积性.在清除阶段,斑马鱼体内的2种晶型的纳米TiO2均可被排出,清除阶段的清除率为88.0%~100%;斑马鱼体内2种晶型纳米TiO2富集量的下降均符合一阶指数衰减方程,排出速率常数在0.26~1.01 d-1之间.     

污泥与建筑垃圾配合合成沸石基多孔吸附材料

根据湿污泥与建筑垃圾的组成成分和形态特征,将二者结合合成多孔质陶粒,在陶粒基础上通过水热反应使陶粒沸石化,生成功能性吸附材料。沸石化处理的最佳条件为:Na OH浓度4 mol/L,反应温度160℃,反应时间12 h。水热反应产物为八面沸石,是单一晶相的沸石化陶粒。在沸石化陶粒表面八面沸石晶体以柱状晶体堆积形成球形凸起,在孔壁上柱状晶体呈簇状分布。沸石化陶粒比表面积约50 m2/g,较沸石化处理前的污泥-建筑垃圾陶粒提高了近20倍。浸出实验结果显示,沸石化陶粒实现了有害重金属的有效固定,满足危险废物鉴别标准(GB 5085.3-2007)的要求。吸附实验结果表明,沸石化陶粒对Ni2+的吸附等温曲线与Langmuir吸附模型拟合较好,说明吸附过程属于单分子层吸附,其中化学吸附占支配地位。该沸石化陶粒廉价易生产,适合用于环境污染治理。     

凹凸棒土固定化植物酯酶研究

利用改性凹凸棒土为载体固定植物酯酶,对影响固定化效果的因素和固定化酶的酶学性质进行了研究。结果表明,固定化植物酯酶的优化条件为:戊二醛浓度为8%,交联时间1 h,固定温度40℃,加酶量20 m L/g凹凸棒土,p H值7.0,固定化时间5 h,固定化酶的酶活回收率约45%。比较固定化酶与游离酶的酶学性质,固定化酶和游离酶的最适温度分别为20℃和35℃,最适p H值分别为7.5和7,表观米氏常数Km分别为37.3 mmol/L和12.4 mmol/L,固定化酶与底物的亲合力下降,固定化酶的热稳定性、p H稳定性及贮存稳定性都较游离酶有了一定的提高。固定化酯酶对毒死蜱的抑制程度与毒死蜱的浓度对数有良好的线性关系,对毒死蜱的检测下限为11μg/L。     

四川三岔湖重金属污染与人类活动的关系

沉积物对湖泊重金属污染具有指示作用,通过分析沉积物的污染特征可以揭示湖泊重金属污染的污染历史和污染源。利用210Pb和137Cs定年和沉积物粒度分析,研究了三岔湖沉积物重金属的不同湖区和不同年代的分布特征及形成原因。人类活动强烈影响了重金属的沉积与富集:Cu、Zn与网箱养殖密切相关,Pb则主要源于邻近岸区的交通运输活动,Cr主要来自农业面源污染。受自身化学特性的影响,重金属的含量与沉积物的粒度分布密切相关,也正因此会出现洪水等的特殊年份重金属污染特征的异变。     

纳污湿地上覆水中重金属的监测及评价

以武河湿地为研究区域采集上覆水水样,采用ICP-AES法测定湿地水体中重金属的含量,参照有关标准用水质标准级别法对水中重金属污染情况进行了评价。结果表明:武河湿地中重金属Hg污染十分严重,各采样点均有分布且水质属劣Ⅴ类。重金属元素Cd污染并不严重,总体水质较好。重金属元素As、Cr、Cu、Pb在武河湿地中污染较轻近乎无污染,水质为Ⅰ类。由于重金属Hg的污染十分严重所以研究区内综合质量等级在4以上,水质为Ⅴ类和劣Ⅴ类,污染严重。     

电镀污染区植物重金属积累特征研究

采用野外采样室内分析方法,对泰州某电镀污染区12种优势植物和对应土壤中的Cu、Cr、Cd、Pb和Ni5种重金属含量进行测定,揭示了优势植物对复合污染重金属的富集和转运特征。结果表明,该电镀污染区土壤中Cd平均含量为4.10 mg/kg,是GB15618—2008《土壤环境质量标准》中二级标准9.1倍。植物吸收重金属的富集滞留在地上部较多,香樟对Cd,双穗雀稗、野艾篙、牛筋草对Cu,双穗雀稗对Cr,三叶草、蒲公英对Pb,双穗雀稗、苣荬菜对Ni表现出重金属植物修复的潜力,它们是修复Cd污染土壤的理想植物。     

矿区湖泊微型浮游生物对重金属的富集研究——以湖北大冶湖和磁湖为例

以湖北大冶湖和磁湖为研究对象,分析了矿区湖泊表层水和微型浮游生物中Cu、Pb、Cd、Zn、Cr、Fe 6种重金属的含量,并对矿区湖泊表层水重金属污染和微型浮游生物对重金属的富集能力进行了评价.结果表明:大冶湖表层水中重金属Cu、Pb、Cd、Zn、Cr和Fe的平均浓度分别为0.009 1 mg/L、0.013 4 mg/L、0.009 2 mg/L、0.043 4 mg/L、0.057 8 mg/L、0.338 2 mg/L,磁湖表层水中重金属Cu、Pb、Cd、Zn、Cr和Fe的平均浓度分别为0.004 3 mg/L、0.012 7 mg/L、0.001 1 mg/L、0.389 2 mg/L、0.063 4 mg/L、0.7110mg/L;大冶湖微型浮游生物中重金属Cu、Pb、Cd、Zn、Cr和Fe的平均浓度分别为278.6 mg/kg干重、695.6 mg/kg干重、23.1 mg/kg干重、578.0mg/kg干重、323.5 mg/kg干重、142 14 mg/kg干重,磁湖微型浮游生物中重金属Cu、Pb、Cd、Zn、Cr和Fe的平均浓度分别为316.1 mg/kg干重、361.4 mg/kg干重、2.06 mg/kg干重、1 004.5 mg/kg干重、313.3 mg/kg干重、18 366 mg/kg干重;大冶湖和磁湖微型浮游生物中的重金属含量远高于表层水中的重金属含量,甚至高于表层沉积物中的重金属含量;矿区湖泊微型浮游生物对重金属的富集系数在1 800～82 600之间,其中微型浮游生物对Cd、Zn、Cr的富集系数较小,对Cu、Pb、Fe的富集系数较大.     

太原市大气PM_(2.5)中铅同位素特征研究

使用ICP-MS测定太原市2009年夏季至2010年春季典型月份中存在于PM2.5上的铅(Pb)及同位素特征,分析了铅的浓度水平、季节变化特征,探讨了铅同位素丰度比特征,并由富集因子法初步解析了铅的来源。结果显示,太原市环境大气中存在于PM2.5上的Pb含量为270.83ng/m3,低于我国环境空气质量标准(GB3095-2012)中对颗粒物中铅的年均限值,在国内属中等水平。冬季存在于PM2.5中的Pb浓度水平最高,与取暖燃煤排放有关;扬尘中的Pb富集则对春季的Pb污染有较大贡献。Pb与PM2.5的相关性显示夏季和冬季二者来源一致,皆为燃煤排放;206 Pb/207 Pb与208 Pb/206 Pb的同位素丰度比特征也表明PM2.5中Pb的主要源于燃煤排放,由于冬季煤炭消费量较高,其燃烧排放对PM2.5中Pb的贡献高于其他季节。采样期间PM2.5中Pb的富集因子(20.45)显示,Pb主要源于人为活动的排放;春季的富集因子(10.76)接近10,表明春季时自然源的Pb对PM2.5的贡献较大。     

电子垃圾重金属污染及防治对策研究

随着信息产业的飞速发展,电子产品更新换代加速,电子垃圾飞速增长,电子垃圾中的重金属对环境造成了越来越严重的污染.本文回顾了广东贵屿与浙江台州两大电子垃圾回收拆解区重金属污染的现状,分析了电子产品原材料、加工工艺和电子垃圾不当回收导致重金属污染的原因,提出了依靠政策法规引导、借鉴国外先进经验、进行电子垃圾回收处理产业化发展的相应防治对策,以期能改善电子垃圾导致的重金属污染.