微塑料及金属在黄浦江地表水环境的赋存特征及与金属抗性基因的相关性分析

城市河流是微塑料(MPs)及重金属污染的“热点”区域,在污染迁移中起到重要作用.然而同样作为抗性基因赋存及释放的重要媒介,鲜有研究考察了流域MPs、金属与金属抗性基因(MRGs)的关联.为此,调研了10个黄浦江站点水样的金属及MPs的污染特征,并基于宏基因组学对水样及提取的MPs上的MRGs及可移动遗传元件(MGEs)进行分析.结果显示,表层水中ρ[锑(Sb)]平均值最高,为(3.16±0.419)μg·L^-1. MPs的丰度平均值为(1.78±0.84)n·L^-1,位于工业区和人口密集区的MPs丰度显著高于农业区和低人口密度的区域.纤维状、“小粒径”(<0.5 mm)的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)是最主要的MPs类型.所有样本中共检出18类MRGs,其中水样中MRGs的相对丰度为1.68±0.21.最主要的MRGs亚型是merR和ruvB,分别为汞和多重金属抗性基因的亚型.相关性分析表明,水中的铬和镍与MRG-Cr、MRG-Ni和多重金属抗性基因之间存在显著正相关.MPs上MRGs的相对丰度为1.63±0.53,最主要的MRGs亚型...     

三峡库区稻田土壤重金属污染特征及风险评价

以三峡库区(重庆段)12个区县稻田土壤为研究对象,分析了土壤Cd、 Hg、 Pb、 As、 Cr、 Cu、 Zn和Ni含量,采用不同方法评估稻田土壤重金属的污染程度、潜在生态风险和人体健康风险.结果表明,三峡库区稻田土壤8种重金属除Cr外,其它7种重金属平均值均超过三峡库区土壤背景值,且分别有12.32%、 4.35%和2.54%的土壤样品Cd、 Cu和Ni含量超过相关标准的筛选值.8种重金属变异系数为29.08%～56.43%,属于中等及以上强度变异水平,受人为活动影响较大.8种重金属在土壤中均存在污染现象,且有16.30%、 6.52%和2.90%的土壤Cd、 Hg和Pb存在重度污染.同时,土壤Cd和Hg的潜在生态风险较高,整体为中度危害.12个区县中,巫溪县和巫山县污染程度较高,内梅罗综合污染评价为中等污染水平,且综合潜在生态风险也达到中度生态危害水平.健康风险评价结果表明,手口摄入是人体非致癌风险和致癌风险的主要暴露途径.土壤重金属对成人没有非致癌风险(HI<1),但有12.68%的点位对儿童具有非致癌风险(HI>1).土壤重金属对儿童具有致癌风险(TCR=5.75...     

基于地理探测器的土壤重金属空间分异及其影响因素分析研究进展

地理探测器是探测空间分异性,以及揭示其背后驱动因子的一种新的统计学方法,由于其既能揭示单一因素对因变量的影响,也能评价双因素相互作用的影响,且不需要考虑线性,还能避免多变量共线性的影响,没有较强的模型假设,解决了传统方法在分析类别变量时的局限性,在土壤重金属空间分异领域研究的应用越来越广泛.通过收集40篇关于地理探测器在土壤重金属空间分异领域的研究报道,梳理了采用的自变量离散化方法、研究尺度、因变量和自变量类型、因子探测、交换探测、风险探测和生态探测等内容,并提出下一步的应用研究急需明确的问题,为地理探测器在土壤重金属空间分异领域深层次应用提供支撑.     

基于蒙特卡罗模拟的煤矸山周边农用地土壤重金属健康风险评估

以重庆市煤矸山周边农用地土壤为研究对象,运用内梅罗指数、地累积指数和潜在生态风险指数分析土壤重金属污染水平,并采用蒙特卡罗模拟的健康风险模型,探析研究区土壤重金属对人体的健康风险.结果表明,研究区土壤Cd、Hg、As、Pb、Cr、Cu、Ni和Zn含量均值超重庆市土壤背景值,地累积指数（I_geo）表现为：Cd>Hg>Cu>As>Ni>Zn>Cr>Pb;内梅罗指数表明土壤以轻污染（1<P_N≤2）为主,各重金属污染指数（P_i）表现为：Cd>Cu>Ni>Cr>Zn>As>Pb>Hg;潜在生态风险指数表明土壤以中等生态风险（150≤RI<300）为主,各重金属生态风险指数（E_rⁱ）表现为：Cd>Hg>As>Cu>Ni>Pb>Cr>Zn.土壤健康风险表明,儿童和成人非致癌健康风险可忽略,但存在可耐受致癌健康风险,综合致癌风险指数（TCR）均值分别为1.04E-5和3.94E-6,主要致癌因子为As和Cd.敏感性分析表明非致癌健康风险土壤颗粒摄入速率（R_ingest）敏感性最高,其次是As含量,致癌健康风险土壤颗粒摄入速率As含量敏感性最高,其次是土壤颗粒摄入速率（R_ingest）.整体上儿童非致癌和致癌健康风险高于成人.     

浙江省香榧主产区土壤重金属空间异质性及其生态风险

香榧(Torreya grandis cv.Merrillii)是我国特有的一类经济树种.目前关于香榧的研究大都关注于果实的品质以及高产措施等,对香榧林地土壤重金属污染的研究鲜见报道.为探明其污染状况,选择位于浙江省会稽山脉附近的香榧集中种植区[诸暨、嵊州、柯桥和东阳四市(区)]作为研究对象,系统地采取了121个土壤样品(0～20 cm),对其中的13种重金属(As、Cd、Co、Cr、Cu、Fe、Mn、Ni、Pb、Sb、Sn、V和Zn)进行分析.同时结合主成分分析方法构建最小数据集,筛选出能最大程度代表土壤重金属元素信息的6种元素(As、Cd、Cr、Cu、Ni和Zn),利用地统计学等空间分析方法研究筛选所得的6种重金属空间异质性并评价其潜在生态风险.结果表明,研究区重金属平均o(As)、ω(Cd)、ω(Cr)、ω(Ni)、ω(Cu)和ω(Zn)分别为14.23、0.14、49.08、27.05、28.20和109.93 mg·kg-1通过半方差理论模型拟合得出研究区土壤Cr、Ni和Zn具有强烈的空间自相关性,而Cd、Cu和As空间自相关性处在中等水平.克里格插值揭示了研究区土壤重金属的空间分布格局,东阳市ω(Cd)、ω(Cr)和ω(Ni)呈低值分布,而诸暨市局部地区存在ω(Cd)、ω(Cr)和ω(Ni)的高值分布,其中诸暨市、柯桥区和嵊州市Cd积累较多,As在研究区土壤中的局部积累最严重,高值主要分布在诸暨市的西部和嵊州市东部地区.单因子污染指数和内梅罗污染指数结果显示,研究区6种重金属均存在超标现象,呈现出不同程度的累积特征.诸暨市重金属的分布受早期铜矿开采以及长期过度施肥影响,其他地区重金属的积累情况主要是由香榧种植户不合理的施肥方式尤其是磷肥和有机肥的过度使用等集约经营措施造成.潜在生态风险评价结果表明,研究区整体处于轻度危害程度,其中以Cd的潜在风险最大.     

青藏高原表土重金属污染评价与来源解析

为了解青藏高原表层土壤重金属的污染特征、空间分布及污染来源,沿东北-西南方向对青藏高原表土(0～20 cm)样品进行了采集,对土壤中的Ba、Cd、Co、Cr、Cu、Fe、Mn、Mo、Ni、Pb、Sb、Sc和Zn等13种重金属总量进行了分析,并利用主成分分析-绝对主成分分数-多元线性回归(PCA-APCS-MLR)受体模型初步定量解析了重金属的潜在来源.结果表明Cd和Sb均显著超标,分别是20世纪70年代青藏高原土壤背景值的2. 13与1. 52倍.富集因子(EF)、地累积指数(I_(geo))和Nemero综合指数(PN)分析同样表明青藏高原表土主要以Cd和Sb污染为主,但污染程度普遍不高.在空间分布方面,青藏高原中部、东南部及东北部均呈不同程度污染,但中部及东南部污染相对较重. PCA-APCS-MLR分析表明,青藏高原土壤重金属主要有3个来源,分别为自然、交通和采矿等综合因素. Co、Cr、Cu、Fe、Mn、Ni和Sc主要受自然因素影响,Ba、Cd、Mo和Pb主要受交通因素影响,Zn主要受自然和交通因素共同影响,Sb主要受采矿、自然和交通等综合因素影响.青藏高原土壤重金属污染防治过程中应着重考虑受交通、采矿等综合因素影响下的Cd和Sb污染.     

鄱阳湖湖口-长江段沉积物中微塑料与重金属污染物的赋存关系

重金属是环境中的典型污染物,而微塑料是新型污染物,两者的共存可导致复合污染而存在潜在的生态风险.为探讨鄱阳湖湿地环境中微塑料与重金属的赋存关系,对鄱阳湖湖口-长江段沉积物中微塑料与重金属(Cu、Cd、Pb、Zn和Cr)的含量及其形态特征进行分析.结果表明,沉积物干物质中微塑料丰度范围为356～1 452 n·kg~(-1),平均丰度值达982. 33 n·kg~(-1);通过显微鉴定微塑料形态有碎片类、纤维类和薄膜类,以碎片类为主(48. 23%);而颜色主要以彩色为主;粒径以≤1. 00mm为主;聚合物成分主要为聚乙烯(PE)、低密度聚乙烯(LDPE)和聚丙烯(PP).电镜扫描-能谱分析(SEM-EDS)发现,微塑料表面具粗糙、多孔、裂痕和撕裂的特征,并附着多种重金属元素.5种重金属在湿地沉积物中均有不同程度积累,冗余分析表明,沉积物主要理化因素(TOC、pH、EC及粒径)及微塑料赋存对重金属的总含量均有显著影响(P 0. 05);方差分解分析(VPA)显示,理化因素和微塑料对重金属有效态的贡献率分别为37. 70%和0. 70%,但两者的协同贡献率达49. 60%,可导致重金属形态向有效态转化.微塑料可作为重金属的附着载体并将进一步增强重金属污染物的生物有效性,对湿地生态安全构成潜在威胁.     

陆浑水库饮用水源地水体中金属元素分布特征及健康风险评价

在2016年对陆浑水库饮用水源地46个水样中12种金属元素(包括重金属As、Cd、Cr、Cu、Fe、Hg、Mn、Mo、Ni、Pb、Zn和轻金属Al)进行测定,探讨了水体中金属元素的分布特征,并借助健康风险评价模型评价了水体中金属人体健康风险.结果表明,陆浑水库饮用水源地水体中Al最大浓度(200.27μg·L~(-1))和Mo所有浓度(151.42~170.69μg·L~(-1))均超过《地表水环境质量标准》(GB 3838-2002)和《生活饮用水卫生标准》(GB 5749-2006)规定的标准限值,超标率依次为4.35%和100%.陆浑水库饮用水源地水体中金属浓度分布具有较明显的空间差异性,高值区域集中在库区西南部(上游)、东北部(下游).健康风险评价结果表明,儿童暴露剂量明显高于成人暴露剂量,金属元素经饮用水途径引起的健康风险均高于皮肤接触途径.金属致癌风险中,Cr和As致癌风险超过最大可接受风险水平(5.0×10~(-5)a~(-1)),超标率分别为100%和3.80%,Cr对总致癌风险的贡献率平均达到85%;非致癌性金属元素健康风险(10~(-12)~10~(-7)a~(-1))呈现出AlMoCuPbNiHgFeZnMn,比最大可接受风险水平低2~7个数量级.     

Historical trends in the anthropogenic heavy metal levels in the tidal flat sediments of Lianyungang, China

The sedimentation of metals can preserve the historical record of contaminant input from local and regional sources and provide information on the historical changes in regional water and sediment quality. We report the ²¹⁰Pb activities and the heavy metal (Cd, Cr, Cu, Mn, Pb and Zn) depth profiles from sediment cores retrieved in 2010. The mean sedimentation rates of 0.85-1.5 cm/yr are determined by ²¹⁰Pb dating. The sediments in the tidal flat have recorded heavy metal deposition and thus allow the establishment of a connection between the temporal evolution of the heavy metal pollution and the historical changes in the economic development of Lianyungang. The enrichment factors (EF) are calculated to estimate the level of contamination stored in these sediments. The results show that in the studied sites, Cr and Cu display low EF values and are mainly from lithogenic origin. For the other studied trace metals, a great variability in the sedimentary record is observed. Significant anthropogenic enrichment over the last 50 years is revealed at the tidal flat that receives fluvial inputs. Zinc is the element with the highest EF values, followed by the order of Pb > Cd > Mn > Cu and Cr. The temporal variations of the heavy metals peak during the late 1980s to the early 2000s and show a decreasing trend afterward. The pollution intensity of the tidal flat is determined by using EF and the geo-accumulation index (I_geo), which show that, based on the I_geo scale, the tidal flat of Haizhou Bay is unpolluted to moderately polluted.     

Health risks associated with heavy metals in the drinking water of Swat, northern Pakistan

The concentrations of heavy metals such as Cd, Cr, Cu, Mn, Ni, Pb and Zn were investigated in drinking water sources （surface and groundwater） collected from Swat valley, Khyber Pakhtunkhwa, Pakistan. The potential health risks of heavy metals to the local population and their possible source apportionment were also studied. Heavy metal concentrations were analysed using atomic absorption spectrometer and compared with permissible limits set by Pakistan Environmental Protection Agency and World Health Organization. The concentrations of Cd, Cr, Ni and Pb were higher than their respective permissible limits, while Cu, Mn and Zn concentrations were observed within their respective limits. Health risk indicators such as chronic daily intake （CDI） and health risk index （HRI） were calculated for adults and children separately. CDIs and HRIs of heavy metals were found in the order of Cr 〉 Mn 〉 Ni 〉 Zn 〉 Cd 〉 Cu 〉 Pb and Cd 〉 Ni 〉 Mn 〉 Cr 〉 Cu 〉 Pb 〉 Zn, respectively. HRIs of selected heavy metals in the drinking water were less than 1, indicating no health risk to the local people. Multivariate and univariate statistical analyses showed that geologic and anthropogenic activities were the possible sources of water contamination with heavy metals in the study area.