植物残体腐解驱动的沉积物-水界面重金属释放通量研究

[目的]研究植物残体腐解过程对沉积物-水界面理化性质的影响及对重金属释放的影响。[方法]通过采用沉积物进行室内模拟试验的方式,研究植物残体[浮萍(Lemma minor L.)]降解过程中,沉积物上覆水中pH、DO和ORP等环境因子和Ca、Pb、Fe、Ni、Cu、Cr、Al、Cd、Mg、Mn等重金属平均释放通量的变化规律,并探讨上述重金属释放通量与pH、DO、ORP等环境因子之间的相关性。[结果]试验组pH、DO浓度和ORP含量变化幅度较大,含量变化分别为5.71～7.02,0.45～4.69 mg/L,-151.03～191.60 mV。pH、DO和ORP变化趋势基本一致,先降低然后增加最后趋于稳定;Ca、Pb、Fe、Ni、Cu、Cr、Al、Cd、Mg、Mn重金属的平均释放通量在浮萍残体降解初期下降较快,之后逐渐趋于稳定,且试验组(DWS)变化幅度高于对照组(DW)。在浮萍降解过程中,重金属的平均释放通量与pH、DO、ORP等环境因子之间的相关性较高,pH、DO、ORP等环境因素会影响沉积物中重金属的释放。与对照组比较,试验组各种重金属的释放通量较高。通过分析表明,植物残体腐解引起沉积物-水界面理化性质变化,进而引起表层沉积物中的重金属向上覆水释放。[结论]该研究为制定科学高效的淡水生态系统沉积物重金属控制策略提供了科学支撑。     

城市河流沉积物氨氮及重金属扩散通量研究

对滏阳河穿衡水市前后沉积物孔隙水中典型污染物的分布特征进行了分析,并利用一维孔隙水扩散模型(Fick定律)估算了氨氮和重金属在沉积物-水界面的扩散通量。结果表明,滏阳河沉积物-水界面氨氮在上覆水和孔隙水垂直剖面上均呈减小趋势;流经城区后,水体中氨氮平均浓度为43.8 mg/L,是入市河流上覆水氨氮浓度的2倍;重金属分布趋势随重金属种类不同而有所差异;上覆水中Zn含量最大,为59.4μg/L,孔隙水中Cu含量最大,为41.7μg/L。氨氮、Pb和Zn均表现为污染物从上覆水向沉积物扩散,Cr和Ni以及城区后Cu均表现为污染物从沉积物向上覆水释放,其中Cu的向上扩散通量最大为1.89μg/m2·d。揭示了城市内生活污水和工业废水的排放是河流污染的重要污染源,而滏阳河衡水段存在潜在的重金属释放风险。     

怀山药对土壤重金属元素的吸收富集规律的研究

[目的]研究山药对土壤中重金属的吸收规律。[方法]选择Cu、Zn、Pb、Mn、Ni、Cr 6种重金属进行试验分析。分别对土样和山药样品进行消解,利用火焰原子吸收光谱法进行测定,研究怀山药对土壤重金属元素的吸收富集规律。[结果]研究区土壤中重金属含量符合国家二级土壤环境质量标准,Cr和Cu元素达到国家一级土壤环境质量标准;山药与土壤中Cu、Zn、Ni、Cr、Pb、Mn的相关系数分别为0.975、0.956、0.574、0.330、0.500、-0.044。并且山药对不同金属元素的富集能力表现为Cu〉Zn〉Mn〉Ni〉Cr〉Pb。[结论]研究区重金属含量符合国家二级土壤环境质量标准,Cr和Cu元素达到国家一级土壤环境质量标准;山药中Cu、Pb、Cr含量均未超出粮食标准,Mn、Zn、Ni在粮食标准中没列出,故不作评价。     

石河子市表层土壤重金属元素富集与功能区分异研究

[目标]探讨石河子市内人类活动对自然表土及城市生态系统的影响。[方法]利用X光谱仪、酸度计、筛分法与激光粒度仪,测量新疆石河子市表土层样品的重金属元素、pH及〉0.1 m、〈0.001 mm的粒径组分。[结果]与我国土壤元素背景值相比,城市表土中As、Cr、Cu、Mn、Ni、Zn等平均浓度较高,Pb相对于我国土壤元素背景值浓度较低。[结论]As、Cr、Cu、Mn、Ni、Pb、Zn等重金属元素的富集因子在各功能区有明显的差异,表明由不同程度、方式的人类活动引起表土重金属元素聚集程度的差异。     

安阳周边农田土壤和小麦籽粒中重金属含量的相关及主成分分析

重金属作为一类主要的污染物近年受到人们的广泛关注，为了解安阳地区土壤和小麦籽粒重金属状况，采集了周边农田土壤和小麦籽粒样品各60个。运用相关分析法及主成分分析法，探讨了土壤和小麦籽粒中重金属含量的分布特征。结果表明：土壤和小麦籽粒中各元素的变异幅度和均值差异较大，各元素在小麦籽粒中含量低于土壤中含量。土壤中重金属Cr、Mn、Fe、Ni、Cu之间有明显的相关性。小麦籽粒重金属Fe、Pb与土壤重金属Cr、Mn、Fe、Ni、Cu有明显的相关性，小麦籽粒重金属Cd含量与土壤中Cd、Pb含量有明显的相关性。重金属Cr、Mn、Fe、Ni、Cu、Cd、Pb在第一主成分上有很高荷载，且在第一主成分上的荷载远大于在第二主成分上的荷载。安阳地区小麦籽粒中重金属Cr、Mn、Fe、Ni、Cu、Cd、Pb来源具有一定的相似性。     

水茄对土壤中重金属的富集与转运研究

[目的]研究水茄（Solanum torvum Swartz.）对土壤重金属的吸收富集特征,保证中药材的安全使用。[方法]从水茄主要分布区采集植株,测定植物根、茎及其生境土壤中8种重金属元素（As、Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb、Zn）的含量,分析比较各重金属元素在不同采集地点水茄和生境土壤中的分布规律及不同采集地点水茄对重金属元素的吸收富集和转运能力。[结果]不同地区水茄和土壤中重金属元素含量存在着显著差异,根中Cu、Pb、As含量超标;水茄对重金属的吸收存在着明显的相互作用;根对重金属元素的富集程度不同,富集系数最大的是Cu,其次为Ni;茎中未出现明显的富集现象,其对重金属的转运系数较小。[结论]重金属主要富集于水茄根中,建议以其茎作为主要药用部位。     

西溪湿地底泥重金属竖向分布规律

利用特制的底泥取样器从杭州西溪湿地钻取通长的底泥试样,对不同深度底泥中重金属Cu、Pb、Zn进行测试,并分析重金属在表层底泥、底泥孔隙水及上覆水中的含量及相关性,用地累积指数法对底泥的污染程度进行评价.结果表明:该湿地0.6 m深度内的底泥为轻度-中度污染,埋深大于0.6 m的底泥没有被污染或者污染程度较轻;重金属在表层底泥孔隙水中的含量显著大于其在上覆水中的含量,由于浓度梯度,底泥孔隙水中的重金属会释放到上覆水中,因此如只实施换水处理难以根除水体污染问题,疏浚受污染的底泥是更有效的治理措施.根据测试结果,0.6 m深度可作为湿地底泥疏浚的参考依据.     

菹草对微污水中重金属复合污染的净化效果

采用小型围隔中的沉水植物菹草(Potamogeton crispus L.)研究其对微污水中Cd2+、Cr3+、Cu2+、Zn2+、Ni2+、Mn2+等重金属复合污染的累积和去除效果。结果表明:在有沉水植物菹草生长的情况下,上覆水中重金属去除效果明显高于没有菹草生长时的情况;菹草对不同重金属有着不同的吸收富集能力,对重金属Cd2+、Mn2+、Ni2+具有超积累的富集作用,其中对Mn2+的富集作用最为显著,即菹草是一种喜锰和耐锰的水生植物;菹草不同部位重金属积累量也大不相同,菹草茎叶对Cd2+的单位富集能力很强,新叶中Cr3+、Cu2+、Zn2+、Ni2+、Mn2+等重金属单位含量高于老叶、根部和茎。     

雷公山自然保护区亚高山灌丛植物叶片重金属元素含量

为探讨自然保护区亚高山灌丛植物重金属含量状况,以雷公山自然保护区亚高山灌丛植物刺叶冬青(Ilex bioritsensis Hayata)等为研究对象,对其叶片重金属元素Fe、Mn、Zn、Ni、Cd、Pb进行了测定分析。结果表明:含量100 mg·kg~(-1)的元素有Fe、Mn和Zn,10~50 mg·kg~(-1)的元素有Pb,10 mg·kg~(-1)的元素有Cd和Ni。Mn、Zn、Cd、Ni含量变异程度较大,Fe、Pb相对稳定,有害元素Cd、Pb含量均以粗榧(Caphalotaxus sinensis(Rehder et EH.Wilson)H.L.Li)最高。Fe与Mn和Mn与Cd的来源相似且在植物吸收中具有一定的协同效应。Fe、Mn、Zn、Cd、Pb、Ni含量均高于正常植物有毒浓度界限值的上限,Ni、Pb含量甚至超出了世界陆生维管植物对应元素含量范围的最大值。该地区植物存在着受重金属Fe、Mn、Zn、Cd、Pb、Ni毒害的潜在风险。     

南京市不同环境树木年轮重金属元素含量对比分析

[目的]弄清南京市城市主干道重金属元素污染状况的动态变化,为南京市环境重金属元素污染防治提供科学依据。[方法]对南京市区主要城市干道行道树和作为对照组的南京林业大学校园内的雪松、法国梧桐和水杉3个对应树种树木年轮重金属元素Cd、Cr、Cu、Fe、Mn、Ni、Eb、Ti、Zn含量进行了测试和对比分析。[结果]分析发现,自20世纪60年代以来,南京市行道树年轮重金属元素含量均呈现出明显的上升趋势,且上升速度在近几个年轮段时期内明显加快。对比还发现,校园组树木年轮重金属元素含量明显低于行道树组,且上升速度大大低于行道树组,甚至校园组某些元素含量随时间无明显的上升趋势。这说明南京市交通主干道的重金属元素污染程度和污染的上升速度明显高于非交通干道区域,这一快速上升的特点与南京市机动车拥有量快速增长相一致。[结论]研究得出,机动车暴发式增长是造成南京市主干道重金属元素污染的主要原因。     

巢湖表层沉积物中重金属的分布及污染评价

对巢湖湖区不同位点的表层沉积物中的Fe、Cr、Pb、Cu、Co、Zn、Ni7种重金属含量进行的分析表明,湖泊沉积物中重金属含量分布呈现一定的区域特征,由于巢湖西半湖靠近合肥市区,大量的工业废水和生活污水通过河道排入巢湖,引起西半湖区中重金属含量高于东半湖区。采用富集因子法和地积累指数法对巢湖沉积物重金属污染现状进行了评价,结果表明,巢湖沉积物中存在Pb、Cu污染,个别地区已相当严重,并呈现沿湖心区至东半湖区逐渐降低趋势。研究表明,两种方法均能对人为污染行为做出较为科学的评价,且两种方法得到的评价结果基本一致。由于重金属元素有很强的毒性,并且能够在食物链中传递,有关部门应及早从流域环境综合规划入手,对重金属污染问题采取有力的控制对策,保护沿湖地区居民免受危害。此外,对巢湖表层沉积物中重金属污染物来源进行了初步分析,据分析结果判断,巢湖沉积物中重金属总量Co、Fe、Cr的来源相似,Zn和Cu的来源相似。     

巢湖水体重金属污染评价

对巢湖水体和湖泊沉积物的重金属(Cu、Pb、Cd、Zn、Fe、Mn、Cr)含量进行了抽样测定,并分别对水与湖泊沉积物的重金属(Cu、Pb、Cd、Zn、Fe、Mn、Cr)的污染状况进行了评价,结果表明:巢湖水质较清洁,除Fe为Ⅴ类标准、巢湖湖心Zn属于Ⅱ类标准外,其他点重金属均达到Ⅰ类标准,但底泥中Pb、Cu、Cr、Zn污染相对较严重。     

弥河流域农用地土壤重金属含量特征及其影响因素

[目的]探讨山东省弥河流域农用地土壤重金属含量及其影响因素。[方法]采用实地调查和室内分析相结合的方法,用电感偶合等离子发射光谱仪(ICP-AES)分别测定了所采集样点土壤的重金属Cr、Cu、Ni、Zn、Mn和V的含量,并用数理统计法进行了分析。[结果]弥河流域农用地土壤中的重金属Cr、Cu、Ni、Zn、Mn和V含量在空间上存在显著差异,成土母质是形成这种差异的主要原因,人类活动未对重金属含量产生明显影响。土壤未受到重金属Cr、Cu、Ni、Zn、Mn和V的污染,符合国家土壤环境质量二级标准,符合绿色食品产地规定的土壤质量环境要求,属于清洁流域。[结论]部分样点的Cr、Cu、Ni、Zn和Mn的含量已经高于该区域的背景值,存在一定的健康风险,应当引起重视。     

紫花苜蓿对重金属污染河道底泥的修复能力研究

[目的]研究紫花苜蓿（Medicago sativa L.）对河道底泥中重金属的修复作用,为利用植物修复技术解决受污染河道沉积物的重金属污染问题提供可靠依据。[方法]将过筛的底泥（以风干土计）混和均匀后装入长方形PVC箱（0.6m×0.5m×0.4m）,底部设有渗流通气孔;将箱中底泥用去离子水调至30%～60%持水率（WHC）。2010年4月播入紫花苜蓿种子,生长7d后间苗,每隔30d采集植物根际土壤样品,监测底泥重金属含量、细菌及酶的活性。10月收获植物并测定植物根、茎、叶部分的重金属吸收情况。[结果]紫花苜蓿的同一部位对不同的重金属积累量不同,且同一重金属在植株的不同部位积累量也不同。紫花苜蓿对Zn的总积累量最大,且主要积累在根部;Ni、Cr、Cu和Pb也主要积累在根部;Mn在紫花苜蓿叶片中的积累最多,占植物中总积累量的42.47%;各种重金属在茎内的积累量均较低。紫花苜蓿对Ni、Cu、Pb和Cr的降解效果比较好,延长种植作物的种植时间或增加作物的播种次数有利于重金属的降解;紫花苜蓿对Mn的降解效果不明显。种植紫花苜蓿后,底泥中微生物数量显著增加,脱氢酶活性也有所提高。[结论]紫花苜蓿对Zn、Ni、Cr、Cu、Pb和Mn均有一定的修复作用,可以用于解决受污染河道底泥的重金属污染问题。     

滇池内湖滨带重金属污染及其生态风险评价

水体沉积物是重金属元素的重要载体,其含量高低能反映水环境质量现状。采集滇池内湖滨带沉积物样品,分析了滇池内湖滨带表层沉积物中Pb、Cd、Cu、Zn、Cr、Ni、Fe、Mn8种重金属元素含量特征,并用Hakanson潜在生态危害指数法评价其生态危害,旨在为合理预防和治理滇池内湖滨带的重金属污染以及内湖滨带生态系统的修复提供基础资料。结果表明,与全国土壤环境质量标准对比,表层沉积物中主要是Cd、Cu、Zn超标,重金属污染强度总体上是草海>外海。不同重金属间的相关性分析结果表明,Cu-Cd之间呈极显著相关,说明这两种元素污染源可能相同,几种污染重金属与胶体矿物元素Fe、Mn间的相关性不大,说明在所调查沉积物中,Fe/Mn氧化物或氢氧化物共沉淀或吸附Pb、Cd、Cu、Zn、Cr、Ni元素量较少。由潜在生态风险评价结果可知,滇池内湖滨带表层沉积物已具极强生态危害,各重金属对滇池内湖滨带生态风险影响程度由高到低依次为:Cd>Cu>Pb>Ni>Zn≈Cr。     

紫花苜蓿对重金属污染河道底泥的修复能力研究

[目的]研究紫花苜蓿（Medicago sativa L.）对河道底泥中重金属的修复作用,为利用植物修复技术解决受污染河道沉积物的重金属污染问题提供可靠依据。[方法]将过筛的底泥（以风干土计）混和均匀后装入长方形PVC箱（0.6m×0.5m×0.4m）,底部设有渗流通气孔;将箱中底泥用去离子水调至30%～60%持水率（WHC）。2010年4月播入紫花苜蓿种子,生长7d后间苗,每隔30d采集植物根际土壤样品,监测底泥重金属含量、细菌及酶的活性。10月收获植物并测定植物根、茎、叶部分的重金属吸收情况。[结果]紫花苜蓿的同一部位对不同的重金属积累量不同,且同一重金属在植株的不同部位积累量也不同。紫花苜蓿对Zn的总积累量最大,且主要积累在根部;Ni、Cr、Cu和Pb也主要积累在根部;Mn在紫花苜蓿叶片中的积累最多,占植物中总积累量的42.47%;各种重金属在茎内的积累量均较低。紫花苜蓿对Ni、Cu、Pb和Cr的降解效果比较好,延长种植作物的种植时间或增加作物的播种次数有利于重金属的降解;紫花苜蓿对Mn的降解效果不明显。种植紫花苜蓿后,底泥中微生物数量显著增加,脱氢酶活性也有所提高。[结论]紫花苜蓿对Zn、Ni、Cr、Cu和Pb均有一定的修复作用,可以用于解决受污染河道底泥的重金属污染问题。     

浸提时间对污泥中重金属浸出的影响

[目的]探讨污泥中重金属的释放动力学特性。[方法]采集了我国南京某污水厂的剩余污泥,应用固体废物浸出毒性的浸出方法,研究了浸提时间对污泥中重金属浸出的影响。[结果]污泥中重金属在水溶液中的浸出存在明显的吸附-解吸(释放)的动态平衡过程。污泥中重金属种类的最大浸出浓度因重金属种类的不同而存在较大差异,其中,Cr、Cu、Fe、Ni和Zn的最大浸出浓度均出现在第8小时,Mn的则出现在第18小时左右,而Mo虽然在第8小时后的浸出浓度变化渐趋缓慢,直到第24小时时仍未达到其最高浸出浓度。[结论]浸提时间对污泥中重金属的浸出影响显著,污泥具有较高含量的有机质、氮和磷等营养元素,其潜在的农业利用价值较高。     

太湖梅梁湾沉积物中的重金属生物可利用性及生态风险评价

[目的]研究太湖梅梁湾沉积物中重金属的污染状况和生态风险。[方法]对重金属总量和生物有效浓度进行了分析,采用发光细菌法进行了沉积物毒性研究,并对重金属环境风险进行了评价。[结果]梅梁湾沉积物中Cr处于无污染状态,Zn、Cu、Pb和Ni属于轻度污染水平。DGT测定的有效态浓度和释放通量结果表明,Ni、Zn和Cu的生物可利用性高于Cd和Pb。发光细菌毒性测试和Hakanson潜在生态风险指数评价也表明,梅梁湾沉积物不具有生物毒性,属于低生态风险。[结论]需对梅梁湾沉积物中的Ni污染进行控制。     

普者黑流域表层水和沉积物中重金属污染特征及风险评价

  目的  普者黑流域拥有独特的自然景观和特殊的岩溶湖泊生态系统,研究其湖泊沉积物中重金属分布特征及生态风险评价对该区域湖泊水环境保护及污染防治具有重要意义。  方法  采用地累积指数和潜在生态风险指数分析了流域内表层水及沉积物中6类重金属:砷(As)、铬(Cr)、铜(Cu)、锌(Zn)、锰(Mn)和镍(Ni)水平,并对重金属生态风险进行评价及源头追溯。  结果  ①普者黑流域表层水中重金属质量浓度远低于《地表水环境质量标准》Ⅰ类标准限值。②沉积物中重金属的平均质量分数均高于其对应的背景值(Cr除外)。③沉淀物重金属质量分数平均值从大到小依次为Mn、Zn、Cu、Cr、Ni、As,分别是各自背景值的1.68、1.33、3.33、0.96、1.01和1.59倍。其中Cr污染程度最低,有96.6%的采样点为清洁水平;As偏中度污染,是Mn的1.8倍;Mn的清洁水平和轻度污染相当。④单项重金属生态风险指数从大到小依次为As、Cu、Ni、Cr、Mn、Zn,潜在生态风险指数值均小于40,风险较低。  结论  As和Cu是普者黑流域污染范围最大、程度最高的2类重金属,Cr、Ni和Zn大多为无污染;潜在生态风险评价发现:平均生态风险指数为31.7,As和Cu贡献率最大,所有重金属均处于低生态风险;从空间分布来看,流域下段国家湿地公园及3条入湖河流是各类重金属主要汇集区域。图6表7参40     

贵州省遵义市主要烟区烟草中重金属含量及其来源研究

[目的]探究贵州省遵义市主要烟区烟草中重金属含量及来源。[方法]对遵义市遵义县、凤冈县、余庆县代表性植烟区烟苗、烟叶中8种重金属Cu、Cr、Zn、As、Ni、Cd、Pb和Hg含量和来源进行了分析。[结果]烟苗中8种重金属含量由高到低依次为Cu、Cr、Zn、As、Ni、Pb、Cd、Hg,烟叶中由高到低依次为Zn、Cu、Cr、Ni、Cd、Pb、As、Hg。聚类分析结果显示,烟苗重金属和烟叶重金属来源相似。[结论]烟苗中大部分重金属含量高于烟叶样品。烟苗和烟叶中重金属的来源与工业活动、农业活动和大气沉降有关。