伊通河(长春市区段)沉积物重金属元素化学形态分布特征

对伊通河（长春市区段）沉积物中重金属元素的含量和形态的分布特征进行了研究。结果表明,重金属元素的总量呈现出沿河变化的趋势,且各重金属元素沿河变化程度有很大区别;沉积物中铁主要以残渣态存在,Mn、Pb、Cu、Zn元素残渣态含量很低,而有效态含量却很大（70%）,即伊通河沉积物中存在着潜在的重金属污染。沉积物中重金属在各形态的叠加也有所区别,Pb和Cu主要叠加在有机物态和残渣态中,而Zn则主要叠加在铁锰氧化物态中。     

宝鸡市某工业园区灰尘重金属含量、形态及生态风险分析

利用X射线荧光光谱法(XRF)和原子荧光分光光度法(AFS)分析了宝鸡市某工业园区灰尘中重金属的含量。结果表明,宝鸡市某工业园区灰尘中As,Co,Cr,Cu,Hg,Mn,Ni,Pb和Zn的平均含量分别为23.3,16.4,1 591.8,178.2,0.243,346.5,40.2,1 586.2和1 918.8mg/kg,其中,Cr,Cu,Hg,Pb和Zn累积比较明显;铅锌冶炼厂周边灰尘中As,Cu,Hg,Pb和Zn的含量高于电厂。采用修正BCR法(欧洲共同体标准物质局)和原子吸收分光光度法(AAS)研究了灰尘中重金属的形态特征。结果表明,灰尘中Cu主要以残渣态和可氧化态的形式存在,Pb主要以可还原态的形式存在,Zn主要以乙酸可提取态的形式存在,Mn和Co主要以乙酸可提取态和残渣态存在,Ni和Cr主要以残渣态存在。灰尘中Pb,Zn,Co,Mn和Cu有55%~85%可以发生移动,易被生物利用,危害较大。潜在生态风险评价表明,灰尘中重金属的污染及潜在生态风险达到严重水平,铅锌冶炼厂周边灰尘中重金属的污染和潜在生态风险高于电厂。     

北京市五环内绿地土壤4种重金属的形态特征及其生物有效性

[目的]了解北京市五环内绿地表层(0—20cm)土壤重金属(Cu,Cd,Pb和Zn)的形态特征及其生物有效性,为北京市绿地土壤重金属污染防治提供比较可靠的参考依据。[方法]在建成时间为2~400a的绿化区内共采集表层土壤样品151个,运用改进BCR提取法分析样品中重金属的赋存形态,而后通过风险评价编码法(RAC)和次生相与原生相分布比值法(RSP)对重金属生物有效性进行评估。[结果]样品中重金属Cu,Cd,Pb和Zn的含量分别为31.42,0.29,29.89,76.78 mg/kg,Cu,Zn在中部和东北部含量较高,Pb在中部地区含量较高,Cd在西北部、东北部和南部存在少量高值区。Cu,Cd,Pb和Zn形态分布的总体规律均为:残渣态可氧化态弱酸溶态可还原态,稳定态含量均远高于有效态,有效态含量比例表明重金属生物有效性大小顺序为:CdZnCuPb风险评价编码法(RAC)表明,Cd和Zn环境风险程度为低风险,Cu和Pb无环境风险。次生相与原生相分布比值法(RSP)显示,Cu,Cd,Pb和Zn元素RSP值分别为0.06,0.49,0.18,0.13,土壤整体上未受到重金属污染,但是有少部分地区存在被污染现象。[结论]北京市五环内绿地土壤总体上不存在重金属Cu,Cd,Pb和Zn污染,环境风险较低,但应对重金属赋存形态保持关注。     

包头市铜厂周边土壤中重金属垂直分布特征与形态分析

为了解包头市铜厂周边地区土壤剖面中重金属污染状况,采用火焰原子吸收分光光度法和Tessier连续提取法,对土壤中6种重金属（Cu,Zn,Mn,Ni,Pb和Cd）的垂直分布特征、形态及潜在生物可利用性进行了分析。结果表明:研究区土壤剖面各层土壤中6种重金属含量均超过内蒙古土壤背景值,Cu,Pb和Cd为主要污染物。随采样深度的增加,Cu,Zn,Pb和Mn的含量呈现下降趋势,且由相关性系数可知重金属Cu,Zn和Pb可能有相同人为或自然污染源;土壤剖面中6种重金属均主要以残渣态存在,含量均在50%以上,对生物危害较小;潜在生物可利用性分析结果为:Cu（32.61%） > Mn（31.85%） > Ni（24.90%） > Zn（16.60%） > Cd（15.23%） > Pb（14.87%）,Cu和Mn的潜在生物可利用性较大,其次为Ni,Zn,Cd和Pb潜在生物可利用性较小。     

南海湖沉积物中生物有效态重金属含量及其空间分布

为判识湖泊沉积物中重金属的地球化学行为特征及其控制因素,以包头市南海湖为研究对象,采用连续提取法,系统开展了沉积物中生物有效态重金属的分布研究。结果表明,表层沉积物中重金属生物有效态（前4态之和）的平均比例序列为Cd〉Pb〉Zn〉Cu;Cu的生物有效态占总量的比例为23%,Pb为75%,Zn为42%,Cd为83%。总体而言,表层沉积物中Cd和Pb的潜在危害性最大。湖心区、西南和东北部湖区为表层沉积物中Cu、Pb和Zn的生物有效态含量高值区,Cd仅在西南湖区表现高值。有机物结合态为沉积物柱芯中Cu和Cd生物有效态的主导形态,铁锰氧化物结合态为Pb和Zn生物有效态的主导形态。强还原性条件下,沉积物中以铁锰氧化物结合态为主导形态的Pb、Zn、Cd有一定的潜在风险,Cu的潜在危害较小。与黄河沉积物重金属形态百分比的对比分析表明,南海湖沉积物对重金属的固定能力更强。     

北京市得田沟金矿和崎峰茶金矿周边土壤重金属形态分析和潜在风险评价

对密云水库上游已关闭的得田沟金矿和崎峰茶金矿周边土壤中重金属的总量和形态分布进行分析,并通过富集因子法和风险评价编码法（RAC）对其污染状况进行了评价。结果表明,除As和Pb外的重金属平均含量都高于北京市土壤背景值,重金属的空间分布具有一定的差异性。土壤中Pb的铁锰氧化物结合态占总量的50%,其次为残渣态占33%;Cu的残渣态为72%,其次有机结合态为21%;Zn和Mn均以铁锰氧化物结合态和残渣态为主,分别占总量的93%和87%,其他重金属元素则以残渣态为主要形态。大多数重金属含量和可提取态含量的最大值都出现在堆积过尾矿石处（Z8、Z9和Z10）,污染程度较重。基于总量的富集因子结果表明,研究区内Cr有显著污染,Hg、Cu、Cd和Ni为中度污染,其他元素轻微污染或无污染;基于形态的RAC表明该地区重金属元素具有较低的风险水平。     

渤海湾各形态重金属的地球化学特征及其环境意义

根据2008年对渤海湾的调查,重点研究了渤海湾湾内和湾口柱状沉积物重金属的生物地球化学特征,通过剖析不同形态重金属的特征,结合渤海湾生态环境信息的综合分析,系统探讨了渤海湾沉积物重金属的演变趋势、影响控制因素以及潜在生态风险。结果表明,湾内海河口附近沉积柱重金属含量有几次突变,20～22cm段极小值可对应1939年海河北系的洪水,10～12cm段极小值可对应1963年海河南系的洪水,1963年至今重金属含量有逐渐增加的趋势。不同形态重金属百分含量从大到小为：残渣态〉铁锰氧化物结合态〉碳酸盐结合态〉有机结合态〉可交换态,且重金属在海河口附近都表现出较高的可浸取态百分含量。风险评价结果表明,重金属总量富集因子由大到小为：Pb〉Cd〉Zn〉Cr〉V〉Co〉Cu〉Ni,其中Pb、Cd和Zn的富集因子均大于1,说明其有污染,但渤海湾沉积物总体质量良好,潜在生态风险较低。从重金属形态角度评价,V和Cr无污染,Zn、Co、Cu、Ni和Pb在湾内及湾外均有不同程度的污染,而Pb的污染最为严重。     

杭州市城市土壤重金属的潜在可淋洗性研究

研究了杭州市城市土壤 8个重金属元素 (Cd、Co、Cr、Cu、Ni、Pb、Zn、Mn)的含量、形态和潜在可淋洗性。结果表明 ,该城市土壤中Cd、Cr、Cu、Ni、Pb、Zn和Mn均有明显的积累 ,其中Cd、Co、Cr和Ni主要以稳定的残余态为主 ,而Cu、Pb、Zn和Mn则以可提取态为主 ,因此在强还原、强酸性或有利于有机质分解条件下Cu、Pb、Zn、Mn的释放潜力较高。用荷兰能源研究中心的淋洗方法 (pH4 0 )测试表明 ,该市城市土壤的重金属可淋洗性较低 ,在一般条件下该城市土壤重金属不会有较大的释放 ,这与该城市土壤中酸可提取态重金属比例较低并含有较高的有机质及粘粒含量有关     

泉州走马埭典型土壤重金属的赋存形态分析

采用改进的Tessier连续萃取方法研究了泉州走马埭国家农田示范保护区典型土壤中重金属(Cr、Ni、Cu、Zn、Cd、Pb)的化学形态分布,通过土壤重金属的赋存形态分析比较了6种重金属的生物可利用性。研究结果表明,土壤中不同重金属元素化学形态分布具有不同的特点:Cr和Ni主要以残渣态存在,其余形态所占的比例很小;Cu以残渣态含量最高,碳酸盐结合态含量最低;Zn以残渣态为主,可交换态含量最低;Cd以可交换态和碳酸盐结合态为主,水溶态含量最低;Pb以残渣态和铁锰氧化物结合态为主,水溶态含量最低。土壤中除Cd外,Zn、Cu、Cr、Pb、Ni在正常自然条件下相对比较稳定。     

长江三角洲近岸水域表层沉积物重金属分布特征及其影响因子

采用ICP-MS测定了不同季节长江三角洲沉积物中重金属(Ni,Cu,Cr,Zn,Cd和Pb)含量并探讨了其影响因子。结果表明:(1)长江三角洲沉积物中Pb和Zn占重金属总量比例最高,Hg和Cd占重金属总量比例较小;沉积物重金属含量均以秋季和冬季最高,夏季次之,春季最低。(2)长江三角洲沉积物中Cr,Cu和Ni元素均以残渣态为主,Zn和Cd主要以弱酸提取态为主,Pb较均匀地分布于不同形态中。(3)长江三角洲沉积物中pH值和电导率基本表现为春季夏季秋季冬季,其中秋季和冬季pH值差异不显著(p0.05),二者显著低于春季和夏季(p0.05);沉积物中全碳、全氮、全磷和全钾含量均以秋季和冬季最高,夏季次之,春季最低,其中不同季节全氮和全钾含量差异均显著(p0.05)。(4)Pearson相关性分析可知,长江三角洲沉积物中Cr,Pb,Cd的弱酸浸提与重金属总量之间表现出显著的正相关关系(p0.05),而6种重金属元素的可还原态与重金属残渣态之间没有显著的相关性(p0.05);Cr,Cu,Pb的弱酸浸提与可还原态没有显著的相关性(p0.05),Ni,Zn和Cd的弱酸浸提与可还原态具有显著的相关性(p0.05)。(5)长江三角洲沉积物中6种重金属元素的不同形态均与养分等指标存在显著的正相关性,而pH值和电导率与不同形态重金属呈负相关,全碳含量是控制长江三角洲沉积物重金属元素分布的主要因素。     

大沽河湿地表层沉积物重金属分布特征及污染评价

胶州湾属半封闭海湾,水体交换能力较弱,受多条河流入海影响,污染日趋加重,通过大沽河的径流量、输沙量和溶解污染物占到胶州湾入海河流的首位。根据区域特征,于2009年2、5、8、11月对大沽河湿地48个采样点表层沉积物中的Cu、Zn、Pb、Cd、Hg、As、有机碳、粒度进行测定,探讨了重金属含量和污染特征与总有机碳、粒度的关系,利用污染评价法和潜在生态风险评价法进行污染和风险分析。结果表明：胶州湾大沽河湿地表层沉积物重金属含量较低,大部分测站符合海洋沉积物质量（GB 18668—2002）Ⅰ类标准的要求。表层沉积物中Cu、Pb、Zn含量8月份最高、2月份次之、5月份最低。Pb、Hg、As 3种重金属含量在2月份最高。Cu、Pb、Zn和Cd重金属之间存在显著正相关关系,Hg与As存在明显的相关关系;除Cd和As外的4种重金属与沉积物粘土、有机碳含量之间也存在显著正相关性。重金属单因子污染程度总体较轻,属于低污染水平,污染程度依次为Hg〉Cd〉Pb〉Cu〉As〉Zn。大沽河河口区表层沉积物重金属潜在生态风险总体处于较低水平,风险程度依次为Hg〉Cd〉Pb〉Cu〉As〉Zn。     

三峡库区重金属含量空间分布及污染状况

[目的] 对三峡库区坡面土壤与消落带沉积泥沙中重金属含量特征开展研究,为该区重金属污染评价提供理论与数据支持。[方法] 在三峡库区选取53个采样点,分析区域内坡面土壤与消落带沉积泥沙中Cr,Cu,Pb,Zn,Mn 5种重金属元素的含量,利用单因子污染指数法、内梅罗综合指数法、地累积指数法和潜在生态风险指数法开展污染状况评价。[结果] 研究区域内重金属含量平均值大小依次为：Mn>Zn>Cr>Cu>Pb,仅Cu,Zn和Mn存在污染。Zn和Mn在消落带沉积泥沙与坡面土壤中皆富集,而Cu仅在坡面土壤中富集。研究区域内重金属在空间分布上呈上、下游高,中游低分布。单因子污染指数法表明,研究区内仅存在Zn （P_ia=1.07）的轻度污染与Mn （P_ia=2.65）的中度污染。研究区域内梅罗综合指数为2.93,为中度污染。根据地累积指数法,研究区域内仅存在Mn轻度污染,其余重金属皆为无污染。Cr,Cu,Pb,Zn,Mn的潜在生态危害皆为轻微生态危害;研究区域的综合生态危害指数为14.09,为轻微生态危害。[结论] 研究区域内Cr含量主要受到研究区地质背景影响,而Cu,Pb,Zn和Mn含量同时受到地质背景与人类活动的影响。研究区内存在Mn和Zn污染,且有轻微生态危害。     

渭河中下游河道沉积物重金属污染生态风险评价

以渭河中下游河道沉积物为研究对象,在分析12个干流采样点和7个一级支流采样点沉积物中Pb,Zn,Cr,Cu,Co和Ni六种重金属元素含量变化的基础上,采用Hakanson潜在生态风险指数法对河道沉积物重金属污染的生态风险程度进行了评价。渭河中下游河道19个采样点沉积物中Pb,Zn,Cr,Cu,Co和Ni六种重金属元素含量均不同程度超过了陕西省土壤重金属背景值,除Pb外,支流沉积物中其他五种重金属的平均含量都低于干流沉积物;Hakanson潜在生态风险评价结果显示,渭河中下游采样点的六种重金属元素单项生态风险指数均小于40,综合潜在生态风险指数均小于50,潜在生态风险处于较低水平,表明渭河中下游河道沉积物中重金属富集量小,基本不构成生态风险。     

渭河(咸阳段)表层沉积物中重金属形态分布特征

采用欧共体修正BCR四步连续提取法对渭河(咸阳段)的表层沉积物的重金属(Pb,Cr,Cu,Ni,Mn和Zn)形态进行了研究.结果表明,Cr,Ni和Zn主要以残渣态的形式存在,分别为97.91%,66.36%和73.68%,表现出很高的稳定性.而Pb和Mn仅在乙酸提取态含量分别达27.66%和38.49%时表现出一定的生物有效性和潜在危害性."非稳定态"重金属的空间分布特征是沣河渭河交汇处上游位含量最高,其次为渭河3号桥下,沣河渭河交汇处下游含量最低.     

渭河宝鸡段表层沉积物重金属污染研究

采用现场采样及室内分析方法,在对渭河宝鸡段表层沉积物基本理化性质分析的基础上,研究了沉积物中重金属的含量、赋存形态及迁移特征,并进行了污染评价。结果表明,沉积物中Zn、Co、Cd和Hg的平均含量均高于世界、中国和陕西土壤元素背景值,其中Cd（中国和陕西土壤元素背景值的4倍）和Hg（中国和世界土壤元素背景值的7~8倍、陕西土壤元素背景值的16倍）尤为突出。Cr、Ni、Zn、Cu和Co在沉积物中主要以残余态形式存在（50%以上）,Pb主要以可还原态形式存在（近55%）,Mn和Cd主要以乙酸可提取态形式存在（近50%）。重金属迁移顺序为Mn（56.70%）≈Pb（56.65%）〉Cd（53.66%）〉Co（48.82%）〉Cu（43.99%）〉Zn（21.93%）〉N（i15.49%）〉C（r11.43%）,其中Mn、Pb、Cd、Co和Cu的危害较大,有近45%~60%可以发生迁移转化。污染评价结果表明,沉积物主要受到Cd和Hg污染,具有高的潜在生态危害。     

Distribution,risk assessment,and source analysis of heavy metals in sediment of rivers located in the hilly area of southern China

Purpose

River sediment, the important sink and source of heavy metals, can provide critical information for aquatic ecosystem health. Heavy metal pollution has been a serious problem facing river systems worldwide and can adversely affect human beings via the food chain. However, no comprehensive study has been conducted on heavy metal pollution in sediments of river systems in the hilly area of southern China, which plays a key role in water supply and ecosystem balance. This study is aimed at comprehensively studying the pollution status of heavy metals in river sediments in the hilly area of southern China and apportioning sources.

Materials and methods

A total of 39 superficial sediment samples were collected from the upstream, midstream, and downstream of 13 rivers (Xiangjiang River, Zishui River, Yuanjiang River, and Lishui River located in Hunan Province; Ganjiang River, Xinjiang River, Fuhe River, Raohe River), and Xiushui River located in Jiangxi Province; Qiantangjiang River and Oujiang River located in Zhejiang Province; Minjiang River and Jiulongjiang River located in Fujian Province) in the hilly area of southern China. The total concentrations of metals of Mn, Zn, Cr, Co, Ni, Cu, As, Cd, Sb, Pb, and V were analyzed using the inductively coupled plasma-mass spectrometry method. The pollution status and potential ecological risk were assessed with the geoaccumulation index (I_geo), sediment quality guidelines (SQGs), and potential ecological risk index (RI). The source apportionment of heavy metals was performed by correlation analysis and principle component analysis (PCA).

Results and discussion

Results indicated that Mn, Zn, and Pb concentrations were significantly higher than other metals, especially in the upstream of the Jiulong River and midstream and downstream of the Xiangjiang River. Pollution assessment indicated that Cd pollution of sediments was most serious and that more than 50% of sampling sites were significantly polluted, with a very high potential ecological risk. The rivers in Hunan provinces (HN) were identified as the priority controlled rivers because of the high I_geo and RI index values. Correlation and PCA analysis indicated that Mn, Pb, and Zn originated from natural and mineral exploitation activities; As, V, Ni, and Sb originated from industrial wastewater and mineral-smelting activities; Cu and Co originated from agricultural activities; Cr and Ni originated from natural sources. While the most polluted Cd came from a combination of multiple sources described above.

Conclusions

Results indicated that Cd was the most common heavy metal pollutant, especially in river sediments of Hunan Province. Anthropogenic activities have become the main source of heavy metals in the river sediments of the hilly area of southern China. Special attention should be paid to Cd, and measures must be taken to prevent from further anthropogenic influence on heavy metal pollution.

     

城乡交错带河流表层沉积物重金属污染及潜在生态风险评价

针对城乡交错带河流表层沉积物重金属污染问题,以成都市江安河为例进行污染分析和潜在生态风险评价。选取何家湾、马家市、金花桥、凉港大桥4个断面进行沉积物取样,测定其Cu、Pb、Cr、Ni、Mn、Zn、Cd共7种重金属元素的含量,并采用地积累指数法和Hakanson指数法进行重金属污染级数分析及潜在生态风险评价。研究表明:何家湾受到Zn中度污染,马家市、金花桥、凉港大桥受到Zn轻度污染,何家湾、金花桥和凉港大桥受到Cu和Cr轻度污染。潜在生态风险指数由大到小为何家湾 > 凉港大桥 > 金花桥 > 马家市,均小于40,属轻微生态风险。城市化所带来的重金属污染初见端倪,污染分布和生态风险与沿岸工农业生产分布和城市化进程相关。城乡交错带在城市化进程中应开展环境整治并加强环境管理。