巢湖水体沉积物重金属的分布及生态风险评价

为了解巢湖水体沉积物中重金属的污染现状及其潜在生态危害程度,追溯水域污染历史,研究随年代变化的污染梯度及规律,对巢湖湖区及部分出入湖支流沉积物中重金属元素(Cd、Cr、Pb、Cu、Zn、Mn、Fe)的空间分布进行了调查研究,并利用潜在生态风险指数法对其进行了综合评价分析.结果表明,测定的巢湖水体沉积物重金属中Zn、Cd的含量普遍比背景值要高,部分支流中的重金属含量比湖区要高,并以西半湖的南淝河污染较为严重,并已出现复合污染的趋势.沉积物中重金属的垂直分布一般规律是在0～8 cm段出现峰值,且随采样深度的增加重金属含量有递减的趋势.利用潜在生态风险指数法对沉积物中重金属污染的评价结果显示,对巢湖生态风险构成危害程度最大的重金属是Cd,少数样点已属强生态危害.多种重金属潜在生态危害指数表明,南淝河已达到严重生态危害程度.     

安徽迪沟采煤沉陷区土壤和沉积物重金属特征及潜在生态风险评价

为了解迪沟采煤沉陷区重金属特征与污染状况,采集沉陷区23个土壤样本和35个沉积物样本,分析了铜(Cu)、锌(Zn)、铅(Pb)、镉(Cd)和砷(As)5种重金属的含量,并运用地累积指数法和潜在生态危害指数法评价了迪沟采煤沉陷区土壤沉积物和土壤重金属污染状况以及综合潜在生态风险。结果表明:土壤中As、Cd和Cu的含量高于背景值,沉积物中As、Cu、Cd、Pb的含量高于背景值;21.7%土壤样本中的Cd和80%沉积物样本中的As含量明显高于农用地土壤污染风险筛选值,但低于污染风险管制值;迪沟采煤沉陷区重金属含量整体表现为陆域低于水域、中部区域较高、东西部区域较低的特点。地累积指数评价结果表明,迪沟采煤沉陷区土壤和沉积物污染总体表现为未污染到轻度污染,主要污染物为As和Cd。潜在生态风险指数法评价结果表明,迪沟采煤沉陷区土壤和沉积物潜在生态风险低,重金属潜在生态危害依次为CdAsCuPbZn。研究表明,迪沟采煤沉陷区土壤和沉积物重金属总体生态污染风险较小,但不能忽视Cd和As的潜在污染风险。     

夜郎湖表层沉积物重金属分布特征及生态风险评估

为研究喀斯特地质背景下重金属在河流沉积物中积累和释放过程以及重金属污染的环境生态风险,以贵州省普定县夜郎湖表层沉积物为研究对象,分析其中Zn、As、Cd、Cr、Ni、Cu和Pb的含量及形态分布特征,采用地累积指数法和潜在生态危害指数法对各重金属的污染水平及潜在生态风险进行评价。结果表明:夜郎湖表层沉积物中Zn、Pb、Cr、Ni、Cu、As和Cd的平均含量分别为141.75、83.76、54.97、38.60、36.61、9.47、1.50 mg·kg-1,除As和Cr外,其他重金属含量明显高于贵州省沉积物地球化学背景值;Cr、Ni、Cu和As以残渣态为主,所占比例分别为52.56%~80.21%、30.09%~70.43%、38.05%~80.77%和70.04%~94.89%,Pb、Zn易还原态比例相对较高,Cd的酸可交换态占10.93%~49.15%,易还原态占25.58%~62.49%,表现出很强的生物活性。从沉积物的空间分布来看,重金属活性高的地方绝对含量也高,且Cu与其他重金属含量均呈极显著相关关系,说明沉积物中重金属来源与网箱养鱼有很大关系。地累积指数法结果表明,该区域受Pb和Cd污染较为严重,部分可达到中度污染水平;潜在生态风险评估结果表明,Cd是最主要的生态风险因子,沉积物中Cd在地球化学高背景下,可能受到网箱养鱼废弃物沉积的影响。研究区基本处于轻度到中度潜在生态危害水平,喀斯特地区重金属Cd的地球化学高背景与污染叠加对水生生态系统具有潜在环境风险。     

太湖梅梁湾湖口表层沉积物中氮磷、重金属的风险评价

为评价太湖梅梁湾入湖口沉积物中氮磷、重金属的风险,本文选取太湖西部入湖口沉积物样品,分析总氮、总磷和重金属的含量,并采用不同的沉积物背景值或质量基准阈值对其进行风险评价。结果表明:太湖梅梁湾西部入湖口沉积物总氮和总磷含量分别为2714.93±314.85 mg/kg和963.85±100.30 mg/kg,重金属Cd、Cr、Cu、Ni、Pb和Zn含量分别为5.7±0.4 mg/kg、226.0±63.7 mg/kg、207.9±50.0 mg/kg、83.9±13.4 mg/kg、29.2±1.6 mg/kg和368.8±29.3mg/kg。用4种不同沉积物氮磷背景值和基准阈值作为评价值,综合污染指数表明:氮磷外源输入严重,且有严重的生态风险。推荐选用太湖沉积物氮磷背景值和中国东部典型湖泊沉积物总磷、总氮基准值阈值评价太湖沉积物氮磷污染程度及生态风险。用3种不同沉积物重金属背景值作为评价值,地质累积指数表明Cd存在轻度到偏重度累积,潜在生态危害指数表明Cd有中度到很严重的潜在生态风险;平均沉积物质量基准系数表明:用生物效应法沉积物质量基准评价,Cu、Ni对生物有很大风险;用相平衡法沉积物质量基准评价,只有Cr对生物有很大可能风险;用一致性沉积物质量基准评价,处于高风险的重金属有Cd、Cr、Cu、Ni。推荐平均沉积物质量基准系数选用一致性沉积物质量基准作为评价值评价沉积物中的重金属生态风险。     

杞麓湖径流区不同湿地沉积物重金属污染特征及潜在生态风险评价

为了解杞麓湖农业径流区低污染水所致湖滨带湿地重金属空间分异特征及潜在危害,采集湖滨带农业径流区32个不同类型湿地（河流湿地n=13、人工湿地n=10、湖泊湿地n=9）的表层沉积物,检测重金属Cu、Zn、Pb、Cr、Cd、Ni和Hg含量,利用ArcGIS反距离权重插值法（IDW）分析7种重金属空间分布特征,采用Hakanson潜在生态风险指数法评价杞麓湖农业径流区湿地重金属污染。结果表明：不同类型湿地7种重金属污染程度存在差异,平均含量由高到低依次为河流湿地 > 人工湿地 > 湖泊湿地,各重金属平均含量由大到小依次为Zn > Cr > Cu > Ni > Pb > Cd > Hg,除Pb外,其余6种重金属平均含量均超过云南省土壤背景值,Cd超背景值样点比例高达100%。单因子污染指数表明重金属Cd和Hg呈重度污染,存在危害风险;农业径流区潜在生态风险指数介于112~1 241,平均264,属中度风险水平;重金属含量分布存在明显空间差异,北部高于南部、西部高于东部,含量分布高值区与潜在生态风险评价结果一致。相关性分析表明Cu、Ni、Cr和Zn污染源主要是农业活动;Pb来源主要与道路交通有关,还受工业活动影响;Cd主要受农业活动和工业活动影响。研究表明,杞麓湖农业径流区不同类型湿地重金属污染存在空间差异,Cd和Hg污染严重,生态风险高值区出现在西北部和西南部。     

巢湖3条入湖河流表层沉积物重金属生态风险评价

以巢湖3条入湖河流南淝河、杭埠-丰乐河和柘皋河不同时期河流表层沉积物为研究对象,对其Cu、Cd、Ni、Pb、Zn和As 6种重金属含量进行测定并初步分析其来源,基于地积累指数法、潜在生态风险指数法对沉积物重金属污染水平进行评价。结果表明,各入湖河流沉积物中,除As和Ni外几乎所有沉积物重金属含量均超出安徽重金属环境背景值。其中南淝河污染较重,重金属元素Cu、Zn、Pb和Cd的含量均高于其他河流,分别是背景值的3.11、3.99、1.34和10.41倍。统计分析结果表明各入湖河流沉积物中Cu、Ni、Zn含量显著相关,可能来源于工业生产和居民活动。地积累指数法和潜在生态风险指数法评价结果均表明Cd是主要生态风险贡献因子,其指数为64.53～862.33,处于较大生态风险。     

中山高平工业园区周边水体沉积物中重金属污染特征及生态风险评价

为探讨电镀工业区周边水体沉积物中重金属污染水平及其潜在的生态风险,在广东中山市高平工业园区周边水体采集20个表层沉积物样品,分析Pb、Cd、Cr、As和Hg五种重金属的含量水平及其分布特征,并采用地累积指数法和潜在生态危害指数法初步评价了沉积物中重金属污染状况和潜在生态风险。研究结果表明:中山高平工业园区周边水体存在重金属复合污染,除As外绝大多数沉积物样品中Cr、Pb、Cd、Hg的含量均高于参比值;五种重金属的含量由高到低依次为Cr> Pb> As> Cd> Hg;重金属富集程度处于清洁至偏重污染之间,富集程度强弱顺序为Pb> Cr> Cd> Hg> As;研究区域55%的表层沉积物中重金属污染处于中等生态危害程度,重金属潜在生态风险由强到弱依次为Cd> Hg> Pb> Cr> As。     

太湖流域典型湖泊沉积物中重金属污染的分布特征

水体沉积物是重金属元素的重要载体,其含量高低能够反应水系环境质量状况.本文研究了太湖流域典型湖泊沉积物表层(0～20 cm)重金属元素的全量和有效量,并利用潜在污染生态危害指数法评价了湖泊沉积物中重金属污染的风险.根据国家海洋沉积物质量一类标准、生态危害临界值(TEL)和国家土壤质量一级标准,湖泊进水口底泥中重金属的复合污染较严重,其它区域沉积物中的重金属全量也有不同程度的超标现象,底泥中污染重金属主要为Cu、Cd、Ni、Zn.根据国家土壤质量一级标准计算的底泥重金属潜在生态风险性指数(RI)表明,进水口区域为中等污染风险,而湖泊的围网养殖区处于轻度污染风险.底泥中Cd、As、Cu、Ni之间相关性明显,Pb与其他重金属元素间的相关性不显著.这说明湖泊底泥中大多数重金属的污染来源相同,主要是工业污染及沿岸排污;而Pb可能易于沉积和被吸附,导致其在湖泊进水口迅速沉降,因此其空间分布与其他重金属不同.     

南盘江曲靖段沉积物与农田土壤重金属的污染评价

为了解南盘江沉积物与农田土壤重金属的污染状况,选取珠江上游南盘江曲靖段沉积物及农田土壤作为研究对象,分析沉积物和农田土壤中7种重金属(Cu,Zn,Cd,Pb,As,Cr,Mn)的含量特征,以云南省土壤背景值为评价标准,对沉积物和农田土壤重金属进行潜在的生态风险评价。结果表明:沉积物所有样点重金属(Cu,Zn,Pb,As,Cr,Mn)及多数样点Cd的潜在危害指数为轻微级,农田土壤各样点重金属Cd的潜在生态危害指数在中等级以上,其中6个样点Cd的生态危害指数属于强级,个别样点达到极强,其余重金属元素均属于轻微级。农田土壤Cd的潜在生态危害指数显著高于沉积物,其余元素在2种介质中无显著差异。研究区沉积物重金属有较低的风险等级,而农田土壤中重金属Cd存在较高的生态危害风险。     

丹江沉积物重金属的污染特征和潜在生态风险评价

河流沉积物中重金属含量是影响河流水环境质量和生态系统健康的重要参考指标。为了明确丹江河流沉积物重金属的污染水平,采集、测定了沉积物中Cu、Pb、Cr、Zn、Cd重金属含量,并对其潜在生态风险进行了评价。结果表明:丹江河流沉积物重金属Cu、Pb、Cr、Zn、Cd的平均含量分别为36.24、29.98、108.91、155.30、1.40 mg/kg,均超过陕西省土壤背景值。地累积指数评价结果表明:各种重金属的污染程度由高到低依次表现为Cd>Zn>Cu>Cr>Pb,在多数采样点Pb元素表现为清洁,Cu、Cr、Zn元素为轻度污染,而Cd元素为污染强度最大。丹江流域沉积物中的5种重金属的潜在生态风险强弱顺序为Cd>Cu>Pb>Cr>Zn,在所有采样点中Cu、Pb、Cr、Zn元素均表现为轻微生态危害程度,Cd元素属于极强生态危害程度。丹江流域沉积物和水体要特别注重Cd元素的污染与控制。     

北京市凉水河表层沉积物不同粒径重金属形态分布特征及生态风险

河流沉积物是污染物的储存库之一,研究沉积物中粒径及不同粒径中重金属形态分布特征对于明晰河流污染生态风险具有重要意义。运用Hakanson潜在生态风险指数法和BCR法,以北京市凉水河为研究对象,用ICP-AES测定沉积物样品,研究了表层沉积物重金属形态、空间分布、来源、生态风险及闸坝影响,研究结果表明:沿河流流向,沉积物总体呈现出细化的趋势;大红门闸、马驹桥闸及张采路橡胶坝、 吴营村橡胶坝上下粒径由746.70、113.10、137.80 μm和88.63 μm降至475.20、59.05、53.77 μm和53.89 μm,闸坝对凉水河沉积物的细化作用显着;凉水河沉积物中,重金属形态含量大致为残渣态 >>可氧化态 >弱酸可提取态 >可还原态;在所测位点中,综合风险指数RI最高为311.75,最低为442.90,处于较高生态风险水平,且Cd的单一风险指数Eir最大,为225.46～309.10,Zn的风险指数最小,为0.25～0.61,对综合生态风险指数的贡献大,贡献率超过60%;形态含量表现出粒度效应,在粒径<0.2 mm时,Cr、Cd、Zn非稳态含量与粒径大小呈显着负相关,重金属毒性随粒径降低而升高;Cd在上游和中游河段的富集系数(EF)达到1.65和1.59,高于1.5,存在明显的人为输入。     

汉江上游水体表层沉积物重金属污染特征评价

为了探明汉江上游干流水体沉积物重金属污染特征及来源,分析了汉江上游干流33个样点沉积物样品中Cd、Pb、Cu、Zn、As、Cr和Ni 7种重金属含量及分布特征,并运用地累积指数法(I_(geo))和污染负荷指数法(PLI)评价沉积物中重金属的潜在生态风险。结果表明:汉江上游干流水体表层沉积物中Cd含量超标较严重,有15个样点含量超过土壤重金属的风险筛选值(0.3 mg·kg~(-1)),占总数的45.45%,其余6种金属:Cu、Zn、Pb、As、Cr和Ni所有样点含量均低于风险筛选值。由地累积指数法和污染负荷指数法评价可知:Cd是污染最严重的重金属,达到极强污染水平,Cu、Ni和Cr为中等污染水平,Pb、Zn和As为无污染,汉江上游沉积物重金属的综合污染指数为0.79,属于无污染等级。相关性分析和主成分分析表明,Cu、As和Cr来源于本身岩石构成,Pb、Zn和Cd主要来源于矿产开发和冶炼活动,Ni的存在既有本身区域矿物质影响存在,也有区域人为活动的贡献。汉江上游沉积物重金属总体生态污染风险较小,但不能忽视Cd的潜在污染风险。     

百花湖麦西河口底泥中重金属垂直分布特征及生态危害

为揭示贵阳市百花湖麦西河口不同年代重金属的污染情况,同时为其防治提供科学依据,采用SWB-1型柱状采泥器采集底泥柱状剖面样,选取柱状样界面水澄清及垂直剖面分层清晰完整的底泥柱,研究重金属Hg、Cd、Cu、Zn、Pb、As的垂直分布特征,同时采用潜在生态危害指数法对重金属进行潜在的生态危害评价。结果表明:根据参照标准的不同,不同重金属元素含量超出标准值的大小顺序不同,以土壤环境质量标准作参照,百花湖麦西河口底泥中Hg>Cu>Cd>Zn>As>Pb;以中国湖泊沉积物重金属含量的平均值作参照,Hg>Cu>Zn>As>Cd>Pb;以贵阳市土壤背景值作参照,Hg>Cd>Cu>Zn>Pb>As,其中,Hg污染最严重。重金属Hg含量随深度和年代的变化呈锯齿状多峰分布特征,其他重金属随底泥深度的增加其含量变化相对较为平缓。单一元素潜在生态危害系数顺序Eir为Hg>Cd>Cu>As>Pb>Zn,潜在生态危害指数RI平均值为392.35,达到较强水平。说明,麦西河口底泥中重金属的潜在生态危害程度比较严重。     

钱塘江杭州段表层沉积物中重金属的生态风险及其生物累积

通过对钱塘江杭州段表层沉积物中重金属Cu、Zn、Pb、Cd、Hg、As含量的调查,分析了该水域表层沉积物中重金属含量水平、空间分布特征,并对其潜在生态风险和来源进行了评价分析。结果显示,水域表层沉积物中存在一定的重金属污染,生态风险水平总体为极强,Cd、Hg是生态风险主要的贡献因子,生态风险强度分别为极强、强。重金属在水域不同区段间存在一定的分布差异,其中S3区段重金属的含量及生态风险均较高。各重金属污染来源相似,主成分分析法(Principal Component Analysis,PCA)显示,工农业污染、交通污染、生活废水污染等人类活动是水域表层沉积物中重金属的主要来源。进一步探求沉积物中重金属风险对水域中鱼类的影响表明,Hg的生物表层沉积物累积因子(BSAF)为0. 861,存在一定的生物累积作用;但表层沉积物与鱼肉、水体之间相关性较弱(P 0. 05)。水域中水体流动性大且多数鱼类来自增殖放流,鱼龄较低可能是造成上述现象的主要原因。     

南渡江塘柳塘底泥构建农田土壤的潜在生态风险与肥力潜力评价

[目的]探明南渡江下游段河塘沉积物的肥力水平与重金属污染情况,为河塘清淤底泥资源化利用提供参考.[方法]选取典型河段塘柳塘为研究对象,通过均匀布设断面与样品采集,测定底泥有机质、重金属含量,对河塘底泥的重金属污染水平、潜在生态风险以及底泥的肥力水平进行评价.[结果]塘柳塘河塘底泥有机质丰富,肥力较高,平均有机质含量为29.80 g/kg,尤以中段（村庄段）河塘底泥有机质含量最高.全河段Cr、As、Cd、Pb和Hg含量分别为9.792～77.067、0.891～5.044、0.128～0.556、17.304～55.106和0.067～0.457mg/kg;Cr、As未超标,而Cd、Pb和Hg超标,Cd和Hg超标幅度分别为85.48％和82.95％.南渡江下游河塘底泥综合潜在生态危害指数处于低生态风险水平,但河塘中段Cd和Hg的单项污染生态风险均处于中等水平,在污染风险控制范围之外.[结论]南渡江下游河塘底泥有机质丰富,肥力较高,适合构建农田耕作层;但需在重金属污染生态风险评价基础上,开展相应实验研究,确保底泥资源化利用过程中农业土壤不受污染与农产品安全.     

东洞庭湖沉积物重金属污染及生态-健康风险

沉积物是水体中重金属污染的源和汇,为探究东洞庭湖最新的沉积物重金属污染状况、生态风险及健康风险,采集东洞庭湖湿地保护核心区、城陵矶港口区、航道区、城镇居民区、旅游区、农场和芦苇场7个功能区63个表层沉积物样品,测定As等10种重金属的含量,并采用地累积指数法、富集因子法和Hakanson潜在生态风险指数法以及美国EPA健康风险评价法对其污染程度和人体暴露风险进行评估。结果表明,As、Cd、Cr、Co、Cu、Mn、Ni、Pb、Sr和Zn的平均含量分别为14.53、6.49、70.39、19.66、27.91、933.26、42.36、41.48、93.83 mg·kg^-1和164.91 mg·kg^-1。地累积指数评价结果显示,Cd处于偏重度污染程度等级（I_geo=3.39）,其余均为轻度污染（0<I_geo<1）;富集因子法评价结果表明,Cd为中度富集（EF=2.78）,其余重金属均为轻度富集（EF<1）;潜在生态风险指数法评价结果显示,Cd的风险程度为极高风险（Eⁱ_r=662.13）,其余重金属均为低风险（Eⁱ_r<10）;从不同功能区来看,重金属潜在生态风险由高到低排序为：湿地保护核心区>芦苇场>航道区>旅游区>农场>城镇居民区>城陵矶港口区,表明重金属更易于在植物根际土壤中沉积与滞留。健康风险评价结果表明,表层沉积物对成人的非致癌指数均在可接受范围内（HI<1）,而As、Cd、Pb对儿童造成的非致癌风险在沿东洞庭湖东岸的航道区超过了可接受水平。综合来看,与已报道的国内其他浅水湖泊相比,东洞庭湖表层沉积物的重金属污染处于较高污染水平。     

钱塘江流域下游城市河道沉积物重金属污染评价

为了解钱塘江流域下游河道沉积物中重金属的污染情况,本课题以钱塘江流域下游城市河道(杭州下沙段)为研究区域,选择三处代表点(1号工业区、2号湿地区、3号生活区)位采集沉积物检测其中重金属镉(Cd)、铜(Cu)、铬(Cr)、锰(Mn)浓度,并运用潜在生态危害指数法和污染负荷指数法对其污染程度进行评价。潜在生态危害指数法表明大多数重金属污染处于低潜在生态风险等级,但Cd在1号点位和2号点位附近达到较高潜在生态风险,1号点位和2号点位3号点位均处于低潜在生态风险状态,但2号点位综合污染指数指数直逼中等潜在风险。污染负荷指数法也表明,Cd在1号点位和2号点位污染程度较高,均为重度污染状态,2号点位综合多种重金属污染达到强污染等级。评价结果显示：钱塘江流域下游城市河道重金属污染不容乐观,其中Cd是对河道污染较严重的元素,需要广泛的关注和有效的控制。     

巢湖柘皋河沉积物重金属分布特征与风险评价

选取柘皋河为对象,研究了巢湖东半湖入湖河流沉积物中重金属的污染状况。自流域上游至下游共布设13个监测点(编号S1~S13),调查分析表层沉积物中V、Cr、Ni、Cu、Zn、Cd和Pb等7种重金属的含量和分布特征。结果表明,柘皋河表层沉积物中重金属的污染程度为CdCuNiPbVZnCr,其中Cu和Cd在部分河段污染较重,最高含量分别达到173.78 mg·kg~(-1)和1.11 mg·kg~(-1)。自流域上游至下游,各重金属含量总体呈升高趋势。柘皋河上游河段的重金属污染最轻,其内梅罗综合指数为0.33,处于安全范围;下游污染加重,内梅罗综合指数达到1.67,处于轻度污染水平。应用潜在生态危害指数进行风险评估后发现:所调查的7种重金属中Cd和Cu存在较高的环境风险,特别是在流域下游风险值提高;流域下游的重金属综合生态危害指数RI大于300,具有强生态危害等级,下游段应是重金属污染治理的重点区域。聚类分析结果显示靠近柘皋河入巢湖河口的S12点是重金属累积的"汇"和"拐点",再往下游的河口地段因受到河湖水文-水质交换的影响其重金属含量反而极速下降。分析认为,流域农业面源和下游的水产养殖活动是柘皋河重金属污染的主要来源。沉积物粒径分级结果显示,重金属在河道中自上而下的迁移和累积与水中粘粒的随波逐流和在靠近河口地段发生较明显的沉降密切相关。对柘皋河沉积物中重金属的潜在释放风险进行了评价,并提出巢湖柘皋河重金属污染的治理与控制策略。