巢湖表层沉积物中重金属污染的时空变化特征及潜在生态风险评价

2008年3月至7月连续对巢湖8个采样点的表层沉积物中Zn、Hg、Cr、Ph、Ni和Cu 6种重金属含量进行分析,据此探讨巢湖表层沉积物中重金属污染程度及时空分布特征,评价巢湖重金属污染的潜在生态风险并筛选出主要生态风险因子.结果表明:3月至7月期间,全湖范围内表层沉积物中重金属含量逐渐降低,河流入湖区的污染程度高于其他区域,Zn、Cu、Pb的污染程度高于其他重金属,表层12 cm沉积物中的重金属含量随深度增加污染情况呈加重趋势;从潜在生态风险角度分析,巢湖表层沉积物总体只具有轻微潜在生态风险,生态风险指数排名前两位的区域是南淝河入湖区和十五里河入湖区,3月至7月期间重金属潜在生态风险级别逐渐降低,巢湖生态安全主要风险因子为Hg,其次是Pb和Cu.     

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。     

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.     

丹江流域河流表层沉积物粒度分析与重金属污染评价

通过野外调查和采样,对丹江流域22个河流表层沉积物粒度组成特征进行分析,对沉积物中As、Cd、Co、Cu、Mn、Ni、Pb、Zn等8种重金属污染特征进行评价。结果表明:(1)丹江流域河流表层沉积物中沙粒和粉沙含量较高,粘土含量较低;(2)沉积物中重金属Cd和Zn的平均含量高于背景值且污染范围较大;(3)Cu、Pb、Co和Ni 4类重金属的相关性较强,地球化学行为和污染源相似;(4)Cd与Zn的地累积指数数值较高,其中Cd污染程度中等,Zn污染程度较轻。     

丹江流域河流表层沉积物粒度分析与重金属污染评价

通过野外调查和采样,对丹江流域22个河流表层沉积物粒度组成特征进行分析,对沉积物中As、Cd、Co、Cu、Mn、Ni、Pb、Zn等8种重金属污染特征进行评价。结果表明:(1)丹江流域河流表层沉积物中沙粒和粉沙含量较高,粘土含量较低;(2)沉积物中重金属Cd和Zn的平均含量高于背景值且污染范围较大;(3)Cu、Pb、Co和Ni 4类重金属的相关性较强,地球化学行为和污染源相似;(4)Cd与Zn的地累积指数数值较高,其中Cd污染程度中等,Zn污染程度较轻。     

黄海表层沉积物中重金属的分布特征与生态风险评价

[目的]研究黄海表层沉积物中重金属的分布特征,评价其生态风险。[方法]对黄海海域表层沉积物中重金属（Cu、Mn、Pb、Zn、Cr、Fe、Hg和Cd）的含量分布和富集状况进行了调查,分析了重金属之间以及重金属与有机碳（TOC）含量之间的相关性,并采用Hakan-son的潜在生态危害指数法评价了该海域重金属污染的程度及其潜在的生态危害。[结果]在南黄海中部和威海以北的北黄海西部海域表层沉积物中Cu、Pb、Zn、Cr、Fe和Hg的含量偏高,海州湾和北黄海北部含量偏低,Mn、Cd的分布较不均匀,离散程度较大;黄海表层沉积物中各项重金属含量均存在正相关性,Pb与Zn、Zn与Cr、Pb与Cr的相关系数分别达到0.97、0.96和0.94。Cd和Cu呈显著相关,但Cd与其他重金属无显著相关关系,重金属与TOC之间也存在正相关。潜在生态危害评价结果表明,黄海表层沉积物只有部分站点处于生态危害的中等级别,大多站点生态危害轻微,各个重金属元素的潜在生态风险程度由强到弱依次为Cd〉Hg〉Cu〉Pb〉Cr〉Zn,对黄海表层沉积物具有潜在影响的重金属主要是Cd;底质环境质量评价显示,南黄海中部的泥质沉积区域环境质量较差,应予以重视。[结论]该研究为黄海环境保护和生态系统的可持续发展提供了理论依据。     

长江口及邻近海域沉积物重金属分布特征及生态风险评价

调查了2009年长江口及其邻近海域表层沉积物中Cu、Pb、Zn、Cd、Cr、Hg、As的含量,平均含量为Cu 27.88 mg/kg、Pb 22.98 mg/kg、Zn 95.88 mg/kg、Cd 0.178 mg/kg、Cr 41.01 mg/kg、Hg 0.031 mg/kg、As 11.40 mg/kg。空间分布上,Cu、Pb、Zn、Cd、Hg、As 6种重金属含量均在杭州湾北部及长江口南汇交界处呈现最大值,而Cr在调查海域的东部逐渐向近岸海域递减。运用主成分分析评价沉积物中重金属污染来源,同时采用Hakanson指数法评价了沉积物重金属生态风险,结果显示：长江口及其邻近海域表层沉积物中重金属元素的潜在生态风险整体表现为轻微。7种重金属元素对长江口及邻近海域潜在生态综合危害的大小贡献顺序为：Cd〉As〉Hg〉Cu=Pb〉Cr〉Zn。Cd的Eir值对RI值的权重贡献最大,即Cd表现为首要的潜在生态风险因子。     

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。     

巢湖沿岸沉积物几种重金属污染现状评价

分析了巢湖沿岸九个地区的沉积物中Cu、Pb、Mn、Zn、Cr、Cd全量,并对沉积物中各重金属的存在形态包括水可溶态、可交换态及弱酸有效态进行分析。结果表明:巢湖及其支流沿岸沉积物Zn、Mn、Cr三元素含量较高,达轻度及以上污染Cd、Pb、Cu大部分样点显示清洁,仅个别样点评价为轻度污染。几种重金属元素,含量为弱酸有效态>可交换态>水可溶态。特别是重金属Pb较高的生物有效性应引起重视,且其可交换态含量较低,Mn、Cu的弱酸有效态的含量也较高。水溶态各重金属元素含量不高,未超过环境标准。     

长江中下游流域湖泊沉积物中重金属污染现状及环境意义

为了系统研究和探讨长江中下游地区湖泊重金属污染状态和趋势,分析比较了巢湖、洞庭湖、墨水湖、太湖和鄱阳湖等湖泊沉积物重金属污染,并讨论了重金属的具体来源,提出了相应的防治对策。结果表明,污染状况最为严重的是墨水湖,Cr、Pb、Cu和Zn都超标,而东洞庭湖沉积物中的Cd含量高出其他湖泊很多。治理情况最良好的属太湖,2001～2011年Pb、Zn和Cu含量均大幅降低。     

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.     

巢湖湖区底泥重金属污染状况评估

底泥是河湖的沉积物,是自然水域的重要组成部分,水体底泥污染是世界范围内的一个环境问题,当前对底泥的污染缺乏深入研究。以巢湖湖区底泥为研究对象,连续2年对湖区底泥中pH、Cd、Hg、As、Pb和Cr6项进行监测,选用标准值采用内梅罗综合污染指数法来评价监测点位的污染状况,通过方差分析法来评价两年数据的差异性;采用插值法绘出湖区底泥各重金属元素空间分布;采用地积累指数法来评价底泥中各重金属污染程度。评价结果显示,巢湖湖区底泥污染程度等级为清洁,2年的监测数据无显著性差异,湖区中部重金属含量相对较低,湖区底泥重金属污染程度总体不高,其中Hg的污染程度相对较大,Cd、Pb次之。     

安庆沿江湖泊及长江安庆段沉积物重金属污染特征及生态风险评价

为研究安庆沿江湖泊及长江安庆段重金属污染特征及潜在的生态风险,采集了安庆沿江湖泊及长江安庆段沉积物样品共58个,分析了Cu、Zn、Pb和Cd共4种重金属分布特征,并采用地累积指数法和Hakanson生态危害指数法进行生态风险评价,结果表明:不同水体沉积物重金属含量差异较大,市区湖泊群内各重金属含量普遍高于周边生态湖泊和长江安庆段;与区域对应的沉积物重金属背景值比较,市区湖泊群中各类重金属普遍高于背景值,而其他水体沉积物中的重金属则与背景值相近,表明市区工业生产及生活等人类活动对湖泊沉积物重金属含量有较大影响。地累积指数污染评价表明安庆市区湖泊群受到一定程度的重金属污染,尤其是Cd污染达到了中度污染程度。总的看来,所有安庆沿江湖泊及长江安庆段沉积物中各重金属污染的程度依次为CdPbZnCu。生态风险评价表明市区湖泊群和菜子湖处于中等生态危害状态,其他水体均处于低生态风险状态,各水体潜在生态危害顺序依次为市区湖泊群、菜子湖、长江安庆段、嬉子湖、石门湖、白荡湖;研究区域沉积物中的重金属生态风险以Cd为主。     

鄱阳湖水系重金属出入湖通量估算

通过借鉴潮时入海通量法,对赣江、信江、饶河、抚河、修水等5大河流重金属入湖通量及重金属出湖通量进行估算,并根据鄱阳湖重金属污染的历史及现状,确定经由其他途径输入湖区的重金属通量。结果发现,不同重金属的出入湖组成不同,Cu、Zn、Cd主要是溶解态,而Pb主要以悬浮态形式存在;通过潮时入海通量法计算得出河流重金属入湖总通量低于重金属出湖通量,其中出、入湖通量比较均为Pb>Cu>Zn>Cd,对于地表径流、环湖污水排放、降雨、内源释放等重金属输入途径达到较大影响,应该加强监控,防止鄱阳湖水环境重金属污染程度的加剧。     

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。     

长江中游湖泊柱状沉积物的垂直污染特征

为研究长江中游湖泊沉积物污染的变化规律和主要来源,采集了武汉东湖、黄石海口湖、钟祥南湖3个不同类型湖泊的柱状沉积物,研究总有机碳(TOC)、总氮(TN)和重金属(Zn、Cu、Ni、Cr、Pb)的垂直分布特征。结果表明:3个湖泊沉积物TOC、TN含量从底层到表层总体呈增加趋势,30~10 cm增加速度较大,与各湖泊环境演变时间一致,其中TOC含量最大的是黄石海口湖,TN含量最大的是武汉东湖。研究区Zn、Cu、Pb受人为影响较大,Cr主要来自土壤环境,5种金属污染程度为武汉东湖黄石海口湖钟祥南湖。主成分分析和相关性分析表明,三个湖泊污染人为贡献率大于自然贡献率,营养盐和重金属Pb是共有的污染问题,重金属的污染来源受多种因素控制。     

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     

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。     

达里诺尔湖生物有效态重金属的形态分布及生态风险评价

以内蒙古赤峰市达里诺尔湖为研究对象,利用Tessier连续提取法,对表层沉积物及柱芯中Cu、Zn、Pb、Cd 4种重金属的形态进行了研究.基于形态及上覆水、过滤水和孔隙水中重金属的浓度,探讨了重金属在水-沉积物界面间的迁移转化规律,评价了湖泊沉积物重金属的污染状况.结果表明:达里诺尔湖的水体环境污染是以Cu、Pb和Zn为主的多金属复合污染,Pb有从上覆水向沉积物迁移的显著趋势,Cu有从孔隙水向上覆水迁移的微弱趋势;沉积物中4种重金属生物有效态主导形态因其元素地球化学性质的差异性而存在差异,表层沉积物中Cu、Pb、Zn和Cd生物有效态的主导形态分别为有机硫化物结合态、碳酸盐结合态、铁锰氧化物结合态和碳酸盐结合态,分别占总生物有效态的61.64％、60.72％、71.50％和53.59％;水平方向上,总生物有效态重金属含量表现出从南西向北东逐渐减小的趋势;沉积柱芯中4种金属有效态之和波动变化,但在40 cm以下均随深度的增大呈现增加趋势.沉积物中4种金属的综合污染指数(RI)为41.18～155.64,空间分布上表现从南西向北东逐渐减小的趋势.达里诺尔湖尚处于轻微生态危害,但南部湖区重金属污染应引起重视.     

基于改进地累积指数法的沉积物重金属污染评价

沉积物中重金属污染评价的常用方法——地累积指数法,可定量分析确定点位特定重金属污染程度,但在流域重金属污染评价或多种重金属复合污染评价中难以适用。针对特定重金属污染评价情景,本文将最大浓度与浓度平均值以内梅罗指数法引入地累积指数法中;针对复合污染评价情景,综合考虑重金属浓度及其生态毒性,提出"等当量生态毒性指数"的概念,以此为依据筛选出生态危害贡献最大的重金属,将其浓度变化指数及多种重金属浓度变化指数的平均值以内梅罗指数法引入地累积指数法中。改进的地累积指数法既考虑了重金属浓度的最大值,又兼顾各重金属的毒性特征。本文以丹江口水库支流朝北河沉积物中重金属的污染评价为例,验证改进的地累积指数法的评价结果。在评价流域特定重金属污染时,改进的地累积指数法避免了地累积指数取平均值忽视重污染点位的问题,能够有效识别出流域内Hg元素在个别点位存在的严重污染,各重金属污染等级排序结果更有利于全面反映流域内重金属污染情况。在评价重金属复合污染时,改进的地累积指数法与潜在生态危害指数法的评价结果总体一致,且有效避免了潜在生态危害指数法直接利用未修正重金属毒性系数造成的评价结果不合理的问题。