海南清澜港红树林湿地沉积物中重金属形态及生物有效性

【目的】分析了沉积物各形态和沉积物部分理化性质间的相关性,并讨论了沉积物中形态特征和生物有效性,旨在为合理预防和治理红树林湿地沉积物重金属污染提供依据。【方法】以海南清澜港红树林湿地沉积物为研究对象,采用改进的BCR连续提取法并测定沉积物中Cu、Zn、Cd、Pb 4种重金属元素形态和含量。【结果】各重金属之间具有不同程度的相关性,Cd和Pb之间呈显著相关,二者存在一定的伴生关系,具有同源污染物质的可能;沉积物重金属各形态中Cu和Cd形态中含量最高的是弱酸提取态,Pb在可还原态中含量较高,Zn的残渣态含量较高,说明研究区沉积物中Cu、Cd、Zn的潜在危害大;沉积物重金属Cd、Cu、Zn、Pb的各形态之间具有显著相关性;沉积物pH值与Cd弱酸提取态、Cd可还原态、Cu弱酸提取态、Cu可还原态之间呈显著正相关关系。【结论】沉积物中这4种重金属生物有效态含量较高,具有较强的生物活性,易于被植物吸收和利用,同时也表明研究区沉积物中Cd、Cu、Zn、Pb具有较高的释放风险,应该引起足够重视。     

不同剂量尿素、硫酸铵处理对土壤Pb、Zn、Cd形态分布的影响

以土为研究对象,对不同剂量尿素、硫酸铵施入后土壤重金属Pb、Zn、Cd形态分布随时间的变化规律进行研究。结果表明,Pb污染土壤p H值逐渐降低,28 d后达到稳定,土壤p H值由原土样的7.87降至7.15左右;Zn污染土壤p H值先降低后升高,在28 d时降为最低,p H值为7.22;Cd污染土壤p H值逐渐降低,42 d后达到稳定。交换态Pb、Cd所占比例先降后升,而Zn先升后降,且交换态Pb所占比例与土壤p H值呈显著负相关。碳酸盐结合态Pb、Zn、Cd与土壤p H值呈明显正相关,且Cd呈先降后升的趋势。铁锰氧化物结合态Cd与土壤p H值呈显著负相关,而Pb、Zn与土壤p H值无明显关系,其中Zn、Cd均先降后升。有机结合态Pb、Zn、Cd所占比例在35 d内均与土壤p H值呈正相关,35 d后比例骤然增加,且其变化与土壤p H值无显著关系。残渣态Pb、Zn、Cd均先升后降,且与土壤p H值无明显关系。尿素及硫酸铵施入重金属污染土后,短期内约28 d对土壤Pb、Zn、Cd起钝化作用,Pb、Zn、Cd最高钝化量分别为各自总量的11.82%、11.44%、50.00%以上。     

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。     

松花江沉积物重金属形态赋存特征研究

采用Tessier连续提取法分析了松花江表层沉积物中Cu、Pb、Zn、Mn4种重金属的赋存形态,并结合次生相富集系数法,探讨了沉积物中重金属的潜在生态风险及来源。结果表明,沉积物中Cu以残渣态为主(高于50%),其次为有机质结合态,从上游至下游,沉积物中Cu形态的稳定程度逐渐增加;沿程所有沉积物样品中可交换态Pb的含量均高于当地沉积物背景值,存在较高的可迁移性和二次释放风险;在二松大部分江段和松花江干流,Zn主要以比较稳定的残渣态存在,不存在二次释放污染水体的风险;Mn的有效态含量均在流域沉积物背景值范围之内。对重金属次生相富集系数的研究表明,沿程沉积物中Cu、Pb均有一定程度的富集,主要来源于人为输入;Zn在二松中下游的哈达湾至松原江段有一定的富集,其余江段人为输入的Zn较少;沉积物中的Mn主要为自然来源。     

工业区农田土壤有效态重金属相关性分析及空间分布研究

为了解新疆北疆某工业区对其周边农田土壤中有效态重金属含量及空间分布的影响,以新疆北疆某工业区为中心,采集其周边农田0~20 cm 254土壤个样品,分别测定样品中的Cr、Cu、Zn、Pb和Ni等5种有效态重金属含量、重金属全量、p H值和有机质含量。运用SPSS 21.0对样品中有效态重金属、重金属全量、p H值和有机质进行相关性分析,采用地统计学程序GS+对数据进行拟合选取最佳模型,再用Arc GIS 10.1进行插值分析研究区重金属的空间分布。结果表明,5种有效态重金属变异系数较大,说明其来源受到外界因素的影响。相关性分析结果表明,Cr、Cu、Zn、Pb、Ni与重金属全量均呈极显著相关,除Zn与p H值、有机质为显著相关外,受测的其他重金属与p H值、有机质均为极呈显著相关。结合对插值图与风向图的分析,在工业区的东南方Ni、Pb、Cu含量较高,其主要来源与工业区的气体、粉尘等排放有关。而Cr和Zn来源于化肥和农药,地膜也是Cr的来源之一。     

秦淮河沉积物中重金属总量与形态分析

为了解南京内秦淮河沉积物中重金属直接和潜在的危害程度,为重金属污染防治提供科学依据,采用总量测定、分级提取法,分析、研究了内秦淮河沉积物重金属总量及形态特征.结果表明,沉积物中重金属元素的总量除铬外均已超出南京土壤背景值含量,其中Zn、As及个别断面的Cd含量属于重度污染;Hg、Pb、Cu属于中度污染,重金属污染程度的次序为Zn>As>Cd>Hg>Pb>Cu>Cr;由重金属形态分析可知,内秦淮河沉积物中最易对生物造成直接危害的重金属为Cd、Pb、Hg,具有潜在生态危害的重金属为Zn、Cu、As.由重金属总量与总磷的相关性探源分析说明Cu、Zn、Cd主要来源于生活污水的排放.     

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。     

石灰与泥炭配施抑制小白菜对重金属的吸收

采用盆栽方法研究在 Cd、Pb、Zn污染土壤上 ,石灰和泥炭配施对春小白菜吸收重金属元素 (Cu、Zn、Cd、Pb、Fe、Mn )的影响 .结果表明 :石灰、石灰加低量泥炭、石灰加高量泥炭处理均显著抑制小白菜对重金属的吸收 ,泥炭对石灰的效果没有负面影响 .土壤有效态 Zn、Cd、Pb含量与土壤 p H呈极显著的负相关 (R2为 0 .78* * * -0 .84* * * ) ,与小白菜茎叶 Cd、Pb、Zn的含量则呈极显著正相关 (R2 为 0 .45 * *-0 .86* * *) .而茎叶 Cd、Pb、Zn的含量与土壤 p H呈极显著的二项式相关 (R2 为0 .87* **-0 .95 * * *) ,茎叶 Zn、Cd、Pb的含量先是随 p H的升高而下降 ,而当 p H升到 6.7左右后 ,其含量又所有回升     

嘉陵江上游矿区河谷沉积物中重金属污染危害评价

【目的】研究嘉陵江上游矿区河谷沉积物中重金属污染危害程度,为土壤重金属修复治理提供科学依据。【方法】在嘉陵江上游矿区河道的源头、上游、中游、下游分别采集河道表层沉积物样品,并用火焰原子吸收法和原子荧光光谱法测定沉积物中重金属Pb、Zn、Cu、Cd、Cr、Ni、As含量。用污染负荷指数法和潜在生态危害指数法,评价嘉陵江上游矿区河谷重金属污染危害程度,探讨重金属含量与pH、有机质的相关性。【结果】从整体上看,研究区内重金属Pb、Zn、Cu含量变化明显,Cd、Ni、As、Cr含量变化较小。污染负荷指数法评价结果表明,河道源头未受到重金属污染,上游重金属污染达中等级别,中、下游重金属污染达强污染;单项重金属污染贡献排序为PbCdNiAsCuZnCr;采样区重金属污染程度大小排序为中游下游上游源头。重金属单项潜在生态危害程度排序为CdAsPbNiCrZnCu;综合潜在生态危害指数值(RI)为33.38~131.03;源头所受生态危害轻微,上、中、下游重金属的生态危害均达中等水平。相关性分析表明,pH值与沉积物中重金属Pb、Cu、As含量呈极显著相关。有机质的变化显著影响沉积物中重金属Zn和pH值的改变。此外,当有机质增高时显著影响重金属Pb、Cu、Cr、Ni在沉积物中的积累。【结论】嘉陵江上游矿区河道地段的重金属污染已对环境造成了污染与危害,并且会危害到下游居民生活,生态环境亟需修复治理。     

东寨港红树林沉积物中铜、锌、镉、铅的空间分布特征

使用电感耦合等离子体质谱仪(ICP-MS)测定东寨港红树林湿地沉积物不同剖面中铜(Cu)、铅(Pb)、锌(Zn)、镉(Cd)重金属元素总量及有效态含量。结果表明,沉积物中Cu、Zn、Cd、Pb 4种重金属总量平均值依次为13.50、54.80、1.32、16.20 mg/kg;表层(0~5 cm)沉积物中重金属总含量大小为:菠萝岛保护站铺前村,其中菠萝岛受到海水养殖、船舶运输活动的双重影响,沉积物表层重金属含量最高。不同深度上重金属有效态含量及生物有效性系数的分布表明,与保护站、菠萝岛采样区对比,铺前村有效态含量偏低,各剖面Cd生物有效性系数大于另外2个区,这说明在沉积环境发生改变时,铺前村秋茄林可能面临一定的Cd污染潜在风险。     

太原市郊区农田土壤重金属的形态特征及其风险分析

在太原市郊区采集农田表层(0～20 cm)土壤样品36个,测定土壤样品中的Cu,Pb,Zn和Cd的总含量,并进行主成分分析。采用改进BCR提取法分析土壤样品重金属的各形态组分,运用风险评价编码法(RAC)和次生相与原生相分布比值法(RSP)对重金属的生物有效性和环境风险进行评估。结果表明,土壤样品中重金属Cu,Pb,Zn和Cd的总含量分别为38.07,25.06,84.94和0.16 mg·kg-1,均高于山西省土壤背景值。主成分分析发现,第一主成分Pb,Zn和Cd含量变化受人为因素影响;第二主成分Cu含量变化受成土母质或成土过程的影响。Cu,Pb,Zn和Cd的形态分布表现为:残渣态可氧化态弱酸溶态可还原态,各形态组分含量与总量均呈现极显著正相关关系。重金属生物有效性表现为CdZnCuPb,有效态含量低于稳定态。风险评价编码法评估结果表明,太原市郊区农田土壤重金属Cd的环境风险程度为中度,Cu和Zn为低风险。通过次生相与原生相分布比值法评估,Cu,Pb,Zn和Cd的RSP值为0.08,0.19,0.13和0.62,表明土壤未受到Cu,Pb和Zn的污染,但存在一定的Cd污染。太原市郊区农田土壤的Cd污染风险较高,其他三种金属元素风险较低,应该对重金属的形态组分予以重视。     

纳米羟基磷灰石钝化修复重金属污染土壤的稳定性研究

为评估纳米羟基磷灰石(Nano-hydroxyapatite,NAP)钝化修复重金属污染土壤的稳定性,采用一次性添加不同用量(0.5%、1%、2%,W/W)的NAP进行水稻盆栽试验,研究了一年和三年后土壤性质、有效态重金属(Cd、Cu、Zn、Pb)含量和水稻体内重金属含量的变化。结果表明:不同NAP施用量下土壤p H值在第一年和第三年分别显著提高了0.71~1.24和0.60~1.16,年际间p H提高幅度的差异较小,表现出较好的稳定性;第三年土壤中有效态Cd、Cu和Zn含量与对照相比降幅(62.7%~96.5%)要显著低于第一年(66.6%~98.4%),而有效态Pb含量的降幅(百分比)则略有提高,表明随着时间的延长,NAP固定土壤Cd、Cu和Zn含量的能力有所减弱,而对Pb的固定能力有所增强。添加NAP显著降低了水稻根中的重金属含量和糙米中Cd含量,糙米中的Pb、Cu和Zn含量也有所降低。糙米中重金属含量与土壤中有效态重金属含量呈正相关关系,表明NAP通过降低土壤有效态重金属来降低重金属在水稻籽粒中的累积。     

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Ph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、Ph和Zn的生物有效态含量高值区,Cd仅在两南湖区表现高值.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.     

开封城郊河道底泥重金属形态垂向分布特征及风险评价

为了解开封河流底泥中重金属垂直迁移与生态风险问题,分层采集了开封城郊三条河道底泥剖面样品,采用连续提取法测定底泥中Cd、Cr、Cu、Ni、Zn和Pb等6种重金属的赋存形态及总量,用风险评估编码法进行底泥重金属的污染评价。结果表明,底泥样点中Cd、Cu、Zn和Pb含量远高于中国水系沉积物背景值,不同采样点底泥剖面中重金属形态含量随深度变化特征存在显著差异,且没有呈现出一定的分布规律性;河流下游底泥剖面样点中Cd、Cr、Cu、Ni、Zn和Pb含量高于河流上游底泥中重金属含量,Cd和Zn以弱酸可提取态与残渣态为主,Cr、Cu、Ni和Pb以残渣态为主。风险评估编码法评价结果表明,表层(0~10 cm)底泥重金属对环境构成的风险大小依次为CdZnCuNiCrPb;在剖面上,Cd以高和极高风险等级为主,Zn处于中等风险到高风险等级之间,Cu和Ni处于轻微到中等风险等级之间,Cr和Pb以轻微风险级为主。     

大宝山矿区周围土壤重金属污染分布特征研究

对广东大宝山矿矿区周围尾矿、土壤/沉积物中重金属的总量和化学形态进行了详细研究。结果表明,该矿区周围土壤污染是以Cu、Zn、As、Cd和Pb为主的多金属复合污染,综合污染指数为0.89～32.34。污灌稻田土中重金属Cu、Zn、As和Cd的平均浓度分别达560.91、1135.08、218.07和2.453mg·kg-1,远远超出了土壤环境二级标准值,最大超标倍数分别为20.09、10.37、18.36和10.23。对土壤中重金属的化学形态研究发现:Cu、Zn和Cd的水提取态和EDTA提取态含量较高,其生物可利用性高,对周围生态系统有较大的潜在危害,而As的2种提取态和Pb的水提取态含量均很低,其潜在危害相对较小。同时还发现,土壤水溶态和EDTA提取态重金属含量与土壤pH值呈明显负相关关系。     

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。     

海南岛八门湾红树林沉积物重金属有效态空间分异特征

对海南省文昌市文昌河八门湾地区沉积物重金属元素有效态含量进行测定。结果表明:研究区表层沉积物中不同重金属元素有效态含量在水平分布上差异较大,总体表现由高到低为林内林缘光滩,且重金属Zn、Cd元素的生物有效性分别在林内和光滩超过了50%,显示了明显富集。从垂直分布来看,各种重金属元素有效态并未富集在表层沉积物,最大值出现在10~20 cm处的沉积物并随着深度的增加而降低,且Cu、Zn、Cd元素有效态含量的排列顺序总体表现由高到低为光滩林缘林内,Cr、Pb元素有效态含量排列表现为林内光滩林缘。相关性分析表明,研究区沉积物中重金属总量与有效态含量呈现出极显著的相关关系,并且元素与元素之间的相关系数也较高,这说明研究区重金属元素在聚集过程中以共生聚集为主。     

城郊流域河岸带土壤与河流沉积物的重金属污染及分布特征——以温榆河昌平段为例

位于京郊的温榆河流域河岸带及河流受周边人类活动影响污染严重,为了解该流域的重金属污染和分布特征,采集了温榆河昌平段河流岸边溪水中表层沉积物及河岸带不同土壤层样品,测定了样品中Cu、Zn、Pb、Cr 4种重金属的含量,并利用相关性分析及回归分析,分析不同深度河岸带土壤与沉积物中重金属的相互关系。结果表明,沉积物中Zn、Pb含量显著高于河岸带土壤中的含量,而Cu含量显著低于河岸带土壤中的含量;与北京市土壤重金属背景值相比,河岸带土壤与河流沉积物中4种重金属均存在一定程度的累积,其中以Cr元素累积指数和超过背景值的样本概率最高。河岸带表层土壤（0~20 cm）与河流沉积物重金属空间分布具有显著的规律性,在工厂废水、生活污水排污口及人类活动干扰频繁的取样点污染严重。河岸带土壤中Cu与Zn、Cr含量、沉积物中Zn与Cu、Pb含量以及河岸带土壤中Pb、Cr与沉积物中对应元素存在显著正相关（P<0.01）关系,同时河岸带土壤中Pb、Cr含量分别与其在沉积物中含量存在显著的回归关系。研究结果表明河流岸边带土壤与河流沉积物的重金属污染存在着依存关系,加强岸边带的土壤污染治理将一定程度缓解河流水环境的重金属污染。     

松花江沉积物重金属时空变化与来源分析*

 以松花江白山至佳木斯段表层沉积物为研究对象,分析沉积物中Cu,Pb,Zn,As,Cr,Cd的分布特征,通过与已有的研究成果相比较,揭示沉积物中重金属的历史变化趋势;同时,采用相关分析和聚类分析方法探讨沉积物中重金属的可能来源。结果表明,各元素的含量分布均表现为自上游向下游逐渐减少的趋势,第二松花江沉积物中各重金属总量普遍高于松花江干流江段沉积物中相应重金属的含量。多数江段沉积物中的Cu,Cr,Cd含量处于背景范围内。沉积物中Zn量含在二松江段（白山-泔水缸）超出了背景范围,但松花江干流江段沉积物中的Zn含量多在背景范围之内。与1998年相比,哈达湾江段的生态环境状况得到了明显改善,但目前哈达湾重金属污染仍较严重,各重金属污染程度的次序为Pb＞Cu＞Cd＞Cr＞Zn。哈尔滨段沉积物中重金属Cu,Zn,Cr,Cd含量年际变化不大,Pb含量的变化趋势表现为自1996年至1999年逐渐降低,1999年至2005年呈逐渐上升的趋势。聚类分析与相关分析的结果均表明,Pb,Cd主要来源于工业排放;Cu,Zn,Cr主要源于自然释放;As主要来源于城市污水或农业生产过程中的排放     

人工湿地底泥中特征重金属的空间分布及生态风险评价

采集武河湿地沉积物,采用四酸消解法(HCI-HNO3-HF-HCIO4)对样品进行处理,测定武河湿地沉积物中6种重金属(As、Cd、Cu、Hg、Pb和Zn)的含量,分析其空间分布特征,并采用内梅罗综合污染指数法、潜在生态危害指数法和ERL/ERM评价法评价重金属的环境风险。结果表明,武河湿地表层沉积物中重金属含量大多高于环境背景值,空间分布差异性较小。内梅罗综合污染指数按由大到小依次为Hg、Cd、As,Zn、Cu、Pb,Hg的内梅罗综合污染指数最大为3.74,综合污染程度最为严重。潜在生态风险评价表明,湿地沉积物中潜在生态危害指数(RI)为743.91,属Ⅴ极强生态危害。ERL/ERM评价结果显示,湿地沉积物中Cu、Hg含量高于ERM值,对水生态系统有很强毒性;As、Zn的含量介于ERL和ERM之间,可能会对水域生物产生一定的毒性。