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。     

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。     

吉林西部土壤砷的形态分布及其与土壤性质的关系研究

按照生态地球化学土壤样品元素形态分析方法,将土壤无机砷分成水溶态、离子交换态、碳酸盐态、腐植酸结合态、铁锰氧化物结合态、强有机结合态和残渣态。通过对吉林西部36个表层土壤样品的测试,分析了土壤不同形态砷的分布和不同形态砷与土壤性质的关系。研究表明,洮南市不同形态砷的分布为：残渣态（65．30％）〉腐植酸结合态（17．39％）〉铁锰氧化物结合态（10．70％）〉碳酸盐态（2．23％）〉水溶态（2．17％）〉强有机结合态（1．17％）〉离子交换态（1．04％）。通榆县不同形态砷的分布为：残渣态（56．66％）〉腐植酸结合态（23．82％）〉铁锰氧化物结合态（11．08％）〉碳酸盐态（2．81％）〉水溶态（2．18％）〉离子交换态（1．98％）〉强有机结合态（1．46％）。残渣态砷是吉林西部土壤砷的主要形态。土壤水溶态砷和铁锰氧化物结合态砷与土壤pH值皆呈极显著正相关;残渣态砷与土壤有机质皆呈极显著负相关,而与土壤阳离子交换量呈极显著正相关。离子交换态砷、碳酸盐态砷、铁锰氧化物结合态砷和强有机结合态砷与土壤矿质元素的关系不大,而水溶态砷、腐植酸结合态砷和残渣态砷与土壤矿质元素的关系密切。     

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。     

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。     

黄土与古土壤中重金属的存在形态及风化成土作用对其影响

本文采用了七步连续萃取方法，研究了洛川黄土剖面黄土与古土壤中Ｆｅ，Ｃｕ，Ｚｎ，Ｃｏ和Ｎｉ五种重金属的存在形态。结果表明：黄土与古土壤中上述元素主要存在于残余态和晶形，无定形氧化铁的结合态中，而且线性回归分析表明Ｃｕ，Ｚｎ，Ｎｉ与晶形氧化铁之间存在关；ｃＵ，ｃＯ，Ｎｉ与无定形氧化铁之间存在相关；黄土风化为古土壤后，碳酸盐结合态的重金属含量增加是古土壤相对于黄土重金属增加的主要原因。     

二乙三胺五醋酸萃取后污染土壤中重金属Pb、Cu的形态分布

以硫铜矿尾矿区域土壤和库区周边受污染的农田土壤为研究对象,采用Tessier连续提取法研究了二乙三胺五醋酸(DTPA)萃取前后受污染土壤中的重金属Pb、Cu的形态变化。结果表明,两类污染土壤中的重金属Pb、Cu的形态分布各有差异,矿区土壤Pb、Cu主要以残渣态为主,农田土壤以有机结合态为主。在0.01molL-1浓度的条件下,DTPA对供试土壤Pb的萃取能力较其对Cu萃取能力强;经DTPA萃取后土壤中Pb、Cu的残渣态、碳酸盐结合态、铁锰氧化物结合态、交换态的含量分别有所下降。两种类型土壤中Pb、Cu残渣态、碳酸盐结合态、铁锰氧化物结合态、交换态变幅表现各异;矿区土壤和农田土壤中Cu的有机结合态含量有所增加,矿区土壤和农田土壤中Pb的有机结合态含量却表现各异,矿区土壤其含量有所增加,而农田土壤其含量却明显减少。     

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。     

4A沸石对土壤铅浓度及形态的影响

采用室内土柱淋洗培养法研究了4A沸石对土壤重金属铅浓度与形态变化的影响。结果表明,4A沸石对土壤重金属铅具有一定的钝化效果,可有效抑制土壤铅的迁移及生态有效性。未添加4 A沸石土壤经过淋洗培养后土壤铅的可交换态、碳酸盐结合态和铁锰氧化态铅浓度上升,有机结合态和残渣态铅浓度显著下降,37 d淋洗培养后土壤中铅以可交换态为主,所占比例为52.9%;而添加4 A沸石可有效降低土壤可交换态、碳酸盐结合态和铁锰氧化态铅的浓度,土壤铅以残渣态为主,其占比例44.8%～59.2%。     

长春市城区土壤中Pb、Cu、Zn、Cd及Cr化学形态特征

为弄清长春市城市土壤中Pb、Cu、Zn、Cr及Cd的化学形态分布特征,系统采集了26件城市表层(0~20 cm)土壤样品,采用连续提取法对重金属各化学形态含量进行了测定。结果表明:Pb、Zn、Cu及Cr主要以残渣态存在,其次是铁锰氧化物结合态、腐殖酸结合态和强有机结合态占有次要地位,离子交换态和水溶态所占比例均较低;Cd则主要以碳酸盐结合态存在,同时,水溶态和离子交换态所占比例较高。残渣态Pb和Zn在城区表层土壤中所占比例较近郊土壤中略有下降,但幅度不大,除Cu外,其余各元素易迁移、高生物有效性的水溶态在城区表层土壤中所占比例略有上升。Pearson相关分析结果表明,各元素残渣态与全量均呈极显著正相关,其它各活性态与全量间的相关程度与重金属种类有关。土壤pH值和Fe、Mn含量对重金属的化学形态的影响也与重金属种类有关,而且,同一重金属的不同存在形态受土壤pH值和Fe、Mn含量的影响程度也不同。     

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。     

冻融作用对黑土重金属Zn形态转化的影响

通过对重金属Zn污染的黑土进行冻融频次和不同含水量的实验研究得到,随着冻融次数的增加,重金属Zn交换态含量,铁锰氧化物结合态含量和有机结合态含量均呈不同程度的降低趋势,残渣态含量明显增加,表明冻融作用可使土壤重金属Zn生物有效态含量降低。重金属Zn各赋存形态含量与土壤所经历的冻融次数之间呈二次多项式的函数关系,相关系数在0.948和0.988之间。随着土壤含水量的增加,冻融作用对重金属Zn交换态含量影响不大,铁锰氧化物结合态含量降低,有机结合态含量增加,而残渣态含量明显增加。     

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。     

凤凰铅锌矿区土壤铅的化学形态及污染特征

以湘西凤凰铅锌矿区土壤为对象,基于BCR三步法和ICP-MS技术,研究了该矿区土壤中Pb的化学形态及污染特征。结果表明,矿区土壤中Pb以残渣态为主,其次为有机-硫化物结合态,酸交换态和Fe-Mn氧化物结合态所占比例较少,各形态Pb的分配系数依次为：残渣态（44.0%）〉有机-硫化物结合态（29.3%）≈Fe-Mn氧化物结合态（24.3）〉酸交换态（2.4%）;矿区土壤中各形态Pb含量存在明显的空间分异,并因土地利用类型不同而差异明显;土壤理化性质影响土壤Pb的形态分配,各形态Pb含量与砂粒含量正相关,并随土壤pH升高而增加,这与人为排放输入的含Pb物质以类似于土壤砂粒形式存在有关。人类活动引起的外源输入性Pb污染对矿区土壤中Pb的污染特征产生了重要影响。     

外源铬在土壤中的形态转化

本试验用逐级提取方法，研究了外源铬进入土壤后的形态转化，结果表明：添加到土壤中的Ｃｒ（Ⅵ）很快还原为Ｃｒ（Ⅲ）而失去其活动性，水溶态和变换态铬含量在培育６周后已恢复到对照水平，添加的Ｃｒ（Ⅲ）很快被土壤吸附和沉淀而固定，难以被Ｈ２Ｏ和ＮＨ４Ａｃ提取。添加的有机结合态铬能显土壤中水溶态和交换态铬含量，并能在较长时间内稳定存在于土壤中，添加污泥形式的铬进入土壤主要以残渣态、沉淀态和有机紧结合态铬为主     

有机质对冻融黑土重金属Zn赋存形态的影响

冻融作用对不同有机质含量的土壤重金属Zn赋存形态转化产生显著影响,以24h为1个冻融周期,对150mg(Zn)·kg-1的黑土冻融8次,结果表明,随着有机质含量的增加,未经冻融土壤的交换态和铁锰氧化物结合态Zn含量逐渐降低,有机结合态Zn含量逐渐增加,残渣态Zn含量变化不显著。冻融作用可促进交换态和铁锰氧化物结合态Zn含量降低,促进有机结合态和残渣态Zn含量增加。随着土壤有机质含量的增加,冻融作用使重金属Zn生物有效态含量降低。通过有机质含量与各形态Zn含量拟合,在未冻融和冻融条件下,各形态Zn含量与有机质含量之间呈二次多项式的函数关系,相关系数r2在0.664和0.995之间。     

海南岛砖红壤中铅、镉的化学形态与转化

采用土培实验和连续提取.原子吸收分光光度法,研究了重金属Pb、Cd在海南岛花岗岩砖红壤中的形态组成、外源Pb、Cd污染及化学修复剂磷、钙、硫对土壤重金属形态的影响.结果表明:在供试原土壤中,重金属Pb的化学形态以结合态和残余态为主,土壤有效态Pb含量较低,其中残余态Pb>有机质结合态Pb>铁锰氧化物结合态Pb>碳酸盐结合态Pb>交换态Pb>水溶态Pb,说明土壤Pb的环境风险较低;重金属Cd的化学形态以铁锰氧化物结合态和碳酸盐结合态为主,土壤中交换态Cd含量较高,其中铁锰氧化物结合态Cd>碳酸盐结合态Cd>交换态Cd>有机结合态Cd>残余态Cd>水溶态Cd,说明土壤Cd的环境风险较高.当外源Pb、Cd污染土壤时,有铁锰结合态Pb>残余态Pb>有机态Pb>碳酸盐结合态Pb>交换态Pb>水溶态Pb,交换态Cd>铁锰氧化物结合态Cd>碳酸盐结合态Cd>残余态Cd>有机态Cd>水溶态Cd的趋势.向污染土壤施加化学改良剂过磷酸钙、硫化钠和石灰,能显著降低水溶态Pb、Cd和交换态Pb、Cd的含量,并使有机结合态Pb、碳酸盐结合态Pb和铁锰氧化物结合态Pb含量下降,但残余态Pb、碳酸盐结合态Cd、铁锰氧化物结合态Cd和有机态Cd有增加的趋势,残余态Cd的含量基本稳定.     

苏南经济快速发展区土壤Ni的形态分布影响因素——以昆山市为例

以江苏省昆山市为典型区,通过现场采样及室内分析测定,定量研究了几种因素对农田土壤Ni形态分布的影响。结果表明：（1）土壤有效态Ni含量为1.31 mg.kg-1,土壤全Ni含量为40.95 mg.kg-1,土壤Ni的活化率为3.38%。（2）土壤重金属Ni各形态含量相对大小为残渣态（36.20 mg.kg-1）〉有机质结合态（2.80 mg.kg-1）〉铁锰氧化物结合态（1.31 mg.kg-1）〉可交换态（0.54 mg.kg-1）、碳酸盐结合态（0.10 mg.kg-1）,残渣态含量明显高于其他形态,达88.16%。（3）pH值是影响可交换态Ni含量的最主要因素,达极显著负相关水平;全Ni含量是影响碳酸盐结合态Ni含量、铁锰氧化物结合态Ni含量和残渣态Ni含量的最主要因素,达极显著正相关水平;有机质含量是影响有机质结合态Ni含量的最主要因素,呈显著正相关水平。（4）〈0.01 mm粘粒含量是影响可交换态Ni含量的重要因素,有机质含量是碳酸盐结合态Ni含量的重要影响因素,pH值和有机质含量都是影响铁锰氧化物结合态Ni含量的重要因素,〈0.01 mm粘粒含量、pH值都是影响有机质结合态Ni含量的重要因素,pH值是影响残渣态Ni含量的重要因素。     

污灌土壤中Pb,Cd形态的研究

运用顺序提取法研究了一些污灌区土壤中Ｐｂ，Ｃｄ的化学形态分布及影响因素。石灰性污灌土壤０－２０ｃｍ土层中，Ｐｂ，Ｃｄ主要以碳酸盐结合态和硫化物残渣态存在，其次是有机结合态，交换态和吸附态较少。０－２０ｃｍ土层中，Ｐｂ的吸附态＞交换态，而Ｃｄ则相反。影响Ｐｂ，Ｃｄ形态分布的主要因素有ＰＨ，有机质含量，腐殖酸组成和碳酸钙会含量等。西安污灌区土壤中的Ｃｄ明显增加，且主要为有机结合态，碳酸盐结合态则相对减     

苏南经济快速发展区土壤Cu、Ni、Pb、Zn形态及其有效性定量分析——以昆山市为例

研究了江苏省昆山市农田土壤有效态Cu、Ni、Pb、Zn各形态含量及其有效性。结果表明,土壤重金属Cu、Ni、Pb、Zn各形态含量以残渣态有机质结合态铁锰氧化物结合态碳酸盐结合态、可交换态,残渣态含量明显高于其他形态。Cu和Pb有机质结合态所占比例相对也较高,分别达36.09%和28.30%。土壤可交换态含量、碳酸盐结合态含量、Fe-Mn氧化物结合态含量及残渣态含量均以Zn最高;土壤有机质结合态含量以Cu最高;土壤可交换态含量变异系数、土壤碳酸盐结合态含量变异系数及土壤Fe-Mn氧化物结合态含量变异系数以Ni为最大;土壤有机质结合态含量变异系数以Zn最大;土壤残渣态含量变异系数以Pb最大。土壤铁锰氧化物结合态铜和可交换态铜对土壤有效态铜含量影响最大;土壤可交换态镍含量对土壤有效态镍含量最大;土壤铁锰氧化物结合态铅和有机质结合态铅对土壤有效态铅含量影响最大;土壤可交换态锌和碳酸盐结合态锌对土壤有效态锌含量影响最大。