蟠龙河沉积物重金属污染特征及来源解析

蟠龙河是南四湖上游的典型城市河流,其水生态健康直接影响到南四湖水体状况,因此查明蟠龙河沉积物中重金属的分布特征、辨识重金属来源和评估重金属潜在生态风险,对下游南四湖的水产养殖、农业灌溉以及居民生活用水具有重要意义。在对蟠龙河进行采样分析基础上,利用地累积指数法、潜在生态风险指数法进行风险评价,利用PMF模型进行重金属污染源的定量解析等系统性研究。结果表明:(1)蟠龙河沉积物主要重金属污染物为Cd、Cu、Zn。(2)蟠龙河水系潜在生态风险评级中等及以上风险程度的样点占到70%。(3)重金属污染源解析得出污染源自工业及城市活动源、自然源以及农业源,总贡献率分别为42%、40%、18%。(4)蟠龙河流经城市区域后重金属浓度有增长突变,主要受当地工业排污的影响。     

贵州草海表层沉积物重金属污染特征与源解析

为探明草海沉积物中重金属的污染水平和来源,将沉积物重金属与贵州表生沉积物地球化学背景值进行比较,阐述重金属沉积特征,以生物效应浓度为参考,评价重金属对水生生物的危害性;利用主成分分析法（PCA）、正定矩阵因子分析法（PMF）两种模型解析重金属污染源。结果显示,沉积物中只有Cu、Cr平均含量未超过背景值,Cd、Zn、Hg、As、Pb相对背景值的超标率分别为100%、95.23%、92.86%、83.33%、66.67%,Cu、Cr的含量大多低于效应浓度低值（ERL）,部分样本的Cd、Hg、Zn含量大于效应浓度中值（ERM）限值范围;两种模型均识别出4种污染源,分别为地表径流源占13.31%,人为活动源占45.13%,地质背景源占38.32%,大气沉降源占3.24%。研究表明,两种模型解析的污染源均可得到很好的表达,说明沉积物中重金属来源明确,在制定污染防治措施时应重视人为活动的影响。     

呼伦湖沉积物重金属分布特征及生态风险评价

采样分析了呼伦湖表层沉积物重金属(Cu、Zn、Pb、Cd、Cr、As、Hg)的含量、分布特征及富集状况,分别以现代工业化前正常颗粒沉积物中重金属含量的最高背景值和我国《土壤环境质量标准》的一级自然背景值为参比值,采用瑞典学者Lars Hakanson的潜在生态危害指数法对呼伦湖沉积物中重金属的富集系数和生态危害系数以及各采样点的生态危害指数进行了评价。结果表明,呼伦湖沉积物中7种重金属的空间变异性较小,其中Zn、Cr、Cu的含量变化具有相同趋势,其他元素的含量分布无明显区域变化;以两种背景值为参比得出的重金属污染水平顺序相近,Cd和As为对呼伦湖生态环境具有潜在影响的主要重金属元素。     

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。     

洞庭湖沉积物的重金属污染及生态风险评估

根据2003～2010年的数据,分析和评价了洞庭湖沉积物中重金属污染及生态风险。各重金属平均含量的顺序为:Zn>Cr>Cu>Pb>As>Cd>Hg。采用Muller地积累指数法的评价结果为:Zn处于基本无污染状态;As、Cr、Pb处于轻度污染状态;Hg、Cu处于偏中度污染状态;Cd处于偏重度污染状态。采用Hakanson潜在生态风险指数法的分析结果为:As、Cr、Pb、Cu、Zn均处于低潜在生态风险水平;Hg处于较高潜在生态风险水平;Cd处于极高潜在生态风险水平。     

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.     

平原河网地区农田土壤重金属污染特征及来源解析

为实现对平原河网地区农田土壤重金属的精准管控,保障农产品的质量安全,本研究以典型平原河网地区——嘉兴市为例,通过采集表层（0~20 cm）土壤样品（n=40）,分析土壤中重金属的含量水平与分布特征,利用地累积指数法和潜在生态风险指数法,评价重金属的污染风险,并结合相关性分析、绝对主成分得分-多元线性回归（APCS-MLR）和正定矩阵因子分解模型（PMF）,定量解析重金属的污染来源。结果显示：土壤中铜（Cu）、镍（Ni）、铬（Cr）、锌（Zn）、铅（Pb）、镉（Cd）、砷（As）和汞（Hg）的含量分别为（28.8±3.73）、（36.5±5.98）、（60.7±5.38）、（70.5±8.04）、（33.2±6.25）、（0.08±0.04）、（7.30±1.52）mg·kg^-1和（0.31±0.15）mg·kg^-1。其中,部分点位Hg含量超过农用地土壤风险筛选值（超标率为12.5%）。研究区域主要污染元素为Hg,其地累积指数（I_geo）为（0.20±0.77）,呈轻微至轻度污染（67.5%）;综合潜在生态风险（RI）为（122±39.8）,属于中度风险,Hg是主要风险因子（64.4%）。源解析结果表明,农田土壤重金属的来源为工业源（32.0%）、自然源（28.2%）、农业源（25.8%）和交通源（14.0%）,其中Hg主要来源于农业源（62.9%）和工业源（37.1%）。未来可加强对农业投入品及工业三废的管控,降低农田土壤中Hg的输入,保障农田土壤的安全利用及农产品的质量安全。     

香溪河沉积物重金属形态分布特征及生态风险评价

于2016年6月,在三峡库区香溪河流域设置5个样点,采集30个样品,通过五步连续提取法对Pb、Cd、Cu、和Cr重金属总量及形态进行分析,运用聚类分析法探讨香溪河流域沉积物各重金属的分布特征,利用基于形态学研究的次生相和原生相比值法对香溪河沉积物中重金属进行了生态风险评估。结果表明:研究区域重金属的变异系数大小为PbCdCuCr,聚类分析将样点分为三类,其中贾家店(XX04)为一类,三岔沟(XX01)、水库干流与香溪河交汇处(XXCJ)为一类,峡口(XX06)、平邑口(XX08)为一类;形态分析表明,Cu主要以有机物及硫化物结合态和残渣态存在,Pb主要以碳酸盐结合态、Fe-Mn氧化物结合态以及残渣态存在,Cd主要以可交换态与残渣态存在,Cr主要以残渣态存在;生态风险评价表明,样点XX04与XX06上Cd的污染最为严重,大部分都在中度污染以上。综合评价得出,Cd是香溪河沉积物污染较为严重的重金属。     

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。     

贵州草海沉积物重金属污染特征及潜在生态风险分析

为研究重金属在草海沉积物中富集污染状况,以7种毒性重金属为研究对象,从不同方位对草海沉积物中重金属进行采样测试,分析重金属含量水平及空间分布特征,同时应用潜在生态危害指数法进行评价.结果表明,草海沉积物中重金属富集特征为Zn＞Cr＞Pb＞Cu＞As＞Cd＞Hg,且在空间分布上呈现从湖心向边缘逐渐减少的趋势,重金属污染程度表现为Cd＞Hg＞Zn＞Pb＞As＞Cu＞Cr,在Cd的潜在生态风险系数高贡献下,沉积物中重金属潜在生态风险指数均大于150,多数达到严重程度.     

资水下游某石煤矿区沉积物重金属污染评价和来源解析

以资水下游某石煤矿区为研究区域,分析该矿区河流沉积物中重金属的空间分布、污染程度和来源。研究共采集了28个表层沉积物样本,并对其中8种重金属的含量进行了测定,包括镉（Cd）、铬（Cr）、汞（Hg）、砷（As）、铅（Pb）、铜（Cu）、镍（Ni）和锌（Zn）。采用地累积指数和潜在生态风险指数进行重金属污染评价,运用主成分分析（PCA）、正定矩阵因子（PMF）等方法识别重金属污染来源。结果表明,除Cr外,Cd、Hg、As、Pb、Cu、Zn、Ni含量的中值均高于洞庭湖水系沉积物背景值。其中,Cd、As含量超标问题较为严重,超过《土壤环境质量 农用地土壤污染风险管控标准（试行）》（GB 15618—2018）风险筛选值的样点比率分别为96.55%、58.62%。地累积指数和潜在生态风险指数分析表明,沉积物中Cd、Hg污染最为严重,Cr污染程度最低。沉积物重金属主要来源为石煤开采源、交通和农业混合源、自然源以及大气沉降源,贡献率分别为33.8%、20.4%、17.7%和28.1%。研究表明,研究区沉积物受到石煤开采影响,重金属Cd超标严重,应加强管控。     

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。     

重庆主城区段长江沉积物中重金属污染的生态风险

以重庆主城区段长江寸滩和望龙门断面沉积物中重金属为研究对象,以潜在生态风险指数法为研究手段,对1996-2010年重金属污染程度进行了评价.结果表明,沉积物中各种重金属均有一定程度的富集,重金属浓度(除Pb外)年际间差异显著;15年平均生态风险为中等,首要污染元素为Cd和Hg,应考虑对其进行优先控制;15年间两断面生态风险趋势为先上升后下降,峰值出现在2005年,该年为极强生态风险.“十一五”期间生态风险显著降低的原因有总量减排等环境政策的实施,上游地区污水处理厂、垃圾填埋场等环保设施的建设与投用,此外,三峡水库蓄水引起水力条件改变,沉积物中的重金属可能向上覆水再释放,致使沉积物中的重金属浓度降低.     

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。     

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。     

长江口倾倒区海域水体与沉积物中重金属的分配与生态风险

为研究长江口海域重金属的分布特征、水相-颗粒相分配规律及其潜在生态风险,于2014年8~9月对倾倒区海域水样和沉积物样进行了采集,并采用Hakanson潜在生态风险指数法对其生态风险进行了评价。研究结果显示,长江口海域表层海水中Cd、Hg和As的浓度分别为0.07±0.03、0.07±0.07和2.30±0.51μg/L,低于或接近海水一类标准值。表层沉积物中,Cd、Hg和As的浓度依次为0.18±0.09、0.05±0.03和8.02±2.14mg/kg。与国内外研究相比,长江口海域重金属浓度处于相对较低污染的水平。Cd、Hg和As的颗粒相-水相分配系数logKp与pH、无机氮和COD均呈负相关关系,即随pH、无机氮和COD值升高,Cd、Hg和As趋于从颗粒相中向水相中迁移。PO3-4对与Cd的分配系数呈正相关关系,表明PO3-4浓度的增加能够促进水相中Cd吸附或吸收到颗粒相中。长江口海域表层沉积物中Cd、Hg和As的潜在生态风险系数分别为14.59±7.12、7.94±3.49和5.34±1.43,表现为CdHgAs,且均处于轻微污染的水平。     

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。     

温瑞塘河河网沉积物重金属生态风险评价

以温瑞塘河温州市区河道底泥沉积物中的重金属为研究对象,采用Hakanson潜在生态风险指数法评价重金属污染的综合及单项生态风险。结果表明,以温瑞平原土壤沉积物为背景值,研究区域有23个采样点的Cd污染指数超出了极强生态风险阈值,1个采样点的Cu污染指数超出极强生态风险阈值,1个采样点的Pb污染指数达到了强生态风险,Zn、Cr生态风险水平相对较低。重金属污染中心位于研究区西南方向的工业园区,电镀及皮革产业所带来的点源污染可能是其主要污染来源。Cd是温瑞塘河温州市区河道底泥沉积物中最主要的污染物,需加强对Cd污染物排放的监督与管理。     

基于PCA和ArcGIS的县域土壤重金属生态风险评估及来源解析

为了量化思南县农用地土壤重金属污染特征和生态风险程度,采集了65个土壤样品,采用单因子污染指数、内梅罗综合污染指数和潜在生态风险评价法,对Cd、Hg、As、Pb、Cr、Cu、Ni和Zn 8种重金属的含量特征和生态风险进行了评价,并用PCA主成分分析法对其来源进行了识别。结果表明：Cd、Hg、As、Pb、Cr、Cu、Ni和Zn的含量分别是贵州省A层土壤背景值的1.02、2.36、1.25、1.44、1.07、1.03、1.01、1.09倍,出现了不同程度的累积;单因子评价结果表明,Cd是研究区农用地土壤主要的污染元素;思南县轻度污染、中度污染和重度污染点位分别占70.77%、7.69%、4.62%;综合生态风险指数结果表明,95.48%的点位处于轻度风险等级,4.52%的点位处于中度风险等级;通过PCA主成分分析得出,Cr、Cu、Ni为自然源,贡献率为34.22%,Hg、As、Pb、Zn为混合源,包括矿产资源开发、交通排放和生活源等,贡献率为28.31%,Cd、Zn为农业源,贡献率为13.68%。     

秦淮河沉积物中重金属赋存特征及风险分析

利用电感耦合等离子体发射光谱仪对南京秦淮河水体及沉积物中的重金属Cd、Cr、Cu、Pb、Zn的含量及其在沉积物中的赋存形态进行了定量及界定。结果表明,秦淮河沉积物中重金属的含量较高,超过背景值最高达15.37倍。沉积物中Cd和Pb的主要赋存形态为铁锰结合态,Cr的主要赋存形态为有机结合态,Cu的主要赋存形态为有机结合态和可交换态,Zn的主要赋存形态为可交换态和铁锰结合态;Cu、Cr和Zn的有效态比例较高,潜在生态风险较大。主城区的拖板桥和珍珠桥采样点污染最严重,秦淮河上游来水污染最轻。