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.     

基于GIS和PMF的铜仁植烟土壤重金属污染特征与来源解析

植烟土壤重金属污染不仅影响烟叶品质,同时会对吸烟者的健康构成潜在危害,研究植烟土壤重金属污染现状及来源贡献对于保障烟叶安全生产具有重要意义。为定性、定量分析贵州铜仁地区植烟土壤重金属污染特征及来源贡献,采集主要植烟区土壤样品267份,测定8种重金属元素（Cu、Ni、Pb、Zn、As、Hg、Cr、Cd）含量,采用单因子污染指数（P_i）、污染负荷指数（PLI）结合地统计分析对重金属污染特征进行评价,并运用正定矩阵因子模型（PMF）解析其重金属的来源及贡献率。结果表明：植烟土壤Hg和Pb累积明显,均值分别是贵州省土壤背景值的2.27倍和1.74倍;P_i表明Cd、As、Pb的污染程度较高,高值区分布与区域矿冶活动分布密切相关。PMF计算结果显示,植烟土壤重金属来源主要有自然源、铅锌矿业源、交通和铅锌冶炼混合源、汞矿和煤矿源以及农业源5种类型,贡献率分别为25.38%、20.41%、16.60%、14.56%、23.05%。研究区植烟土壤重金属综合污染水平较低,重金属来源复杂,应重点加强Hg、Cd、Pb的源头控制,以降低其污染风险。     

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。     

长江中游某矿区水体和沉积物重金属来源解析及分布特征和生态风险评估

为探究长江中游沿江某矿区周边水-沉积物重金属分布特征、潜在风险及其来源,本研究以江西省北部某矿区周边水体及其沉积物中7种重金属(As、Cd、Cr、Cu、Hg、Pb和Zn)为研究对象,通过多点采样分析其在地表水-沉积物系统中的污染特征,并运用单因子评价指数和地累积指数(I_geo)分别对地表水和沉积物中所含重金属进行风险评价,最后通过正定矩阵因子分析(Positive definite matrix factorization,PMF)模型解析沉积物中重金属来源。结果表明：受酸性矿山废水直排影响,该地区地表水和沉积物酸化严重,pH最低分别为2.12和2.62。水体和沉积物中,以Cu、Zn和Cd超标较为严重,水体中分别为0.001～46.96、0.01～122.90、ND～64.97 mg·L^-1,沉积物中分别为21.30～1 840.61、54.20～1 487.55、0.04～18.73 mg·kg^-1,其中以Cd点位超标率最高(68.97%)。风险评价结果表明,超过50%的点位受到Cu和Cd的污染,属于重度风险等级,且多...     

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。     

贵州草海沉积物汞的含量和分布特征初步研究

为弄清目前草海沉积物汞污染情况, 研究了不同水文季节(枯水期和丰水期)草海沉积物中汞的含量和分布特征. 结果表明: 草海沉积物总汞(THg)浓度为762.7～1014.7 ng/g, 甲基汞(TMeHg)浓度为0.11～3.9 ng/g; 沉积物总汞高于天然沉积物汞浓度, 表明沉积物已经受到污染. 有机质的降解直接或间接影响总汞的分布; 沉积物甲基汞在丰水期大于枯水期, 有机质含量高的草海沉积物中甲基汞含量却不高, 主要与丰富的水生植物有关.     

贵州草海湖湿地水体污染特征及污染因子分析研究

为促进贵州高原湿地草海的可持续发展,改善草海水环境状况,恢复草海保护区的湿地功能,分析了草海在丰水期和枯水期的水质特征,并以《地表水环境质量标准》中Ⅰ类水作为评价依据对草海水质进行综合污染指数评价.结果表明:枯水期和丰水期各监测指标存在差异,DO、高锰酸盐指数、TP、TN、氨氮、BOD间存在显著或极显著的正相关关系,草海湖区综合水质评价指数枯水期高于丰水期,但空间分布特征基本一致,其中草海码头综合污染指数最高,污染程度最为严重,从湖面入口到湖中心污染指数依次递减.污染物来源主要是草海周边农田化肥、周边村落畜禽养殖所产生的粪尿和居民的生活污水,应重视农业生产中对废弃物和废水的排放量的限制.     

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。     

细河流域农田土壤重金属污染评价及来源解析

由于长期接纳沈阳市工业废水和生活污水,细河水质和周边土壤污染严重。2015年10月采集细河流域农田表层(0~20 cm)土壤样品134份,分析土壤中重金属Hg、As、Pb、Cd、Ni、Cr、Zn和Cu的含量分布特征并进行污染评价,首次采用正定矩阵因子分析法(PMF)对该地区8种重金属来源进行分析,为土壤重金属源解析方法学评价提供依据。结果表明:细河流域农田土壤中Hg、As、Pb、Cd、Ni、Cr、Zn、Cu含量范围分别为0.04~1.85、4.80~11.70、10.80~36.70、0.09~1.50、22.30~47.40、19.60~104.00、71.40~242.00、31.20~105.00 mg·kg~(-1),其中Hg、Cd、Zn、Cu、Ni和Cr含量均值是沈阳市土壤背景值的3.80、2.50、2.04、2.03、1.14倍和1.02倍,Cd、Cu和Hg的含量超过土壤环境质量标准(GB 15618—1995)样点比例分别为48%、9%、9%。单因子污染指数评价结果显示Hg和Cd污染最为严重,污染指数均值分别为4.52和2.96;内梅罗综合污染指数均值为4.13,说明研究区域总体为重度污染。PMF模型解析出重金属污染来源有:工业污染源贡献率36.5%,交通污染源和大气沉降综合污染源贡献率23.5%,农业污染源贡献率20.8%,自然成土母质源贡献率19.2%。     

渭河宝鸡段表层沉积物重金属污染研究

采用现场采样及室内分析方法,在对渭河宝鸡段表层沉积物基本理化性质分析的基础上,研究了沉积物中重金属的含量、赋存形态及迁移特征,并进行了污染评价.结果表明,沉积物中Zn、Co、Cd和Hg的平均含量均高于世界、中国和陕西土壤元素背景值,其中Cd(中国和陕西土壤元素背景值的4倍)和Hg(中国和世界土壤元素背景值的7～8倍、陕西土壤元素背景值的16倍)尤为突出.Cr、Ni、Zn、Cu和Co在沉积物中主要以残余态形式存在(50%以上),Pb主要以可还原态形式存在(近55%),Mn和Cd主要以乙酸可提取态形式存在(近50%).重金属迁移顺序为Mn(56.70%)≈Pb(56.65%)>Cd(53.66%)>Co(48.82%)>Cu(43.99%)>Zn(21.93%)>Ni(15.49%)>Cr(11.43%),其中Mn、Pb、Cd、Co和cu的危害较大,有近45%～60%可以发生迁移转化.污染评价结果表明,沉积物主要受到Cd和Hg污染,具有高的潜在生态危害.     

基于PMF和Pb同位素的农田土壤中重金属分布及来源解析

为阐明九龙江中下游沿岸农田土壤中重金属分布特征、污染现状及来源,测定了该区域土壤中Cr、Ni、Cu、Zn、As、Cd、Pb的含量及Pb同位素比值。结果显示研究区域过去20年土壤中重金属含量呈现上升趋势,其中Cd增长幅度最大;空间上,除Cd外,不同功能区组间重金属差异显著,反映出研究区域受到了人为活动的显著影响,高Cd浓度现象可能是农业污染造成的一种普遍的共有现象;潜在危害指数评价法显示该区域大部分站点属于中等生态风险区域,主要贡献因子为Cd;主成分分析法(PCA)和正定矩阵因子分析法(PMF)分析结果均显示土壤重金属主要来自5种污染源,PMF法得出这些污染源的贡献率大小依次为工业源(26.3%)交通源(23.2%)自然源(22.0%)农业源(16.2%)其他混合源(12.0%);三端源混合模型结合Pb同位素示踪法得到交通源、燃煤和工业源对九龙江土壤中重金属Pb的贡献率分别为57%、34%和9%。三种源解析方法所得结果吻合,三者均能较好地解析土壤中重金属,可以构成互补的多元源解析体系。     

草海水体中多环芳烃污染特征及生态风险评价

利用GC-MS测定草海水体15个样品中16种优先控制多环芳烃(PAHs)的含量,分析其组成和来源特征,并进行生态风险评价.结果表明:水体中PAHs总量的变化范围为13.40~694.93 ng·L^-1,平均值为334.73 ng·L^-1,高于太湖、巢湖、鄱阳湖等国控重点湖泊;草海水体中PAHs组成以2、3环为主,占PAHs总体含量的68.59%;空间分布表现为湖心区浓度最低,受附近居民影响较大的近岸区南侧浓度最高.源解析结果显示草海水体中PAHs的主要来源为煤和木材、柴薪等生物质的燃烧,主要通过生活污水排放进入草海.通过风险商值的方法对PAHs的潜在生态风险进行了评价,结果显示PAHs在12个采样点呈现低风险水平,2个中等风险,1个高风险,其中5、6环PAHs的平均风险商值占总体的64.87%.     

贵州草海上覆水与沉积物中砷的分布特征及扩散通量估算

对草海不同区域沉积物上覆水及孔隙水、附近河流和雨水中砷的含量与分布特征进行了分析,并利用一维孔隙水扩散模型估算了砷在沉积物-水界面的扩散通量。结果表明:草海出口砷含量为1.59μg·L~(-1),明显高于流入草海的水体端元(平均值0.32μg·L~(-1))和雨水(0.37μg·L~(-1))中砷浓度;草海上覆水中砷的空间分布表现为挺水植物区(2.99~3.45μg·L~(-1))沉水植物区(1.79~2.34μg·L~(-1)),垂直分布上无明显变化,挺水植物区上覆水体中的砷以As(Ⅲ)(H_3AsO_3)形态存在,沉水植物区上覆水体中的砷以As(Ⅴ)(HAsO~(2-)_4)形态存在;而沉积物和孔隙水中总砷含量垂直方向上波动较大,规律与上覆水相似,均表现为挺水植物区沉水植物区,其中挺水植物区沉积物砷含量为19.86~36.45 mg·kg~(-1),平均值27.84 mg·kg~(-1),沉水植物区沉积物砷含量为13.05~32.32 mg·kg~(-1),平均值19.79 mg·kg~(-1);草海挺水植物区和沉水植物区三处取样点在沉积物-水界面的扩散通量分别为73.84μg·m~(-2)·d~(-1)和18.99、11.45μg·m~(-2)·d~(-1),均表现为沉积物孔隙水中的砷向上覆水释放,揭示沉积物可能是草海水体中砷重要的输入源。     

贵州省某县辣椒种植区土壤重金属空间分布特征及来源解析

为了探讨贵州省某县辣椒种植区土壤重金属来源,采用4 km×4 km的网格采集了108个土壤样品,运用电感耦合等离子体质谱仪(ICP-MS)和原子荧光光谱仪(AFS)测定土壤中Cd、Hg、As、Pb、Cr、Cu、Zn、Ni元素含量,通过正定矩阵因子分析模型(PMF)解析土壤中8种重金属的污染来源。结果表明:辣椒种植区土壤大部分重金属含量相对贵州省土壤背景值已存在一定程度的富集,大部分土壤中Cd含量超过农用地土壤污染风险筛选值,且8个重金属在研究区的分布差异较大,Cd、Hg、As、Cr、Ni的高含量区主要分布在研究区的东部;Pb的高含量区较为零散,没有明显集中分布区;Cu、Zn的高含量区主要分布于西南部。PMF模型解析出5个贡献源,工业源、自然源、交通源、大气沉降源及混合源。其中,Cd的污染来源较为复杂,有自然背景、农业活动、工业活动等;Hg的主要来源是大气沉降;As的污染来源主要是工业活动;Pb、Zn的污染来源主要是交通活动;Cr、Cu、Ni的主要来源是自然背景,其中部分Zn还可能来源于交通活动。辣椒种植区存在Cd、Hg、As、Cu、Ni污染风险,辣椒产业布局应考虑交通、工业等活动对土壤表层重金属的影响,减少污染源、降低污染物排放量;同时也要合理的施用化肥、农药,以保障辣椒的安全生产。     

基于清单分析的江苏省农业面源污染时空特征及源解析

通过清单分析方法,估算了江苏省总体的及其13个城市的农田化肥、畜禽养殖、水产养殖、农田固体废弃物以及农村生活等5类主要农业面源污染来源化学需氧量(COD)、总氮(TN)和总磷(TP)的排放总量、排放浓度及其贡献率,从时间和空间的角度分析了江苏省在1990 ～2009年间农业面源污染变化程度及各市分布差异.结果表明,江苏省农业面源污染COD、TN和TP的排放总量从1990年的6420、54.29和4.78万t增加到2009年的96.88、72.87和8.33万t,排放浓度从1990年的20.978、17.740和1.560 mg·L-1增加到31.654、23.810和2.721mg·L-1.2009年江苏省13个城市的农业面源污染差异较大,COD、TN、TP的排放总量分别在2.459 ～ 17.263、1.619～14.403、0.177～ 1.757万t,排放浓度分别在11.261 ～ 105.597、6.135 ～ 90.005、0.813 ～ 9.239 mg·L-1.农业面源污染COD和TP的主要来源是畜禽养殖,而TN的主要来源是农田化肥.     

贵州草海底泥-上覆水中氮磷含量时空分布特征

为促进贵州高原湿地草海的可持续发展,改善草海水环境状况,恢复草海保护区的湿地功能,研究了草 海在丰水期和枯水期的底泥及上覆水的氮磷时间和空间分布特征,并以叶地表水环境质量标准曳作为评价依据对草 海水质进行评价。结果表明,两个时期草海底泥TN 和TP 呈现中等程度的空间变异性。丰水期草海底泥TN 的空间 特征是S 区跃N 区跃E 区,丰水期和枯水期底泥碱解氮含量为S 区跃N 区跃E 区;丰水期底泥有效磷含量分布规律为E 区跃N 区跃S 区,枯水期底泥有效磷含量为E 区跃S 区跃N 区。丰水期和枯水期草海底泥TN、碱解氮含量由南至北逐渐 升高,西至东逐渐升高。草海的东水域区的各项指标数值都比西水域区高。草海底泥及上覆水中主要是草海周边农 田化肥、周边村落畜禽养殖所产生的粪尿和居民的生活污水。应重视农业生产中对废弃物和废水排放量的限制。     

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。     

农田Cd和Hg污染的来源解析与风险评价研究

以天津某郊区农田为研究对象,调查了土壤及农产品中Cd和Hg的污染状况,运用指数法评估其污染风险,利用GIS空间模型和同位素比值法分析了Cd和Hg的空间分布特征和污染来源,并筛选出生物富集低且经济效益可观的作物种类,为通过种植结构调整降低农田重金属污染风险提供依据。结果表明,研究区内部分农田受到了Cd和Hg的污染,安全土壤点位分别占19%和46%,污染土壤中有较多点位属于警戒(36%和17%)和轻污染(26%和19%),处于重度污染的小于10%,该区域种植的农产品中Cd和Hg超标率分别为17%和37%。基于GIS的空间分布显示:Cd主要以点源形式进入土壤,移动性较大;Hg以面源污染为主,以残渣态为主要形态。运用同位素比值分析法得出:研究区内土壤Cd污染主要来自工业废弃物及灌溉水,农产品中Cd污染主要来源于土壤;土壤Hg污染主要来自大气降尘、有机肥及灌溉水,农产品中Hg的污染来源主要有土壤和大气降尘。不同农作物对重金属的富集能力不同,瓜果类蔬菜对Cd和Hg的富集系数最低,果实中这两种重金属含量均在安全水平以内。研究表明,利用不同植物吸收重金属有效性的差异,通过种植结构的调整,可以在微污染农田中生产出安全农产品,为控制农田重金属污染风险提供了一条可行之路。     

贵州草海沉积物-水界面无机汞和甲基汞的扩散通量

以贵州省草海湖泊沉积物孔隙水为研究对象,实测其溶解态甲基汞和溶解态无机汞的质量浓度,并根据质量浓度梯度和菲克第一定律,初步估算了沉积物-水界面溶解态无机汞和甲基汞的扩散通量.结果表明:不同季节沉积物孔隙水中无机汞、甲基汞与上覆水体中的无机汞、甲基汞之间均存在质量浓度梯度,其溶解态无机汞的质量浓度梯度在枯水期和丰水期分别为8.6 ng/L和25.1 ng/L;溶解态甲基汞的质量浓度梯度分别为0.46 ng/L和2.7 ng/L.在枯水期和丰水期沉积物孔隙水中无机汞的释放通量分别为31.4 ng/(m2.d)和52.8 ng/(m2.d);甲基汞的释放通量分别为1.7 ng/(m2.d)和3.9 ng/(m2.d).沉积物-水界面无机汞和甲基汞的扩散通量远低于同背景区的阿哈湖、红枫湖,并存在明显的季节性变化,其变化与孔隙水中汞的质量浓度的季节性变化一致,均为在丰水期的扩散通量大于在枯水期.