湖南洞庭湖水系As和Cd等重金属元素分布特征及输送通量

土壤地球化学调查显示,长江沿岸,尤其湖南洞庭湖流域存在以镉为主的重金属高值带。为进一步确定As和Cd等重金属元素在河流中的存在形式、迁移方式和通量等地球化学特征,本研究在洞庭湖水系主要干支流的关键位置布置采样点,分夏季丰水期和冬季枯水期两次,采集了原水、0.45μm过滤水和0.20μm过滤水等水样品,以及悬浮物固体样品,分析了水和悬浮物样品中As和Cd、Pb等重金属元素含量。结果发现,As元素在湘江、资水、湘江上游支流西河和耒水中含量最高,耒水、西河及湘江的Pb、Zn含量相对偏高,Cd在湘江、耒水及汨罗江的含量也明显高于其他河流;研究区河水中As、Ni、Cd和Zn等元素在水中离子态比例较大,其溶解态含量受河水pH和温度的控制,湘江、西河、耒水和汨罗江中悬浮物As、Zn、Cu、Cd、Pb和Cu等元素含量远高于其他水系悬浮物,这与这些流域内存在多金属矿区密切相关;不同元素在河水中迁移途径有很大差别,As以溶解态和胶体态为主要迁移形式,Pb、Zn、Cu、Cd和Ni等重金属元素以悬浮物形式迁移的比例最大;主要入湖河流中,湘江输入洞庭湖的As、Zn、Cu和Cd总量最大,年通量分别为961.43 t、478.90 t、101.67 t、59.58 t。     

鄱阳湖水系重金属元素地球化学特征及入湖通量

江西省多目标区域地球化学调查显示,鄱阳湖流域河流两岸土壤(河漫滩沉积物)中存在明显的重金属异常带。为揭示河流两岸河漫滩沉积物(土壤)中重金属元素的来源、输送通量及其沉积历史,分别于丰水期和枯水期系统采集了鄱阳湖流域赣江、信江、饶河、抚河、修水及鄱阳湖湖水、悬浮物等样品,分析As、Cd、Pb等元素含量。研究表明：As、Pb、Cu、Zn等元素在研究区河流中的含量普遍较高,不同时期河水中的元素含量有较大的差异;各重金属元素在研究区河流迁移形式有很大的差别,As和Cd主要以离子态形式迁移,但Cd悬浮态迁移形式所占比例也很大;Pb、Zn、Cu和Ni主要以悬浮态形式迁移;重金属在河流水体和悬浮物两相中的分配受水体pH值、温度和悬浮物浓度等因素影响,不同的元素受这些因素的影响程度有很大的差别;按各支流输送通量,赣江和信江对湖区重金属元素输入通量的贡献最大,是鄱阳湖Cd等重金属元素的最主要来源。     

长江南京段沉积物元素特征及地球化学意义

采集了长江南京八卦洲段悬浮物、漫滩柱状沉积物和表层沉积物样品,分析了Al、Fe、Mn、Hg、Ni、Cr、Cu、Pb、Cd、Co、Zn含量.结果表明,柱状沉积物元素含量垂向变化较小,反映沉积物来源比较稳定;表层沉积物微量元素含量因子分析反映元素主要受流域地质影响,Cd、Cu、Pb、Zn等元素还叠加人为活动的影响;悬浮物与长江中下游成矿带地质体的Pb同位素206Pb/207Pb比值非常接近,表明长江中下游成矿带来源悬浮物携带以Cd为代表的重金属对江苏沿江土壤重金属富集胚层起着重要的塑造作用.     

湖南水口山多金属矿区废石堆重金属污染评价及赋存形态分析

湖南水口山及周边是湖南省重金属污染较为严重的地区之一,龙王山金矿床是该区中部的一个重要金矿床.为调查该矿床废石堆污染状况、是否为周边环境的污染源、污染途径、重金属迁移能力和潜在的危害,对矿区FS17废石堆进行了自然淋滤水和24 m浅钻系统取样,开展重金属元素总量分析,利用单因子指数法和内梅罗综合污染指数法对其重金属污染程度进行污染评价,采用四步改良BCR提取法分析废石堆中8种重（类）金属元素（Pb、Zn、Cd、Cu、Cr、Ni、As和Fe）的赋存形态,并利用迁移指数量化废石堆重金属元素迁移能力;发现废石堆中Cd、Cu、Pb、As、Zn、Ni重金属元素严重超标,且在垂向上分布极不均匀;其自然淋滤水样中重金属元素Cd、Ni、Zn、Cu也严重超标;废石堆浅层重金属元素潜在迁移能力顺序为:Cd＞Ni≈Zn＞Cu＞Pb＞As＞Cr＞Fe,深层重金属元素迁移能力顺序为:Cd＞Zn＞Cu＞Ni＞Cr＞Pb＞As＞Fe,浅层重金属元素的迁移性大于深层;说明该废石堆重金属元素含量高,是周围环境重要污染源,酸性废水排放为其释放污染元素的主要途径;Cd、Cu、Zn、Ni迁移能力强,是周围环境的主要污染元素;Pb、Ni、As的迁移性在深层明显降低,可以通过埋深来削弱其迁移性,而Cr不会对周边环境产生污染.      

承德中部土壤-黄芩系统重金属生物有效性及迁移累积特征

土壤重金属含量是影响黄芩产量和质量的重要因素。选取承德市中部金沟屯和五道岭两处黄芩种植示范区为研究区,采集表层土壤样品355件,黄芩样品30件,重金属形态样品15件。在分析土壤Mn、Zn、Cu、Cr、Cd、As、Pb、Ni、Hg、V、Co、Sb和土壤有机质含量（SOM）及pH值,黄芩Zn、Cu、Cr、Co、Cd、Pb、Ni、Hg和As含量基础上,采用描述性统计、地累积指数、主成分和RDA分析、重金属生物富集系数、生物活性系数和迁移系数等方法论述了土壤-黄芩系统重金属生物有效性及迁移累积特征。结果表明:金沟屯和五道岭区土壤各重金属累积程度总体属无-中度累积水平。五道岭Cu和Hg累积程度高于金沟屯区,其它元素累积程度低于金沟屯区。五道岭区表层土壤Cr、Cu和Cd含量超标率分别为2.82%、1.69%和1.13%;金沟屯区土壤Cd、Cr和Ni,五道岭区土壤Zn和Hg含量超标率均为0.56%。五道岭区黄芩Cu元素含量高于金沟屯区,Co和Cu元素生物富集强度高于金沟屯区,其它元素含量和生物富集强度则均低于金沟屯区。土壤Cd和Hg元素生物活性系数相对最高,Ni、Zn和Pb元素次之,Cu、Cr和As生物活性系数相对较低。金沟屯区根系土具有较低的pH值和较高的SOM含量,区内黄芩根部As、Cd、Cr、Ni、Zn和Pb元素BCF平均值高于五道岭区,Cu元素富集强度低于五道岭区。土壤重金属生物有效性和黄芩重金属生物富集强度受土壤pH和SOM含量影响,其中Cd和Cu元素受SOM含量影响最为明显。     

江西省赣县沙地土壤重金属的来源及环境等级评价

为研究赣县沙地土壤中重金属的来源,进行环境等级影响评价,在研究区采取了2708件土壤样对Cd、Cr、As、Hg、Cu、Pb、Zn、Ni八种重金属元素及pH进行分析测试,按照现有环境地球化学等级标准进行评价,利用地质统计分析法和空间分析法,探讨分析重金属元素可能来源。结果表明:研究区土壤中的As、Pb和Cu平均值均低于赣州市背景值,Cd、Hg、Cr、Zn和Ni平均值略高于赣州市背景值。与全国土壤背景值相比,Cd、Pb平均值高于全国土壤背景值,As、Co、Ni、pH、Cu低于全国土壤背景值,土壤中Hg、Zn背景值含量与全国背景值相差不大;各重金属元素具有较好的空间相关性,空间变异主要受结构性因素为主,受随机性因素较小;基于各元素半差函数块基比,结合元素间相关系数及因子载荷分析,研究区中Cd、Cr、Cu、Pb、Zn和Ni主要受地球化学成因影响,得出AS、Cd和Pb土壤污染主要来自地质高背景。     

内江市双桥乡土壤重金属含量及风险评价

以四川省内江市双桥乡为研究区域,调查分析各类土壤中重金属（Cu、Pb、Zn、Cd、Cr、As、Hg、Ni）含量情况。采用单因子污染指数、内梅罗综合污染指数和富集因子评价方法,对土壤重金属污染状况进行评价。研究结果表明,该地区Cd、Cr、Cu、Ni、Pb、Zn元素平均含量高于成都经济区、四川省、中国土壤背景值,有一定程度的Cd、Cr、Cu、Ni、Pb、Zn富集,Hg元素有个别样点含量偏高,并且单因子重金属的污染程度依次为：Cd〉Ni〉Zn〉Cu〉Cr〉Pb〉As〉Hg,Cd在绝大部份区域存在轻微污染,由内梅罗污染指数和富集因子评价得出区域综合污染程度为轻度。     

安徽铜陵水木冲尾矿重金属赋存状态及污染特征研究

为探讨富硫化物尾矿酸化及重金属污染特征,选择安徽铜陵水木冲尾矿库浅层(0～90 cm)剖面为研究对象,对其结构特点、矿物组成、重金属(Pb、Cd、Zn、Ni、Cr、Mn、Cu和As)含量及赋存形态进行研究。结果表明,该尾矿库浅层出现分层现象,即表层为强硬化层,向下依次为弱硬化层和松散层,且呈酸性;矿物主要以辉石、长石、云母和石膏为主,由浅及深,金属硫化物及碳酸盐型矿物特征峰呈现增强的趋势;重金属呈现两种富集类型:表层(0～30cm,As、Pb)富集和中部(40～60 cm,Cd、Cu、Mn、Ni、Zn和Cr)富集型,其中Cu、Cd、As污染较为严重。由相关性分析可知,部分金属之间存在一定的伴生性,且p H值是影响重金属迁移的重要因素之一。该尾矿重金属主要以残渣态为主,其中Pb的潜在迁移能力最强,As最弱,顺序为Pb Cd Zn Ni Cr Mn Cu As。     

雄安新区西南部耕层土壤重金属的地球化学分布特征及评价

为查明雄安新区西南部耕层土壤的重金属元素污染状况,以唐河-唐河新道、清水河-府河流经区域的农田土壤为研究对象,采用野外采样和室内分析相结合的方法,调查研究耕层(0~20 cm)土壤As、Cu、Zn、Ni、Pb、Cr、Cd和Hg元素的质量分数和分布特征,分析评价重金属元素的污染状况及潜在生态危害风险等级。调查表明,除Cd外,其它重金属元素的平均值均低于土壤风险筛选值,有55%的Cd元素样本超出筛选值,其平均值超出筛选值约26.67%;土壤中As、Cu、Zn、Pb和Cd元素均有不同程度污染,污染程度排序为Cd＞Cu＞As(Zn)＞Pb,其中Cd的污染风险区大面积分布在研究区的中东部,具有典型面状污染特征,Cd元素重度和中度污染的比例分别为3.09%和12.74%;8种重金属元素潜在的生态危害程度排序为Cd＞Hg＞As＞Pb＞Cu＞Ni＞Cr＞Zn,其中Cd的生态危害为强、很强和极强的超标率分别为32.43%、31.27%和4.63%;RI值为强生态危害及其以上的比例占38.61%,平均值为287.39。综上表明,雄安新区西南部耕层土壤整体存在重金属元素的污染,重金属的潜在危害程度为中等风险。     

大亚湾表层沉积物重金属元素形态特征、控制因素及风险评价分析

为了解大亚湾表层沉积物中重金属的污染状况,对大亚湾海域23个点位表层沉积物中7种重金属元素（Cr、Ni、Cu、Pb、Zn、Cd、As）的质量分数、形态特征、来源控制因素以及潜在生态风险进行了研究。采用优化BCR提取法分析重金属元素赋存形态,并依据各种重金属元素的形态特征与沉积物基质属性进行了相关因子分析,了解其分布的控制因素。结果表明：大亚湾沉积物重金属元素呈现环带状分布特征,从岸向湾内逐渐减小;重金属元素质量分数的高值区主要分布于大鹏澳、哑铃湾及范和港附近;重金属元素赋存形态中Cr、Ni、Cu、Zn、As主要以残渣态存在,Pb主要以可还原态存在,Cd主要以酸提取态存在;7种重金属元素各自非残渣态所占比率从大到小为Pb(78.83%)、Cd(78.65%)、Cu(48.54%)、Zn(48.10%)、Ni(38.31%)、Cr(28.43%)、As(27.76%),即Pb最高,As最低,表明Pb的迁移性最强;通过因子分析,大亚湾重金属主要为沿岸自然风化产物的输入,其次为工业废水及养殖污水。运用酸提取态风险评估法对重金属元素潜在生态风险进行评价,发现研究区所选重金属元素综合风险评价Cd为高风险,其余重金属为中-低风险等级。     

渤海西部表层沉积物中重金属的环境地球化学特征

为探讨渤海西部在多重环境因素变化下沉积物中重金属的环境地球化学行为,分析了渤海西部44个站位表层沉积物样品中8种重金属元素含量,研究了重金属元素的分布特征、环境影响因素及其生态风险。结果表明,渤海西部表层沉积物中As、Cu、Cd、Cr、Hg、Ni、Pb、Zn的平均含量分别为117 mg/kg、255 mg/kg、014 mg/kg、689 mg/kg、0037 mg/kg、303 mg/kg、223 mg/kg、757 mg/kg;Cu、Cr、Ni、Zn含量与有机碳含量、小于63 μm细粒沉积物呈显著正相关,其在表层沉积物中的分布明显受到有机质含量和沉积物粒径的控制,而As、Hg分布没有明显受到有机质含量的影响。富集系数显示,Cr、Ni、Pb和Zn为无富集,Cu、As为轻度富集,Cd和Hg为中度富集。与多种背景值和一致性沉积物质量基准相比较,渤海西部表层沉积物Pb、Cd的含量超出背景值,而Cu、Zn、Ni、Cr、As、Hg含量也存在一定的异常,但其含量水平引发有害生物效应的可能性不大,尽管重金属元素含量偏高,但生态风险较小。     

南宁市郊周边农田土壤-农作物系统重金属元素迁移特征及其影响因素

通过采集南宁市郊农田中玉米、蔬菜、水稻可食部分及其根系土150组,研究重金属元素在不同土壤-农作物系统中迁移特征及其影响因素,结果表明:根系土中Hg、Cd、Cr、Cu、Ni、Pb、Zn平均含量分别为0.116、0.202、56.76、22.12、14.49、25.18和56.28 mg·kg-1。农作物对应平均含量分别为0.001 1、0.037、0.054、1.153、0.205、0.011和9.37 mg·kg-1。根系土富集因子表明Cd受到不同程度人为活动影响,Cr和Ni主要受地质背景控制;不同作物系统元素富集因子表明Pb在土壤-农作物系统中迁移能力最低,Zn迁移能力最强。Cd、Cr、Cu、Ni、Pb和Zn在土壤-水稻系统重迁移能力显著高于蔬菜和玉米。根系土中pH、CaO、有机质、Fe2O3、K2O、MgO与重金生物富集系数呈显著性负相关,但在土壤-叶类蔬菜系统中根系土中K2O、MgO与Hg生物富集系数呈显著正相关。      

长江口海域表层沉积物重金属元素赋存形态特征

通过长江河口地区水下表层沉积物样品多种化学元素的赋存形态分析测试数据,综合分析重金属元素的赋存形态特征。研究结果显示：镉、汞、铅残渣态所占比例均小于50%,锌、砷、铬、铜、镍残渣态占比均大于50%;8个元素的残渣态与全量呈显著正相关关系。沉积环境和沉积物粒径对重金属元素赋存形态具有重要影响。沉积物的物质来源、矿物组成特征、水动力作用与沉积物粒度和物理化学条件等是长江口地区表层沉积物重金属元素赋存形态的主要控制因素。     

包头市典型工业区表层土壤中重金属污染状况及其潜在生态风险研究

为了解包头市典型工业企业对其所在地土壤中重金属含量的影响及污染现状,利用相关性系数对其表层土壤中7种重金属(Cu、Zn、Pb、Cr、Cd、Mn、Ni)来源进行研究,并采用内梅罗综合污染指数法和潜在生态危害指数对其污染状况进行评价。结果表明,7种重金属含量平均值均高于内蒙古土壤背景值,其中Cd、Mn、Ni超标率已达100%,而Cu、Pb、Zn的超标率分别为97%、93%和93%,只有Cr超标率较低(53%),污染程度依次为CdPbCuNiZnMnCr,其中Pb和Cd为重度污染,Cu、Zn、Ni为中度污染,Cr、Mn为轻度污染;Cu、Zn、Cr、Mn、Ni可能同时来自工业生产和交通运输两个源,而Pb和Cd除上述来源外,燃煤烟气的排放有较大贡献。潜在生态危害依次为CdPbCuNiCrZnMn,其中Cd的潜在生态风险最大,应予以高度重视,其他金属的风险均为轻微。     

珠江三角洲污灌区地下水重金属含量及其相互关系

为了解污灌区地下水重金属含量特征,采集地表水样5组、地下水样14组进行化学组分定量分析。结果表明：污灌区地下水8种重金属元素中,仅有Ni和As两种元素超标,超标率分别为14.3％和42.9％。8种重金属含量在污灌区地表水、工厂废水以及地下水中存在明显的对应关系。Ni、Zn、Se、Cd这4种元素间存在显著或极显著的正相关关系,Cu与Pb和Cd分别呈极显著和显著的正相关关系,Cr仅与Ni呈显著的正相关关系,As与其它7种元素的相关性均不明显。聚类分析结果显示8种重金属可分为4类：Pb和Cu一类,Se、Cd、Ni、Zn一类,Cr和As均单独一类。Pb和Cu与Fe的相似性最好,Se、Cd、Ni、Zn与Mg²⁺存在较好的相似性,Cr与HCO^－₃的相似性最好,As与SO^2－₄存在一定的相似性。     

三峡库区澎溪河消落带土壤中重金属形态分布与迁移特征研究

消落带是水域与陆地的过渡地带,对水环境有着至关重要的影响。本文以三峡库区消落带面积最大的澎溪河流域作为研究区域,采集消落带土壤及其沿岸土壤样品,分析重金属形态分布特征,并使用地质累积指数法和风险评价准则(RAC)对重金属污染程度及生态风险进行评价。研究表明,消落带土壤中Pb、Cu、Cr、Cd、Zn和Ni平均含量分别为68.70、36.96、55.10、0.68、108.26、31.68 mg/kg,污染程度依次为CdPbZnCuNiCr,以Cd和Pb污染较为突出,普遍高于长江干流土壤,远高于重庆地区土壤。Cd的RAC值为20.62%,呈中等环境风险;其形态稳定性最差,以可还原态和酸提取态为主。Pb、Cu、Cr、Zn、Ni的RAC值为5.45%~10.0%,环境风险较低;且均以残渣态为主,占总量的54.69%~83.05%。以消落带沿岸土壤为对照,消落带形成后土壤中各重金属总量均有不同程度升高,且不同重金属在其增量部分的形态存在差异,Cr和Ni的增量部分以残渣态为主,Cd、Pb、Zn的增量以非残渣态为主。研究发现,由于受到水域与陆地污染源的双重影响,澎溪河流域重金属具有由沿岸向消落带沉积富集的趋势。     

Multivariate analysis of heavy metals in surface sediments from lower reaches of the Xiangjiang River, southern China

The concentrations of heavy metals (Cr, Mn, Co, Ni, Cu, Zn, Cd, and Pb) in 16 samples collected from the lower reach (Changsha–Xiangtan–Zhuzhou section) of the Xiangjiang River in southern China were determined by high-resolution inductively coupled plasma mass spectroscopy (HR-ICPMS). Multivariate analysis, such as principal component analysis and cluster analysis, coupled with correlation coefficient analysis, was used to analyze the analytical data and to identify possible pollution sources of heavy metals. The results showed that the eight studied heavy metals accumulated in the sediments from the lower Xiangjiang River, especially Mn, Cu, Zn, Pb and Cd, which were 2.0–2.6, 1.7–2.6, 3.5–3.8, 3.2–3.6 and 189.5–152.8 times the soil trace element background for Hunan Province and UCC background values, respectively. Principal component analysis and cluster analysis, coupled with correlation coefficient analysis, revealed that the sediments from lower Xiangjiang River were mainly influenced by two sources: Cr, Co, Ni, Cu, Zn, Cd and Pb mainly originated from industrial sources, whereas Mn was derived from both industrial and natural sources, but mainly from natural sources due to weathering and erosion.