鄱阳湖饶河段重金属污染水平与迁移特性

鄱阳湖饶河入湖段是鄱阳湖重金属污染最严重的水域之一,为了研究其污染现状,本文于2005年3月平水期对鄱阳湖饶河段的水体、底泥、土壤及水生植物的重金属污染水平及迁移特性进行了调查与分析．结果表明,饶河段水体中的重金属除Pb的含量超出地表水环境质量标准Ⅲ类标准外,其它各项监测指标均能达到地表水环境质量Ⅲ类标准．饶河段底泥及河滩土壤的重金属含量平均值与国家土壤环境质量相比,Zn、Cd的平均值超出了三级标准,而Cu、Pb的含量指标均符合三级标准;通过地质积累指数评价结果表明,饶河段重金属底泥除Zn污染为中度污染以外,其他各种重金属污染为轻度污染或偏中度污染,且饶河段底泥中Cu、Zn、Ph三种重金属元素之间呈极显著正相关．饶河段水生植物对Cu、 Zn、Ph都有不同程度的富集;根据富集系数评价表明,植物对Cu的平均富集能力相对较强些,其次是Pb和Zn,多数水生植物表现出对Cd具有一定的抗性．     

云南某地区域地球化学元素分形特征及指示意义

以云南某地1∶20万区域地球化学为例,选取其中的Ag、Cd、Co、Cu、Mn、Mo、Ni、Pb、Zn、Sn、W等11个数据,运用含量-面积法对上述元素分析,建立元素的C-A分形模型,研究表明,元素在空间分布上服从分形分布特征,可以通过不同的分维值来刻画;分形方法可以有效的分析地球化学的背景场与异常场,根据元素异常场的分维值,可以从元素空间富集角度对地球化学元素进行分类,研究表明,Cu、Sn、Ag、Pb、Zn、Cd、Mn可以为本区的主要成矿元素,具有找矿潜力。     

钢铁厂周围不同污染介质的磁学性质及环境意义

为了通过钢铁厂周围不同污染介质的磁学性质研究,实现对环境污染的有效监测,本文系统地采集了河北兴隆和湖南娄底两个钢铁厂周围的树皮和草表面的飞灰、土壤及不同树种的年轮样品.其中前三者用来反映现今污染源,而树木年轮用来追踪长时间尺度的污染历史.通过综合岩石磁学实验分析（包括热磁曲线、磁滞性质和低温实验等）、电子扫描电镜(SEM)和能谱(EDX)以及X射线衍射(XRD)分析,发现钢铁厂周围现今污染源中的主要粗颗粒磁性矿物为磁铁矿、赤铁矿和纯铁.其中8~50 μm的球形磁铁矿颗粒和呈棱角状的铁颗粒是钢铁厂污染物的特征磁性矿物.对不同树种来说,其中香樟树和枫树树木年轮中的磁性矿物以顺磁性物质为主, 不适合用于环境磁学的污染监测.而柳树中的磁性矿物（主要为磁铁矿）与现今污染源的磁性矿物相符.以上研究表明多参数岩石磁学测量并辅以微观分析等手段,可以精确地提取磁性矿物的种类及粒度特征, 判别重工业区污染源,为应用磁学方法来监测环境污染提供依据.     

首钢工业区土壤剖面重金属含量及其结合态的磁指示作用的研究

对取自首都钢铁厂附近的土壤样芯进行了重金属含量、形态分析和的磁学测量.探讨了利用磁参数追踪和指示重金属污染和有机结合态和铁锰氧化结合态重金属的可行性.结果表明:土壤样芯中Cu、Pb、Zn、Fe和Mn的含量与χ、SIRM和ARM存在着十分相似的垂向变化特征,且相关关系显著(0.98>R>0.86).进一步对磁化率和Cu、Pb、Zn、Fe和Mn各结合态进行相关分析表明:五种元素的有机结合态与铁锰结合态和磁化率呈显著相关关系(0.98>R>0.56),而交换态和残渣态重金属与磁化率基本不存在相关关系.反映了磁性矿物和和重金属在赋存状态的本质联系.表明了磁性测量可作为工业区土壤重金属污染及有机结合态与铁锰结合态重金属记录信息提取的辅助手段.     

北京石景山工业区附近一个污染土壤剖面的磁学研究

对北京西郊石景山工业区附近的土壤剖面进行环境磁学研究,结合粒度、金属元素分析、磁学指标测试和多元统计分析,发现磁参数(χ,ARM,SIRM)与重金属元素(Mn,Cu,Fe,Pb,Zn,Al,Sr)含量呈同步垂向变化趋势.来源于工业区附近工业生产排放(钢铁厂、发电厂、水泥厂)的污染物是土壤剖面上部(0～3 cm)磁性和金属含量增强的主要原因,由富集在细粉砂和中粉砂的多畴磁铁矿主导了样品的磁性特征.3～10 cm重金属含量逐渐下降,土壤的磁性特征与上层相似,但磁性矿物含量降低,属于剖面中的迁移过渡阶段.10 cm以下,土壤基本未受到污染,磁性矿物和重金属含量都低,磁性颗粒大小变化稳定,基本代表了该地区土壤的自然背景.指标聚类和相关分析表明,土壤磁参数与重金属元素含量显著相关.结合模糊聚类分析,磁参数可用于追踪、识别工业污染物质在土壤剖面中的富集、迁移状态,揭示不同深度土壤的污染程度.     

土壤剖面中粉煤灰垂向迁移的磁响应

对浙江省安吉县梅溪发电厂粉煤灰贮灰场附近的土壤短剖面进行环境磁学、元素含量及粒度研究.借助模糊聚类分析,分辨出粉煤灰原位堆积、富集、迁移深度及未受污染土壤特征.剖面上部0～14cm为粉煤灰的原位反映,多畴磁铁矿主导了该段样品磁性.其中11～14cm处磁性矿物和金属元素有所富集.14～21cm为粉煤灰在土壤中的迁移深度.迁移段土壤中亚铁磁性矿物及Pb、Zn等金属含量介于底部未污染土壤与上部粉煤灰原位堆积层之间.单畴斜交反铁磁性矿物及来源于上部粉煤灰的多畴磁铁矿共同主导了该段土壤的磁性特征.21cm以下土壤基本未受粉煤灰污染,单畴斜交反铁磁性矿物是其主要磁性矿物.指标聚类分析表明,亚铁磁性矿物主要赋存在粗粉砂中,单畴磁晶粒主要存在于细粉砂中.χ、ARM、SIRM与Cu、Mn、Pb、Zn呈显著相关.结合多元统计分析,磁参数可用于追踪、识别粉煤灰在土壤剖面中的垂向迁移.     

白洋淀湿地表层土壤主要环境元素分布特征及来源

白洋淀是雄安新区生态共同体的重要组成部分,在"白洋淀生态环境治理和保护规划"中,淀区内纯水村和耕地将被淹没,而上述陆地的土壤环境元素分布特征及来源仍缺乏系统调查和分析.本文以淀区内现有0～ 20 cm土壤为研究对象,以环境元素As、Hg、Cd、Cr、Pb、Ni、Cu、Zn、N、P和土壤类型、质地为研究要素,以统计描述、方差分析、相关分析和因子分析为研究手段对淀区内土壤主要环境元素分布特征和来源进行刻画和分析.结果 表明:淀区主要环境元素在不同土地类型的差异性分布是大气沉降和人类工农业活动综合作用的结果.除元素P外,其余环境元素的淀区背景值均高于区域背景值,呈富集趋势.大部分元素趋向于在农用地富集,在水田的富集最为突出,Hg元素则更易在村镇用地富集.淀区内土壤主要环境元素来源分3种类型:大气沉降型,代表元素为Ni、Cr、As、Pb、Cu和Cd,主要来自区域燃煤烟气的沉降输入;农业输入型,代表元素为P、N、Hg、Cd、Pb,主要来自本地农业施肥和人类生活垃圾输入;工业叠加型,代表元素为Zn、Cu、Cd、Pb,主要来自大气沉降和淀区临近的小冶炼的排放叠加,其中Pb、Cd、Cu为综合输入方式.     

中国广西岩溶地质高背景区土壤-水稻系统Cd等重金属生态风险评价

中国岩溶区分布面积较广,其形成的土壤中微量元素普遍富集,具有典型的地质高背景特征,土壤生态风险也逐渐引起了广泛关注.本文以广西碳酸盐岩出露的岩溶区为研究区,采集了1090套水稻籽实及对应耕层土壤作为研究对象,研究了水稻与对应土壤中Cd、As等重金属含量特征及其影响因素.结果显示,按照中国土壤环境质量农用地土壤污染风险管控标准(GB 15618-2018),广西岩溶区土壤中As、Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb、Zn等8种重金属含量大于风险筛选值的比例均普遍高于中国表层土壤和广西非岩溶区土壤中对应元素所占比例,其中Cd和As元素含量富集现象较为突出.依据中国食品安全国家标准(GB 2762-2017),研究区水稻籽实中Pb不超标,Cr、Hg和无机As的超标率仅为1%左右,而Cd超标率为12.5%.随着土壤pH的增加,土壤Cd含量逐渐增大,但水稻籽实的Cd含量和超标率逐渐减小,且当pH6.5时,水稻籽实Cd超标率仅有4%.这些结果表明,中国现有的农用地土壤污染风险管控标准中Cd元素筛选值并不适用于岩溶区土壤Cd的生态风险评价工作.因此,本研究提出了针对岩溶区土壤Cd的安全利用和风险管控阈值建议值,为我国岩溶区农用地土壤环境质量分级、污染风险管控和土地安全区划提供了依据.     

鄱阳湖及周边经济区农业地球化学环境评价

文章以《江西省鄱阳湖及周边经济区1：25万多目标地球化学调查》资料为基础,详细论述了植物所需的C、H、O、N、P、K、Ca、Mg、S、Cu、Zn、Fe、Mn、B、Mo、Cl共16种营养元素的分布特征。利用8843件表层土壤样品中Cd、Hg、As、Pb、Cr等重金属元素含量及其土壤pH值,采用内梅罗指数法对区内元公害水稻产地土壤环境质量、无公害蔬菜产地土壤环境质量以及绿色食品产地土壤环境质量进行综合评价。在此基础上,对鄱阳湖及周边经济区表层土壤生态地球化学环境质量进行了综合评价。     

云南阳宗海沉积物重金属污染时空特征及潜在生态风险

分析了阳宗海柱状及表层沉积物中Al、Fe、Mn、Zn、Cr、Co、Ni、Cu、As、Cd、Pb等金属元素的含量,结合沉积年代学,研究了沉积物重金属污染的时空变化和潜在生态风险特征.结果表明,表层沉积物中重金属含量具有一定的空间差异性,As、Cd、Cu、Pb和Zn在中东部湖区含量较高,而Cr、Co、Ni含量高值位于南、北湖区的近岸区域;柱状沉积物中,1990s之前As、Cd、Cu、Pb和Zn含量较为稳定,1990s中后期以来,其含量逐渐增加,并在2009-2010年前后达到最大值,此后逐渐下降;而柱状沉积物中Cr、Co、Ni含量变化趋势与Al、Fe相似,总体上由下向上逐渐降低,这主要与沉积物质地(粒度)逐渐变粗有关.重金属富集系数表明,阳宗海沉积物中主要污染元素为As、Cd、Cu、Pb和Zn,1990s中后期污染程度快速增加,2009-2010年前后达到峰值,此后污染程度逐渐降低;表层沉积物中Cu为未污染至"弱"污染水平;Zn、Pb为"弱-中等"污染水平,As为"中等-强"污染水平,Cd为"弱-强"污染水平,中东部湖区污染程度高于其他湖区,这可能与该湖区缺少入湖径流、自然碎屑物质沉积速率较低以及砷污染事件等人为源的重金属贡献影响更为显著有关.生态风险评价结果表明,在2002-2010年前后沉积物重金属达到"中等-强"潜在生态危害,主要贡献因子是Cd和As,近年来其生态风险等级逐渐降低;表层沉积物中重金属在中东部湖区具有"中等"程度潜在生态危害,而其他湖区表层沉积物重金属具有较低程度的潜在生态风险.     

中国落叶松属树木年轮生长特性及其对气候变化的响应

作为树轮气候学中的传统研究树种,落叶松属树木已被广泛认同可以敏感反映气候的变化.本研究用树轮气候学的方法,对中国落叶松属9种1变种树木年轮采集了11个样点,对样本树轮宽度指标进行了基本统计特征的分析,合成了8种1变种的10条树轮宽度差值年表序列,并分别与相应采样区的区域气候资料距平平均序列进行了Pearson相关分析,将不同地区的不同落叶松树种树轮生长与气候因子的变化进行比较,在较大空间范围内探讨落叶松属树木对气候响应的规律.结果显示,季风边缘带的多数样点与5月平均气温及平均最高气温存在显著的正相关关系,春季温度对落叶松属树木年轮生长有显著的影响,降水并未成为其限制因子;西藏吉隆的喜马拉雅落叶松平均年轮宽度最大,四川泗耳沟采集的四川红杉平均年轮宽度最小,这两种落叶松的年轮宽度变化所含气候信息较少;太白红杉、红杉、西藏红杉对气候变化较敏感,具有气候重建的潜力,海拔是影响落叶松树轮对气候因子响应的重要因素.     

巢湖蓝藻聚集对重金属迁移释放的影响

以巢湖蓝藻水华聚集地西半湖表层沉积物与蓝藻为对象,研究了表层沉积物重金属(Cd、Cr、Cu、Zn、Pb、Ni和Mn)总量的分布特征.同时,利用BCR连续提取法对沉积物中重金属Cd和Mn的形态进行分析,模拟探究蓝藻腐殖化过程中重金属含量的变化,探讨了蓝藻腐殖化对重金属吸附-释放的影响.结果表明,各采样点表层沉积物重金属含量均不同程度超出背景值,且距离南淝河越近越突出.潜在迁移指数表明整个西半湖沉积物中重金属Cd比Mn更易形成二次污染.相关性分析显示重金属Cd和Mn各形态含量和总量之间均表现出极显著正相关.巢湖西半湖属于典型的藻型湖,Cd和Mn的来源和分布均与蓝藻聚集密切相关,结合实验室模拟蓝藻腐殖化过程对重金属的吸附-释放规律,认为蓝藻腐殖化过程会对Cd和Mn的迁移释放产生影响.     

巢湖沉积物重金属富集特征与人为污染评价

本文分析了巢湖主要入湖河流河口区表层沉积物及西部湖心区沉积岩芯中Al、Fe、Ni、Cr、Cu、Zn、Pb、Li、V等金属元素变化特征,采用地球化学方法对金属元素变化的"粒度效应"进行矫正,并以Li、V为参照元素对矫正结果进行检验;参考历史沉积物,对河口区及西部湖心区沉积物重金属人为污染特征进行分析;结合沉积岩芯210Pb年代结果,估算西部湖心区近150a来Ni、Cr、Cu、Zn、Pb等重金属元素的人为污染贡献量.结果表明,河口表层沉积物重金属污染具有显著的空间差异,南淝河河口重金属人为污染最重,其中Ni、Cr、Cu、Zn、Pb的人为污染贡献量分别为12.2、32.2、25.3、479.9和76.0 mg/kg,分别占总含量的35%、37%、64%、92%和77%;其次是柘皋河河口,主要重金属污染元素为Cu、Zn和Pb,人为污染贡献量达57.6、57.0和19.5 mg/kg,分别占总含量的73%、47%和36%;而派河、白石山河、杭埠河等河口表层沉积物中重金属元素人为污染程度较弱.巢湖西部湖心区主要污染元素为Cu、Zn、Pb,人为污染开始于1950s,1980年以来其人为污染贡献量显著增加,平均为16.2、245.6、47.8 mg/(m2.a),分别占各元素沉积通量的23%、61%和37%;Ni人为污染开始于1980s初期,人为污染贡献量平均为12.6 mg/(m2.a),占其沉积通量的13%左右;Cr基本未受人为污染影响.西部湖心区沉积岩芯及南淝河河口表层沉积物中重金属污染程度均表现为Zn>Pb>Cu,而且南淝河河口沉积物重金属污染程度显著高于西部湖心区.结合主要入湖河流径流量与河口沉积物重金属污染特征,认为巢湖西部湖心区重金属污染主要通过南淝河输入,来自合肥等城市的废水是主要的污染源.     

太湖流域西氿湖沉积岩芯中重金属污染及潜在生态风险

通过对太湖流域西沈湖沉积物岩芯XJ2中Cu、Pb、Zn、Cd、Cr等5种重金属元素总量的分析,结合测年结果,揭示了不同时间段重金属污染物的分布特征,并利用Hakansen潜在生态风险评价法对沉积物岩芯的污染状况及潜在生态风险的历史变化进行了研究.结果表明岩芯受Cd元素污染最重,其它4种元素较Cd则轻得多,因此Cd元素是影响该地区沉积物潜在生态风险的绝对主导因素.从20世纪初叶开始,沉积物中的重金属元素污染及其相应的潜在生态风险开始上升,并且上升幅度不断加剧,到20世纪90年代达到最大值,沉积物污染及潜在生态风险级别均为"很高",随后便开始迅速下降,然而直到2004年这两个参数仍然维持在"很高"级别.     

武汉典型湖泊沉积物中重金属累积特征及其环境风险

采集武汉市8个典型湖泊的表层沉积物,分析11种重金属的含量及其不同形态组成,研究了不同湖泊金属元素的富集与污染程度,探讨了沉积物中重金属的污染来源及其潜在生态风险,结果表明,沉积物中重金属Cd累积最严重,Zn和Hg也发生明显累积,龙阳湖污染较重,南太子湖和墨水湖污染中等,其它湖泊污染总体较轻.沉积物性质对重金属累积的影响不显著,城市工业活动强烈影响着重金属的分布,不同重金属的形态分布差异较大,Cd生物可利用态含量最高,其次为Mn、Zn、Co、Cu和Pb;而Sb和Hg以残留态占绝对优势,生态风险较小,相关分析和主成分分析表明,化石燃料燃烧、金属冶炼等是武汉市湖泊沉积物中重金属来源的主要贡献者,同时岩石风化等地球化学过程也影响着重金属的污染.     

华北平原北部全新世沉积中某些元素的分布规律

本文根据钻孔岩芯化学分析资料,研究了华北平原北部全新世沉积地层中化学元素Fe、Mn、Ca、Mg、Cu、Ni、Zn、B等以及CaCO_3的分布,它们的迁移和积累受制于气候条件,沉积环境以及海洋等多种因素的控制。在全新世早、中、晚三个沉积阶段中,元素Ca、Mg以及CaCO_3的含量具有高—低—高的分布特征,而元素Fe、Mu、Cu、Ni、Zn和B则表现出低—高—低的变化趋势     

云南属都湖沉积物金属元素地球化学

通过对属都湖短岩芯Esdrl重金属元素的分析,结合沉积物粒度、流域降水和人类活动资料,讨论属都湖沉积物金属元素地球化学变化特征.结果表明.沉积物中AI、Mg、Co、Zn、Cr、Ti、V、Cu、Ni等元素含量变化与粘土含量、夏季降水量显著相关,降水导致的流域侵蚀强弱变化是影响元素含量变化的主要因素.元素Pb含量从岩芯底部到顶部总体呈上升趋势,25-17.5cm沉积物中Pb含量较稳定主要为自然侵蚀过程控制;17.5-10.5cm沉积物中Pb含量迅速增加后逐渐降低推测为20世纪50年代湖区附近矿山开采产生的粉尘沉降的影响;10.5-Ocm Pb含量逐渐增加,80年代以后大气中Pb含量上升.Pb在漉域的干湿沉降应是岩芯上部Pb含量升高的原因.在氧化还原作用下沉积物中Fe、Mn易在沉积物一水界面发生再迁移.25-7.5cm沉积物中的Fe、Mn含量变化特征为沉积后再迁移作用的结果;7.5-0cm Fe和bin含量明显上升,夏季降水量增加导致流域侵蚀增强和土壤的潜育化可能是岩芯上部Fe、Mn含量显著上升的原因.     

煤矸石-水相互作用溶解动力学——Ⅱ.煤矸石微量金属元素的矿物学研究

通过对自然风化前后煤矸石微量重金属元素(Cd,Cu,Mo,Pb和Zn)含量与赋存状态的分析和研究发现:煤矸石的自然风化过程是一个微量重金属的富集过程.在这个过程中,以硫化物矿物存在的微量重金属随着硫的氧化而分解.但是,由于已风化煤矸石表面有机质和铁的胶体的存在,这些重金属元素没能迁移到周围环境中去,而是保留在煤矸石的残余构架中.这样,就微量重金属的污染而言,煤矸石对周围环境的影响是有限的.     

乌梁素海大气重金属沉降入湖通量初步估算

重金属元素以大气颗粒物为载体,最终以沉降的方式进入湖泊水体,会引起湖泊的重金属污染.为调查大气沉降对乌梁素海重金属污染的贡献,于2013年7月1日至30日围绕乌梁素海进行大气沉降样品采集,分别测定Cu、Zn、Pb、Cd、Cr、Hg、As 7种重金属元素的含量,并在此基础上估算7月大气重金属沉降通量及入湖量.结果表明,乌梁素海重金属元素大气沉降通量大小依次为:ZnPbCuCrAsHgCd.结合社会调查情况及数据分析显示,大气微粒携带重金属借助风力迁移,较大的沉降通量出现在主风向的下风向区域,说明风向是影响乌梁素海大气重金属沉降通量的主要因素之一.排干输入与大气沉降方式下的乌梁素海重金属入湖量比较发现,大气沉降是除排干输入外湖泊的另一重要重金属污染源.Zn、Pb、Cu、Cr、As、Hg、Cd等重金属元素月入湖量分别为10.6、1.04、1.02、0.833、0.342、0.00514、0.00281t/月.通过估算底泥重金属增量来评价大气沉降对湖泊重金属的贡献表明,大气Hg、Zn、Pb、Cu、As、Cd、Cr等重金属沉降对湖泊贡献率分别为46.4%、44.7%、14.1%、12.0%、8.48%、4.75%、4.03%.     

苏州河网区河道沉积物重金属的污染特征

分析测定了苏州河网区河道底泥十个剖面样点60个样品中Cu、Pb、Zn、Cr、Al、Fe、K、Mn、有机质、TP、TN、粒度、pH及含水量,采用地累积指数、生态风险指数和相关分析等方法研究其重金属污染特征.结果表明:Cu和Zn处于中或中-强度污染,Pb处于无-中污染,没有Cr污染;垂直分布特征显示:Cu和Zn污染逐年变化较为一致,Pb污染有逐年加重趋势;重金属潜在生态风险处于轻微污染状态;相关性分析显示,有机质是影响其分布的重要因素,Mn、Cr、Cu、Zn、Pb五种重金属相关性显著;通过与国内外河流、水库和湖泊沉积物中重金属含量比较,苏州河网区河道重金属的累积受多种因素影响.