湖泊疏浚堆场淤泥污染及潜在生态风险评价

疏浚淤泥内通常含有不同类型的有毒有害物质,在堆场直接堆放过程中可能会对周围环境产生有害影响.本文针对太湖及巢湖相应疏浚堆场内淤泥进行研究,探讨淤泥中重金属、多环芳烃以及多氯联苯等污染物含量及潜在生态风险;根据重金属的风险指数法和持久性有机污染物的风险商法,对各污染物的潜在生态风险进行定量分析.研究结果表明,太湖白旄堆场以及孔湾堆场淤泥内重金属及多环芳烃含量较小,潜在生态风险较低;巢湖南庄堆场淤泥内各类有害物质含量较大,种类较多,对于周围环境具有较高的潜在生态威胁.多氯联苯则在各个疏浚堆场淤泥中具有很高的积累量,潜在生态风险较高,应引起管理者的重视.     

德兴铜矿大坞河流域土壤Cu元素形态的聚类分析

在研究重金属元素对德兴铜矿地区环境污染情况的过程中,采用了连续提取法对低品位矿石堆浸场等地的土壤样品进行测量,并以Cu元素存在形态作为指标,综合德兴铜矿地区的特点对Cu元素形态进行了深入的聚类分析研究,得出了Cu在当地土壤中主要以有机态和硅酸盐态存在,但是碳酸盐态等其他四种形态所含比例较大,并且在酸性或氧化环境下具有一定的迁移转化能力,对环境具有潜在危害的结论,为进一步研究其他重金属的迁移转化提供了参考,并为矿区的环境治理和复垦提供了有价值的科学依据.     

长江中下游不同湖泊沉积物中重金属污染物的累积及其潜在生态风险评价

利用富集因子和Hakanson潜在生态风险指数法,结合年代学结果,对长江中下游湖泊太白湖、龙感湖、巢湖和西氿沉积物中重金属元素Co、Cr、Cu、Ni、Pb、Zn的富集程度进行了评价,并比较分析了上述重金属的潜在生态风险.结果表明,太白湖和龙感湖沉积物中各重金属富集程度均较低;巢湖沉积物中Co、Cr、Ni的富集程度接近中等水平,而Cu、Pb、Zn的富集已经达到中等水平;西氿沉积物中Co的富集非常低,Cr、Ni富集水平较低,Pb达到中等富集,Cu、Zn达到较高的富集水平.对4个湖泊沉积物中重金属的综合污染程度进行比较:巢湖西氿龙感湖太白湖.各湖泊沉积物中单一元素的潜在生态风险都较低,但是,根据多元素潜在生态评价指数,各湖泊沉积物中重金属存在明显不同的潜在生态风险:巢湖西氿龙感湖太白湖.总体上看,太白湖和巢湖沉积物重金属污染以及潜在生态风险自1965年以来一直在加重,而龙感湖和西氿沉积物在表层有下降的趋势.这种差异与各个湖泊流域内人类活动的方式和强度密切相关.巢湖和西氿流域内城市化、工业化发展迅速,人类活动导致大量重金属元素进入湖泊,给湖泊带来明显的污染;而龙感湖和太白湖流域人类活动主要以农业活动为主,人类活动对重金属的贡献相对较小.     

太湖梅梁湾沉积物中重金属的赋存相态及其对污染历史的示踪

本文以梅梁湾沉积物中的重金属元素为研究对象,利用五步连续提取的方法将梅梁湾沉积物中的重金属元素分水溶态、可交换态、碳酸盐结合态、铁锰氧化物结合态、有机物结合态和残留态六种相态.应用210Pb、137Cs定年法相结合,通过对百年沉积物的连续提取及元素富集系数的分析,得到重金属元素在不同相态中的含量随时间的变化.与历史时期人类活动相比较,重建了自19世纪末期到2000年的人类活动影响流域环境的历史,证实了重金属元素含量变化主要受人类活动的强度和方式制约.具明显影响的人类活动分三个时段,其中最为严重的时段是自1977年至今.与无锡历年工业产值变化的对比分析表明,各相态中重金属含量的相似变化记录了梅梁湾受湖湾沿岸居民的经济生产活动影响,污染程度日益加剧,且工业废污水中重金属主要以铁锰氧化物结合态进入太湖生态系统中.     

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.     

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%.     

密云水库沉积物中金属元素形态分析研究

研究了北京密云水库沉积物中As, Hg, Cd, Pb和Zn的化学形态、分布及其来源. 连续提取结果显示, 砷、铅、锌以残留态为主, 汞以硫化物结合态为主, 镉以碳酸盐结合态和残留态为主. 沉积物中元素总量及各形态的含量在垂向剖面上, 大部分都随着深度的减小而增加, 表明水库近年来上游水系带入库区的重金属元素的量呈逐年增加的趋势. 沉积物中代表地球化学背景, 与土壤侵蚀密切相关的元素残留态、硫化物结合态、碳酸盐结合态之和占元素总量的60.03%~85.60%, 经主因子分析得出水库沉积物主要来自上游水土流失和土壤侵蚀. 其次为上游点源污染和生活污染. 此外, 发生于沉积物-水界面的生物活动也是导致元素有机结合态、铁锰氧化物结合态含量增高的主要原因. 水库水环境的改变可使重金属的可迁移性增加, 从而导致沉积物孔隙水中重金属浓度增加, 对水库水质造成威胁.     

太湖近代沉积物中重金属元素的累积

利用210Pb、137Cs定年技术,对来自太湖不同生态和沉积特征的三个湖区的沉积物柱状样品进行了定年,用ICP—AES分析了沉积物中重金属等元素的含量,分析了太湖沉积物中重金属的累积特征及其成因.污染较重、蓝藻水华暴发频繁的梅梁湾沉积物中的重金属含量在近25年来逐年增加;太湖上游风浪较大的夹浦湖区表层10cm沉积速率大、粒度粗,除表层1cm外,1—10cm沉积物中各种重金属含量都较低,且层间变化剧烈;下游湖区正逐渐草型化的胥口湾除表层3cm外,沉积物中重金属的含量自底层向表层大致呈不断下降的趋势.研究表明,不同年代的太湖沉积物中重金属含量差异很大,明显大于不同湖区间沉积物重金属平均含量间的差异.水动力作用引起的沉积物粒度分异很可能是影响沉积物中重金属积累的一个重要因素.总体上太湖沉积物中重金属的污染比较轻微,但已经有一定程度的Cd污染,梅梁湾沉积物中自上世纪70年代开始明显积累Cd,其他重金属元素的积累也逐渐增加,值得关注.     

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.     

MAPGIS软件在矿区重金属元素环境累积效应研究的应用

矿产资源开发引起的重金属污染是人们对资源利用过程中主要环境问题之一。如今,重金属污染的问题已经十分严重,时刻威胁着我们的生活质量。如何通过模拟分析等手段,借助“3S”技术,达到对矿区重金属元素环境累积效应危害的研究分析是当前重要的课题。针对MAPGIS6.7制图工作的一点经验做以总结,旨在使矿区环境污染研究者了解MAPGIS软件在研究重金属环境累积效应中的一点应用。     

临汾市树叶磁性的时空变化特征及其对大气重金属污染的指示

粉煤灰经工厂废气排放进入大气,对人类健康和生态系统都造成了无法弥补的破坏.本文选取具有高空间分辨率优势的树叶作为收集粉煤灰的载体,对临汾市大气中可吸入颗粒物进行磁学参数和重金属含量监测.结果表明,磁化率最大值出现在工厂污染源附近,磁化率空间分布呈现随污染源距离增加而降低的趋势.工业区收集到的磁性颗粒以低矫顽力、粗粒度的磁铁矿为主.夏季磁性矿物来源单一,主要为人为影响.冬季大气中悬浮的磁性颗粒有部分来自于西北风/北风的自然尘降.同一采样点磁化率随时间变化特征表明,树叶的磁学性质可以灵敏和有效地反映较短时期内大气污染的现状.统计分析表明磁化率和重金属元素(铁,铬,镍,铜,铅,钴)之间存在显著相关性.污染负荷指数用于评估研究区域内重金属各元素综合污染的程度.结果显示,在废弃的旧工业区附近无大气污染指示,但在运营中的工厂集中的地区,大气均受到严重污染.污染负荷指数与表征磁性矿物含量的磁化率呈相关性(r2=0.66),因此树叶的磁性参数可以作为大气重金属污染的替代指标.     

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.     

太湖沉积物重金属和营养盐变化特征及污染历史

通过对太湖北部开阔湖区沉积岩芯粒度、营养盐、重金属元素等指标的分析,结合硅藻分析结果,讨论了该湖区近100年来沉积环境变化特征、营养演化规律及重金属元素污染历史.结果表明,20世纪20年代前后,流域人为活动方式的改变及强度加大使沉积物特征开始发生变化,沉积物粒度变粗,重金属元素及TP含量减少.20世纪50年代～20世纪70年代末期,受人为污染影响,沉积物及水体TP含量逐渐增加,湖泊处于中等营养水平.20世纪70年代末期以来,沉积物中TOC,TN含量升高,C/N比值增大,沉积物中人为排放的外源有机成分所占比例增加,沉积物及水体中TP含量明显升高,硅藻组合以富营养型种属为主,湖泊水体发生显著富营养化;同期,随着重金属元素人为污染程度的加重,Cu,Mn,Ni,Pb和Zn等元素总量及有效结合态含量升高,并具有一定程度的潜在生物毒性.     

太湖表层沉积物重金属元素的来源分析

根据太湖MS岩芯重金属元素与Al的线性回归分析及元素/Al、V/Al比率散点图变化规律,讨论了太湖沉积物中重金属元素的来源特征。结果表明:20世纪20年代中期以前,重金属元素主要为自然来源;20年代中期—70年代中期,尽管沉积物中Al、Fe、Zn、Mn、V、Cr等重金属元素含量随沉积物粒度变粗而明显下降,但除Hg受到一定程度的人为污染之外,其它重金属元素仍以自然来源为主,物源有所变化;70年代末期以来,沉积物中重金属元素人为污染逐渐加重,Pb、Cu、Zn、Hg、As等元素既有流域母质来源,又受到一定程度的人为污染。     

南四湖表层底泥重金属污染及其风险性评价

通过对南四湖表层底泥中的重金属元素浓度分析,揭示出南四湖不同湖区重金属污染物空间分布特征.利用潜在生态风险指数(RI)和地质积累指数(Igeo)两种指标相结合的方法对表层底泥中重金属污染程度进行评价.结果表明,南四湖上级湖的重金属污染主要以汞为主,并依据潜在生态风险指数将南四湖上级湖分为三个生态风险功能区: 昭阳湖轻污染区;独山湖中等污染区和南阳湖重污染区.     

巢湖湖区及主要出入湖河流表层沉积物重金属污染特征及风险评价

为了解巢湖湖区及主要出入湖河流沉积物中重金属的污染特征,对表层沉积物中重金属元素含量进行分析,基于地积累指数法、潜在生态风险指数法和沉积物质量基准法对沉积物污染风险进行评价,并对沉积物重金属来源进行初步分析.结果表明,河流沉积物中重金属的平均含量显著高于湖区,是湖区沉积物重金属含量的1.18~5.15倍,其中南淝河Cu、Zn、Pb、As和Hg含量较高,分别是背景值的3.53、16.98、3.98、5.84和23.11倍,西半湖Cu、Zn、Pb、Cd和Hg平均含量要高于东半湖,是全湖平均的1.04~1.45倍.地积累指数法和Hkanson潜在生态风险指数法评价结果均表明,Cd和Hg是主要的生态风险贡献因子,在所调查的表层沉积物中Cd和Hg数值分别为43.17~3870.94和29.96~924.57,已处于较大风险数值.此外,源分析结果表明,巢湖湖区及主要出入湖河流表层沉积物中Cu、Zn、Pb、Cr、Hg和As相关性显著,具有相似的来源,可能来自于工业废水与生活污水.     

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.     

藻类对重金属的耐性与解毒机理

重金属是一类具有潜在危害的重要污染物,越来越多的重金属被排入水体,对水生生态环境构成严重威胁.藻类在长期响应重金属胁迫过程中,建立起一系列的适应机制.藻类通过控制重金属的吸收、富集、转运与解毒,使不同细胞组分中的重金属维持在正常浓度范围内.这些保护机制主要包括藻细胞的某些胞外组分与重金属结合,从而减少重金属进入胞内;在重金属诱导下藻细胞可合成金属结合蛋白或多肽;重金属诱导藻细胞合成一些代谢物使其免受伤害或修复由重金属胁迫造成的损伤;藻细胞通过液泡区室化作用使重金属远离代谢;藻细胞对重金属具有排斥与排出作用.     

金属矿山环境污染及整治对策

金属矿床开采，一方面是开发利用自然资源，另一方面由于对水土生态环境释放重金属和酸性废而破坏自然环境。金属矿山环境污染源于金属硫化物特别是黄铁矿、磁黄铁矿的氧化分解。金属硫化物的氧化释放出重金属离子和SO4^2-，黄铁矿、磁黄铁矿的氧化还释放出Fe^2 、Fe^3 和H^ ，铁（Fe^2 、Fe3 )的存在和pH值的降低大大加速金属硫化物的分解和重金属元素的沉淀。铁氧化细菌的活动可以提高或催化氧化反应的速度，加速重金属的水解和沉淀。铁作为普遍存在的元素，其地球化学行为影响着金属硫化物氧化的程度和速度；铁作为主要的次生沉淀矿物，其承载矿物主导其它重金属元素的沉淀。本文介绍了碱性物质中和、湿地处理系统、覆盖隔离技术等一系列已成功地运用于金属矿山环境污染整治的实用方法，并对一些前沿整治技术作了简要介绍。     

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.