海洋沉积物中酸溶硫化物对二价金属镉的地球化学特征及生物毒性的影响

通过海洋沉积物镉加标实验、沉积物间隙水分析和对加标沉积物毒性的10天底栖端足类生物检验，重点探讨在硫化物存在条件下，二介有毒金属镉在沉积物－间隙水系统中的地球化学分配和化学活性，及镉在沉积物中的化学活性与生物毒性间的关系。研究结果表明，镉加标沉积物的毒性与间隙水中镉浓度呈正相关，而与沉积物镉总量无关。在硫化物存在条件下，沉积物－间隙水系统中，二价镉在固、液两相同的分配主要受酸溶硫化物（AVS）影响。AVS归一化沉积物中二价镉含量可作为预测和评价二价有毒金属镉的化学分配行为和生物可获性或毒性的有效方法。酸解硫化物时同步提取的金融镉SEMCd^2 与AVS的摩尔浓度之比[SEMCd^2 ]/[AVS]可用作评价缺氧状况下镉沾污沉积物的环境质量和毒性的判据。     

胶州湾李村河口沉积物中重金属分布特征及其控制因素

对胶州湾李村河口4个站点沉积物中的酸可挥发性硫化物(AVS)以及同步提取金属元素(SEM,包括Cu,Cd,Ni,Pb和Zn)的含量进行测定,以研究重金属元素在河口海湾沉积物中的分布特征及影响其分布的因素。结果表明,J1站表层沉积物中同步提取金属含量高于其它站点;除J1站外其他站点的同步提取金属的总量随沉积物深度变化范围不大;J1站的SEM/AVS比值始终小于1,其他站点SEM/AVS比值只在沉积物浅表层大于1。此外,AVS和同步提取Fe的含量对沉积物中同步提取金属的分布有着重要影响,其他的因素如有机质的含量等也会对沉积物中同步提取金属的分布产生影响。     

胶州湾李村河口沉积物中酸可溶硫化物与活性金属分布特征

对胶州湾李村河口9个短柱状样沉积物中活性金属、AVS和有机质含量等参数进行了分析.其中AVS含量:198.4～0.4 μmol/g,平均35.8μmol/g.大部分样品活性金属含量具有 Fe > Zn > Cu > Cr >V > Ni > Pb > Co > Cd 的顺序.活性重金属 Zn, Cu, Cr, V, Ni, Pb, Co, Cd 含量之和 ( ΣM ) 为:0.53～17.39 μmol/g.通过对所测数据分析发现,大多数活性金属间具有较好的相关性,反映了它们具有相同的来源或相似的早期成岩地球化学特征.近河口区沉积物的地球化学特征与远河口区差异明显:近河口区底层水为还原环境,AVS 形成的制约因素是活性铁的可获得性,而活性重金属的分布受到AVS的控制并主要以金属硫化物或硫化物吸附态的形式存在,AVS 仍具有较大的吸附重金属的潜力,同时硫化物中重金属再次释放造成二次污染的潜在性也较大;而在离河口稍远的海域,沉积物中 AVS 形成的控制因素是有机质的供给和环境氧化还原状态的变化,活性重金属主要以铁氧化物结合态存在,表层沉积物中重金属的环境敏感性及生物有效性都较高.     

潮间带沉积物中重金属的AVS归一化研究

采集胶州湾河套镇养殖区潮间带高、中、低潮带的沉积物样品 ,将重金属 AVS归一化法应用于粘土质潮间带沉积物研究 ,测定了酸可挥发硫 (AVS)和酸化过程中溶解释放的重金属 (SEM) ,并根据 SEM与 AVS的摩尔浓度关系评价二价重金属 (Cu、Pb、Zn、Cd、Ni)的化学活性和生物可获得性。结果表明 :河套镇养殖区除各潮带表层 0～ 2 cm外 ,SEM/ AVS均小于 1,重金属的生物活性小 ,不会对养殖的底栖生物造成影响。 8cm以下 AVS平均含量高潮带 >中潮带 >低潮带 ,在同一潮位 AVS随深度增加而增加 ;相同潮位的 SEM垂直变化趋势相同     

品清湖沉积物酸可挥发性硫化物与重金属生物毒效性研究

测定了广东汕尾品清湖海域7个站位表层沉积物样品的酸可挥发性硫化物(AVS)和同步浸提重金属(SEM)质量摩尔浓度,对AVS、SEM及其比值以及分布进行了分析。结果表明,该海域表层沉积物AVS质量摩尔浓度范围为0.315～1.635μmol.g-1;SEM质量摩尔浓度分布范围为1.332～2.424μmol.g-1。通过分析,品清湖表层沉积物中Cu和Pb的生物有效性较高,对底栖生物存在潜在的毒性效应,其它单个重金属不会对底栖生物产生毒性效应。     

冷扩散法提取沉积物中的酸可溶硫化物及其在中国边缘海区的应用

为了快速而有效地对中国边缘海区沉积物中的酸可溶硫化物(AVS)进行研究,冷扩散法被引入。用冷扩散法提取不同体积硫化物溶液中的AVS,所得到的AVS含量与所加溶液体积的相关性较好,说明此方法具有较好的提取效果。在中国边缘海不同典型海域的浅表层沉积物中,利用冷扩散法对AVS进行了分析:胶州湾李村河口AVS的浓度在0.4~120.1μmol/g之间;南黄海西北部陆架在0~11.1μmol/g之间;南海北部陆坡一柱状样沉积物中多数样品<1μmol/g。结果显示不同典型海域沉积物中AVS的分布差别较大,符合不同环境沉积物中AVS含量的一般规律。因此冷扩散法作为一种有效的AVS提取方法,值得在研究中使用与推广。     

海岸沉积物中微量金属的早期成岩作用行为用作指示过去生成环境的变化

沉积物中有机质在氧化降解作用时，结合态金属Ni、Cu和Cd被释放入孔隙水中和返回水柱中．海岸沉积物的最上部沉积物层的孔隙水中，溶解的Cu．Ni和Cd通常比底层水富集．在较深的缺氧沉积物中，溶解的金属含量一般较低．     

珠江口海岸带沉积物中酸可挥发性硫化物与重金属生物毒效性研究

对珠江口淇澳岛附近2个站(QA-2、QA-5)柱状沉积物中酸可挥发性硫化物(AVS)和同步提取重金属(SEM)的垂直分布规律进行了研究。研究表明,AVS在2个站沉积物中的质量摩尔浓度分别为3.44～13.13μmol/g和11.67～15.39μmol/g。QA-2站沉积物中AVS的质量摩尔浓度随深度增加,QA-5站AVS的质量摩尔浓度垂直剖面上没有明显的变化趋势,反映了不同沉积环境对AVS质量摩尔浓度分布特征的影响。2个站的SEM的质量摩尔浓度在沉积物垂直剖面上都随深度增加逐渐减小,这是因为珠江三角洲工业和城市的发展、污染物排放增加导致了重金属在沉积物中的累积。QA-2站表层沉积物(0～5 cm)SEM/AVS>1,表明可能存在重金属的生物毒效应;同时,SEM中Cu和Cd的质量摩尔浓度超过了它们的重金属浓度阈值(TEL),有可能产生重金属毒性作用;QA-2站5 cm以下和QA-5站沉积柱中SEM/AVS<1,不存在重金属的生物毒效性。     

珠江口沉积物酸挥发性硫化物与重金属生物毒性的研究

研究了2003年10月采于珠江口5个站位的沉积物剖面酸挥发性硫化物(AVS)和同时提取的重金属(SEM:Pb,Zn,Cu,Cd,Ni)。其中,站位1、2位于中滩,其沉积物的AVS含量变化范围较小,为0.25—4.06μmol.g-1;站位3、4位于西滩,其沉积物的AVS含量变化范围较大,为0—26.09μmol.g-1。中滩和西滩沉积物的AVS含量均随深度增加。西滩表层沉积物的AVS含量接近于零,这可能与该水域较强的底层流和沉积物的再悬浮作用有关。站位5位于珠江口外侧,其表层沉积物的AVS含量相对较高,且垂向变化较小,可能是还原性沉积物间歇性再悬浮后重新沉积的结果。站位1、2和5沉积物中同时提取的重金属含量大体在0.95±0.2μmol.g-1范围内,随深度增加略呈下降趋势;而西滩沉积物重金属含量相对较高,为1.43—2.42μmol.g-1,且在一定深度范围内随深度增加呈明显下降的趋势,表明珠江口西滩沉积物中的重金属污染有加重的趋势。对AVS/SEM摩尔比值和单个金属的毒性效应研究显示,珠江口内尤其是西滩的表层沉积物存在重金属污染,对其中生活的底栖生物具有潜在的毒性效应。     

湛江东海岛潮间带沉积物硫化物(AVS)和重金属(SEM)及其生物毒效性评估

对湛江东海岛潮间带表层沉积物中酸可挥发性硫化物(AVS)和同步提取重金属(SEM)的含量及其分布进行了研究。研究表明,东海岛潮间带表层沉积物中AVS含量夏季平均为0.449μmol/g,冬季为1.816μmol/g,大多数站位AVS含量冬季高于夏季;AVS平均含量总体呈南、北区较高,东、西区较低的区域分布规律。潮区沉积物可提取重金属SEM总量夏季在0.56~4.60μmol/g之间,冬季处于0.65~2.21μmol/g之间;各重金属平均含量大小为ZnCrPbCuCd,其中Cd含量占SEM总量不到1%,Zn含量则在70%以上,SEMZn是控制着SEM分布的主要模式。联合利用(∑SEM/AVS)与(∑SEMAVS)法和生物毒性阈值法综合评估重金属对沉积环境的影响,东海岛潮间带大部分区域沉积物中(∑SEM-AVS)处于0~5之间,重金属潜在生物毒性较强的区域为通明海区(7号站和8号站所在),具有较强潜在生物毒性的重金属为夏季通明海区的Zn。     

洋山海洋倾倒区倾倒前后沉积物中酸可挥发性硫化物与重金属的比较分析

为了更清楚认识洋山海洋倾倒区海域沉积物的污染状况,测定了该海域倾倒前后表层沉积物中酸可挥发性硫化物(AVS)、酸可提取重金属(SEM)的含量,并对AVS、ΣSEM及ΣSEM-AVS差值的平面分布进行了分析。结果表明,该倾倒区及周边海域倾倒前、中、后表层沉积物中AVS含量分别为0.55~2.62,0.83~1.65和0.51~1.23 μmol·g^-1,倾倒后AVS含量呈下降态势,倾倒区AVS含量高于周边海域;ΣSEM倾倒前、中、后平均含量分别为2.80,2.79和2.60 μmol·g^-1,倾倒后ΣSEM含量略呈下降态势,往倾倒区方向富集;从单个重金属对ΣSEM的贡献率来看,Zn＞Cr＞Cu＞Pb＞Cd,SEM_Zn基本在35％以上,SEM_Cr基本在20％以上,而SEM_Cd均在1％以下,ΣSEM分布形态主要受Zn和Cr的控制;ΣSEM-AVS差值均大于0,且在倾倒区其ΣSEM-AVS值低于周边海域,说明倾倒区海域沉积物中重金属对生物可能有一定毒性。     

湛江东海岛潮间带沉积物硫化物(AVS)和重金属(SEM)及其生物毒效性评估(英文)

对湛江东海岛潮间带表层沉积物中酸可挥发性硫化物(AVS)和同步提取重金属(SEM)的含量及其分布进行了研究。研究表明,东海岛潮间带表层沉积物中AVS含量夏季平均为0.449μ mol/g,冬季为1.816μ mol/g,大多数站位AVS含量冬季高于夏季;AVS平均含量总体呈南、北区较高,东、西区较低的区域分布规律。潮区沉积物可提取重金属SEM总量夏季在0.56μ mol/g~4.60μ mol/g之间,冬季处于0.65μ mol/g~2.21μ mol/g之间;各重金属平均含量大小为ZnCrPbCuCd,其中Cd含量占SEM总量不到1%,Zn含量则在70%以上,SEMZn是控制着SEM分布的主要模式。联合利用(∑SEM/AVS)与(∑SEM-AVS)法和生物毒性阈值法综合评估重金属对沉积环境的影响,东海岛潮间带大部分区域沉积物中(∑SEM-AVS)处于0~5之间,重金属潜在生物毒性较强的区域为通明海区(7号站和8号站所在),具有较强潜在生物毒性的重金属为夏季通明海区的Zn。     

湛江湾沉积物中酸可挥发性硫和重金属含量分布及重金属生态风险评价

测定了湛江湾海域20个站位表层沉积物中的酸可挥发性硫（AVS）、同步浸提重金属（SEM）、TOC含量和Eh值,对AVS、SEM含量的平面分布及AVS与SEM、TOC含量、Eh值的相互关系进行了分析.结果表明：该海域表层沉积物中AVS含量范围为0.004～0.547μmol/g,平均值为0.155μmol/g,SEM含量范围为2.10～4.27μmol/g,平均值为3.32μmol/g,相对其他海域湛江湾海域沉积物表现出AVS含量较低,SEM含量较高的特征.AVS与SEM含量平面分布较一致,湾顶的含量都较高,含量均值分别为0.361和3.52μmol/g,特呈岛以南到湾口呈逐渐减小的明显趋势.调查海域沉积物AVS与TOC含量呈显著正相关,与Eh值呈显著负相关,说明高有机质含量、低氧化还原电位沉积环境有利于AVS的生成.20个站位CSEM5-CAVS的差值均为0〈（CSEM5-CAVS）〈5,说明该海域可能存在重金属的中等毒性生态风险.     

沉积物中酸可挥发性硫化物的分析方法研究

酸可挥发性硫化物(AVS)是评价沉积物中重金属生物毒性的一个重要参数,但AVS易随氧化还原环境变化,所以对分析测试要求较高。以往AVS的测定方法较为费时费力,无法用于常规监测,或不适用于测定AVS含量偏低的沉积物样品。本研究在现有分析方法的基础上进行了改进,建立了一个扩散法和亚甲基蓝比色法联用的分析方法,使其适用于测定AVS含量偏低的海洋和湖泊沉积物样品。通过对回收率、空白、重复性的实验显示,该方法能够快速、准确的进行大批量样品的测试。应用该方法对渤海湾和莱州湾上百个沉积物样品的分析发现,AVS含量低于0.6μmol/g(DW)的样品量达到75%。因我国近岸海域有机碳含量偏低,AVS的含量也可能偏低,所以该方法对我国近岸海洋沉积物中AVS的分析测试有普适性。该分析方法的建立为我国应用AVS对沉积物中重金属生物毒性的研究提供了便利。     

应用平衡分配模型评价渤海湾和莱州湾沉积物重金属潜在生物毒性

为探讨渤海沉积物中重金属的生物毒性,采集了渤海湾和莱州湾共72个站点的表层沉积物,测定了酸可挥发性硫化物(AVS)、同步萃取金属(SEM)、有机碳(TOC)等参数,应用平衡分配模型(EqP Model)评价了沉积物中重金属的潜在生物毒性。研究显示,有8个站点超过了EqP Model的毒性阈值,显示潜在生物毒性,而61%的站点应无生物毒性。本研究同时测定了沉积物的总含量,应用几种常用的沉积物质量基准进行了评价虽然有部分站点的Cu、Ni、Cr超过了基准值,但与渤海的背景值比较,这些基准值可能并不适用于评价渤海沉积物。研究显示,EqP Model可以更有效的评价沉积物中重金属的活性和生物毒性,尤其针对我国近岸海域的沉积物,TOC和AVS含量偏低而重金属生物毒性偏高的情况可能普遍存在,更应积极考虑应用EqP Model进行重金属生物毒性的评价。     

缺氧沉积物中硫化物对镉的生物可利用性的影响

镉是水环境中主要的金属污染物质,趋向于在沉积物中富集,对底栖生物造成潜在的威胁,并且通过食物链最终影响人体的健康.已经证明,作为沉积物中两大主要污染物的有机物和金属,有机碳是控制沉积物中非离子态有机化合物生物可利用性的主要因子[1],因此利用有机碳归一化方法判断沉积物是否受到有机物污染成为可能,而沉积物中金属的毒性或它的生物可利用性会受到诸如生物、物理和化学因子的影响,其中沉积物的部分化学组成会影响金属在固相与间隙水之间的分配,从而成为控制金属生物可利用性的关键因子[2,3].     

珠江口及其邻近海域重金属的河口过程和沉积物污染风险评价

根据2006年到2007年,“908专项”珠江口附近海域海水与沉积物的调查资料,研究珠江口海域海水和沉积物中重金属含量分布特征;珠江口及附近海域海水中铜、铅、锌、镉、总铬、汞、砷的含量平均值均符合国家一类海水水质标准,采用数理统计相关分析计算出各重金属元素与各环境因子之间的相关,发现在河口重金属主要以稀释混合过程为主,悬浮颗粒物中重金属在酸化作用下以解吸作用为主,氧化还原作用的影响不大.沉积物中铜-锌、铅-锌、铜-镉、铅-镉、锌-镉、铅-铬,锌-铬、镉-铬8组元素间具有显著的相关性,表明它们具有相似的元素地球化学性质和来源;并运用Hakanson潜在生态危害系数法对其潜在生态危害程度进行评估,珠江口沉积物的潜在生态风险的来源是镉和汞占据主要权重,尤其珠江口沉积物中镉的污染程度和潜在生态风险局部激增的特点值得重点关注.     

大亚湾坝光海域表层海水和沉积物中酸可挥发性硫化物含量的分布和污染评价

于2011年10月对大亚湾坝光海域表层海水和沉积物的酸可挥发性硫化物(AVS)及相关环境因子进行了调查研究.结果显示,20个测站表层海水的AVS含量在0.039 ～0.129 mg/dm3之间,平均0.070 mg/dm3,区域分布规律不显著;12个测站的表层沉积物中均检测出AVS,其含量(干重)范围是12.8 ～ 867.7 mg/kg,平均为272.4 mg/kg,整体呈近岸较高、离岸较低的分布规律.相关性分析显示,表层水体pH值、CCOD和CDo等环境因子与CAVS相关系数的绝对值均较小,相关性特征不明显;表层沉积物中的CAVS与Eh之间的相关系数为-0.957,呈高度相关性,符合挥发性硫化物含量较高的沉积物处于较强还原状态的普遍规律;大亚湾表层沉积物中的CAVS与pH值、CTOC的相关系数分别为-0.065和0.219,相关性不显著.单因子污染指数评价结果表明,大亚湾坝光海域表层海水硫化物含量已超过所在自然保护区(一类标准)和养殖区(二类标准)所要求的水质标准,局部水体已受到污染;表层沉积物中硫化物含量符合国家一类标准,环境质量良好.     

重金属对扁额细首纽虫金属硫蛋白的影响

生物体内金属硫蛋白含量变化,可作为环境中重金属污染的生物标志物.通过暴露实验研究了扁额细首纽虫Cephalothrix simula暴露在不同浓度的铜,锌和镉溶液96 h,其体内金属硫蛋白含量的变化规律.结果表明3种重金属离子的胁迫作用均导致金属硫蛋白含量增加,在实验初期(6～24 h),金属硫蛋白含量达到高峰;金属硫蛋白含量与暴露溶液金属浓度具有明显的剂量～效应关系,金属离子浓度越高,金属硫蛋白含量越高;锌离子诱导金属硫蛋白合成的作用大于铜、镉离子.     

南印度洋表层水中的镉

微量金属在天然水中的含量及分布,颇引人注目。这是由于人们已证实,许多必须的微量金属,在生物体中起着十分重要的作用。作为千百种酶的活性核心和激活因子,它们参予各种代谢过程,这些金属与蛋白质、脂肪、维生素不同,不能由机体合成,而必须从食物和水中获得。至于非必须的微量金属,例如镉会污染环境,造成公害。有机体在吸取必须的微量金属同时,也吸取了非必须的微量金属镉。自然界中镉以硫化镉的简单形式存在,通常同锌、铅矿缔合,在矿区和冶炼区的粘土中,镉的累集可能产生附近水里的局部高浓度。多数淡水镉浓度低于1μg/L,而多数海水分析指出,镉的平均浓度大约为0.15μg/L。