南水北调东线工程通水后沿线湖泊水质评价

为了解南水北调东线工程通水后沿线湖泊水质状况,于2015年6月(枯水期)采集了东平湖4个地表水样品和7个地下水样品,测定了其中As、Cd、Cr、Cu、F、Hg、Mn和Pb等8种元素的含量,采用综合污染指数法、综合水质评分法和健康风险评价模型评价了水环境质量和健康风险。结果表明,地表水中重金属浓度多数满足地表水环境质量标准I类,其中Hg污染相对较重;地下水中重金属浓度多数满足地下水质量标准III类及以上,其中F和Mn污染相对较重。4个地表水采样点综合污染指数均小于1,表明其水质优良;地下水中3个采样点的综合水质评分小于2.5,水质良好,4个采样点的综合水质评分大于4.25,水质较差。地表水的平均健康风险为9.18×10~(-5)a~(-1),地下水的平均健康风险为8.16×10~(-5)a~(-1),均为III级中风险。     

渭河宝鸡段及其支流和水渠水体中八种重金属元素含量的空间分布特征

于2019年3月5～25日,在渭河宝鸡段及其各支流和宝鸡峡引渭渠中,设置了70个采样点;在各采样点,采集水样,测定水样中的重金属元素Cr、Mn、Ni、Cu、Zn、As、Cd和Pb含量,并分析8种重金属元素含量的空间分布规律和来源;采用重金属污染指数和水环境健康风险评价模型,评价渭河宝鸡段水体的重金属污染风险水平。研究结果表明,各采样点水体中的8种重金属元素含量都较小,未超过地表水环境质量标准(GB 3838—2002)中的Ⅱ类水域标准;清姜河和荫香河水体中重金属元素含量相对较大;各采样点水体中重金属污染指数平均值为91.061,渭河宝鸡段及其支流和水渠水体整体处于重金属轻度污染水平;各采样点水体重金属健康风险指数都在10-6～10-5之间,水体重金属污染健康风险等级为较低风险;河流和水渠中重金属元素Cr、Mn、Ni、Cu、Zn、Cd和Pb主要来源于周边工业生产和交通污染,As元素主要来源于农业面源污染。     

衡水湖湿地底泥重金属污染及潜在生态风险评价

测定了衡水湖湿地20个采样点底泥中的7种重金属含量,并与环境背景值进行了比较。结果显示,衡水湖湿地底泥中的Hg含量普遍高于环境背景值,为衡水湖湿地底泥中主要富集的重金属元素,而Cr和Cd基本无富集。用地积累指数、某种重金属的潜在生态危害系数和多种重金属的潜在生态风险指数评价了各个采样点的污染程度和潜在生态风险。结果表明,Hg为高风险元素,底泥中重金属污染主要以Hg为主;衡水湖湖内大部分地区的潜在生态风险相对较低,综合潜在生态风险最高处为魏屯闸,然后依次为南关闸、106国道、大赵闸和湖内岛,核心区的综合潜在生态风险最小。另外,还对魏屯闸处的3个采样点的多种重金属的潜在生态风险指数值进行了讨论。     

哈素海表层沉积物重金属污染特征及生态风险评价

2014年10月10日～20日,在哈素海布设20个采样点,采集表层(0～10 cm深度)的沉积物样品,测定其重金属Cu、Zn、Pb、Cr、Cd、Hg和As含量;采用地累积指数、潜在生态风险指数和生态风险预警指数,分别对沉积物中的重金属污染程度和生态风险进行了评价。研究结果表明,哈素海表层沉积物中的重金属Cu、Zn、Pb、Cr、Cd、Hg和As平均质量比分别为32.29 mg/kg、128.10 mg/kg、28.25 mg/kg、77.14 mg/kg、0.05 mg/kg、0.04 mg/kg和13.76 mg/kg。在湖泊西南部,表层沉积物中的重金属含量较高,特别是在湖泊入水量最大的民生渠入水口处;在湖泊东北部,表层沉积物中的重金属含量中等或偏低。以生态危害临界值(TEL)标准为参考值,哈素海表层沉积物中重金属Cu、Zn、Pb、Cr、Hg和As含量都超标,Cr和As含量超标较严重,Cu、Zn、Cr、As、Pb、Hg和Cd的重金属单因子污染地累积指数依次减小。在20个采样点中,位于湖泊中北部和南部的采样点S6、S18和S20表层沉积物处于中等生态风险,其它17个采样点处于轻微生态风险。生态风险预警指数平均值为5.38,湖泊北部和东部的采样点S2和S11属于轻度重金属生态风险警告,位于湖泊中南部的采样点S14、S15、S17和S19属于中度重金属生态风险警告,其它14个采样点都属于重度重金属生态风险警告,说明哈素海存在重金属污染的生态风险。虽然表层沉积物中的重金属Hg含量并未超标,但由于其生态毒性非常大,不能忽视其污染。因此,应该对哈素海的重金属污染予以重视,特别是As、Cr和Hg污染。     

衡水湖底泥中7种重金属元素含量的分布及其潜在生态风险评价

于2018年6月25～27日,在河北省衡水湖设置了22个采样点,采集0～50 cm深度的底泥样品,测定底泥样品中的7种重金属元素含量;并采用地累积指数法和潜在生态危害指数法,对7种重金属元素潜在生态风险进行评价。研究结果表明,衡水湖底泥中的7种重金属元素Cd、Hg、As、Pb、Cr、Cu和Zn的质量比分别为0.046～0.290 mg/kg、0.010～0.064 mg/kg、4.31～10.70 mg/kg、11.7～29.5 mg/kg、48.5～87.5 mg/kg、10.7～24.7 mg/kg和35.2～198.0 mg/kg;在22个采样点中,有9个采样点底泥中的Cd元素含量的地累积指数大于0,即这9个采样点存在轻微的Cd污染,处于轻微危害等级;每种重金属元素含量分别与其它大多数金属元素含量显著相关,表明这些重金属元素可能具有同源性,各重金属元素含量都分别与底泥中的有机质、全氮含量显著相关,Hg、Pb和Zn元素含量与全磷含量显著相关;衡水湖底泥中的7种重金属元素综合潜在生态风险指数为90.23,表明衡水湖底泥中的重金属元素存在轻微的潜在生态风险。     

格尔木河水质现状及生态风险评估

为了解经济迅速发展背景下格尔木河流域水体中痕量元素分布、水环境质量现状和生态风险,对格尔木河9个采样点水样21种痕量元素的分布及相关性进行了分析,以Cu、Zn、Hg、Cd、Cr和Pb为目标重金属,评估了格尔木河水质现状及生态风险。结果表明:重金属Pb浓度在所有水样中均低于检出限,其它痕量元素浓度在0.001(Cd)～6297.013(Sr)μg·L~(-1)范围变化。根据相关性分析,推测格尔木河水体中Li、Sc、Ti、V、Cu、Ge、Rb、Sr、Mo、Cd来源可能相同。采样点水样6种重金属浓度均达到地表水环境质量I类的标准。采用5种方法评价了格尔木河水质现状,研究区水质处于无污染的理想状态。格尔木河重金属引发的潜在生态风险处于低风险水平(生态风险指数变化范围为0.35～0.68)。     

2019年宁夏第三排水沟水体的主要化学指标分析北大核心CSCD

在宁夏第三排水沟设置了4个采样点,于2019年每月的3日至5日,采集水样,测定水样的主要化学指标;采用T-S模糊神经网络模型,进行各采样点的水质评价。研究结果表明,宁夏第三排水沟银川市贺兰县段水体的污染程度相对较轻,石嘴山市平罗县段和惠农区段水体的污染程度相对严重;1~3月各采样点水体的水质最差,采样点1水体符合地表水Ⅳ类水域标准,采样点2和采样点3水体符合地表水劣Ⅴ类水域标准,采样点4水体符合地表水劣Ⅴ类或Ⅳ类水域标准;4月,各采样点水体都符合地表水劣Ⅴ类水域标准;5~9月,各采样点水体水质优于其它月份;与4月相比,11月水体水质略有改善。     

大庆市建成区土壤重金属潜在生态危害和健康风险评价

根据大庆市城市功能区划,以表层土壤为研究对象,通过308个样品的采集、测定、分析,采用Hakanson潜在生态风险危害指数法评价土壤重金属元素的潜在生态危害程度。结果表明,表层土壤重金属污染程度较低,潜在生态危害风险较小,汞(Hg)和镉(Cd)是主要的潜在生态危害元素。汞的生态危害风险相对较大,有11.9%的样品处于较重及以上风险级别,镉的生态危害级别虽然较低,但中等危害级别分布范围较广。分别用致癌风险和非致癌风险模型进行了土壤重金属镉和汞对人体健康的风险评价,两种元素的风险指数均处于安全值范围内,不会对当地居民的健康构成风险。     

格尔木河水质现状及生态风险评估

为了了解经济迅速发展背景下格尔木河流域水体中痕量元素分布、水环境质量现状和生态风险,对格尔木河9个采样点水样21种痕量元素的分布及相关性进行了分析,以Cu、Zn、Hg、Cd、Cr和Pb为目标重金属,评估了格尔木河水质现状及生态风险。结果表明：重金属Pb浓度在所有水样中均低于检出限,其它痕量元素浓度在0.001(Cd) ~ 6297.013(Sr) μg?L<sub><sup>-1</sup></sub>范围变化。根据相关性分析,推测格尔木河水体中Li、Sc、Ti、V、Cu、Ge、Rb、Sr、Mo、Cd来源可能相同。采样点水样6种重金属浓度均达到地表水环境质量I类的标准。采用5种方法评价了格尔木河水质现状,结果表明研究区水质处于无污染的理想状态。格尔木河重金属引发的潜在生态风险处于低风险水平(生态风险指数变化范围为0.35~0.68)。     

上海市公园灰尘Hg、As污染特征及其健康风险评价

为了解上海市公园灰尘中Hg和As的污染特征和潜在的健康风险,于2013年6月,在上海市的18个公园采集了路面灰尘样品,测定了Hg、As含量,运用地累积指数法和健康风险评价模型(CDI),分析了灰尘中Hg、As的污染水平和不同暴露途径的健康风险。研究结果表明,上海市公园灰尘中Hg的浓度为0.07~3.75mg/kg,As的浓度为3.71~157.18mg/kg,平均值分别为0.43mg/kg和23.26mg/kg。根据污染评价结果,上海市公园灰尘中Hg和As含量总体上都属于轻度污染,其中西南地区污染严重,并且郊区污染大于市区。由CDI模型,上海市公园灰尘中Hg和As的非致癌风险系数为Hg 3.15×10-2、As 3.9×10-1,都小于1,属于风险较小的情况。而As的致癌风险为1.1×10-8,在致癌风险阀值控制范围之内,表明致癌风险比较低。     

雷州半岛近岸海域水环境质量综合评价

采用单因子指数法、富营养化指数法和模糊综合评价法定量评价雷州半岛西岸海域水体环境质量,分析其影响因素,并提出污染防治对策。结果表明：（1）表层海水中的石油类和PO4-P两项评价指标严重超标,超标率达100%;部分站位的pH、Cr6等指标存在着超标现象。（2）除站位HND5外,海域水质均处于低贫营养化水平,且西南部海域水质富营养化程度小于东北部海域,部分站位PO4-P含量超出第三类水质,存在一定的污染危险。（3）从水质排序看,西部海域水环境质量高于东部海域。模糊隶属度高值区出现在乐民港、盐灶、江洪港和蛋场港附近,以及江洪港湾内和蛋场港湾内。（4）表层海水中部分检测项目超标是受近海作业、船舶油污水和上游污染物的影响;近海作业逐年增多,海洋捕捞、海产养殖发展迅猛,造成江洪港附近海域石油类、PO4-P和部分重金属超标严重;乐民港及盐灶附近水质较差可能是由于铁山港的污染物顺流而下所致。     

常用水环境质量评价方法分析与比较

为比较水环境质量评价方法的适用性和局限性, 在分析几种常用评价方法的基础上, 利用2008 年长江流域和淮河流域190 个国控断面水质监测数据对单因子评价法、平均污染指数法、内梅罗指数法、灰色关联分析、模糊综合评价、物元可拓评价法、综合水质标识指数法等7 种方法进行实证研究。结果表明:①指标权重的选择对评价结果影响有限, 73.7%的断面评价等级没有因权重发生变化, 但物元可拓法对权重变化较为敏感。②当评价指标污染程度相当时, 平均污染指数法较为适合;当某指标污染程度较为突出时, 内梅罗指数更为恰当。但两者评价结果吻合程度较高, 相关系数达0.94, 且水质越差, 结果越接近。③分级评分法和单因子评价法评价结果差异较大, 仅有10%左右的断面评价等级一致, 且水质越差, 各种方法所得的评价等级差别越大。④各种评价方法具有一定的关联性和互补性, 评价等级相关系数在0.7 左右。综合各种评价方法理论上的优缺点并结合环境管理需求, 单因子评价法和综合水质标识指数法是两种优选方法, 在水环境质量评价中可以组合使用。     

官厅水库及永定河枯水期水体氮、磷和重金属含量分布规律

于枯水期 (冬季和春季 )在官厅水库库区及永定河沿线 1 3个地点采集了表层水样品 ,分别测定了原水和过滤水中 N、P和重金属的含量 ,同时进一步分析了过滤水中不同形态氮的含量 ,初步探讨了枯水期官厅水库和永定河水体 N、P及重金属含量的分布规律及污染特征。研究结果表明 ,官厅水库库区及永定河沿线重金属基本没有污染 ,大多低于地表水 类标准 ,极个别样点超过 类但仍低于 类标准。 N、 P污染比较严重 ,大部分样点的总氮、总磷指标超过湖泊水库 类标准 ,个别样点甚至超过 类标准。不同地点 ,各形态 N的含量有显著差别 ,体现了外源污染的区域分布规律。     

Identifying sources and hazardous risks of heavy metals in topsoils of rapidly urbanizing East China

With rapid economic and social development, soil contamination arising from heavy metals has become a serious problem in many parts of China. We collected a total of 445 samples (0–20 cm) at the nodes of a 2 km×2 km grid in surface soils of Rizhao city, and analyzed sources and risk pattern of 10 heavy metals (As, Cd, Co, Cr, Cu, Hg, Mn, Ni, Pb and Zn). The combination of Multivariate statistics analysis and Geostatistical methods was applied to identify the sources and hazardous risk of heavy metals in soils. The result indicated that Cr, Ni, Co, Mn, Cu, and As were mainly controlled by parent materials and came from natural sources. Cd and Hg originated from anthropogenic sources. Pb and Zn, belonging to different groups in multivariate analysis, were associated with joint effect of parent materials and human inputs. Ordinary Kriging and Indicator Kriging suggested that single element and elements association from the same principal components had similar spatial distribution. Through comprehensive assessment on all elements, we also found the high risk areas were located in the populated urban areas and western study area, which could be attributed to the higher geological background in the western part and strong human interference in the eastern part.     

华南近岸海域水质评价及其影响因素

以华南沿海32个地市为研究对象,首先基于单一要素评价和综合水质指数法对其近岸海域的水环境质量进行分析,再采用典范对应分析和逐步线性回归探究了各类影响因素与水质指标间的相关性。结果表明：2017年华南近岸海域的主要污染要素为无机氮（N）、活性磷酸盐（P）和悬浮物（SS）,严重超标现象主要出现在福建厦门、宁德、福州,广西钦州和广东珠海、深圳等地市的近岸海域;N、P和SS污染与海水养殖联系紧密,生活废水的大量排放也是N、P超标的主要原因。2017年华南近岸海域重金属和石油类污染物没有出现大范围的超标现象,但广东沿海的惠州、湛江、江门和汕头等地市近岸海域综合水质受重金属和石油类污染影响较大,这与工业废水排放量直接相关;由于除工业生产以外,近岸海域船舶频繁往来也可能影响近海的铜（Cu）污染水平,重金属Cu与影响因子之间的相关性显著强于镉（Cd）、汞（Hg）和铅（Pb）。此外,综合水质指数与地区生产总值呈正相关,在一定程度上表明经济水平较高的地市,其环境基础设施的建设相对完善,对生活、工业废水的处理效率相对较高。     

Assessment on environmental quality of heavy metals in agricultural soils of Chongming Island, Shanghai City

The environmental quality of heavy metals (Pb, Cd, Cr, As, Hg) in agricultural surface soil of Chongming Island was assessed by national, local and professional standards based on a large scale investigation, in which 28 samples from vegetable plots, 65 samples from paddy fields and 9 samples from watermelon fields were collected from whole island area. Results showed that the average concentration of Pb, Cd, Cr, As and Hg was 21.6 mg·kg-1 , 0.176 mg·kg-1, 69.4 mg·kg-1, 9.209 mg·kg-1 and 0.128 mg·kg-1, respectively. Compared with the background value of Shanghai City soil, except for Pb and Cr, all the other heavy metals average concentrations in Chongming Island agricultural surface soil exceeded their corresponding natural-background values. The concentrations of Cd, As and Hg were 33.0%, 1.2% and 26.3% higher than the background value of Shanghai City, respectively. In addition, inverse distance interpolation (IDW) tool of GIS was also applied to study the spatial variation of heavy metals. The results indicated that most of agricultural soil quality was good, and the ratio of ecological, good soil, certified soil and disqualified soil were 1.26%, 97.1%, 1.47% and 0.12%, respectively. About 10.1%, 85.7%, 27.0%, 55.4% and 55.2% soil samples exceeded the Pb, Cd, Cr, As and Hg background value of Shanghai City, respectively. Among these three land use type soils, vegetable soil was most seriously polluted by heavy metals, which is probably related to the over-application of pesticides. The annual deposition fluxes of Pb, Cd, As and Hg were 7736 μg·m-2·a-1, 208 μg·m-2·a-1, 2238 μg·m-2·a-1 and 52.8 μg·m-2·a-1, respectively. Crop straw burning was the important source of heavy metals of atmospheric deposition, and atmospheric deposition contributed a lot to heavy metals in agricultural soil in Chongming Island.     

黄河下游滩区开封段土壤重金属空间分异规律

对黄河下游滩区开封段及滩外土壤采样48个,按照土壤化学分析方法,对铅(Pb)、铬(Cr)、汞(Hg)、砷(As)和镉(Cd)5种重金属进行分析,采用单因子污染指数、普通克里格法和相关分析对研究区土壤重金属含量特征、污染状况和分布特征进行了计算。结果表明:①研究区土壤5种重金属Pb、Cr、Hg、As和Cd含量就平均值而言,Cr的平均含量最大,Pb、Hg的平均含量最小。Pb、Cr、Hg、As和Cd4种重金属元素的变异系数在0.13～0.28之间,属于中等变异强度,Hg变异系数较大,Hg的空间差异相对较大;②重金属元素Pb、Cr、Hg、As、Cd之间具有较强的线性关系,可能具有共同来源——水沙输入;③主要污染元素为Hg、As、Pb,其中Pb的污染为中度污染且范围较广,而As和汞Hg构成三级轻度污染。Cr和Cd在各村间变化不大,Cr,Cd没有构成污染,且Cd是全部清洁表现出污染没有积累;④土壤各重金属元素的空间分布特征在研究区内上下段之间分异明显,上段呈清洁状态,中段有少量污染,下段表现出明显富集的分布状态。     

日照市土壤重金属来源解析及环境风险评价

选择日照市的东港区和岚山区为研究区,采集了445个0～20 cm表层土壤样品,并测定了10种重金属元素的含量;采用多元统计和地统计分析,揭示了研究区土壤重金属污染的主要来源以及与土地利用、成土母质之间的关系,绘制了重金属的环境风险概率的空间分布图.结果表明:①As、Co、Cr和Cu的平均值低于山东省东部地区土壤背景值,Cd、Hg、Mn、Ni、Pb和Zn的平均值高于背景值,尤其是Cd、Hg的含量分别为背景值的1.85和1.38倍,土壤中重金属累积较为明显.②10种元素可被辩识出4个主成分(PCs),PC1 (Co、Cr、Mn、Ni和Zn)和PC3 (As、Cu)为自然源因子,PC2 (Cd、Pb)为工农业及交通源因子,PC4(Hg)为工业源因子;其中Pb、Zn在PC1和PC3上均有较大载荷,受地质背景和人类活动的共同控制.③Cd、Hg含量在不同的覆被类型有显著差异,在城镇建设用地的含量最高;Co、Cr、Cu、Mn和Ni在花岗岩和变质岩母质的含量高,与冲积与海积物母质有较大差异.④来自于同一主成分的元素及元素组合的环境风险空间格局与相应主成分插值结果基本一致,所有重金属综合环境风险的高值区在西部和东部呈点状分布,主要是由西部的高地质背景和东部的强烈人为干扰的综合作用造成的.     

芜湖市区地表灰尘中重金属粒径效应及其健康风险评价

对芜湖市区高新技术开发区、中心城区、经济技术开发区等21个地表灰尘样品中重金属含量的粒径分布效应及其细粒径灰尘重金属健康风险进行分析。结果表明:芜湖市区地表灰尘中9种重金属含量的变化范围较大,并存在不同程度的污染,其中Cd的平均值是土壤背景值的30倍以上。Zn、Cd、Pb、Co、Ni、Cu含量在经济技术开发区最大,Mn在高新技术开发区最大,Cr、V在中心城区最大。不同重金属的粒径分布效应差异较大,大部分重金属在160~200目粒径段的含量最高。重金属主要富集在75μm粒径级别上,富集比例约为50%,大小顺序依次为:CdCuZnCrNiPbCoVMn。手-口摄入途径是儿童对细粒径地表灰尘重金属暴露的主要途径。不同重金属非致癌风险大小依次为:PbCrMnVCuCdCoNiZn,均不构成明显的风险,但经济技术开发区的各重金属叠加风险指数达1.266,存在非致癌风险。Cr、Cd、Co和Ni致癌风险均低于风险阈值,不会对人体造成健康危害。