东海泥质区表层沉积物中锰、铁和铝的赋存形态及影响因素研究

2007年11月在东海泥质区采集了表层沉积物样品,用连续提取法对金属元素的赋存形态进行了分离,测定了各形态中锰、铁和铝的含量。结果表明,锰主要赋存于碳酸盐结合态,含量为0.04～0.19mg/g,平均0.13mg/g;铁主要赋存于易还原态(铁锰氧化物结合态),含量为1.1～2.3μg/g,平均1.5mg/g;大部分站点的铝主要赋存于易还原态,含量为0.4～1.1mg/g,平均0.7mg/g。沉积物主要成分对金属赋存形态产生影响,CARB态、ERO态Mn、Fe和Al分别随沉积物中碳酸钙、水合铁锰氧化物含量的升高而增加,且ERO态金属与水合铁锰氧化物的相关性显著;有机物的含量的对OSM态金属的影响则不明显。非残渣态Fe和Al的含量随水深增加而降低,主要是由于沉积物中ERO态Fe和Al受陆地径流输入和水体中清除作用的影响,导致近岸沉积物中有较多的活性Fe、Al;离岸距离增加则沉积物中活性Fe、Al含量减少。     

海水养殖池沉积物中重金属形态和生物酶活性的关系研究

以连云港市对虾养殖池表层沉积物为研究对象,采用Tessier连续萃取法,研究了表层沉积物中重金属(Cu、Zn、Pb、Cd、Cr、As、Mn)的赋存形态和酶(脲酶、碱性磷酸酶、过氧化氢酶、转化酶)活性的相关性。结果表明,重金属Cu和Zn以有机-硫化物结合态为主要的赋存形态,Pb以铁锰氧化物态为主要的赋存形态,Cd以可交换态(平均33.47%)和碳酸盐结合态(平均31.16%)为主要存在形态,Cr和As主要以残渣态存在,Mn的铁锰氧化物态比例最高。脲酶的活性范围为0.45—8.96mg/(g·24h),碱性磷酸酶活性范围为2.45—6.69mg/(g·24h),过氧化氢酶活性范围为0.14—2.36m L/(g·min),转化酶活性范围为0.45—10.45mg/(g·24h)。脲酶活性与Cd、As的可交换态、Cd的碳酸盐结合态、Cu、As的铁锰氧化物态、Zn、Pb、Cd、Mn的有机硫化物态之间显著相关;碱性磷酸酶活性与Zn、Cd的铁锰氧化物态显著相关;过氧化氢酶活性与Cd的可交换态、碳酸盐结合态及残渣态、Cu、Cd、As的铁锰氧化物态、Zn、Pb、Cd、Mn的有机硫结合态之间显著相关;转化酶活性与Cu、Cd、As的可交换态、Cd的碳酸盐结合态、Cu、Cd、As的铁锰氧化物态、Zn、Pb、Cd、Mn的有机硫化物态、Cd、As的残渣态之间显著相关。酶活性可以用来指示海水养殖池沉积物中重金属的形态转化过程。     

东菲律宾海表层沉积物中元素的赋存状态

为了解东菲律宾海不同类型表层沉积物中元素的赋存状态,采用化学提取方法对有无新型铁锰结壳发育站位表层沉积物样品进行了分级提取及测试,不同类型表层沉积物中成矿和稀土元素的赋存状态总体一致,表明研究区表层沉积物形成于相似的地质和海洋环境中。成矿元素中Fe绝大部分赋存在残渣态中,Mn、Cu、Co和Ni则主要赋存在铁锰氧化物结合态中,稀土元素也主要赋存在这两个相态中,碳酸盐结合态、铁锰氧化物结合态和有机结合态对重稀土元素优先吸附或具络合作用,引起重稀土元素的相对富集和铈的负异常,残渣态优先吸附轻稀土元素,导致轻稀土元素的富集和铈的正异常,火山物质则使表层沉积物残渣态表现出铕的正异常特征。同时,不同表层沉积物样品间也存在一定的差异,这与其局部形成条件——铁锰结壳发育与否有关。     

黄、东海表层沉积物重金属赋存形态及风险评价

利用Teissier 5步连续提取法分析了黄、东海6个表层沉积物样品中重金属Zn、Pb、Ni、V、Fe和Mn的赋存形态,并基于富集因子评价法、地质累积指数评价法和酸提取态比重风险评价法对6种重金属的污染现状和潜在生态风险进行了初步评价。各重金属的含量分布依次为:FeMnZnVNiPb。Ni、Zn、V和Fe两两之间均呈现很好的正相关,表明这些元素污染具有同源性。赋存形态分析表明,V、Fe、Zn和Ni主要以残渣态存在,Pb和Mn在可提取态和残渣态比例相当。铁锰氧化物结合态和碳酸盐结合态是非残渣态Pb和Mn的主要存在形式。富集因子评价法和地质累积指数评价法结果显示,Pb、V、Fe和Mn主要受自然来源影响,未受到人类活动的影响。Ni和Zn受到轻微人类活动影响。酸提取态比重风险评价结果显示,Pb和Mn风险评价为中风险,易从沉积物重新释放进入水体形成二次污染。     

上海滨岸潮滩根际重金属含量季节变化及形态分布

用Zeeman－5000型原子吸收分光光度计火焰法测定了上海滨岸潮滩沉积物中Cu、Pb、Fe、Mn、Zn、Cr的总量及其5种地球化学形态含量，发现根际沉积物中的重金属含量一般低于表层沉积物，但在重金属含量水平上，均为Fe＞＞Mn＞Zn＞Cu，Pb，Cr；单因子方差分析表明重金属在根限沉积物中存在显著的季节变化（p＜0.05＝，Cu、Pb、Fe、Mn、Zn、Cr在高潮滩芦苇根限沉积物中的含量均在夏、秋季出现最低值或次低值，在中潮滩海三棱Biao草根际沉积物中的季节含量随采样地点不同而变化，但与同一地点表层沉积物中的含量相关性很好，除Cr（r＝0．18）外，相关系数（r）分别达到0．77、0．74、0．65、0．84、0．77；Cu、Fe、Zn、Cr在沉积物中均以残渣态含量为主，Pb、Mn的碳酸盐结合态含量较高，秋季各重金属元素的碳酸盐结合态与铁锰氧化物结合态之间发生形态上的迁移与转化。     

亚北极海区表层沉积物中多种金属离子的富集特征及影响因素

采用电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)对白令海北部、楚科奇海和加拿大海盆等亚北极海域表层沉积物中13种金属元素(Fe,Mn,Al,Co,Ni,Cu,Zn,Cd,Cr,Ba,Ag,Pb和U)的含量进行测定,结合富集系数(EF)和因子分析结果,探讨研究区的亚北极海域沉积物中各金属元素的可能影响因素。结果表明,在楚科奇海和加拿大海盆是Co,Ni,Cu,Zn,Cr,Ba,Ag,Fe,Mn,Al和Pb高值区,低值区大多出现在白令海北部;而U和Cd的高值区主要出现在楚科奇海北部,并表现出含量向加拿大海盆逐渐降低的趋势。EF分析结果显示:在目标海区的沉积物中Fe,Mn,Cu,Ag,Ba,Co,Ni和Pb未见富集;而Cr,Cd,Zn和U则表现出轻度富集。因子分析对于金属元素的聚类划分结果与通过EF计算对于金属元素富集程度的区分结果相吻合,因此Al,Mn,Co,Ni,Cu,Ag和Pb可能主要受到陆地岩石和土壤风化的影响;Cr,Cd和U主要受到陆源输入和人类活动影响,即人类活动是造成亚北极地区沉积物金属元素富集的重要原因;而Ba主要受生物活动影响;Fe和Zn不仅受自然来源和人为来源共同作用,还可能受到生物活动的影响。     

长江口及其邻近海域表层沉积物中重金属分布和潜在生态危害评价

对长江口及其邻近海域表层沉积物中重金属Cu、Mn、Pb、Zn、Cr、Fe、Hg、Cd的含量分布以及富集状况进行分析,并采用Hakanson潜在生态危害指数法评价该海域中Cu、Pb、Zn、Cr、Hg、Cd污染的程度及其潜在的生态危害,结果表明:长江口及其邻近海域表层沉积物中Cu、Mn、Pb、Zn、Cr、Fe的分布特征表现为由近岸向远岸递减的趋势,整体上象山县和舟山群岛近岸海域的含量高于研究区北部含量;Hg在长江口南端含量较高,呈由西向东递减的趋势;Cd在长江口南端以及象山县东含量较高,在研究区中部含量较低。潜在生态危害评价结果表明,长江口及其邻近海域表层沉积物只有部分站点处于生态危害的中等级别,大多站点生态危害轻微,污染程度顺序为Cd>Hg>Cu>Pb>Cr>Zn;对长江口及其邻近海域生态环境具有潜在影响的重金属元素首先是Cd,其次是Hg。对底质环境质量进行系统聚类分析结果显示,象山县和长江口外以及济州岛西南近海海域的底质环境较差,应予以重视。     

连云港临洪河口水体中重金属的化学形态与分布特征研究

对连云港海域临洪河口水体中重金属元素Cu,Zn,Pb,Cd的主要存在形态及悬浮颗粒态重金属元素的赋存形态进行了分析。结果表明:悬浮态重金属Cu,Zn,Pb,Cd的含量在调查海域内空间分布基本均衡,Zn、Cu、Cd主要以溶解态形式存在,而Pb则主要以颗粒态形式存在。对悬浮态重金属元素的赋存形态分析表明,Cu主要富集在有机-硫化物态、Zn主要富集在残渣态、Pb主要富集在铁锰氧化物态和碳酸盐结合态、Cd主要富集在可交换态和碳酸盐结合态。     

渤海中部表层沉积物中重金属赋存相态及来源

近年来由于环渤海经济圈的快速发展,渤海接受了来自周边河流、沿岸排污及海上油气开采所产生的大量的重金属等污染物质,使得渤海的生态环境系统面临前所未有的压力。本文采用电感耦合等离子质谱仪（ICP-MS）对采自渤海中部的25个表层沉积物样品中的Cu、Co、Ni、Zn、Pb、Cr、Cd等重金属元素的含量和赋存相态进行了分析,探讨了重金属分布规律、污染状况及来源。研究结果表明,Cu、Co、Ni、Zn、Cr在渤海湾的近岸区域和渤海中部泥质区有较高的含量,而Pb和Cd则在整个研究区的含量都较高;表层沉积物中Cu、Co、Ni、Zn、Cr主要以残渣态形式存在,而Pb和Cd则具有较高的非残渣态含量;生态风险评价结果表明该区表层沉积物未受到Co、Ni、Cr的污染,Cu、Zn、Pb和Cd则为未污染-中等程度污染。重金属元素Co、Ni、Cr以自然来源为主,在沉积物中的分布主要受沉积物物质组成的影响,而Cu、Zn、Pb,尤其是Cd,则受到了人类活动的显著影响。黄河沉积物是研究区表层沉积物中重金属的主要来源,影响范围涵盖了本区大部分区域,但在研究区的北端受到滦河来源物质的影响,渤海湾和研究区中部则受到海河物质和大气沉降来源重金属的一定影响。     

厦门西海域沉积物中重金属的赋存状态及潜在迁移性

以厦门西海域沉积物为研究对象,利用改良BCR连续提取法分析了沉积物样品中Zn、Mn、Cr、Cu、Cd和Pb的赋存状态,并通过潜在迁移指数（PMI）探讨了沉积物中重金属的潜在迁移风险.结果表明：6种重金属总量在厦门西海域沉积物中由大到小的顺序为：Mn〉Zn〉Cr〉Pb〉Cu〉Cd,其中Mn和Zn的含量达到了1 471 mg/kg和231 mg/kg.与沉积物质量标准对比,沉积物样品中Zn、Cr、Cu和Pb的含量较高.改良BCR连续提取表明6种金属中Zn、Cr和Cu主要以残渣态存在,Mn和Cd主要以酸溶态存在,Pb则以可还原态为主.厦门西海域沉积物中6种重金属的潜在迁移指数大到小的顺序为：Mn〉Cd〉Zn〉Cu〉Pb〉Cr,其中Mn和Cd的潜在迁移危险最大.     

南大西洋热液沉积物的不同相态提取方法与元素赋存状态

本文对采自南大西洋受不同程度热液活动影响的表层沉积物样品进行了元素和矿物组成分析,并对热液沉积物的碳酸盐相、Fe-Mn氧化物相和残渣态进行了一系列顺序提取实验。选用不同浓度的盐酸羟胺(HH)和醋酸(HAc)混合溶液对样品的Fe-Mn氧化物相进行提取,通过分析不同实验条件下Fe-Mn氧化物相Ti/Nd、Ti/Pb比值和Fe-Mn氧化物相、残渣态的稀土元素(REE)标准化配分模式及Ce和Eu异常值,确定了不同类型热液沉积物样品Fe-Mn氧化物相提取的理想试剂条件均为0.5 mol/L HH和25% HAc混合溶液。研究结果表明,受热液活动影响程度越高,沉积物中Fe、Cu、Zn等元素含量越高,Ca、Sr、Ba含量呈相反趋势,Mn、Pb和REE未受到热液活动明显影响;随着受热液活动影响增强,Ca、Sr、Nd在Fe-Mn氧化物相中所占比例增加,在残渣态中降低,Mn、Co、Ni和Zn呈相反趋势,Cu在碳酸盐相所占比例增加,在残渣态中降低,Pb赋存状态不受热液活动影响,主要赋存于Fe-Mn氧化物相;REE主要赋存于残渣态,沉积物受热液活动影响越明显,残留相对REE富集能力越强,残渣态REE球粒陨石标准化配分模式表现为LREE相对富集越来越不明显的特征。本文研究为进一步了解南大西洋热液沉积物特征和热液活动对沉积物元素赋存状态影响提供了方法和地球化学数据支持。     

西北冰洋表层沉积物中重金属的赋存形态研究

用连续提取法对选自西北冰洋的32个表层沉积物进行分析,测定了Cr、Cu、Pb在全样中及其在P1-2、P3、P4、P5中的含量.结果表明随着离岸距离增加,水深加深,Cr、Cu、Pb含量呈增高的趋势.研究区陆架沉积物中Cr、Cu、Pb含量分别为60.66、14.77、16.65μg/g;深海沉积物中Cr、Cu、Pb的含量分别为80.40、41.70、25.62μg/g.元素赋存形态分析表明,Cr、Cu、Pb主要赋存在残渣态,残渣态中三元素的含量平均值分别为64.97、19.67、17.56μg/g,占元素总量的比例分别为93.58%、75.02%和83.76%.三元素在各赋存形态中的含量分布是:Cu为残渣态>有机质和硫化物态>铁锰氧化态>可交换及碳酸盐态;Pb和Cr则为残渣态>铁锰氧化物态>有机质硫化物态>可交换态及碳酸盐态.研究区重金属元素在不同赋存形态中的含量分布与北太平洋深海沉积物中类似.     

珠江口外内陆架表层沉积物重金属元素形态特征、控制因素及生态风险分析

2011年对珠江口外内陆架海域22个点位表层沉积物中主要的重金属Cr、Ni、Cu、Pb、Zn、Cd和As含量、形态特征、来源控制因素以及潜在生态风险进行了研究。采用了BCR提取法分析各种重金属赋存形态,并依据各种重金属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:珠江口外内陆架沉积物重金属分布特征为由陆向海的方向,随着水深增大而逐渐降低。重金属赋存形态中Cr、Ni、Cu、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,Zn主要存在于残渣态与可还原态。各重金属非残渣态比重Cd最高,Cr最低,表明Cd的迁移性最强。各元素非残渣态在平面上的分布与总量分布模式相关性较好,因此,珠江口外内陆架海域通过总量来确定区域重金属污染情况在一定程度上是可靠的。重金属元素与黏土含量、可还原态Fe、Mn含量普遍具有较好的相关性。珠江口外内陆架的重金属来源比较复杂,主要来源于附近大陆的物质输入。运用酸提取态百分含量风险评估法对重金属潜在生态风险进行评价,发现研究区各元素综合风险评价除Cd为高风险外,Cr元素综合风险评价为无风险;其余为中一低风险等级。     

海洋沉积物的顺序萃取方法及其在冲绳海槽热液影响沉积物中的应用

不同沉积环境和沉积机制下进入海洋沉积物中的元素分别与不同介质结合,因此,将沉积物中不同结合形态元素相分离的顺序萃取方法是研究沉积物源和沉积环境的重要手段。以Tessier等建立的萃取流程为基础,针对深海沉积物标准物质GBW07315中Fe、Mn、Co、Cu、V元素,分析了方法的准确性和重复性。结果表明:各元素回收率基本介于94%～126%之间,平均值为106%。在重复性方面,除V元素在铁锰氧化物结合态中的相对标准偏差较高外,其余元素在铁锰氧化物结合态、有机结合态以及残渣态中的相对标准偏差均低于15%,而碳酸盐结合态和可交换态中元素的相对标准偏差较大,这与其样品中这些结合态的元素含量相对较低有关。因此,对于深海沉积物来讲,顺序萃取法具有较好的稳定性和可靠性,尤其是对其中铁锰氧化物结合态、有机结合态和残渣态的萃取效果令人满意。将该方法应用于冲绳海槽热液影响沉积物中,实现了热液源铁锰氧化沉积的有效萃取和分离。     

粤西湛江港海底沉积物重金属的分布特征与来源

2004年9月23日至10月5日对湛江港海洋沉积物中金属元素的含量及分布进行了调查。共采集样品20个,采用王水-氢氟酸消解,电感耦合等离子体发射光谱法测定样品中的金属元素As、Cd、Co、Cr、Cu、Ni、Pb、Zn、Al、Ca、Fe、Mg和Mn。结果发现,湛江港大多数区域的沉积物未受污染,但霞山区港务局码头附近海域受到Cd、Cu和Pb的轻度污染,特呈岛养殖区也受到Cu的轻度污染。主成分分析结果表明,Al、Cd、Co、Cr、Cu、Fe、Ni、Pb和Zn主要通过陆源输入进入近岸水域的沉积相中,Ca、As、Mg和Mn主要通过海洋环境中水相和沉积相的相互作用进入沉积相中。结合其它调查结果认为,湛江港的Cd污染在水相、沉积相和生物相中均已存在,应引起有关部门的高度重视。     

昌黎黄金海岸保护区表层海域沉积物中重金属的赋存形态特征及生态风险评价

为了解昌黎黄金海岸保护区表层海域沉积物中重金属的污染状况,采用欧共体标准物质局(Community Bureau of Reference,简称BCR)提出的三级4步提取法分析了沉积物中Cr、Pb、Cu、Zn、Ni的形态特征,并利用次生相原生相分布比值法(Ratio of secondary phrase and primary phrase)和潜在生态风险指数法(Potential ecological hazard index method)对沉积物重金属进行生态风险评价。结果表明,研究区5种重金属含量超过中国浅海沉积物环境背景值;5种金属均以残渣态为主,次生相中,Cu和Ni以可氧化态为主,Cr、Pb、Zn以可还原态为主。次生相原生相分布比值法表明:元素Pb和Ni为保护区表层沉积物中主要的污染元素,Cu、Cr和Zn则较为轻微。潜在生态风险指数法表明:5种金属元素潜在风险指数按顺序依次为Ni>Pb>Cu>Cr>Zn,在各点位均属于低风险级,环境危害较小。     

黄河口及邻近海域表层沉积物中锌的研究

作者于1984年夏季测定了黄河口及邻近海域表层沉积物中Zn、Fe、Mn、Cu及有机质的含量。结果表明:河口及近岸海域表层沉积物中Zn含量较高Zn与有机质、Fe、Mn、中值粒径呈正相关,相关系数为: γ_(Zn-Org)=0.704 γ_(Zn-Fe)=0.858 γ_(Zn-Mn)=0.802 γ_(Zn-Mdφ)=0.906 本文提出表层沉积物中Zn的地球化学形式、含量及其分布。在调查区表层沉积物中总锌平均含量为80.47mg/kg,其中可交换部分为0.48％,碳酸盐结合部分占5.16％,铁—锰氧化物结合部分占15.5％,有机物结合部分占9.15％,残渣部分为69.3％。     

东海泥质区表层沉积物中铜和铅的赋存形态研究

2007年11月在东海泥质区13个站点采集了表层沉积物样品,用连续提取法分离并测定了铜和铅的赋存形态。结果表明,铜主要赋存于易还原态(铁锰氧化物结合态),含量为1.2～5.1μg/g,平均值为3.3μg/g;铅主要赋存于碳酸盐结合态,含量为1.9～7.3μg/g,平均值为5.3μg/g。泥质区铜和铅的有机结合态和易还原铁锰氧化物结合态与水深之间的呈明显的相关关系,碳酸盐结合态则与水深不相关。铜和铅非残渣态总量与采样站点水深之间的关系受控于其主要赋存形态,反映了重金属形态分布受到陆源输入和在水体中迁移等因素的影响。济州岛西南泥质区表层沉积物中铁锰氧化物结合态的铜和铅含量高于其他海区表层沉积物,可能是由于沉积物再悬浮所致。     

冲绳海槽南段沉积物的元素赋存状态及其热液活动记录

为了解冲绳海槽南部沉积物的元素赋存状态以及热液活动对沉积物中元素组成的影响,对冲绳海槽南部沉积物岩芯HOBAB4-S2进行了全岩样及顺序提取分析,探讨了该沉积物岩芯中Al、Ti、K、Fe、Mn、Cu、Zn、Pb、Co、Ni及稀土元素的赋存状态,结果表明残留相与碳酸盐相是岩芯沉积物中元素的重要赋存形式,典型的碎屑组分Al、K、Ti在残留相中比例极高。铁锰氧化物相和有机结合相中各元素含量均相对较低,但在铁锰氧化物相中,与热液活动相关的金属元素在岩芯的萃取比例及含量上随着深度变化具有一致性,同时在4个层位出现了异常高值,表明在该层位对应的时期出现了热液活动对元素组成的显著影响,稀土元素总量变化上也可看出明显相同的变化趋势。沉积物的球粒陨石标准化稀土元素配分模式整体显示了轻稀土元素相对重稀土元素更富集的特征,具有极其轻微的Ce正异常和明显的Eu负异常,与南大西洋受热液活动影响较小的沉积物中铁锰氧化物相的配分模式类似,表明其受到热液流体的影响,是铁锰颗粒吸附海水与热液流体中稀土元素的结果。     

长江口表层沉积物中Fe,Mn,Zn,Co,Ni的地球化学特征

用1981年中美长江口联合研究采集的样品,测定了长江口表层沉积物及其酸可溶部分Fe,Mn,Zn,Co和Ni的含量,报道了它们的分布,分析了它们与Fe-Mn氧化物、有机质和环境参数之间的相互关系,建立了相应的复相关式。