基于GIS技术的江西德兴地区水系沉积物重金属污染的潜在生态危害研究

矿山开发必然对矿区及周边地区的生态环境造成危害。对矿山及其周边地区的生态环境进行现状调查和评价,为生态环境治理客观依据,显得极为重要。在江西德兴地区,系统采集该区域330个水系沉积物样品,并采用X荧光光谱仪和电感耦合等离子原子发射光谱仪为主体的分析配套方案分析样品中重金属的含量基础上,采用潜在生态危害指数法和GIS空间分析技术研究该地区的水系沉积物重金属污染的潜在生态危害。研究结果表明,德兴地区水系沉积物重金属污染的潜在生态危害范围较大,强—很强的生态危害区主要集中德兴铜钼和铅锌矿区、德兴河与大坞河流域及其周边地区,而乐安河下游沿岸以及乐平附近与西北部景德镇附近的少数煤矿区、婺源县城附近和东南角玉山县北西的铜钼矿点附近地区主要为零星中等生态危害。     

小秦岭太峪水系沉积物重金属污染生态危害评价

以金矿开发影响的黄河二级支流太峪水系沉积物为研究对象,沿河采集16个表层沉积物样品,分层采集垂向剖面10件水库沉积物样品,测定了样品中重金属元素Hg、Pb、Cd、Cr、As、Cu和Zn的含量,采用Hakanson潜在生态指数法和Tomlinson污染负荷指数法评价重金属元素污染程度和潜在生态风险。结果表明,矿业活动是太峪水系沉积物重金属元素污染的主要因素;变异系数、富集系数和最高污染系数均反映Hg、Pb、Cd是太峪水系沉积物的特征污染重金属元素,Cr和As的质量分数接近地区背景值;太峪水系表层沉积物受到重金属元素的极强污染,山区段污染较山外更严重;整个流域的Hg、Pb、Cd具有很强的潜在生态危害,Cr、As、Zn的潜在生态危害轻微;太峪水系沉积物垂向各层沉积物都受到重金属元素的极强污染,生态问题以Hg、Pb、Cd的潜在生态危害为主,其污染和生态危害程度都高于流向上的沉积物。潜在生态危害指数评价突出了不同元素的毒性和危害程度,而污染负荷指数法侧重于样本空间上的污染程度,二者互补使用有利于实际问题的全面评价。     

重金属污染评价及方法对比——以福建浅海沉积物为例

应用地质累积指数法、内梅罗综合污染指数法及生态危害指数法,对福建浅海沉积物461个底泥样品中7种重金属（Hg、Pb、Cr、Zn、Cu、Cd、As）进行了污染评价对比.结果表明：①各主要海湾浅海沉积物中超标重金属为Cr、Cu（Cr占24.1%,Cu占15.0%）,其次为Pb、Zn（Pb占6.3%,Zn占5.0%）;②九龙江口潜在生态危害最大,Cd潜在生态风险最高,地质累积指数超标的Cr、Cu、Pb、Zn潜在生态风险并不大;③三种评价方法各有侧重点和优缺点,各具合理性和局限性,若能结合应用,可较为合理地对重金属污染状况进行系统评价.     

金沙江攀枝花段水系沉积物中重金属的分布特征及污染评价

对攀枝花地区金沙江水系沉积物中九个重金属元素的地球化学特征及空间分布特征进行了分析研究,并对各重金属的污染程度进行了初步评价。研究发现,重金属在支流与金沙江交汇点下游处含量高于上游处,这说明金沙江有一定的自净化能力。通过分析可知,重金属的污染程度为:Cu>V>Ti>Mn>Cr>Zn>As>Co>Pb,其中Cu、V、Ti、Mn污染严重,Pb为轻度污染。污染最严重的地区是攀钢冶金区、攀钢选矿区、攀钢采矿区以及攀钢尾矿坝。     

广西防城港近岸表层沉积物重金属分布特征及污染评价

为了解防城港近岸海域表层沉积物重金属分布及污染特征,系统采集了19件研究区的表层沉积物样品,检测了7种重金属元素的含量.测试结果表明:研究区表层沉积物中Cu、Pb、Zn、Cd、Cr、Hg和As含量均符合政府制定的海洋功能区划要求.单因子潜在生态危害指数法评价结果显示,不同重金属潜在生态危害排序为Hg>Cu>Cd>As>...     

小秦岭金矿区水系沉积物重金属特征研究

在划分小秦岭金矿区水系流域的基础上,研究了不同水系沉积物中Hg、Pb、Cd、Cr、As、Cu、Zn七种重金属的含量水平、分布特征;从各个元素的主要来源出发,分析了重金属含量水平高低不同的原因,探讨了金矿开发对重金属含量变异的影响,提出影响水系沉积物重金属赋存、迁移的相关因素.结果发现:①从地域上看,小秦岭北麓水系沉积物重金属含量普遍高于南麓,而在北麓表现出“中间高、两侧低”的特点;②从元素含量差异看,小秦岭金矿区水系沉积物中Pb含量最高且偏离背景值的程度最大,其次是Hg,而Cr、As继续保持了低背景值的趋势.     

珠江水系沉积物重金属元素背景值估算及污染特征分析

估算水系沉积物的地球化学背景值和识别其异常对人为污染判别与环境风险评估非常重要。采集并分析了珠江58件水系沉积物样品,经分析检验,Al、Fe和Sc被选作参考元素,并对比了确定地球化学背景及识别异常值的方法。其中,基于最小截断二乘法的回归分析是定义地球化学背景的有效方法,它是一种对异常值不敏感的稳健统计方法,而基于局部富集因子的箱线图和回归诊断图更适用于识别异常值。珠江不同河段重金属污染存在差异,北江和河网区主要受As、Cd、Cu、Pb和Zn污染,东江主要受Cu、Cr和Ni污染,而西江几乎不存在重金属污染。水系沉积物的主要污染类型是点源污染,主要污染来源是采矿和电镀等相关的工业活动。     

铜陵矿区水系沉积物中重金属存在形态特征研究

通过对铜陵水系沉积物重金属形态分析实验,研究了重金属各种形态在沉积物中分布特征。分析结果显示,矿区水系沉积物中Cu、Pb、Zn、Cd等重金属含量都显著的高于对照样品,水系已经受到重金属的污染。提出了防治和改善铜陵地表水环境污染的措施。     

江西乐安江流域稻田土重金属累积变化与德兴矿集区关系

对乐安江流域稻田表层土壤中Pb、Cd、Cu、Zn的分布特征进行分析,按照单因子污染指数法和内梅罗综合污染指数法,依据土壤环境背景值标准和国家土壤环境质量标准对乐安江流域稻田土壤的重金属进行评价。结果表明,矿集区上游水稻田土壤重金属综合污染指数等级尚在安全范围内,矿集区周边Cd和Cu的单项污染指数大于1,综合污染指数达到7.82,属于重污染;矿集区下游接近警戒值。研究表明,矿集区矿业开发释放的重金属元素对乐安江中下游流域水稻田土壤的重金属累积具有重要影响。     

江西乐安江流域稻田土重金属累积变化与德兴矿集区关系

对乐安江流域稻田表层土壤中Pb、Cd、Cu、Zn的分布特征进行分析,按照单因子污染指数法和内梅罗综合污染指数法,依据土壤环境背景值标准和国家土壤环境质量标准对乐安江流域稻田土壤的重金属进行评价。结果表明,矿集区上游水稻田土壤重金属综合污染指数等级尚在安全范围内,矿集区周边Cd和Cu的单项污染指数大于1,综合污染指数达到7.82,属于重污染;矿集区下游接近警戒值。研究表明,矿集区矿业开发释放的重金属元素对乐安江中下游流域水稻田土壤的重金属累积具有重要影响。     

基于污染指数法和GIS技术评价江西德兴矿区土壤重金属污染

以江西德兴大型矿区为例,进行大尺度的土壤环境调查和重金属污染评价。系统采集该区域919个土壤样品,在应用X荧光光谱仪和电感耦合等离子原子发射光谱仪为主体的分析配套方案分析土壤样品中重金属含量的基础上,采用单因子污染指数法和综合污染指数法,分别从原始含量、污染指数以及基于GIS的污染空间分析3个方面进行该矿区的土壤重金属污染评价。结果表明,矿山开采对该区的土壤环境造成了不同程度的As、Cd、Zn、Cu重金属污染。污染区域主要分布在德兴铜钼和铅锌矿区、乐安河下游乐平附近的煤矿区以及南部电化学厂附近。     

吉林省部分河流与湖泊表层沉积物中重金属的分布规律

河流的水化学组成具有多样性和易变性,而湖泊水则因其交换缓慢,即使与河流所在地区的气候条件和地球化学条件相似,其化学组成也明显区别于河流,沉积物中重金属的分布也不同.利用形态分析、相关分析和地累积指数法研究了吉林省境内部分河流、湖泊沉积物重金属分布规律.研究结果表明,伊通河和南湖重金属元素生物可利用态含量都很高,存在较大的、潜在的生态危害,Pb、Cu在有机物态中表现出明显的赋存趋势;河流沉积物中Cu、Pb、Zn与pH值显著相关,但湖泊中却相关性不显著.河流沉积物受重金属污染较严重,污染程度最高达到4级,属强污染,湖泊污染程度较轻.     

江西省德兴矿区土壤重金属污染的综合评价分析

在对德兴矿区可能存在重金属污染的地区进行取样、检测的基础之上,采用了不同方法对德兴矿区土壤重金属污染状况进行了评价。结果表明,德兴地区存在不同程度的砷、汞、铬、镉、锌、铜和铅重金属污染,尤其以德兴矿区为中心的区域污染最为严重。此外,乐安河中下游沿岸地区、西北方向的煤矿区均有不同程度的重金属污染。     

松花江上游表层沉积物中重金属元素时空分布特征

松花江是我国七大河流之一,研究其底泥重金属元素的时空分布特征对流域的水环境治理具有重要意义。本文对松花江（哈达山至松花湖段）底泥（表层沉积物）中元素As、Hg、Cr、Cd、Pb的分布特征进行了研究,并利用地累积指数分析了这些元素的污染状况。结果表明：研究区底泥几乎未受到As、Cr和Pb的污染,但多数地段内出现了Cd和Hg的污染,尤其是元素Hg,在个别地段的污染程度达到了极强;与10年前相比,一些重金属的污染得到了明显改善,但吉林市区段内Hg的污染仍非常严重。污染样品空间分布特征表明,松花江吉林市区段可能有来自工农业废水的重金属污染。     

Assessment of heavy metals contamination in soils of Dexing region, Jiangxi Province, China

Heavy metal contamination has attracted huge concern due to its toxicity, abundance and persistence in the environment, and subsequent accumulation in soil, sediment and water. Mining is one of the most important sources of heavy metals in the environment. Mining-milling operations and disposal of tailings （the finely ground remains of milled ores） in addition to smelting and metal refining provide significant sources of pollution. Mining and mineral processing in the Dexing region of China have been carried out for over forty years and have contaminated the soils with heavy metals, Many studies were conducted to assess and establish the extent of heavy metal contamination in the soils due to mining. The aim of this work was to assess the environmental impact of mining on soils in the Dexing region and to identify the main factors involved in heavy metals dispersion. A 4800 km^2 study area was assessed with respect to its heavy metals on the basis of the current guideline values. In order to assess the extent of heavy metals contamination resulting from past mining activities in the Dexing region, 919 soil samples were collected and analyzed for As, Hg, Cd, Cr, Zn, Cu and Pb, Heavy metals levels were determined using inductively couple plasma-atomic emission spectrometry and X-ray fluorescence spectrometry. Results of soil samples reported concentrations between 1.790-899 mg/kg for As, 0.034-4.980 mg/kg for Hg, 0.043-8.330 mg/kg for Cd, 10-666 mg/kg for Cr, 25-18500 mg/kg for Zn, 6-1825 mg/kg for Cu, and 16-1312 mg/kg for Pb, respectively. The maximum values of As, Hg, Cd, Cr, Zn, Cu and Pb concentration in soils were up to 60, 33, 41, 7, 185, 52 and 37 times higher than the tolerable level, respectively. Meanwhile, the single-factor pollution index and Nemerow pollution index were used to assess the environment quality of heavy metals contamination.     

滦河流域沉积物中重金属分布特征及风险评价

沉积物作为重金属污染物的源和汇,对水环境有着至关重要的影响.为了全面了解滦河沉积物中重金属污染现状,采用电感耦合等离子体质谱法对滦河干支流沉积物中重金属含量进行了测定,分析了其空间分布,并采用潜在生态危害指数法对滦河沉积物进行了评价.结果表明:滦河沉积物中Cr、Ni、Cu、Zn、Cd 和Pb的平均含量分别为60.40、26.15、48.07、76.42、0.30、25.55 mg/kg,其中Cu和Cd含量高于中国水系沉积物背景值.滦河干流的重金属含量空间分布自上游往下游呈逐渐增加趋势.潜在生态危害指数评价结果表明:不同重金属污染对滦河流域生态风险构成的危害由强至弱依次为:Cd＞Cu ＞Pb＞Cr＞ Zn,其中Cu、Pb、Cr和Zn为低生态危害等级,Cd以中等生态危害等级为主.总体上,滦河沉积物重金属处于中等生态危害等级,干流大黑汀水库和支流瀑河宽域处于强生态危害等级.     

江西省德兴铜矿矿区重金属元素的环境效应

本文系统研究了德兴铜矿排石场和尾砂库的环境问题,以环境介质（水土植物）中重金属元素含量为研究对象,论述矿区重金属的环境效应。研究结果表明祝家村低品位矿石堆浸场淋滤产生的酸性废水是造成大坞河流域重金属污染的主要来源。大坞河上游水体中Cu元素含量高达14506μg/L,是国家Ⅲ级水标准的14倍之多,Zn元素含量高达2938μg/L,是国家Ⅲ级水标准的2.9倍,同时pH值在3~4范围内;到中下游水体中Cu元素含量减小到几千到几百μg/L,水质有所改善。大坞河沿岸上游和中游土壤重金属含量受河水影响,随着与河岸距离的增加而减小。同时水稻中Pb元素含量是国家粮食标准的2倍。推测4#尾砂库尾砂表层氧化带深度大于80cm;而1#尾砂库库内尾砂中氧化带估计在0~25cm处。推测两个尾砂库产酸能力小于酸中和能力,故坝底水中pH值在7左右,对周围水体影响较小。与4#尾砂库距离近的石墩头村稻田表层土壤中Cu、Mo元素含量较高,远离尾砂库土壤中重金属含量降低。同时4#尾砂库周围土壤中Cd、Pb、Cu元素的吸附态、碳酸盐态比例在20%左右,因而在酸性环境下较容易被植物吸收。1#尾砂库矿建村种植的小白菜中Pb元素含量超过国家蔬菜标准的4倍,Cu、Pb、Zn元素含量严重超过背景值。     

长江口海域表层沉积物重金属元素赋存形态特征

通过长江河口地区水下表层沉积物样品多种化学元素的赋存形态分析测试数据,综合分析重金属元素的赋存形态特征。研究结果显示：镉、汞、铅残渣态所占比例均小于50%,锌、砷、铬、铜、镍残渣态占比均大于50%;8个元素的残渣态与全量呈显著正相关关系。沉积环境和沉积物粒径对重金属元素赋存形态具有重要影响。沉积物的物质来源、矿物组成特征、水动力作用与沉积物粒度和物理化学条件等是长江口地区表层沉积物重金属元素赋存形态的主要控制因素。     

德兴铜矿低品位矿石堆浸场与大坞河流域土壤重金属元素形态的环境特征

本文主要采用连续提取法对德兴铜矿地区低品位矿石堆浸场和大坞河流域的土壤样品进行元素形态分析。低品位矿石堆浸场中As、Cu元素含量最高分别达到95.7μg/g和1867μg/g,都严重超过国家三级土壤标准,但是通过元素形态分析得到,As元素主要以硫化物态存在(百分比为50%-80%),Cu元素主要以有机结合态存在(百分比为50%-60%),能稳定存在于矿石中。其他元素如Cd、Mo、Pb、Zn都以有机物结合态为主,Cr元素以硅酸盐态为主,Hg元素以硫化物态占主要,重金属迁移性差,对环境的影响不大。大坞河流域上中下游元素形态组成变化不明显。Cu元素含量(平均为400-500μg/g)超过国家三级土壤标准,但是Cu元素主要是以有机结合态存在(比例为35%),稳定性相对较好。而Cd元素虽然在样品中含量在国家三级土壤标准之下,其水溶态、吸附态和碳酸盐态所占的比例较大(30%左右),容易发生迁移转化,对环境的影响较大。Pb元素以有机结合态为主,百分比达到45%;As、Hg元素以硫化物态占主导,百分比大于50%,对环境有潜在的影响。其他元素如Cr、Mo、Zn的硅酸盐态比例最大(50%左右),能比较稳定的存在于土壤中,对环境的影响较小。