福建泉州湾近岸海域沉积物重金属来源分析与生态风险评价

【研究目的】 受重金属含量影响,泉州湾表层沉积物环境质量面临巨大生态风险,然而重金属含量影响因素及潜在来源研究相对薄弱。【研究方法】 通过采集泉州湾近岸海域表层沉积物样品,以元素含量及粒度分析归纳出重金属分布特征、富集程度为基础,使用Hakanson生态风险指数法识别湾内沉积物潜在生态风险程度,并进一步通过正定矩阵因子分解法及主成分分析,定量分析不同重金属主要来源。【研究结果】 在晋江与洛阳江交汇处出现沉积物粒度低值区,易于重金属富集,表层沉积物重金属富集程度为Hg>As>Cd>Pb>Zn>Cu>Cr>Ni。湾内沉积物整体处于中度生态风险状态,Cd对生态风险贡献程度最高（37.90%）,其次为Hg（29.38%）。Cr与Ni主要源于母岩风化,Cu与Zn、Pb受母岩风化影响及矿山冶炼的共同影响,Cd与As分别主要源自近岸污水排放与燃料燃烧,而Hg的来源较为复杂。研究区表层重金属主要来源依次为矿山冶炼、母岩风化、污水排放以及燃料燃烧,贡献率依次为33.95%,31.16%,22.26%与12.21%。【结论】 陆域物质随地表径流的输送对泉州湾表层沉积物生态环境质量造成了巨大风险,未来需要特别加强对不同介质中Hg的归趋及环境行为研究。     

秦皇岛近岸海域沉积物重金属含量及污染评价

重金属是近岸海域的主要污染物之一,了解其在沉积物中的含量和污染程度对海洋环境保护研究具有重要意义。文章分析了秦皇岛近岸海域沉积物重金属含量分布特征,并采用修正综合指数法对其污染状况进行分析评价。结果表明:重金属平均含量由高至低的顺序是CuPbAsCdHg,超出环境背景值较高的是Hg和Cu;沉积物重金属污染程度总体处于很低-低等级,石河口、人造河口等近岸海域污染程度略高于其他临近海域。     

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>...     

石臼湖近代环境演化历史

以2007年在石臼湖采集的浅岩芯钻孔(SJH07-C1)研究近代石臼湖湖泊环境演化历史以及人类活动的影响。运用核素²¹⁰Pb和 ¹³⁷Cs进行定年,²¹⁰Pb 的CRS模式定年结果与¹³⁷Cs方法获得的年代具有较好的可比性。同时分析了岩芯沉积物的理化指标,包括烧失量、总磷、金属元素和磁化率。分析表明：  1955年以前地球化学指标表明石臼湖湖泊沉积物中人类活动信息较弱,但总磷和有机质（烧失量）开始出现增加,湖泊营养水平开始升高。1955～1969年,湖泊沉积物磁化率较高,重金属（包括铜、铅、锌和汞）含量快速增加,可能与该期开始大量使用化肥、农药有关,导致入湖污染物增加。1969～1997年期间,1969～1979年时段湖泊沉积物磁化率最高,重金属含量比较稳定,在石臼湖进行了大规模的围垦;   1979～1997年,湖泊沉积物磁化率较高但呈减少趋势,重金属含量再次快速增加,总磷增加较快,说明该阶段入湖污染物增加,湖泊营养水平也在增加。1997～2007年,磁化率较低,重金属含量保持在高水平,总磷快速增加,显示该阶段湖泊营养水平较高,但入湖物质通量在减少。     

白洋淀近70年生态环境演化过程及影响因素

基于白洋淀北部沉积岩心210Pb和137Cs测年、重金属元素、营养元素、粒度和硅藻优势属种分析,结合水文、气候以及保定市和安新县社会经济统计资料,重建了白洋淀近70年以来的生态环境演化历史,并探讨了影响硅藻优势属种演替的主要驱动因素.结果表明:1960年之前,重金属和营养元素处于较低的水平,硅藻属种以Aulacoseira granulata为主,反映湖泊生态环境处于自然演化阶段;1960年前后,由于受到上游水文调控的影响,白洋淀TP和TN含量开始缓慢增加,富营养指示种Cyclotella meneghiniana明显增加;1960~1990年,TP和TN含量明显升高,反映快速农业化进程中营养物质输入增加,但重金属含量仍保持在较低的水平,硅藻属种以A.granulata和C.meneghiniana为优势组合;1990年以来,流域工农业活动的快速发展导致重金属和营养盐富集,尤其是2000年以后,重金属和营养盐富集进一步加剧,此时硅藻组合也发生了重大转变,由1990年前的A.granulata优势种转变为1990年后的C.meneghiniana优势种,重金属耐受种Nitzschia palea也自2000年以来开始持续增加.冗余分析表明沉积物重金属、TP、TN、温度、风速、入淀水量和水位是影响白洋淀近70年以来3个硅藻优势属种演替的显著因子,其中重金属和营养是硅藻组合演替的主要驱动因素,水文过程、温度和风速是硅藻组合演替的重要诱因.      

人类活动影响下伶仃洋沉积格局演变特征

根据2016年伶仃洋128个表层沉积物粒度参数以及前人对伶仃洋表层沉积物的研究成果,结合Flemming沉积动力判别图解和粒径趋势分析模型（GSTA）,分析伶仃洋40年来的沉积格局演变特征,并探讨了人类活动在伶仃洋沉积格局演变中的作用。结果显示:1）2016年,伶仃洋表层沉积物中粉砂组分含量最多（56.67%）,黏土组分含量其次（26.08%）,砂含量最少（17.23%）,湾内表层沉积物总体较细,主要有砂、砂—粉砂—黏土、砂质粉砂、粉砂质砂和黏土质粉砂5种类型,各类型沉积物呈现斑块状分布。2）近40年来,伶仃洋表层沉积物的平均粒径、粒级组分的空间格局发生了显著变化,从之前的条带状分布变为斑块状分布,但沉积格局的剧烈演变主要集中于2004—2016年这十多年间,Flemming三角图分区变化显示出40年来伶仃洋沉积环境整体表现出动力增强的趋势。3）受人类大规模采砂影响,中滩区域原有的完整沉积中心被分散,分别向北和向南形成“两格局、三中心”的新型沉积模式,从而改变伶仃洋的沉积物源—汇过程。4）伶仃洋沉积物空间分布、沉积动力环境、运移趋势等特征的变化与采砂、航道浚深等人类活动有着密切的联系,反映出人类工程活动已成为影响伶仃洋沉积格局演变的重要因素。     

北部湾东部海域表层沉积物常量元素地球化学特征及其物源指示意义

对南海北部湾东部海域61个站位表层沉积物的常量元素分析结果表明,研究区沉积物中的常量元素以SiO2、Al2O3和CaO含量最高,平均含量分别为61.83%、11.18%和5.32%,其中SiO2、Al2O3代表了陆源碎屑组分,CaO代表了生物碎屑组分。沉积物中常量元素的含量与沉积物类型密切相关,表明元素的丰度受沉积物粒度控制明显;而元素较低的富集系数,指示沉积物中的碎屑物质主要为地壳来源。元素相关分析和R型因子分析表明,沉积作用、粒度效应、海洋生物作用和自生作用等,对沉积物中常量元素的分布起着主要控制作用。在因子分析基础上,应用Q型聚类法并综合元素空间分布规律和富集特征,把研究区分为六个地球化学分区:Ⅰ区沉积物主要来源于北部湾北部的河流输砂和近岸侵蚀物;Ⅱ区为琼州海峡东侧来砂、昌化江以及红河等其他河流输砂以及北部湾周边近岸侵蚀物的混合沉积;Ⅲ区主要为红河输砂;Ⅳ区沉积物主要来源于海南岛西部和南部近岸侵蚀物,另外海洋生物活动和自生作用也是该区沉积物的重要物质来源;Ⅴ区和Ⅵ区为北部湾湾内沉积物与外海沉积物共同作用下的混合沉积,其中Ⅵ区部分海域的沉积物受到自生作用影响。     

鸭绿江河口西岸潮间带柱状沉积物中重金属的分布特征及其对流域变化的响应

2010年和2011年在鸭绿江西水道和西岸潮间带共采集4根柱状样,通过对2mPb测年、粒度、总有机碳、重金属元素等多指标综合分析,探讨了：（1）鸭绿江河口西水道和西岸潮间带柱状沉积物中重金属的垂向分布及其来源：（2）重金属分布的粒度控制作用：（3）不同时期的粒度和重金属分布变化及其对流域变化的响应。结果表明：f1）Cu和zn可能来源于有机质降解的内源释放：Cr和Ni表征了岩石风化剥蚀形成陆源碎屑的自然来源：Cd和Pb反映了人类活动的影响。（2）除西岸潮间带的Cd和Pb含量可能部分受来源影响外,研究区的粒度效应是控制鸭绿江地区重金属含量分布的最主要因素。（3）粒度变化与流域演变密切相关,重金属含量对流域变化和人类活动响应明显,大致以1940年、1970年、1995年为界分为四个沉积阶段：1940年以前,自然演变对鸭绿江河口西岸潮间带的重金属分布控制明显,而1940年来至今,人类活动的控制作用日益凸显。     

长江中游网湖沉积物重金属元素变化特征分析

在放射性核素¹³⁷Cs和²¹⁰Pb精确计年的基础上,建立了长江中游网湖近代沉积物年代序列。通过对沉积物中金属元素含量和粒度的测定,结合相关的文献资料,分析了100多年来网湖沉积物中重金属元素的垂直分布特征、物源变化,以及自然因素和人类活动对其的影响,最后采用地累积指数法和潜在生态危害指数法进行了重金属污染评价。研究结果表明：  20世纪50年代以前,人类活动对重金属元素沉积影响不大,重金属元素含量低于或接近参考的背景值,主要表现为自然沉积。其中1920～1950年间,流域高频率的洪灾使网湖沉积物中粘土物质减少,战乱和血吸虫病造成阳新县工农业生产衰退,人口急剧下降,受此影响沉积物中重金属含量出现了一段低谷。50年代以后,随着人口的增长、经济的速猛发展,尤其是矿产开发和大规模的水利工程建设,流域水土流失加重,大量陆源物质进入湖泊,使Cu,Ti,Mn,Zn,Co,Fe和Pb含量增加。重金属污染评价结果表明：  100多年来网湖总体上污染较轻,主要污染元素为Pb;   Cu和Zn在60年代后出现轻度污染;   Mn在沉积物表层出现轻度污染。目前,网湖RI=40.83,生态风险较小,但作为水生生物的养殖基地,中国重要的湿地保护区,其重金属污染问题应引起有关方面的关注,以防患于未然。     

广西防城港海域沉积物粒度时空变化特征及沉积速率

为了解防城港海域沉积演化规律,对防城港近岸海域垂直海岸线方向上的5个柱状沉积物进行粒度分析和²¹⁰Pb同位素测年,分别得到5个柱状样的粒度参数变化特征、沉积物类型,同时计算沉积速率并结合防城港地貌及人类活动分析了物质来源、沉积动力及沉积速率影响因素。结果表明：柱状样FC13Z、FC16Z及FC12Z在深度60 cm以上层位的粒度参数变化范围相对较小,表明其所处的沉积环境相对较稳定,柱状样FC14Z、FC15Z及FC12Z在深度60 cm以下层位的粒度参数变化范围相对较大,表明其所处的沉积环境相对波动;沉积物分选性较差-差,偏态属于近对称-正偏,峰态很平坦;研究区柱状沉积物可分为砂质粉砂、粉砂、砂质泥、泥质砂、含砾泥质砂、含砾泥和泥7种类型;由近岸到前缘沉积物以砂为主逐渐过渡为以泥为主,沉积速率呈现出逐渐降低的趋势;沉积物来源主要为河流输入及沿岸侵蚀物,沉积动力主要来自于潮流和近岸流系;沉积速率受潮流影响较大。研究结果可为防城港近岸海域沉积环境与地貌演变研究提供参考依据。     

Concentrations and contamination trends of heavy metals in the sediment cores of Taihu Lake,East China,and their relationship with historical eutrophication

To assess the contamination trends and potential bio-availability of sediment-bound heavy metals, concentrations of heavy metals in acid-leaching fraction and in bulk sediments from the two typical bays (the Meiliang Bay and Xuhu Bay) of the Taihu Lake, East China, were studied. Pb and Zn showed elevated concentrations in the sediments from both areas, although sedimentation history and degree of pollution are different between the two bays. In the Meiliang Bay, both Pb and Zn pollutions started in the late 1970’s, the same time as the beginning of eutrophication of the lake, while the in the Xuhu Bay the metal contamination started since recent 10 years. The concentrations of acid-leachable Pb in the sediments from the Meiliang Bay are correlated with the historical eutrophication process. Before the eutrophication and heavy metal pollution, the chemical properties of the lake sediments were the same as the source compositions of the Xiashu loess. Both Pb and Zn in the sediments mainly occur in leachable forms by nitric or hydrochloric acid, whilst most of Cu is in residual fraction. The results indicate that both Pb and Zn may have higher mobility and bioavailability in water and biology than Cu.     

Distribution patterns and potential ecological risk evaluation of heavy metals in the surface sediments of Beibu Gulf

The contents and distribution patterns of the heavy metals including Cu, Pb, Zn, Cd, As and Hg in the surface sediments of Beibu Gulf have been analyzed to understand the current pollution situation and the eclogical risk in Beibu Gulf. Hakanson's Potential Ecological Risk factors and indices were used to assess the potential ecological risk of heavy metals to marine ecosystem in Beibu gulf. The results showed that the contents of Cu,Pb,Zn,As and Cd were low, but in some sites Hg was higher than National Marine Sediments of I Quality Standard. The distribution trend of all the six heavy metals was similar in Leizhou Peninsula, Northwest and South Hainan Island, and the high value zone appeared in the vicinity of Dongfang City. The results of principal component analysis showed that the three major sources of heavy metals contamination were industrial wastewater, agricultural wastewater and degradation of organic matter, with the first three principal components contribution rates of 47.13%, 18.44% and 18.35%. The potential ecological risk of heavy metals for the single element shows that the potential ecological risk order of these heavy metals is Hg＞Cd＞As＞Pb＞Cu＞Zn.And the potential ecological risk of As, Pb, Cu, Zn and Pb is minor, and the potential ecological risk of Hg is great. The comprehensive analysis of potential ecological risk of heavy metals show that Beibu gulf is of intermediate level, while some areas have reached strong level. The estuary of Changhua River has the lowest sediment environmental quality, and more attention must be paid to these areas.     

广西珍珠湾红树林湿地沉积物重金属分布及评价

沉积物中的重金属属于持久性污染物,具有富集性、难降解性和毒性,长时间累积会对生态环境和人体健康造成威胁。为研究珍珠湾红树林湿地表层沉积物中的重金属含量分布特征及质量现状,2021年9月在珍珠湾红树林分布区采集13件表层沉积物样品,分析测试重金属含量。结果表明: 与国内其他红树林湿地相比,珍珠湾红树林湿地表层沉积物中的重金属含量处于相对较低水平; 地累积指数法显示大部分表层沉积物样品无重金属污染,仅有2个站位受到Cd和Hg的轻微污染,潜在生态风险指数法表明湾内各站位均为低生态风险; 相关性分析和主成分分析表明,Cd主要受江平江输入和珍珠湾东南部海水养殖的影响,其他元素主要为自然背景的岩石风化沉积,利用主成分-多元线性回归模型对重金属的来源进行解析认为,表明江平江输入的重金属贡献率为57%,海水养殖影响的重金属贡献率为43%。综上所述,珍珠湾红树林湿地整体生态状况良好,但仍需重点关注Cd的输入。     

广东汕头市内海湾沉积物重金属环境质量调查与评价

内海湾底泥沉积物的环境质量状况与水生生物的生存和人体健康关系密切。在广东汕头市内海湾两岸23个点位采集了表层(0~20 cm)和深层(100~120 cm)底泥沉积物样品46件,对其pH值和Cd、Hg、As、Pb、Cr、Cu、Zn计7项重金属及K含量进行测试分析,调查底泥中这些重金属的含量特征,并参照农用地水田土壤污染风险管控标准对重金属环境污染质量进行评价。结果表明汕头内海湾底泥沉积物的pH介于7.00~8.82之间,平均值为7.83,在46件样品中41件样品的pH值大于7.5。内海湾底泥中7项重金属元素的含量均明显低于环境污染风险管制值,即对该区底泥重金属环境污染不需要管制。Cd、As、Pb、Cr这4项重金属含量均低于污染风险筛选值,其污染风险可以忽略。2件表层样品的Hg含量值高于污染风险筛选值,18件样品的Cu和Zn含量值高于污染风险筛选值,因此建议对底泥中Cu、Zn、Hg含量进行环境质量监测。K含量介于0.70%~2.59%,平均值为1.54%。基于表层底泥和深层底泥元素含量对比分析,认为该区Hg污染来源应为人为源;Cu、Zn的污染来源一部分为人为源,另一部分可能为人为源、自然源或二者的混合源。     

Accumulation discrepancy of heavy metal and organic pollutants in three near-shore depositional environments, southeastern China

Heavy metal and organic pollutants in sediments along the coastal zone of southeastern China have been investigated. Sediment samples are retrieved from three depositional environments: coast, estuary, and tide-affected river mouth. The relative abundance of heavy metal and organic pollutants is related to their geochemical properties as well as depositional environments and anthropogenic discharge. Based on a sequential extraction method, it is revealed that anthropogenic Pb, Cr, Cu, and Cd are mainly bound to Fe–Mn oxides, suggesting that adsorption and co-precipitation of Fe–Mn oxides are in the control of their transfer processes from water column to sediment. Heavy metal bound to carbonates is also an important pool especially for Cd, Mn, and Pb. The main organic pollutants found in the study area include petroleum-related alkanes, phthalic acid ester, organic silicon, chlorophenol, phenyl ether, and amine. The accumulation of heavy metals and organics in surficial sediments has a decrease tendency from estuarine environment to coastal environment and to tide-affected river mouth.     

广东大亚湾底质重金属分布特征与环境质量评价

大亚湾是粤东的大型海湾，毗邻深港，其环境质量现状及发展趋势颇受关注。对大亚湾海域45个表层站位、1口浅钻及2个柱状样重金属元素Hg、As、Cd、Cu、Pb、Cr、Zn进行分析，并对底质环境质量进行定量评价。其结果：①大亚湾海域Hg、As、Cu的污染指数Pi值均小于1．0，超标率为0，表明全区未受这些因子污染；②Cd、Zn、Pb、Cr的污染指数Pi值部分大于1．0，表明受到这些因子不同程度的污染，其中Pb的超标率最高，达93．3％，污染指数Pi值为0．83～2．25，为良好—中等污染，总体为轻微污染；Zn的超标率为76．9％，pf值为0．25～2．63，变化较大，总体为轻微污染；Cd的超标率为60．0％，Pi值为0．50～1．78，良好—轻微污染；Cr的超标率为17．8％，Pi值为0，49～1．90，良好—轻微污染；③综合污染指数为1．08～2．21，平均1．37，表明本区均不同程度地受重金属污染，总体属轻微污染，其中范和港污染最为严重，SQI值多在1．5以上，其次为中央列岛附近海域。湾口和澳头—霞涌近岸海域污染较轻。从钻孔及柱状样的重金属含量分布来看，在表层没有明显增多的趋势。     

滇西沘江沉积物剖面重金属元素分布特征

采用连续提取法测定流经兰坪金顶铅锌矿区的沘江3个沉积物剖面中重金属元素的含量,分析Pb、Zn、Cd和As在流域的分布特征和在沉积物剖面中的分布特征。结果表明,距矿山75km的河段沉积物中,浅层沉积物中4种金属元素均污染严重,金顶铅锌矿是沉积物中重金属元素的主要来源,随着矿山开发规模的不断扩大,污染程度加深。4种重金属元素中Cd活性态比例高,且污染程度最强、范围最广、深度最大,Zn、Pb次之,As污染相对较轻、范围较小。潜在生态危害指数法研究结果表明,浅层沉积物中重金属元素表现出中等—很强的生态风险性,产生生态危害的主要重金属元素是Cd,其后依次是Pb、As和Zn。     

小秦岭金矿区西峪河底泥重金属元素污染的潜在生态危害评价

重金属元素易于累积,生态效应影响强烈。分析了陕豫接壤的西峪河水系沉积物中Hg、Pb、Cd、As、Cr、Cu、Zn 7种重金属元素的含量,根据地区参比值,评价了金矿活动对西峪河底泥的污染。结果显示Hg、Pb是主要的污染元素;进而用潜在生态危害指数法探讨了重金属元素污染的潜在生态危害性,认为整个西峪河流域的Hg、Pb潜在生态危害很强,Cd具有强的潜在生态危害,而Cr、As、Zn的潜在生态危害性轻微。     

One hundred-year sedimentary record of heavy metal accumulation in the southeastern Liaodong Bay of China

Integrated analyses of grain size, ²¹⁰Pb stable isotope, and heavy metals were performed to characterize the sedimentary core LDC30 collected from the southeastern Liaodong Bay of China and investigate the 100-year history of heavy metal accumulation. The aluminum-normalized enrichment factors and the excess metal fluxes (MF_xs) indicated that the metal accumulation in the southeastern Liaodong Bay occurred in three stages: a pre-industrial stage (prior to 1960s) with natural accumulation, an initial industrial stage (1960–1990) with slowly elevated accumulation, and an industrialized stage (post-1990s) with accelerated accumulation. A moderate enrichment of Cd and Pb (up to 4.1- and 2.6-fold over the baseline, respectively) and a slight enrichment of Cr, Cu, Ni, and Zn (up to 1.3-fold) were measured in the recent sediments. Multivariate analysis demonstrated that the Cr, Cu, Ni, and Zn were from the natural origin, whereas Cd and Pb from the anthropogenic origin. The MF_xs of Cd and Pb showed a drastically increasing trend since 1990s, which could result from the intensive application of fertilizers and combustion of fossil fuels.     

Use of lichens in detecting environmental risk and in geochemical prospecting

This paper provides data on variations in the contents of As, Sb, Ni, V, Pb, Cu, Cr, Au, Zn, Sc, and Al, measured in the thalli of a saxicolous lichen species,Xanthoria calcicola Ochsner s.l., collected in northeastern Sicily, near an industrial zone and along a belt crossing areas of known ores containing sulfides of heavy metals. A total of 91 lichen samples were collected on roof tiles (39) and on rocks (52). In the industrial zone, analysis of lichen thalli revealed high contents of nickel and vanadium, decreasing at increasing distances from the source of contamination. The results have also revealed the versatility ofXanthoria calcicola in geochemical prospecting for heavy metals such as Pb, Zn, As, Au, Sb, Ni, V, and Cu. The contents of these elements in the analyzed lichens highlight the same geochemical associations observed in prospecting surveys on samples of river sediments and identify similar anomalies. Interpretation of data in terms of enrichment factors (EFs) turned out to be particularly useful.