北京城区表层土壤多元素分布特征及重金属元素污染评价

采用地统计学和GIS相结合的方法,对北京城区表层土壤样品54项指标的地球化学背景值进行了详细研究,认为微量元素中Ni、Cr和As含量值存在极高值点,具有点源污染特征;Hg、Cd、Zn、Pb和Cu具有面状污染特点。对这5种重金属元素开展研究,统计北京城区五环内每个区域的数据并结合元素含量空间分布特征,指出元素含量平均值由市中心向周边地区逐渐降低。采用内梅罗指数法对表层土壤重金属元素污染进行评价,认为北京市城区表层土壤大部分已经被重金属元素所污染。分析了造成土壤重金属元素污染的可能影响因素,主要包括工业活动、化石燃料燃烧、建筑涂料、机动车尾气等,并提出了污染防控的建议。     

云蒙湖表层沉积物重金属分布特征及风险评价

为了解云蒙湖表层沉积物中重金属的污染状况,选取云蒙湖沉积物中6种重金属(Cu、Zn、Pb、Cr、Cd、As)作为研究对象,测定并分析其在云蒙湖表层沉积物中的分布、来源及生态风险,以期为云蒙湖沉积物中重金属污染治理及饮用水安全保障提供依据。采用富集系数法、相关性分析及聚类分析对重金属来源进行分析,并选用富集系数法、地累积指数法和潜在生态危害指数法对重金属污染程度及潜在生态危害进行了评价。结果表明:云蒙湖表层沉积物中6种重金属Cu、Zn、Pb、Cr、Cd、As平均含量分别为20.9、73.1、23.1、62.0、0.4和4.5 mg/kg;与临沂市土壤背景比较,Cd、Zn和Cr的含量超过临沂市土壤背景值,Cd污染最严重。重金属来源分析结果显示:Cd受人类活动影响较大,可能与区域农业和林业施肥有关;Cu、Zn、Pb、Cr和 As这几种重金属以自然来源为主。综合富集系数法、地累积指数法和潜在生态危害指数法3种评价方法的结果得出,云蒙湖表层沉积物中Cd 为最主要的污染元素,且具有较强的生态危害。     

Spatial distribution features and environment effect of heavy metal in intertidal surface sediments of Guanhe estuary, Northern Jiangsu Province

In northern Jiangsu coastal zone area, Guanhe River is the biggest river and has the best navigation conditions among rivers which flow into the Yellow Sea. The grain sizes show gradual increase from the high intertidal zone to lower intertidal zone. The heavy metal values have slight changes along both sides of the river mouth, but show an evident change perpendicular to the tidal flat. In the latter case, they show a good correlation with grain size fluctuation, that is, the heavy metal values gradually decline when the grain size increases from the high intertidal zone to the lower intra-tidal zone. Analyses of the heavy metal elements show that on the Guanhe estuary surface sediment, the content of the elements Hg, As and Cu is above background values; Pb and Zn contents are rather close to the background values; and Cd content is less than the background values. The element Hg comes out to be harmful in a medium level to ecological environment, while the elements of Cr, As, Cu, Pb, Zn and Cd fall in a safe range of MPL. On the whole, Guanhe estuary tidal flat is not very harmful to the ecology in terms of the heavy metals. __________ Translated from Marine Geology & Quaternary Geology, 2007, 27(5): 23–32 [译自: 海洋地质与第四纪地质]     

金矿区河水和底泥中重金属含量分布与耦合关系

河流中河水与底泥中重金属含量之间的关系对于河流污染防治意义重大。对某金矿区3种典型河流的河水与底泥中的重金属含量进行分析,发现4条河流均有超过国家标准限值的情况,河水中7种重金属元素均出现超标,Cr、As元素超标不严重;底泥中Hg、Pb、Cr、Cu、Zn超标,其中Hg超标最严重,河水和底泥中Hg最大超标倍数分别达到3099倍和244倍。河流中重金属主要赋存形态为沉积态,底泥的吸附解吸作用是河流底泥和河水中重金属沿程变化的主控因素;金矿区区域上河水和底泥中重金属很好地服从Langmuir等温吸附模式。矿业活动、地层岩性均会影响底泥对重金属的平均最大吸附容量,流径黄土区的双桥河平均最大吸附容量最大。研究结果为矿山河流污染防治与预警提供了参考依据。     

金矿区河水和底泥中重金属含量分布与耦合关系

河流中河水与底泥中重金属含量之间的关系对于河流污染防治意义重大。对某金矿区3种典型河流的河水与底泥中的重金属含量进行分析,发现4条河流均有超过国家标准限值的情况,河水中7种重金属元素均出现超标,Cr、As元素超标不严重;底泥中Hg、Pb、Cr、Cu、Zn超标,其中Hg超标最严重,河水和底泥中Hg最大超标倍数分别达到3099倍和244倍。河流中重金属主要赋存形态为沉积态,底泥的吸附解吸作用是河流底泥和河水中重金属沿程变化的主控因素;金矿区区域上河水和底泥中重金属很好地服从Langmuir等温吸附模式。矿业活动、地层岩性均会影响底泥对重金属的平均最大吸附容量,流径黄土区的双桥河平均最大吸附容量最大。研究结果为矿山河流污染防治与预警提供了参考依据。     

承德市土壤重金属空间结构与分布特征

基于地统计学和GIS相结合的方法,对承德全域表层土壤重金属As、Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb、Zn、微量元素Se正态分布特征、主导分布趋势及相互作用规律进行了分析,确定了不同元素最适宜的地统计插值模型并厘定出其空间分布规律。结果表明：As、Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb、Zn的质量含量平均值分别为8.28,0.200,60.85,24.37,0.034,27.76,26.65,77.10 mg/kg,Cd、Cu、Hg和Pb变异系数分别为385%、143%、350%、118%,分异性强。Zn含量均值受土壤类型影响显著,Cr、Cu、Ni含量均值则受土地利用类型影响显著。经过不同趋势阶数元素插值误差的综合对比,确定As、Cr、Pb、Zn、Ni、Se适宜选择无趋势参数,Hg和Cu适宜选择一阶趋势参数,而Cd适宜选择二阶趋势参数。As的理论模型为指数模型,主要受到结构性因素的影响;Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb、Zn、Se的理论模型为线性模型,主要受到随机性因素的影响。通过普通克里格插值图可见区内9种元素具有北低南高的特点,中部地区形成了一条较宽的Pb高值带,与Cd相似。按照含量分布特点,土壤中Cr和Ni、Cu和Hg、Zn和Pb、Se和Cd之间的高值空间展布区具有相似性且来源相同,仅As具有个性,分析结果与传统统计学结果数据保持部分一致性。     

胶州湾沉积物对海洋生物重金属富集的影响分析

本文对胶州湾沉积物和海洋生物重金属含量进行了统计分析。首先用地球化学法对海洋生物重金属富集特征进行了分析,然后用Spearman’s相关系数法分析了沉积物重金属含量和海洋生物重金属含量的相关性。分析结果表明鱼类对重金属的富集能力最差,而贝类和藻类较强;沉积物重金属均能促进或抑制海洋生物对重金属的富集,而对贝类的抑制作用最强。此结果可以为海洋生物的选择性养殖和种植提供依据。     

Human Influence on Heavy Metal Distribution in the Upper Lake Nansi Sediments, Shandong Province, China

Core and surface sediment samples were collected from three sub-lakes ( Lake Nanyang, Lake Dushan and Lake Zhaoyang) in the Lake Nansi Basin, Shandong Province. In order to reveal the characteristics of spatial and historical distribution of heavy metals in different sublakes of the Upper Lake Nansi, heavy metal (As, Cr, Cu, Hg, K, Mn, Ni, Pb, Zn, Al, Fe, Ti and V) concentrations of sediment samples were investigated. Based on the activity of^137Cs in the sediments, the modem accumulation rate of Lake Nansi sediments is 3.5 mm/a. Our results show that the whole Upper Lake Nansi has been already polluted by heavy metals, among which Lake Nanyang has been polluted seriously by mercury, as well as by lead and arsenic, while Lake Dushan has been most seriously polluted by lead and arsenic. Historical variation of heavy metal (Cr, Cu, K, Ni, Zn, A1, Fe, Ti and V) concentrations shows an abrupt shift in 1962, resuiting in a division of two periods: from 1957 to 1962 when metal enrichment increased with time, and from 1962 to 2000 when it decreased with time, while that of some anthropogenic elements such as Hg, Pb and Mn tend to increase toward the surface. However, the variation trend of As in the sediments is different from that of Hg, Pb and Mn, with its maximum value appearing in 1982. Since 1982 the concentrations of As have decreased due to the forbidden use of arsenite pesticides. This variation trend revealed changes in manner of human activity (coal combustion, waste discharges from both industries and urban sewage ) within the catchment during different periods.     

广西茅尾海入海河口表层沉积物重金属分布及风险评价

为揭示茅尾海入海河口表层沉积物中重金属分布特征及生态风险,在茅岭江、大榄江、钦江入海河口采集13件表层沉积物样品进行重金属分析。研究结果表明,茅尾海沉积物中重金属As、Cd、Cr、Cu、Hg、Pb、Zn含量平均值分别为7.78×10-6、0.14×10-6、37.6×10-6、18.9×10-6、0.004 8×10-6、22.5×10-6、54.7×10-6,均低于GB 18668—2002的一类标准。沉积物中重金属空间分布差异较大,茅尾海东部工业区和西部茅岭江附近具有较高的重金属含量。重金属污染分析表明,大部分重金属元素显示为无污染—轻度污染水平,Cr具有中等污染水平;生态风险分析显示,重金属总体处于较低潜在风险,东部工业区Hg、Cd显示出中等生态风险。通过相关性分析、聚类分析、主成分分析探讨重金属污染物来源,结果显示重金属污染主要受河流控制,Hg、As、Cd还受到临港工业区废水排放的影响。综合研究表明,茅尾海生态环境总体较好,但建议重点关注东部工业区重金属排污状况。     

太湖沉积物中重金属的地球化学形态及特征分析

用连续提取法分析了太湖沉积物5种重金属的地球化学形态,对地球化学形态的组成和地理特征进行了分析研究.重金属地球化学形态配分的共同特点是可交换态最低,残渣态最高.两种形态中Cd的可交换态最高,Cr的残渣态最高,可交换态最低.Cd的碳酸盐态较高,Cr的最低;Pb、Cd的Fe-Mn氧化态较高,Cu的偏低;Cu的有机态最高,Cd的最低;Zn的地球化学形态比例大都处于中间.地域上变化较大的元素是Cd和Cu,变化不明显的元素有Pb和Zn.化学成分中Fe2O3、MnO与重金属地球化学形态的相关性最好,TOC与Cu的形态相关系数最高.综合对比分析表明,太湖沉积物重金属的生物有效性以Cd为最高,其次为Pb.     

Effect of rainfall and antecedent dry periods on heavy metal loading of sediments on urban roads

Concentration and mass loadings of heavy metals adsorbed on sediment from an urban road surface in Beijing were investigated. The buildup and washoff processes are discussed. Results showed that masses of sediments smaller than 500 μm in diameter varied from 11.2 to 25.5 g/m². On average, sediments smaller than 125 μm accounted for 42.9% of sediments smaller than 500 μm in mass. Cd, Cr, Cu, and Ni were more likely to attach to smaller sediments than bigger ones, compared to Pb and Zn. Mass loading of the sediments generally increased with antecedent dry periods, but the linear relationship was better for smaller sediments than for bigger ones. Heavy metal concentrations adsorbed on sediments with diameter less than 40 μm generally decreased more obviously than those adsorbed on bigger ones after rainfall events.     

Spatial distribution of heavy metals in surficial sediments from Guanabara Bay: Rio de Janeiro, Brazil

Ninety-two surface sediment samples were collected in Guanabara Bay, one of the most prominent urban bays in SE Brazil, to investigate the spatial distribution of anthropogenic pollutants. The concentrations of heavy metals, organic carbon and particle size were examined in all samples. Large spatial variations of heavy metals and particle size were observed. The highest concentrations of heavy metals were found in the muddy sediments from the north western region of the bay near the main outlets of the most polluted rivers, municipal waste drainage systems and one of the major oil refineries. Another anomalous concentration of metals was found adjacent to Rio de Janeiro Harbour. The heavy metal concentrations decrease to the northeast, due to intact rivers and the mangrove systems in this area, and to the south where the sand fraction and open-marine processes dominate. The geochemical normalization of metal data to Li or Al has also demonstrated that the anthropogenic input of heavy metals have altered the natural sediment heavy metal distribution.     

淮南塌陷塘重金属空间分布特征研究

长期地下煤炭开采在地表产生了大面积的塌陷塘,并造成了不同程度的水域污染。为研究塌陷塘重金属的分布特征及成因,选择了8种对环境影响较大的重金属元素（Fe,Mn,Zn,Cu,Cr,Cd,Pb,Ni）为研究对象,以淮南潘集一矿塌陷塘为研究区域,利用ArcGIS地统计模块中的协同克里格算法,通过水体实测光谱反射率作为协变量来估算水体中的重金属含量空间分布特征。结果表明：水体实测光谱与重金属含量有较好的关系,以水体光谱为协变量的协同克里格插值与单变量的普通克里格插值相比,8种重金属元素的预测值与实际值之间的均方根误差明显减少,证明水体实测光谱适合作为协变量来估计水体重金属的空间分布情况。综合分析发现,水体中的Cd,Pb,Cu,Ni主要来自水域西北部的煤矸石堆山,且Cd,Cu,Pb含量均超过了当地的背景值,对环境影响较大;Cr主要来自农业肥料、成土母质和周边道路旁的煤泥灰厂及煤矸石堆;Zn的来源主要是煤矸石、上游生活污水、农业肥料、土壤母质,由于其含量较低,对水环境质量的影响不大。     

土壤重金属生物有效性研究进展

土壤重金属污染具有巨大环境风险。笔者围绕土壤重金属元素生物有效性(可给性)概念、元素形态与有效性影响因素、有效态(可给态)实验技术,综述了国内外研究现状。土壤金属元素形态和生物有效性取决于其地球化学行为、元素成因来源、土壤理化条件(p H值、有机质、粘土矿物与化学活性矿物、土壤粒级组成等)以及植物根际效应等。选择性单步提取和连续提取是检测土壤元素形态、有效态的有效和可行方法。针对手—口是土壤铅等污染物在儿童群体暴露的重要途径,发展了生物可给态体外试验方法。土壤污染物生物有效性和可给性已成为土壤污染风险评价的重要指标参数,实验成果也为土壤污染修复提供了重要依据。     

宁沪高速公路句容段两侧土壤磁化率异常与重金属元素的关系研究

高速公路两侧土壤的磁化率从路中央向两侧具有逐渐降低的特征,相对应的样品中的重金属Cu、Pb、Zn、N i、Cr、Fe等元素的含量也具有从路中心向两侧逐渐降低的现象。相关分析表明,土壤磁化率与土壤中的Cu、Pb、Zn、N i、Cr、Fe的相关性显著,因而可以利用磁化率异常来指示高速公路两侧土壤的重金属污染状况。元素的赋存形态分析表明铁锰氧化物态与残渣态是Cu、Pb、Zn、N i、Cr、Fe的主要赋存形式;各元素的形态分析结果与土壤磁化率的相关统计分析表明,高速公路两侧土壤的磁化率与可交换态中的Cu、Pb、Zn、铁锰氧化物态中的Fe、Pb、Zn、有机还原态中的Cu、Cr、Fe、Zn和残渣态中的Cu、Pb、Zn、Cr、Co、N i具有明显的相关性。     

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>...     

An evaluation of trace metal distribution, enrichment factors and risk in sediments of a coastal lagoon (Ria de Aveiro, Portugal)

This paper describes a sediment survey undertaken to unravel patterns of distribution and dispersion of trace metals in an Iberian Peninsula northwestern coastal lagoon (Ria de Aveiro). Cadmium, lead, chromium, copper and zinc were analyzed in bottom sediments. Geochemical normalization is performed and two different regression models for each metal versus aluminum are tested and compared using the respective enrichment factors (EF), an estimation of the relative importance of anthropogenic contributions to the studied sediments. Mean sediment quality guideline quotients (mSQGQ) are used to evaluate sediment quality and associated potential risk to biota with effects range low as empirical sediment quality guideline (SQG) in the basis for mSQGQ calculation. Additionally, the geoaccumulation index is calculated to compare studied sediment levels to global baseline levels. The application of SQGs revealed insufficient characterization capability, especially when contrasted to EF calculated from the regression methods. These pointed a mildly enriched system with localized ??hot spot?? areas. Therefore, it can be considered that bottom sediments in the Ria de Aveiro system are in their majority unpolluted, zinc being the only metal of concern, presenting enrichment in all four main channels. The major rivers outlets (Caster, Antu?, and Vouga) constitute point sources, thus presenting potential risk for biota. Yet, the strong tidal influence creates a damping effect by efficiently redistributing sediment bound metals.     

中国东部入海河流沉积物磁性矿物化学特征及物源意义

大量陆源碎屑物质主要通过以长江、黄河为代表的大江大河和以瓯江、浊水溪为代表的山溪性小河流的携带输移至中国东部海域,海域沉积物的物源识别是当前的研究热点。本文通过原子吸收光谱法测试了磁性矿物中的11种元素（Ti、Fe、Cr、Mg、Al、V、Ca、Co、Zn、Mn和S）,旨在探讨这些河流沉积物（ < 45μm）的磁性矿物群体化学特征,提取其物源指示意义,为边缘海沉积物物源判别提供依据。研究结果表明,这些河流沉积物的磁性矿物主要是以铁氧化物（磁铁矿）为主,铁硫化物含量很低（ < 2%）,只有台湾浊水溪沉积物中含有相对较多的铁硫化物（主要是磁黄铁矿）,为1.84%。除此之外,各河流沉积物磁性矿物中铁氧化物的化学元素组成（Ti、Mg、Ca、Al、Cr、V、Mn、Co和Zn）差异也很明显,其中黄河富含Mg和Ca,长江富含Ti,钱塘江富含Al,瓯江富含Cr,台湾浊水溪相对来说富含Al和Co,而其余元素含量远低于其他河流。从磁性矿物成因图上看,黄河沉积物中磁性矿物落在碱性岩浆岩成因区,但这并不是反映了流域磁性矿物的母岩为碱性岩浆岩,而是由于流域中黄土土壤化过程中产生的细颗粒磁性矿物中含有较高的碱土金属元素（如Mg和Ca）所致;其他河流磁性矿物成因与其流域母岩关系密切,如长江和浙闽河流主要为超基性-基性-中性岩浆岩成因,浊水溪为沉积变质-接触交代成因,都与其所处流域的磁性矿物的母岩类型较为一致。利用Ti+V-S+Co-Ca+Mg三角图可以有效地区分黄河、长江和浙闽河流、浊水溪沉积物物源。磁性矿物群体中的Mn、Zn、Al、Cr元素的差异有助于进一步确定长江和浙闽河流的泥沙来源。同时,发现磁性矿物单颗粒和群体化学组成特征具有一定差异性,很可能是由于分析方法不同所造成。

     

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。     

海南岛琼中黎母山—湾岭地区土壤重金属元素分布特征及生态风险评价

为了解琼中黎母山—湾岭地区土壤重金属元素分布特征及其潜在生态风险,采集了表层（0~20 cm）土壤样品2682件,对应中层（80~100 cm）及深层（180~200 cm）土壤样品各304件。分析测定Cu、Pb、Zn、Cr、Ni、Cd、As、Hg八种重金属元素。对8种重金属元素空间分布特征进行多元统计分析,并采用地累积指数法、潜在生态危害指数法对该区土壤重金属污染程度、生态风险进行评估。结果显示,表层土壤中8种重金属元素均值均高于海南岛土壤重金属背景值,表现出不同程度的积累;不同土地利用类型及种植类型对表层土壤重金属富集影响较大;垂向上,由表层至深层,土壤Pb、Zn、Cu、Cr、Ni五种重金属元素含量依次降低,但差异不大;Cd、As、Hg在垂向上表现出明显的表聚性。Pearson相关性分析与因子分析结果显示,Cu、Cr、Ni主要受地质背景影响,其余5种元素均受地质背景及人为因素影响。地累积指数结果显示,8种金属元素均值除Hg（0.08）外,均小于0,总体为无污染-轻微污染;生态风险评价显示,Cd和Hg为主要危害元素,Cd以轻微-中等危害为主,Hg以中等-强风险为主,其余元素危害指数均为轻微级,96%的土壤总体潜在生态危害指数在中等以下。