江苏潮间带表层沉积物重金属空间分布及污染评价

对采自江苏潮间带的824个表层沉积物中的重金属元素Cu、Pb、Zn、Cr、Cd含量进行测定,采用相关分析法对表层沉积物重金属来源进行了解析,根据海洋沉积物质量标准(GB 18668—2002)对沉积物进行分级评价,同时采用Hakanson潜在生态危害指数法进行污染评价。结果表明：江苏潮间带表层沉积物Zn、Pb含量均符合一类沉积物标准,Cr、Cd、Cu含量均符合二类沉积物标准;研究区Cu、Pb、Zn元素在物源或富集特征上具有相似性,Cd元素不受元素“粒度控制律”控制,其含量分布主要受人类活动影响;江苏潮间带表层沉积物重金属总体污染和潜在生态危害处于低风险级别,重金属潜在生态危害指数由大到小依次为Cd>Pb>Cu>Cr>Zn。     

泉州湾洛阳江潮间带表层沉积物重金属污染评价

泉州湾洛阳江潮间带表层沉积物中12种重金属元素含量分析表明,Co,Fe含量与海岸带土壤背景值较接近且变异系数很小,其含量主要来源于沉积物的本底值,受到人类活动的影响较小,而其他重金属与海岸带土壤背景值相差甚大(达几倍至几十倍)且变异系数较大,说明其已受到人类活动的影响较大,受到一定程度的污染.基于沉积物中重金属总量,用5种评价方法对洛阳江湖间带表层沉积物中重金属污染进行评价.以海洋沉积物质量标准(GB18668-2002)进行评价,洛阳江湖间带表层沉积物中各重金属平均含量均为二类沉积物质量标准,不能满足该区域应执行的一类标准.据地累积指数法,表层沉积物中V,Co,Hg,Fe为无污染水平,Cr,Mn,Zn,Pb为无-中等污染水平,Cu为中等污染水平,而Cd为强污染水平.以潜在生态风险指数法评价,研究区内各元素的平均潜在生态危害系数(Et)顺序为:Cd＞Hg＞Cu＞Cr＞Ni＞Zn＞Pb＞Co＞Mn＞V＞Ti.沉积物中重金属综合潜在生态风险指数(RI)表明,研究区域总体上处于生态风险极高水平,Cd,Hg,Cu为重要污染因子.以生物效应浓度法评价,Cr,Ni,Cu,Zn,Cd,Pb的区域总平均含量均在其各自的ER-L与ER-M之间,说明洛阳江潮间带表层沉积物中以上元素对生物的负面效应中等.以综合响应因子法评价,从研究区总平均来看,沉积物重金属污染指示元素及其污染贡献大小顺序为:Cd＞Cu＞Ni＞Zn＞Mn,大多站位重金属污染严重.洛阳江潮间带表层沉积物属中度-重度污染水平.     

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。     

泉州湾洛阳江河口潮间带沉积物中重金属来源分析

采用ICP-MS检测技术,对泉州湾洛阳江河口潮间带3个沉积柱中重金属Hg、V、Cr、Mn、Co、Ni、Cu、Zn、Cd、Pb、Fe的含量与垂向分布特征进行了分析,并结合因子分析、聚类分析和元素地球化学特征对柱中各重金属元素的来源进行了探讨。结果表明,泉州湾洛阳江潮间带柱状沉积物中主要受污染元素为Cu、Zn、Cd、Hg,以人类活动输入为主;V、Mn、Co、Ni、Fe主要受地球化学背景值影响,以自然来源为主。并利用V和Fe作为参考元素,将数据进行标准化,以目标元素和V对应Fe的变化趋势做了归一化分析并作散点图,得出的结论与因子分析和聚类分析的结果一致,说明该方法适用于区分沉积物重金属的自然来源和人为来源。     

长江下游青弋江、水阳江水系湖泊沉积物中重金属变化特征研究

2004~2008年在青弋江、水阳江流域石臼、固城、南漪三湖采集得到岩芯钻孔。运用核素 210 Pb和 137 Cs对获得沉积物进行定年,同时分析了岩芯沉积物金属元素,研究近代湖泊重金属演化历史以及人类活动的影响,并对重金属进行了评价。文章运用Al元素作为粒度的代用指标对重金属进行标准化,并获取了重金属富集系数。研究表明,石臼、固城、南漪三湖钻孔中Cu和Zn的富集系数高于Pb,但Pb,Zn,Cu和Cr富集系数都不超过2,并且Cr的富集系数较小。自20世纪80年代中期以来流域内人类活动对石臼湖湖泊沉积物造成了显著的重金属污染,在南漪湖则推迟了10年左右,而在固城湖其重金属污染相对不明显。根据沉积物质量基准进行评价,发现石臼、固城、南漪三湖虽然存在一定的Cu,Pb,Zn和Cr污染,但污染造成的生态效应还不明显。     

利用清洁剂中某些聚磷酸盐取代物研究水下沉积物中铜和锌变动性实验

引言高度工业化和人口稠密地区水下沉积物中重金属的高度富集很清楚地反映了该地区目前受污染的状况(Forstner和Müller)。例如,人类排入莱茵河下游(德国和荷兰边界附近)细粒沉积物中Pb、Hg和Cd的含量为这些元素自然背景值的10～50倍。     

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。     

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。     

湘江下游河床沉积物元素地球化学背景值估算

本研究对湘江下游河床沉积物进行了元素地球化学分析,在认识沉积物元素地球化学特征、甄别人为源与自然源重金属的基础上,估算了沉积物的元素地球化学背景值。结果表明：SiO2、TiO2、Al2O3、Fe2O3、K2O等主量元素及V、Co、Cr、Ba、Sc、U、Sr、Ga、Ge、Rb、Nb、Y、REE等微量元素在沉积物中含量变化相对稳定（Cv< 0. 2）,分布相对均匀,且富集不明显（EF< 2. 0,Sr明显亏损）。而MnO、MgO、CaO、Na2O、P2O5等主量元素,及Cd、Mn、Cu、Pb、Zn等重金属在沉积物中含量变化大（Cv> 0. 25）,分布极不均匀,且沉积物中重金属明显富集（EF> 2. 0）。主成分及Pearson线性相关性分析显示,沉积物中不明显富集的微量元素主要赋存于难溶硅酸盐矿物相中,为自然源元素。而沉积物中显著富集的重金属主要赋存于铁—锰氧化物等矿物相中,为有人为源叠加的元素。故针对不同来源特征的元素用不同的方法进行了背景值计算,求得沉积物中47个元素的背景值。再利用元素比值等方法对所得背景值进行检验。结果表明,本文得到的湘江沉积物元素背景值合理,可用作流域沉积物重金属污染评价参考。     

湘江下游河床沉积物元素地球化学背景值估算

本研究对湘江下游河床沉积物进行了元素地球化学分析,在认识沉积物元素地球化学特征、甄别人为源与自然源重金属的基础上,估算了沉积物的元素地球化学背景值。结果表明:SiO2、TiO2、Al2O3、Fe2O3、K2O等主量元素及V、Co、Cr、Ba、Sc、U、Sr、Ga、Ge、Rb、Nb、Y、REE等微量元素在沉积物中含量变化相对稳定(Cv<0.2),分布相对均匀,且富集不明显(EF<2.0,Sr明显亏损)。而MnO、MgO、CaO、Na2O、P2O5等主量元素,及Cd、Mn、Cu、Pb、Zn等重金属在沉积物中含量变化大(Cv>0.25),分布极不均匀,且沉积物中重金属明显富集(EF>2.0)。主成分及Pearson线性相关性分析显示,沉积物中不明显富集的微量元素主要赋存于难溶硅酸盐矿物相中,为自然源元素。而沉积物中显著富集的重金属主要赋存于铁—锰氧化物等矿物相中,为有人为源叠加的元素。故针对不同来源特征的元素用不同的方法进行了背景值计算,求得沉积物中47个元素的背景值。再利用元素比值等方法对所得背景值进行检验。结果表明,本文得到的湘江沉积物元素背景值合理,可用作流域沉积物重金属污染评价参考。     

基于多重分形的表层土壤中重金属元素来源分析——以海南省琼海市为例

分形与多重分形已逐渐渗透到环境地球化学调查与评价领域,通过分形与多重分形方法、结合变异系数和富集系数,初步探讨了海南省琼海市表层土壤中重金属元素的来源。结果显示,研究区表层土壤中Pb元素的高含量区明显与琼海市南部地区几大农场的分布密切相关,显示Pb可能受人为因素影响强烈,As的富集可能来源于农业活动,Ni的富集主要来源于成土母岩的风化,其他元素受到后期人类活动影响较小或基本未受影响。     

成都平原农田区土壤重金属元素环境基准值初步研究

土壤重金属污染已成为制约人类社会发展及危害人类健康的重要因素,制定土壤重金属元素的环境基准值对控制土壤重金属污染及保护生态安全具有重要意义。以成都平原农田区为例,以保护地下水安全为目的,以室内模拟淋溶实验为手段,尝试性地计算了研究区不同类型土壤重金属元素的环境基准值。研究结果表明:(1)不同类型土壤各元素在土壤—水间的分配系数差异较大;(2)不同类型土壤Hg和Cd环境基准值差异不大,Hg环境基准值平均为0.3μg/g,Cd的变化范围为0.3～0.5μg/g;As和Pb环境基准值差异较大,As的变化范围为18～24μg/g;Pb的变化范围为24～41μg/g;(3)研究区土壤基本处于保护饮用水的安全范围之内,但黄壤中Pb、紫色土中Cd和Pb、棕壤中Hg和Pb具有潜在的影响地下水安全的生态风险。这对研究区进行风险评估具有重要的参考价值。     

Determination of heavy metals in sediments of the Ergene River by BCR sequential extraction method

Utilizing the sequential extraction procedure (acid soluble, reducible, oxidizable, and residual) proposed by The European Community Bureau of Reference (BCR), the trace metals present in the sediments of the Ergene River, Turkey, were determined. The sediment samples were collected from 10 sampling sites and analyzed to identify the concentrations of cadmium, cobalt, chromium, copper, manganese, nickel, lead and zinc. The flame atomic absorption spectrometer was used for metal determination. The validation of the results was checked by the analysis of the BCR-701 standard reference material. The relationship existing between the sediment characteristics and metal fractions was identified using the correlation analysis. Hierarchical cluster analysis was performed to find out the grouping of the sampling sites based on the similarities of the heavy metals in the bioavailable fraction. When the extractable amounts of heavy metals are considered, the quantity of the mobile fractions (viz., acid soluble, reducible, and oxidizable) of the heavy metals is observed to be higher when compared with that of the immobile fraction (residual). This might be caused by the anthropogenic sources. Besides, it was statistically discovered that the organic matter, pH and clay contents could influence the bonding of the analyte metals in various forms. The cluster analysis revealed three clusters of the sampling stations, with group I (S5-8) and group II (S3, S4 and S9) showing higher environmental risks. The risk assessment code indicated that the highly mobile soluble fractions of Mn, Zn, Cd and Co created a high environmental risk which could result in negative impacts on the aquatic biota.     

南方某工业区大气总悬浮颗粒物重金属来源解析及其对土壤环境质量的影响

解析大气总悬浮颗粒物(TSP)的重金属来源可为重金属生态风险评价和环境修复提供理论依据。本文研究了中国南方某工业城市冶炼厂周边冬季TSP和表层土壤(0~20 cm)中的重金属环境效应。采用大气主动采样技术收集TSP样品,原子荧光光谱法和电感耦合等离子体质谱法测定其中重金属的含量,结合富集因子法和Pearson系数法分析重金属含量特征及其来源。结果表明,研究区TSP中Zn、Pb、Cd含量最高达到30809.06×10-6、9902.91×10-6、1011.21×10-6,分别是中国土壤背景值的201.43、222.53、5616.20倍,属于污染严重级别;Ni、Cr含量分别是中国土壤背景值的1.83倍和2.96倍。冶炼厂、火力发电厂和化工厂等人为源是Zn、Pb、Cd、Hg、As等重金属富集的主导因素;土壤重金属含量与TSP重金属含量呈显著正相关,可判定研究区土壤的重金属来源主要为大气沉降。     

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。     

唐山城市近地表灰尘重金属含量及环境质量评价

以唐山市主城区161个城市近地表灰尘样品为研究对象,研究其重金属含量及环境质量状况。采用单因子指数法和尼梅罗综合指数法对唐山城市近地表灰尘中重金属进行环境质量评价,并应用ARCGIS的空间分析模块进行空间插值制图。结果表明,研究区城市近地表灰尘中重金属含量均超过当地背景值。近地表灰尘中重金属元素Zn、Cd、Pb、Cu、Hg、Cr、Ni和As的变异系数分别是4323%、21399%、11321%、2956%、7083%、5180%、2921%、3267%,其中含量变异系数较大的重金属是Cd、Pb等。重金属元素单因子指数评价表明,Cd、Zn为严重污染,Cr、Hg、Pb、Cu 、Ni为潜在污染,As为清洁,污染程度依次为Cd>Zn>Cu>Cr>Pb>Hg>Ni>As。尼梅罗综合指数法评价表明,唐山城市近地表灰尘重金属综合污染严重,清洁、潜在污染、轻污染、重污染、严重污染比例分别为0、372%、5219%、3851%、558%,重污染以上污染比例达到4409%,其严重污染区与工业区域、交通分布发达程度的分布相吻合,重金属污染可能与城市的燃煤、交通等污染源有关。     

Investigation of elemental enrichment and ecological risk assessment of surface soils in two industrial port cities,southwest Iran

In recent years, there has been a rapid growth in the two industrial port cities of Iran, the port of Mahshahr and the port of Imam Khomeini. In spite of their importance for the economy, the two cities require monitoring and assessment from an environmental and human health perspective. In this study, environmental quality and heavy metals pollution of soils influenced by human activities were investigated. A total of 30 soil samples were collected and subjected to detail physicochemical characterization. The results showed high levels of heavy metals in the urban soils of port of Mahshahr (POM) and elevated respective levels in surface soils of the port of Imam Khomeini (PIK) with Ni being significantly higher than those in POM. The integrated pollution index (IPI) values of metals ranged from 1.22 to 1.87 in POM and 1.52 to 3.31in PIK, 50% of soil samples in PIK were classified as highly polluted, and all of the soil samples in PM were classified as moderately polluted. These results are in accordance with Enrichment Factor (EF) values, which showed the role of anthropogenic activities in the soil heavy metal enrichment. Moreover, the highest potential ecological risk index (RI) was found in the sites of petrochemical industries in PIK indicating serious metal contamination. Statistical analysis showed that heavy metals were mainly controlled by human activities. The results showed more dense industrial activity in PIK is responsible for higher pollution. This study establishes a benchmark against which future monitoring and remediation programs can be based on. Because of proximity to the Persian Gulf, continued the release of contaminants into the region, could have adverse biological health effects.     

北京市怀柔区土壤重金属的分布特征、来源分析及风险评价

在北京市怀柔区东南部农业区采集了977个表土样品,对其中Cr、V、Ni、As、Pb、Zn、Hg和Cd 8种重金属元素含量进行测试分析。通过地球化学成图清晰地呈现了这些元素的空间分布特征。利用数据统计分析,阐明了表土中这些重金属元素的含量分布特征,探讨了不同重金属的来源,并评估预测了其生态风险。研究结果表明Cr、V、Ni、As主要来源于成土母质;而Pb、Zn、Hg受交通和大气沉降等人类活动的影响较大;Cd则主要受到周边工厂以及农业施肥的影响。利用Hakanson法预测8种重金属的生态风险,除Cd外其他7种元素潜在生态风险均较低。本研究对怀柔区农业土壤的污染风险评价及土地利用规划具有一定的借鉴作用。     

Heavy metal distribution and assessment in stream sediments of River Orle,Southwestern Nigeria

Ten heavy metals, namely, Ag, As, Cd, Co, Cr, Cu, Hg, Ni, Pb and Zn were partially extracted using aqua regia digestion method and analysed by ICP-AES from 56 stream sediment samples collected from River Orle, Igarra area, southwestern Nigeria. The analytical results were used to produce geochemical distribution maps for the elements and were subjected to univariate statistical analysis in order to evaluate the distribution and abundance of the heavy metals in the study area. The degree of pollution of these stream sediments by these heavy metals was evaluated by calculating such parameters as enrichment factors (EF), as well as pollution load and geo-accumulation indices (PLI and Igeo). Co, Cr, Cu, Ni, Pb and Zn are widely distributed in the drainage system while the distribution of Ag, Cd, As and Hg is restricted to only parts of the drainage system with Ag and Cd being localized to one sample site each near Epkeshi in the southern part of the study area. Cr and Pb display anomalously high concentrations, each from a site, also in the same locality where Ag and Cd were detected, indicating the likelihood that the four elements, Cr, Pb, Ag and Cd, are genetically related. Calculation of the enrichment factor (EF), pollution load index (PLI) and geo-accumulation index (Igeo) yielded results that indicate that all the 56 stream sediment sites, except one located about 4 km southeast of Epkeshi in the southern part of the Orle drainage system, are practically unpolluted by heavy metals. The relatively high metal concentration of this anomalous site having Pb EF of 62.5, PLI of 1.14 and Pb Igeo of 2.44 signifies Pb pollution. Both natural and anthropogenic sources of the Pb contamination around Epkeshi locality are possible. In conclusion, the levels of concentrations of heavy metals in the study area, in general, do not constitute any serious environmental risk except for Pb which needs to be monitored at only one site in the study area. Therefore the concentration ranges for the different heavy metals in the study area can serve as baseline environmental data against which the degree of pollution of these heavy metals can be evaluated in future.     

南方典型丘陵区酸性土壤重金属地球化学分布特征及来源分异解析

本文采用基于多元统计的APCS-MLR和基于GIS技术的地统计学相结合的方法,以广西南宁市郊区典型丘陵水稻种植区酸性土壤为例,有效的对土壤重金属的空间分布特征和来源分异进行了解析和验证。结果表明:(1)研究区8种重金属中除部分样点的Cd以外,其它元素含量均未超过国家土壤环境质量的二级标准。研究区土壤大部分未受到污染,少部分受到了轻污染,其中Cd处于轻污染的样品数最多;(2)重金属在不同岩性岩石中的含量差异较大;(3)研究区水稻产区农田土壤重金属来源主要包括土壤母质继承和农田施肥,其中值得注意的是农田施肥中引入较多的重金属为Hg和Cd。此外,研究区主要的岩石类型碳酸盐岩中含有较高含量的Cd和Hg;(4)本文研究结果对于南方丘陵区酸性土壤重金属污染的特征与防治的研究具有重要的参考意义。同时,本文所提出的绝对主成分得分(APCS)与GIS相结合的方法能够有效的对主成分分析的结果进行有效的补充和有力的验证,对于相关研究具有一定的示范意义。