土壤中重金属形态分析方法研究

介绍了一种重金属形态分析连续多级提取新方法,用国家一级标样进行试验研究,并用国际标样做对比研究,表明该方法具有分组合理、更接近自然状态、操作简便易行、数据稳定可靠的特点,可为土壤环境中的重金属形态的研究及其环境危险评价提供更精确的元素信息。     

内蒙古乌梁素海底泥重金属元素污染评价

根据乌梁素海底泥（0~20 cm）重金属元素调查数据,利用潜在污染生态危害指数法评价了底泥重金属污染风险.底泥中Pb、Cd、As、Cu、Cr、Hg、Zn之间相关性明显,说明湖泊底泥中这些重金属的成因来源和地球化学行为相同.采用国家海洋沉积物质量一类标准、生态危害临界值（TEL）和国家土壤环境质量一级标准的评价表明,湖泊底泥中重金属的复合污染较严重,污染元素主要为Cu、Cd、Ni、Zn.乌梁素海大部分地区属轻度污染,仅3个排干渠入口附近为极度污染区,其他局部地区为重度污染区.     

内蒙古乌梁素海底泥中重金属污染的分布特征

研究了内蒙古乌梁素海0~20 cm深处底泥中重金属元素的全量,并利用潜在污染生态危害指数法评价了底泥中的重金属的污染风险。根据国家海洋沉积物质量一类标准、生态危害临界值和国家土壤质量一级标准,乌梁素海底泥中重金属的复合污染较严重,污染重金属主要为Cu、Cd、Ni、Zn。底泥中Pb、Cd、As、Cu、Cr、Hg、Zn之间相关性明显,说明湖泊底泥中这些重金属的污染来源相同。重金属生态风险评价结果表明:乌梁素海大部分地区属重金属轻度污染区,仅3个排干渠入口附近为极度污染区,其余地区为重度污染区。     

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.     

金沙江(攀枝花段)水系沉积物中重金属的形态特征

采用连续提取法,并用原子吸收光谱法进行分析研究了金沙江攀枝花段水系沉积物中重金属的形态及分布特征。研究发现:①各重金属的形态以残渣态为主,离子交换态含量很少;②各元素的形态有自己的特点。铜在有机硫化物结合态中的含量较高,钴在碳酸盐结合态中的含量较高,铅锌钴的铁锰氧化物结合态均较高;③有效态对水环境质量具有潜在的危害。     

土壤修复过程中重金属形态的研究综述

重金属污染土壤的修复是现阶段污染土壤治理中的难点之一,在土壤修复过程中对重金属的形态研究已在多个领域中开展,并且在重金属形态及其与生物有效性和毒性等研究领域取得了一定的成果。本文综述了现阶段在污染土壤修复过程中对重金属形态研究的主要领域,分析研究重金属形态的必要性,总结出土壤修复过程中重金属形态方面应当从重金属在土壤与植物中的存在形态入手,研究重金属元素在不同界面间的迁移转化规律,通过阻断重金属元素在污染源、土壤、生物之间的传递链条,以阻止重金属对生物体造成危害,从而为土壤重金属污染的治理修复提供理论基础。     

江西鄱阳湖地区不同酸度土壤的重金属元素和有益元素化学形态分布特征研究

通过对江西省鄱阳湖地区樟树-奉新、抚州-九江以及东乡-彭泽三条生态大剖面的表层土壤和农作物根系土的采集和土壤pH值、9个重金属元素全量和化学形态含量、13个营养有益元素有效态含量的分析测试,获得了极为丰富的数据,进而分析研究了土壤中重金属元素形态分布特征、全量与形态含量的相关性、形态随土壤pH变化规律,并提出了防治土壤酸化及其负效应的建议.     

贵阳城市土壤重金属元素形态分析

选取贵阳市62个代表性的表层土壤样品,分析了其重金属元素的含量和存在形态.结果表明,贵阳城市土壤中5种重金属元素(Cr、Cu、Pb、Zn和Cd)的含量较高,且变化较大.表层土壤中Cr、Cu、Zn主要以残渣态形式存在,Pb主要以可氧化态形式存在.Cd可还原态含量高达47.5%,残渣态含量最低,说明Cd较活泼,具有潜在的环境影响能力.     

白银东大沟水体和底泥中重金属污染评价

为了给白银东大沟河道生态治理和底泥处理风险评价提供科学参考,分析了东大沟水体中Cu、Pb、Zn、Cd、As、Hg和底泥中Cr、Zn、Pb、Cu、Cd、Hg重金属的含量水平、分布特征及含量变化趋势,并采用内梅罗综合指数法和潜在生态风险指数法分别对水体和沉积底泥中的重金属污染累积程度、潜在风险进行评价.研究结果表明,东大沟水体中6种重金属平均含量在0.005 7~4.796 0mg/L之间,其含量大小依次为Zn>Cu>Cd>Pb>As>Hg.随水流方向,水体中As含量表现为升高趋势,其余重金属含量则呈显著降低趋势.底泥中6种重金属平均含量在(61.6~5 999.3)×10-6之间,其含量大小依次为Zn>Pb>Cu>Cd>Cr>Hg.东大沟河段底泥中的重金属含量有起伏,但整体表现为随水流方向含量显著降低的趋势.参照相关评价标准,东大沟水体的主要重金属污染物为Cu、Pb、Zn、Cd,其单因子污染程度Cd>Pb>Zn>Cu,综合指数评价表明东大沟水体存在不同程度的污染;底泥主要重金属污染物为Cd、Hg、Pb、Cu,为复合污染,其生态危害风险程度Cd>Hg>Pb>Cu>Zn>Cr,潜在生态风险指数评价表明东大沟大部分河段底泥潜在生态风险指数为严重.     

鄱阳湖平原地下水重金属含量特征与健康风险评估

鄱阳湖平原作为长江中下游平原的重要组成部分,随着城镇化进程的快速推进,由于工矿业污染物、农村生活污水和农业生产废水向地下水的过量排放,农村地下水污染程度和范围不断扩大,为了解鄱阳湖平原地下水重金属污染状况,本研究在大量的水文地质调查和水化学样品测试基础上,分析该区地下水中重金属Cu、As、Cr、Hg、Pb、Cd含量特征,利用美国环境保护署(USEPA)的健康风险评价模型对鄱阳湖平原地下水重金属进行健康风险评价。研究区171个地下水样品中Cd、Cu、Hg、As、Pb、Cr等6种重金属元素含量变化幅度大,其中Hg、Cd和As平均值超过《地下水环境质量标准》(GB/T14848—2017)Ⅲ类标准,结果表明鄱阳湖平原地下水水质受人为影响大,局部地下水存在严重的污染。致癌物健康风险评价结果显示,Cr、As和Cd的平均个人年健康风险值均大于可接受风险值,Cr的健康风险值最大,是主要的致癌因子,As次之,Cd最低;非致癌物质健康风险结果显示,Hg、Pb和Cu的健康风险水平表现为Hg>Pb>Cu,属于可忽略风险。区域饮水途径上的健康风险主要来自致癌物质,总体上男性健康风险大于女性的健康风险。鄱阳湖平原地下水水质污染状况研究及治理监管工作提供理论依据,为其他区域地下水重金属的监测和质量控制提供参考和借鉴。     

南海湖沉积物重金属形态分布及其对水质影响的研究

通过对包头市南海湖沉积物中Cu、Pb、Zn、Cd的形态、AVS和SEM、上覆水、上覆过滤水及沉积物间隙水重金属的系统分析，结合南海湖为黄河新成牛轭湖的特点，与黄河进行了对比，研究了重金属在固、液两相间的迁移转化规律，结果表明南海湖与黄河沉积物中重金属的残渣态非常接近，反映了沉积的同源性，Pb和Cd次生相则明显在南海湖发生富集，上覆水中重金属81.0%以上均结合在悬浮物上，南海湖水质长期Cu超标的现象是由沉积物的释放造成的，研究证明间隙水为重金属向上覆水迁移起到桥梁通道作用；有机络合物的络合作用超过AVS的沉淀作用，是导致Cu向水相扩散迁移的主导因子。     

土壤重金属连续提取方法的优化

重金属在污染土壤中的形态分布决定着重金属的迁移性和危害的程度。土壤重金属形态分析应用最多的是Tessier和BCR连续提取法。Tessier和BCR连续提取法没有考虑土壤样品的特征。美国环保署危险废物浸出毒性鉴别标准法虽然考虑土壤pH值,但没有划分形态。采集不同pH土样,结合Tessier、BCR和毒性浸出鉴别方法的特征,优化出针对不同pH值土壤的连续提取方法,将土壤中重金属划分为活性态、次生碳酸盐结合态、次稳定态和稳定态。用优化的连续提取方法对土样进行连续提取,重金属回收率为85%~115%。优化连续提取方法的结果与Tessier和BCR结果对比显示优化连续提取方法克服了Tessier连续提取法对非石灰质土壤提取过量BCR连续提取法对石灰质土壤提取不足的缺点。优化后的连续提取方法数据稳定可靠,可作为重金属形态分析方法使用。     

沉积物中磷的赋存形态及磷形态顺序提取分析方法

阐述了当前我国水体富营养化的现状,水体的富营养化与水体中磷、氮的浓度以及二者的浓度比值有着密切的关系。水体富营养化时氮和磷的浓度均很高,但没有一个固定的值,是在一个较宽泛的富营养范围内,氮和磷的浓度比值大多在10∶1～20∶1。湖泊沉积物作为湖泊水体中磷的重要蓄积库,是湖泊流域磷循环的重要归属,也是湖泊水体内源性磷的主要来源,沉积物中极少量的稳定磷转化为活性磷就会造成湖泊水体富营养化。文中介绍了沉积物中无机磷形态的分类,评述了欧盟标准局在研制湖泊沉积物磷形态标准物质时比对采用的4种提取方法(Willimas法、Hieltjes-Lijklema法、Ruttenberg法、Golterman法),总结了国内外学者所应用的沉积物中磷的各种形态提取方法和磷各形态的分析测定方法,国内学者应用的方法是在国外学者方法的基础上提出的,阐述了顺序提取方法及其地球化学意义。简要评述了湖泊沉积物中磷的生物释放、物理释放和化学释放三种释放机制,这三种释放机制相辅相成,在一特定的环境条件下某一过程可能占主导地位来控制沉积物磷的释放。最后提出应该加强对沉积物中磷的各种形态的专属提取剂及其提取有效性的分子表征和检测,更加细化对于沉积物中磷形态的分类和创新各种磷形态的分析方法,建立沉积物-水体磷的迁移、循环和转化模型,这对于从根本上解决富营养化问题具有重要意义。     

鄱阳湖水系重金属元素地球化学特征及入湖通量

江西省多目标区域地球化学调查显示,鄱阳湖流域河流两岸土壤(河漫滩沉积物)中存在明显的重金属异常带。为揭示河流两岸河漫滩沉积物(土壤)中重金属元素的来源、输送通量及其沉积历史,分别于丰水期和枯水期系统采集了鄱阳湖流域赣江、信江、饶河、抚河、修水及鄱阳湖湖水、悬浮物等样品,分析As、Cd、Pb等元素含量。研究表明：As、Pb、Cu、Zn等元素在研究区河流中的含量普遍较高,不同时期河水中的元素含量有较大的差异;各重金属元素在研究区河流迁移形式有很大的差别,As和Cd主要以离子态形式迁移,但Cd悬浮态迁移形式所占比例也很大;Pb、Zn、Cu和Ni主要以悬浮态形式迁移;重金属在河流水体和悬浮物两相中的分配受水体pH值、温度和悬浮物浓度等因素影响,不同的元素受这些因素的影响程度有很大的差别;按各支流输送通量,赣江和信江对湖区重金属元素输入通量的贡献最大,是鄱阳湖Cd等重金属元素的最主要来源。     

太湖沉积物中重金属的测定及环境意义

通过对太湖地区水域湖泊沉积物中重金属含量的抽样测试,描述了太湖水域重金属（Ag、As、Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb、Zn等）元素的污染状及其分布,结果表明：太湖沉积物中重金属含量北部明显高于东部,来自太湖北岸城镇和工业区的未处理工业及生活污水,对太湖北部水域造成的重金属污染程度远高于以养殖业为主的东太湖及湖心水域。     

Speciation and potential remobilization of heavy metals in sediments of the Taihu Lake, China

The species of Cu, Pb, Zn, Cd and Cr in sediments of the Taihu Lake, China, have been analyzed using the sequential chemical extraction method. Variations in the chemical fractions of these metals and their geographic distributions have also been studied. For all five metals, the residual fraction is highest but the exchangeable fraction is lowest among all the fractions. Compared to other metals, Cd has the highest percentage in the exchangeable fraction, and Cr is associated mainly with the residual fraction. Cu in the organic fraction and Pb in the Fe-Mn fraction are the important species, whereas the lowest percentages are found for Cd in the organic fraction, Cu in the Fe-Mn oxide fraction and Pb in the carbonate fraction. With respect to spatial differences, the total contents in the non-residual fractions of the metals in bay sediments are found to be higher than those in other sediments. The fractions of Cd, Cu and Cr showed significant variations in different regions. The fractions of Pb and Zn, however, did not show significant variations in spatial distribution, suggesting different amounts and different paths of anthropogenic input for the metals. Comparisons of the metal speciation indicated that Cd might be the most bioavailable metal, followed by Pb.     

鄱阳湖龙口地区沉积物中有机氯农药的垂向分布特征

采用电子捕获检测器气相色谱仪(GC-ECD)测定鄱阳湖龙口地区4个沉积物柱样中有机氯农药含量。结果表明,4个沉积物柱样间有机氯农药含量差异显著,总有机氯农药(∑OCPs)含量为7.78~93.7ng/g,总六六六(∑HCHs)含量为0.73~39.6ng/g,总滴滴涕(∑DDTs)的含量为2.44~49.4ng/g。与国内其他同类样品相比,研究区各化合物的含量水平明显偏高;沉积物中总有机碳(TOC)和OCPs有较好的相关关系;与沉积物风险评估值对比,鄱阳湖龙口地区的有机氯农药存在一定的生态风险。     

尾砂库重金属元素表生地球化学行为的初探

通过重金属含量分析,分级提取化学形态分析,结合矿物成分和化学成分分析,对黄龙铺矿区1号尾矿库重金属元素在风化过程中的地球化学行为进行了研究。研究结果表明在横向上,尾矿库中心排水口处地势低洼,铜、铁因相对活泼易于迁移而流失,铅、锌、铬、镉在尾矿库四周的地表浅部淋失,在尾矿库中心则相对富集。化学形态分析表明尾砂中各重金属元素赋存状态各有不同,一般以T6原生硫化物态和T7残渣态为主,铜、锌、铁迁移性较强;其他则较弱,表明对环境威胁不是很大。重金属的迁移明显的分为氧化带和次氧化带,研究结果显示尾矿覆盖方法也不一定能够有效地阻滞污染元素的迁移。     

Geochemical features of heavy metals in core sediments of northwestern Taihu Lake, China

Sequential core sediments from northwestern Taihu Lake in China were analyzed for grain size, organic carbon and heavy metal content. The sediments are composed of organic-poor clayey-fine silts. The chemical speciations of Cu, Fe, Mn, Ni, Pb, and Zn were also analyzed using the BCR sequential extraction procedure. Cu, Fe, Ni, and Zn are mainly associated with the residue fraction; Mn is concentrated mainly in exchangeable/carbonate fraction and residue fraction; and Pb mainly in Fe/Mn oxide fraction and organic/sulfide fraction. The exchangeable/carbonate fractions of Cu, Fe, Ni, Zn and Pb are lower. The fractions of Ni, Pb and Zn bound to the Fe/Mn oxide have significant correlations with reducible Mn; the organic/sulfide fractions of Cu, Mn, Ni, Pb, and Zn have significant correlations with TOC. The extractable fractions of Cu, Mn, Ni, Pb, and Zn are high at the top 4 cm of the core sediments as compared to those in the deeper layers, showing the anthropogenic input of heavy metals is due to rapid industrial development. The heavy metal pollution history of the sediments has been recorded since the late 1970s, determined by the result of ^137Cs dating.     

基于地面实测光谱的水系沉积物重金属含量反演

水系沉积物中的重金属元素含量调查是矿区环境受污染程度的重要依据,同时水系沉积物的物源组成也是近年来找矿突破的重要环节之一。通过分析水系沉积物中羟基官能团与重金属游离态阳离子之间的吸附反应,结合地面实测高光谱数据,发现与重金属元素含量相关性较好的波谱波段为500~780 nm与2 100~2 300 nm,建立基于地面实测光谱技术反演水系沉积物中重金属元素含量的回归方程,最后利用反距离权重方法成功提取碾子沟-洛金洼多金属矿区3条冲沟水系沉积物中Cu、Zn等重金属元素含量。结果显示：重金属Cu和Zn模型检验精度（R²）分别为0.618和0.636;研究区内冲沟源头山地林地附近流域沉积物中的重金属含量相对中下游矿区周边农用地较低,同时沉积土壤中的重金属含量随着冲沟流向呈升高趋势。重金属含量较高的中游农用地附近应加以治理,含量异常的中下游区域为今后的找矿方向。