莱州湾表层沉积物中重金属污染特征和生态风险评估

根据2015年8月莱州湾30个站位的表层沉积物中7种重金属调查资料,通过单因子污染指数、重金属污染负荷指数、潜在生态风险指数及主成分分析等4种方法,分析了莱州湾重金属含量空间污染分布特征和主要来源,评估了其生态风险,确定了关键重金属污染要素,并探讨了关键污染要素的历史变化。结果表明:研究海域沉积物重金属中Cu、Pb、Zn、Cr、Cd、Hg和As含量平均值分别为14.0、16.1、50.6、36.5、0.2、0.034和10.4 mg/kg,其中Cd、Hg和As的含量存在不同数量的站位高于海洋沉积物第一类质量标准值和渤海沉积物背景值及山东省土壤背景值现象。与中国近海沉积物相比,莱州湾金属含量总体处于中等水平。重金属潜在生态风险由高到低依次为HgCdAsPbCuCrZn,潜在生态风险高值区主要分布于湾的中西部、南部和东北部,其中Hg和Cd总贡献率最高。Hg、Cd和As为莱州湾表层沉积物中重金属污染的关键要素,它们的含量均高于1980年代的水平。     

基于生态系统服务的黄河三角洲生态风险评估研究

生态安全与人类福祉密切相关,因此量化区域生态风险能够有效地对高风险地区进行防范,同时更利于区域可持续发展。本文通过InVEST模型测算黄河三角洲区域1990年、2000年、2010年、2020年生态系统碳存储、生境质量和土壤保持3种生态系统服务的物理量,根据测算结果构建生态风险评估模型,在此基础上对黄河三角洲生态风险进行时空格局演变特征分析。结果表明:1)黄河三角洲区域生态系统服务整体弱化,在建设用地、水域等区域最为明显。2)1990—2020年黄河三角洲区域碳存储整体呈现内陆高沿海低的空间格局,生境质量空间波动范围增大,土壤保持能力降低。3)黄河三角洲区域生态风险有上升趋势。沿海水域及建设用地区域受风险概率较大,而林草地等植被覆盖区域生态风险低。研究结果可为黄河流域生态保护和高质量发展提供决策支持与参考。     

黄河三角洲湿地表层沉积物中典型抗生素的分布特征和生态风险评估

作为一类新污染物,沉积物中的抗生素对生态系统构成了潜在的威胁。探究常见抗生素在黄河三角洲[Huanghe (Yellow) River Delta, HRD]表层沉积物中的赋存状况及其生态风险具有现实意义。利用高效液相色谱-串联质谱法测定了2021年6月采自HRD南北两个区域表层沉积物中的磺胺类(SAs)、喹诺酮类(QNs)、大环内酯类(MLs)和四环素类(TCs)共14种抗生素的含量。结果表明,抗生素的总检出率为52.8%,浓度范围为nd (未检出)～22.6 ng/g, QNs和MLs检出率较高; QNs和TCs的浓度水平较高。HRD表层沉积物抗生素浓度分布特征的主要影响因素是人口密度以及农业和畜牧业发展,次要因素是沉积物的理化性质。南部区域抗生素浓度水平显著高于北部区域,沉积物中有机质和黏土含量与QNs和TCs显著正相关。生态风险评价结果表明,南部区域的生态风险水平明显高于北部区域,其中QNs和TCs为主要贡献者,但抗生素生态风险水平并不只由浓度决定,还取决于其对水生生物的毒性大小和沉积物的理化性质。     

渤海西北部海域表层水体中PAHs的分布、来源及风险评价

利用气相色谱质谱仪(GC/MS)测定曹妃甸、山海关及沧州渤海新区表层海水样品中16种优先控制PAHs.结果表明,三个地区近岸海域表层海水中∑PAHs含量分别为14.1-226ng/L、29.9-229ng/L和97.4-254ng/L;平均含量分别为108ng/L、102ng/L和204ng/L.沧州渤海新区近岸∑PAHs含量高于曹妃甸和山海关近岸的含量,且检出的PAHs种类多.与其它国家和地区表层水体样品中PAHs含量相比较,本研究区域表层海水中PAHs含量处于中等水平.高低分子量比值和异构体比值分析表明,渤海西北部海域表层海水中PAHs主要来源于石油污染,此外,生物质及煤的燃烧也有一定贡献.应用商值法对研究区域表层海水中PAHs的生态风险进行评价,结果发现生态风险非常小.     

杭州湾海域表层沉积物中重金属污染物的累积及其潜在生态风险评价

文章利用2010年8月杭州湾海域表层沉积物重金属的资料,对其沉积物含量进行分析,并采用地累积指数法和潜在生态风险指数法两种方法对其进行评价。经过分析可知,杭州湾海域表层沉积物重金属平均含量由高到低排序依次为锌、铬、铅、铜、砷、镉、汞,铬和铅的富集程度最高。两种方法评价结果表明,地累积指数和潜在生态风险评价指数法对杭州湾海域的评价总体一致,大多数站位的Igeo和RI值分级彼此符合,杭州湾海域沉积物处于清洁或者低风险状态,沉积物质量状态良好。鉴于两种方法的优缺点,在评价过程中只有把重金属在沉积环境中的累积程度与其对海洋生态系统的潜在生态危害程度相结合,才能全面地反映沉积物中污染物的污染状况。     

湄洲湾海域表层沉积物重金属含量的分布特征及潜在生态风险评价

根据2012年福建湄洲湾海域表层沉积物样品测定的7种重金属（Cr、Co、Ni、Cu、Zn、As、Pb）含量数据,研究重金属在沉积物中的含量和空间分布特征,然后运用主成分分析法分析各重金属的主要来源,最后采用潜在生态危害指数法评价其污染程度和潜在生态危害.结果表明,相对第一类海洋沉积物标准,Cu、Zn、As和Pb含量均未超标,Cr超标21.2%.大部分重金属含量平面分布总体呈现东北往西南递减的趋势,体现陆源输入的影响,As、Zn及Pb在7号站位、Cu在8号站位出现高值区可能更多地联系于研究区域本身的背景特征.Cr、Co、Ni和Zn含量之间相关性显著,且Co、As和Zn含量也两两表现出显著正相关.主成分分析表明岩石的自然风化和侵蚀是Cr、Co、Ni、Cu、Zn和As元素在研究区域表层沉积物的主要来源,Pb可能更多来源于海上交通航运和海水养殖.研究区域综合潜在生态危害为中等生态危害程度.     

黄河三角洲南部湿地表层土壤中多环芳烃的分布特征及生态风险评价

对黄河三角洲南部湿地的表层土壤样品中的16种EPA优控的多环芳烃(PAHs)进行了定量分析,结果表明表层土壤中PAHs总量范围为70.58～1 826.12 ng/g(干重),为低污染等级,空间分布呈现出黄河现行流路南岸略高于北岸的特征.PAHs含量与有机碳(TOC)存在线性正相关,表层土壤样品中PAHs石油来源所占比...     

昌黎黄金海岸保护区表层海域沉积物中重金属的赋存形态特征及生态风险评价

为了解昌黎黄金海岸保护区表层海域沉积物中重金属的污染状况,采用欧共体标准物质局(Community Bureau of Reference,简称BCR)提出的三级4步提取法分析了沉积物中Cr、Pb、Cu、Zn、Ni的形态特征,并利用次生相原生相分布比值法(Ratio of secondary phrase and pr...     

渤海海域地震海啸灾害概率性风险评估

渤海作为我国地震活动性最为活跃的近海,其地震海啸风险不可忽视。本文应用概率性海啸风险评估方法对渤海周边区域的海啸风险进行评估。根据历史地震目录建立了渤海区域的震级-频率关系,基于蒙特卡洛算法随机生成了一套10万年的地震目录,最终通过对地震事件的海啸数值模拟及最大波幅的统计分析给出了环渤海区域典型重现期的最大波幅分布以及重点城市的海啸波幅曲线。评估结果表明,渤海地区海啸风险主要集中在渤海湾和莱州湾周边,波幅可达到1~3 m,辽东湾地区海啸风险较低。     

溢油模型与SSD曲线法评估渤海溢油事件的海洋生态风险

海上溢油事故不仅会造成大面积的海水污染,还会对海洋生态系统造成严重破坏。为此,采用有效的方法评估溢油事件引起的生态风险,对防灾减灾工作具有重要意义。本文以发生于2011年6月的渤海蓬莱19-3溢油事故为例,使用两种溢油模型(GNOME轨迹模型与ADIOS风化模型)模拟了事故初期油膜的运动轨迹与风化过程。基于模拟结果,利用CAFE模型(Chemical Aquatic Fate and Effect)拟合了相应的物种敏感度分布(species sensitivity distribution,SSD)曲线,首次结合三种模型工具对渤海进行了生态风险评估研究。结果显示,随着原油的持续泄漏,其主要有毒物质(苯系物)浓度达到了1 300μg/L,超过了1%危害浓度值(Hazard Concentration 1%,HC1)。结果表明,在事故初期所产生的生态风险不可忽视,并且风险(多个物种的潜在影响分数)会在96 h内以每日约1%的趋势增长。本文结合溢油运动轨迹和SSD曲线,绘制出了事故期间的生态风险时空分布图。经过定量化的评估,首次发现事故的整体生态风险随时间呈近似二次函数增长,同溢油轨迹一样,向西北方向扩散,越靠近溢油源的海域生态风险概率越高。     

渤海多溴二苯醚的分布特征及其风险评价

多溴二苯醚(PBDEs)属于新兴污染物,是一种性能优良的阻燃剂,在各种工业产品中广泛应用,而且存在于世界各地的海洋环境中.PBDEs还有持久性、远距离迁移性、生物累积性等特点,对海洋生态系统和人类造成严重危害.与此同时渤海又是我国唯一一个半封闭型的内海,有较差的自净能力以及与外界海水交换的能力,因此渤海区域PBDEs的...     

黄渤海典型鳗草海草床重金属生态风险评估

为全面了解我国黄渤海鳗草(Zostera marina L.)床重金属污染水平, 本研究以大连林阳北海、葫芦岛兴城、唐山乐亭-曹妃甸和青岛湾四处鳗草床为研究对象。于夏季采集鳗草、海水和沉积物样品并分析其重金属(Cu、Zn、Pb和Cd)含量。以此分析海草的重金属富集特征, 并对比评估不同鳗草床重金属潜在生态风险。结果表明, 夏季四处鳗草床海水重金属含量由高到低依次为: Zn > Cu > Pb > Cd, 均低于国家一级水质标准; 对沉积物来说, 重金属含量由高到低依次为: Zn > Pb > Cu > Cd, 均低于国家一级沉积物质量标准。鳗草对重金属的富集因重金属种类和海草积累部位而异, 其地上组织对Cu、Zn、Cd的富集能力高于地下组织。研究区域海水中Cu、Zn、Pb和Cd潜在风险等级均处于低风险水平。而对沉积物而言, 葫芦岛兴城鳗草床Cd的潜在风险等级处于较高风险水平(E_i值为156.9)。唐山乐亭-曹妃甸和青岛湾鳗草床的地质累积指数(I_geo)由大到小依次为: Cd > Pb > Zn > Cu。综合所有元素的潜在生态风险指数(I_R), 葫芦岛兴城鳗草床的潜在生态风险值最高。     

中国黄、渤海海水中溶解镉的形态研究

黄、渤海是我国重要的海洋经济渔业开发区域,海水中痕量金属的含量及其存在形态会对海洋环境、海洋渔业产生重要影响。随着近年我国痕量金属采集与分析测试技术的发展,数据的准确性有了新的提升。2016-06—07采集黄、渤海40个站位的海水样品,测定其溶解态金属Cd的总浓度,并应用电化学方法(阳极溶出伏安法)分析Cd存在形态。结果表明,渤海海水中的总溶解态Cd浓度是南黄海海水中的2~3倍,这可能与渤海海水停留时间较长,水深较浅,周边较多河流输入有关。20%~92%以上的溶解态Cd是以有机络合物形态存在,以自由离子态存在的Cd浓度不超过100 pmol/L,低于Cd对浮游生物的毒性阈值。渤海比黄海的金属配体浓度高出2倍以上,高值出现在黄河口周围海域,表明黄河水携带较多有机配体输入。推测我国近海有机配体来源可能包括陆源输入、沉积物再悬浮的解析过程以及藻类分泌。研究还表明,黄、渤海海水中溶解态Cd的有机配体络合常数较其他海域的稍高,这与我国近海废、污水排放的有机络合配体类型有关。     

东海区大陆海岸带景观格局变化及生态风险评价

基于1990-2015年东海区海岸带6期遥感影像数据,分析了景观格局的动态变化,构建景观生态风险指数,对不同时期研究区的生态风险进行了评价。结果表明:(1)东海区海岸带景观以林地和耕地为主导,耕地面积急剧下降,而建设用地面积增长迅速,增长率为155.55%;(2)研究区生态风险程度加深。1990-2010年中生态风险区占主导地位,2015年较高生态风险区上升为主导地位,占整个生态风险区面积的33.39%,至研究期末高生态风险区面积增加了6 267.83 km2。空间上,生态风险高等级区呈现出向沿海地区扩展的趋势,沿海港口城市面临较严重的生态风险。省域和县级市尺度下的景观生态风险时空差异也较大;(3)生态风险等级转换差异较大。生态风险转移主要是由低向高等级转换,且其生态风险等级年均转换速率呈上升趋势,由低到高等级方向转移是由高到低等级方向转移面积的12.01倍。     

渤海水环境无机氮污染风险研究

渤海海域污染日趋严重, 无机氮是主要的污染因子, 对无机氮未来趋势的预测及风险空间分布的分析可为减缓和管理渤海海域污染提供依据。本文基于2000 到2011 年渤海无机氮的趋势性监测数据, 用IDW 插值和回归分析方法对其发展趋势进行预测, 并根据其发展趋势预测今后5 年渤海海域无机氮含量, 划分了渤海无机氮污染的高、中、较低和低风险区, 为渤海无机氮污染控制提供科学依据。     

渤海表层沉积物重金属污染评价

依据第二次全国海洋污染基线调查数据,采用地积累指数和潜在生态风险因子两种方法对渤海表层沉积物中As,Cd,Hg,Pb进行污染分区评价。结果表明,渤海全区内Cd,Hg和Pb存在较强的正相关关系。各海区重金属污染特征明显不同：(1)北部辽东湾Hg和Cd污染最为严重;(2)秦皇岛近岸Hg污染较为突出;(3)南部莱州湾仅有轻微Hg污染,而西部渤海湾没有出现上述金属污染;(4)辽东半岛近岸和外海海区呈现偏中度Hg污染。     

渤海沉积物重金属环境质量评价及其影响因素

基于渤海404个站位的沉积物重金属元素含量与分布特征,通过潜在生态风险、地累积指数等指标定量评价了沉积物中重金属的环境质量,利用富集因子和主成分分析法,对影响渤海表层沉积物中重金属元素分布特征的影响因素进行了分析。研究结果显示,渤海湾重金属元素平均含量最高,渤海海峡最低;渤海Cd具有强潜在生态风险,Hg具有中等?强潜在生态风险,总潜在生态风险程度为中等;Cr和Ni的少量站位超过毒性阈值上限,其余重金属污染物含量均低于毒性阈值下限,表明渤海发生沉积物重金属的毒性污染的概率很低。沉积物中粒度效应控制的重金属元素含量对渤海表层沉积物中的重金属元素的分布具有主要影响,人类活动所造成的污染主要是Cd,主要分布于辽东湾的锦州湾和复州湾,其次通过河流进入海洋的Hg对黄河三角洲及莱州湾有重要影响,亟需引起注意。     

二维赤潮生态数学模型及其在渤海的应用

采用ADI的有限差分方法对不可压缩流体二维浅水环流方程离散和求解,建立水动力数学模型,用迎风格式离散赤潮生物动力学方程,通过水动力学和生物动力学相结合的方法,建立了二维赤潮生态数学模型。将所建立的二维赤潮生态数学模型应用于渤海,针对渤海海域2004年6月11～16日发生的棕囊藻赤潮进行了数值计算。对EOS/MODIS卫星拍摄的2004年6月份的渤海海区卫星遥感图像进行了处理,提取出海水中的赤潮信息,并计算出赤潮面积,使其与模型计算出的赤潮面积进行对比验证,结果基本吻合,表明该模型能够较好地模拟赤潮的生消过程,为渤海地区的赤潮预报提供了科学依据。