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。     

胶州湾西北部沉积物中重金属元素分布特征及评价

研究了胶州湾西部大沽河口附近沉积物中As、Cd、Cr、Cu、Hg、Pb、Zn等7种重金属元素含量在平面和垂向上的分布特征。研究表明,表层沉积物化学要素性质与沉积环境密切相关,重金属元素高值区主要分布在三角洲侧缘、前三角洲等泥质发育区,而低值区主要在分流河道、河口沙坝发育区。重金属元素的垂向变化特征表明沉积物环境质量总体上变化不大,仅Hg元素有逐渐富集规律,但在某一事件沉积过程中沉积物的环境质量有较大的变化。从平面分布特征分析,大沽河对胶州湾沉积物中重金属元素的贡献不及湾东部主要的排污河流,但在不同区域的不同沉积环境中重金属含量有相应的变化,在对全区进行含量对比以及污染源的分析时应考虑沉积环境和沉积相的影响。用地质累积指数对表层沉积物环境质量进行评价,结果显示沉积物主要受到Pb,Zn的污染,但污染程度较轻,沉积物环境质量总体较好。     

渤海辽东湾沉积物的元素地球化学

几十年以来,渤海辽东湾沉积物的元素地球化学研究取得了长足的发展,尤其对辽东湾北部、南部、河口和潮间带沉积物重金属环境地球化学的研究取得了显著成果。目前,辽东湾沉积物元素地球化学的研究多集中在辽东湾北部和河口等地区表层沉积物的重金属分布和污染评价方面,对于辽东湾沉积物系统地元素地球化学,特别是稀土元素地球化学和浅地层元素地球化学研究仍有待加强。     

渤海底质沉积物粒度特征及输运趋势探讨

基于对渤海171个表层沉积物样品的粒度分析测试结果,使用Gao-Collins粒径趋势分析方法,研究了渤海底质沉积物的分布特征和输运趋势,结果表明:渤海粗粒级沉积物主要分布于辽东和渤中浅滩附近,在滦河口和黄河口也有零星分布;细粒级沉积物主要分布于渤海湾中部和南部,并呈条带状向辽东湾方向延伸;细粒级沉积物分选较粗粒级沉积物好,偏态系数较低;渤海细粒级沉积区为渤海的现代沉积中心,周边沉积物有向这个沉积中心汇聚的输运趋势。这种沉积物分布格局和输运趋势主要受潮流和渤海环流的控制。     

渤海西北近岸海域表层沉积物重金属污染及评价

对取自渤海西北近岸海域的189个表层沉积物进行了重金属元素、粒度和有机碳(TOC)分析,查明了研究区重金属的分布特征和潜在污染水平。结果表明,As、Cr、Pb、Zn的空间分布比较均衡,Cd、Cu、Hg的空间变异系数较大,低值区都集中在昌黎沿海海域,高值区基本都集中在沿岸河口位置,总体上呈现出由西北部沿岸海区向东南降低的趋势。Cu、Cr、Pb、Hg与黏土含量、TOC之间表现出较强相关性。Pearson相关分析表明,黏土是重金属元素的主要载体,TOC是控制重金属元素的次要因素。根据地质累积指数法(Igeo)评价得出,渤海西北近岸海域仅在个别区域受到轻微污染,大部分区域沉积物底质环境良好。重金属富集因子(EF)显示研究区沉积物污染程度明显高于Igeo计算结果,多数重金属元素均处于中度污染水平,这可能与计算EF值时所取的区域背景值存在偏差有关。两种重金属元素评价方法同时表明Hg元素在沿岸河口位置存在一定程度污染,这与陆上人类经济活动向河口排放的污染物质经河流排入海有直接关系,说明人类经济活动给沿岸水域造成了一定程度的污染。     

渤海南部沉积物中的铜和锌

渤海南部调查的区域包括渤海湾南部沿岸和莱州湾。调查区沉积物的物质主要来源是黄河。这个区域,特别是黄河河口,历史资料很少。近来,黄薇文作了黄河口的一些重金属在表层沉积物中的含量及其在各地球化学相中的含量,但未测定重金属在该区域的堆积通量。本文主要讨论渤海南部沉积物中铜和锌的分布及它们在二个站的堆积通量。     

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。     

渤海湾沉积物中若干重金属的存在形式

重金属在沉积物中以不同形式存在[1-5].人为因素引起的重金属在沉积物中的积累主要以有效态的形式存在,而那些呈残渣态的重金属基本是自然界中地质过程的产物. 近年来,有些人对渤海湾重金属进行了研究.但对其在沉积物中的存在形式尚未见报道.本文采用分步提取方法,探讨重金属在渤海湾沉积物中的5种赋存形式,即可交换态、碳酸盐态、Fe-Mn氧化物态、有机态和残渣态,并与邻近岸段和渤海中部进行对比.     

辽东湾北部海域沉积物重金属环境质量和污染演化

基于取自辽东湾北部海域表层沉积物和岩心样品,利用XRF等方法对沉积物中的重金属含量进行系统的测定,结合137 Cs、210Pb年代测定,分析了研究区表层沉积物中重金属分布特征、环境质量状态以及重金属污染历史。结果表明:辽东湾表层沉积物重金属As、Cd、Cr、Cu、Pb、Zn、Hg含量高值区主要分布在葫芦岛附近海域,并且呈现由近岸向远岸递减的趋势;辽东湾海域部分站位表层沉积物已经受到重金属污染,轻度和重度污染率为34.5%,清洁率为65.5%,重度污染站位集中在葫芦岛附近海域;辽东湾沉积物中重金属污染大致出现在1975年,于1997年达到最大,随后,重金属污染开始明显减少。辽东湾沉积物中重金属分布及演化特征与沿海社会经济发展和国家环境保护政策有着密切的联系。     

汕头湾表层沉积物重金属元素含量和分布特征研究

于2002年9月在汕头湾采集了13个表层沉积物样品,测定了它们的细粒级组分、总有机质、铝、铁、锰、铜、锌、铅、镉、铬、镍、钴的含量,对其分布特征及其彼此之间相关性进行了分析,并以南海陆架区重金属含量为背景值计算了汕头湾表层沉积物重金属元素的富集系数,结果表明,铁、锰、铜、锌、铅、镉、铬、镍、钴的含量范围分别为2.91%~3.94%,427.85~810.96,24.43~79.49,84.83~248.50,35.56~50.25,0.30~1.75,36.11~74.22,16.99~31.69,8.22~10.87 mg/kg,其分布由汕头湾上游的榕江口至湾口呈波浪状递减(锰除外)。汕头湾表层沉积物中各重金属的富集系数均大于1,其中富集系数从大到小的重金属元素是铜、镉、铅、锌、镍、铬和锰。人为排污、水动力作用、黏土含量、盐度是多数重金属元素分布特征的控制因素。锰的分布特征更多地取决于汕头湾水域的氧化还原条件。     

台湾海峡南部沉积物中某些重金属元素的背景值

本文根据台湾海峡南部海区沉积物中Ｍｎ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｃｄ、Ｐｂ等重金属元素含量、中值粒径和细粒组分的等值线平面分布的相似，三者从岸到海和沿岸变化特征的一致，以及重金属元素之间、其和粒度组分之间的显著相关，建立四组估算重金属元素背景值的回归方程，并以统计检验方法择优。结合沉积物样本的测定值和回归方程的计算值，选取总体均值μｙ估计值９５％置信区间作为重金属元素的平均背景值区间。以细粒组分及其     

渤海莱州湾沉积物REE与重金属污染特征及物源判别

基于莱州湾32个典型站位的表层沉积物样品,系统分析了稀土元素(REE)组成和分布特征以及重金属污染程度和污染来源;探讨了影响重金属和稀土元素分布的环境因素,并从重金属潜在源区、化学蚀变指数(CIA)和REE特征3个角度分析了莱州湾表层沉积物来源。研究表明,稀土元素总量自莱州湾东南部向北部递增,部分稀土元素(Eu、Gd和Tb)含量主要与细粒级的黏土矿物和有机碳含量相关,受化学风化的影响很小。研究区部分站位受到了Cd和Hg的污染,且主要是人类活动富集的;Cu、Pb、Zn可能源于地壳自然风化产物,其中Cu和Zn还与人类活动密切相关;Cr则受自然风化和人类活动的双重影响而富集;大部分重金属含量的累积还受湾内水动力的影响。沉积物源的判别结果显示,研究区CIA平均值为50.83,接近黄河沉积物的CIA值(50.9～59.7),低于中国黄土;研究区稀土元素配分模式和特征参数也与黄河十分接近,表明黄河是莱州湾表层沉积物的重要来源;广利河与潍河-弥河三角洲仅对南部和西南部海域沉积物有贡献,而黄土和山东省土壤对莱州湾沉积物的贡献量相对更少。     

滦河口沉积物重金属分布及生态风险评价

对2013年滦河口近岸海域33个表层沉积物重金属(Cu、Pb、Zn、Cr、Cd和Hg)分析,研究了重金属的分布特征和污染状况。结果表明,重金属高值区主要分布在砂质粉砂和粉砂质砂等细粒沉积物覆盖的河口和南部区域,明显受粒径制约,与2007年相比,2013年的重金属含量要高得多,高值区中心更加靠近河口位置。富集因子结果表明,Cu、Zn和Cr主要来源于岩石的自然风化与侵蚀过程,Cd和Hg既有来自岩石的自然风化与侵蚀过程,也有一部分受人为影响,Pb主要受人为活动影响。河流输入和沿岸排放是重金属的主要来源,潜在生态风险评价结果显示,重金属总体污染程度和生态风险程度均较低。     

深圳湾表层沉积物中重金属的分布

本文在1986年4月至1989年1月间深圳湾12次环境调查资料的基础上,报道了6个调查站的表层沉积物中6种重金属元素(Cu、Pb、Zn、Cd、Cr、N(?))的含量及其时空分布特征,以及表层沉积物中重金属的含量与环境因子的相关分析结果,并且对该湾表层沉积物中重金属的污染程度作出了评价,为今后深圳湾环境质量综合评价提供了背景资料。     

临洪河口海域间隙水和沉积物中重金属分布研究

为了研究近岸海域中重金属的分布情况及其潜在迁移趋势,以连云港临洪河口为研究对象,分析了间隙水和沉积物中Cu,Zn,Pb,Cd,Cr,As,Fe,Mn的含量。结果表明,沉积物中金属浓度的分布顺序为:Pb>Zn>As>Cr>Cu>Cd。同种重金属在沉积物中的含量高于间隙水中,表明了该水体中的重金属有从沉积物向上覆水扩散的可能趋势。统计分析结果表明,沉积物中的金属浓度之间发现存在明显的相关性;多数金属与Fe、Mn存在明显的浓度相关性,表明了Fe和Mn在河口系统的金属地球化学循环过程中起重要作用。     

粤东柘林湾沉积物重金属背景值初步研究

海洋区域环境背景值是多种环境因素的共同作用的结果,往往具有很强的地域性特点.在评价区域元素的累积、人为污染强度时,使用全球页岩或其他大范围的元素地球化学背景作为衡量依据,会使得判断结果出现较大的偏差.位于广东省东部的柘林湾是一个具有典型热带与亚热带特色和鲜明地质特点的小型河口湾,也是粤东地区最大规模的增养殖区.2003年9月、12月在柘林湾进行了两个航次的沉积物背景值调查,对取得的3个沉积物柱状样分层并测定了各层沉积物的重金属含量,在分析重金属垂直分布特征的基础上,结合已知的沉积速率,确定了柱状样下部未受人类活动影响的背景段,并根据数据的分布类型确定重金属的环境背景值.结果表明,柘林湾重金属元素Cd、 Cr、 Cu、 Ni、 Pb、 Zn的背景值分别为0.150mg·kg-1、28.6mg·kg-1、15.8mg·kg-1、14.8mg·kg-1、32.2mg·kg-1,57.8mg·kg-1.与其他区域比较,柘林湾Pb的背景值最高,而Cd、 Cr、 Cu、 Ni、 Zn的背景值与其邻近的粤东外海和南海北部陆坡区及广东沿海的相近,但与南海陆坡和南海海盆的相比则明显偏低.     

环渤海典型海湾沉积物重金属环境特征与污染评价

对渤海典型海湾近年来沉积物重金属数据分析的结果表明,Hg,Cu,Cd质量浓度的平均值均超过中国海域的平均值,其中Hg和Cd超标,高值区主要分布在锦州湾、大连湾附近海域,南堡镇和曹妃甸以南海域以及东营、莱州沿岸海域。地累积指数法的评价结果显示,沉积物重金属Cd污染属于轻度污染,其余重金属未发生污染。渤海典型海湾生态危害风险最大的重金属元素为Cd,Hg次之,其余Pb,Cu,As,Cr,Zn这5种重金属均为低生态危害等级。辽东湾海域重金属生态危害风险的顺序为CdHgPbAsCuZnCr;渤海湾海域重金属生态危害风险的顺序为CdHgPbCuAsCrZn;莱州湾重金属生态危害风险的顺序为CdHgPbAsCuCrZn。目前辽东湾沉积物重金属总潜在生态危害程度相对严重,主要分布在长兴岛、秦皇岛至锦州湾沿岸;莱州湾重金属生态危害程度一般,潍坊沿岸部分地区总潜在生态危害程度相对较高;渤海湾重金属污染生态危害程度相对较轻。     

日照近海表层沉积物中重金属分布特征及其生态风险评估

根据日照近海13个站位表层沉积物粒度和重金属含量测试结果,分析了研究区表层沉积物粒度和重金属含量分布特征,采用地累积指数法和潜在生态风险指数法评估了研究区重金属污染状况和潜在生态风险,探讨了重金属的来源和控制因素。结果表明,研究区表层沉积物可分为粉砂、粉砂质砂、砂质粉砂等3种类型,沉积物类型主要呈大致平行岸线的条带状分布,由岸向海依次为粉砂 砂质粉砂 粉砂质砂。研究区表层沉积物中Cr、Zn、Pb、As、Cu、Cd、Hg等重金属的平均含量由高到低依次为45.5、21.8、16.4、8.5、4.8、0.113、0.11 μg/g。从空间分布特征来看,Cr、Cu、Zn和Pb高值区主要出现在付疃河口近岸和研究区中西部海域,Cd和As高值区位于研究区中东部海域。污染状况评估显示,Cr、Cu、Zn、As未出现污染;Cd轻度污染,个别站位达到中度污染,Hg、Pb部分站位呈轻度污染。潜在生态风险等级依次为：Cd＞Hg＞Cu＞As＞Pb＞Cr＞Zn,其中Cd和Hg表现为中生态风险,个别站位Cd为高风险危害。表层沉积物中Cu、Cr、Zn、Hg和Pb元素主要来源于陆源细粒物质的输入,Cd和As元素可能来源于钢铁冶炼、煤炭燃烧、农药、化肥以及海水养殖等。研究区表层沉积物中重金属空间分布主要受物源控制。     

双台子河口重金属污染的沉积记录

根据双台子河口沉积柱中微量金属的含量及沉积物的粒度参数,结合137Cs放射性比活度精确定年,研究了双台子河口的沉积速率和重金属的污染变化特征,并利用地累积指数法评价了重金属的污染程度。137Cs计年的结果表明,沉积柱的平均沉积速率为1.3cm/a。沉积物的粒径从底层向表层逐渐变细,反映了水动力条件的减弱。绝大多数重金属的含量基本上都是自底部向上逐渐增加。重金属元素与细粒沉积物(63μm)均具有较好的正相关性,说明细粒物质对重金属具有较高的吸附能力。采用地累积指数对沉积柱中重金属元素的垂向变化进行了评价,发现除Cd元素外,大部分元素均未受到污染(Igeo0)。推测Cd的污染可能主要与20世纪90年代起至今人类活动对双台子河口产生的影响逐渐增加有关。     

应用平衡分配模型评价渤海湾和莱州湾沉积物重金属潜在生物毒性

为探讨渤海沉积物中重金属的生物毒性,采集了渤海湾和莱州湾共72个站点的表层沉积物,测定了酸可挥发性硫化物(AVS)、同步萃取金属(SEM)、有机碳(TOC)等参数,应用平衡分配模型(EqP Model)评价了沉积物中重金属的潜在生物毒性。研究显示,有8个站点超过了EqP Model的毒性阈值,显示潜在生物毒性,而61%的站点应无生物毒性。本研究同时测定了沉积物的总含量,应用几种常用的沉积物质量基准进行了评价虽然有部分站点的Cu、Ni、Cr超过了基准值,但与渤海的背景值比较,这些基准值可能并不适用于评价渤海沉积物。研究显示,EqP Model可以更有效的评价沉积物中重金属的活性和生物毒性,尤其针对我国近岸海域的沉积物,TOC和AVS含量偏低而重金属生物毒性偏高的情况可能普遍存在,更应积极考虑应用EqP Model进行重金属生物毒性的评价。