鸭绿江口湿地滩涂表层沉积物重金属空间分布特征及生态风险评价

利用GIS软件空间内插值法分析鸭绿江河口近海湿地滩涂表层沉积物重金属的空间分布特征,并采用环境风险指数法和潜在生态危害指数法进行重金属元素的生态风险评价.结果表明: 研究区表层沉积物中的重金属含量与国内典型河口湿地相比处于较高水平.从空间分布上看,重金属含量东部高于西部,在人类活动密集区存在明显的累积性.环境风险指数法分析结果表明,Cu对该区域环境污染的影响最大,而Hakanson潜在生态危害指数法分析结果表明,Hg和Cd的潜在生态危害最大,重金属的综合潜在生态危害指数介于93.65～507.20,平均值为189.30,属于中等生态危害,并以东部潜在危害程度最大,应作为今后重金属污染防治的重点区域.     

汕头湾表层沉积物重金属污染与潜在生态风险评价

汕头湾作为华南地区重要的出海门户,汕头市主要的旅游区和水产养殖基地,其环境污染问题已成为制约当地经济发展的重要因素,为此2002年在此开展了重大科技术兴海项目,以海洋沉积物质量标准、单因子污染指数和潜在生态风险评价体系对汕头湾表层沉积物重金属污染现状和潜在生态风险进行了评价。结果表明:汕头湾表层沉积物中Cd,Cu,Pb,Zn的平均含量超过海沉积物质量标准(Ⅰ类);以单因子污染指数评价,Cd达到很强污染等级,Zn为强污染,Cu,Ni,Pb为中等污染;以单元素生态系数(E_rⁱ)评价,只有Cd的潜在生态风险达到很强等级,其它元素则只属于轻微潜在风险范畴;以多元素潜在生态风险指数(RI)评价,汕头湾的潜在生态风险水平处于中等强度;重金属含量分布特征与重金属污染及潜在生态风险的空间差异性一致,表现为由上游至下游呈波状递减趋势,其中以牛田洋和汕头港上游最为严重;这一污染特征主要是由集水区域内的产业结构特点、河流入海口及排污口的分布以及汕头湾的地理和水文特性所决定的。     

长江口南支表层沉积物中多环芳烃分布特征及生态风险

2008年5月和8月先后2次采集长江口南支表层沉积物样品,采用高效液相色谱进行多环芳烃测定,研究其分布、来源与生态风险。结果表明:长江口南支表层沉积物中PAHs总量在8.9~312.2ng.g-1;PAHs组成以芘、菲、苯并[b]荧蒽、苯并[a]蒽、苯并[a]芘为主,各站芘的含量均最高,本研究PAHs总含量与长江口、黄河口和鸭绿江口近期的调查数据相近,但明显低于珠江口和闽江口数据,以及长江口潮滩沉积物中PAHs数据;PAHs环数组成以中、高环为主,表明长江口南支PAHs主要来源于相对高温条件下不完全燃烧过程。采用平均效应中值商法评价长江口南支PAHs生态风险结果表明,调查区域PAHs产生生态风险的概率较小(<10%)。     

青山水库表层沉积物重金属污染特征及生态风险评价

在位于浙江省临安市的青山水库采集了具有代表性的8个样点的表层沉积物样品,分析比较了样品中As、Cr、Cu、Ni、Mn、Pb、Zn等7种重金属总量的差异,采用BCR连续提取法对重金属不同形态(酸提取态、可还原态、可氧化态、残渣态)进行分析.采用地积累指数法(I_geo)和Hakanson潜在生态风险指数法,对青山水库不同采样点表层沉积物中重金属的污染程度和潜在毒性与生态风险进行评价.结果表明: 青山水库表层沉积物重金属污染程度存在明显的空间差异,流经城区和工业园区的青山水库支流入库河口附近的表层沉积物重金属含量明显高于其他采样点.青山水库表层沉积物7种重金属中,Mn主要以酸提取态存在;Cu和Pb主要以可还原态形式存在;As主要以残渣态形式存在.流经城区的支流入库河口附近表层沉积物还原态和酸提取态重金属比例较高,对水生生物有一定的毒性风险.8个样点的表层沉积物7种重金属中,以As污染程度最高,潜在生态风险最大,其次是Cu、Ni、Mn、Pb和Zn,均处于轻度污染状态,而Cr处于清洁水平,潜在生态风险较低.不同采样点比较发现,分别流经城区的锦溪和工业园区的横溪入库河口附近表层沉积物重金属污染程度和潜在生态风险明显高于其他采样点.     

南四湖典型入湖河流沉积物重金属污染特征与风险评价研究

以南四湖两条典型入湖河流为研究对象, 分别对湖东的泗河及湖西的东鱼河沉积物中9种重金属(Cr、Ni、Zn、Cu、Pb、Hg、Cd、As、Mn)含量进行分析, 最后采用多种方法解析重金属的来源并对其污染特征和生态风险进行评价。结果表明, 两条河流沉积物中重金属均存在一定程度的富集, 尤其是Hg、Zn、Cd富集最严重。泗河沉积物中大部分重金属在中游兖州段含量升高, 尤其是Hg、Cd含量分别是山东省水系背景值的3.1、3.7倍, 分析表明重金属主要来源为周边区域煤矿及其伴生产业产生的“工业三废”, 同时说明了重金属高值区与煤矿分布密切相关。东鱼河沉积物中Hg、Cd含量在中游较高, 其余重金属含量在上、下游较高, 分析结果表明中游Hg、Cd含量较高主要与当地农业活动中农药及化肥的施用有关, 上、下游重金属含量较高原因为引黄河水或南四湖水灌溉。     

白洋淀表层沉积物多环芳烃风险的空间分布

利用气相色谱-质谱法(GC-MS)测定了白洋淀表层沉积物16种优控多环芳烃的含量,应用统计分析、分子异构体比值、空间插值等方法分析其组成特征、空间分布,进行了风险评价。结果表明,白洋淀表层沉积物中16种优控多环芳烃总量在1.79～1618.90 ng·g^-1,均值为411.12 ng·g^-1。多环芳烃组成以4环和5环为主,分别占总含量的42.22%和28.21%,单体含量最高的是苯并[b]荧蒽,占比为16.47%,最低的为苊,占比仅为0.26%。说明白洋淀多环芳烃来源于本地输入,较少受到气团输送的影响。多环芳烃空间分布为淀区中心浓度高,四周浓度低,污染尤以淀中心西北部和南部为重,包括安新大桥、烧车淀、采蒲台,其次是寨南和端村。源解析显示,白洋淀表层沉积物多环芳烃含量受木材秸秆等生物质燃烧、煤炭燃烧和石油燃烧的综合影响。生态风险评价结果显示,约1/3的采样点位超过效应区间低值,存在潜在的生态危害。比较2007、2008、2009、2016年的检测数据发现,多环芳烃的平均含量有所下降,可能与淀中村人口密度下降和煤改电有关。     

乐安江沉积物中金属污染的潜在生态风险评价

选择污染严重的乐安江河流沉积物为对象,利用风险因子Ｅ和风险指数ＲＩ等定量诊断工具开展沉积物中重金属污染的潜在生态风险评价。根据风险指标体系和空间分异规律,将流域划分居不同特征的４种生态风险功能区。对比评价效果。潜在生态风险评价与地积累 情况大同小异,可以相互补充和借鉴。     

厦门杏林湾表层沉积物重金属污染特征及潜在生态风险评价

论文对杏林湾表层沉积物重金属、有机碳和硫化物含量进行了检测,对数据作了相关性分析和因子分析,并应用潜在生态危害指数法对重金属的潜在生态风险进行了评价。结果表明:重金属之间有显著的相关性,Cu与Ni、Pb与Ni、Pb与Cr以及Cr与Hg之间的相关系数分别为0.786(P﹤0.05)、0.783(P﹤0.05)、0.937(P﹤0.01)和0.770(P﹤0.05)。重金属与有机碳及硫化物的相关性较差,表明该地区重金属污染来源与硫化物和有机碳并不相同。既有人为输入,又有自然的沉积过程。因子分析进一步解释了该水域重金属污染的主要来源。根据E_rⁱ均值大小,Hg的危害风险最大,Cr最小。6种重金属潜在生物毒性风险大小依次为:Hg > Pb > Cu > Cd > Ni > Cr。重金属的生态危害程度均较小,尚属轻微生态危害。     

防城港临时性海洋倾倒区沉积物重金属污染现状及其生态风险评价

对防城港临时性海洋倾倒区表层沉积物重金属的含量和分布进行了对比分析,并采用污染指数法和Hakanson潜在生态风险指数法对其重金属的污染特征及潜在生态风险程度进行了评价。结果表明,倾倒区沉积物Hg、Pb、As和Zn的含量显著性升高;总体污染程度为中等污染,各重金属元素的污染程度由高到低排序依次为As(3.59)>Hg(2.19)>Pb(1.42)>Zn(1.20)>Cu(1.05)>Cd(0.91),其中As是主要污染因子;该海域表层沉积物重金属总体潜在生态风险程度为中等,各重金属元素的潜在生态风险程度由高到低排序依次为Hg(87.74)>As(35.89)>Cd(27.27)>Pb(7.08)>Cu(5.23)>Zn(1.20),其中Hg为主要潜在生态风险因子。     

洞庭湖流域区域生态风险评价

对于生态系统 ,灾害性事件的产生多为外界胁迫因素与系统内部生态结构不稳定性因素共同作用的结果 ,因此对流域生态风险进行评价时应充分考虑系统内部的生态结构与外界的胁迫性因素。目前国内外对于外界胁迫性因素的研究多集中在自然灾害 (如洪涝灾害 )以及外界污染物主要集中在重金属类的排入 ,而事实上 ,其他类型的污染物 ,如氮、磷等也将对生态系统产生一定的危害 ,由于这些污染物浓度在个别地区超标程度较高并可能对受体产生巨大的影响 ,因此将该类污染物作为一类重要因素纳入生态风险评价体系中是非常必要的 ,而由此得出的评价结果也更为系统和全面。以洞庭湖地区的东、南、西三部分作为研究区域 ,根据其特殊的背景 ,将工业污染、农业污染及血防污染作为其污染类风险源 ,引入由氮毒性污染指数、磷毒性污染指数、重金属类毒性污染指数共同构成的毒性污染指数与自然灾害指数和系统本身的生态指数 ,包括生物指数、多样性指数、物种重要性指数以及脆弱性指数完成了对洞庭湖流域的区域生态风险评价。     

湘西河流表层沉积物重金属污染特征及其潜在生态毒性风险

花垣河和峒河是湘西地区受到锰矿和铅锌矿生产影响严重的两条河流。通过表层沉积物采样分析了Cd、Pb、Cu、Ni、Cr、Zn和Mn的总量,根据BCR连续提取程序分析沉积物样品中重金属的地球化学赋存形态,采用内梅罗指数法和地积累指数法评价了沉积物重金属污染特征,根据重金属的富集程度探讨了重金属污染来源,采用淡水生态系统沉积物质量基准(SQGs,TEL/PEL)和毒性单位评价了花垣河和峒河沉积物中重金属元素的生态毒性风险。结果表明,花垣河和峒河绝大多数位点的表层沉积物中Cd、Pb、Cu、Ni、Cr、Zn和Mn的总量高于参照点,形成严重的复合污染,花垣河沉积物中重金属的污染水平明显高于峒河,但沿程变化规律不明显,而峒河沉积物中重金属的沿程变化较有规律,即上游含量低,中下游含量较高。两条河流表层沉积物中富集程度居前列的均为Cd、Pb、Zn和Mn。花垣河和峒河沉积物重金属污染主要来源于矿业生产所产生废渣和废水的点排放。在花垣河和峒河的大多数位点,Cd、Pb和Mn的形态具有共同特征,其生物可利用态均较大程度地超过生物不可利用态,而且Mn和Cd的生物可直接利用态所占比例远高于其它重金属,而Cu和Cr的生物可直接利用态所占比例很低。花垣河沉积物中Cd、Pb和Zn在所有位点极大地超过PEL,在峒河中下游,Cd、Pb、Ni和Zn超过PEL,具有较大的潜在生物毒性。除上游S1位点外,花垣河的其余各位点都具有明显的急性毒性,峒河中下游各位点具有明显的急性毒性,这些河段需要重点治理。     

珠江(广州河段)表层沉积物中重金属的生态风险研究

随着广州市截污工程的实施,珠江（广州河段）外源污染得到有效控制后,沉积物内源污染将成为影响河流水质的重要因素。我们测定了珠江（广州河段）沉积物中Cu、Pb、Zn、Cr、Cd、Hg和As 7种重金属的浓度,研究了它们的分布特征和潜在生态风险。结果表明：在主干流河道的顺流断面中,各种重金属元素整体上表现出明显的倒“W”型分布。在各内河涌的各监测断面中,花地涌沉积物中重金属浓度最高,乌涌最低,其余各河涌居中。各种重金属元素的空间分布特征基本相似,除了Hg与Cd、Cr、As之外,其他各元素之间均呈现较明显的正相关关系,尤其是Cr和Cd、Cu和Cd、Cr和Cu之间的相关性显著,表明这些重金属元素在沉积物中的浓度具有共同变化的趋势。潜在生态危害指数法的评价结果显示,7种重金属元素的生态危害系数的大小顺序为：Hg>Cd>Cu>As>Pb>Zn>Cr,其中Hg是最主要的生态风险因子。对单个重金属的潜在生态危害系数（ ）和多个重金属的潜在生态危害指数（RI）的分析,生态风险最大的断面是5#（黄歧）、6#（黄沙）、16#（花地涌北出口）、7#（横滘）和14#（增埗桥）。     

北京市南沙河沉积物重金属污染特征及风险评价

北京南沙河是海淀北部地区的重要排水和风景观赏性河道,为全面了解南沙河底泥沉积物中重金属的污染特征,采集了表层沉积物样品,分析了重金属元素的含量和形态,并利用单因子指数法、Hakanson综合污染指数法和潜在生态风险指数法对沉积物重金属进行了生态风险评价.结果表明:南沙河表层沉积物各种重金属元素存在较好的同源性,污染程度为:Cr＞Cd＞Zn＞Cu＞Pb＞Ni.基于单项潜在生态风险指数的评价表明,该区域重金属生态风险等级由强至弱依次为:Cd＞Pb＞Cu≈Cr＞Ni≈Zn,其中,仅Cd具有较高的潜在生态风险,综合潜在生态风险指数表明,除了京藏高速桥河段危害等级较高外,南沙河总体处于轻微的生态风险等级.形态分析表明,Cd的酸提取态含量高,迁移性最强,最容易对生物造成直接危害,其次是Pb和Zn,Cu和Ni具有一定程度的潜在环境危害,Cr产生环境危害的可能性较小.     

胶州湾湿地海域水体和表层沉积物环境质量评价

基于2009年对胶州湾湿地48个站点的调查数据,采用内梅罗(Nemerow)指数、富营养指数(EI)和Hakanson潜在生态危害指数法对胶州湾湿地水体和表层沉积物环境质量现状进行了评价.结果表明:对参与评价的pH值、溶解氧、无机氮、活性磷酸盐、CODMn、石油类、Cu、Zn、Pb、Cd、Hg、As、六六六、滴滴涕、大肠菌群、粪大肠菌群等16项指标而言,各调查月份大沽河感潮河段水质处于中污染-重污染水平,潮间带区域水质处于轻污染-中污染水平,浅海区域水质处于轻污染水平.胶州湾湿地不同区域富营养化程度差异明显,其中大沽河感潮河段水体EI值在58.13 ～327.89,富营养化程度严重;潮间带区域水体EI值在1.34 ～19.96,富营养化程度较为严重;浅海区域水体EI值在0.65 ～ 2.10,富营养化程度较轻.胶州湾湿地海域表层沉积物质量基本处于轻污染水平,其中大沽河感潮河段处于轻污染水平,潮间带区域处于轻污染-中污染水平,浅海区域处于较清洁-轻污染水平.胶州湾湿地海域表层沉积物中重金属单项污染参数(Cfi)和污染程度指数(Cd)较低,污染程度处于低级水平,Cu、Zn是表层沉积物中的主要污染因子;重金属潜在的生态危害系数(Eir)和潜在生态危害指数(RI)较小,污染程度属于低生态危害范畴.     

瓯江下游流域河流沉积物重金属污染特征、来源及潜在生态风险评价

为了解瓯江下游流域及沿岸城郊入江河流沉积物中重金属的污染特征, 对瓯江流域下游及温州城区河流43个表层沉积物中Cr、Co、Ni、Cu、Zn、As 和Pb 共7 种重金属元素的含量特征进行分析, 比较了城郊与城区、城区入江口与城区内部之间河流沉积物重金属含量的特征及差异并探讨其污染来源。结果表明: 沉积物中7 种重金属元素的含量由高到低依次为: Zn>Cr>Cu>Ni>Pb>Co>As, 与浙江省土壤背景值相比, 7 种重金属的平均含量超标1.5-4.9 倍,各种重金属的污染程度依次为: Co>Ni>Cr>Zn>As>Cu>Pb, 综合污染程度已达到警戒线等级。来源分析表明, 重金属元素Cu、Zn、Pb 和Cr 主要来自于工业污水排放及船舶交通等人类活动, Co 和As 主要来自于工业及农业生产活动, Ni主要来自于以工业为主的排污污染。潜在生态风险系数Eri 评价结果显示, 7 种重金属潜在生态风险大小为:Co>As>Cu>Ni>Pb>Cr>Zn, Co 元素处于较强生态风险等级; 潜在生态风险指数RI 介于72.05-107.80 之间, 其中55.5%的样点处于较强生态风险水平, 44.4%为中等生态风险水平, 研究区整体处于较强生态风险水平。     

大亚湾表层沉积物和底栖生物中重金属的污染特征与生物积累

通过分析2015 年5 月大亚湾海域34 个采样站位表层沉积物和底栖生物生物体中5 种重金属(铜、铅、锌、镉、汞)的综合污染程度因子、潜在生态风险因子和生物-沉积物积累因子, 评估了大亚湾海域表层沉积物重金属的污染现状、潜在生态风险水平和生物-沉积物积累程度。结果表明: 大亚湾海域表层沉积物中重金属含量上呈现锌>铅>铜>镉>汞的规律; 空间上呈带梯度带分布: 北部沿岸海域含量较高, 南部口门附近海域最低。重金属污染属于中等-比较严重污染水平, 其中锌、镉、汞是大亚湾沉积物污染的主要因子, 潜在生态风险属于中等-较高风险水平, 汞、镉是较大的潜在风险因子。底栖生物生物体重金属含量上呈现锌>铜>铅>镉>汞。铜、铅、锌、汞四种重金属除铜、锌在棒锥螺(Turritella terebra)生物体轻度积累外, 其它均无明显积累表现, 而重金属镉呈现较强的积累现象。     

河口潮间带沉积物重金属累积及生态风险评价

于2015年7月份在闽江口鳝鱼滩湿地布设两条样带(T1和T2),并分别选取5个采样点采集沉积物样品。因重金属Co和V对动物和人类会造成一定危害,且闽江河口潮间带Co和V的研究较少,则对其理化性质、Co和V的空间分布特征以及污染程度等进行了研究,旨在为Co和V的污染研究提供参考。结果显示,该沉积物中Co和V的平均浓度分别为15.19 mg/kg、102.94 mg/kg,均高于福建省背景浓度,与其他河口对比,Co和V浓度处于中等水平。Co和V的含量由陆向海方向略有下降。地累积指数法分析得出沉积物中Co含量呈现轻度污染状态,V呈现无污染状态。此外,Co和V的潜在生态危害系数E_rⁱ分别为7.24—14.85和1.47—4.17,表明潜在生态危害轻微,闽江河口潮间带沉积物中Co和V属于轻度污染。     

渤海表层沉积物中砷的含量、形态、空间分布及风险评价

考察了渤海海域表层沉积物中砷的含量、分布及赋存形态,评估了沉积物中砷的生态风险,初步探讨了影响沉积物中砷分布的环境化学因子。结果表明,渤海海域表层沉积物中总砷浓度变化范围为9.77～20.60 mg·kg^-1,平均浓度为13.33±2.55 mg·kg^-1。表层沉积物中总砷的空间分布呈现出由近岸向中部逐渐递减趋势,具有西部高,东部低的特点;各个海区之间总砷含量差异显著,渤海湾和莱州湾海区表层沉积物中总砷含量相对较高。渤海表层沉积物中砷的主要形态为挥发性硫化物、碳酸盐或与无定型铁锰氧化物结合态;沉积物中砷具有一定的生态风险。渤海表层沉积物中砷含量与水体温度、磷浓度、溶解氧含量、pH、沉积物中铁含量和有机质含量呈显著的相关关系。水环境因子和沉积物的理化性质可能对沉积物中砷的分布具有重要影响。     

生态风险评价方法述评

生态风险是由环境的自然变化或人类活动引起的生态系统组成、结构的改变而导致系统功能损失的可能性。生态风险评价是定量预测各种风险源对生态系统产生风险的或然性以及评估该风险可接受程度的方法体系,因而是生态环境风险管理与决策的定量依据。在介绍了生态风险概念的基础上,按照风险源性质的分类标准将生态风险划分为化学污染类风险源、生态事件类风险源、复合类风险源3类,并分别论述了3类生态风险对应评价方法的特点与发展的方向。另外,针对生态风险评价研究的现状,讨论了我国生态风险研究的优先领域,包括建立急性、慢性毒理数据库,构建外来生物入侵风险评价标准等,同时,建议将综合概率统计学、复杂系统理论与遥感技术等手段引入生态风险评价方法中,以进一步提高风险评价结果在生态风险管理中的有效性。     

海河流域西部地区水库沉积物重金属潜在生态风险评价

海河流域西部地区水库是下游平原区重要的水源地,水库沉积物重金属的潜在生态风险受到关注.运用Hakanson潜在生态风险评价方法对海河流域西部10座水库沉积物重金属的潜在生态风险进行评价,并采集水库上下游河流沉积物与水库作对比分析.结果表明:海河流域西部水库沉积物中Cd超标严重,平均含量是背景值的1.67倍,最高达2.77倍;超过半数水库的Pb超出背景值.结合毒性系数,计算了沉积物重金属的潜在生态风险,依次为Cd＞As＞Pb＞Ni＞Cu＞Cr＞Zn.多数水库的Cd生态风险危害等级均在中等危害及以上,承担保定市和北京市供水功能的西大洋水库Cd生态风险等级为“强”.水库上、下游河流沉积物重金属中Cd的生态风险显著高于水库自身,水库上游河流沉积物Pb、Cu、Ni的生态风险也高于水库,Zn和Cr的生态风险在水库上下游差异不显著.