深圳市不同功能区土壤表层重金属污染及其综合生态风险评价

在综合考虑深圳市城市功能区分异特征的基础上,进行全市表层土壤系统采样,全面监测土壤表层8种重金属元素污染状况,分析不同重金属元素含量的统计学特征,探讨不同城市功能区对土壤表层重金属污染的影响,采用内梅罗指数和潜在生态危害指数评估不同重金属元素和不同城市功能区的生态风险水平,分别进行基于两种方法的全市重金属污染生态风险分区。结果表明: 1)深圳市土壤表层的Mn、Ni、Cr和Pb 4种元素受人为活动的影响程度较低,Cd、Zn、Cu和As 4类元素受人为活动影响较大。地表环境约束因素背景下的高强度城市化和工业化过程,是各种重金属污染区域分异和功能区分异的决定性因素。2)深圳市土壤重金属污染风险较高的重金属元素为Cd、Zn、Cu和Pb,特别是Pb污染问题尤为突出,必须加强管控工作。深圳市总体土壤表层重金属污染风险水平高于国内相关城市,需要引起足够重视。3)内梅罗指数法和潜在生态危害指数法的侧重点不同,在单一重金属元素风险判断、不同城市功能区生态风险的总体评价,以及市域土壤重金属污染生态风险分级评价方面结果差异较大,组合使用效果更好。     

沈阳河水、地下水及沉积物中重金属的生态风险评价及来源辨析

对沈阳地区河流水体、沿岸地下水和表层沉积物中重金属进行了调查,并运用污染因子法及潜在生态风险指数法对污染程度进行评价。结果表明:河水中As的浓度为0.49～11.9μg.L-1,沈抚灌渠>蒲河>细河>浑河。Cd的浓度为0.01～0.66μg.L-1,细河>沈抚灌渠>浑河>蒲河。Zn浓度范围为1.0～115μg.L-1,最高浓度出现在沈抚灌渠。Pb、Cu、Cr平均浓度最高是在细河。浑河和蒲河河水中6种重金属的单因子污染指数及内梅罗指数都<1,未受污染;沈抚灌渠水中Zn和Cr的单因子污染指数和内梅罗指数都>1,为轻度污染;细河夏季内梅罗指数>1,为轻度污染。细河周边地区浅层地下水中Cd和Cr的污染较为严重,致使内梅罗指数都>1,甚至>2,污染水平为中等污染。深层地下水和水稻田水的所有污染指数均<1,未受污染。蒲河和浑河沉积物中6种重金属元素属低潜在生态风险。细河沉积物中Cd属较高潜在生态风险;Cu为中等潜在生态风险。污染来源大致分为3类:1)污水排放和固体废弃物;2)施用磷肥或粪肥;3)冶金、电镀和不锈钢产业的排放。     

黄河水系沉积物重金属赋存形态及污染特征

2004年采集了黄河干流及西纳川等支流的水系沉积物,测定了沉积物样品中Cu、Zn、Pb、Cd、Cr、As和Hg等重金属元素的含量,并用BCR连续提取法分析研究了各元素的赋存形态,同时采用地累积指数法(Igeo)和次生相原生相分布比值法(RSP)分别对黄河流域水系沉积物中重金属的污染状况及生态风险进行了评估.结果表明:黄河水系沉积物中重金属含量特征总体符合全球页岩重金属元素丰度的基本趋势,但在部分人为污染较重的区域,表现出一定的地理差异;从浓度水平衡量,重金属的污染较轻;黄河水系沉积物中Cu、Zn、Cr和As主要以残渣态(B4)形式存在,具有较好的环境稳定性,而Pb、Hg和Cd以活性较大的弱吸附态存在,可能具有相对较大的环境影响;生态风险评价的结果显示,Pb、Cd和Hg具有相对较高的生态风险指数,尤其是Pb的潜在风险应该引起重视.     

二球悬铃木不同器官对空气中Cu、Ni、Pb和Zn的累积作用

以交通繁忙区(污染点)和相对清洁区(对照点)道路两侧的二球悬铃木〔Platanus acerifolia ( Ait.) Willd.〕为研究对象,测定了不同器官(包括主干、老树皮、2年生枝条、1年生枝条、腋芽、叶片和果实)中Cu、Ni、Pb和Zn的含量,并对污染点二球悬铃木各器官中4种重金属元素的累积量和污染指数及二者的分布比例进行分析。结果表明：二球悬铃木体内重金属元素的含量因样点、器官及元素的不同而呈现不同的变化规律,污染点4种重金属元素的累积量及其分布比例、污染指数及其分布比例则因器官和元素的不同而有明显差异。总体上看,污染点各器官的Cu、Ni、Pb和Zn的含量均高于对照点且差异显著(P<0.05);4种重金属元素相比较,均以Zn含量最高,Cu含量次之,而Ni和Pb含量则较低;在不同器官中同一重金属元素的含量也有明显差异,其中,Cu、Ni和Zn含量均在腋芽中最高,Pb含量在2年生枝条中最高。4种重金属元素的累积量及其分布比例均在叶片中最高,在老树皮中次之,在1年生枝条、2年生枝条和腋芽中均较低;而4种重金属元素的污染指数及其分布比例则在老树皮中最高,在叶片中次之。研究结果显示：二球悬铃木各器官对空气中的重金属元素均有一定的吸滞能力,并且叶片和老树皮的吸滞能力明显优于其他器官。     

基于冠层反射光谱的棉花干物质积累量估测

通过分析不同施氮水平下棉花地上部干物质积累量与冠层光谱反射率及其衍生的比值植被指数(RVI)、归一化植被指数(NDVI)及差值植被指数(DVI)之间的关系,确立了棉花地上部干物质积累量的敏感波段及预测模型.结果表明:两个可见光波段(560和710 nm)和5个近红外波段(810、870、950、1 100和1 220 nm)组成的植被指数与棉花地上部干物质积累量的相关性较好,其中RVI(1 100, 560)的相关性最好.通过逐步回归分析确立的棉花地上部干物质积累量的预测模型为:地上部干物质积累量(g·m-2)=66.274×RVI(1 100, 560)-148.84.说明通过遥感手段估测棉花地上部干物质积累量是可行的.     

沈阳细河水中多环芳烃的分布、来源及生态风险评价

通过测定不同季节细河水中多环芳烃(PAHs)的含量,研究了细河水中PAHs的分布,探讨了PAHs的来源,评价了其生态风险。细河水中6月(夏季)16种PAHs的含量为0.214～0.857μg·L-1,平均为0.562μg·L-1;9月(秋季)水中PAHs含量为0.195～0.633μg·L-1,平均0.380μg·L-1;11月(冬季)水中PAHs含量为0.122～0.486μg.L-1,平均含量为0.236μg·L-1。苯并(a)芘含量明显高于国家地表水环境质量标准(GB3838-2002);对细河水中PAHs污染来源分析发现,6月和9月PAHs的主要来源为石油污染和石油及其精炼产品的燃烧;通过商值法对细河的初步风险评价表明,细河水中苯并(a)芘存在较大的生态风险,应引起关注。     

北京城区行道树国槐叶面尘分布及重金属污染特征

叶面尘分布范围广、累积时间长,能够较好地指示近地面大气颗粒物污染特征和累积状况。为揭示城市道路交通的大气颗粒物污染特征,研究了北京城区不同类型道路两侧行道树国槐(Sophora japonica)的叶面滞尘量,分析了叶面尘主要重金属的浓度和污染特征,采用相关分析和主成分分析法探讨了颗粒物重金属的主要来源。结果表明:国槐叶面滞尘量在快速路、主干路、次干路、支路上的比值为100∶84∶75∶75,受车流量影响较大。行道树国槐的平均叶面滞尘量为0.68 g/m2,庭院树国槐(远离交通)叶面滞尘量是0.51 g/m2,两者差异显著。行道树叶面尘重金属元素Cu、Zn、Pb在叶面尘中的浓度达到土壤背景值的6倍,空间分布较均匀,主要来自交通排放,庭院树叶面尘重金属污染也受到交通排放的重要影响。     

多年生黄精不同龄节物质累积和多糖分布特征

多糖是黄精主要活性成分类型之一.通过对陕南汉中黄精实验基地多年生黄精不同龄节干物质重量、折干率、溶出物量及糖含量等进行测定分析,研究黄精不同龄节干物质累积和多糖分布特征.结果表明,各龄节水溶出物量比相应的醇溶出物量高得多,各龄节多糖含量比相应的醇溶性糖含量高得多.随着生长时间延长,单节干物质重量、水溶出物量、多糖含量等在2-4年龄节间变化最大,生长年限再延长,单节各指标下降明显.1-3年龄节品质稳定,黄精干物质累积总量逐年增多,因此确定当地黄精的最佳采收时间为种后3年.这些结果为当地黄精的规范化生产提供了理论依据.     

两种农业种植模式对重金属土壤的修复潜力

植物修复农田土壤重金属污染需要经历一个长期的过程,而大部分用来修复的植物都不具备利用价值,不能给当地农民带来经济收入。因此,一些农作物由于其较大的生物量和一定的经济价值,在植物修复土壤重金属污染的应用中受到广泛关注。是在重金属(Cu、Zn、Pb、Cd、As、Hg)复合污染的郴州矿区废弃农田种植油菜、玉米和油葵,研究油菜-玉米和油-油葵两种种植模式对土壤重金属污染的修复潜力。实验结果表明:三种作物在复合污染土壤中对重金属都表现出一定的耐性及吸收积累能力。向日葵的根和叶中重金属Cd、Cu的含量都很高,其中Cd在向日葵的各个部位的富集系数(BCF)及Cu在向日葵的根和叶的富集系数(BCF)都大于1。两种轮作模式对作物的产量没有明显的影响,收获得到的干物质量都很高,每年每公顷分别为油菜16.6t、玉米25.29t、油葵22.5t。两种种植模式都可以对土壤中的重金属进行有效的提取,油菜-油葵种植模式下提取重金属Cu、Pb、Cd、As的量较高,分别为:Cu 2408g hm~(-2)a~(-1),Pb 2027g hm~(-2)a~(-1),Cd 658.5g hm~(-2)a~(-1),As 250g hm~(-2)a~(-1),油菜-玉米模式下Zn和Hg的提取量较高,分别为Zn 4987g hm~(-2)a~(-1)和Hg 7.92g hm~(-2)a~(-1);对于多种重金属复合污染的土壤来说,油菜-油葵的种植模式要优于油菜-玉米的种植模式。总的来说,利用3种作物两两轮作的种植模式,在不影响作物产量的前提下大大的提高了作物对重金属的提取总量。3种作物在收获以后又可以用做工业原料,这就使得当地农民充分利用矿区废弃农田修复污染的同时又能从中获得一定经济效益。     

黔西南煤矿区村寨公路边地表灰尘有害元素风险评价

为了解煤矿区周边地表灰尘有害元素(Cr、Cu、Zn、As、Cd、Pb和Ni)污染状况,采集黔西南典型煤矿区地表灰尘36份,采用美国TCLP(toxicity characteristic leaching procedure)法提取有害元素并运用内梅罗综合污染指数法及H?kanson潜在生态风险指数法对其生态风险进行了评价。结果表明:TCLP法提取的灰尘有害元素含量占元素总量质量百分比为1.73%~21.12%;内梅罗综合污染指数评价结果为:Pb重度污染,As中度污染,Cr和Cu轻度污染,Cd和Zn处于警戒级,Ni属于安全级。潜在生态风险指数(Ei)结果表明:Cd达到强生态风险等级,As达到中等水平,其他有害元素均处于轻微生态风险水平;而综合潜在生态风险指数RI值为321.85,已达到强潜在生态风险等级。同时,利用SBET(simple bioaccessibility extraction test)法提取了灰尘样品中有害元素生物可给性含量,采用美国环保署人体暴露风险评价法对灰尘有害元素经口腔摄入造成的健康风险进行了评估。结果显示:灰尘中有害元素生物可给性含量平均值为7.32%~31.06%。人体健康风险评价结果显示:儿童及成人的灰尘有害元素致癌风险指数(TCR)分别为5.91×10~(-5)和2.15×10~(-5);对人体产生可耐受的潜在致癌风险(HQ)除As外,均不构成明显风险。儿童及成人的总非致癌风险指数(HI)分别为1.30和0.16,这对儿童会产生潜在的非致癌危害。综上,研究区村寨公路边地表灰尘中Pb、As、Cd造成危害的风险大,需引起有关部门高度关注。     

珠江三角洲不同污染梯度下森林优势种叶片和枝条S含量比较

植物的吸储作用对降低环境中含硫污染物浓度有积极意义。筛选珠江三角洲地区具有不同污染程度的3处森林类型,检测了32个树种叶片和枝条中的总S含量(其中广州市白云区帽峰山次生常绿阔叶林16个树种,广州市南沙区海岸防护人工林11个树种,佛山市顺德区龙凤山人工改造恢复林5个树种)。结果显示:该32个物种的叶片和枝条中硫含量平均值分别为(0.24±0.02)%和(0.14±0.02)%,叶片硫含量显著高于枝条中的(P=0.000)。相同森林类型不同物种间叶片(和枝条)中硫含量呈现显著差异。帽峰山和南沙森林样地中优势种叶片(和枝条)中硫含量近似,分别为(0.22±0.01)%和(0.22±0.02)%(枝条:(0.13±0.01)%和(0.10±0.01)%);而龙凤山的最高,叶片和枝条中分别为(0.39±0.13)%和(0.28±0.09)%;多重检验结果显示,在龙凤山森林类型植物体吸储硫元素的量,显著大于帽峰山和南沙森林类型,这与不同森林类型所处空气环境中S污染物格局较为吻合。在近缘类群中(如豆科、樟科),叶片(和枝条)中硫含量的差异显著,暗示近缘植物类群(在科的水平上)在吸储硫元素方面受系统发育约束作用不明显。在本土树种和引进树种中,叶片(和枝条)中硫含量没有显著差异,可能与所处环境的过滤作用相关。广州和佛山地区各林型的植物体内硫含量存在的差异,基本反映出该两地区空气环境中受含硫污染物的影响程度。今后在该地区的造林过程中,应更多考虑应用S污染物吸储能力较强的树种,并注重本土树种和引进树种的组配,构建适应当地环境条件的森林群落。     

亚热带常绿树种对不同粒径颗粒物的滞留能力

可吸入颗粒物和细颗粒物是大部分城市的首要污染物,对人体健康和环境都有重要影响;而城市植物能吸附大气颗粒物,进而有效降低大气颗粒物浓度。为了深入探究不同树种叶表面特征与自身滞尘效益之间的关系,该研究以浙江省三种常见城市绿化树种(青冈、冬青、红花檵木)为对象,采用重量法提取各样本在3个粒径上(8~100,2.5~8,0.45~2.5μm)的单位叶面积滞尘量(μg·cm~(-2)),并结合叶面积指数估测全株滞尘量。结果表明:三种供试植物叶片对颗粒物平均单位叶面积滞留量在30.4~63.7μg·cm~(-2)之间,而平均单木滞尘量每株在1.36-9.36 g之间。红花檵木因其叶表粗糙、具有绒毛等特征,对颗粒物(0.45~100μm)有最大的吸附能力(63.74±12.0μg·cm~(-2));对于大颗粒物(8~100μm)和细颗粒物(0.45~2.5μm),三种植物叶片均对其分别具有最大(40.9%~57.5%)、最小(15.6%~20.6%)的吸附能力;对于单木滞尘量,青冈因其具有较大叶面积指数等特征,对颗粒物总吸附效果更佳(每株9.36g)。该研究结果表明城市绿化树种对减缓大气颗粒物污染起到重要作用。     

广东园林绿化植物对大气污染的反应及污染物在叶片的积累

根据盆栽试验植物生长参数(株高、基径、冠幅、叶面积、新叶增长率和叶片脱落率),生理特性(包括净光合速率、叶绿素荧光特性,叶细胞膜渗漏率和叶绿素含量),植物伤害状况,以及长期生长在野外污染环境中的植物生长及受害状况,评价了125种木本植物对空气污染敏感性的反应。被评价的植物其生长环境为酸雨、硫化物、氟化物和粉尘复合污染的工业点,交通繁忙点和居民点。被评价植物对大气污染的敏感性反应分为3类：1．抗性强有35种;2．抗性中等有41种;3.最敏感(抗性弱)有49种。同时还分析了48种植物叶片中S、F、Pb的累积量。研究结果可为中国热带南亚热带相似大气环境地区建立城市植被和生态公益林提供植物种选择的依据,     

白鹭作为无锡太湖地区环境污染指示生物的研究

2000年4—6月对分布在无锡太湖地区的4种要鸟中的白鹭(Egretta garzetta)行为生态学及其生境污染状况进行了调查研究．调查地白鹭主要栖息树种包括马尾松(Pnus masson±ana)、香樟树(C±nnamomum hupehanum)、麻砾树(Quercus acut±ssema)、榆树(Ulmus prm±la)和杨梅树（Myr±ca rubra)．栖息地总面积为7hm^2,白鹭总巢数为4200个,每棵树平均0．38个．白鹭的孵化期为19—21d,卵重23．9±4．0g(n=41),平均卵大小(44．5±4．1)mm×(32．6±4．9)mm(n＝41),平均窝卵数5．02(2—8)枚,平均窝雏数3．86(2—7)只,孵化成功率为84．25％．对白鹭雏鸟左右跗Zhe的测量分析表明不对称性不显著(P>0．05)．白鹭雏鸟食物较小,繁殖期间主要以小型鱼类和虾类为食．污染物分析结果表明,白鹭卵中除例外,六氯苯、六六六、环二烯类、DDTs、DDE、PCBs、Cr、Hg和Pb均检测到．食物链(底泥-食物-白鹭雏鸟)中,有机杀虫剂和重金属都逐级富集．通过与相对无污染的鄱阳湖地区比较,太湖地区和鄱阳湖地区卵样品中的DDs(包括DDT、DDE和DDD)浓度最高(超过2μg·g^1),其它污染物浓度均较小．太湖地区白鹭卵中的DDTs、Cd和Cr浓度低于鄱阳湖地区,其它污染物浓度鄱阳湖地区均低于太湖地区．经比较分析,两地样品中有机氯杀虫剂、PCBs和各种重金属浓度都未达到影响白鹭繁殖成功率的阈值．     

城市绿化树种的滞尘效应——以哈尔滨市为例

提出以植物材料的滞尘功能作为城市绿地设计中重要依据 ,对哈尔滨市 2 8个树种进行滞尘测定和叶表电镜扫描 ,结果表明 ,不同的树种滞尘量差异显著 ,树种之间的滞尘能力可相差 2～ 3倍以上 .常绿针叶树种中 ,红皮云杉、杜松是优良的滞尘树种 ,4周后滞尘分别达到 5 .7和 4.4g·m-2 .落叶阔叶树种中 ,银中杨、金银忍冬、山桃稠李是优良的阔叶滞尘树种 ,两周后滞尘分别达到 1.9、2 .0和 2 .45 g·m-2 .电镜观察发现 ,叶表皮具沟状组织、密集纤毛的树种滞尘能力强 ,叶表皮具瘤状或疣状突起的树种滞尘能力差 ,并结合滞尘测定对滞尘方式进行了讨论 .     

沈阳城市森林群落的树种组合选择

通过对沈阳市建成区公园树木的调查分析,获得各树种的综合表现排序,并利用Jaccard定量修正系数进行树种问关联性分析。结果表明,沈阳市建成区城市森林群落的最佳树种组合为5组,参考树种组合3组,且选择树种与各树种的综合表现评价相一致;对沈阳城市森林的树种进行选择分析,提出沈阳城市森林的参考骨干树种和基调树种;分析了沈阳市建成区公园树种分布的现状,并提出其发展建议。     

The role of selected tree species in industrial sewage sludge/flotation tailing management

The aim of the study was to estimate the ability of ten tree and bush species to tolerate and accumulate Cd, Cu, Pb, Zn, and As species [As(III), As(V), and total organic arsenic] in industrial sewage sludge extremely contaminated with arsenic (almost 27.5 g kg^?1) in a pot experiment. The premise being that it will then be possible to select the most promising tree/bush species, able to grow in the vicinity of dams where sewage sludge/flotation tailings are used as landfill. Six of the ten tested tree species were able to grow on the sludge. The highest content of total As was observed in Betula pendula roots (30.0 ± 1.3 mg kg^?1 DW), where the dominant As species was the toxic As(V). The highest biomass of Quercus Q1 robur (77.3 § 2.6 g) and Acer platanoides (76.0 § 4.9 g) was observed. A proper planting of selected tree species that are able to thrive on sewage sludge/flotation tailings could be an interesting and promising way to protect dams. By utilizing differences in their root systems and water needs, we will be able to reduce the risk of fatal environmental disasters.     

Screening of metal uptake by plant colonizers growing on abandoned copper mine in Kapunda,South Australia

Systematic site survey for sample collection and analysis was conducted at a derelict copper (Cu) mine at Kapunda, South Australia. Cu concentrations in the soils at this former mine ranged from 65–10107 mg kg^?1. The pH and EC varied widely in the 3.9–8.4 and 152–7311 µS ranges, respectively. Nine plant species growing over the copper mine site were selected to screen for metal uptake to determine their suitability for phytoremediation. The Australian native tree species Eucalyptus camaldulensis indicated enrichment factor (EF) of 2.17, 1.89, and 1.30 for Cu, Zn, and Pb, respectively, suggesting that this species of tree can accumulate these metals to some degree. The stress-resistant exotic olive, Olea europaea exhibited EF of ≤ 0.01 for Cu, Cd, and Pb, and 0.29 for Zn, which is characteristic of an excluder plant. Acacia pycnantha, the Australian pioneer legume species with EF 0.03, 0.80, 0.32, and 0.01 for Cu, Zn, Cd, and Pb, respectively, emerged as another strong metal excluder and consequently as an ideal metal stabilizer.     

Phytostabilization of a Pb-contaminated mine tailing by various tree species in pot and field trial experiments

The potential of 6 tree species (Leucaena leucocephala, Acacia mangium, Peltophorum pterocarpum, Pterocarpus macrocarpus, Lagerstroemia floribunda, Eucalyptus camaldulensis) for phytoremediation of Pb in sand tailings (total Pb >9850 mg kg(-1)) from KEMCO Pb mine in Kanchanaburi province, Thailand, were investigated employing a pot experiment (3 months) and field trial experiment (12 months). In pot study E. camaldulensis treated with Osmocote fertilizer attained the highest total biomass (15.3 g plant(-1)) followed by P. pterocarpum (12.6 g plant(-1)) and A. mangium (10.8 g plant(-1)) both treated with cow manure. Cow manure application resulted in the highest root Pb accumulation (>10000 mg kg(-1)) in L. floribunda and P. macrocarpus. These two species also exhibited the highest Pb uptake (85-88 mg plant(-1)). Results from field trial also showed that Osmocote promoted the best growth performance in E. camaldulensis (biomass 385.7 g plant(-1), height 141.7 cm) followed by A. mangium (biomass 215.9 g plant(-1), height 102.7 cm), and they also exhibited the highest Pb uptake (600-800 microg plant(-1)). A. mangium with the addition of organic fertilizer was the best option for phytostabilization of Pb-contaminated mine tailing because it retained higher Pb concentration in the roots.     

天马自然保护区常见秋熟植物种子大小变异分析

以种子千粒质量为指标,对安徽天马自然保护区61种常见秋熟植物(种子数量在500粒以上)的种子大小进行了测定,并从种子大小与生活型、分类群和种子产量的相关性等方面研究了种子大小的变异规律.结果显示:61种植物的种子大小存在很大变异,种子千粒质量的最小值和最大值分别为0.015和79.370 g;根据种子千粒质量可将种子大小划分成A(0～0.05 g)、B(0.05 ～0.5 g)、C(0.5 ～5 g)、D(5 ～50 g)和E(50 ～500 g)5个等级,分别占总种数的8.20％、31.15％、36.06％、21.31％和3.28％,呈正态分布.61种植物包含乔木、藤本、灌木和草本4种生活型,种子千粒质量平均值分别为24.753、6.884、6.812和1.601 g,不同生活型间的种子大小存在极显著差异.61种植物分属33科,不同科间的种子大小具有极显著差异,但各科间的种子大小与分类系统发育方向没有显著相关性.种子较小且种子产量较高的种类有茵陈蒿(Artemisia capillaris Thunb.)、奇蒿(A.anomala S.Moore)、薄雪火绒草(Leontopodium japonicum Miq.)、华东藨草(Scirpus karuizawensis Makino)和庐山藨草(S.lushanensis Ohwi)等,显示种子大小与种子产量呈显著的负相关.