上海市中小型河道沉积物和水生植物中重金属累积特征研究

采用野外调查和室内分析相结合的方法,以上海市8个区县25条中小型河道为研究对象,调查研究重金属在沉积物和水生植物中累积特征,采用潜在生态风险指数评价法对沉积物重金属污染进行了评价,采用生物富集系数(BCF)方法评价不同水生植物对重金属的富集特性,对水生植物与沉积物中的重金属含量进行相关性分析。分析表明,与土壤环境质量国家二级标准(GB15618-1995)相比,As、Ni和Zn平均含量是标准的6.7倍、1.5倍和1.4倍,Cd、Pb、Cu、Cr平均含量不超标。参照上海市土壤环境背景值,上海市中小型河道沉积物中7种重金属的潜在生态风险依次为:CdAsPbNiCuZnCr,其中Cd、As生态风险严重,7种潜在生态风险Ri平均值为431.43,有强生态风险。植物体内累积最高的重金属为Cu,累积最低的重金属为Cd,沉水植物体内重金属Cd、As、Cr、Pb、Ni、Cu的含量均大于挺水植物,沉水植物苦草和水盾草对多种重金属的富集能力大于1,在重金属复合污染水体修复中具有较大潜力。根据植物体与沉积物中重金属的含量关系,发现黑藻与沉积物中重金属Cu、Ni、Pb的含量显著正相关;水盾草与沉积物中重金属Cu含量显著正相关,芦苇与沉积物中重金属Cr的含量显著正相关,上述3种植物可作为上海市河道重金属污染监测植物的选择对象。     

上海市崇明岛城镇河流沉积物重金属累积与环境风险

小城镇河流沉积物重金属累积状况间接指示了河流水环境质量现状,研究河流沉积物重金属累积水平与环境风险具有重要的现实意义.对上海市崇明岛崇南分区3个典型城镇(城桥镇、堡镇、陈家镇)河流沉积物重金属累积特征进行了研究.结果表明,3个城镇河流沉积物中Zn、Cr、Cu、Pb和Cd平均含量分别为：城桥镇103.1、79.2、39.0、29.7和0.300 mg·kg^-1;堡镇99.0、104.0、50.5、32.7和0.308 mg·kg^-1;陈家镇86.7、79.5、32.2、30.5和0.274 mg·kg^-1;崇南分区94.72、81.35、38.52、30.78和0.297 mg·kg^-1.用地累积指数法(I_geo)对沉积物重金属进行的环境风险评估结果为：崇明3个城镇河流沉积物重金属均为低-中等环境风险,其中3个城镇达到中等环境风险的概率为城桥镇>堡镇>陈家镇.     

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。     

上海城区河道底栖动物群落特征与沉积物重金属潜在生态风险

2007年10月—2008年10月对上海市城区4条河道(午潮港、横港、朝阳河、曹杨环浜)底栖动物群落进行了逐月采样调查,共获得底栖动物20种,其中,软体动物门14种,环节动物门3种。分析表明:4条河道底栖动物多样性指数均较低,Shannon指数最高达0.602,均为重污染河道。大型底栖动物多样性指数客观地反映了河道的水体环境质量状况;软体动物体内重金属Pb、As和Zn残留分别超出国家标准1.15、0.32和0.23倍;沉积物中Cd、Cu、Pb、Zn含量均超出国家标准,软体动物体内和沉积物中重金属含量没有相关性;单金属潜在生态风险系数(Eri)显示,沉积物中6种重金属的潜在生态风险顺序为CdPbCuAsZnCr,Cd污染为强生态危害;多金属潜在生态风险指数(RI)显示,4条河道沉积物重金属污染为中等。     

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。     

构树的污泥适应性及养分和重金属吸收累积特征

构树是我国重要速生经济树种,具有适应性强、生物量大和重金属富集能力强等优点,而污泥中含有大量养分和重金属,在污泥中种植构树有望同时实现污泥生态修复和构树资源生产。本研究通过盆栽试验,分析在对照(赤红壤)、50%污泥(污泥、赤红壤混合基质,重量比各50%)和100%污泥基质中构树生长及不同部位(根、茎、叶)养分和重金属吸收累积特征,并通过主成分分析和隶属度函数对吸收累积能力进行综合评价。结果表明: 构树在50%和100%污泥中均可正常生长且株高、生物量显著高于对照,在100%污泥中长势最好,质量指数(1.02)分别是对照和50%污泥处理的4.3和2.4倍。50%和100%污泥处理构树各部位N含量和茎P含量显著高于对照,100%污泥处理构树茎、叶K含量显著低于对照。构树对Cu、Zn、Pb、Cd、Ni的吸收部位以根为主,根系重金属含量与污泥比例呈正相关,叶Pb、Cd含量符合《饲料卫生标准》(GB 13078—2017)。构树对Cd的吸收累积效果好于其他重金属元素。与对照相比,50%和100%污泥处理构树根部Zn、Pb、Cd滞留率显著提高(57.8%~85.8%),100%污泥处理构树根部Cu、Ni滞留率显著提高(67.5%和74.8%)。污泥处理全株养分和重金属累积量均显著大于对照,其中100%污泥处理显著大于50%污泥处理。与50%污泥处理相比,100%污泥处理构树各部位及全株养分和重金属累积量大幅提高。不同处理下构树污泥适应性和元素吸收累积的综合评价得分为100%污泥(0.848)>50%污泥(0.344)>对照(0.080)。构树对污泥具有良好的适应性,在纯污泥中能够正常生长并具有较强的吸收累积养分和重金属能力,可在修复污泥的同时进行构树资源生产。     

二道坊河沉积物中重金属等元素富集特征的研究

以二道坊河沉积物为研究对象 ,采用相关与回归分析综合地研究了 1 4种元素在沉积物中的富集特征 .结果表明 :地球化学性质相近的元素 ,它们在沉积物中的相关系数大多达到了显著或极显著的水平 ;通过因子分析 ,求出了 4个主因子 ,它们代表沉积物中1 4种元素测定信息的 85% ,以第一、二主因子对应的特征向量为X、Y轴将 1 4个元素分成了 3类 ;建立了大部分元素与沉积物性质之间的多元回归方程 .     

武汉南湖沉积物中水生植物残体及其氮磷分布

对武汉市南湖5个采样点30 cm沉积物柱样中水生植物残体的含量、植物残体的总氮和总磷量进行了研究.结果表明,在南湖中水生植物残体具有较大的沉积量,是一个重要的N、P库;不同采样点之间,水生植物残体的含量有着较大的差异性.在水生植物残体的TN和TP的垂向分布上,0～5cm段TN为20.230 mg·g-1, 25～30 cm段TN为 20.613 mg·g-1,检测TN 与沉积深度的相关系数为0.5851,P＞P 0.05,两者相关不显著;0～5cm 段的TP为2.546 mg·g-1 ,25～30 cm段的TP为 0.634 mg·g-1,上下相差4倍,TP 与沉积深度的相关系数为-0.9507(P＜P 0.01),说明两者呈紧密负相关,即沉积年代越早,TP值越低;沉积年代越晚,TP值越高,这与南湖的富营养化过程是一致的.研究表明,湖泊沉积物中的水生植物残体可作为湖泊富营养化过程的一种新的证据材料,其TP值可以作为一个环境变化的指标,对研究长江中下游浅水湖泊的富营养化过程具有参考意义.     

淮河安徽段水及沉积物中重金属的研究

对采集淮河安徽段水及沉积物样品,利用ICP-AES进行重金属分析,结果表明砷、铅、铬超标,在沉积物中的含量最多。研究区域的重金属开始富集于生物体内,已对水生态系统及水产品安全产生影响,应进一步加强检测工作,以便及时采取相应防治对策。     

上海市不同区县中小河道氮磷污染特征

以上海11个区县,共19条河道、65个点位进行1a的氮磷污染情况调查。结果表明:(1)上海河道为不完全感潮型河网水系。潮汐、降雨对氮磷污染物的分布影响具有时间差异性。(2)上海河道区县之间氮磷污染差异大(P0.05)。氮磷浓度从中心城区河道依次向外呈现"圆环状"稀释扩散趋势。黄浦江以南河道水质好于黄浦江以北河道;近江苏的河道总体氮磷浓度水平高于近浙江的河道(上海东南部)(P0.05)。水体中污染物浓度、扩散、降解与人为扰动和城镇化程度密切相关。(3)聚类分析(Cluster Analysis,CA)结果显示上海市河道污染水平在点位之间区别不大,而多维尺度分析(Multidimensional Scaling,MDS)显示上海市河道污染水平在点位之间具有一定差异,并与水质评价结果一致。(4)经生态修复后的河道水质优于修复前(P0.05),说明上海市人工水生态修复措施和生态型驳岸建设对改善河道水质有潜在价值。     

东江沉积物重金属分布特征及污染评价

采用ICP-MS对东江河流沉积物中的重金属进行分析,发现东江沉积物中Cu、Zn、Cd、Hg等重金属呈现相同的变化特点,高值区和低值区基本一致.东江流域沉积物的重金属污染物主要是Cu、Zn、Cd、Hg、Pb,其平均含量分别为157.29、213.21、0.98、0.42、50.77mg·kg-1,均高于中国大陆沉积物背景值.地累积指数法和Hakanson潜在生态危害指数法对东江流域沉积物污染程度和生态危害程度的评价结果显示,东江沉积物中地累积指数从大到小的顺序为Cd、Cu、Zn、Hg、Pb;从总的污染程度来看,东江沉积物中各重金属对生态风险影响程度从大到小的顺序为Hg、Cd、Cu、Pb、Zn;从总的生态风险指数上看,整个东江流域除处于上游的河源市段生态风险低外,处于中游的惠州段生态风险为"较高",处于下游的东莞段生态风险为"极高".     

长江三峡库区江段沉积物的重金属污染特征

测定了三峡库区江段沉积物中２１个元素的含量,比例比配统计分析指出,重庆至涪陵江段的沉积物样品间无明显相关,涪陵至巴陵段的沉积物间在９０％置信水平上显著相关;沉积物中钙、镁、锶、钡、铁、钴、镍、镉、锰、锌、铝、钒、镧、钇、钛等元素间在９０％置信水平上有显著相关,伸砷、镉、铜、汞、铜、磷等元素间以及它们与上述元素间无显著相关,这表明涪陵以上江段的沉积物因受重庆和长春污染影响大,样品间的相似性小,而涪陵     

青海湖表层沉积物重金属富集特征及其来源

针对青海湖表层沉积物重金属分布特征,测定了湖区11个采样点99个样本表层(0～20 cm)沉积物中重金属Zn、Cu、Pb、Ni、Cr和Fe的含量,采用地累积指数和潜在生态危害指数评价重金属富集状况,并运用相关分析和因子分析对重金属来源进行了初步探讨.结果表明,旅游区采样点151码头(1#)和江西沟码头(4#)的Zn和Cu元素及布哈河(5#)Cr为轻度污染,其他样点未受重金属污染,所有样点潜在生态危害均为轻微程度,以旅游区码头的潜在生态危害综合评价最高;沉积物中Cr、Fe和TOC存在显著相关性,且在因子1(内源因子)中占绝对负荷,其来源主要与沉积母质有关.此外,入湖河流也带入一定量的Cr元素;Pb和Zn与其他元素相关性较差,分别反映因子2(农业生产活动因子)和因子3(旅游交通排放因子)的迁移转化规律,其来源与人类活动有关;表层沉积物中Cu的积累与内源因子、农业和旅游排放因子均有关;Ni的分布特征主要受内源因子和旅游交通排放因子的影响.本研究表明,青海湖表层沉积物重金属污染及潜在生态危害较轻,其来源除内源因子外,还与湖区农业活动及旅游交通排放等人为因素有关.     

赣江上游沉积物重金属空间分布及污染特征

为了解赣江上游表层沉积物重金属污染特征,采集赣江上游38个样品,采用电感耦合等离子体质谱仪(ICP-MS,Agilent 8800)分析沉积物中重金属含量,结合内梅罗综合污染指数法、地累积指数法、主成分分析及沉积物质量基准等研究赣江上游沉积物中重金属污染程度,分析污染物可能的来源及评价其存在的生态风险。结果表明:赣江上游沉积物中W、Cr、Mn、Cu、Zn、As、Cd、Hg、Pb等9种重金属的平均含量分别为12.30、4.40、999.84、9.72、293.81、47.66、2.85、1.34、63.68 mg·kg-1;除Cr和Cu外,其余7种重金属的平均值均超过江西省土壤背景值。内梅罗综合污染评价表明,赣江上游表层沉积物中47.37%的采样点呈严重污染,28.95%采样点污染明显,其中污染程度章水段>桃江段>贡江段;地积累指数法显示,Mn、As、W、Pb呈轻度污染,Cd和Hg呈中度或偏重度污染;主成分分析显示,As、W、Hg、Pb具有相似的污染源,Cr和Mn具有相似的污染源;沉积物质量基准分析表明,对底栖生物可能产生毒性效应的重金属主要是Cd和Hg,主要分布在章水段和桃...     

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.     

惠州市3座供水水库沉积物重金属污染特征

为了解惠州市供水水库沉积物重金属(Cr、Cu、Zn、Cd、Pb和Hg)污染状况和垂直分布特征,于2008年5月在惠州市3座具代表性的水库湖泊区采集柱状沉积物样品,运用ICPMS法检测沉积物中重金属含量,并采用地积累指数法(Igen)和潜在生态风险指数法(RI)进行污染评价,同时运用主成分分析(PCA)对沉积物中重金属的可能来源进行分析.结果表明:3座水库沉积物重金属含量随沉积深度的变化差异明显,一些重金属含量的垂直变化不明显,而另一些垂直变化明显(降低或升高),但各种重金属在不同水库沉积物中呈现特有的垂直分布特征.根据地积累指数可知,3座水库中沉积物主要以Zn和Pb污染最为严重,达到轻度至强度污染(含量分别为Zn:49.98 ～ 640.29 mg·kg-1;Pb:21.94～300.66 mg· kg-1),同时沉积物中部或底部受到轻度的Cu污染(含量为16.85 ～45.46 mg·kg-1),基本未受Cr、Cd和Hg污染.据6种重金属潜在生态风险系数[Er(i)]及潜在生态风险指数(RI)可知,3座水库沉积物的重金属潜在风险均处于较低水平.据PCA分析和相关资料可知,矿山开采与冶炼、城市化和农林业快速发展等人类活动影响了3座水库沉积物重金属的分布特征和污染.其中,Zn主要来源于矿产开采与冶炼;除矿产开采与冶炼导致沙田水库Pb污染外,机动车尾气排放和生活垃圾等是3座水库沉积物Pb污染的主要途径;Cu污染主要来源于农业和林业污染.     

赣江上游沉积物重金属空间分布及污染特征

为了解赣江上游表层沉积物重金属污染特征,采集赣江上游38个样品,采用电感耦合等离子体质谱仪(ICP-MS,Agilent 8800)分析沉积物中重金属含量,结合内梅罗综合污染指数法、地累积指数法、主成分分析及沉积物质量基准等研究赣江上游沉积物中重金属污染程度,分析污染物可能的来源及评价其存在的生态风险。结果表明:赣江上游沉积物中W、Cr、Mn、Cu、Zn、As、Cd、Hg、Pb等9种重金属的平均含量分别为12.30、4.40、999.84、9.72、293.81、47.66、2.85、1.34、63.68 mg·kg-1;除Cr和Cu外,其余7种重金属的平均值均超过江西省土壤背景值。内梅罗综合污染评价表明,赣江上游表层沉积物中47.37%的采样点呈严重污染,28.95%采样点污染明显,其中污染程度章水段桃江段贡江段;地积累指数法显示,Mn、As、W、Pb呈轻度污染,Cd和Hg呈中度或偏重度污染;主成分分析显示,As、W、Hg、Pb具有相似的污染源,Cr和Mn具有相似的污染源;沉积物质量基准分析表明,对底栖生物可能产生毒性效应的重金属主要是Cd和Hg,主要分布在章水段和桃江段。     

粤东沿海典型供水水库沉积物重金属污染特征

通过测定广东省东部沿海地区4座典型供水水库柱状沉积物主要重金属(Cr、Cu、Pb、Zn、Cd和Hg)含量,揭示了这4座水库沉积物重金属的污染特征及历史,并运用地积累指数及潜在生态危害指数法分别对表层沉积物重金属污染状态进行评价,最后分析了重金属可能来源。结果表明,除Cr外,Cu、Pb、Zn、Cd和Hg的含量均高于中国土壤环境质量标准Ⅰ类土标准值和工业化前全球沉积物重金属最高背景值,且4座水库间含量变异较大,表明4座水库沉积物均存在不同程度的重金属污染。据地积累指数评价,各重金属污染程度顺序为:Pb>Zn>Cd>Cu>Cr>Hg。潜在生态危害评价表明,河溪、汤溪及公平水库的生态危害程度要低于赤沙水库,各重金属污染程度顺序为:Cd>Hg>Pb>Cu>Zn>Cr,其中Cd和Hg对综合生态危害指数的贡献最大。4座水库沉积物重金属含量与人类活动强度表现出了较强的相互关系,流域内人类活动较强的公平、赤沙水库污染程度要明显高于人类活动较少的河溪和汤溪水库。     

凤眼莲等水生植物对重金属污水监测和净化作用的研究

本文研究了凤眼莲、芦苇、蒲草、杏菜、黑藻等高等水生植物对含砷、汞、镉污水的监测作用和净化能力以及温度、pH值等因子对植物的影响。初步认为凤眼莲是含砷污水的监测植物,同时又是含砷、汞,镉污水的净化植物。芦苇,蒲草是抗污能力较强的植物,并能吸收积累污水中的砷、汞、镉。水生植物对砷、汞、镉的忍耐力大小是因其植物生活型不同而异,一般为挺水植物>飘浮、浮叶植物>沉水植物。积累量为沉水植物>飘浮、浮叶植物>挺水植物。植物对重金属元素的吸收积累受温度和pH值等生态因子的制约。