洞头列岛土地利用对土壤及沉积物重金属污染的影响及其生态风险评价

针对浙江省洞头列岛不同土地利用类型土壤及沉积物中的重金属含量进行调查, 选择了五种土地利用类型,农田、森林、围涂、码头、养殖。主要评估重金属的污染现状, 区域快速产业化导致的土壤及沉积物中重金属污染及生物的潜在生态风险。采用内梅罗指数法、Hakanson 潜在生态危害系数法对重金属的潜在生态风险进行评价。结果表明, 洞头列岛不同土地类型的土壤重金属含量均超过浙江省土壤背景值, 其中, Cr、Mn、Co 超标率为100%, Zn 超标率为84%。多数监测点土壤重金属含量的内梅罗综合指数处于清洁水平, 但养殖类型中的As、Co, 围涂类型中的As、Pb, 农田类型中的Pb、Cr 属于尚清洁等级, 围涂中的Co 元素属于轻度污染等级; 综合潜在生态风险指数(RI)均显著低于轻微生态危害水平, 五种土地类型土壤质量的RI 大小顺序为: 养殖>围涂>码头>森林>农田, Pb、As 是主要的重金属生态风险种类。重金属元素之间的相关性分析表明, 围涂与码头土壤中重金属元素之间的相关性明显高于其他三种类型。围涂类型土壤中As 与Co、Cu 元素呈极显著正相关, Pb 与Zn 呈极显著正相关; 码头类型中的Cu 与Co 呈极显著正相关, As、Pb 与Zn 呈极显著正相关。Cu 与As 在码头、养殖、围涂类型中的含量较高。五种土地类型中除农田和养殖用地的某些重金属来源于成土母质, 其他各重金属来源主要是人为活动影响, 如: 交通运输、城市排污、三废排放以及汽车尾气等。因此, 应该把由人类活动导致的有毒重金属的污染控制作为首要任务, 制定相应的政策和法规。     

湖南省主要水系底泥重金属污染特征及其生态风险评价

为全面了解湖南省主要水系底泥中重金属含量及其潜在生态风险,在湖南省内的湘、资、沅、澧以及洞庭湖5个主要水系共采集了75个位点的底泥样品,分析了重金属元素含量和来源分布特征,并采用地累积指数法、内梅罗指数法和潜在生态风险指数法对其污染程度和潜在生态风险进行评价。结果表明,As、Cd、Cr、Cu、Mn、Pb和Zn的平均含量分别为32.87、7.59、78.09、70.69、1182.60、85.64 mg/kg和482.44 mg/kg。湘江和洞庭湖的污染相对严重,底泥中重金属含量明显高于资江、沅江和澧水;相关性分析表明多种重金属具有相同污染来源;地累积指数评价结果显示,湖南省主要水系底泥中Cd为重污染水平,Zn为中度污染,Cu、Mn和Pb均为轻度污染,而As和Cr污染程度为清洁;内梅罗指数法评价结果表明,除Cr为轻度污染外,湖南省主要水系底泥中其他6种重金属污染均为重污染级别;潜在生态风险评价结果显示,湖南省总体潜在生态风险属于中等级别,各水系潜在生态风险大小顺序为洞庭湖>资江>湘江>澧水>沅江,重金属Cd的潜在生态风险级别为很强,其他重金属元素都属于轻微级别。     

大兴安岭森林土壤重金属含量空间变异与污染评价

重金属是危害森林生态健康的主要污染物之一,迄今有关大兴安岭森林土壤重金属含量、空间变异和污染程度鲜见报道。本文通过野外调查采样,应用GIS空间分析技术,结合经典重金属污染评价方法,分析了大兴安岭森林土壤Cd、Cr、Pb、Cu、Zn、Ni、Hg及As含量的空间变异与污染程度。结果表明:(1)研究区8种重金属含量具有中等空间异质性,变异系数在16.67%~35.39%。Cd、Cr、Pb、Zn、Hg、As的块金值/基台值[C0/(C0+C)]25%,其空间变异主要由母质、地形等结构性变异引起,Cu和Ni的C0/(C0+C)在25%~75%,即非结构性因素人类活动对二者的影响较大。土壤重金属含量呈斑块状、条带状和岛状分布。(2)大兴安岭森林土壤8种重金属含量主要表现为累积的特征。8种重金属含量的平均值与最大值均未超过《国家土壤环境质量标准》(GB 15618—1995)二级标准限值,其中Cu、Zn、As的最大值超过一级标准,而其他5种元素的最大值均未超过一级标准。(3)地积累指数表明,土壤Cr、Pb、Ni无污染风险,其他5种元素污染风险较低。内梅罗综合污染指数表明,土壤整体质量已经处于轻污染状态。单因子潜在生态风险指数分析表明,Cu、Ni、Pb、Cr、Zn、As不具有潜在生态风险,Hg、Cd的部分样点的单因子生态风险指数Eri值存在生态风险,其中Hg的个别特征点已经达到Ⅲ级(中等风险)水平;潜在生态风险指数表明,研究区80%的样点无潜在生态风险,20%样点处于一般生态风险水平。     

玛曲高寒退化草甸土壤重金属污染风险评价

为了分析玛曲高寒草甸土壤重金属含量分布及重金属污染风险,采集玛曲高寒退化草甸土壤样品,分析研究区表层土壤(0—20 cm)中Cr、Ni、Cu、Zn、As、Cd、Hg、Pb等八种重金属含量,描述玛曲高寒草甸土壤重金属的空间分布特征,采用单因子污染指数、内梅罗污染指数、地累积指数评价重金属污染程度并分析重金属污染潜在生态风险,以相关性分析、主成分分析和聚类分析表征同源性重金属。结果表明:(1)研究区内As、Cd的质量分数高于背景值, Ni的质量分数偏低,变异系数大小为Cr> Hg> Cd> Cu> As> Ni> Zn> Pb;(2)Cd单因子污染指数为轻微污染,地累积指数反映As属于未受污染与轻微污染之间,各重金属元素均无潜在生态风险;以国标和土壤背景值为标准,内梅罗综合污染指数表明玛曲未受到重金属污染;(3)主成分和相关性分析表明玛曲土壤中Ni、Cu、Zn、As、Cd、Pb等元素具有相同或相似的来源, Ni和Pb的来源优先顺序最大, Cr和Hg含量呈现弱相关。     

河岸带土壤重金属元素的污染及危害评价

测定了金水河流域河岸带土壤部分重金属的全量和土壤水溶液的离子含量,运用污染指数和生态风险评价法对流域内土壤重金属进行评价.不同土地利用类型中,漫滩V、Cr含量最高(130.89、363.29 mg·kg-1),草地Ni、Pb、Ti、Mn、Zn、Cu含量最高(32.52、24.61、4378.09、1289.62、91.44、29.71 mg·kg-1).这主要是因为草地、漫滩能够有效吸附和沉积重金属,同时人类活动明显增加重金属生态危害.金水河流域河岸带土壤Cr、Pb、Zn均超过土壤环境质量标准(GB 15618-1995).与此同时,河漫滩白浆化棕壤和钙质粗骨土碳酸钙含量高,对Pb、Zn有较强的吸附和固定作用,能够有效吸附和沉积重金属;河漫滩人类干扰较重,造成其重金属含量较高.评价结果表明,流域河岸带内重金属环境污染达到中、重度污染,生态危害等级为轻微到中等级别.提高土壤腐殖质含量是减轻污染危害及增强土壤自净能力的重要措施.     

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.     

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。     

基于广义可加模型的时空和环境因子对东南太平洋智利竹筴鱼渔场的影响

根据2001-2007年我国渔船在东南太平洋海域的智利竹筴鱼生产统计数据、时空因子以及海表温度、叶绿素浓度、海表温度梯度等环境数据,利用广义可加模型（GAM）分析了智利竹筴鱼资源变动情况及其与时空和环境因子的关系.结果表明：GAM模型对单位捕捞努力量渔获量(catch per unit effort,CPUE)总偏差解释率为31.47%;竹筴鱼生产具有明显的季节变化,主要集中在第17～41周,其中第25～31周的CPUE较高;东南太平洋智利竹筴鱼作业渔场集中在78°-98° W,30°-435° S之间,适宜海表温度为12 ℃～18 ℃,14 ℃～16 ℃最适宜,适宜叶绿素浓度在0.09～0.18 mg·m^-3,海表温度梯度在0.3 ℃～1.9 ℃.逐步建模法结果表明,影响竹筴鱼资源丰度的因子按重要性从大到小依次为周次、年份、海表温度、经度、纬度、叶绿素浓度和海表温度梯度.     

考洲洋重金属污染水平与潜在生态危害综合评价

在等级模型的基础上,利用化学和生态学的方法,在地理信息系统(GIS)的支持下对考洲洋养殖水域表层海水及表层沉积物的重金属污染水平及潜在生态风险进行了综合评价,同时对不同的评价方法进行了分析和比较。结果表明,枯水期整个水域表层海水的重金属污染指数均低于0．5,丰水期更是低于0．2。调查期间湾内海水重金属含量较低,重金属污染不明显。枯水期绝大部分水域表层沉积物重金属的生态风险指数值变化范围为20～70,其高值区出现于湾的西部和西北部水域。表明这些水域的表层沉积物已受到重金属的轻微影响;丰水期整个水域表层沉积物重金属的潜在生态风险指数值均低于20,重金属污染不明显。在生态学方面,枯水期大部分水域的饵料生物水平均处于2～3级水平,其密集分布区位于湾西北部、湾口和吉隆河口附近水域,达4级水平,饵料生物较为丰富。丰水期饵料生物水平的密集分布区位于湾中部和望京洲沿岸水域,饵料生物最丰富,达4～5级水平;其次为湾口,为4级水平;最低则分布于湾的西部和西北部,其饵料生物较低,为1～2级水平。由于重金属污染程度较低,因此水温、盐度和营养盐等环境因子已成为影响湾内生态系统的主要因素。对各种不同评价方法所进行的分析和比较结果表明,采用多指标综合评价方法是描述污染和预测生态效应的一种有效途径。     

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。     

Assessment of heavy metal pollution and ecological risk in marine sediments (A case study: Persian Gulf)

This study was made to determine the pollution status and potential ecological risk of heavy metals in sediment of Persian Gulf. Surface sediments were collected seasonally by Peterson grab, and the concentrations of heavy metals were measured by using inductively coupled plasma–optical emission spectrometry (ICP–OES). The range concentrations obtained in mg/kg were 10,800–22,400 for Fe, 5.32–10.12 for Pb, 24.63–42.38 for Ni, 22.52–39.46 for Cu, and 31.64–47.20 for Cr. The concentrations of Pb, Ni, Cu, and Cr have been found lower than the Interim Sediment Quality Guidelines and probable effect level values suggesting that heavy metal contents in sediments from area of study would not be expected to cause adverse biological effects on the biota. The obtained enrichment factor values for various metals were between minimal enrichment (Pb = 0.5) and extremely enrichment (Cu = 3.11). The values of I_geo for Pb, Ni, Cu, and Cr were characterized under no pollution (0). The highest value of potential ecological risk index (RI) (8.36) was observed at St. 4 while the lowest value (5.25) was detected at station 6. Based on potential ecological RI, the Persian Gulf had low ecological risk.     

Concentration and ecological risk of heavy metal in street dusts of Eslamshahr,Iran

This study was done to evaluate heavy metal concentrations in street dust samples, to compare measured concentrations in samples to background concentrations in order to make evaluations for pollution indices, and to describe the quality of street dust in the studied area in relation to pollution. A total of 30 cumulative samples were collected from the streets of Eslamshahr City. Concentrations of heavy metals were determined using an Inductively Coupled Plasma-Optical Emission Spectrometry (ICP-OES). Results determined mean concentrations (mg/kg) of the heavy metals Cd, Cr, Cu, Ni, Pb, and Zn, in collected samples of street dust as 0.34, 35.1, 239, 42.4, 71.3, and 573, respectively. I_geo values for Cd and Cr, Cu, Ni, Pb, and Zn showed level of moderately polluted, unpolluted, moderately to strongly polluted, unpolluted, moderately polluted and moderately to strongly polluted, respectively. The pattern of total metal concentrations in the studied area was ranked as follows: Zn and Cu>Pb>Cd>Ni>Cr. The highest values for the monomial potential ecological risk (E_r) were observed for Cd (114). The mean level of RI for the studied soil samples was 192 (91.3–244), which is classed as presenting a strong potential ecological risk.     

生态风险分析在农田肥力评价中的应用

生态风险分析属于生态学研究的热点问题之一。本文探讨了生态风险的内涵,定义了生态系统的风险：生态系统的风险是其生态因子所导致的不良事件发生的概率及其后果的严重程度。研究了农田生态系统产生的生态风险——土壤肥力退化风险,将生态风险的理论引进农田生态系统的风险评价中．建立了风险评价指标体系．构建了土壤肥力风险评价的实用数学模型,给出了一种度量土壤肥力风险的简单、合理的科学方法．并就具体实例进行了分析研究。计算结果表明,在评价地区所选的24个样区中,生态风险很大者占样区总数的12．5％,生态风险较大的占33．3％．生态风险一般的占37．5％．风险较小的占16．7％。其中风险很大和较大的一些样区,应是所论样区中土壤改良治理的重点样区。就各样区不同土壤肥力因子存在的风险也给出了定量结果。以上风险分析结果,为土壤肥力风险评价和土壤改良治理提供了定量依据。     

光和噪声污染胁迫下城市生态斑块鸟类风险评价

为应对城市生态斑块光污染、噪声污染范围快速扩张和强度增加对鸟类带来的生态风险,探讨了将微观鸟类风险阈值与宏观光污染、噪声污染分布数据结合进行生态风险评价的全链条研究方法,具体包括：探究微观层面光、声污染胁迫下鸟类生态风险阈值,分别获得光污染对黄雀和栗鹀寤寐节律及声污染对画眉鸟退避行为的生态风险阈值,并提出由实验室环境中获得的鸟类光污染强度风险阈值推算室外夜间混合光环境中鸟类光污染强度风险阈值的方法;同时获取宏观光、声环境分布数据,其中光环境分布数据基于Luojia 1-01和Jilin 1-7B夜光遥感影像获得,声环境分布数据通过软件模拟、实测校核、ArcGIS属性赋予等系列操作获得;结合微观鸟类风险阈值和宏观光、声环境分布数据开展生态风险评价,以典型城市生态斑块为实例分析光污染和噪声污染胁迫下鸟类生态风险分布特征;搭建生态风险评价平台并进行鸟类生态风险可视化展现。该生态风险评价方法可为城市宏观区域光、声污染生态风险的快速评价提供科学规范的研究和技术范例。     

Heavy metal contamination of soil and tree-ring in urban forest around highway in Shanghai,China

The heavy metal (HM) pollution of forest soil has been known as one of the most challenging pollution issues due to their characteristics. In order to know the HM pollution condition in urban forest, identify the possible source of HM, 102 sub-samples of soil in 34 sites and 39 tree rings sub-samples in 7 sites were collected in the outer-ring greenbelt (ORG) in Shanghai, China. Concentrations of Cu, Zn, Pb, and Cd in soil and tree rings were analyzed, and the soil properties pH, total nitrogen, total phosphorous, and organic matter were analyzed too. Geo-accumulation index and potential ecological risk index were used for assessing the contamination level of HMs. Nonparametric tests, one-way analysis of variance, correlation analysis, and principal component analysis were applied. The results showed that: (1) concentrations of Cu, Zn, and Cd in soil were significantly higher than their corresponding background values of Shanghai (BVs); concentrations of Cu, Zn, and Pb in tree rings increased gradually in the past 10 years; (2) Zn and Cd were in unpolluted to moderately polluted level, Cd has moderate degree potential ecological risk; (3) vehicle exhausts and abrasion of vehicle parts of tires and historical agricultural activities were the main sources of HM contamination; (4) Cinnamomum camphora (L.) Presl. has the potential to reconstruct the change of Cu, Zn, and Pb as a bioindicator. In conclusion, Cd should be considered as a priority control component. The relationship between plant and soil should take further focus and more studies of the behavior of HMs in soil and plants are required.