重金属污染对珠江口红树林表层沉积物碳含量的影响

湿地沉积物是红树林生态系统中重要的组成部分,其总有机碳储量的变化对红树林生态系统的固碳能力有着重要影响。现有对红树林湿地重金属的研究多集中于污染评价,鲜有涉及重金属含量对沉积物总有机碳（TOC）含量影响的研究。于2018-2019年期间4次前往珠江口典型红树林湿地,采集了0-30 cm表层土壤沉积物的样品,并测定其重金属含量和TOC含量,以探讨重金属含量变化对TOC的影响。结果表明,与广东地区的背景值相比,研究区沉积物重金属含量超标较为严重,重金属来源应是人类活动;沉积物的重金属含量能够显著影响TOC含量（P<0.01,R²=0.39）,间接对红树林湿地的固碳能力、甚至全球变暖产生一定影响;Cd、As、Zn含量高的沉积物环境有利于TOC的积累,Cu、Cr、Ni、Hg含量低的沉积物环境则不利于TOC的积累。沉积物的重金属对TOC的影响的机制是非常复杂的,它们可以通过影响土壤结构、土壤化学组分、土壤内微生物、上部植被群落的生长以及凋落物归还等一系列过程,导致沉积物TOC和固碳能力的变化。     

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.     

长期重金属胁迫对农田土壤微生物生物量、活性和种群的影响

调查了沈阳张士灌区长期污水灌溉造成的原位农田土壤重金属污染状况,从土壤微生物生物量、微生物活性和微生物种群数量的角度评价了长期重金属污染对农田土壤生态系统的影响.结果表明,张士灌区土壤存在严重的Cd污染,土壤Cd含量达1.75～3.89 mg·kg ^-1,部分区域还伴有Cu、Zn复合污染.在目前污染程度下,土壤微生物生物量碳(C_mic)、微生物商(qM)、土壤脱氢酶活性以及自生固氮菌数量随土壤重金属含量增加呈下降趋势,代谢商(qCO₂)随土壤重金属含量增加显著升高,而底物诱导呼吸强度(SIR)、纤维素酶活性以及细菌、放线菌和真菌数量无明显变化.相关性分析表明,土壤Cd含量变化是影响微生物参数变化的主要因素,在微生物参数中微生物商和代谢商对重金属污染最敏感.     

贵州草海沉积物重金属时空分布特征与生态风险评价

在草海选取代表性点位采集表层沉积物和沉积物柱芯,测定沉积物Cr、Ni、Cd、Co、Pb、Zn和Sb等重金属含量,研究草海沉积物重金属时空变化特征、来源及潜在生态危害。结果表明:草海表层沉积物中Cd、Pb、Zn和Sb在湖泊北部、湖心及西南湖区含量较高,且由北向西南方向呈扇形分布,主要来源于周边矿产资源的开发;Cr、Ni和Co在湖泊最西端区域含量较高,主要受城镇生产生活污水排放影响;草海沉积物中Cd和Sb污染最严重,其地质累积指数分别为1.50~4.62(平均值3.10)和1.63~3.45(平均值2.61);潜在生态危害指数显示,草海沉积物Cd的生态风险较高,且湖心区域最严重。草海沉积物柱芯中重金属的垂直剖面分布正好对应了草海流域的矿产开采历史。尽管流域矿产资源开采活动已经停止,但以往矿产资源开采及冶炼过程中产生的重金属仍是目前草海重金属污染的主要来源。因此,应制定合理措施,严格控制重金属污染来源,并建立有效的沉积物重金属污染治理措施,恢复草海生态环境。     

污染土壤重金属形态分析及其影响因素研究进展

土壤重金属形态分析是污染土壤修复的关键｡基于现阶段土壤重金属污染的研究成果,在指出土壤中重金属形态研究的必要性基础上,对土壤重金属存在的形态和分析方法进行了论述,接着着重对土壤重金属形态分布的主要影响因素进行了深入分析,最后指出本领域研究中存在的问题并提出研究展望｡为深入了解土壤重金属的赋存形态､形态分布的影响因素以及提出切实可行的重金属污染土壤修复方式提供理论指导参考｡     

鸟粪对同里湿地公园土壤重金属及其形态的影响

为了解鸟粪对同里湿地公园土壤重金属全量及形态转化的影响,测定了公园内有鸟粪土壤、无鸟粪土壤、鸟粪沉积物的理化性质,Co、Cr、Cu、Ni、Zn全量及其形态分布,并进行统计分析。结果显示:同里湿地公园土壤及沉积物p H值平均含量达4.5,N、C、H、S和TP平均含量分别达到3.69、38.07、10.97、0.52、1.43g/kg,有鸟粪土壤中N、C、H和S含量显著高于无鸟粪土壤。Cu、Zn、Co平均含量呈现出鸟粪沉积物有鸟粪土壤无鸟粪土壤;Cr的平均含量表现为鸟粪沉积物无鸟粪土壤有鸟粪土壤;Ni呈现出有鸟粪土壤鸟粪沉积物无鸟粪土壤。总体上,鸟粪的进入增加了土壤Cu、Zn、Co、Ni含量。因此应及时清理土壤上覆鸟粪,降低对当地重金属污染风险。相对于无鸟粪土壤中不同重金属形态的分布,有鸟粪土壤中Co、Cr、Cu、Zn的活性态占全量的百分比均略有下降,非活性态呈上升趋势。鸟粪的加入,虽然会在一定程度上降低活性态重金属占总量的比例,但因总量和活性态含量均上升,向植物系统的迁移量会呈现增加趋势,因此对鸟粪施肥再利用应慎重。     

重金属污染生态学研究现状与展望

重金属污染生态学的研究迄今已有近 5 0 a的历史 ,在土壤重金属元素背景值和环境标准的制定、重金属在环境中的迁移转化、重金属污染治理、元素分析测定方法和规范、对生物体的毒性及生物体的响应等方面取得了很多研究成果 ,出版了很多专著。在对重金属污染生态学研究进行简要回顾的基础上 ,以重金属在生物体内的行为特征 (吸收、迁移、富集、毒害、解毒和抗性等 )为主线 ,从微观和宏观水平 ,系统综述了目前该领域的研究现状 ,分析了尚存在的一些问题 ,最后从生物对重金属污染适应的分子机理、治理方法和技术的创新性、复合污染下环境标准制定的科学化以及重金属污染条件下全球生物进化的趋势预测等方面作了研究展望     

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。     

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。     

土壤和沉积物中黑碳的环境行为及效应研究进展

土壤和沉积物是全球黑碳排放的主要归宿,土壤和沉积物中黑碳具有复杂的环境行为和环境效应。分析了黑碳的概念,指出应以环境意义为出发点去理解黑碳概念的丰富内涵;描述了黑碳形成过程及其对黑碳理化性质的影响,以及基于此的黑碳分类;总结了黑碳来源辨析的若干种常用方法;讨论了黑碳在土壤/沉积物与其他环境介质之间的迁移循环过程,以及在土壤和沉积物内部的迁移行为;探讨了土壤和沉积物中黑碳的降解行为与稳定性,及其与地-气碳氮温室气体通量、土壤稳定碳库的关系,以及在土壤碳循环模型中的作用;综述了土壤和沉积物中黑碳对有机物、重金属和营养盐的吸附行为及主要机制;提出了今后研究的主要方向,以供相关研究者参考。     

溶磷微生物在钝化和植物修复重金属污染土壤中的作用

钝化和植物修复是重金属污染土壤修复的重要技术手段,而溶磷微生物可进一步增强钝化和植物修复重金属污染土壤的作用。介绍了钝化和植物修复重金属污染土壤的基本原理,总结了溶磷微生物对土壤中难溶性磷酸盐的溶解、利用磷酸盐钝化修复重金属污染土壤、溶磷微生物对磷酸盐钝化修复的强化以及溶磷微生物强化植物修复重金属污染土壤的研究进展,探讨了溶磷微生物对重金属的抗性及其溶磷机理、溶磷微生物对磷酸盐钝化修复重金属污染土壤的强化作用机理以及溶磷微生物强化植物修复重金属污染土壤的作用机理。旨在为生物修复重金属污染土壤研究提供一定的理论依据和技术支撑。     

工业大麻对重金属污染土壤的治理研究进展

由于工业、农业、废水处理、建筑和采矿等一系列人为活动造成土壤的污染程度日益严重,致使土壤不能用于粮食等作物生产.如何深入治理重金属污染土壤已成为当今研究的热点.由于传统的治理重金属污染技术非常昂贵,并存在二次污染的风险,促使研究者寻求新的治理技术.而植物修复技术以其价廉、清洁、不破坏环境、不会造成二次污染等特性逐步引起了学术界和政府部门的广泛重视.近年来,工业大麻以其优良的修复特性和利用价值已成为修复重金属污染土壤的候选植物之一.在此重点论述了重金属对工业大麻的影响及其在大麻不同部位的分布;工业大麻对重金属的吸收能力以及工业大麻对重金属污染土壤修复的优良特性,最后对工业大麻修复重金属污染土壤技术存在的不足等进行归纳总结,以便为工业大麻对重金属污染治理研究及耐重金属或超富集工业大麻品种的选育和栽培技术研究提供指导.     

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。     

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.     

大亚湾及邻近海域重金属污染的研究进展

综述了大亚湾及其邻近海域的海水、沉积物以及生物体中重金属的浓度水平、赋存形态、时空分布以及潜在生态风险等的研究进展。现有的研究表明, 大亚湾海域海水中重金属污染程度较轻, 但部分海域的Cu、Pb、Zn 有超标现象; 沉积物中重金属主要为残渣态, 污染程度较轻, 重金属含量呈增加的趋势, 尤其是Hg、Cd 的潜在危害较高;海产品中重金属浓度水平较低, 但底栖生物中Cd 含量水平存在一定的生态风险。综合现有研究资料, 大亚湾海域有机重金属化合物的污染状况研究, 同位素示踪技术分析重金属来源以及膜扩散梯度技术等在大亚湾重金属污染调查中的应用等方面仍需要进一步开展。     

花部重金属积累对植物-传粉昆虫互惠关系影响的研究进展

传粉昆虫急剧下降是当前全球生态学家最为关注的热点问题之一,全球气候变化、土地利用改变、生境破碎化以及工农业生产带来的有害物质如杀虫剂等均有重要影响。相比而言,土壤重金属污染对传粉昆虫的潜在影响缺乏深入评价。土壤重金属会进入植物组织如花部,在传粉过程中传递到传粉者体内,并通过影响传粉者行为改变植物雌雄适合度,全面梳理相关研究进展和存在的问题,有助于提升对重金属污染带来的生态后果的全面认识,了解动植物相互关系对环境变化的响应。本文结合前期的研究成果,从重金属在植物花部中的积累模式、花部重金属积累对植物雌雄适合度的影响、经花部报酬介导的重金属积累对蜂类传粉者传粉行为、生活史关键环节的影响等进行综述,以期为理解花部重金属积累对植物与传粉昆虫互惠关系的影响,进而拓展关于土壤重金属污染与传粉昆虫数量减少之间的内在联系的科学认识。     

重金属污染的植物修复及相关分子机制

随着近代工业的发展,土壤重金属污染问题日益严重。重金属即使在极低浓度下仍然可以对人畜造成健康上的威胁,因此迫切需要有效的修复方法对土壤进行修复。生物修复,特别是植物修复目前已经成为重金属污染修复的重要手段之一,了解相关植物的重金属解毒和积累分子机制是提高修复效率、解决重金属污染问题的基础。文中以土壤修复方式为起点,结合植物吸收积累重金属以及解毒的相关分子机制研究,探讨了植物修复的发展现状以及趋势。     

中国近海持久性毒害污染物研究进展

持久性毒害污染物具有三致效应和遗传毒性,对近海生态环境危害极大。持久性毒害污染物主要通过人海河流和沿岸直排输送人海,主要赋存于近海沉积体系。持久性毒害污染物在沉积物分布累积主要受到沉积环境的影响,包括人海河流径流量、输沙量、水动力、河口海湾冲淤演变等,以及其自身物理化学性质和沉积物性质如颗粒物大小和有机质含量等。不同海区的研究表明,重金属污染整体上较轻微,胶州湾沉积物Cu、As污染较其它地区严重,珠江口盐沼Cd、Zn污染最为严重;近海沉积物有机污染主要集中在工业活动密集的珠江三角洲及邻近海域、长江口及闽江口海区,多氯联苯（PCBs）污染以珠江三角洲最为严重,有机氯农药（OCPs）污染在东南部河口及邻近海区较为严重。在明确持久性毒害污染物在不同沉积环境下差异和共性的基础上,提出若干今后需加强的研究,包括污染物迁移转化规律、重金属化学形态分析、微生物降解机制和污染物相互作用,等。     

阿哈水库沉积物-水界面重金属扩散通量

为了解阿哈水库水体中重金属的污染现状,选取了4个典型点位进行夏、冬两季采样分析,研究了上覆水体及沉积物孔隙水中Co、Ni、Cu、Zn、As、Cr及Pb 7种重金属的时空分布规律及其界面扩散通量。结果表明:阿哈水库上覆水体中溶解性重金属的均值含量符合我国《地表水环境质量标准》(GB 3838—2002)Ⅰ类标准与《生活饮用水卫生标准》(GB 5749—2006),未受到重金属污染。夏季分层期,底层水缺氧导致水体As、Co、Cr含量增高,而冬季混合期重金属的垂向变化较小。沉积物孔隙水中重金属浓度均值高于上覆水,且Co与Ni、As呈显著正相关,其在水库中的迁移转化过程受铁锰循环的共同影响; Cu、Zn与Pb存在正相关关系,具有相似的污染来源。分析沉积物-水界面重金属扩散通量显示,Zn保持负扩散,表明沉积物对Zn具有很好的净化吸附效果;而Co、Ni、As、Pb保持正扩散,特别是夏季As的扩散通量达2.07μg·cm~(-2)·a~(-1),对上覆水体可能产生较大的释放风险。研究证实,近十年来阿哈水库水体重金属的污染控制取得了显著的效果。     

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。