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。     

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。     

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。     

利用综合评价方法和等级模型评价乐安江水体重金属污染

采用1992-1995年在江西乐安江所获得的野外调查数据。对化学、毒理学和生态学数据的性质进行分析比较,分析了不同类型评价参数的性质和综合利用时存在的问题。并提出了三者综合的评价方法和一个等级模型。来评价江西省乐安江河流重金属污染及潜在的生态影响。结果表明对于复杂的河流生态系统,采用多指标综合评价方法是描述污染和预测污染生态效应的一种有效途径。     

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。     

考洲洋饵料生物水平综合评价

在GIS(Geographical Information System)的支持下,利用等级模型对1999年2月(枯水期)和8月(丰水期)考洲洋饵料生物水平进行了综合的分析和评价。枯水期考洲洋整个水域饵料生物的分布较均匀,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变化幅度较大,其密集分布区位于湾中部和望京洲沿岸水域,达4-5级,饵料生物最为丰富,其次为湾口,达4级水平。两个调查航次相比,丰水期的饵料生物水平高于枯水期。主要优势种的变化具有明显的季节交叉和演替现象,浮游植物和浮游动物的主要优势种在不同季节差异较大,而底栖生物的优势种组成在整个调查期间变化不大。调查期间各饵料生物的多样性指数和均匀度均呈现出较大的变化,其最大变化范围分别为0.01-4.49和0.01-0.96,表明湾内饵料生物受外界环境条件影响较大,生物群落组成结构和生物多样性水平不太稳定。调查期间整个水域的生物多样性阈值均呈现出湾西部及西北部水域较高,其余水域较低的分布特点,但不同季节其变化趋势及分布范围略有差异。枯水期多样性阈值的密集分布区出现于湾西侧的部分水域,其等级水平为3级,饵料生物多样性较好,其余水域均为2级或低于2级水平,多样性一般或较差。丰水期的分布趋势与枯水期相似,其密集区出现于湾西部和西北部的整片水域中,分布范围比枯水期大,但等级水平明显低于枯水期,为2级,多样性一般,其余大部分水域均为1级水平,多样性较差。       

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.     

临安市雷竹林土壤重金属污染特征及生态风险评价

为了解临安市雷竹林土壤重金属污染特征,采集并测定了160个土壤样品的Hg、As、Cu、Pb、Zn、Cd、Cr、Ni、Co、Mn等重金属含量,采用单因子污染指数和内梅罗综合污染指数对雷竹林土壤重金属污染程度进行分析,并应用Hankanson潜在生态风险指数法对雷竹林土壤重金属潜在生态风险进行评价.结果表明:雷竹林土壤重金属Hg、As、Cu、Pb、Zn、Cd、Cr、Ni、Co、Mn的平均含量分别为0.16、7.41、34.36、87.98、103.98、0.26、59.12、29.56、11.44、350.26mg·kg-1,Pb、Cd、Zn和Cu平均值超过浙江省土壤背景值,分别是对应背景值的2.89、1.70、1.12、1.12倍.经单因子污染指数评价,不同重金属元素的平均污染程度大小依次为Pb＞Cd＞Cu=Zn＞Hg＞As＞Ni＞Co＞Cr＞Mn,其中Pb有中度污染,Cd、Cu和Zn有轻度污染.经内梅罗综合污染指数评价,160个样点都受到不同程度的重金属污染,轻度污染、中度污染和重度污染水平所占比率分别为55.6％、29.4％和15.0％.各重金属单因子潜在生态风险指数平均值评价结果显示,只有Cd污染达到中等生态风险,其他重金属均为轻微生态风险,而局部采样点Cd和Hg单因子潜在生态风险指数最大值分别达到256.82和187.33,存在很强生态风险.重金属综合因子潜在生态风险指数评价结果表明,临安市雷竹林土壤整体上存在轻微生态风险.     

庐江废弃明矾石矿土壤重金属形态特征及生态危害评价

对庐江明矾石矿区选择排土场废石和冶炼废渣堆废渣中重金属(Cu、Zn、As、Cd)总量和形态分布进行探究, 并用Hakanson潜在生态危害指数法评价其对环境的影响。结果表明, 冶炼废渣堆土壤中的各重金属总量均高于排土场, 并且As的含量是国家二级标准值的5.8倍; 基于总量的Hakanson潜在生态风险评价结果表明, 废石废渣重金属的潜在生态危害指数(RI)分别为1579.05和2022.25, 均属于很强生态危害程度, 另外, Cd对RI的贡献率均最大, 分别占总量的97%和84%, 其次为As。排土场和冶炼废渣堆土壤重金属的形态分布特征既有相似性又有差异性。各重金属均以残余态为主, 含量在50%以上; 废石中Cu的可交换态和碳酸盐结合态的比例占整体的11.11%, 对矿区危害性较高, 其余重金属对矿区存在低风险性危害。     

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。     

围垦对辽东湾北部滨海湿地土壤重金属含量的影响及生态风险评价

围垦历史与围垦方式被认为是人类对滨海湿地生态系统干扰的主要因素。选取辽东湾北部区作为研究区,采集129个表层土壤样品（0-20 cm）,测定土壤理化性质（盐分、pH、土壤颗粒组成、土壤有机碳、硝态氮、速效磷）和重金属元素（Fe、Mn、Cu、Cr、Cd、Ni、Zn、Pb）含量;运用多元统计和反距离权重插值方法揭示研究区土壤重金属元素的来源与空间分布特征,最后利用Hakanson潜在生态风险指数法对重金属的潜在生态风险进行评价。结果表明：①6种重金属表现为彼此的显著正相关（P<0.01）。除Pb外,Cd、Cr、Cu、Ni和Zn的浓度与土壤有机碳、黏粒、粉粒含量呈极显著正相关（P<0.01）,而与砂含量呈极显著负相关（P<0.01）。②化工、造纸、石油开采及加工等工业活动可能引起Cr、Cu、Ni和Zn的富集,持续的农业施肥和农药使用可能会增加土壤中Cd、Pb的含量。③围垦初期（1990s）,土壤侵蚀和淋洗脱盐对土壤重金属分布具有显著影响。随着开垦年限的延长（1960s）,持续的农业施肥、工业活动（如造纸、石油开采）和城市扩建,都大大增加了土壤重金属含量的累积。④不同的围垦方式影响下,除Fe标准化的Cd和Pb在水产养殖区有较高的浓度外,Fe标准化的Cr、Ni、Cu和Zn的浓度均在自然区域（滩地和芦苇）高于人类活动区域（水产养殖、耕地、建设用地）。⑤综合潜在生态风险指数平均值为325.69,表现为极强的生态风险程度,其中Cd表现为极高生态风险的采样点比例为46.51%,是造成区域重金属污染的主要贡献元素,特别是在水产养殖和农业地区。     

长沙城市森林土壤7种重金属含量特征及其潜在生态风险

采用调查分析方法,研究长沙城市森林土壤Zn、Cu、Ni、Pb、As、Cd、Hg7种重金属含量,并以长沙市土壤背景值和湖南省土壤背景值为参比值,采用Hakanson潜在生态危害指数法评价不同城市化梯度森林土壤重金属潜在生态风险.结果表明:7种重金属的平均含量均随着城市化程度提高而增加,Pb增幅最大,As增幅最小.同一城市化梯度森林土壤均以Zn平均含量最高,Cd最低,但均未超过土壤环境质量标准(GB15618-1995)Ⅱ级标准值.在城市中心区,桂花树林、樟树+桂花树混交林土壤Zn、Cu、Pb、As、Hg平均含量普遍较高,而樟树+马尾松混交林、桂花树+杜英混交林土壤Cu、Ni、As、Cd、Hg平均含量普遍较低,Pb、Zn空间分布差异明显,Cd、Ni、As空间分布比较均匀,Cu、Ni、Pb、As、Cd、Hg之间(除Cd与As、Ni之间外)均存在显著(P＜0.05)或极显著(P＜0.01)的相关性,与土壤有机质之间也呈显著(P＜0.05)或极显著(P＜0.01)的相关性,Zn、Cu、Ni、Pb、As、Cd、Hg主要是人为输入;中心区森林土壤重金属的潜在生态危害已达到中等生态危害程度,边缘区接近中等生态危害程度,郊区为轻微生态危害程度,Zn、Cu、Ni、Pb、As均为轻微生态危害程度,Cd、Hg已达到中等生态危害程度以上.     

成都平原北部水稻土重金属含量状况及其潜在生态风险评价

为了解成都平原水稻土重金属含量状况和潜在的生态风险,选取成都平原北部水稻土典型区域为研究对象,采集了158个表层土壤样品,分析了土壤中pH值和Cd、Cu、As、Hg、Pb、Cr、Ni 7种重金属元素含量,以20世纪80年代测定的成都平原土壤重金属元素背景值为评价标准,采用Hakanson潜在生态危害指数法对研究区域的重金属潜在生态风险进行了评价。结果表明:研究区域水稻土Cd、Hg、Ni、Cu、Pb、Cr和As平均含量分别为0.709、0.187、32.08、34.12、31.52、82.13 mg/kg和7.25 mg/kg;Cd、Ni、Cu和Hg 4种重金属超过《土壤环境质量标准》(GB15618-1995) Ⅱ级标准值样本比例分别为87.34%、8.23%、3.80%和3.80%,Cd含量超标严重。7种重金属元素变异系数幅度为18.35%-49.03%,由大到小依次为Cd、Hg、Cu、As、Ni、Cr、Pb。75.32%的样本达到中度或较强重金属潜在生态风险,区域整体表现为中度潜在生态风险(RI平均值为198.65),Cd和Hg为高生态风险元素,对潜在生态风险贡献率分别为62.27%和20.78%,As、Pb、Cu、Ni、Cr为低生态风险元素;风险概率图显示城区周边和绵远河沿线的潜在生态风险等级较高。因此,成都平原水稻土农业生产中应采取一定的措施防控农产品Cd和Hg污染。     

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.     

Distribution,speciation, and ecological risk assessment of heavy metals in surface sediments of Jiaozhou Bay,China

This paper analyzed the distribution and speciation of seven heavy metals in sediments in Jiaozhou Bay. The ecological risk was assessed using three index approaches (i.e., risk assessment code (RAC), contamination factor (CF), and potential ecological risk index (PERI)) and by a comparison with sediment quality guidelines (Chinese Marine Sediment Quality Standards (CMSQS), and threshold effect level (TEL) and probable effect level (PEL) from the USEPA). Pb, Cr, As, Cu, Zn, and Hg contents at most sites were above the corresponding TEL and Class I criteria (CMSQS) value. Particularly, high contents of Cu, detected at sites S₇ (124.5 mg kg^?1) and S₈ (118.3 mg kg^?1), exceeded the respective PEL value, indicating that harmful biological effects might occur. Speciation analysis, individual CF, and RAC calculations suggested that Cd had the highest bioavailable fraction and thus posed a very high risk to aquatic ecosystem; Cu and Zn showed a medium–high risk. Both global CF and PERI analysis indicated a high pollution risk at sites S₇, S₁, S₃, and S₂, but the assessments of specific sites were different. The incomplete consistency suggested that it is necessary to consider both total contents and chemical speciation for providing a more realistic appraisal for the risk of heavy metals in sediments.     

新疆焉耆盆地辣椒地土壤重金属污染及生态风险预警

从新疆加工辣椒主产地(焉耆盆地)采集105个辣椒地典型土壤样品,测定其中As、Cd、Cr、Cu、Mn、Ni、Pb和Zn等8种重金属元素的含量。采用污染负荷指数(Pollution load index,PLI)、潜在生态风险指数(Potential ecological risk index,RI)和生态风险预警指数(Ecological risk warning index,I_(ER))对辣椒地土壤重金属污染及生态风险进行评价。结果表明:(1)焉耆盆地辣椒地土壤Cd、Cr、Ni、Pb和Zn含量的平均值分别超出新疆灌耕土背景值的1.65、1.40、1.32、3.21、6.42倍。辣椒地土壤Pb和Zn呈现重度污染,Cd、Cr和Ni轻度污染,As、Mn和Cu无污染。(2)土壤PLI平均值为1.40,呈现轻度污染。各重金属元素单项生态风险指数从大到小依次为:Cd、Ni、As、Cu、Pb、Cr、Zn。土壤RI平均值为18.40,属于轻微生态风险态势,IER平均值为-4.78,属于无警态势;博湖县辣椒地污染水平、潜在生态风险程度与生态风险预警等级最高,焉耆县污染水平、潜在生态风险程度与生态风险预警等级最低。(3)辣椒地土壤As、Cd、Pb与Zn主要受到人类活动的影响,Cr、Cu、Mn和Ni主要受到土壤地球化学作用的控制。Cd是焉耆盆地辣椒地生态风险等级最高的重金属元素,研究区农业生产过程中要防范Cd的污染风险。     

东江下游流域突发性重金属复合污染生态风险评价

流域突发性重金属污染事件发生不确定性较高,难以预测和防控,严重威胁流域生态安全、人群健康乃至社会稳定。本研究以东江下游流域为研究区开展生态风险评价,基于“多风险源(危险性)-多胁迫因子(联合暴露)-多风险受体(脆弱性)-生态风险”的风险传递框架,运用贝叶斯网络,计算东江下游流域突发性Cr⁶⁺-Hg²⁺复合污染生态风险,概率化表征风险不确定性,进而提出流域风险防控与管理措施。结果表明：(1)东江下游深莞惠地区67家涉重金属风险源均会对其子流域造成生态风险,惠州市的生态风险明显高于深圳市和东莞市;(2)东江下游西枝江子流域的生态风险最为显著,其次是东江下游干流子流域和东江下游河网区子流域;(3)基于敏感性分析,“河流水体脆弱性”是造成东江下游流域生态风险的主导因子。研究结果可为东江下游流域生态风险防控与管理提供理论支持。