高邮湖底泥及出入湖河口表层沉积物重金属元素分布与潜在生态风险评价

为查清高邮湖底泥及出入湖河口表层沉积物重金属分布特征,评价其潜在生态风险,以湖区及周边25个底泥和沉积物样品为载体,重点研究8种重金属元素,选用单因子污染指数法、内梅罗综合指数法、地累积指数法和潜在生态风险指数法,相似比对重金属污染等级及评价潜在生态风险。测试数据表明,8种重金属元素中,仅Hg含量（平均值）未超过里下河浅洼平原表层土壤重金属元素背景值,As含量（最大值）超过农用地土壤污染风险筛选值。Pearson相关系数矩阵表明,重金属元素Ni与Cr、Pb、Zn、Cu之间具显著同源性;单因子污染指数法与内梅罗综合指数法评价结果显示,污染指数均值排序均为As＞Cd＞Pb＞Cu＞Zn＞Ni＞Cr＞Hg,但对As、Cd评价前者为轻度污染,后者为中度污染;地累积指数Igeo显示,仅As为轻度污染,其余元素均为无污染状态。沉积物单项潜在生态风险指数排序为Cd＞Hg＞As＞Pb＞Cu＞Ni＞Cr＞Zn,仅Cd属中风险,其余元素为低风险;研究区综合潜在生态风险指数RI均值为115.7,表明全区总体生态风险属于低风险状态,重金属有沿入湖河口向湖心区富集趋势。     

黄河内蒙古段上覆水、悬浮物和底泥重金属特征及生态风险研究

系统地采集黄河内蒙古段上覆水、悬浮物和底泥样品,分析其中重金属元素的含量。采用地质累积指数法和潜在生态危害系数法,研究了黄河干流内蒙古段的上覆水、悬浮物和底泥的重金属沿程分布特征、污染程度和生态风险。分析结果显示:除了As元素,悬浮物中重金属元素含量总体上高于底泥中的含量。地质累积指数法评价结果表明:悬浮物和底泥属于无污染—中度污染,悬浮物总体上比底泥污染严重;潜在生态危害系数法评价结果表明:底泥和悬浮物中重金属的生态危害总体上属轻微状态;因此,生态风险指数法和地质累积指数评价结果基本一致。     

白银东大沟水体和底泥中重金属污染评价

为了给白银东大沟河道生态治理和底泥处理风险评价提供科学参考,分析了东大沟水体中Cu、Pb、Zn、Cd、As、Hg和底泥中Cr、Zn、Pb、Cu、Cd、Hg重金属的含量水平、分布特征及含量变化趋势,并采用内梅罗综合指数法和潜在生态风险指数法分别对水体和沉积底泥中的重金属污染累积程度、潜在风险进行评价。研究结果表明,东大沟水体中6种重金属平均含量在0.005 7～4.796 0 mg/L之间,其含量大小依次为Zn>Cu>Cd>Pb>As>Hg。随水流方向,水体中As含量表现为升高趋势,其余重金属含量则呈显著降低趋势。底泥中6种重金属平均含量在(61.6～5 999.3)×10-6之间,其含量大小依次为Zn>Pb>Cu>Cd>Cr>Hg。东大沟河段底泥中的重金属含量有起伏,但整体表现为随水流方向含量显著降低的趋势。参照相关评价标准,东大沟水体的主要重金属污染物为Cu、Pb、Zn、Cd,其单因子污染程度Cd>Pb>Zn>Cu,综合指数评价表明东大沟水体存在不同程度的污染;底泥主要重金属污染物为Cd、Hg、Pb、Cu,为复合污染,其生态危害风险程度Cd>Hg>Pb>Cu>Zn>Cr,潜在生态风险指数评价表明东大沟大部分河段底泥潜在生态风险指数为严重。     

内蒙古乌梁素海底泥中重金属污染的分布特征

研究了内蒙古乌梁素海0~20 cm深处底泥中重金属元素的全量,并利用潜在污染生态危害指数法评价了底泥中的重金属的污染风险。根据国家海洋沉积物质量一类标准、生态危害临界值和国家土壤质量一级标准,乌梁素海底泥中重金属的复合污染较严重,污染重金属主要为Cu、Cd、Ni、Zn。底泥中Pb、Cd、As、Cu、Cr、Hg、Zn之间相关性明显,说明湖泊底泥中这些重金属的污染来源相同。重金属生态风险评价结果表明:乌梁素海大部分地区属重金属轻度污染区,仅3个排干渠入口附近为极度污染区,其余地区为重度污染区。     

内梅罗综合指数法在河道底泥重金属污染评价中的应用与研究

为探索8种重金属污染物(镉Cd、汞Hg、砷As、铅Pb、铬Cr、铜Cu、锌Zn、镍Ni)污染程度、空间分布特征、生态污染风险,运用单因子污染指数法、潜在生态危害指数法和内梅罗综合指数法对某清淤河道底泥重金属污染现状进行评价,探究不同评价方法的适用特征。结果表明,三种评价方法的评价结果反映的指向一致,单因子指数法评价结果分级不明确,内梅罗综合指数法评价结果更严格、分级更精确,潜在生态危害指数法评价结果分级较为宽松。研究成果可为城市河道底泥重金属污染综合治理提供依据,为合理选择评价方法提供参考借鉴。     

内蒙古乌梁素海底泥重金属元素污染评价

根据乌梁素海底泥（0~20 cm）重金属元素调查数据,利用潜在污染生态危害指数法评价了底泥重金属污染风险.底泥中Pb、Cd、As、Cu、Cr、Hg、Zn之间相关性明显,说明湖泊底泥中这些重金属的成因来源和地球化学行为相同.采用国家海洋沉积物质量一类标准、生态危害临界值（TEL）和国家土壤环境质量一级标准的评价表明,湖泊底泥中重金属的复合污染较严重,污染元素主要为Cu、Cd、Ni、Zn.乌梁素海大部分地区属轻度污染,仅3个排干渠入口附近为极度污染区,其他局部地区为重度污染区.     

陕西潼关金矿区太峪河底泥重金属元素的含量及污染评价

通过对潼关金矿区太峪河和太峪水库底泥中重金属元素总量的调查,探讨了金矿开发活动中重金属元素对河流底泥的污染程度。研究结果表明,除As外,河流底泥中重金属元素的含量与尾矿渣中重金属元素的含量变化一致,表明其主要来源于尾矿渣,但又明显高于尾矿渣。在同一地点河流底泥中重金属元素的含量平均高出河水中的1048.61～666030.08倍,呈显著富集。以邻近地区不受工矿活动影响的河流底泥重金属元素的含量均值作为评价参比值,太峪河底泥受到了Hg、Pb、Cd、Cu、Zn元素的极度污染,单项污染超标倍数及综合污染指数法评价结果表明,Hg、Pb、Cd平均污染超标倍数达366.90、217.42和149.97,是底泥中最主要的污染元素。河流底泥重金属元素的综合污染指数高达278.97,表明河流的复合污染亦呈极度状态。太峪河底泥受重金属元素极度污染的现实提示,矿区的环境防治工作已刻不容缓。     

广东汕头市内海湾沉积物重金属环境质量调查与评价

内海湾底泥沉积物的环境质量状况与水生生物的生存和人体健康关系密切。在广东汕头市内海湾两岸23个点位采集了表层(0~20 cm)和深层(100~120 cm)底泥沉积物样品46件,对其pH值和Cd、Hg、As、Pb、Cr、Cu、Zn计7项重金属及K含量进行测试分析,调查底泥中这些重金属的含量特征,并参照农用地水田土壤污染风险管控标准对重金属环境污染质量进行评价。结果表明汕头内海湾底泥沉积物的pH介于7.00~8.82之间,平均值为7.83,在46件样品中41件样品的pH值大于7.5。内海湾底泥中7项重金属元素的含量均明显低于环境污染风险管制值,即对该区底泥重金属环境污染不需要管制。Cd、As、Pb、Cr这4项重金属含量均低于污染风险筛选值,其污染风险可以忽略。2件表层样品的Hg含量值高于污染风险筛选值,18件样品的Cu和Zn含量值高于污染风险筛选值,因此建议对底泥中Cu、Zn、Hg含量进行环境质量监测。K含量介于0.70%~2.59%,平均值为1.54%。基于表层底泥和深层底泥元素含量对比分析,认为该区Hg污染来源应为人为源;Cu、Zn的污染来源一部分为人为源,另一部分可能为人为源、自然源或二者的混合源。     

基于多种方法的土壤重金属污染风险评价对比——以江汉平原典型场区为例

以江汉平原典型场区周边农田土壤为研究对象,分析了土壤重金属元素Cd、Pb、As、Hg的总量和赋存形态特征,选用修正单项污染指数法、潜在生态风险指数法、风险评估编码法(RAC)和次生相与原生相比值法(RSP)四种评价方法开展了土壤重金属的污染风险评价,并对评价结果进行了对比讨论。分析结果表明:（1）基于总量的两种方法对比,潜在生态风险指数法优于修正单项污染指数法。（2）基于形态的两种方法对比,RAC法的评价结果比RSP法更为合理。（3）基于总量和形态方法对比,潜在生态风险指数法和RAC法各有其优缺点,潜在生态风险指数法能直观反映重金属在土壤中的富集信息和环境危害性,而RAC法则可以利用形态来阐明重金属在土壤环境中的行为特性和生态活性。因此,在进行土壤重金属污染风险评价时,综合考虑重金属种类、累积程度、生物毒性和生物可利用性等参数指标,才能更加科学准确地评估重金属在土壤中的环境风险。综合上述评价结果,江汉平原典型场区周边农田土壤重金属元素Pb、As污染程度较低,对周边环境无影响;重金属元素Hg累积程度不高,但由于其具有较高的生物毒性,对周边环境存在潜在威胁;重金属元素Cd是研究区最主要的污染因子,对周边环境影响大,亟需采取相应措施减轻Cd带来的风险。     

重金属污染评价及方法对比——以福建浅海沉积物为例

应用地质累积指数法、内梅罗综合污染指数法及生态危害指数法,对福建浅海沉积物461个底泥样品中7种重金属（Hg、Pb、Cr、Zn、Cu、Cd、As）进行了污染评价对比.结果表明：①各主要海湾浅海沉积物中超标重金属为Cr、Cu（Cr占24.1%,Cu占15.0%）,其次为Pb、Zn（Pb占6.3%,Zn占5.0%）;②九龙江口潜在生态危害最大,Cd潜在生态风险最高,地质累积指数超标的Cr、Cu、Pb、Zn潜在生态风险并不大;③三种评价方法各有侧重点和优缺点,各具合理性和局限性,若能结合应用,可较为合理地对重金属污染状况进行系统评价.     

典型内陆湖泊沉积物氮、磷和重金属分布特征及生态风险评价——以武汉市武湖为例

城市内陆型湖泊湿地对城市生态系统具有重要的作用。以武汉市武湖为例,采用数理统计、营养盐指数、地累积指数和潜在生态风险指数等方法,对武湖表层沉积物中的氮、磷、有机质和重金属的平面分布特征、影响因素、富集污染程度、生态风险进行评价。结果表明: 武湖西北部表层沉积物中总氮、总磷和有机质的含量明显高于东南部,武湖周边地表径流和农田是营养元素的主要来源,旱地较水田有利于沉积物中总磷的富集; 武湖沉积物中有机质为内源水生植物和外源陆生植物的混合来源,与总氮具显著正相关关系; 沉积物中重金属含量总体较低,局部呈现高镉,平面上总体北部高于南部; 沉积物中重金属富集程度和潜在风险较低,局部地区镉和铅为轻微富集,镉和汞具中等潜在风险; 沉积物的潜在生态风险为低至中等,潜在生态风险与沉积物中镉的分布高度一致。     

雄安新区白洋淀表层沉积物重金属地球化学特征及生态风险评价

【研究目的】白洋淀为雄安新区核心生态功能区,为支撑白洋淀湿地生态修复与保护,系统开展了全淀区表层沉积物环境质量调查。【研究方法】在白洋淀湿地采集表层沉积物样品484组,查明了白洋淀表层沉积物重金属地球化学特征,并采用地累积指数法、潜在生态风险指数法等多种方法开展了重金属生态风险评价。【研究结果】白洋淀表层沉积物重金属含量普遍偏高于河北省表层土壤重金属含量背景值,府河入淀口及白沟引河入淀口为重金属元素主要富集区,入淀河流输入为白洋淀重金属主要来源;环境地球化学综合评价结果为清洁无污染等级分布面积144.54 km²,占表层沉积物分布总面积的96.68%;各重金属污染程度由重到轻排序为Cd＞Cu＞Hg＞Pb＞Zn＞Ni＞Cr＞As,Cd元素污染程度等级以中度和偏中度为主,Cu元素以轻度和清洁为主,其他元素以清洁无污染为主;重金属潜在生态风险以轻度和中度为主,河流入淀口所在淀区重金属潜在生态风险高于其他淀区,潜在生态风险由高到低排序为南刘庄＞烧车淀＞小白洋淀＞王家寨＞藻苲淀＞捞王淀＞池鱼淀＞泛鱼淀。【结论】白洋淀表层沉积物环境质量总体较好,南刘庄等局部淀区存在重金属污染潜在生态风险,以Cd元素污染最为突出。创新点：采用地累积指数法、潜在生态风险指数法等多种方法,系统评价白洋淀湿地表层沉积物重金属污染程度和生态风险;重金属地球化学特征分析与主成分分析法相结合,揭示表层沉积物重金属污染主要来源为河流输入。     

Distribution of AVS-SEM, transformation mechanism and risk assessment of heavy metals in the Nanhai Lake in China

Distribution of AVS (acid volatile sulfide)-SEM (simultaneously extracted metals), transformation mechanism and risk assessment of heavy metals in the Nanhai Lake in Baotou City were discussed in this work. The results showed that the content of heavy metals in sediments increased due to the water pumped from the Yellow River, domestic sewage, municipal runoff and yacht waste release. Increasing water depth, domestic sewage influx and hydrophyte booming made the AVS level higher in downstream than upstream. The vertical distribution of AVS is characterized as multiple-peak in the sediment cores from the studied lake. Comparatively, the control abilities of the carbonate and sulfate to the heavy metals were five orders of magnitude lower than the sulfide phase. Therefore, AVS was the key factor controlling the precipitation of heavy metals in the Nanhai Lake. The ratio of SEM/AVS in the sediments, the acute sediment quality criteria and the chronic sediment quality criteria indicated that no acute toxicity for benthic organisms can be expected, and the AVS plays an important role in controlling the bioavailability and toxicity of heavy metals in the Nanhai Lake.     

小秦岭太峪水系沉积物重金属污染生态危害评价

以金矿开发影响的黄河二级支流太峪水系沉积物为研究对象,沿河采集16个表层沉积物样品,分层采集垂向剖面10件水库沉积物样品,测定了样品中重金属元素Hg、Pb、Cd、Cr、As、Cu和Zn的含量,采用Hakanson潜在生态指数法和Tomlinson污染负荷指数法评价重金属元素污染程度和潜在生态风险。结果表明,矿业活动是太峪水系沉积物重金属元素污染的主要因素;变异系数、富集系数和最高污染系数均反映Hg、Pb、Cd是太峪水系沉积物的特征污染重金属元素,Cr和As的质量分数接近地区背景值;太峪水系表层沉积物受到重金属元素的极强污染,山区段污染较山外更严重;整个流域的Hg、Pb、Cd具有很强的潜在生态危害,Cr、As、Zn的潜在生态危害轻微;太峪水系沉积物垂向各层沉积物都受到重金属元素的极强污染,生态问题以Hg、Pb、Cd的潜在生态危害为主,其污染和生态危害程度都高于流向上的沉积物。潜在生态危害指数评价突出了不同元素的毒性和危害程度,而污染负荷指数法侧重于样本空间上的污染程度,二者互补使用有利于实际问题的全面评价。     

承德伊逊河钒钛磁铁矿小流域土壤重金属地球化学基线及生态风险累积效应

以承德市伊逊河红旗钒钛磁铁矿小流域为例,通过参比元素标准化法、垂向剖面似背景值法确定小流域矿集区土壤12种重金属的地球化学基线,并与不同空间尺度流域的重金属地球化学基线进行对比;采用确定的基线值结合地累积指数法、地统计学、生态风险指数法和GIS叠加法对流域土壤重金属潜在生态风险和累积程度进行了评价。结果表明:钒钛磁铁矿矿致异常元素地球化学基线值具有明显的流域尺度效应,其值随着流域空间尺度的缩小而升高;在已开采矿集区小流域土壤重金属污染生态风险评价时,可选取其上一级流域地球化学基线值作为标准。伊逊河红旗矿集区小流域V、Ti、Co、Ni和Cr元素基线值高于滦河流域,As、Pb、Zn和Cd元素基线值与滦河流域相近,Mn和Hg元素基线值略低于滦河流域,Cu元素基线值略高于滦河流域。表层土壤重金属污染累积程度由强至弱为:Cu>Cr>Ti>Cd>Co>V>Ni>Zn>As>Hg>Mn>Pb;表层土壤重金属综合潜在生态风险指数RI范围为65.89~237.70,总体生态风险水平属低风险水平。深层土壤重金属总体污染累积程度和综合潜在生态风险总体弱于浅层土壤。流域土壤重金属综合潜在生态风险累积程度空间分布与流域地貌特征具有明显的耦合关系,重金属空间迁移主要受水力作用驱动控制,土壤重金属污染来源主要为矿业活动,同时受岩石风化和土壤侵蚀等自然因素影响。     

Source analysis and risk evaluation of heavy metal in the river sediment of polymetallic mining area: Taking the Tonglüshan skarn type Cu-Fe-Au deposit as an example,Hubei section of the Yangtze River Basin,China

In this paper, 25 sampling points of overlying deposits in Tonglushan mining area, Daye City, Hubei Province, China were tested for heavy metal content to explore pollution characteristics, pollution sources and ecological risks of heavy metals in sediments. A geo-accumulation index method was used to evaluate the degree of heavy metal pollution in the sediment. The mean sediment quality guideline quotient was used for evaluating the ecological risk level of heavy metal in the sediment. And a method of correlation analysis, clustering analysis, and principal component analysis was used for preliminary analysis on the source of heavy metal in the sediment. It was indicated that there was extremely heavy metal pollution in the sediment, among which Cd was extremely polluted, Cu strongly contaminated, Zn, As, and Hg moderately contaminated, and Pb, Cr, and Ni were slightly contaminated. It was also indicated by the mean sediment quality guideline-quotient result that there was a high ecological risk of heavy metals in the sediment, and 64% of the sample sites had extremely high hidden biotoxic effects. For distribution, the contamination of branches was worse than that of the main channel of Daye Dagang, and the deposition of each heavy metal was mainly influenced by the distance from this sample site to the sewage draining exit of a tailings pond. The source analysis showed that the heavy metals in the sediment come from pollution discharging of mining and beneficiation companies, tailings ponds, smelting companies, and transport vehicles. In the study area, due to the influence of heavy metal discharging from these sources, the ecotoxicity of heavy metals in the sediment was extremely high, and Cd was the most toxic pollutant. The research figured out the key restoration area and elements for ecological restoration in the sediment of the Tonglüshan mining area, which could be referenced by monitoring and governance of heavy metal pollution in the sediment of the polymetallic mining area.©2022 China Geology Editorial Office.     

太湖东部湖湾水生植物生长区底泥氮磷污染特征

为了解太湖东部湖湾(贡湖湾、光福湾、渔洋湾)表层底泥中氮、磷的污染特征及其与水生植物生长的关系,采集了各湖湾滨岸带水生植物生长区的表层底泥,探讨了水生植物的生长与分布对表层底泥中总氮(TN)、总磷(TP)及总有机碳(TOC)等含量的影响,并对表层底泥进行营养评价.结果表明,水生植物生长密集区底泥中TN、TP、TOC的含量均显著低于水生植物零星生长区,说明水生植物的生长对太湖东部湖湾表层底泥中营养盐与有机碳含量具有较为明显的影响;相关性分析显示,表层底泥中TOC与TN含量呈显著相关性(R2=0.832 8),而与TP的相关性则较弱(R2=0.166 5),反映了TOC在湖泊底泥中的沉积可能成为湖泊氮的重要来源,而对磷的影响较小.利用有机指数与有机氮指数两种方法分别对东部各湖湾底泥进行污染评价,贡湖湾、光福湾、渔洋湾底泥有机指数平均值分别为0.142 7、0.228 6与0.208 6,均属较清洁与尚清洁水平,而各湖湾有机氮指数平均值均为Ⅲ与Ⅳ级,说明底泥已遭受了一定程度的氮污染.因此,对水生植物零星生长区表层底泥中氮含量的控制与削减有利于湖泊富营养化的预防与治理.     

云蒙湖表层沉积物重金属分布特征及风险评价

为了解云蒙湖表层沉积物中重金属的污染状况,选取云蒙湖沉积物中6种重金属(Cu、Zn、Pb、Cr、Cd、As)作为研究对象,测定并分析其在云蒙湖表层沉积物中的分布、来源及生态风险,以期为云蒙湖沉积物中重金属污染治理及饮用水安全保障提供依据。采用富集系数法、相关性分析及聚类分析对重金属来源进行分析,并选用富集系数法、地累积指数法和潜在生态危害指数法对重金属污染程度及潜在生态危害进行了评价。结果表明:云蒙湖表层沉积物中6种重金属Cu、Zn、Pb、Cr、Cd、As平均含量分别为20.9、73.1、23.1、62.0、0.4和4.5 mg/kg;与临沂市土壤背景比较,Cd、Zn和Cr的含量超过临沂市土壤背景值,Cd污染最严重。重金属来源分析结果显示:Cd受人类活动影响较大,可能与区域农业和林业施肥有关;Cu、Zn、Pb、Cr和 As这几种重金属以自然来源为主。综合富集系数法、地累积指数法和潜在生态危害指数法3种评价方法的结果得出,云蒙湖表层沉积物中Cd 为最主要的污染元素,且具有较强的生态危害。     

农田表层土壤中重金属潜在生态风险效应研究

皖江经济区南陵县是我国商品粮生产基地之一,该区农田表层土壤中重金属元素潜在生态风险效应研究对于提高粮食安全具有重要意义。文章以南陵县基本农田区作为主要研究区,按土地质量地球化学调查评价要求,布设和采集了0~20 cm深度的表层土壤样品500组,分别监测了土壤中Cd、Pb、Cr、Hg、As、Cu、Fe、Mn和Zn等重金属含量现状,并采用地质累积指数法和潜在生态风险指数法量化解析了这些重金属在土壤中的潜在生态风险效应。结果表明:（1）土壤中除了Cr元素,其余重金属元素都不同程度存在异常;（2）局部土壤中Cd、Hg和Fe等元素含量存在异常,平均含量分别是所在区域背景值的1.92,1.95,7.13倍,存在潜在生态风险的影响;（3）土壤中重金属元素的潜在生态风险值（平均RI值）为164.5,Cd和Hg元素为主要影响元素。