云南阳宗海沉积物重金属污染时空特征及潜在生态风险

分析了阳宗海柱状及表层沉积物中Al、Fe、Mn、Zn、Cr、Co、Ni、Cu、As、Cd、Pb等金属元素的含量,结合沉积年代学,研究了沉积物重金属污染的时空变化和潜在生态风险特征.结果表明,表层沉积物中重金属含量具有一定的空间差异性,As、Cd、Cu、Pb和Zn在中东部湖区含量较高,而Cr、Co、Ni含量高值位于南、北湖区的近岸区域;柱状沉积物中,1990s之前As、Cd、Cu、Pb和Zn含量较为稳定,1990s中后期以来,其含量逐渐增加,并在2009-2010年前后达到最大值,此后逐渐下降;而柱状沉积物中Cr、Co、Ni含量变化趋势与Al、Fe相似,总体上由下向上逐渐降低,这主要与沉积物质地(粒度)逐渐变粗有关.重金属富集系数表明,阳宗海沉积物中主要污染元素为As、Cd、Cu、Pb和Zn,1990s中后期污染程度快速增加,2009-2010年前后达到峰值,此后污染程度逐渐降低;表层沉积物中Cu为未污染至"弱"污染水平;Zn、Pb为"弱-中等"污染水平,As为"中等-强"污染水平,Cd为"弱-强"污染水平,中东部湖区污染程度高于其他湖区,这可能与该湖区缺少入湖径流、自然碎屑物质沉积速率较低以及砷污染事件等人为源的重金属贡献影响更为显著有关.生态风险评价结果表明,在2002-2010年前后沉积物重金属达到"中等-强"潜在生态危害,主要贡献因子是Cd和As,近年来其生态风险等级逐渐降低;表层沉积物中重金属在中东部湖区具有"中等"程度潜在生态危害,而其他湖区表层沉积物重金属具有较低程度的潜在生态风险.     

巢湖沉积物重金属富集特征与人为污染评价

本文分析了巢湖主要入湖河流河口区表层沉积物及西部湖心区沉积岩芯中Al、Fe、Ni、Cr、Cu、Zn、Pb、Li、V等金属元素变化特征,采用地球化学方法对金属元素变化的"粒度效应"进行矫正,并以Li、V为参照元素对矫正结果进行检验;参考历史沉积物,对河口区及西部湖心区沉积物重金属人为污染特征进行分析;结合沉积岩芯210Pb年代结果,估算西部湖心区近150a来Ni、Cr、Cu、Zn、Pb等重金属元素的人为污染贡献量.结果表明,河口表层沉积物重金属污染具有显著的空间差异,南淝河河口重金属人为污染最重,其中Ni、Cr、Cu、Zn、Pb的人为污染贡献量分别为12.2、32.2、25.3、479.9和76.0 mg/kg,分别占总含量的35%、37%、64%、92%和77%;其次是柘皋河河口,主要重金属污染元素为Cu、Zn和Pb,人为污染贡献量达57.6、57.0和19.5 mg/kg,分别占总含量的73%、47%和36%;而派河、白石山河、杭埠河等河口表层沉积物中重金属元素人为污染程度较弱.巢湖西部湖心区主要污染元素为Cu、Zn、Pb,人为污染开始于1950s,1980年以来其人为污染贡献量显著增加,平均为16.2、245.6、47.8 mg/(m2.a),分别占各元素沉积通量的23%、61%和37%;Ni人为污染开始于1980s初期,人为污染贡献量平均为12.6 mg/(m2.a),占其沉积通量的13%左右;Cr基本未受人为污染影响.西部湖心区沉积岩芯及南淝河河口表层沉积物中重金属污染程度均表现为Zn>Pb>Cu,而且南淝河河口沉积物重金属污染程度显著高于西部湖心区.结合主要入湖河流径流量与河口沉积物重金属污染特征,认为巢湖西部湖心区重金属污染主要通过南淝河输入,来自合肥等城市的废水是主要的污染源.     

巢湖湖区及主要出入湖河流表层沉积物重金属污染特征及风险评价

为了解巢湖湖区及主要出入湖河流沉积物中重金属的污染特征,对表层沉积物中重金属元素含量进行分析,基于地积累指数法、潜在生态风险指数法和沉积物质量基准法对沉积物污染风险进行评价,并对沉积物重金属来源进行初步分析.结果表明,河流沉积物中重金属的平均含量显著高于湖区,是湖区沉积物重金属含量的1.18~5.15倍,其中南淝河Cu、Zn、Pb、As和Hg含量较高,分别是背景值的3.53、16.98、3.98、5.84和23.11倍,西半湖Cu、Zn、Pb、Cd和Hg平均含量要高于东半湖,是全湖平均的1.04~1.45倍.地积累指数法和Hkanson潜在生态风险指数法评价结果均表明,Cd和Hg是主要的生态风险贡献因子,在所调查的表层沉积物中Cd和Hg数值分别为43.17~3870.94和29.96~924.57,已处于较大风险数值.此外,源分析结果表明,巢湖湖区及主要出入湖河流表层沉积物中Cu、Zn、Pb、Cr、Hg和As相关性显著,具有相似的来源,可能来自于工业废水与生活污水.     

洞庭湖沉积物中重金属污染特征与评价

于2003-2004年在洞庭湖湖区采集沉积物样品700个,测定了沉积物中As、Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb、Zn的含量,并用地积累指数方法和主成分分析法对沉积物中的重金属污染状况进行了评价和分析.结果显示,洞庭湖各子湖区沉积物中Cd、Cr、Cu、Pb、zn的平均含量都属于国家土壤二级标准,AB、Hg、Ni属于国家土壤一级至二级土壤标准;在南洞庭湖与东洞庭湖人湖河流的三角洲的前缘是沉积物重金属积累最高的地点,而在西洞庭湖入湖河流三角洲的后缘沉积物重金属含量比前缘高.采用综合地积累指数法对洞庭湖各子湖区沉积物进行评价,结果表明:南洞庭湖(重污染)>东洞庭湖(偏重污染)>西洞庭湖(中度污染)>大通湖(中度污染)>城陵矶(轻度污染).采用主成分分析法对洞庭湖各子湖区沉积物进行分析,结果表明:南洞庭湖与东洞庭溯第一主成分贡献率分别为55.22%、56.86%,主要支配AS、Cd、Hg、Pb、zn的载荷,而第二主成分贡献率分别为30.04%、33.11%主要支配Cu、Cr、Ni的载荷:西洞庭湖、大通湖和城陵矶因沉积物重金属来源不同,主成分分析结果相差较大.     

太湖沿岸区浅层底泥重金属污染分析及生态风险评价

近年来太湖底泥重金属污染越来越受到各方关注.为了解太湖沿岸区底泥重金属污染状况,基于2018年太湖全湖污染底泥勘察项目中重金属监测数据,对梅梁湖、竺山湖、西部沿岸区、南部沿岸区、东太湖、贡湖6个太湖沿岸湖区浅层(0～30 cm深度区间)底泥中Hg、Cd、As、Pb、Cu、Zn、Cr、Ni 8种重金属元素含量进行分析,运...     

太湖宜溧河水系沉积物的重金属污染特征

用ICP方法分析了太湖宜溧河水系沉积物中主要重金属含量,以太湖宜溧河口下层沉积物作背景样品,用均根法对沉积物中重金属进行了污染综合指数计算,并根据划分的污染等级对宜溧河水系沉积物污染状况进行了分析和评价。结果表明：宜溧河及其入湖口沉积物平均呈轻污染状态,北部支流未受污染,南部支流和太湖沿岸呈轻污染,干流河段污染最为严重,呈偏中度污染水平,在个别测点综合评价已达到重度污染状态。全水系Cu,Zn,Cd和Pb的污染指数略高。其中仅有Cd含量高出我国土壤一级自然背景值,表现为Cd污染型,其原因能与该地区水泥制造业和有色金属冶炼的污染排放有关。     

太湖沉积物重金属和营养盐变化特征及污染历史

通过对太湖北部开阔湖区沉积岩芯粒度、营养盐、重金属元素等指标的分析,结合硅藻分析结果,讨论了该湖区近100年来沉积环境变化特征、营养演化规律及重金属元素污染历史.结果表明,20世纪20年代前后,流域人为活动方式的改变及强度加大使沉积物特征开始发生变化,沉积物粒度变粗,重金属元素及TP含量减少.20世纪50年代～20世纪70年代末期,受人为污染影响,沉积物及水体TP含量逐渐增加,湖泊处于中等营养水平.20世纪70年代末期以来,沉积物中TOC,TN含量升高,C/N比值增大,沉积物中人为排放的外源有机成分所占比例增加,沉积物及水体中TP含量明显升高,硅藻组合以富营养型种属为主,湖泊水体发生显著富营养化;同期,随着重金属元素人为污染程度的加重,Cu,Mn,Ni,Pb和Zn等元素总量及有效结合态含量升高,并具有一定程度的潜在生物毒性.     

云南抚仙湖透明度的时空变化及影响因子分析

根据2005年的综合调查资料和1980年以来的常规监测资料,分析了云南高原深水湖泊抚仙湖透明度的空间分布、年际变化及影响因子.2005年6-7月抚仙湖水体透明度范围为0.5-6.2 m,平均值为4.6 m,透明度分布的总体格局是:南区>北区,湖心区>沿岸区,河口区较低.藻类和悬浮物是影响透明度空间分布的主要因子,随着水体中藻类和悬浮物的增加,透明度下降.近20多年来,抚仙湖透明度呈下降趋势,藻类增加是直接影响因子,水体总氮、总磷的增加促进了藻类的增殖,是重要的间接影响因子.     

抚仙湖表层沉积物AVS与SEM分布特征及其生态风险评估

以高原深水抚仙湖为研究对象,分析了全湖16个样点表层沉积物（0~5 cm）的酸可挥发性硫化物（AVS）和同步提取重金属（SEM）的分布特征,并利用∑SEM和AVS的物质的量浓度比对全湖重金属潜在生态风险进行了评估.结果表明：AVS在南北湖区分布存在明显差异,南部湖区分布均匀,平均含量仅为0.074±0.043 μmol/g,而北部湖区则由湖岸带向北湖心（N9）呈现出递增趋势,平均含量高达0.317±0.485 μmol/g.SEM在南北湖区分布较为集中,南部湖区主要集中在路居河口（S2）,北部湖区主要分布在老凹地（N5）和东大河口（N4）.除牛摩河口（S5）、梁王河口（N3）和北湖心（N9）外,其余所有点位[∑SEM]/[AVS]>1,且南部湖区平均[∑SEM]/[AVS]值（3.51±1.91）显著高于北湖湖区（2.19±2.10）.因此抚仙湖全湖尤其是南部湖区重金属生态风险应引起高度重视.     

典型小型水库表层沉积物重金属分布特征及生态风险

以典型乡镇水库通济桥水库表层沉积物为研究对象,在分析其中As、Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb和Zn等有毒、有害重金属分布特征的基础上,分析重金属来源,评价重金属污染程度及其潜在生态危害.结果表明:通济桥水库表层沉积物中,上述8种重金属均存在一定程度的污染,坝前和入库区污染物蓄积更为明显.其中,Hg和Cd的污染范围较广、污染程度较严重.受重金属Hg和Cd的影响,水库表层沉积物存在中等程度的重金属生态危害风险,其中坝前区域已处于强风险等级.为保障水库水体水质安全,防范重金属污染应提到当前水库管理工作的重要位置.     

南太湖区域表层沉积物中有机氯化合物及重金属污染现状

对南太湖水域表层沉积物中的19种有机氯化合物及6种重金属的含量、分布及其生态风险进行了研究和评价.所测样品中有机氯农药(OCPs)和多氯联苯(PCBs)含量范围分别为0.51 -4.98、1.49-15.15ng/g(dw),与国内其它水域沉积物中OCPs、PCBs的含量相比处于较低水平.OCPs中的主要污染物是α-六...     

太湖流域西氿湖沉积岩芯中重金属污染及潜在生态风险

通过对太湖流域西沈湖沉积物岩芯XJ2中Cu、Pb、Zn、Cd、Cr等5种重金属元素总量的分析,结合测年结果,揭示了不同时间段重金属污染物的分布特征,并利用Hakansen潜在生态风险评价法对沉积物岩芯的污染状况及潜在生态风险的历史变化进行了研究.结果表明岩芯受Cd元素污染最重,其它4种元素较Cd则轻得多,因此Cd元素是影响该地区沉积物潜在生态风险的绝对主导因素.从20世纪初叶开始,沉积物中的重金属元素污染及其相应的潜在生态风险开始上升,并且上升幅度不断加剧,到20世纪90年代达到最大值,沉积物污染及潜在生态风险级别均为"很高",随后便开始迅速下降,然而直到2004年这两个参数仍然维持在"很高"级别.     

滇池沉积物金属污染及环境质量评价

对滇池126个采样点沉积物0-5cm、5-10cm和10-20~m中Cu、Zn、Fb、Cr、CA、Hg和As等7种金属的含量进行了分析测定.用基于多方的基准中阈值效应含量TEC和可能效应含量PEC划分出5个沉积物环境质量等级.并借助灰色聚类分析方法对滇池沉积物环境质量进行了评价.结果表明,滇池沉积物环境质量整体上为Ⅲ类,存在中度的金属污染.其中0-5m和5-10cm为Ⅲ类沉积物,10-20Cm为Ⅱ类沉积物.沉积物环境质量下层优于上层,表明滇池沉积物金属污染仍存在不断加剧的趋势.     

Geochemical evidence of human impacts on deep Lake Fuxian,southwest China

Human activities in Lake Fuxian and its catchment have caused environmental changes that are preserved in the geochemical records of lake sediments. Human activities responsible for the environmental changes include agriculture, mining, industrial development, and fishery management. To elucidate human impacts on this deep water body during the past several decades, two short sediment cores were collected from the lake, dated by ¹³⁷Cs, and analyzed for several geochemical variables (total organic carbon (TOC), total nitrogen (TN), δ¹³C and heavy metals). The multi-proxy geochemical and isotopic evidence can be used to divide the limnological record into a 3-part history. Although increasing inputs of chromium (Cr) had begun as early as the 1950s, human activities, including heavy metal contamination, apparently had little effect on lacustrine production, as δ¹³C, TOC, TN and TOC/TN were relatively constant until the 1980s. Mining and industry have generated large amounts of heavy metal elements such as Zn, Pb and Cd that have been deposited into the lake since the 1980s, increasing to their highest concentrations over the last decades. Zn, Pb and Cd probably were released by industrial processes such as the manufacture of cement. Cr concentrations increased at site FB, but declined at site FZ, most likely due to the closer proximity of site FB to the source of metal production. From the middle of the 1980s, the decreased δ¹³C, and increased TOC, TN and TOC/TN suggest a broad change in lake ecology. In the 1980s, a new fish species was introduced into Lake Fuxian and fish yields increased quickly, which may mark the beginning of a change in ecosystem structure.     

基于筛分水平浓度法的洞庭湖沉积物质量基准初步分析

基于2013 2015年调查获取的129个洞庭湖表层沉积物和底栖生物的调查数据,应用筛分水平浓度法初步探讨了洞庭湖沉积物几种重金属沉积物质量基准的推荐值.结果表明,洞庭湖沉积物砷(As)、镉(Cd)、铬(Cr)、铜(Cu)、铅(Pb)和锌(Zn)含量均值为17.2、2.63、56.9、32.4、38.4和96.3 mg/kg(DW);筛分水平浓度法获取的洞庭湖沉积物As、Cd、Cr、Cu、Pb和Zn质量基准分别为11.97、1.13、42.03、19.17、23.63和67.54 mg/kg(DW).通过与不同国家及地区指定的重金属质量基准推荐值以及本地区采用其他方法推导的重金属基准推荐值进行比较,推算出本研究获取的6种重金属沉积物质量基准推荐值接近所有数据的中间值.对于洞庭湖流域,不同方法获取的沉积物重金属质量基准具有可比性.然而,鉴于用于推导沉积物质量基准的数据采集涉及的区域较为有限,且除了重金属污染外,影响底栖生物分布的因素较为复杂,导致获取的沉积物重金属质量基准推荐值存在一定的不确定性.     

近百年来洱海沉积物有机碳埋藏时空变化

湖泊沉积物有机碳埋藏是陆地碳循环中重要的环节,对全球碳平衡起着重要的作用.洱海是云贵高原第二大淡水湖,目前对洱海生态环境变化、重金属与营养盐污染等已展开了较为深入的研究,但对近百年来沉积物有机碳埋藏时空变化与驱动因素缺乏系统的分析.本文通过对洱海北部湖区典型岩芯（编号EH2012）以及其他湖区13个沉积岩芯中有机碳（OC）含量的分析,结合湖泊生态环境与气候因子变化,研究了近百年来沉积物有机碳埋藏时空变化特征与影响因素.C/N摩尔比值表明洱海沉积物中OC以湖泊内源为主,不同湖区岩芯中OC含量变化趋势基本相似.以EH2012岩芯为例,OC含量历史变化可分为3个阶段：1970年以前,表现出较稳定的低值;1970-2000年,OC含量逐渐增加;2000年以来,OC含量增加更加明显并达到近百年来的最大值.近百年来,EH2012岩芯有机碳累积速率（OCAR）呈逐渐增加趋势,变化范围为7.9~87.2 g/（m²·a）,平均OCAR（OCAR）为24.1 g/（m²·a）;OCAR变化与OC含量和区域气温呈显著正相关,全球变暖与营养驱动下的湖泊生产力提高可能是近年来OCAR增加的主要原因之一.基于重金属Cd污染初始时间建立的时标,1982年以来不同湖区OCAR为17.1~44.7 g/（m²·a）,采用克里金插值得到的全湖OCAR均值为31.4 g/（m²·a）;不同湖区OCAR与磷累积速率呈显著正相关,指示了湖泊营养水平对有机碳埋藏空间变化的重要影响.     

云南抚仙湖水体营养元素分布及其对人为扰动的响应

本文分析了云南抚仙湖水体营养元素和溶解氧的分布特征,并结合大洋协会在湖区进行的多金属结核采矿系统试验,探讨了采矿系统在湖底行走而导致的人为扰动对湖区营养元素的影响。研究表明,湖区水体中的营养元素存在着明显的季节性变化,且主要受湖区气候水文条件的影响;采矿系统行走时所扰动的沉积物对水体中的营养元素,尤其是近底层水体的营养元素分布,影响明显,这主要是由于再悬浮的沉积物将原先吸附在沉积物上的营养元素再次释放到水体中而导致的,因此,在评价人类湖底采矿试验活动对湖区环境的影响时还应关注湖底沉积物对水环境的影响。     

乌梁素海大气重金属沉降入湖通量初步估算

重金属元素以大气颗粒物为载体,最终以沉降的方式进入湖泊水体,会引起湖泊的重金属污染.为调查大气沉降对乌梁素海重金属污染的贡献,于2013年7月1日至30日围绕乌梁素海进行大气沉降样品采集,分别测定Cu、Zn、Pb、Cd、Cr、Hg、As 7种重金属元素的含量,并在此基础上估算7月大气重金属沉降通量及入湖量.结果表明,乌梁素海重金属元素大气沉降通量大小依次为:ZnPbCuCrAsHgCd.结合社会调查情况及数据分析显示,大气微粒携带重金属借助风力迁移,较大的沉降通量出现在主风向的下风向区域,说明风向是影响乌梁素海大气重金属沉降通量的主要因素之一.排干输入与大气沉降方式下的乌梁素海重金属入湖量比较发现,大气沉降是除排干输入外湖泊的另一重要重金属污染源.Zn、Pb、Cu、Cr、As、Hg、Cd等重金属元素月入湖量分别为10.6、1.04、1.02、0.833、0.342、0.00514、0.00281t/月.通过估算底泥重金属增量来评价大气沉降对湖泊重金属的贡献表明,大气Hg、Zn、Pb、Cu、As、Cd、Cr等重金属沉降对湖泊贡献率分别为46.4%、44.7%、14.1%、12.0%、8.48%、4.75%、4.03%.