洞庭湖水系入湖口表层沉积物中重金属的污染特征与生态风险

洞庭湖水系入湖口表层沉积物中重金属的污染特征与生态风险李芬芳;李利强;符哲;尹宇莹;刘妍

【摘要】分析了洞庭湖7条环湖河流入湖口表层沉积物中9种重金属元素(As、Hg、Cd、Pb、Sb、Cu、Ni、Cr和Zn)的含量水平、分布特征和污染变化趋势,并采用地累积指数法、内梅罗污染指数和对数衰减模型初步评价了重金属污染状况和潜在生态风险.研究结果表明,沉积物中9种重金属的平均含量在0.257～123

mg/kg之间,其含量大小为Zn＞ Cr＞Pb＞ Cu＞Ni ＞As＞ Cd＞ Sb＞ Hg.在近30年来,洞庭湖水系中湘江入湖口沉积物中重金属污染累积最严重,其中Cd和Hg 表现最突出.地累积指数法(Igeo)和内梅罗单因子污染指数(Ii)显示研究区域中Cd 和Hg重金属污染累积效应显著,综合地累积指数(Itot)和内梅罗多因子综合污染指数(Pn)显示各个入湖口沉积物重金属污染累积程度大小为:湘江＞资江＞沅江＞泪罗江＞澧江＞松滋河东支＞新墙河.对数衰减模型评价显示湘江、资江和沅江入湖口沉积物重金属污染极有可能存在较高的水生生物风险,各个河流入湖口沉积物重金属潜在水生生物危害可能性大小排序为为湘江(极有可能)＞资江(极有可能)＞沅江(极有可能)＞澧江(可能)＞泪罗江(可能)＞松滋河东支(可能)＞新墙河(不会),从产生可以观察到毒性效果的可能性大小看,整个研究区域各个重金属潜在生物毒性风险的高低顺序依次是:As＞ Sb＞ Cd＞ Ni＞ Hg＞ Cr＞ Pb＞Zn＞ Cu.%The concentrations,distribution characteristics,and pollution trends of nine heavy metals (As,Hg,Cd,Pb,Sb,Cu,Ni,Cr,and Zn) in the surface sediments of the seven rivers around Dongting Lake,China,were analyzed.The geo-accumulation index,Nemerow integrated pollution index,and a logistic regression model were used to evaluate the heavy metal pollution and potential ecological risk.The results showed that the mean concentrations

of the nine heavy metals in the sediment samples ranged from 0.257

mg/kg to 123 mg/kg.The heavy metal contents followed the order Zn ＞ Cr ＞ Pb ＞ Cu ＞ Ni ＞ As ＞ Cd ＞ Sb ＞ Hg.Over the past 30 years,the most severe heavy metal accumulation occurred in the surface sediments of the Xiangjiang River inlet of Dongting Lake,especially for Hg and Cd.The geo-accumulation index and Nemerow single factor pollution index showed that the accumulative effects of Cd and Hg in the study area were significant.Based on the geo-accumulation index and Nemerow multi-factor synthesis pollution index,the accumulative degree of heavy metal pollution in the surface sediments of Dongting Lake rivers followed the order Xiangjiang River ＞ Zijiang River ＞ Yuanjiang River ＞ Miluojiang River ＞ Lijiang River ＞ Songzihe east branch River ＞ Xinqianghe River.The logistic regression models showed that there was most likely a high potential aquatic risk in Xiangjiang River inlet,Zijiang River inlet,and Yuanjiang River inlet sediments.The order of the potential for harm by heavy metals followed the order Xiangjiang River (most likely) ＞ Zijiang River (most likely) ＞ Yuanjiang River (most likely) ＞ Lijiang River (likely) ＞Miluojiang River (likely) ＞ Songzihe River (likely) ＞ Xinqianghe River (no harm).The order of the potential bio-toxicological risk of each heavy metal in the whole study area was as follows As ＞ Sb ＞ Cd ＞ Ni ＞Hg ＞ Cr ＞Pb ＞ Zn ＞ Cu.

【期刊名称】《地球化学》

【年(卷),期】2017(046)006

【总页数】10页(P580-589)

【关键词】洞庭湖水系;入湖口;沉积物;重金属;生态风险

【作者】李芬芳;李利强;符哲;尹宇莹;刘妍

【作者单位】湖南省洞庭湖生态环境监测中心,湖南岳阳414000;湖南省洞庭湖生态环境监测中心,湖南岳阳414000;湖南省洞庭湖生态环境监测中心,湖南岳阳414000;湖南省洞庭湖生态环境监测中心,湖南岳阳414000;湖南省洞庭湖生态环境监测中心,湖南岳阳414000

【正文语种】中文

【中图分类】X824;P595

0 引言

洞庭湖是我国第二大淡水湖, 北有松滋、太平、藕池分泄荆江水沙, 南有湘、资、沅、澧四水入汇, 周边汩罗江、新墙河等中小河流直接入湖, 洞庭湖流域内的这些河流每年携带大量泥沙入湖, 其中, 一部分自城陵矶输出进入长江, 另一部分则淤积在东、南、西洞庭湖及湖区洪道内。在通常的物理化学条件下, 河流中输送的可溶性重金属除小部分游离在水体中, 绝大部分都能吸附在沉积物上, 当水环境化学条件发生变化时, 固定在底部沉积物中的重金属又可重新释放到水中, 从而导致二次污染[1–2]。洞庭湖来水主要以湘、资、沅、澧四水水量为主, 洞庭湖水和沉积物重金属污染主要与湘、资、沅、澧四水来水相关[3], 因此, 研究洞庭湖入湖河流的重金属污染对探讨洞庭湖的重金属污染的来源有重要意义。湘江是我国重金属污染最严重的河流之一, 近年来对其沉积物中重金属污染的研究已有很多[4–7], 然而, 对其他入湖河流沉积物的重金属污染的研究较为薄弱。

目前, 对于沉积物重金属污染的评估暂无统一的质量标准和评估方法, 应用较多的

主要有地累积指数法[8–9]、潜在生态危害指数法[10–11]和沉积物质量基准法[12]、内梅罗污染指数法[13]和对数衰减模型[14]等。这些评价方法各有优缺点, 而且由

于所采用的参数有所差异, 评价结果也不完全相同。因此, 将多种评价方法有机结

合能更合理地评价洞庭湖环湖河流入湖口沉积物中重金属的污染特征。

本研究选取洞庭湖7条环湖河流入湖口作为研究水域, 分析表层沉积物中Sb、Hg、Cd、As、Pb、Cu、Ni、Cr和Zn等九种重金属的含量水平、分布特征及其含量

变化趋势, 并采用地累积指数法、内梅罗污染指数和对数衰减模型初步评价重金属

污染污染累积程度和潜在生态风险, 以期为洞庭湖重金属污染防控决策和生态风险管理提供科学依据与理论参考。

1 材料与方法

1.1 样品的采集

样品采集安排在2016年枯水期进行, 采用抓斗式采泥器采集水系表层沉积物, 每个断面采集 3个平行样混匀, 装入封口袋。在研究区域共设 7个采样点, 分别为湘江

入湖口(樟树港 S1)、资江入湖口(万家嘴S2)、沅江入湖口(坡头S3)、澧江入湖口(沙河口S4)、新墙河入湖口(八仙桥S5)、汨罗江入湖口(南渡S6)和松滋河东支入

湖口(马坡湖S7)。所有采样点采用便携式GPS 定位, 采样点基本情况见图1。

1.2 样品处理与分析

样品经风干、磨细后过 100目尼龙筛, 装入塑料袋中密封待测。样品经 HNO3-HCl-HClO4体系消解后, 重金属 Cd、Pb、Cu、Ni、Cr和 Zn 采用 ICP-OES法测定; 测定Hg、Sb和As的样品用王水体系沸水浴消解, 采用原子荧光法测定。为保证分析结果的准确性, 采用国家一级标准物质GSS-2、GSS-8和GSS-11为质控标样, 每个样品加做平行样, 同时保证平行样分析误差小于5%, 取平均值进行分析评价。

1.3 评价方法

1.3.1 地累积指数法

地累积指数法(Igeo)是由德国沉积学家Muller于1979年提出的一种研究水环境沉积物中重金属污染的定量指标[15]。该方法考虑了人为污染因素、环境地球化学背景值以及自然成岩作用引起的背景值变动三方面的影响, 综合反映了外源重金属在沉积物中的富集程度, 其计算公式为:

式中: Cn为元素n在沉积物中的实测含量; K值一般取1.5; Bn为该元素的地球化学背景值, 为更真实地反应洞庭湖表层沉积物中重金属的污染现状, 本文采用洞庭湖水系沉积物元素背景值作为参考值[16]。

图1 沉积物采样断面示意图Fig.1 Geographical map of the sediment sampling areas

1.3.2 内梅罗综合污染指数

在实际环境中, 沉积物中往往存在多种重金属污染并存的现象。为全面反映重金属污染现状以及各种重金属对复合污染的不同贡献, 并甄别主要污染物, 可以采用内梅罗(Nemerom)综合污染指数法[13]。

(1) 单因子污染指数:

(2) 多因子综合污染指数:

式(2)和式(3)中: Ii为单一重金属的污染指数(单因子污染指数); Ci为元素i在沉积物中的实测含量; Si为相应的地球化学背景值, 本文采用洞庭湖水系沉积物元素背景值[16]作为参考值; Pn为沉积物污染综合指数; max(Ii)为沉积物重金属单因子污染指数的最大值; ave(Ii)为各重属单因子污染指数的算术平均值。按照 Pn值, 可将

污染级别分为安全(≤0.7)、警戒(0.7～1.0)、轻度污染(1.0～2.0)、中度污染(2.0～3.0)和重度污染(＞ 3.0)等五个污染等级[13]。

1.3.3 对数衰减模型

对数衰减模型[17–18]是美国的 Field et al.最先于1999年提出的经验模型, 其优

点是不需要污染物质的背景浓度即可以预测沉积物样品的生物风险性,可以比较直

接地将污染物浓度与生物风险关联起来,而不是污染程度的定性描述。对数衰减模

型公式如下:

式中: P为观察到毒性效果的可能性; B0为截距, 对于 Cu、Pb、Cr、Cd、Hg、As、Zn、Ni和 Sb, 其值分别为–5.79、–5.45、–6.44、–0.34、0.80、–4.14、–7.98、–4.61 和–0.90; B1为斜率, 对于 Cu、Pb、Cr、Cd、Hg、As、Zn、Ni和 Sb, 其

值分别为 2.93、2.77、3.00、2.51、2.56、3.17、3.34、2.77和2.41; x为沉积

物化学物质浓度, 可以是干基(mg/kg )也可以是有机碳基(mg/kg); Pmax为观察到毒性效果的最大可能性; Y为预测的毒性比率。Y与生物毒性的分级关系划分为不

会对水生生物造成危害(≤0.25)、可能对水生生物具有危害(0.25～0.5)和极有可能

对水生生物具有危害(≥0.5)等三个级别[17–18]。

2 结果与讨论

2.1 庭湖水系入湖口表层沉积物中重金属的含量分布特征

从表1可知, 洞庭湖 7条环湖河流入湖口水域表层沉积物中的As含量在7.06～76.92 mg/kg之间, 平均为21.85 mg/kg; Hg含量在0.089～0.454 mg/kg之间,平均为0.257 mg/kg; Cr含量在44.9～95.2 mg/kg之间,平均为71.4 mg/kg; Pb 含量在22.9～86.2 mg/kg之间,平均为44.9 mg/kg; Cd含量在0.10～6.30

mg/kg之间,平均为2.04 mg/kg; Cu含量在17.9～54.3 mg/kg之间,平均为34.8 mg/kg; Zn含量在67.7～237 mg/kg之间,平均为123 mg/kg; Ni含量在12.0～

35.4 mg/kg之间,平均为27.9 mg/kg; Sb含量在0.79～3.93 mg/kg之间,平均为1.76 mg/kg。沉积物中9种重金属的平均含量差异较大, 各重金属含量大小顺序

为Zn ＞ Cr ＞ Pb ＞Cu ＞ Ni ＞ As ＞ Cd ＞ Sb ＞ Hg, 与 20 世纪 90 年代洞庭湖水系沉积物背景值相比, 分别为洞庭湖水系沉积物背景值的1.5、1.6、1.9、1.7、1.7、1.6、6.2、1.6和5.5倍, 说明在过去30年中沉积物中重金属有明显的累积

现象, 反映了人为污染的加剧。

从空间分布来看, 如图 2所示, 各个入湖口沉积物重金属含量大小为: 樟树港(S1) ＞万家嘴(S2)＞坡头(S3) ＞南渡(S6) ＞沙河口(S4) ＞马坡湖(S7)＞八仙桥(S5)。

沉积物中 As、Hg、Cr、Pb、Cd、Cu、Zn、Sb和 Ni的最高含量在樟树港采样点, 湘江入湖口沉积物重金属污染最严重, 这与湘江流域沿岸的有色金属采矿和冶

炼工业排放有关[19], 湘江作为东洞庭湖的入湖河流, 其高含量的重金属是东洞庭湖重金属污染的主要来源[9]。从沉积物中各重金属的最低含量分布来看, Cd的最低

含量出现在沙河口(澧水入湖口)采样点, As、Pb和Zn的最低含量出现在马坡湖(松滋河东支东支入湖口)采样点, Hg、Cr、Cu、Sb和Ni的最低含量出现在八仙桥(新墙河入湖口), 其沉积物中除了金属 Hg外, 其余各重金属的最低含量略低于在洞庭

湖水系背景水平。另外,万家嘴(S2)和坡头(S3)采样点沉积物重金属含量较高主要可能与资江和沅江流域沿岸的有色金属、金属矿藏的开采和冶炼与化工厂等排放有关[19–20]。汨罗江入湖口(S6)沉积物中重金属的含量明显高于沙河口(S4)、新墙河(S5)和松滋河东支入湖口(S7), 这可能与汨罗江上游的铅矿的开采有关[21]。

表1 洞庭湖水系表层沉积物中重金属的含量的统计特征(mg/kg)Table 1 Statistical characteristics (mg/kg) of the heavy metal contents in the surface sediments of Dongting Lake rivers元素最小值最大值平均值标准差变异系数洞庭湖水系背景值[16]As 7.06 76.92 21.85 24.8 1.14 12.9 Hg 0.089 0.454 0.257 0.177 0.69 0.047 Cr 44.9 95.2 71.4 17.9 0.25 44 Pb

22.9 86.2 44.9 21.5 0.48 23.3 Cd 0.10 6.30 2.04 2.53 1.24 0.33 Cu 17.9 54.3 34.8 11.0 0.32 20.2 Zn 67.7 237 123 59.5 0.48 83.3 Ni 12.0 35.4 27.9 8.6 0.31 21.2 Sb 0.79 3.93 1.76 1.21 0.69 1.10

图2 沉积物重金属的空间分布Fig.2 Spatial distribution of heavy metals in sediment

2.2 洞庭湖水系入湖口表层沉积物中重金属污染变化趋势

为了分析洞庭湖水系入湖口表层沉积物重金属的污染变化趋势, 本研究分别与1986年和 2004年洞庭湖水系对应的入湖口沉积物调查结果[21]进行比较, 从图 3可以看出, 与 1986年调查结果相比, 近30年来, 四水(湘江、资江、沅江和澧江)入湖口沉积物中重金属总体含量均呈上升趋势, 反映了人为污染的加剧, 其中重金属增幅最大的是湘江入湖口沉积物,Hg是湘江水系沉积物背景的22.7倍, 为0.454 mg/kg;Cd是其背景的13.4倍, 达6.3 mg/kg, 其余重金属均是其背景的 2～4倍; 其次是资江和沅江入湖口沉积物, 其中资江的Hg是其水系沉积物背景的21.6倍,为0.432 mg/kg; Cd是其背景的11.1倍, 达4.2 mg/kg; 沅江的Hg是其水系沉积物背景的11.3倍, 为0.450 mg/kg;Cd是其背景的15.2倍, 达3.2 mg/kg, 其余重金属均是其背景值的 1～3倍; 澧江入湖口沉积物中重金属除了Hg含量呈上升趋势, 其余重金属变化不大。与 2004年调查结果相比, 近10年来, 湘江、资江、沅江和汨罗江入湖口沉积物中重金属总体上均呈上升趋势,其中Hg和Cd变化趋势较明显, Hg分别是其对应水系沉积物的2.7倍、5.4倍、1.5倍和4.0倍, Cd分别是其对应水系沉积物的3.3倍、12.4倍、7.1倍和1.4倍; 澧江和新墙河入湖口沉积物中重金属总体上变化不大; 松滋河东支入湖口沉积物中重金属缺乏历史相关的数据, 图 3中没有显示。总的来说, 近 30年来, 在各个入湖口中湘江入湖口沉积物中重金属污染累积最大, 其中Hg和Cd表现最突出。湖南为“有色金属之乡”, 其中大多数有色金属和稀有金属矿藏的开采、冶炼集中分布在湘江流域, 如衡阳水口

山的铅锌矿、郴州的钨矿、湘潭的锰矿等, 随着矿产资源的勘探和开采导致了湘江流域周围环境的污染[10]。曾祥英等[6]和唐文清等[5]的研究分别表明, 湘江岳阳段和衡阳段沉积物中主要以Cd为主的多种重金属复合污染, 尹春燕等[7]通过主成分分析表明, 湘江河口沉积物中Cd主要源于湘江水的输入, 王秋衡等[22]的研究也表明, 湘江水系中Hg和Cd等重金属的高含量主要源于流域内采选、冶炼、化工厂等企业的污染。因此, 可以推测湘江入湖口沉积物中重金属污染累积主要受湘江上游水输入的影响, 采矿、冶炼、化工等工业活动是该流域重金属污染的重要来源。由于近30年来湘江水系Cd和Hg污染累积最严重, 洞庭湖流域重金属污染治理应以湘江的Cd和Hg为重点。

图3 1986年、2004年和2016年沉积物重金属的质量分数对比Fig.3 Comparison of heavy metal content in sediment in 1986, 2004, and 2016 2.3 沉积物中重金属的污染评价

2.3.1 地累积指数法

为了更好地分析沉积物中重金属的复合污染特征, 在计算单项重金属 Igeo值的基础上引入综合地累积指数 Itot来评价各采样点的污染级别(Itot为某采样点各重金属 Igeo值之和)[21]。重金属的 Igeo值与各采样点的Itot值见图4和图5。

由图4可知, Hg在所有点位都有累积污染, 其中在樟树港、万家嘴和坡头的 Igeo 值均在2～3之间,达到中度污染; 在南渡的Igeo值均在1～2之间, 属于偏中度污染水平; 在沙河口、八仙桥和马坡湖的Igeo值在0～1之间, 处于轻度污染水平。Cd在樟树港、万家嘴和坡头这三个点位污染较严重, 其中在樟树港和万家嘴的Igeo值在3～4之间, 达到偏重污染水平;坡头Igeo值为2.62, 达到中度污染水平; 其他四个点位Igeo值均小于0, 受Cd污染较轻, 属于清洁水平。樟树港、万家嘴和坡头的Cd和Hg污染与湘江、资江和沅江沿岸集中的大量有色金属、金属矿藏的开采和冶炼与化工厂等排放有关[20]。As、Pb和Sb在樟树港的 Igeo值在 1～

2之间, 达到偏中度污染水平;在其余点位Igeo值均小于1, 污染较轻。Zn、Cu、Cr和 Ni在所有点位 Igeo值均小于1, 表明研究区域受重金属Zn、Cu、Cr和 Ni 污染较轻。研究区域中沉积物各重金属污染大小排序为 Hg ＞ Cd ＞ Pb ＞ Cu ＞Cr ＞ Zn ＞ Sb ＞ Ni ＞ As。

图4 沉积物中重金属元素的Igeo值Fig.4 Igeo value of heavy metals in sediment

图5 Itot、Pn 和 Y 评价结果Fig.5 Evaluation results of Itot, Pn, and Y

图6 沉积物中重金属元素的Ii值Fig.6 Ii value of heavy metals in sediment

从综合地累积指数(Itot)来看, 樟树港的 Itot值为13.35, 面临严重污染, 其主要污染物为 Cd; 万家嘴的Itot值为8.22, 面临严重污染, 其主要污染物为Cd;坡头的Itot值为 6.74, 面临严重污染, 其主要污染物为Cd; 沙河口、八仙桥、南渡和马坡湖Itot值都小于0, 表明这四个点位沉积物重金属无污染, 整个研究区域沉积物重金属面临轻度污染。各入湖口沉积物中重金属的复合污染状况评价结果是: 樟树港(严重污染) ＞万家嘴(严重污染) ＞坡头(严重污染) ＞南渡(无污染) ＞沙河口(无污染) ＞马坡湖(无污染) ＞八仙桥(无污染)。

2.3.2 内梅罗污染指数

由图 6可知, 从沉积物中 9种重金属的内梅罗单因子污染指数(Ii)来看, 研究区域沉积物 Cd累计效应最为显著, Ii平均值达6.19, 属于重度污染, Hg也表现出较为明显的污染累积, Ii平均值达5.48, 属于重度污染, 是沉积物中仅次于Cd的污染因子, 其余重金属在研究区域的 Ii平均值在 1～2之间, 污染程度达到轻度污染水平。根据沉积物中重金属 Ii均值的大小排序为: Cd ＞ Hg ＞ Pb ＞ Cu ＞ As ＞ Sb ＞ Cr ＞Zn ＞ Ni。从空间分布看, 所有重金属的Ii最高值都出现在樟树港点位上, Ii 最低值出现在八仙桥或马坡湖采样点, 说明湘江入湖口沉积物重金属污染最严重, 新墙河和松滋河东支入湖口污染较轻。由图5可知, 沉积物中9种重金属的污染综合指

数Pn的平均值为 5.54, 表明整个研究区域重金属污染属于重度污染, 其中樟树港的 Pn值为 14.08, 万家嘴的 Pn值为 9.42, 坡头的 Pn值为 7.28, 这三个点位重金属均属于重度污染, 南渡的 Pn值为 2.61, 属于中度污染, 沙河口、八仙桥和马坡湖的Pn值均在1～2之间,均属于轻度污染, 此评价结果与李利强等人评价的结果基本一致[23]。然内梅罗污染指数法比地累积指数评价的污染级别更大, 可能是由于内梅罗污染指数法重点突出了污染指数最大的重金属污染物对环境质量的影响和作用。研究区域的污染程度排序为樟树港(重度污染) ＞万家嘴(重度污染)＞坡头(重度污染) ＞南渡(中度污染) ＞沙河口(轻度污染) ＞马坡湖(轻度污染) ＞八仙桥(轻度污染)。

2.3.3 对数衰减模型

采用对数衰减模型来评价洞庭湖水系入湖口表层沉积物中重金属的生物风险性, 其重金属的 P值和预测的水生生物毒性比率Y见表2。由表2可知,樟树港、万家嘴和坡头入湖口沉积物中的重金属 Y值分别为0.692、0604和0.552, Y值均大于0.50, 极有可能存在较高的潜在水生生物风险, 应给予高度重视。沙河口、南渡和马坡湖入湖口沉积物中重金属Y值均在0.25～0.50之间, 这四个点位沉积物重金属均有可能存在潜在生物风险。八仙桥入湖口沉积物中的重金属Y值为0.223, Y 值小于0.25, 其潜在生物风险最低, 不会对水生生物造成危害。各个入湖口沉积物重金属的潜在水生生物危害可能性大小排序为樟树港(极有可能)＞万家嘴(极有可能)＞坡头(极有可能)＞南渡(可能)＞沙河口(可能)＞马坡湖(可能)＞八仙桥(不会)。从产生可以观察到毒性效果的可能性大小来看, 樟树港和南渡极有可能产生毒性效果最大的因子是As, 其Pmax值分别为0.863和0.389, 万家嘴和坡头极有可能产生毒性效果最大的是因子Cd, 其Pmax值分别为0.841和0.717, 沙河口和马坡湖极有可能产生毒性效果最大的因子是Ni, 其 Pmax值分别为0.363和0.353, 八仙桥的可能产生毒性效果最大的因子是 Pb, 其 Pmax值为 0.326。整个研究区域入

湖口沉积物中各个重金属产生可以观察到毒性效果的可能性大小依次是: As ＞ Sb ＞ Cd ＞ Ni ＞Hg ＞ Cr ＞ Pb ＞ Zn ＞ Cu。

根据以上多种评价方法综合比较, 可减少评定误差, 使评价结果更可靠。如图 6所示, 从 Itot、Pn和 Y的评价结果可以看出, 樟树港、坡头和万家嘴入湖口沉积物中重金属污染情况较严重, 其中樟树港入湖口沉积物重金属污染累积程度最严重, 其

生物风险也最大; 沙河口、南渡、马坡湖和八仙桥入湖口沉积物重金属污染相对较轻, 其中八仙桥入湖口沉积物重金属污染累积程度最轻, 不会对水生生物造成危害。表2 沉积物重金属的P值及风险性分级Table 2 P results and classification of Y of heavy metals in sediment采样点P As Hg Cr Pb Cd Cu Zn Ni Sb Y值分级樟树港 0.863 0.481 0.377 0.478 0.841 0.330 0.488 0.421 0.608

0.692 极有可能万家嘴 0.284 0.468 0.285 0.175 0.773 0.145 0.148 0.306 0.495 0.604 极有可能坡头 0.406 0.479 0.326 0.249 0.717 0.189 0.316 0.401 0.503 0.552 极有可能沙河口 0.270 0.162 0.248 0.157 0.055 0.213 0.149 0.363 0.271 0.282 可能八仙桥 0.194 0.132 0.185 0.326 0.110

0.107 0.201 0.165 0.241 0.223 不会南渡 0.389 0.226 0.252 0.316 0.055 0.206 0.214 0.230 0.287 0.299 可能马坡湖 0.190 0.158 0.287 0.157

0.110 0.212 0.134 0.353 0.246 0.276 可能均值 0.406 0.301 0.290 0.283 0.380 0.216 0.249 0.346 0.382 0.392 可能

3 结论

(1)洞庭湖水系入湖口沉积物中9种重金属的平均含量在0.257～123 mg/kg之间, 其含量大小为Zn ＞Cr ＞ Pb ＞ Cu ＞ Ni ＞ As ＞ Cd ＞ Sb ＞ Hg。空间分布特征显示, 湘江入湖口(樟树港)沉积物中所有重金属含量最高, 新墙河入湖口(八仙桥)

沉积物中重金属含量最低。

(2) 近 30年来, 在各个入湖口中湘江入湖口沉积物中重金属污染累积趋势最大, 其

中Hg和Cd表现最突出。

(3) 地累积指数法和内梅罗综合污染指数的评价结果得出, 湘江、资江和沅江入湖口沉积物中重金属污染较严重, 澧江、松滋河东支、汨罗江、新墙河入湖口沉积物重金属污染相对较轻, 各个入湖口沉积物重金属污染累积程度大小为: 湘江＞资江＞沅江＞汨罗江＞澧江＞松滋河东支＞新墙河, 整个研究区域中Cd和Hg为主要污染因子。

(4) 对数衰减模型评价显示湘江、资江和沅江入湖口沉积物重金属极有可能存在较高的潜在水生生物风险, 各个入湖口沉积物重金属的潜在生物危害可能性排序为湘江(极有可能) ＞资江(极有可能)＞沅江(极有可能) ＞汨罗江(可能) ＞澧江(可能) ＞松滋河东支(可能) ＞新墙河(不会), 整个研究区域各个重金属产生可以观察到毒性效果的可能性大小依次是: As ＞ Sb ＞ Cd ＞ Ni ＞ Hg ＞ Cr ＞ Pb ＞ Zn ＞Cu。

参考文献(References):

【相关文献】

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东江淡水河流域地表水和沉积物重金属污染鉴定及风险评价

东江淡水河流域地表水和沉积物重金属污染鉴定及风险评价 摘要：为了掌握东江流域广东段表层水域以及沉积物金属含量的危害水平，研 究了35个沉积物样品中13种重金属的污染特征，利用科学规范的方法以及生态 风险评估法评价了沉积物中所含的金属污染物及其有害度和生态风险，从而探讨 现阶段东江淡水河流域的现状及风险，以期让人们对该地区的生态有一个客观、 全面的了解，并为其流域的环境评价与治理提供参考依据。 关键词：东江淡水河流域；地表水；沉积物；重金属污染；鉴定方式 引言 东江流域位于中国广东省东部沿海，近年来随着工农业的发展东江流域每年 接纳大量生活污水、工业废水及农业面源的径流水其水体承受的环境负荷越来越重，水质污染日益严重，其中重金属的污染尤其引起人们的重视。但目前对东江 流域水质评价方面的研究并不多，更需要相关人员重视该问题的存在及其严重性，为推进我国水域保护及生态环境建设而做出努力。 1材料与方法 1.1研究区域概述 东江是珠江流域的三大水系之一。它起源于江西省寻乌县的寻乌河，上游被 称为寻乌水。它被称为东江西。从龙川，河源，紫金，博罗，惠阳到东莞石龙镇，分为南北水道和狮子海。该盆地属亚热带气候，高温，降雨和潮湿。地势东北高，西南低。北部山区和东南沿海地区的气候差异很大。年平均降水量为175毫米， 时空分布不均匀，西南地区较多，东北地区较少。 1.2样品采集 东江流域东莞段的样本采集分为两个采样区域：中上游和上游以及珠江三角洲。在所有采样区域中共有35个采样点。珠江三角洲的采样点主要位于东莞市 西北部的马冲镇，红梅镇，道社，王牛墩，中堂镇，高埠，石碣镇，石龙镇，石 牌镇，旗石镇和桥头镇等11个镇。 2结果与讨论 2.1评估方法 2.1.1地积累指数法 地积累指数法是由德国海德堡大学沉积研究所的科学家穆勒（Muller）提出 的定量指标。它用于研究水环境中沉积物中的重金属污染，并已在欧洲广泛使用。使用这种方法进行评估时，通常会使用中国土壤元素的背景值进行评估。 2.1.2潜在生态风险评估方法 潜在生态风险指数方法是一种综合的潜在生态风险指数计算方法，它利用沉 积学原理评估重金属污染及其对生物的影响。 2.2.1地理聚集指数法的评估结果 参照中国土壤元素的背景，在35个采样点评估了13种重金属。通过评估和 分析，可以看出重金属的含量较高，且分布不平衡。可以看出，除了会造成一定 程度污染的Cu，Zn，Ca和Mn以外，其他金属和无机物的污染程度也较强，能 够对水质造成严重的影响。其中，Cu污染度的平均累积指数为2.56，污染度为中等，采样点E12，E15和E17强且极强。 Zn的地质累积指数为1.88，污染水平为 C4和E15采样点，污染强度较强的Cd地质累积指数为0.90，A5，D6，E2，E23 的污染度不在中间采样点现场污染程度中等，单个采样点污染程度中等。 Mn和 V的污染程度是温和的。Pb，Cr，Ba，Hg，Co.Ni，Se.TI的地质成藏指数均小于0，

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湖南洞庭湖水系As和Cd等重金属元素分布特征及输送通量杨忠芳;夏学齐;余涛;侯青叶;曹铁宁;钟坚 【期刊名称】《现代地质》 【年(卷),期】2008(22)6 【摘要】土壤地球化学调查显示,长江沿岸,尤其湖南洞庭湖流域存在以镉为主的重金属高值带.为进一步确定As和Cd等重金属元素在河流中的存在形式、迁移方式和通量等地球化学特征,本研究在洞庭湖水系主要干支流的关键位置布置采样点,分 夏季丰水期和冬季枯水期两次,采集了原水、0.45μm过滤水和0.20μm过滤水等 水样品,以及悬浮物固体样品,分析了水和悬浮物样品中As和Cd、Pb等重金属元 素含量.结果发现,As元素在湘江、资水、湘江上游支流西河和耒水中含量最高,耒水、西河及湘江的Pb、Zn含量相对偏高,Cd在湘江、耒水及汨罗江的含量也明显高于其他河流;研究区河水中As、Ni、Cd和Zn等元素在水中离子态比例较大,其 溶解态含量受河水pH和温度的控制,湘江、西河、耒水和汨罗江中悬浮物As、Zn、Cu、Cd、Pb和Cu等元素含量远高于其他水系悬浮物,这与这些流域内存在多金 属矿区密切相关;不同元素在河水中迁移途径有很大差别,As以溶解态和胶体态为主要迁移形式,Pb、Zn、Cu、Cd和Ni等重金属元素以悬浮物形式迁移的比例最大; 主要入湖河流中,湘江输入洞庭湖的As、Zn、Cu和Cd总量最大,年通量分别为961.43 t、478.90 t、101.67 t、59.58 t. 【总页数】12页(P897-908) 【作者】杨忠芳;夏学齐;余涛;侯青叶;曹铁宁;钟坚

【作者单位】中国地质大学,地球科学与资源学院,北京,100083;中国地质大学,地球科学与资源学院,北京,100083;中国地质大学,地球科学与资源学院,北京,100083;中国地质大学,地球科学与资源学院,北京,100083;中国地质大学,地球科学与资源学院,北京,100083;中国地质大学,地球科学与资源学院,北京,100083 【正文语种】中文 【中图分类】P595;X142 【相关文献】 1.重金属元素摄入总量与健康安全评估——以湖南洞庭湖地区为例 [J], 余涛;杨忠芳 2.长江源区Cd地球化学省与主要水系的Cd输出通量 [J], 成杭新;刘英汉;聂海峰;孙泽昆;付启宏;赵娟;谢丽娟 3.鄱阳湖流域赣江水系溶解态金属元素空间分布特征及污染来源 [J], 李传琼;王鹏;陈波;李燕 4.鄱阳湖水系重金属元素地球化学特征及入湖通量 [J], 李文明;杨忠芳;周雷;唐曼;袁国礼;刘晨 5.湘江水系沉积物重金属元素分布特征及风险评价 [J], 盛维康;侯青叶;杨忠芳;余涛;袁嘉欣;戴高乐;唐志敏 因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买

温州南部海域表层沉积物重金属水平及其生态风险

温州南部海域表层沉积物重金属水平及其生态风险 作者：陈军陈德慧王小华金矛周青松 来源：《安徽农业科学》2021年第23期

摘要通过对温州南部海域13个沉积物站位6种重金属元素含量进行测定，分析了沉积物重金属污染状况和潜在生态风险。结果表明，所有监测点位的沉积物重金属含量均达到国家海洋沉积物一类标准，重金属单因子污染指数均小于1，单因子污染指数平均值由大到小依次为Zn、Cu、As、Pb、Cr、Hg，各監测点位综合污染指数在1.82～2.05，平均值为1.93，总体污染程度为低污染。地质累积指数评价结果表明重金属元素平均值由大到小依次为Cu、Zn、As、Pb、Hg、Cr。潜在生态风险评价结果表明，单因子生态风险指数由高到低依次为Hg、Cu、As、Pb、Zn、Cr，综合生态风险指数为21.938～28.157，平均24.912，总体处于低生态风险水平。 关键词沉积物;重金属;生态风险 中图分类号 X 55 文献标识码 A 文章编号 0517-6611（2021）23-0055-05 doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2021.23.017 Levels of Heavy Metals in Surface Sediments and Their Ecological Risks in the Southern Seas of Wenzhou CHEN Jun1，CHEN De-hui2，WANG Xiao-hua1 et al （1.Hangzhou Xiao Environmental Sci-tech Co.， Ltd.， Hangzhou， Zhejiang 310011;2.Hangzhou Sea Slug Ecological Sci-tech Co.， Ltd.， Hangzhou， Zhejiang 310023）

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【总页数】10页(P667-676) 【关键词】砷污染;砷形态;潜在生态风险;致癌风险指数;危熵系数;健康风险;洞庭湖【作者】李滨;王健;李德亮;张婷 【作者单位】中南大学化学化工学院,长沙410083;湖南农业大学动物科学技术学院,长沙410128;湖南农业大学动物科学技术学院,长沙410128;中南大学化学化工学院,长沙410083 【正文语种】中文 砷(As)是一种自然环境中广泛分布且与人类健康密切相关的有毒类金属元素，其在地壳中的含量为1.5～3.0 mg/kg[1]. 存在于地壳中的As本不会对人类及其生存环境造成威胁，但由于人类对As和含As金属的开采、冶炼及其在杀虫剂、除草剂、颜料、原药等方面的运用，使得As大量释放到自然环境中. As及其化合物一般可通过水、大气和食物等途径进入人体，长期饮用As超标水或食用高As食物会导致As在人体的肝、肾、肺、骨骼、毛发、指甲等多个部位内累积，从而引起慢性As中毒甚至癌变[2]. As的毒性与其化学形态相关，不同价态、形态的As毒性差别很大. 其中，无机砷毒性最大，一般亚砷酸盐(As(Ⅲ))的毒性又大于砷酸盐(As(Ⅴ))；有机砷甲基胂酸(MMA)、二甲基胂酸(DMA)毒性较弱，而砷甜菜碱(AsB)、砷胆碱(AsC)几乎无毒性[3]. 因此，砷形态分析对食用食物中As的健康风险评价具有重要的现实意义. 近年来，国内外研究人员通过反复抽样研究，比较了不同食物种类以及个体日常饮食中无机砷和有机砷的含量，发现人们日常饮食中大多含有As，其中约90%来自水产品[4]. 水产品，特别是鱼、虾、贝类等，是人类摄取动物性蛋白的重要来源之

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环境化学课程论文—重金属在大气中、水体中和生物圈中的迁移与转化

重金属在大气中、水体中和生物圈中的迁移与转化 土壤重金属污染问题是环境和土壤科学研究者关注的热点问题。重金属是指相对密度等于或大于5.0的金属元素。重金属一般不易随水淋滤，不能被土壤微生物分解，但能吸附于土壤胶体而被土壤微生物和植物所吸收，通过食物链或其他方式转化为毒性更强的物质，严重危害人体健康。土壤中重金属主要来自于大气沉降物和随固体废弃物、污水、农用物资进入土壤的重金属。土壤中重金属积累的初期，不易被人们觉察和关注，属于潜在危害，但土壤一旦被重金属污染，就会造成土壤生态系统退化、植物难以生长等问题，很难彻底消除，所以土壤中重金属的污染问题比较突出。土壤重金属污染物的迁移转化过程分为物理迁移、化学迁移、物理化学迁移和生物迁移。其迁移转化是多种形式的错综结合。[19-20] 重金属进入土壤后，在土壤中发生累积，在一定条件下可向下迁移，污染地下水，对饮用水安全构成威胁；也可通过食物链将污染物从土壤转移到生物体中，并最终威胁人体健康[6]。 1重金属在大气中的迁移 1.1汞在大气中的迁移 无机汞盐通常有一价和二价2种存在形式，同时还可以形成有机汞化合物。有些汞化合物基本上是无毒的，可以用作药物；而另一些化合物特别是有机汞，如甲基汞和二甲基汞等，毒性极强。 汞是煤中最易挥发的重金属元素之一，由于汞的剧毒性、积累性、在大气中停留时间长，Hg污染对人类健康和环境有明显危害，Hg及其化合物可通过呼吸道、皮肤和消化道等不同途径侵入人体，造成神经性中毒和深部组织病变[15]，所以，燃煤电厂烟气中的汞如果不能得到及时去除，将会对人类及环境造成极大的危害[12-13]。 郑楚光[11]在对燃煤痕量元素迁移转化机理及细微颗粒物中富集规律的研究中，应用量子化学从头计算QCISD的方法，对于Hg，选用Stevens基组;对于非金属元素Cl，H，O，N，选用6-311++G(3df，3pd)基组，优化得到反应途径上各稳定点(反应物、产物、过渡态和中间体)的几何构型。对由35个组分、107个反应组成的反应体系的汞的均相反应动力学进行模拟，得到了与实验结果相一致的结果，并进行了敏感性分析，发现了汞氧化的一个 。笔者以简单基元反应HgCl2+H为 新的反应通道:Hg0→HgO→HgCl→HgCl 例，进行详细反应机理介绍。 图1给出了HgCl2+H的反应过程分析。其反应过程为: HgCl+ HCl→TS(ClHgClH)→HgCl2+H 。 即HgCl的Hg原子和HCl的Cl原子结合生成过渡态TS，然后生成产物HgCl2和H，

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北京市中心城河流表层沉积物重金属污染评价 16721683（2017）06007407 ：To investigate the pollution status of heavy metals in the surface sediments from rivers in Beijing Central District，we used the methods of the Geoaccumulation Index，principal component analysis，and Potential Ecological Risk Index to evaluate the pollution level，pollution sources，and potential ecological risks of the heavy metals including Hg，As，Pb，Cr，Cd，Mn，and Cu，respectivelyThe results showed that the average contents of the heavy metals were as follows：Hg 0670 mgkg，As 601 mgkg，Pb 311 mgkg，Cr 63 mgkg，Cd 029 mgkg，Mn 277 mgkg，Cu 45 mgkgThe descending order by the average Geoaccumulation Index was Hg（149）>Cr（034）>Cu（024）>Cd（014）>Pb（077）>As（141）>Mn （230），showing that the surface sediments were mainly polluted by Hg，Cr，Cu，and Cd elements，with Hg at moderate pollution level and Cr，Cu，Cd at mild to moderate pollution levelThe pollution mainly came from three sources：traffic，vehicle repairing，and heating coal combustionThe descending order by the average Potential Ecological Risk Coefficient was Hg（357）>Cd（80）>Cu（13）>As（9）>Pb

海洋沉积物重金属生态风险评价方法比较及实例验证——以莱州湾为例

海洋沉积物重金属生态风险评价方法比较及实例验证——以 莱州湾为例 赵玉庭;董晓晓;王立明;齐延民;由丽萍;孙珊;马元庆 【摘要】利用2016年8月份莱州湾沉积物中Hg、Cd、Pb、Cu、As、Cr、Zn 监测数据,分别利用单因子污染指数法、潜在生态风险指数法、地积累指数法、沉积物质量基准法、尼梅罗综合指数法、污染负荷指数法等6种沉积物重金属风险评价方法进行评价,以比较沉积物重金属生态风险评估方法的适用性与局限性.结果表明,莱州湾表层沉积物中,重金属Hg、Cd、Pb、Cu、As、Cr和Zn含量分别为0.0774 mg/kg、0.169 mg/kg、12.1 mg/kg、11.9 mg/kg、11.6 mg/kg、31.1 mg/kg、45.3 mg/kg.不同方法在莱州湾沉积物风险评价结果上存在差异.单因素评价方法中,单因子污染指数法、潜在生态危害指数法、尼梅罗综合指数法的评价结果适中,地累积指数法评价结果偏轻,沉积物质量基准法评价结果偏重.Hg、As、Cd元素的污染评价结果均较大,为主要的污染元素;综合因素评价方法中,污染负荷指数法评价结果风险偏轻,潜在生态危害指数法评价结果适中,内梅罗综合指数法评价结果则倾向偏重.沉积物重金属含量与底栖生物的丰度、生物量的pearson 相关系数表明,Hg与底栖生物的生物量呈现显著负相关.6种方法都有自身优缺点和适用范围,但潜在生态危害指数法更适合莱州湾沉积物重金属风险评价. 【期刊名称】《海洋通报》 【年(卷),期】2019(038)003 【总页数】8页(P353-360) 【关键词】沉积物;重金属;生态风险评估;莱州湾

【作者】赵玉庭;董晓晓;王立明;齐延民;由丽萍;孙珊;马元庆 【作者单位】山东省海洋资源与环境研究院山东省海洋生态修复重点实验室,山东烟台 264006;山东省海洋资源与环境研究院山东省海洋生态修复重点实验室,山东烟台 264006;山东省海洋资源与环境研究院山东省海洋生态修复重点实验室,山东烟台 264006;山东省海洋资源与环境研究院山东省海洋生态修复重点实验室,山东烟台 264006;山东省海洋资源与环境研究院山东省海洋生态修复重点实验室,山东烟台 264006;山东省海洋资源与环境研究院山东省海洋生态修复重点实验室,山东烟台 264006;山东省海洋资源与环境研究院山东省海洋生态修复重点实验室,山东烟台 264006 【正文语种】中文 【中图分类】X820.2;X55 沉积物是海洋生态系统的重要组成部分，沉积物中重金属含量及分布在一定程度上反映了海洋重金属元素分布特征，开展沉积物中重金属生态风险评估，可以了解海洋重金属污染状况，为环境管理与决策提供依据（牛燕霞等，2014）。生态风险 评价是评估由于一种或多种重金属导致可能发生或正在发生的不利生态影响的过程，反映出重金属的生物可利用性、生物活性和生态累积效应等（高瑞英，2012）。 目前，国内外学者提出了多种重金属污染生态风险评价方法，包括单因子污染指数法、潜在生态危害指数法（Hakanson，1980）、地累积指数法（Muller，1969）、沉积物质量基准法（Smith et al，1996）、尼梅罗综合指数法（陆书玉，2002）、污染负荷指数法（高健磊等，2013）、次生相富集系数法和沉积物富集系数法等。许艳等（2017）利用地累积指数法对莱州湾沉积物重金属进行评价，

沉积物重金属污染与环境风险评估

沉积物重金属污染与环境风险评估 沉积物是由水流或风力带来的颗粒物质在水体或陆地上沉积而成的，其中包含 了各种有机和无机物质，包括重金属。重金属是指相对密度较高的金属元素，如铅、汞、镉等。由于它们的毒性和稳定性，沉积物重金属污染已成为环境保护领域的一个重要问题。 首先，我们来探讨沉积物重金属污染的来源。重金属的主要来源包括工业废水、农业排泄物、城市污水和大气沉降等。工业废水中的重金属来自于各种生产过程中的废水排放，如电子行业中的汞、钢铁行业中的铅等。农业排泄物则主要包括农药和化肥中的铜、锌等。城市污水中的重金属则来自于家庭、工业和商业活动中产生的废水。大气沉降是指重金属随着大气中的颗粒物降落到地表，如汽车尾气中的铅等。 其次，我们需要了解沉积物重金属污染对环境产生的风险。重金属具有累积性 和生物放大性的特点，一旦进入生态系统，会在物质循环过程中逐渐积累，从而对生物体产生毒性影响。例如，铅可以影响人体的神经系统和造血系统，镉可以导致骨质疏松和肾脏损害。此外，沉积物中的重金属还可通过生物链传递到食物链中，最终威胁到人类的健康。因此，评估沉积物重金属污染的环境风险非常重要。 沉积物重金属污染的环境风险评估需要进行多个步骤。首先是采样和分析，即 收集沉积物样品并进行重金属含量分析。通过在不同地点和不同深度采集样品，并使用先进的仪器分析技术，可以确保评估结果的准确性和代表性。其次是风险评估模型的建立，即根据沉积物中重金属的浓度和生态学数据，建立数学模型来评估环境风险。这些模型可以用于预测重金属的迁移和转化过程，以及对生态系统和人类健康的潜在风险。 此外，沉积物重金属污染的环境风险评估还需要考虑到不确定性因素。由于环 境系统的复杂性和不确定性，评估结果往往存在一定的误差和不确定性。因此，研

海洋沉积物中重金属污染及生态风险

海洋沉积物中重金属污染及生态风险 海洋沉积物是海洋生态系统中重要的环境载体，同时也是重金属污染的重要来 源之一。随着人类活动的不断增加，大量的重金属被排入海洋中，最终沉积在海洋底部的沉积物中。这些重金属的存在对海洋生物及其生态系统造成了严重影响，引发了诸多生态风险。 首先，海洋沉积物中的重金属污染对海洋生物造成了直接的毒性影响。铅、汞、镉等重金属对海洋生物的生长、繁殖和免疫功能等方面都有不同程度的危害。这些重金属进入生物体内后，会干扰酶系统的正常功能，导致生物体代谢紊乱，免疫力下降，甚至引发基因突变。在一些严重受污染的区域，已经观察到了大量海洋生物的死亡和物种减少的现象，对海洋生态系统的稳定性造成了极大威胁。 其次，重金属污染也会导致海洋食物链的破坏，进一步放大了生态风险。重金 属在海洋生物体内会逐渐富集，尤其是在食物链的上层。例如，小型浮游生物摄取了含有重金属的沉积物颗粒，然后被浮游动物摄食，而浮游动物又成为鱼类等更大型生物的食物。重金属在食物链中的逐级富集，导致了食物链上层生物体内重金属浓度远高于下层生物，这对高级食物链中的大型海洋动物构成了极大的威胁。例如，一些大型鱼类和鲸类的体内已经发现了高浓度的重金属，这对它们的繁殖和存活能力造成了很大的威胁。 另外，重金属污染也会对海洋生态系统的物理和化学过程产生影响，进一步加 剧了生态风险。海洋沉积物中的重金属会改变底质的物理性质，降低沉积物的稳定性，导致沉积物的泥沙颗粒易于悬浮和迁移。重金属的存在还会改变沉积物中的微生物群落结构和代谢活性，影响底质的有机质分解和溶解氧的释放，对底层生物生存环境产生了一系列的负面影响。 综上所述，海洋沉积物中的重金属污染对海洋生物和生态系统造成了严重的生 态风险。为了保护海洋生态环境，各国政府和研究机构应加强重金属污染监测和评估工作，制定有效的控制和治理措施，减少重金属的排放。同时，公众也应提高对

中国湖泊水体磷的赋存形态及污染治理措施进展

中国湖泊水体磷的赋存形态及污染治理 措施进展 摘要：湖泊是地球上重要的淡水资源，与人类生产密切相关，在流域自然物 质循环以及社会经济和社会发展方面发挥着重要作用。湖泊提供了多种功能，例 如防洪、清洁水、气候调节、生物多样性养护、提供生物、水、航运和休闲旅行。它们也是生态环境的重要组成部分，有助于平衡含水量、减少洪峰、地下水供应、气候调节等。为维护区域生态安全作出贡献。在过去50年里，湖泊的发展随着 人类活动的增加和社会经济发展的增加而增加，湖泊生态系统的健康状况也在下降。面对一系列环境问题，例如湖泊营养丰富、蓝藻的出现、大型水生植物的生 物多样性、水生物多样性的减少和食物结构的简化，从而对区域的生态安全以及 经济和社会发展产生重大影响． 关键词：湖泊水体；磷污染；治理措施； 引言 随着社会经济的飞速发展和城市化进程的不断推进，湖泊富营养化问题尤为 突出。磷元素是导致湖泊富营养化的关键因子，去除湖泊中磷元素的主要形态- 磷酸盐对于湖泊富营养化治理意义重大。目前常用的除磷技术有化学沉淀法、生 物处理法和吸附法。化学沉淀法是通过药剂与磷酸盐形成沉淀达到除磷的目的， 除磷效果容易受到水体pH的影响且药剂费用较高；生物处理法容易受到水体中COD影响；吸附法是通过吸附、离子交换等过程将水体中的磷转移到固体材料中 达到除磷功效，其工艺操作简单，处理效果较好。改性粘土、改性生物炭等在国 内外除磷案例中应用较为广泛。天然膨润土是以蒙脱石为主要成分的粘土矿物， 因其具有较大的比表面积和较强的吸附能力而被广泛用于废水处理、土壤修复等 领域。 1湖泊水体磷的赋存形态

水中磷的存在形态影响其生物活性和在水环境中的迁移和转化。深入了解磷 的形态和含量分布有助于探讨磷在水中的迁移转化机制，制定相应的管理措施。 水体的磷浓度不是简单的输入、输出、沉淀、自净过程，而是受湖泊内外磷收支 平衡、湖泊沉积物交换平衡、水体生物吸收、分解平衡等多种因素的控制。水中 磷的存在形式可以从物理和化学两个方面区分。(1)物理上可以将0.45 μm微孔 膜分为溶解磷(DP)和颗粒磷(PP)。溶解磷仍可分为溶解活性(DRP)和溶解活性磷(DPP)。前者包括正磷酸盐、不稳定的有机磷化合物(核酸、卵磷脂、肌醇、磷酰胺、磷酸酯、糖磷酸盐、磷杀虫剂等)。不稳定的无机磷酸盐(无机物、聚磷酸盐、偏磷酸盐等)。后者包括胶体磷和稳定磷。一般来说，根据藻类吸收能力，正磷 酸盐包括活性正磷酸盐(SRP)和表面可溶性磷(颗粒大小包括沉积物、碎屑和粘土)，吸附在表面或共存于内部(矿物磷)。(2)化学上可分为正磷酸盐(PO43、 HPO4、H2PO4)、聚磷酸盐(P2O74、P3O105、(PO3)nn)和有机磷酸盐。水中磷酸根 离子(例如PO43、HPO4、H2PO4、P2O74)可以以自由状态、络合状态或化学状态存在。 2湖泊水体磷污染的治理措施 2.1湖泊水生态系统修复 修复水生态系统意味着通过一系列措施恢复或再生退化的水生态系统会提高 生态复原力。恢复水生态系统的最终目标是通过在其所在地区模拟自然、自我调 节和完全一体化的系统，尽量减少对水生态系统的影响，并恢复或恢复可接受、 长期自我维持和稳定的状态。尽管水生态系统偶尔可以在自然条件下再生，但再 生通常是通过人工干预进行的，通常涉及以下主要过程:恢复干扰物理条件；适 应水和土壤环境的化学条件；减少生态系统的环境压力(减少营养物质或污染物 的负担)；以及处置(进行生物或生物控制，包括重新启动)，实际上，水生态系 统的真正修复是一项长期的系统工程，可能需要比预期的时间更长才能实现修复 的最终目标。这不仅取决于修复水中的水停留时间，而且取决于所使用的修复方法。 2.2消毒

地表水浅层沉积物中重金属污染风险鉴定

地表水浅层沉积物中重金属污染风险鉴定 摘要：在经济发展的过程中，并未充分考虑和生态环境的兼容性，这就导致大 量的重金属流入到生态环境中，对于地表水浅层造成了严重的影响，水资源的污 染日益严重，威胁到了人们正常的生活和人类的可持续发展。针对这一情况，本 文主要借助样品采集实验法。针对济南市区域内的地表水浅层进行实验研究分析 沉积物中包含的重金属含量以及污染程度。实验结果显示：在众多实验样本中， 砷铬镉等重金属含量随着时间的演变而不断的增加，富集系数大小顺序为Cd > Cr> As>Pb>Cu，通过实验采集的数据，借助云计算等进行分析研究发现，重金属的平 均污染程度已经超过了核定值，存在较大的污染风险。通过研究重金属元素的聚 集地分析重金属的主要来源，明确来源，才能制定针对性的防治策略，避免进一 步对地表水浅层造成严重的重金属污染。。 关键词：地表水浅层沉积物；重金属污染；策略 引言 为了掌握济南市工业区对于地表水浅层和造成的影响，本实验跨度时间长，对济南市的 河流区域进行了长时期的环境监测工作，掌握了大量的实验数据，能够针对地表水检测重金 属的含量和分布情况进行详细的研究，提供重要的依据，满足环境防治的要求。 1、试验方法 结合周围环境、工业区分布、各河流区域分布的具体情况，设置多个布控点对环境进行 监测并采集沉积物的样本。在锦绣川水库、卧虎山水库、小清河、黄河和大明湖等处设置多 个点位，引进信息技术，构建环境监测网，实现对实验环境的实时监测，及时获取数据，并 成立相关的数据库，将每次采集的数据储存其中。异常的数据需要及时报备，做好处理分析 工作，为接下来的工作奠定良好的基础。 1.2样品的采集 本次实验跨度时间为4年，由2016年到2020年，在每年的4月份进行样本的采集，采 集的样本主要为地表水浅层沉积物，分析样本中所包含的各类重金属物质，并明确主要的成分。 1.3样品处理 采集样本结束之后，需要风干样品，然后采用实验器具进行碾压，剔除其中存在的杂质，然后再次进行碾压，筛选，放入到广口瓶中进行备用。在实验分析的过程中，取相同质量的 样品，分成两份，一份进行水域处理，然后判定其中存在的金属物质的主要成分，另一份需 要进行除硅消解等各项操作来测Cu.Cd.Cr等重金属含量。实验结束之后，应用到的所有器皿 都需要进行消毒处理，然后进行烘干，便于下次实验应用。将测定的实验数据与潜在生态危 害系数进行对比分析，绘制相应的图表，为实验总结结果分析等提供重要的依据。 2、结果分析 2.1总量污染特征

水域生态系统的沉积物重金属污染与生态风险评估

水域生态系统的沉积物重金属污染与生态风 险评估 水域生态系统是地球上最重要的生态系统之一，不仅为人类提供水源、食物和休闲娱乐场所，还承担了许多重要的生态功能。然而，由于人类活动的加剧和工业化进程的发展，水域生态系统面临着严重的沉积物重金属污染问题。本文将探讨沉积物重金属污染的成因及其对水域生态系统的生态风险评估。 一、沉积物重金属污染的成因 沉积物重金属污染是指水域沉积物中含有一定的重金属元素，超出了自然背景值，并对生态环境产生了不可逆转的负面影响。沉积物重金属污染的成因主要包括以下几个方面： 1. 工业废水排放：许多工业过程会产生含有重金属的废水，如果这些废水经过不合理的处理或直接排放到水域中，会导致沉积物中重金属元素的积累。 2. 农业活动：农业活动中使用的农药和化肥中含有一定的重金属元素，长期使用会导致农田中重金属的积累，最终通过农田径流进入水域，引发沉积物重金属污染。 3. 城市污水排放：城市污水中含有许多有机和无机物质，其中包括一定量的重金属元素。如果城市污水处理不当或处理设施老化，重金属元素会进入水域并沉积在沉积物中。

4. 大气降尘：大气中的颗粒物和降尘中含有重金属元素，这些重金属元素经过降水沉积到水体中的沉积物中，成为水域沉积物重金属污染的重要来源。 二、沉积物重金属污染的生态风险评估 为了全面评估沉积物重金属污染对水域生态系统的影响，需要进行生态风险评估。生态风险评估是指通过对重金属元素的浓度、生物有效性和生物毒性等指标进行综合分析，评估重金属对水域生态系统的潜在风险程度。 1. 浓度分析：通过采集沉积物样品并进行分析，可以确定重金属元素的浓度。比较沉积物中重金属元素的浓度与背景值、环境质量标准等指标，可以初步评估重金属污染的严重程度。 2. 生物有效性分析：重金属元素在沉积物中的形态和可溶性程度决定其对生物体的影响。通过分析重金属元素在沉积物中的形态和可溶性，可以判断其在水体中的迁移和转化情况，从而评估生态系统中生物对重金属的暴露风险。 3. 生物毒性分析：通过对不同生物体进行重金属元素暴露实验，可以评估其对生物体的毒性。在不同暴露剂量下观察生物的生长、繁殖和生理指标变化，可以确定重金属元素的毒性效应和剂量响应关系。 通过以上分析，可以综合评估沉积物重金属污染对水域生态系统的生态风险。评估结果可以为制定有效的环境保护政策提供科学依据，以降低沉积物重金属污染对水域生态系统的影响。

临安市底泥重金属污染特征及潜在生态危害评价

临安市底泥重金属污染特征及潜在生态危害评价 杨冰雪;方晨;王宏;许鑫红;陈峰;许振波;孙海波;王云;汪琼华 【摘要】[Objective] To understand the extend of pollution by heavy metal for sediment in linan area of Zhejiang province .[ Method] Inves-tigations and analysis is conducted to figure out the characteristics and the extend of pollution in the river sediment by heavy metal .On the ba-sis, nemerow index and potenial ecological risk index are employed for analysis of degree of contamination and ecological risk of Linan area sediment.[ Result] The monitoring results show that in most of the sediment of heavy metal belongs to the above is clean ,ndividual regions with different degree of heavy metal pollution.According to results the nemerow index, the degree of heavy metal pollution in sediment size from big to samll was Cd, Zn, Cu, Ni, Cr, Pb,the sampling points of tongshantang in qingliangfeng Cd exceeds bid badly, next Zn pollution was rela-tively serious; Another neighbourhoods of Taihuyuan, Qingshanhu, banqiao town individual points were less polluted.Potenial ecological risk index results showed that sampling points of tongshantang in qingliangfeng Cd potential ecological damage was very strong , other areas the po-tential ecological damage were slight.[ Conclusion] The study can provide scientific basis for effectively preventing and controlling heavy metal pollution in sediment.%[目的]了解浙江省临安地区底泥重金属的污染状况.[方法]对临安地区底泥重金属污染水平与特征进行调查与分析,利用内梅罗综合指数法及潜在生态危害指数法,对该区域底泥重金属的污染程度与潜在的生态危害进行评