酸溶硫化物(AVS)对沉积物-孔隙水系统中二价有毒金属化学活动性的影响

本文的主要目的为，通过对具不同ＡＶＳ含量的沉积物的金属加标实验和膜渗透平衡交换孔隙水采样技术，探讨孔隙水中二价有毒金属浓度对不同沉积物ＡＶＳ含量的化学响应关系和沉积物－孔隙水系统中二价有毒金属在固、液两相间的地球化学分配机制，并以此揭示在ＡＶＳ作用下，沉积物中二价微量金属的化学活动牲和生物可获得性。研究结果表明，用于加标实验的具不同硫化物含量的沉积物基质中，固相沉积物对镉、锌的吸收容量依ＡＶＳ含量而异，如按摩尔浓度计，固相沉积物对铺或锌的吸收容量与ＡＶＳ大致相等。当沉积物中与酸解硫化物同步被提取的金属铺或锌对ＡＶＳ的摩尔比，［ＳＥＭ］／［ＡＶＳ］小于１时，孔隙水中辐或锌难于被检出；而［ＳＥＭ］／［ＡＶＳ］大于１时，沉积物中镉或锌开始表现出强烈的化学活动性，它们在孔隙水中的浓度开始跟随总量浓度变化而变化。［ＳＥＭ］／［ＡＶＳ］＝１，似乎是判断缺氧海洋沉积物中二价有毒金属是否具有化学活动性的临界点。因此，ＡＶＳ归一化沉积物中的二价有毒金属（［ＳＥＭ］／［ＡＶＳ］摩尔比）被证明是一种方便直观地反映沉积物中二价有毒金属化学活动性的浓度表达方式，进而可被直接应用于金属沾污沉积物毒性或沉积物环境质量的评价。

武汉东湖沉积物中酸挥发性硫化物(AVS)的深度分布及其影响因素

沉积物中酸挥发性硫化物(AVS)是硫化物的生成、氧化和扩散等综合作用的反映,有机物的供给、硫酸盐的还原等因素都能影响其分布特征. 本文对武汉东湖三个污染程度不同站点的AVS深度分布特征进行了研究,结果表明,AVS含量在一定深度沉积物中具有最大值,东湖沉积物中AVS的深度分布具有两种不同的模式,I站和II站AVS浓度峰在5cm左右的表层沉积物中,且AVS还原层深度较狭窄,而III站AVS浓度峰处于10-20cm深度范围,沉积物中有机质负荷的差异是导致这种分布特征的重要原因. 沉积物中有机质含量对AVS的深度分布具有重要影响,高有机质负荷导致AVS浓度峰向表层迁移,且AVS还原层分布于较狭窄的深度范围. 对方涛等对流-扩散模型的应用表明,该模型在高有机质负荷沉积物中(I、II站)AVS深度分布的应用较为理想,然而低有机质负荷沉积物中(III站)不能准确反映AVS的深度分布特征,说明其应用范围具有一定的局限性.

水体沉积物中酸可挥发性硫化物(AVS)研究进展

水体沉积物中酸可挥发性硫化物 (AVS)是总硫含量中活性最高的部分 ,是沉积物中有毒重金属的重要结合形态 ,它的含量在很大程度上影响着沉积物重金属的生物有效性 ,从而作为沉积物中有毒重金属环境污染评价的一个重要指标 ;就十多年来水体沉积物中酸可挥发性硫化物 (AVS)的研究进行了综述。概述了 AVS的测定方法及其影响因素 ;探讨了水体沉积物中 AVS含量时空变化的规律 ;同时就目前“同时可提取重金属”(SEM)与 AVS摩尔浓度比值和水体沉积物重金属生物毒性关系的研究进行了概括和分析。

水体沉积物中酸可挥发性硫化物(AVS)研究概述

就水体沉积物中酸可挥发性硫化物 (AVS)的来源、采样和分析技术、AVS对水体环境质量的影响以及 AVS在制定沉积物质量基准中的应用进行了综述 .

冷扩散法提取沉积物中的酸可溶硫化物及其在中国边缘海区的应用

为了快速而有效地对中国边缘海区沉积物中的酸可溶硫化物（AVS）进行研究，冷扩散法被引入。用冷扩散法提取不同体积硫化物溶液中的AVS，所得到的AVS含量与所加溶液体积的相关性较好，说明此方法具有较好的提取效果。在中国边缘海不同典型海域的浅表层沉积物中，利用冷扩散法对AVS进行了分析：胶州湾李村河口AVS的浓度在0．4～120．10μmol／g之间；南黄海西北部陆架在0-11．1μmol／g之间；南海北部陆坡一柱状样沉积物中多数样品〈1μmol／g。结果显示不同典型海域沉积物中AVS的分布差别较大，符合不同环境沉积物中AVS含量的一般规律。因此冷扩散法作为一种有效的AVS提取方法，值得在研究中使用与推广。

酸溶硫化物与沉积物中重金属化学活性的关系

通过Ｃｕ、Ｐｂ、Ｚｎ、Ｃｄ、Ｎｉ、Ｃｏ的沉积物加标实验以及膜渗透平衡交换间隙水采样技术，探讨了间隙水中重金属浓度对不同加标量的沉积物化学响应关系和重金属在沉积物—间隙水两相间的地球化学分配机制。研究结果表明：在硫化物存在条件下，重金属在固、液两相间的分配主要受酸溶硫化物（ＡＶＳ）影响，ＡＶＳ决定了沉积物中重金属的化学活动性。

海洋沉积物中酸溶硫化物对二价金属镉的地球化学特征及生物毒性的影响

通过海洋沉积物镉加标实验、沉积物间隙水分析和对加标沉积物毒性的 1 0天底栖端足类生物检验 ,重点探讨在硫化物存在条件下 ,二价有毒金属镉在沉积物 -间隙水系统中的地球化学分配和化学活性 ,及镉在沉积物中的化学活性与生物毒性间的关系。研究结果表明 ,镉加标沉积物的毒性与间隙水中镉浓度呈正相关 ,而与沉积物镉总量无关。在硫化物存在条件下 ,沉积物 -间隙水系统中 ,二价镉在固、液两相间的分配主要受酸溶硫化物 (AVS)影响。AVS归一化沉积物中二价镉含量可作为预测和评价二价有毒金属镉的化学分配行为和生物可获性或毒性的有效方法。酸解硫化物时同步提取的金属镉SEMCd2 +与AVS的摩尔浓度之比 [SEMCd2 +]

胶州湾李村河口沉积物中酸可溶硫化物与活性金属分布特征

对胶州湾李村河口9个短柱状样沉积物中活性金属、AVS和有机质含量等参数进行了分析。其中AVS含量:198.4～0.4μmol/g,平均35.8μmol/g。大部分样品活性金属含量具有Fe>Zn>Cu>Cr>V>Ni>Pb>Co>Cd的顺序。活性重金属Zn,Cu,Cr,V,Ni,Pb,Co,Cd含量之和(ΣM)为:0.53～17.39μmol/g。通过对所测数据分析发现,大多数活性金属间具有较好的相关性,反映了它们具有相同的来源或相似的早期成岩地球化学特征。近河口区沉积物的地球化学特征与远河口区差异明显:近河口区底层水为还原环境,AVS形成的制约因素是活性铁的可获得性,而活性重金属的分布受到AVS的控制并主要以金属硫化物或硫化物吸附态的形式存在,AVS仍具有较大的吸附重金属的潜力,同时硫化物中重金属再次释放造成二次污染的潜在性也较大;而在离河口稍远的海域,沉积物中AVS形成的控制因素是有机质的供给和环境氧化还原状态的变化,活性重金属主要以铁氧化物结合态存在,表层沉积物中重金属的环境敏感性及生物有效性都较高。

太湖梅梁湾沉积物中酸挥发性硫化物垂直变化特征研究

水体沉积物中的酸溶性硫化物 (AVS)极易与二价金属阳离子反应生成难溶金属硫化物 ,从而控制沉积物中二价有毒金属的化学活性和生物有效性 .测定沉积物中的AVS和同步提取金属 (SEM) ,依据SEM AVS的比值可作为判定重金属生物有效性的良好指标 .通过对太湖梅梁湾 2个不同站点沉积物中AVS与SEM随深度分布的研究得出 :①AVS含量随着深度的加深先上升后降低 ,SEM含量随深度的加深呈逐渐降低趋势 ;②SEM AVS只在最表层 (0～ 2cm)大于 1,低于这一层都小于 1.③在表层沉积物 (0～ 2cm)中 ,可能存在重金属生物毒性效应 .但对于单个金属而言 ,Ni、Cu具有产生毒性作用的潜能 ,而Zn、Pb对沉积物中的生物不具有毒性 .

东海近岸沉积物中酸可挥发性硫化物的分布研究

研究了东海近岸沉积物中酸可挥发性硫化物（AVS）的水平分布和垂直分布。由于该区域水深较浅、水的垂直交换带来的氧的补充,表层沉积物中AVS的含量较低,大部分站位低于检出限。而对于AVS的垂直分布,其含量范围为0～5.82μmol/g。不同站位检出AVS的深度不同,这主要是由有机质含量和沉积物的孔隙度控制的,高有机质含量和低孔隙度将有利于AVS的生成。从可检测到AVS的层次以深,AVS含量基本随深度增加,呈现出较稳定的沉积状态。通过与不同沉积环境的AVS的测定结果进行比较发现,不同沉积环境下AVS的含量存在一定差异,研究区域AVS的含量与珠江口附近沉积物相近。

太湖五里湖区表层沉积物中酸挥发性硫化物和同步提取金属

湖泊底泥中的酸溶硫化物易与二价金属生成难溶金属硫化物,从而制约沉积物中二价有毒金属的化学活性以及生物有效性,进而影响沉积物的环境质量.对沉积物中的酸溶硫化物(AVS)和同步提取金属(SEM)进行测定,依据SEM/AVS的比值可以判定重金属生物有效性.通过对太湖五里湖、梅梁湾表层沉积物夏季和秋季AVS与SEM的采样分析,结果表明:研究区域内AVS的含量夏季高于秋季,SEM受季节影响很小,SEM/AVS大于1,且秋季高于夏季,初步判断该湖区沉积物中重金属具有潜在的生物毒性.

上海市滨岸带沉积物中酸挥发性硫化物垂直分布及空间变化特征

对上海市滨岸带（北起浏河口,南至杭州湾的金丝娘桥）18个柱状沉积物中酸挥发性硫化物（AVS）质量分数及其垂直分布特征进行了研究.结果表明：沉积物中w（AVS）为0.38-317.60 mg/kg,底层沉积物中w（AVS）平均值最高,是表层和中层的2倍左右.各采样点沉积物中底层w（AVS）空间变化差异最大,表层w（AVS）变化较小.人类活动干扰（滨岸带围垦、工业排污和生活排污和畜禽养殖等）显著改变了潮滩原有的自然环境特征〔w（有机碳）、含水率、粒度组成以及氧化还原电位等〕,可能成为控制上海市滨岸带沉积物中w（AVS）空间变化差异的决定性因素.

沉积物中酸可挥发性硫化物的分析方法研究

酸可挥发性硫化物(AVS)是评价沉积物中重金属生物毒性的一个重要参数,但AVS易随氧化还原环境变化,所以对分析测试要求较高。以往AVS的测定方法较为费时费力,无法用于常规监测,或不适用于测定AVS含量偏低的沉积物样品。本研究在现有分析方法的基础上进行了改进,建立了一个扩散法和亚甲基蓝比色法联用的分析方法,使其适用于测定AVS含量偏低的海洋和湖泊沉积物样品。通过对回收率、空白、重复性的实验显示,该方法能够快速、准确的进行大批量样品的测试。应用该方法对渤海湾和莱州湾上百个沉积物样品的分析发现,AVS含量低于0.6μmol/g(DW)的样品量达到75%。因我国近岸海域有机碳含量偏低,AVS的含量也可能偏低,所以该方法对我国近岸海洋沉积物中AVS的分析测试有普适性。该分析方法的建立为我国应用AVS对沉积物中重金属生物毒性的研究提供了便利。

长江河口盐沼湿地酸挥发性硫化物的时空分布特征及影响因素

以长江河口典型潮间带(崇明东滩湿地)不同地貌单元植被根际柱样沉积物(0~33 cm)为研究对象,探讨了长江河口潮间带表层沉积环境中酸挥发性硫化物(AVS)的时空间变化特征及其与环境因子的关系。结果表明,不同植被根际沉积物中AVS含量存在显著季节变化,表现为:互花米草大于海三棱藨草和芦苇。各采样点根际沉积物中AVS含量垂向变化为:高潮滩芦苇,随深度的增加而降低;中潮滩互花米草与海三棱藨草,随深度的增加先增大后减小,且在地面下约20 cm处显著增大。Pearson相关分析表明,沉积物中AVS含量与<16μm的颗粒物、有机碳含量及含水率之间不存在简单的正相关关系。根际沉积物中AVS含量的时空变化可能受潮汐、植被生长等因素的综合影响,其时空变化特征反映了长江河口潮滩复杂多变的氧化还原条件。与芦苇和海三棱藨草相比,入侵物种互花米草对沉积物中硫酸盐异化还原有显著影响,其可能改变了潮滩湿地生态系统原有的氧化-还原生物地球化学循环过程。

珠江口海岸带沉积物中酸可挥发性硫化物与重金属生物毒效性研究

对珠江口淇澳岛附近2个站(QA-2、QA-5)柱状沉积物中酸可挥发性硫化物(AVS)和同步提取重金属(SEM)的垂直分布规律进行了研究。研究表明,AVS在2个站沉积物中的质量摩尔浓度分别为3.44～13.13μmol/g和11.67～15.39μmol/g。QA-2站沉积物中AVS的质量摩尔浓度随深度增加,QA-5站AVS的质量摩尔浓度垂直剖面上没有明显的变化趋势,反映了不同沉积环境对AVS质量摩尔浓度分布特征的影响。2个站的SEM的质量摩尔浓度在沉积物垂直剖面上都随深度增加逐渐减小,这是因为珠江三角洲工业和城市的发展、污染物排放增加导致了重金属在沉积物中的累积。QA-2站表层沉积物(0～5 cm)SEM/AVS>1,表明可能存在重金属的生物毒效应;同时,SEM中Cu和Cd的质量摩尔浓度超过了它们的重金属浓度阈值(TEL),有可能产生重金属毒性作用;QA-2站5 cm以下和QA-5站沉积柱中SEM/AVS<1,不存在重金属的生物毒效性。

沉积物中酸挥发性硫化物对水体中重金属浓度的影响

为探讨有机质降解有毒气体对水生态环境的影响,通过对沉积物重金属加标试验和沉积物间隙水的分析,研究了在硫化物存在条件下,二价有毒金属在沉积物-间隙水系统中的浓度分配。结果表明,加标沉积物的浓度与间隙水中重金属锌或铅浓度呈正相关,而与沉积物重金属锌或铅总量无关。在硫化物存在条件下,沉积物-间隙水系统中,二价重金属锌或铅在固、液两相间的分配主要受酸溶硫化物(AVS)的影响。

Acidithiobacillus ferrooxidans-硫酸酸溶联合浸出金川铜镍硫化矿尾矿砂实验研究

金川铜镍硫化矿尾矿砂富含Cu、Ni和Co等金属,为对其进行回收,对新尾矿库不同深度的尾矿砂分别进行了直接硫酸酸溶浸出与A.f.-硫酸酸溶联合浸出实验,利用ICP-AES分析了不同阶段浸出液中Cu2+、Ni2+、Co2+含量。实验结果表明,A.f.-硫酸酸溶联合浸出工艺对尾矿砂中有价金属Cu、Ni和Co的浸出效果优于单独酸溶浸出工艺。其中,A.f.-硫酸酸溶联合浸出法对1m深度的尾矿砂中Cu、Ni、Co的浸出率最高,分别达到95.78%、98.01%和75.13%,而单独硫酸酸溶作用的离子浸出率分别为75.69%、74.33%和42.33%。

大风江口海域沉积物酸可挥发性硫化物、重金属分布及风险评价

为了解广西北部湾典型亚热带主要入海河口区——大风江口海域沉积物重金属生物毒性生态风险现状,以2018年7月在该区域采集的10个采样点表层沉积物为基础,采用冷扩散法提取样本中酸可挥发性硫化物(acid volatile sulfides,AVS),并同步提取重金属(simultaneously extracted heavy metals,SEM),采用碘量法测定AVS含量,采用电感耦合等离子体原子发射光谱法测定同步浸提的Cr、Cu、Zn、Cd、Pb等5种重金属元素含量(同步提取的5种重金属含量之和用∑SEM表示),并利用∑SEM AVS比值法和∑SEM-AVS差值法进行沉积物重金属生态风险评价.结果表明:大风江口海域表层沉积物AVS含量范围在0.33~9.30μmol/g之间,平均值为(3.63±2.76)μmol/g,AVS含量呈现由河流向入海河口区域递减的趋势;∑SEM范围在2.12~27.08μmol/g之间,平均值为(7.61±7.32)μmol/g,∑SEM呈由河流向开阔海域先增加后递减的趋势;相比于其他海区,大风江口海域沉积物中AVS含量和∑SEM均较高.大风江口海域沉积物中AVS含量与溶出液pH(7.59~8.89)、沉积物氧化还原电位(E h)(-165~182 mV)均呈显著负相关,表明沉积环境中E h和pH越低,越有利于AVS的生成.大风江口及邻近海域表层沉积物中∑SEM AVS和∑SEM-AVS的变化范围分别为0.62~15.33和-3.49~22.90μmol/g.研究显示,大风江口海域表层沉积物中重金属具有潜在中等或高的毒性生态风险,应加强重金属污染防控.

哈尔滨市城市河道沉积物中酸挥发性硫化物的分布研究

为了深入了解哈尔滨市城市河道沉积物硫污染情况,以哈尔滨三大内河之一——信义沟为例,对其沉积物中酸挥发性硫化物(AVS)的水平和垂直分布进行研究。结果表明,河道所在地的气温、酸雨沉降量以及河道水体-沉积物的氧化还原状态对表层沉积物中AVS的累积具有十分重要的影响;在垂直分布中,沉积物中AVS随深度增加呈现出不同的变化趋势,表明了信义沟河道各区域沉积物稳定性不同。在这一研究结果的基础上,将信义沟沉积物中AVS含量随深度的变化与有机质含量进行线性回归分析发现,信义沟沉积物中AVS与有机质呈正相关,说明了对于北方城市河道沉积物,有机质含量对AVS同样具有重要影响。

金川镍矿尾矿砂矿物组成特征与酸溶特性研究

金属矿山生产产生大量的尾矿,不但危害周围生态环境,而且对资源造成极大浪费。金川镍矿尾矿砂Ni、Cu和Co的平均含量分别达到0.21%、0.19%和0.01%,是够得上二次开发利用的宝贵资源。文中对金川镍矿尾矿砂矿物组成特征及酸溶特性进行了详细的研究,目的是为工业化高效回收尾矿砂中Ni、Cu和Co等有价金属提供科学依据与技术支撑。矿物学研究表明,金川镍矿尾矿砂主要由蛇纹石、绿泥石、橄榄石、辉石、透闪石、磁铁矿、白云石及少量磁黄铁矿、镍黄铁矿和黄铜矿等组成。经多年露天堆存,金川镍矿老尾矿库尾矿砂已发生不同程度的氧化作用。尾矿库3m以上为强烈氧化带,金属硫化物矿物颗粒边缘、裂缝处基本都有强烈的氧化作用发生。碳酸盐等易溶矿物被大量消耗。硫酸溶解实验表明,金川镍矿老尾矿库尾矿砂中有价金属Cu、Ni和Co的平均浸出率分别可达88.6%、75.3%和70.8%。尾矿砂中Cu、Ni和Co有价金属的浸出效果不但清楚直观地反映了尾矿库中尾矿砂的氧化程度,而且表明金属硫化物尾矿砂的风化作用,极大地促进了硫化物矿物中有价金属的酸溶浸出。