污泥中重金属赋存形态与生态风险评价

为掌握生活污水污泥中重金属的污染状况与生态风险,以南方某城市27座生活污水厂的污泥为研究对象,分析了污泥中Hg、As、Zn、Cr、Cd、Ni的总量及赋存形态,采用潜在生态风险指数法(RI)和风险评价编码法(RAC)评价了污泥中各重金属的生态风险。结果表明,因评价对象不同,每种方法其结果可能会产生较大差异,但综合各方法评价结果可知,南方某城市生活污水厂污泥中Cd应作为首要关注的重金属污染物。

北京市得田沟金矿和崎峰茶金矿周边土壤重金属形态分析和潜在风险评价

对密云水库上游已关闭的得田沟金矿和崎峰茶金矿周边土壤中重金属的总量和形态分布进行分析,并通过富集因子法和风险评价编码法(RAC)对其污染状况进行了评价。结果表明,除As和Pb外的重金属平均含量都高于北京市土壤背景值,重金属的空间分布具有一定的差异性。土壤中Pb的铁锰氧化物结合态占总量的50%,其次为残渣态占33%;Cu的残渣态为72%,其次有机结合态为21%;Zn和Mn均以铁锰氧化物结合态和残渣态为主,分别占总量的93%和87%,其他重金属元素则以残渣态为主要形态。大多数重金属含量和可提取态含量的最大值都出现在堆积过尾矿石处(Z8、Z9和Z10),污染程度较重。基于总量的富集因子结果表明,研究区内Cr有显著污染,Hg、Cu、Cd和Ni为中度污染,其他元素轻微污染或无污染;基于形态的RAC表明该地区重金属元素具有较低的风险水平。

密云水库沉积物中重金属形态分析及风险评价

为研究北京市密云水库沉积物中重金属的总量以及形态分布特征,采用富集因子法和风险评价准则法(RAC)探讨其污染程度。结果表明,各重金属元素的平均含量均超过北京市土壤背景值,重金属元素有一定的富集。相关性分析表明,Zn、V、Cu、Mn、Pb、Ni含量之间呈显著正相关(P<0.01),说明这些元素有着相同的人为和自然污染源。形态分析表明,Cu、Ni的残渣态分别占总量的71%、72%,其次有机结合态为17%、14%;Mn残渣态为45%,铁锰氧化物结合态占22%,碳酸盐结合态为18%;其他重金属均以铁锰氧化物结合态和残渣态为主,平均含量占总量的80%以上。RAC评价结果显示,Mn(除采样点18)处于中等风险甚至高风险等级,Pb、Zn、Cu处低风险到中等风险级,Ni、V、Cr、Ti的潜在生态风险较低。研究结果将为北京市密云水库保护、人体健康安全保护措施的制定提供科学依据。

何家小岭尾矿库周边土壤重金属污染状况分析及潜在风险评价

对合肥市庐江矿区何家小岭尾矿库周边土壤中重金属的总量和形态分布进行分析,通过内梅罗指数法和风险评价编码法(RAC)对其污染状况进行评价。结果表明,除Ni外,其他重金属元素均高于庐江县土壤背景值,其中Cu、Cd两种元素超过风险筛选值(GB15618-2018)。土壤中金属元素(除Cd以外)主要以残渣态为主,Cd元素的弱酸提取态占相当大的比例(11.25%~52.18%),金属元素弱酸提取态顺序由大到小依次为Cd、Zn、Ni、Cu、Pb、As、Cr。基于单因子和内梅罗污染的结果表明,Cu、Cd、As属于轻微污染,土壤重金属总体水平属于轻度污染,基于形态的RAC表明该地区Cd为高风险,Zn为中风险,其他元素无风险或具有较低的风险水平。

成都市工业区绿地土壤重金属形态分布特征及生态风险评价

为了解成都市工业区绿地土壤中重金属的形态分布特征及生态风险情况,以成都市各区县工业区绿地土壤为研究对象,分析了土壤重金属Cr、Cd、Pb、Cu、Zn的赋存形态特征,并选用了基于形态分析的原生相与次生相比值法(RSP)和风险评价编码法(RAC),对研究区内土壤重金属的生态风险进行了评价与讨论。结果表明:(1)成都市工业区绿地土壤中Cr、Pb、Cu和Zn的赋存形态几乎都以残渣态为主(Pb:48.7%—84.25%、Cu:63.82%—94.45%、Zn:67.54%—95.58%、Cr:81.73%—92.49%),但Cd的赋存形态分布差异较大(Cd:0.00%—93.02%);(2)由次生相与原生相比值法评价结果可知,除Cd为中度污染外(RSP=2.84),Cr、Pb、Cu和Zn次生相与原生相比值均小于1,这表明研究区内Cd污染较其余几类重金属更严重;(3)根据风险评价编码法评价结果,研究区内重金属生态风险强弱顺序为Cd(14.62%)>Pb(1.61%)>Cu(1.29%)>Cr(1.02%)>Zn(0.86%),其中中部东南侧Cd的生态风险相对较高。综合上述评价结果,成都市工业区绿地土壤中主要重金属污染因子为Cd,且其生态风险远高于其他重金属,在今后的风险管控及土壤修复过程中应被重点关注。

南四湖表层沉积物中砷赋存特征及污染评价

为了解南四湖表层沉积物中砷(As)的赋存与分布特征及污染状况,分别采用王水消解-原子荧光法和Tessier修正连续提取法分析59个表层沉积物样品中As含量及其赋存形态,并利用次生相与原生相比值法和风险评价编码法进行As污染与生态风险评价。结果表明:南四湖表层沉积物中总砷(TAs)含量为8.81~25.14 mg/kg,平均值为(18.06±5.26)mg/kg,高于山东省土壤As背景值和黄河干流沉积物As背景值;各形态As平均含量依次为残渣态(17.30 mg/kg)>腐殖酸结合态(0.31 mg/kg)>铁锰氧化态(0.30 mg/kg)>离子交换态(0.05 mg/kg)=水溶态(0.05 mg/kg)>碳酸盐结合态(0.04 mg/kg)>强有机质结合态(0.004mg/kg);各湖区均以残渣态As为主,可提取态As仅占TAs的4.46%。次生相与原生相比值法评价结果表明,南四湖沉积物中As均为清洁水平;风险评价编码法评价结果表明,南四湖沉积物整体上无生态风险,但约有28.8%的采样点沉积物中As处于轻度生态风险。

密云水库入库河流沉积物中重金属形态分析及风险评价

研究了北京市密云水库入库河流潮白河水系沉积物中重金属的总量及形态分布特征,采用风险评价准则法(RAC)和Tucker3模型探讨沉积物中重金属的潜在危害性.结果表明,Hg、Cd、Cr、Cu、V、Zn的平均含量均超过北京市土壤背景值,呈现一定的富集.形态分析表明,Cu的残渣态含量占总量的72%,其次为有机结合态,占22%;Mn的残渣态含量占总量的62%,铁锰氧化物结合态占23%,碳酸盐结合态占10%;Ni的残渣态含量占总量的73%,铁锰氧化物结合态占13%,有机结合态占11%;Pb、Cd、V、Zn均以铁锰氧化物结合态和残渣态为主,含量占总量的90%以上.Ti、Cr则以残渣态为主要形态.RAC评价结果显示,Cr、V、Ti对环境无风险,Ni处于无风险到低风险级,Cu处于低风险级,Cd、Pb、Mn处于低风险到中等风险级.研究结果将为北京市水源保护、人体健康安全保护措施的制定提供科学依据.

汉江上游铅锌尾矿库区土壤重金属富集特征与影响因素

运用土壤重金属富集因子分析法及风险评价编码法(RAC),对汉江上游某铅锌尾矿区土壤重金属污染特征及潜在生态风险进行研究,分析其影响因素。结果表明,铜(Cu)、锌(Zn)、铅(Pb)、钴(Co)、钡(Ba)、锰(Mn)、锗(Ge)、钒(V)8种重金属含量平均值均超过当地土壤背景值,Ge元素达到显著污染程度,Pb、Zn、Cu达到中度污染程度,Co、Ba、Mn、V属于无污染或轻微污染程度;8种重金属元素的主要存在形态为残渣态,Zn可交换态比例相对最高,为6.0%~41.5%,Ge相对最低,为1.6%~5.9%;Zn、Cu、Pb的生态风险评价为中等风险,Co、Ba、Mn、Ge、V的生态风险评价为低风险;重金属富集程度主要受地形特征、距尾矿库直线距离、主导风向等因素影响,而重金属生物有效性还受重金属元素总量值、地表植被密度、种类丰富度等因素的影响。

密云水库沉积物中重金属元素分布及形态研究

主要研究了北京市密云水库沉积物中重金属的总量以及形态分布特征,采用风险评价准则法(RAC)和Tucker3模型探讨沉积物中重金属的潜在危害性.结果表明,各重金属元素的平均含量都超过北京市土壤背景值,重金属元素有一定的富集.Cu有机结合态约占总量的3%～68%;Mn可交换态、碳酸盐结合态约占总量的1%～18%、7%～31%;Pb、Zn的铁锰氧化物结合态分别占总量的12%～53%、4%～27%;其它重金属均以铁锰氧化物结合态和残渣态为主,平均含量占总量的80%以上.根据RAC法得出,Mn(除采样点18)处于中等风险甚至高风险等级;Pb、Zn、Cu属从低风险到中等风险级;Ni、V、Cr、Ti的潜在生态风险较低.该结论将为北京市密云水库保护、人体健康安全保护措施的制定提供科学依据.

铁观音茶园土壤-茶树体系中重金属的生物有效性

茶园土壤中重金属的生物可利用性与其化学形态分布密切相关.本研究采集铁观音主要产区——泉州市安溪县7个茶园14个采样点的表层土壤(0—20 cm)和茶树样品(根、茎、老叶、新叶),采用BCR四步提取法提取土壤样品中6种金属(Cr、Ni、Zn、Cu、Cd、Pb)的4种赋存形态,使用电感耦合等离子质谱仪(ICP-MS)分析土壤样品中金属总量、各赋存形态含量以及茶树样品中金属的含量.使用次生相原生相比值法和风险评价编码法对茶园土壤的生物有效性进行评价,Pearson相关性分析法对土壤的理化性质、金属总量及生物有效性、茶树中金属含量进行分析.结果表明,由于铁观音茶园本身土壤酸化比较严重,Cr、Cu、Cd、Pb以活性态(F1)或者潜在活性态(F2、F3)为主,Ni和Zn残渣态含量较高,但是其他三态含量均不低,因此,使用次生相与原生相比值法(RSP)对铁观音茶园土壤的生物有效性进行评价更加合理;从其评价结果来看,Cd、Pb、Cr具有较强的生物活性,应该特别关注;Pearson相关性分析的结果表明,所有金属的生物活性(RSP)与pH和总有机碳呈负相关关系,金属总量对于金属活性态的影响不显著.因此,控制茶园土壤的酸化、提高茶园土壤的有机质含量,对于降低铁观音茶园土壤中金属的生物活性,降低茶叶的金属富集具有重要作用.

我国城市污泥中重金属的赋存形态与生态风险评价

为全面了解中国城市污水处理厂脱水污泥中重金属(HMs)的形态特征和污染状况,本研究以我国40座城市污水处理厂的剩余污泥为研究对象,对污泥中重金属As、Cd、Cr、Cu、Ni、Pb和Zn的总量以及赋存形态进行了测定.采用毒液浸出法(TCLP)、风险评价编码法(RAC)和潜在生态风险指数法评价了其生态风险.结果表明,40个样品中重金属含量的中位值由大到小依次为:Zn>Cu>Cr>Pb>Ni>As>Cd,各元素整体达标率>90%.As的各形态分布较为平均;Cd和Zn以可还原态为主;Cr主要以残渣态的形式存在,其次为可氧化态和可还原态;Cu主要以可氧化态的形式存在;Ni主要以可交换态的形式存在;Pb主要以可还原态和残渣态的形式存在,可交换态的含量最低.TCLP提取态重金属的比例大小顺序为:Ni>As>Zn>Cd>Cu>Cr,所有样品中Pb的TCLP提取态含量均低于检出限;RAC法评价结果显示,7种重金属环境风险大小依次为:Ni>As>Zn>Cd>Cu>Cr>Pb,Ni的生态风险等级为高等,Zn、As和Cd的生态风险等级为中等,Cr和Cu的生态风险等级为低等,Pb无生态风险;潜在生态风险评价结果表明,城市污泥中Cd和Cu的潜在生态风险最高,是我国城市污泥中主要的重金属污染物,但是如果按照国家标准规定的方法进行农用,造成土壤污染的风险总体处于较低水平.

新疆某矿冶区周边土壤重金属生物有效性与生态风险评价

矿业活动对土壤系统良性运转带来较大的环境负荷,矿区周边土壤重金属污染风险评估是土壤污染防治和资源可持续开发的关键。在应用单因子污染指数法、潜在生态风险指数法、风险评价编码法(RAC),并结合空间分析和冗余分析手段的基础上,对新疆某矿冶区周边土壤重金属生物有效性和生态风险进行了系统研究。结果表明:研究区土壤As、Cu、Mn和Cd超标率分别为88%、38%、49%和24%;土壤Mn、Zn、As和Cd弱酸可溶态高值区主要集中在尾砂库和收砷房的附近区域。单因子污染指数评价揭示As和Cu污染累积较为严重。潜在生态风险评价显示,As、Cd和Cu生态风险较高,Mn为低生态风险。风险编码法(RAC)评价结果进一步揭示Mn和Cd具有显著的土壤迁移风险。冗余分析结果显示,空间异质性是影响土壤重金属弱酸可溶态含量变异的主要因素。土壤pH和重金属弱酸可溶态是影响潜在生态风险指数(RI)的2个重要因素。综合风险评价手段与多尺度分析方法的联合应用有助于提高区域风险评价的准确性。

鄱阳湖生态经济区污水处理厂污泥重金属形态分布及污染评价

目前我国城镇污水处理仍存在“重水轻泥”问题,为更合理地选择区域污泥处理方式,对鄱阳湖生态经济区污水处理厂污泥中重金属污染状况进行评价.选择区域内11个具代表性的污水处理厂,对其脱水污泥中8种重金属总量及形态进行分析测定,并采用污染负荷指数法、单一污染指数法、综合风险指数法以及风险评价编码法评价重金属的污染程度和风险.研究结果表明鄱阳湖生态经济区内污水处理厂污泥中重金属Cd的污染程度最大,远高于其他重金属,重金属Cu、Hg、Zn、Pb达到重污染程度,Cr达到中度污染程度,Ni和As为轻度污染.鄱阳湖生态经济区污水处理厂污泥中重金属综合污染负荷指数为5.82,达中度污染程度.区域综合风险指数GRI值为148.38,属于低风险,但重金属Zn、Cd以可弱酸提取态为主,RAC结果表明研究区域污泥中的重金属Cd、Zn达到高风险,As为中风险,Cu、Ni、Hg为低风险,Pb、Cr无风险.总体而言,鄱阳湖生态经济区污水处理厂污泥重金属污染程度中等,其中污泥中元素Cd的污染值得关注,以进一步合理选择污泥处理路径和技术路线,对污泥进行无害化处理和资源化利用.

典型有色金属矿山城市小河流沉积物重金属形态分布及风险评估

采用改进的Tessier连续提取法分析了铜陵市惠溪河表层沉积物中7种重金属(Cd、Cr、Cu、Zn、Ni、Pb、As)的形态分布,并以风险评价编码法(RAC)和平均沉积物质量基准系数法(SQG-Q)对沉积物重金属污染程度和生态风险进行评价.结果表明:①Cr和As主要以残渣态存在,Zn、Ni和Pb主要以残渣态和Fe-Mn氧化物结合态存在,Cu主要以有机结合态存在,Cd有机结合态的质量分数较低,其它几种形态大体接近.②Cd、Cr、Cu、Zn、Ni、Pb和As有效态的质量分数分别为46.48%、4.62%、4.05%、4.12%、9.17%、0.97%和0.03%;按照RAC判定,Cd对环境构成高风险,Cr、Cu、Zn和Ni的环境危害处于低风险水平,Pb和As则无风险.③惠溪河沉积物SQG-Q均值为10.42,远大于1.0,表明该河流具有非常高的潜在生物毒性效应;Cd、Cr、Cu、Zn、Ni、Pb和As的PEL-Q系数分别为4.23、1.14、20.75、6.04、2.33、4.58和41.71,表明7种重金属的潜在生物毒性很大,不利生物效应将频繁发生.

青海湖沉积物重金属分布及其潜在生态风险分析

青海湖是我国最大的闭口咸水湖.近年来随着工农业及旅游业的迅速发展,湖泊受人为活动影响不断增加,引起广大学者关注.为了深入了解青海湖表层沉积物中的重金属分布情况,在调查Zn、Cu、Pb、Co、Ni、As、Cd和Cr这8种重金属含量的基础上,对其赋存形态进行了分析,并对其进行来源解析和生态风险评价.结果表明:①青海湖表层沉积物重金属除ω(As)(13.21 mg·kg^(-1))和ω(Cd)(0.21 mg·kg^(-1))超出环境背景值1.13倍和1.53倍,其余6种重金属均不同程度低于环境背景值,从空间分布来看,除As外其他7种重金属元素空间分布特征极为相似,高值主要分布在湖泊西北部及151码头附近;②除Cd外其他7种重金属的主要存在形态为残渣态,而Cd主要以生物有效态形式存在,对水生生物具有较高的潜在生物毒性;③结合相关性分析和主成分分析,沉积物中Zn、Cu、Pb、Co、Ni、Cd和Cr的来源以自然源为主,As的来源则受到农业生产等人为因素影响;④根据潜在风险分析结果,青海湖沉积物重金属整体处于轻微生态危害水平,但值得重视的是,各点位Cd的潜在生态危害水平及释放风险均高于其他金属元素,特别是在黑马河入湖口、尕海和沙岛附近等区域显示出较高的潜在释放风险,后续需持续关注这些区域沉积物中Cd对水环境及生态系统的潜在影响.