常见水生植物对富营养化和重金属复合污染水体的修复效果研究

选取大沽排污河原位生态修复工程现场的6种修复植物旱生美人蕉、水生美人蕉、旱伞草、鸢尾、马蔺、菖蒲为研究对象,通过温室培养试验研究了这6种植物对水中氮磷和重金属Cd、Pb复合污染的修复效果。试验结果表明,所选6种植物在复合污染水体中对营养物质和重金属Cd、Pb均表现出较好的修复效果。经50 d修复后,各植物对总氮TN的去除率为53.90%～94.75%,对总磷TP的去除率为46.76%～85.10%;对Cd的去除率达到90.39%～99.47%。其中,菖蒲、鸢尾、马蔺对总氮的修复能力较好;鸢尾、美人蕉和马蔺对氨氮的修复效果较好;而旱伞草、美人蕉和马蔺对总磷的修复能力最强。所有修复植物对Cd和Pb的富集系数都远远大于1,对Cd、Pb表现出很强的富集能力,可作为Cd、Pb超富集植物来修复水体中的重金属Cd、Pb污染。     

几种适合在红河州生态混凝土中生长的草本植物对重金属的富集

为了确定适合在生态混凝土中生长和修复环境的植物种类,根据红河州的气候、土壤特点,初步选择9种草本植物,并采用生态混凝土施工工艺对草本植物进行栽培,同时分析所选植物对重金属Pb,Zn,Cu,Cr,Hg,Cd的富集情况。试验结果表明①对Pb,Zn,Hg富集最高的植物分别是狗牙根草、香根草、金叶苔草,对Cu,Cr,Cd富集最高的植物是鸭跖草;②重金属平均富集系数最高的是鸭跖草,其余依次为鬼针草、金叶苔草、香根草、沿阶草、梭梭草、狗牙根草、蜈蚣草、美人蕉,其中鸭跖草、鬼针草、金叶苔草的平均富集系数均>1。结合植物对重金属的富集能力和适合在生态混凝土中生长的情况,综合评定9种植物中鸭跖草、香根草最适合在生态混凝土工程中采用。     

某饮用水源地水体重金属分布特征及健康风险评价

为探讨湖库型饮用水源地水体重金属的分布特征及引起的人体健康风险,以云南中部某水库饮用水源地水体为研究对象,基于当地生态环境监测部门2019—2021年水质监测数据,分析了研究区库区和入库河流水体中8种重金属Zn、Pb、Fe、Cd、Mn、Cr⁶⁺、As、Hg的质量浓度和分布特征,并运用美国环境保护署(US EPA)推荐的健康风险评价模型进行人体健康风险评价。结果表明：2019—2021年研究区库区和入库河流水体中均未检出Hg、Cr⁶⁺、Pb和Cd,但Zn、As、Fe和Mn均有不同程度检出,且检出质量浓度高值集中在入库河流,入库河流水体重金属质量浓度高值出现在丰水期,库区重金属质量浓度高值出现在枯水期,其中Fe、Mn质量浓度最大值超过我国《生活饮用水卫生标准》(GB 5749—2022)和《地表水环境质量标准》(GB 3838—2002)Ⅲ类水标准限值;经饮水途径,非致癌重金属Pb、Hg、Zn、Fe和Mn对成人和儿童的年健康风险均值处于10^-10/a水平,为无风险;致癌重金属As、Cd和Cr⁶⁺对成人的...     

汉江中下游水体重金属时空分布及污染评价

为探明汉江中下游水体中重金属的污染状况,分别于2019年6月(丰水期)和2020年1月(枯水期)在汉江中下游选取20个监测断面采集水样,监测水体中Cu、Zn、Pb、Fe、Mn、As、Se和Cd 8种重金属的含量,分析汉江中下游水体中重金属污染的时空分布特征,并对水体重金属污染状况进行评价。结果表明:汉江中下游水体重金属污染以Fe、Mn为主,其他6种重金属浓度均满足地表水Ⅱ类水标准。汉江中下游水体中Fe和Mn含量沿程波动较大,二者变化规律基本一致。Fe和Mn含量最大值在支流竹皮河,其中Fe浓度超标4.63倍,Mn超标13%;此外,位于汉川市的S17断面Fe元素含量超标3.89倍。结合历史数据分析,发现近年来汉江中下游水体重金属含量总体呈上升趋势。评价结果表明,汉江中下游大部分水体水质良好,钟祥市和汉川市是汉江中下游重金属污染相对较重的两个城市,支流竹皮河的水体重金属污染问题需引起重视。     

东湖沉积物中重金属垂向分布特征及污染评价

为了掌握武汉东湖的水环境状况,以沉积物为研究对象,使用电感耦合等离子体质谱仪(ICP-MS)测定了不同湖域沉积物柱状样中9种重金属(Cd、Zn、As、Cu、Co、Pb、Mn、Cr、Ni)含量,对重金属元素的垂向分布特征进行了研究,并采用地累积指数法对重金属的污染程度进行评价。结果表明:沉积物中9种重金属元素含量排序为MnCrPbZnNiCuCoAsCd;垂向分布特征为Cr、Ni的含量随沉积物深度增加而增加,Cu、As、Cd的含量随沉积物深度增加而减少。地累积指数评价表明,郭郑湖西岸污染最为严重,汤菱湖最轻,累积较为严重的是Cr、Mn、Cd和Pb,其中Cd和Pb达到中度污染程度。     

金山湖水体重金属污染物现状调查及其评价

对镇江市金山湖18个采样点的水体As、Pb、Cu、Zn、Cr以及Cd元素含量进行为期1年的监测,并通过单因子以及内罗梅综合指数,对金山湖水体重金属风险进行综合评价。结果表明:(1)金山湖18个采样点水体As、Pb、Cu、Zn、Cr以及Cd元素含量平均值分别为6.02、2.15、3.45、6.42、1.57和1.05μg/L。6种重金属平均值均小于地表水环境质量标准的三类标准。此外,金山湖水体中As元素含量小于太湖水体,但高于其他湖泊;Pb、Zn元素含量小于文献报道的其他湖泊水体。Cu与Cd元素则介于文献报道的其他湖泊水体重金属含量的之间。方差分析结果表明,Cu和Cd元素含量在4个季节具有显著的差异(P 0.01),而其余重金属元素含量在4个季节无显著差异,表明季节对金山湖水体Cu和Cd元素影响较大,而其他元素含量受季节影响较小。(2)对金山湖水体重金属进行单因子评价结果表明,金山湖水体18个采样点As、Pb、Cu、Zn、Cr以及Cd元素的单因子指数值均在0.7以下,表明水体尚未受到以上6种金属元素的影响,总体均表现为清洁状态。(3)内梅罗综合指数值表现为As Pb Cr Cd Zn Cu。从空间角度来看,18个采样点的内梅罗综合指数值均小于0.7,表明金山湖水质较为优良,基本不受重金属污染的影响,这与单因子评价结果一致。以上调查及评价结果可为金山湖水体重金属的防治提供基础资料和数据支撑。     

乌梁素海重金属在冰-水介质中迁移的微观机理

为探究乌梁素海重金属在冰-水介质中迁移的微观机理,对冰封期乌梁素海不同重金属(Fe、As、Cr、Cu、Zn、Mn、Cd、Hg、Pb)水样进行室内单向结冰模拟,总结重金属在冰体和冰下水体中的分布特征,并根据第一性原理进行结合能计算,从结合能的角度分析其微观机理。结果表明：各重金属与水体的结合能均大于与冰体的,表明重金属在水体中比在冰体中更稳定,驱使重金属从冰体向冰下水体迁移。     

上海市地表灰尘与降水关系的分析

为了探讨降水对上海市地表灰尘的影响,以上海市杨浦区6个不同功能区的地表灰尘为研究对象,采用环境磁学方法分析降雨前后地表灰尘的磁学特征变化,用电感耦合等离子体质谱仪(ICP-MS)分析其中11种重金属元素含量,采用富集因子法分析地表灰尘中各种重金属的富集情况,讨论分析降雨前后不同功能区地表灰尘的磁学特征变化及元素质量浓度的分布特征。结果表明:上海市杨浦区地表灰尘污染总体上呈现降雨后低于降雨前的变化趋势,其中降水对地表灰尘磁学参数影响最大的为频率磁化率χ_(fd)%,对重金属元素Pb的含量影响较大;在不同功能区中,工业区和交通区受降水影响均较大,而教学区受降水影响最小;重金属的富集程度为PbAsCdZn≈Mn≈CrCuNiCaMg,其中Pb、Cr、Mn、Ni、Cu、Zn、As、Cd等重金属已在环境中富集。众多结果显示,降水对城市地表灰尘的磁性特征和重金属含量均有一定的影响。     

西藏拉萨河重金属含量特征与健康风险评价

为了解拉萨河水中重金属含量,2017年7月对拉萨河中下游和堆龙曲支流16个采样点进行水样采集,测量As、Cd、Cu、Zn和Mn等5种重金属浓度,评价了这些重金属经饮水途径导致的人体健康风险。水样测试结果表明：研究区水体中5种重金属浓度大小为Zn>Mn>Cu>As>Cd,未超过《生活饮用水卫生标准》(GB 5749—2022)规定的限值,在水质上也符合Ⅰ和Ⅱ类标准(依据来自《地表水环境质量标准》(GB 3838—2002))。As、Cu和Mn高浓度主要分布在下游,而Zn高浓度主要分布在中游。健康风险评价结果表明：化学致癌物重金属的健康风险远大于非致癌物重金属,As是拉萨河水中主要的化学致癌物重金属,贡献了71.1%的致癌风险。拉萨河重金属经饮水途径导致的健康风险总体处于可接受的安全水平。对于相同的健康风险而言,儿童比成人更易受到影响,其承受的危害会更大,因而需要采取更严厉的监管措施来管理儿童饮水问题。     

固化/稳定化重金属污染底泥渗透特性试验研究

采用固化剂对含Cd、Pb、Zn、Mn重金属底泥进行固化/稳定化处理,在酸性条件下,研究了固化底泥的渗透系数变化规律和重金属渗出规律。试验结果表明:渗透初期,渗透系数及Cd、Zn的渗出量逐渐增大,Mn先小幅减小后增大,入渗15 d后均逐渐减小,Cd和Zn的渗出对Mn有抑制作用,Pb的渗出量为0。添加螯合剂EDTA后,渗透系数及Mn的渗出量逐渐降低,入渗30 d后趋于稳定,Pb、Cd、Zn的渗出量先增大,15 d后逐渐减小,重金属的渗出量均有大幅提高,但远小于国家浸出限值,固化效果显著。     

Role of bottom sediments in the secondary pollution of aquatic environments by heavy-metal compounds

The results of long‐term investigations into the concentrations of some heavy metals (Fe, Mn, Cu, Zn, Pb, Cr, and Cd) in the bottom sediments of the Dnieper reservoirs and the Dnieper–Bug estuary are considered. Maximum quantities of the metals studied are characteristic of southern water bodies located within industrial zones (the Zaporozh’e and Kakhovka reservoirs as well as the Dnieper–Bug estuary). The highest concentrations of the metals studied occurred in the clay silts (Fe, 11 600–32 400; Mn, 1504–3450; Cu, 38.9–85.5; Zn, 89.8–186.5; Cr, 48.6–193.0; and Cd, 1.9–4.4 mg kg^‐1 dry weight). Accumulation of heavy metals in the bottom sediments is an important factor in the self‐purification of aquatic environments. However, this process is reversible and therefore provides a constant threat of secondary water pollution. Secondary water pollution is observed in summer and autumn when water consumption increases. The concentrations of heavy metals increase by a factor of 1.5–3 after the drawdown of the water level. The main reason for the rise in the concentrations of metals is exchange between the bottom sediments and the water column. The rate of heavy metal migration is connected with the forms of occurrence in solid substrates and pore solutions in the bottom sediments, as well as with physico‐chemical conditions arising at the sediment/water boundary. Therefore, our investigations concentrated on the study of the fractional distribution of heavy metals among solid substrates and their forms of occurrence in interstitial solutions. This distribution depends, most of all, on the chemical properties of metals as well as the chemical and mineralogical composition of the sediments and the chemical properties of pore solutions. Most of the supply of Mn, Zn, Fe, and Cd is associated with oxides and hydroxides of iron and manganese (Mn, 74–93%; Zn, 43–70%; Fe, 27–59%; and Cd, 28–41%). Most copper and chromium is bound to organic matter and to scarcely soluble minerals. In the interstitial solutions studied, metals (except manganese) are found mainly as complex compounds with dissolved organic matter of a different molecular weight. Nevertheless, the fraction of complexes with a relatively low molecular weight (500–5000 Da) prevailed (40–70%). Dissolved manganese in the pore solutions consists chiefly of free (hydrated) ions Mn²⁺ (80–95%). The results obtained were used for a comparative evaluation of heavy metal mobility and the exchange ability of their associated compounds in the bottom sediment–water system.     

湖北鄂州城市湖泊底泥重金属空间分布特征与污染评价

以湖北省鄂州市某湖泊底泥重金属为研究对象,在调查和分析的基础上,采用地质累积指数和潜在生态危害指数对底泥中的重金属分布以及污染状况进行评价。结果表明:从柱状底泥纵向分布来看,该湖底泥重金属含量整体上呈现从上到下递减的变化趋势,上层底泥重金属含量最高;从空间分布上看,3个湖区重金属污染程度排序是西湖区域＞东湖区域＞中湖区域。地质累积指数评价结果显示该湖底泥重金属主要以无污染—中度污染为主,底泥中重金属污染程度的大小排序为Cd＞Zn＞Cu＞Pb＞Ni＞Cr＞Hg＞As;潜在生态危害指数法的评价结果显示底泥中As、Ni、Cu、Pb、Cr和Zn生态风险水平较低,Cd和Hg存在着不同程度的潜在生态风险,Cd的潜在生态风险最高。研究成果为该湖泊的污染调查和评价分析提供参考,并为湖泊后续的保护和水环境系统的可持续发展提供科学依据。     

浸提时间对城市污泥重金属浸出特性的影响

在研究含工业废水污泥中Zn、Cu、Pb、Cr、Mn、Ni含量的基础上,应用固体废物浸出毒性方法,以不同浸出时间对污泥中重金属的浸出特性进行了实验研究.结果表明:污泥中Mn和Zn含量较高,其次为Cu和Ni,而毒性较大的Pb和Cr含量较低.浸提时间对污泥中重金属的浸出具有重要影响,污泥中的Zn、Cu、Ni最大浸出浓度在8h时,而Fe和Mn随着浸提时间增加而增加;浸提时间对污泥中重金属浸出量的影响因该重金属的化学性质不同而存在较明显的差别,这可能与浸提过程中的吸附-解吸过程、络合-解离过程和溶解-沉淀/共沉淀等因素有关.     

再生水回灌条件下地下水重金属污染特征

为了探讨再生水回灌条件下的地下水中重金属Fe、Mn、Pb、Se、Sr、Zn含量变化情况,在郑州回灌试验场采集并分析了再生水、河水、土壤水和地下水样品(共106个),研究了土壤水和地下水中重金属在再生水回灌过程中的变化情况。结果表明:地下水中Fe、Mn、Sr背景含量较大;回灌1 a后,Fe、Sr含量有所减小,但Mn、Pb、Se、Zn含量有所增大;再生水回灌引起的重金属含量增大的范围为地面以下15.0～20.0 m;引起地下水中重金属含量变化的原因除再生水的回灌以外,还有场地土壤和地下水中较高的重金属背景。     

南四湖表层底泥重金属空间分布及污染程度评价

测试南四湖湖区29个表层底泥中重金属Hg、Cd、Cr、Pb、Ni、Cu、Zn和类金属As的质量比,得到南四湖湖区重金属污染的空间分布特征。结合地质积累指数法和潜在生态风险指数法,对南四湖重金属污染程度进行评价。结果表明,南四湖已受到重金属元素的污染,属于中等程度污染湖泊,其中以As、Hg、Cd、Pb元素污染严重。除了As、Cd元素在下级湖表层底泥中的质量比略高外,其他重金属元素在上级湖的污染程度普遍比在下级湖的高;二级坝以北的昭阳湖湖区潜在生态危害最为严重,其次是南阳湖、微山湖、独山湖和二级坝以南的昭阳湖湖区。     

武汉市湖泊中重金属污染状况

鉴于重金属元素的生理毒害作用,选择武汉市区、近郊、远郊六个代表性湖泊水体研究其水、沉积物、鱼样品中主要毒害重金属元素Hg,Cd,As,Pb,Cu,Cr,Ni,Zn的污染状况。采用原子荧光测试样品中Hg含量,其他元素用ICP-MS测试。结果表明:市区湖泊水、沉积物及鱼中重金属含量多数明显高于郊区湖泊,其中水及沉积物中重金属含量与研究区相应环境背景值对比有显著富集,但湖泊水中重金属含量大多可满足GB 3838—2002《地表水环境质量标准》Ⅲ类水质要求,鱼中重金属含量也可满足相应GB 2736—1994《淡水鱼卫生标准》。市区湖泊与郊区湖泊样品重金属污染程度对比而言,市区湖泊明显表现出受到一定人为污染影响。     

Effects of heavy metal contamination from anthropogenic sources on Dasarahalli tank, India

This study examines the concentrations of various heavy metals, and their distribution in a hyper‐eutrophic urban Dasarahalli tank system, which is being polluted from industrial, domestic and sewage effluents. The concentration of iron (Fe), zinc (Zn), copper (Cu), nickel (Ni), chromium (Cr), lead (Pb) and cadmium (Cd) in water, plant (Alternanthera philoxeroides) and sediment samples was determined. The water‐soluble (bioavailable) fractions of heavy metals correlated positively with their total concentration, exhibiting the following sequence of bioavailability: Zn > Cd > Ni > Fe > Cu > Pb > Cr. A. philoxeroides exhibited a maximum bioaccumulation factor for cadmium (3913). The mean values of all types of collected samples were correlated with the corresponding mean values in a control tank (Vasanthapura tank). The sequence of the order of the concentrations of the metals in water, plant and sediment samples exhibiting higher values than those observed in the control tank was as follows: Cr > Ni > Pb > Cu > Fe > Zn, Cd > Cr > Fe ≈ Zn ≈ Cu ≈ Pb and Pb > Cu ≈ Cr > Zn ≈ Ni > Fe, respectively. The geoaccumulation indices of the heavy metals revealed that the tank is moderately contaminated. As A. philoxeroides is extensively used for human consumption and also as cattle fodder, there is a growing health risk that these metals could find their way into the human food chain.