黄河三角洲表生环境中汞和砷的分布、赋存及风险评估
发布时间：2021-02-14 02:44
重金属汞（Hg）和砷（As）因其对人类和野生生物的急性和慢性毒害作用、在食物链中的生物蓄积性以及在环境中的持久性而受到全世界的广泛关注。汞和砷在工农业中的普遍使用,使得其在许多三角洲环境中的浓度显著升高,从而对三角洲湿地系统产生潜在的生态风险,并对人类造成潜在的健康风险。本文以黄河三角洲（YRD）为研究对象,总共采集了 46个土壤、21个表层沉积物、1个沉积柱以及129条鱼。通过采用原子荧光光谱（AFS）、电感耦合等离子体发射光谱（ICP-OES）和电感耦合等离子体质谱（ICP-MS）等测试仪器,以及BCR（欧洲共同体标准物质局）逐级提取和同位素定年等实验测试方法对黄河三角洲表生环境中的汞和砷等元素的时空分布、赋存形态、污染来源及潜在风险进行了研究。本研究的主要结果如下:（1）黄河三角洲自然保护区不同功能区（核心区、缓冲区和实验区）的表层土壤中汞的分布存在显著差异（p<0.01）,但砷在不同功能区的分布差异较小;人为活动强度在一定程度上影响了汞的分布,人为扰动程度强的实验区土壤中的汞浓度高于人为扰动弱的缓冲区和核心区。（2）老黄河口沉积柱记录了过去近百年间（1925-2012年）...
【文章来源】：中国科学技术大学安徽省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：198 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
英文部分
Chapter 1 Introduction
1.1 General introduction of mercury
1.1.1 The basic properties and forms of mercury
1.1.2 Toxic effect of mercury
1.1.3 The source of mercury
1.2 General introduction of arsenic
1.2.1 The basic properties and forms of arsenic
1.2.2 Toxic effect of arsenic
1.2.3 The source of arsenic
1.3 The environmental geochemistry of mercury and arsenic
1.4 The mercury and arsenic contaminations in the supergene environment in thecoastal areas of China
1.5 Overall objectives and major research contents
Chapter 2 Samples and methodology
2.1 Introduction of the study area
2.2 Sampling collection
2.2.1 Soil samples
2.2.2 Surface sediment samples
2.2.3 Sediment core samples
2.2.4 Fish samples
2.3 Sampling analysis
2.3.1 Analysis of elements
210Pb dating of the sediment core"> 2.3.2 210Pb dating of the sediment core
2.3.3 Sequential extraction method
2.4 Quality assurance and quality control
2.5 Statistical analysis
Chapter 3 Distribution and speciation of mercury and arsenic in thesoil samples from the Yellow River Delta Natural Reserve
3.1 Introduction
3.2 Distribution of mercury and arsenic concentrations in the soils
3.3 Mercury and arsenic speciation in the soils
3.4 Summary
Chapter 4 Levels and speciation of mercury and arsenic in thesurface sediments from the Yellow River Delta
4.1 Introduction
4.2 Levels of mercury and arsenic concentrations in the surface sediments
4.3 Mercury and arsenic speciation in the surface sediments
4.4 Summary
Chapter 5 The sedimentary record of mercury and arseniccontamination in the Old Yellow River Estuary of China
5.1 Introduction
5.2 Historical levels of mercury and arsenic in the sediment core
5.3 Mercury and arsenic speciation
5.4 Summary
Chapter 6 Levels of metals in fish tissues of redeye mullet andJapanese seabass from the Yellow River Delta
6.1 Introduction
6.2 Levels of metals in different fish tissues
6.3 Inter-correlations among metals
6.4 Relationship between the distribution of metals and fish size
6.5 Summary
Chapter 7 Contamination and risk assessment of mercury, arsenicand other metals in the Yellow River Delta
7.1 Introduction
7.2 Ecological risk assessment
7.2.1 Enrichment factor
7.2.2 Index of geo-accumulation
7.2.3 The risk assessment code
7.2.4 Effects range low/median
7.3 Human health risk assessments
7.3.1 Non-carcinogenic risk of mercury and arsenic in soils
7.3.2 Carcinogenic risk assessment of arsenic in soils
7.3.3 Non-carcinogenic risk of metals from the consumption of fish
7.3.4 Mercury and selenium interaction and the human health implication
7.4 Summary
Chapter 8 Major conclusions and innovations
8.1 Major conclusions
8.1.1 The distribution and speciation of mercury and arsenic in soils and sediments
8.1.2 The distribution and interaction effect of metals in fish tissues
8.1.3 Risk assessment of mercury, arsenic and other metals in the Yellow River Delta
8.2 Innovations
中文部分
第一章 绪论
1.1 汞的概述
1.1.1 汞的基本性质和形态
1.1.2 汞的毒性
1.1.3 汞来源
1.2 砷的概述
1.2.1 砷的基本性质和形态
1.2.2 砷的毒性
1.2.3 砷的来源
1.3 汞和砷的环境地球化学
1.4 中国河口及海岸带区域表生环境中的汞和砷污染
1.5 主要目标和研究内容
第二章 采样与测试
2.1 研究区概况
2.2 采样采集
2.2.1 土壤样品
2.2.2 表层沉积物样品
2.2.3 沉积柱
2.2.4 鱼样品
2.3 样品分析
2.3.1 元素分析
2.3.2 沉积柱的210Pb定年方法
2.3.3 逐级提取方法
2.4 质量保证与质量控制
2.5 统计分析
第三章 黄河三角洲自然保护区土壤中汞和砷的分布和形态
3.1 引言
3.2 土壤中汞和砷的分布
3.3 土壤中的汞和砷形态
3.4 小结
第四章 黄河三角洲表层沉积物中汞和砷的含量和形态
4.1 引言
4.2 表层沉积物中汞和砷的浓度水平
4.3 表层沉积物中的汞和砷的形态
4.4 小结
第五章 中国老黄河口汞和砷污染的沉积记录
5.1 简介
5.2 沉积物中汞和砷的历史含量
5.3 汞和砷形态
5.4 小结
第六章 黄河三角洲梭鱼和鲈鱼的鱼组织中的金属含量
6.1 简介
6.2 不同鱼组织中的金属元素含量
6.3 金属元素之间的相互关系
6.4 金属元素的分布与鱼的体长之间的关系
6.5 小结
第七章 黄河三角洲汞、砷及其他金属的污染和风险评估
7.1 简介
7.2 生态风险评估
7.2.1 富集因子
7.2.2 地质累积指数
7.2.3 风险评估指数
7.2.4 毒性效应低值/中值
7.3 人类健康风险评估
7.3.1 土壤中汞和砷的非致癌风险
7.3.2 土壤中砷的致癌风险评估
7.3.3 食用鱼类产生的金属元素的非致癌风险
7.3.4 汞与硒的相互作用及其对人类健康的影响
7.4 小结
第八章 主要结论和创新点
8.1 主要结论
8.1.1 土壤和沉积物中汞和砷的分布和形态
8.1.2 金属元素在鱼组织中的分布及相互关系
8.1.3 黄河三角洲汞、砷及其他金属元素的风险评估
8.2 主要创新点
参考文献
附录
致谢
Acknowledgements
学位申请者简介
【参考文献】：
期刊论文
[1]Geoaccumulation and distribution of heavy metals in the urban river sediment[J]. Nur Aliaa SHAFIE,Ahmad Zaharin ARIS,Hazzeman HARIS. International Journal of Sediment Research. 2014(03)
[2]福建近岸浅海沉积物元素丰度及含量变化特征[J]. 张开毕. 福建地质. 2008(04)
[3]东海表层沉积物中重金属集散特征及变化规律[J]. 赵宝刚,邵秘华,鲍永恩,刘广远,陶平. 大连海事大学学报. 2008(03)
[4]福建罗源湾海区表层沉积物重金属的含量与分布[J]. 林建杰. 台湾海峡. 2008(03)
[5]锦州湾表层沉积物重金属污染状况评价[J]. 张玉凤,王立军,霍传林,关道明. 海洋环境科学. 2008(02)
[6]连云港近岸海域沉积物中重金属垂直分布特征研究[J]. 贺心然,陈斌林,殷伟庆,姚远. 淮海工学院学报(自然科学版). 2008(01)
[7]胶州湾东部和青岛前海表层沉积物重金属分布特征及其对比研究[J]. 王红晋,叶思源,杜远生,李绍全,朱爱美. 海洋湖沼通报. 2007(04)
[8]黄河口沉积物重金属含量变化特征研究[J]. 吴晓燕,刘汝海,秦洁,孙培艳,高振会,贾永刚. 海洋湖沼通报. 2007(S1)
[9]中国北方海域扇贝重金属含量的比较与质量评价[J]. 王红,许强,杨红生. 海洋科学. 2007(09)
[10]福建省泉州湾表层沉积物中重金属的含量与分布[J]. 龚香宜,祁士华,吕春玲,苏秋克,吴辰熙,张菲娜. 环境科学与技术. 2007(01)
本文编号：3032986
【文章来源】：中国科学技术大学安徽省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：198 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
英文部分
Chapter 1 Introduction
1.1 General introduction of mercury
1.1.1 The basic properties and forms of mercury
1.1.2 Toxic effect of mercury
1.1.3 The source of mercury
1.2 General introduction of arsenic
1.2.1 The basic properties and forms of arsenic
1.2.2 Toxic effect of arsenic
1.2.3 The source of arsenic
1.3 The environmental geochemistry of mercury and arsenic
1.4 The mercury and arsenic contaminations in the supergene environment in thecoastal areas of China
1.5 Overall objectives and major research contents
Chapter 2 Samples and methodology
2.1 Introduction of the study area
2.2 Sampling collection
2.2.1 Soil samples
2.2.2 Surface sediment samples
2.2.3 Sediment core samples
2.2.4 Fish samples
2.3 Sampling analysis
2.3.1 Analysis of elements
210Pb dating of the sediment core"> 2.3.2 210Pb dating of the sediment core
2.3.3 Sequential extraction method
2.4 Quality assurance and quality control
2.5 Statistical analysis
Chapter 3 Distribution and speciation of mercury and arsenic in thesoil samples from the Yellow River Delta Natural Reserve
3.1 Introduction
3.2 Distribution of mercury and arsenic concentrations in the soils
3.3 Mercury and arsenic speciation in the soils
3.4 Summary
Chapter 4 Levels and speciation of mercury and arsenic in thesurface sediments from the Yellow River Delta
4.1 Introduction
4.2 Levels of mercury and arsenic concentrations in the surface sediments
4.3 Mercury and arsenic speciation in the surface sediments
4.4 Summary
Chapter 5 The sedimentary record of mercury and arseniccontamination in the Old Yellow River Estuary of China
5.1 Introduction
5.2 Historical levels of mercury and arsenic in the sediment core
5.3 Mercury and arsenic speciation
5.4 Summary
Chapter 6 Levels of metals in fish tissues of redeye mullet andJapanese seabass from the Yellow River Delta
6.1 Introduction
6.2 Levels of metals in different fish tissues
6.3 Inter-correlations among metals
6.4 Relationship between the distribution of metals and fish size
6.5 Summary
Chapter 7 Contamination and risk assessment of mercury, arsenicand other metals in the Yellow River Delta
7.1 Introduction
7.2 Ecological risk assessment
7.2.1 Enrichment factor
7.2.2 Index of geo-accumulation
7.2.3 The risk assessment code
7.2.4 Effects range low/median
7.3 Human health risk assessments
7.3.1 Non-carcinogenic risk of mercury and arsenic in soils
7.3.2 Carcinogenic risk assessment of arsenic in soils
7.3.3 Non-carcinogenic risk of metals from the consumption of fish
7.3.4 Mercury and selenium interaction and the human health implication
7.4 Summary
Chapter 8 Major conclusions and innovations
8.1 Major conclusions
8.1.1 The distribution and speciation of mercury and arsenic in soils and sediments
8.1.2 The distribution and interaction effect of metals in fish tissues
8.1.3 Risk assessment of mercury, arsenic and other metals in the Yellow River Delta
8.2 Innovations
中文部分
第一章 绪论
1.1 汞的概述
1.1.1 汞的基本性质和形态
1.1.2 汞的毒性
1.1.3 汞来源
1.2 砷的概述
1.2.1 砷的基本性质和形态
1.2.2 砷的毒性
1.2.3 砷的来源
1.3 汞和砷的环境地球化学
1.4 中国河口及海岸带区域表生环境中的汞和砷污染
1.5 主要目标和研究内容
第二章 采样与测试
2.1 研究区概况
2.2 采样采集
2.2.1 土壤样品
2.2.2 表层沉积物样品
2.2.3 沉积柱
2.2.4 鱼样品
2.3 样品分析
2.3.1 元素分析
2.3.2 沉积柱的210Pb定年方法
2.3.3 逐级提取方法
2.4 质量保证与质量控制
2.5 统计分析
第三章 黄河三角洲自然保护区土壤中汞和砷的分布和形态
3.1 引言
3.2 土壤中汞和砷的分布
3.3 土壤中的汞和砷形态
3.4 小结
第四章 黄河三角洲表层沉积物中汞和砷的含量和形态
4.1 引言
4.2 表层沉积物中汞和砷的浓度水平
4.3 表层沉积物中的汞和砷的形态
4.4 小结
第五章 中国老黄河口汞和砷污染的沉积记录
5.1 简介
5.2 沉积物中汞和砷的历史含量
5.3 汞和砷形态
5.4 小结
第六章 黄河三角洲梭鱼和鲈鱼的鱼组织中的金属含量
6.1 简介
6.2 不同鱼组织中的金属元素含量
6.3 金属元素之间的相互关系
6.4 金属元素的分布与鱼的体长之间的关系
6.5 小结
第七章 黄河三角洲汞、砷及其他金属的污染和风险评估
7.1 简介
7.2 生态风险评估
7.2.1 富集因子
7.2.2 地质累积指数
7.2.3 风险评估指数
7.2.4 毒性效应低值/中值
7.3 人类健康风险评估
7.3.1 土壤中汞和砷的非致癌风险
7.3.2 土壤中砷的致癌风险评估
7.3.3 食用鱼类产生的金属元素的非致癌风险
7.3.4 汞与硒的相互作用及其对人类健康的影响
7.4 小结
第八章 主要结论和创新点
8.1 主要结论
8.1.1 土壤和沉积物中汞和砷的分布和形态
8.1.2 金属元素在鱼组织中的分布及相互关系
8.1.3 黄河三角洲汞、砷及其他金属元素的风险评估
8.2 主要创新点
参考文献
附录
致谢
Acknowledgements
学位申请者简介
【参考文献】：
期刊论文
[1]Geoaccumulation and distribution of heavy metals in the urban river sediment[J]. Nur Aliaa SHAFIE,Ahmad Zaharin ARIS,Hazzeman HARIS. International Journal of Sediment Research. 2014(03)
[2]福建近岸浅海沉积物元素丰度及含量变化特征[J]. 张开毕. 福建地质. 2008(04)
[3]东海表层沉积物中重金属集散特征及变化规律[J]. 赵宝刚,邵秘华,鲍永恩,刘广远,陶平. 大连海事大学学报. 2008(03)
[4]福建罗源湾海区表层沉积物重金属的含量与分布[J]. 林建杰. 台湾海峡. 2008(03)
[5]锦州湾表层沉积物重金属污染状况评价[J]. 张玉凤,王立军,霍传林,关道明. 海洋环境科学. 2008(02)
[6]连云港近岸海域沉积物中重金属垂直分布特征研究[J]. 贺心然,陈斌林,殷伟庆,姚远. 淮海工学院学报(自然科学版). 2008(01)
[7]胶州湾东部和青岛前海表层沉积物重金属分布特征及其对比研究[J]. 王红晋,叶思源,杜远生,李绍全,朱爱美. 海洋湖沼通报. 2007(04)
[8]黄河口沉积物重金属含量变化特征研究[J]. 吴晓燕,刘汝海,秦洁,孙培艳,高振会,贾永刚. 海洋湖沼通报. 2007(S1)
[9]中国北方海域扇贝重金属含量的比较与质量评价[J]. 王红,许强,杨红生. 海洋科学. 2007(09)
[10]福建省泉州湾表层沉积物中重金属的含量与分布[J]. 龚香宜,祁士华,吕春玲,苏秋克,吴辰熙,张菲娜. 环境科学与技术. 2007(01)
本文编号：3032986
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