采煤沉陷区土壤中重金属的2种特征趋势研究

为探讨积水与复垦对采煤沉陷区土壤重金属污染风险的影响,选择淮南潘谢矿区典型沉陷复垦区、积水区作为研究区域,并以Cu、Zn、Cr、Cd、Ni和Pb 6种重金属作为研究对象,采用地累积指数法和潜在生态危害指数法,研究了土壤和底泥中重金属的生态危害,并讨论了底泥与土壤中各重金属的相关性。结果表明:潘谢矿区中,复垦区土壤所受污染程度远大于底泥,底泥所受污染程度远大于天然土壤。从总体污染水平和生态风险影响程度来分析,三者基质中Cd的污染水平在6种重金属元素中均较为突出;从相关性上来分析,底泥中Ni与Cu、Cr、Pb在0.05水平上相关性显著,天然土壤中Ni与Cu在0.01水平上相关性显著,复垦土壤中Cu、Zn、Cr、Cd、Ni和Pb 6种重金属的相关性均显著。     

宿南矿区土壤重金属含量特征及其来源解析

为研究淮北煤田宿南矿区土壤重金属含量特征,测试了土壤中重金属Fe、Mn、Cd、Cr、Pb、Ni、Zn和Cu的含量,采用地累积污染指数法和潜在生态风险指数法对土壤重金属污染进行评价,并运用多元统计分析对重金属污染来源进行解析。结果表明,Cd、Cr、Pb、Ni、Zn和Cu的均值含量不超过土壤环境质量二级标准;综合评价结果显示,Cd污染累积程度明显,且Cd是最主要的生态风险因子;聚类分析将重金属划分为具有相似地球化学过程的3组,即Ⅰ类(Fe、Ni和Pb)、Ⅱ类(Mn、Cu和Cd)和Ⅲ类(Zn和Cr);主成分分析从重金属元素中筛选出3个主成分(PC1、PC2和PC3),PC1(Mn、Cu和Cd)表示为煤矿开采与道路煤尘扩散污染,PC2(Fe、Ni和Pb)解析为土壤母质与尾气排放作用,PC3(Zn和Cr)表示交通运输与农业生产活动污染。     

中山市不同类型企业周边土壤重金属污染特性及潜在生态风险评价

以中山市不同类型涉重金属企业周边土壤(0~20cm)为调查对象,分析了土壤中重金属Cu、Zn、Pb、Cd、Cr、Hg和As的含量,采用地积累指数法和潜在生态危害指数法对土壤重金属污染进行了分析和评价。结果表明,除Pb外其它7种元素含量超过广东省背景值,不同类型土壤环境的污染程度地积累指数评价处于无-中度污染,潜在生态危害处于强度危害程度。统计分析表明,Cr、Ni、Cu、Zn具有显著相关性,不同类型企业周边土壤中重金属污染主要受Cr、Cu、Ni、Zn控制,其次是受As、Hg和Cd控制。     

典型山核桃产区土壤重金属空间异质性及其风险评价

山核桃(Carya cathayensis)是我国特有的高档干果和木本油料植物,目前关于山核桃林地土壤重金属污染研究鲜有报道.本研究以典型山核桃产区临安为研究区,系统采集了188个山核桃土壤样品,采用地统计学以及Moran's I等空间分析方法研究土壤重金属的空间异质性,并对山核桃林土壤重金属潜在生态风险进行评价.结果表明,重金属Cd、Cu、Zn、Pb、Ni、Cr平均含量分别为0.37、40.76、87.61、30.10、28.33、56.57 mg·kg-1,其中Cd、Cu平均值分别是背景值的1.33和2.87倍.单因子污染指数、内梅罗污染指数及潜在生态风险评价结果显示研究区土壤重金属均有样点超过土壤背景值,且Cd、Cu、Zn、Pb、Ni有部分样点超过土壤环境质量二级标准,表明研究区土壤已具有Cd、Cu、Zn、Pb、Ni、Cr不同程度的累积特征,局部土壤已受到Cd、Cu、Zn、Pb、Ni的污染,其中Cd最为严重,达到了强生态危害程度,Cu次之,总体上重金属呈中等生态危害程度.基于半方差函数分析得出,Cd、Cu、Pb、Ni、Cr具有强烈的空间自相关,而Zn属于中等空间相关性.Moran's I指数以及克里格插值结果揭示重金属Cd、Cu、Zn、Pb、Ni、Cr均存在明显的空间分布格局和局部空间聚集现象,高值主要集中在太阳、岛石、清凉峰、河桥以及湍口几个乡镇,且以重金属Cd、Cu污染风险概率较高.土壤Cd、Cu、Zn、Ni、Cr高值分布主要与矿区开采有关,而Pb与钾肥的施用密切相关.可见,研究区重金属空间分布特征受人为活动影响明显.     

铅锌矿区农田土壤重金属污染现状与评价

调查研究了福建省西部某铅锌矿区附近的农田(2.34 hm~2)土壤中Cd、Pb、Zn、Cu的污染状况,并探讨了4种重金属在矿区农田土壤上空间分布的变异状况。结果表明:调查区土壤Cd、Pb、Zn和Cu含量均超过福建省土壤背景值。土壤重金属单因子污染指数与地累积污染指数评价结果基本一致,Cd的污染程度最严重,Pb和Zn的污染程度次之,Cu的污染程度最轻。调查区土壤重金属的内梅罗综合污染指数平均值为9.13,重度污染的农田数占总数的97.44%,表明调查区农田土壤受重金属综合污染严重。土壤中Cd的潜在生态危害风险较高,Pb、Zn和Cu的潜在生态危害风险很低。不同田块土壤Cd、Pb、Cu、Zn含量的变幅分别达21.5、10.6、5.8和10.8倍,表明矿区农田土壤重金属空间分布的高度复杂性。     

特殊条件下土壤环境质量综合评价方法研究

为了对某地区土壤环境质量进行综合评价,本文采用内梅罗污染综合指标法与单项污染指标法相结合的方法,研究了土壤环境评价、评价标准,并应用于该地区土壤环境质量综合评价与潜在环境风险评价中,研究对某地区进行采样并分析,对土壤中的Cr、Cd、Pb、Cu等4种重金属含量进行检测,研究得出:在研究区水平方向的污染程度为北部小于南部,在垂直方向上,污染程度为距离地面越远污染程度越高;南部区域的生态遭到了严重的危害;中部区域和北部区域的生态造到了中度的危害;重金属(Cr、Cd、Pb)单因子潜在生态危害系数危害程度为北部小于南部,重金属(Cu)单因子潜在生态危害系数危害程度为南部大于北部,研究为土壤环境质量评价提供了借鉴。     

丹江口水库新增淹没区农田土壤重金属生态危害评价

为研究丹江口水库新增淹没区农田土壤重金属污染状况,通过野外调查,采集169个土壤样品,分析了土壤中7种重金属(Cr、Cd、Pb、Ni、Zn、Cu、As)的污染特征和空间分布,并采用I_geo(地质累积指数)法对土壤重金属进行生态危害评价. 结果表明:w(Cr)低于河南省土壤环境背景值,w(Cd)、w(Pb)、w(Ni)、w(Cu)、w(As)、w(Zn)均高于河南省土壤环境背景值,其中,w(Cr)比河南省土壤环境背景值低18.90 mg/kg,w(Zn)比河南省土壤环境背景值高11.21 mg/kg,w(Cd)则为河南省土壤环境背景值的16倍. 空间分析表明,河南省淅川县、湖北省丹江口市附近的库区以及河南省九重镇、盛湾镇库周的土壤重金属质量分数较高,而其余区域较低;I_geo法评价结果表明,Cd是丹江口水库新增淹没区主要的污染元素,Cr、Pb、Ni、Zn、Cu、As则处于无污染水平.      

杭州蔬菜基地重金属污染及风险评价

为掌握杭州市蔬菜基地土壤中重金属污染状况,采用野外调查结合室内分析法,就杭州市10个区县30个蔬菜基地中203个土壤样品进行了Cu、Zn、Pb、Cd、Cr、As和Ni含量的分析及评价,并就重金属含量与土壤理化指标进行了相关分析.结果表明,杭州市菜地土壤中Zn、Cr、As、Ni含量均未超标,但部分土壤中Cu、Pb和Cd含量有超标现象.污染指数评价表明,杭州市菜地土壤重金属综合污染等级多为轻度污染,且主要以Cd污染为主.累积评价表明,杭州市菜地土壤重金属多呈中高度累积,亦主要由土壤Cd累积所致.潜在生态风险评价表明,杭州市菜地土壤中Cu、Zn、Pb、Cr、As和Ni的生态风险轻微,综合潜在生态风险处于中等水平,但Cd存在较强的潜在生态风险.相关分析表明,土壤中Cu、Zn、Pb、As、Cd含量受土壤理化性质影响较大.综上,杭州市要做好菜地土壤重金属的污染防治工作,尤其要防范Cd的污染风险.     

拉拉铜矿区土壤重金属含量及其污染特征

分析了拉拉铜矿区土壤中重金属含量,并运用地积指数对其污染状况进行了评价。结果表明,拉拉矿区是Cu、Cd、Hg污染严重的区域,而Cr、Pb、As污染不明显。与中国土壤元素背景值相比,矿区土壤中Hg含量平均增加了13.4倍,Cd含量平均增加了19.5倍,Cu含量平均增加了4.9倍。运用Muller地积指数进行评价,证明拉拉矿区Cd属于强-极强污染;Hg属于强污染;Cu以中等污染为主,部分强污染;Cr属于无-中污染;Pb以无污染为主;As属于无污染。矿区土壤重金属污染程度由高到低依次为:Cd>Hg>Cu>Cr>Pb>As。建议重视矿区Cu、Cd、Hg等重金属的污染问题,加强重金属的生态健康效应研究。     

煤矸石堆放地周围土壤中重金属的污染特性及评价

为了分析煤矸石堆放对周边土壤环境的影响,以某煤矸石山为对象,采集新鲜煤矸石及附近土壤样品,检测其中Cu、Pb、Zn、Cd、Ni、Cr、As和Hg 8种重金属元素的含量,分析了煤矸石和土壤中重金属的相关性,采用多种污染指数评价了重金属污染对该地环境质量的影响。结果表明:该煤矸石堆放地中,重金属污染单因子指数由高到低依次为Ni>Zn>Cu>Cr>Pb>As=Hg=Cd,该堆放地土壤等级总体尚安全,但土壤中Zn、Cr和Cu含量已受到人为污染影响。     

汞矿区周边土壤重金属空间分布特征、污染与生态风险评价

为探明汞矿开采对周边土壤环境及人体健康的影响,在重庆市酉阳县某汞矿聚集区周边采集表层土壤组合样42件,分析了土壤中重金属（Cd、Hg、Pb、As、Cr、Cu、Zn和Ni）的含量及pH,对土壤重金属含量的空间分布特征、污染程度和生态风险进行了研究.结果显示,研究区土壤重金属表层富集明显,参照《土壤环境质量农用地土壤污染风险管控标准（试行）》（GB15618-2018）发现,土壤Cd、Hg、Pb、As和Zn存在不同程度的超标现象.土壤存在一定程度的污染和生态风险,土壤重金属中度-重度污染和强生态风险区均分布在矿点周围,说明矿业活动对土壤环境的影响.土壤Cr、Cu和Ni含量可能受到母岩的风化和成土作用的影响,土壤Hg、Pb和Zn可能受到矿产开采等人为活动的影响,土壤Cd和As同时受到地质背景和人为活动的影响.重金属对成人的健康影响较小,对儿童造成健康风险的概率较大,土壤As是造成人体健康风险的主要贡献因子,8种重金属均以经口摄入途径的贡献率最高.汞矿的开采是造成研究区土壤污染及生态风险的主要原因.     

MapGIS技术支持下的宜宾市翠屏区宋家乡环境地球化学质量评价

采用地质累积指数和污染程度分析方法,结合MapGIS空间分析技术,对宜宾市翠屏区宋家乡项目区土地质量进行系统的环境地球化学质量评价,重点对调查区的重金属元素(As、Hg、Cd、Cr、Zn、Cu、Pb、Ni)情况进行土壤质量评价。结果显示,宋家乡研究区土壤中存在不同程度的Hg、Cd、Cr、Zn、Pb、Ni和Cu重金属超标,主要集中在洋坪村、丘陵村和大地村,而大地村的镉超标较为严重,整个研究区砷没有出现污染。为此,结合实际查明造成重金属污染的原因,为该区土壤资源、环境评价和农业经济发展规划提供实用的地球化学信息。     

贵州灰家堡金矿田土壤重金属元素环境地球化学评价

为了解灰家堡金矿田土壤重金属元素环境地球化学背景和现状，本文开展了土壤重金属（As、Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb、Zn）环境质量评价。结果显示，以《土壤环境质量农用地土壤污染风险管控标准》中风险筛选值为标准，灰家堡金矿田大部分区域土壤As和Cu环境地球化学等级高（三级、四级和五级），其它重金属元素（Cd、Cr、Hg、Ni、Pb、Zn）环境地球化学等级低（一级和二级）。高土壤Cu环境地球化学等级（三级）的区域与已知的构造、地层和深部隐伏Au矿体均无空间关系。土壤中Cu的来源主要受地层背景含量的控制。高土壤As环境地球化学等级（三级、四级和五级）的区域主要沿背斜轴和断裂呈带状分布，并与深部矿体相对应，但与已有矿山生产活动区无空间关系。灰家堡金矿田高As环境地球化学等级的土壤与Au的成矿作用有关。     

西南山地铅锌矿区耕地土壤和谷类产品重金属含量及健康风险评价

对西南山地某铅锌矿区耕地土壤（旱地和水田）和主要谷物类产品（小麦、玉米和稻米）进行取样调查,分别测定并分析了土壤和谷物中Pb、Zn、Cu、Cr、Cd、As等重金属的含量.同时,通过Nemero综合污染指数评价了矿区耕地土壤的污染状况,并利用MMSOILS风险评价模型评价了食用当地谷物类产品对成人和儿童造成的重金属健康风...     

龙岩市某铁锰矿区土壤重金属地球化学空间分布特征与来源分析

采集了龙岩市某铁锰矿区基岩-不同层位土壤配套样品,测试了其中重金属Pb、Cd和As含量,采用普通克里金插值法,研究了土壤中3种重金属元素的地球化学空间分布特征,分析了Pb、Cd和As的来源.结果表明,研究区地处汇水盆地中,高含量Pb和As主要分布于工作区西部靠近露天采场的区域,中部两支河流交汇处及东部废石堆附近,而Cd大面积集中于西部露天采场周边及选矿厂附近.从水平剖面看,3种重金属在土壤各层位高值区域的含量变化整体表现为随着与矿区水平距离的增加而逐渐降低的趋势.从垂向剖面看,重金属在不同层位土壤间的相关度高.Pb、Cd和As在西部距离露天采场较近的区域,含量随深度增加呈先升高再降低的趋势.在其他高值区域,3种重金属含量随深度增加而降低.不同层位土壤Pb和As含量与花岗岩、闪长岩中的含量均呈显著正相关关系,Pb和As继承了矿床及其周边母岩的特性.研究区重金属As虽受到矿山开采等人为影响,但影响程度不高.部分点位母质（岩）自身具有较高含量的重金属,同时,土壤中重金属Pb和Cd的含量显著高于岩石含量,甚至远远超过土壤风险筛选值,受工矿业、交通运输和农业生产等人类活动影响较大,存在点源污染,需关注其对农产品质量安全、农作物生长及土壤生态环境可能产生的风险.     

窟野河矿区河段表层沉积物重金属污染特征及风险评价

对窟野河上游煤矿区和中下游非煤矿区的河流表层沉积物重金属As、Cu、Pb、Zn、Cd、Cr、Co和Mn含量污染特征进行了分析比较,并采用地积累指数法和潜在生态危害指数法评价其污染程度。结果表明:重金属含量均高于陕北地区土壤背景值,煤矿区和非煤矿区重金属含量有一定的差异性,其中Cr-Cu、Cr-Cd、Mn-Cu-Zn、Co-Pb、As-Cd和As-Pb元素间有一定的同源性。煤矿区和非煤矿区均受到不同程度的重金属污染,全水域处在强的潜在生态危害级别,Cd的影响占主导地位,后期应重点监控治理。     

乐安江河滩表层土中重金属的分布和残留分析

流经亚洲最大露天铜矿(德兴铜矿)的乐安江,其三条支流被由采矿行为而产生的酸性矿山废水AMD和一个活性炭厂排出的废液所污染,以至其河滩表层土中有高浓度的Cd、Cu、Pb、Zn。根据中国土壤环境质量标准判断,乐安江河滩表层土有4个地方被Cu所污染,3个地方被Pb和Zn所污染。而对于Cd、Cr、Ni来讲,所有采样点的浓度都比较低。4个高浓度金属离子的采样点表层土表明了它们受到了人为活动的污染。计算出的污染指数也表明受到污染的表层土呈局部分布,与4个污染源(德兴铜矿、银山铅锌矿、火力发电站和捕鱼区、金属高炉)的位置相对应。尽管4个污染源中的后面两个被清理有十几年了,但历史遗留下来的污染物仍残留在表层土中。     

石化园区周边农田土壤重金属污染分析与评价

以某化工园区附近300km2区域为研究区,采用辐射状精确布点,采集表层土壤样品共计200个,以该区土壤环境自然背景值和《国家土壤环境质量标准》(GB15618-1995)二级标准值为评价标准,对土壤重金属Cd、Cr、Cu、Ni、Pb、Zn、Hg和As的污染进行了分析评价.结果表明,以自然背景值为评价标准,研究区表层土壤中Cd、Hg、Cu和Pb平均含量超过自然背景值,其中,Cd为首要污染因子;以国标二级标准为评价标准,除Cd和Hg以外的6种重金属的单项污染指数平均值均小于1,Cd仍是研究区表层土壤重金属污染的主要因子.化工区西北和西南方向农田土壤重金属含量变化表明,随着与化工区距离的增加,农田土壤中Cd、Cr、Cu、Ni、Pb、Zn和Hg的含量呈显著下降趋势.采用相关分析和主成分分析研究区内土壤中重金属的来源,主因子1和主因子2的贡献率分别为65.23%、19.93%,前者反映土壤中重金属Cd、Cr、Cu、Pb、Zn和Hg积累的差异,并主要与人类活动有关;后者体现了Ni和As的变化,主要与成土母质有关.     

基于土壤重金属特征的绿色食品产地环境评价——以重庆(江津)现代农业园区为例

以重庆市江津区现代农业园区内4种农用地类型的653个表层土样为研究对象,测定土壤重金属元素含量.依据绿色食品产地环境相关标准,采用重金属污染指数法对标准中所涉及的Cu、Cr、Cd、Hg、As和Pb共6种重金属元素开展土壤环境质量评价和潜在生态风险评价,并结合用地类型确定绿色农产品生产的适宜性土壤分区.结果表明：除元素Cu、Cr和As外,其他元素的平均含量均高于重庆市土壤背景值;除元素As和Hg外,其他元素的平均含量均高于我国土壤背景值.土壤重金属元素Cu、Cr、Cd、Hg、As和Pb的平均浓度均达到《绿色食品产地环境质量》标准要求,但Cd污染已处于安全警戒线内,应高度警惕和严格监管园区内该元素的污染.水田、旱地和果园的土壤环境均以尚清洁为主,其他园地的土壤环境以轻度污染水平为主.部分水田存在一定程度的Pb污染（轻度）、Hg污染（中度）和Cd污染（中度）,旱地存在一定程度的Hg污染（中度）和Cd污染（中度）,果园和其他园地的土壤存在一定程度的Cd的轻、中度污染.全区符合《绿色食品产地环境质量》标准要求的土壤面积为12.47km²,占农用地总面积的63.64%,旱地、果园、水田和其他园地中符合该标准的面积分别占各自总面积的84.83%、68.07%、56.51%和42.09%.4种用地类型的土壤环境生态风险水平均以低等为主,共占研究区总面积的74.70%.Cd和Hg在园区表层土壤重金属生态风险评估中占有较大的贡献率,应列为优先控制污染元素并对其生态效应开展进一步研究.     

钒钛磁铁矿尾矿库复垦土地及周边土壤-玉米重金属迁移富集特征

选取承德中部典型钒钛磁铁矿集中区为研究区,分尾矿库复垦土地、尾矿库周边农用地和对照区农用地系统采集了土壤样品和玉米样品各86件,尾矿砂样品50件,矿石和矿石围岩样品33件.在分析土壤和玉米籽实样品Fe、Cu、Ni、Cd、Cr、Pb、Zn、Hg、Ti、Mn和Mo元素含量和土壤、尾矿砂和矿石围岩重金属赋存形态基础上,采用描述性统计、地累积指数、RDA分析和生物富集系数等方法论述了钒钛磁铁矿尾矿库复垦土地及周边土壤和玉米重金属迁移富集特征.结果表明,尾矿库复垦土地及周边土壤元素地累积程度由强至弱为：P > Cu > Fe₂O₃ > Cr > Ti > V > Ni > Mn > Cd > Zn > Mo > As > Pb > Hg,重金属地累积程度总体属无累积-中度累积水平,土壤Cr和Cu元素超农用地土壤污染筛选值比例为2.32%和1.16%.尾矿库及周边地区玉米籽实Fe、Ti、As、Pb和Mn元素相对较高,对照区玉米籽实Mo、Ni、Cu、Zn、Cd和Cr元素含量相对较高.玉米籽实Pb、As和Ni含量超国家食品限量标准比例分别为18.60%、11.63%和1.16%,均位于尾矿库及其周边区域.尾矿库复垦土地玉米籽实As、Pb、Cd、Cr、Ti和Mn元素生物富集强度相对最高,对照区玉米籽实Cu、Zn和Mo生物富集程度相对较高.尾矿库及周边土壤重金属生物有效态占比Cd元素最高,达50.17%;其次为Ni、Zn和Cu,平均占比为13.61%、13.23%和5.17%.与对照区土壤样品相比,尾矿库复垦土地土壤样品Pb、As和Hg元素表现为总量低,但生物有效性含量和土壤pH高;Cu和Zn总量高但生物有效含量和pH较低特点,使得尾矿库及其周边土壤As和Pb生物富集强度相对增大.在研究矿区尾矿库复垦土地和矿区周边土壤重金属污染生态风险和修复目标值时,宜以重金属生物有效态限值为评价标准.