包头-白云鄂博地区重金属基线值的厘定及其在重金属污染分级评价中的应用

论文运用地球化学基线原理,以参比元素标准化法和累积频率曲线法分别计算包头市区、白云鄂博矿区土壤As、Cr、Cu、Ni、Pb、Zn的基线值。结果显示,白云鄂博重金属基线值普遍高于包头。采用单因子指数法评价污染程度,以内蒙古背景值为标准时白云鄂博重金属轻微污染、轻度污染、中度污染样品比例分别为包头的1.0、1.5、1.7倍,白云鄂博重金属污染显著高于包头;以基线值为标准时包头和白云鄂博样品重金属均以无污染和轻微污染为主,且样品所占比例相当,表明两区污染程度没有显著差异。使用厘定的基线值进行重金属污染评价反映了包头和白云鄂博重金属污染的实际人为输入,而使用内蒙古土壤重金属背景值则无法反映两地重金属自然背景的差异,导致评价结果失真。     

煤炭型城市河流沉积物重金属地球化学基线厘定及应用[KH*9]——以安徽宿州市为例

煤炭型城市是重金属富集的重要区域,国内外学者对其河流沉积物重金属地球化学基线研究较少。本研究在煤炭型城市宿州市沱河和环城河沉积物39个采样点重金属含量测试的基础上,运用相对累积频率法对Fe、Ti、V、Cr、Cu、Zn、As及Pb8种重金属地球化学基线进行厘定,并以地球化学基线值为评价标准,通过沉积物富集系数法和内罗梅指数法进行污染程度分析。结果表明:Fe、Ti、V、Cr、Cu、Zn、As和Pb的地球化学基线值分别为2.37%、0.29%、61.7mg/kg、43.0mg/kg、33.9mg/kg、62.1mg/kg、13.0mg/kg和25.3mg/kg,其中Fe、Ti、V、Cr和Pb低于安徽省土壤背景值,而Cu、Zn和As高于安徽省土壤背景值;宿州煤炭产业及其相关产业的发展导致该区域河流沉积物重金属富集程度较高,其中市中心环城河流沉积物重金属污染程度高于沱河;与背景值相比,地球化学基线的探索能够反映水体沉积物重金属元素在水-沉积物界面的反应及迁移特性,其在污染程度分析和人为影响识别的应用更具有现实意义,。     

宿州市表层土壤重金属元素环境地球化学基线研究

环境地球化学基线作为能够判别自然和人为环境影响的地球化学指标,不同地区基线值的确定具有重要的现实意义和参考价值。本研究以宿州市为例,通过野外采样和室内测试,对表层土壤中的Cu、Zn、Pb、As、Cr、V六种重金属元素进行总量分析,采用标准化方法和相对累积频率分析方法计算确定宿州市土壤环境地球化学基线,基于确定的地球化学基线值,运用地质累积指数法对宿州市表层土壤重金属污染进行环境地球化学评价。结果表明,研究区表层土壤中Cu、Zn、Pb、As、Cr、V的平均含量分别为18.29、52.61、20.84、10.29、69.83和82.27 mg/kg;确定的环境地球化学基线值分别为16.97、48.66、19.43、9.07、65.22和79.08 mg/kg,获得的基线值符合其定义和实际意义;地质累积指数计算分析结果显示,六种重金属元素大部分处于无污染级别,少量达到无污染到中度污染级别,六种重金属元素在表层土壤中的富集贫化不明显。     

基于铜陵地区地球化学基线的土壤重金属污染评价及分析

为研究铜陵地区土壤重金属污染现状,在明确环境地球化学基线意义的基础上,运用相对累积频率法计算了铜陵地区土壤中Cu、Zn、Cr、Co、Cd、Pb、As、Hg、Ni元素的环境地球化学基线。并以计算的地球化学基线值作为评价标准,用指数评价法和潜在生态危害法从不同角度对该地区做出污染评价并分析其原因。结果表明:计算得出的铜陵地区地球化学基线有可适用性,9种重金属元素具有不同等级的污染水平和潜在污染风险,其中Cd、As 2种元素同时具有较高污染水平和较高潜在生态危害风险。由空间分析可知:重金属元素的污染来源主要与人类的采矿、选冶过程有关。     

基于总量及形态的土壤重金属生态风险评价对比:以龙岩市适中镇为例

以龙岩市适中镇为例,在蓝田-洋东一带采集110个表层土壤样品和61件农作物样品,测试了其中重金属元素Pb、Cd、As的总量,分析了土壤中3种重金属的形态分布规律,结合研究区特定农作物吸收重金属的特征,以重金属赋存形态及其生物可利用性为评价指标,根据地球化学统计学分析原理,建立了基于形态的土壤重金属生态风险评价的新方法,利用新方法评价了土壤重金属的生态风险,并与传统的潜在生态风险指数法(RI)的评价结果进行了对比.结果表明,蓝田-洋东一带的土壤重金属是以自然地质成因为主,人为干扰作用较弱的典型区域.全区基本无重金属Pb、As污染,Cd是最主要的污染因子,污染强度较低.Pb、Cd、As主要以残渣态形式赋存,除残渣态以外的4种生物可利用形态的占比排序为Cd(53.28%)Pb(43.28%)As(30.71%).工作区土壤重金属总量-形态-作物吸收量三者之间的相关分析和回归分析表明,土壤重金属的总量与活动性高的离子交换态、碳酸盐结合态等形态的相关度低,甚至表现为非线性相关关系.离子交换态是对薏米和水稻吸收重金属Pb、Cd、As影响最大的形态.从生物可利用的角度来说,基于形态的生态风险评价新方法相比于传统的基于总量的潜在生态风险方法,评价结果更加准确.     

承德市滦河流域土壤重金属地球化学基线厘定及其累积特征

选择承德市滦河流域为研究区,系统采集了351个表层土壤样品(0～20cm),测定了Cu、Ni、Cd、Cr、Pb、Zn、Hg、V、Ti、Mn、As和Co共12种重金属的含量,运用基于参比元素的标准化方法和累积频率曲线法确定了12种重金属元素的地球化学基线值,结合主成分分析法与地统计方法统计结果,分析了重金属的空间结构和分布特征,利用地累积指数法对不同土壤类型和土地利用方式表层土壤重金属累积程度进行了分类评价.结果表明,滦河流域表层土壤V、Ti、Cd、Pb、Mn和Co元素地球化学基线值高于河北省背景值,As、Zn、Cr、Cu、Ni和Hg元素地球化学基线值低于河北省背景值.表层土壤重金属总体累积程度由强至弱为:Cd Pb Cu Ti Mn Zn Cr Ni Co V Hg As,80%以上的土壤样品中Pb、Ti、V、As和Co元素属无累积-中度累积水平,70%以上土壤样品中Hg、Mn、Ni、Cu、As、Cd和Cr元素属无累积-中度累积水平.土壤重金属总体累积程度在棕壤、褐土和潮土中依次增大;在工矿用地、灌木林地中较高,林地、草地中相对最低.农用地表层土壤中Pb、Cd元素累积程度相对较高,分别有27. 69%和25. 38%的样品属中等以上累积水平.滦河流域表层土壤Ti、V、Co、Ni和Cr元素同源性较高,与原生高地质背景相关; Cd、Pb、Zn,Mn、Cu和As元素污染累积受成土母岩和人为因素共同作用影响,Hg元素累积则主要来源于人为活动.     

基于地球化学基线的土壤重金属污染风险评价

在实地采样分析的基础上,采用标准化方法确定浑河冲洪积平原表层土壤中Cu、Pb、Zn、Ni、Cr、As、Cd这七种重金属的地球化学基线,分别以土壤环境背景值和地球化学基线为参比值,结合müller地积累指数法和Hkanson潜在生态风险指数法对污染现状和潜在生态风险进行评价。结果表明:其中Pb和As污染较为严重,七种重金属均具有不同程度的潜在生态风险,Cd是具有相对较高潜在生态风险的污染因子,45%采样点土壤多种重金属的潜在生态风险达到中等。     

贵州龙里煤矿开采的独木河流域稻田重金属地球化学基线厘定

为了厘定贵州省煤矿开采流域稻田土壤地球化学基线。以龙里县独木河煤矿开采流域稻田为对象,采集稻田土壤和水稻各47个,测定了土壤中的As、Cd、Cr、Cu、Pb、Ni、V、Li和Ti共9种重金属含量,测定了稻米中的As、Cd、Cr、Cu、Pb和Ni共6种重金属含量。分别采用标准化方法和相对累积频率曲线法厘定As、Cd、Cr、Cu、Pb和Ni元素的地球化学基线值,并探讨地球化学基线适用性。结果表明,As、Cd、Cr、Cu、Pb和Ni的几何均值分别为17.665、0.489、49.374、23.842、18.97和12.874 mg/kg;标准化方法厘定的地球化学基线值分别为17.656、0.55、49.043、23.842、19.08和12.88 mg/kg;相对累积频率法厘定的地球化学基线值分别为21.643、0.54、40.39、22.303、20.53和13.08 mg/kg。结合土壤重金属基线值和稻米重金属含量限值进行分区投点分析,以标准化方法厘定的地球化学基线值为基准在投点区正确率较高的重金属元素是为Cr和Cu,以相对累积频率线法厘定的基线值为基准在投点区正确率较高的重金属元素是As、Pb和Ni,两种方法厘定的Cd基线值投点正确率相同。因此,在本研究区域可选用标准化方法厘定的Cr和Cu基线值作为参考值,相对累积频率法厘定的As、Pb和Ni基线值作为参考值,Cd元素基线值厘定可选择标准化方法或相对累积频率法。     

地质高背景区土壤-玉米重金属综合质量评价

为了研究地质高背景区土壤及农产品的污染程度及原因,为农产品安全生产及土壤重金属风险管控提供依据,在重庆市巫山县抱龙镇耕地区采集了土壤-玉米协同样品36套,分析了土壤-玉米中重金属(Cd、 Hg、 Pb、 As和Cr)含量及土壤pH,利用内梅罗综合污染指数法(P_N)和综合质量影响指数(IICQ)对土壤-玉米中重金属的污染程度进行了评价,并分析了土壤重金属来源及玉米重金属超标的影响因素.结果表明,研究区土壤重金属含量的平均值高于全国及重庆土壤背景值,土壤重金属富集效应明显.Cd是土壤-玉米超标的主要因子,土壤和玉米Cd的总体超标率分别为91.67%和30.55%.内梅罗综合污染指数评价结果显示,土壤以重度污染为主,占比63.89%,玉米轻度污染、中度污染和重度污染的占比分别为5.56%、 11.11%和11.11%.土壤-玉米综合质量影响指数以中度和重度污染为主,分别占比44.44%和47.22%.从重金属污染空间分布来看,玉米与土壤污染区域不一致.土壤重金属污染主要受到二叠系和三叠系地层的影响,与黑色岩系和灰岩区次生富集作用有关.玉米Cd含量主要受到土壤pH的影响,...     

北京市密云水库上游金铁矿区土壤重金属污染特征及对比研究

不同金属矿山选冶活动造成的矿区及周边土壤中重金属的分布累积特征不同.为了解密云水库上游金矿和铁矿矿区土壤中重金属地球化学特征的异同及污染状况,对区域内典型的金矿和铁矿矿区进行土壤样品采集,应用地球化学方法研究了2种土壤中重金属的污染特征,并应用地累积指数法评价了其污染状况.结果表明,2种土壤中除As外的其它重金属含量明显高于北京市土壤重金属背景值,金矿矿区土壤重金属含量普遍高于铁矿矿区.相关性分析表明,金矿矿区土壤中Cu含量与Pb、Zn(p<0.01)及Cr、有机质(OM)含量(p<0.05)之间显著相关,pH值与Pb含量(p<0.01)及Hg含量(p<0.05)呈显著负相关,而铁矿矿区土壤中重金属含量之间的相关性不显著.金矿尾砂中重金属含量明显高于铁矿尾砂,与矿区土壤污染状况一致.地累积指数法评价结果显示,金铁矿区土壤中重金属的污染程度均已十分严重,金矿矿区土壤污染程度高于铁矿,金矿矿区土壤重金属的污染程度由高到低依次为:Pb>Hg>Cd>Cr>Cu>Zn>Co>As;铁矿矿区土壤重金属的污染程度由高到低依次为:Pb>Cd>Cr>Co>Cu>Zn>Hg>As.该研究数据可为同一区域内不同金属矿区重金属污染的有效监控与治理提供科学依据.     

基于正态模糊数的区域土壤重金属污染综合评价

针对土壤重金属污染评价的不确定性,采用模糊数对其进行描述.在土壤重金属含量满足正态或对数正态分布检验基础上,构建了基于正态模糊数的区域土壤重金属污染综合评价方法.以江苏省T市为例进行评价方法实证分析,结果表明:除As出现轻度污染外,其他重金属含量均处于清洁水平,其中Hg、Cu、Zn处于局部轻度污染状态,各重金属富集污染程度排序为:As ＞Cu＞ Hg＞ Zn＞ Ni＞ Cr＞ Cd＞ Pb,研究区土壤重金属污染综合评价为清洁水平,As、Hg、Cu 、Zn应该作为相关部门污染控制的重点对象.与传统的三角模糊数方法的评价结果相比,该方法能更为精确的描述不同重金属含量的隶属度大小,评价结果所包含的信息更为全面、准确.     

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。     

矿区耕地土壤重金属污染评价模型与实例研究

为对湘南某矿区耕地土壤重金属污染情况作出客观实际的评价,将层次分析理论用于环境评价领域,引入重金属毒性响应系数和重金属在粮食中限量值双重准则,以确定重金属元素之间的权重,并结合加权平均法建立综合评价模型.同时,结合GIS对耕地土壤重金属空间分布、重金属富集特征及综合污染情况进行分析.对该矿区4种重金属Pb、Cd、Cu和Zn的综合污染评价结果表明,该矿区耕地土壤重金属综合污染情况严重,综合污染指数变化范围为1.25～427,属重度污染.因子分析结果表明,4种重金属的来源具有一定相似性,主要来源于矿区有色金属采选冶炼活动.空间分析表明,4种重金属的含量及综合污染的空间分布特征呈明显富集.该评价模型可用于对矿区耕地土壤重金属污染评价的研究,为土壤重金属污染评价提供了新的思路.     

青海民和-海石湾一带重金属异常源初探

利用青海省海东地区多目标地球化学调查获取的大量数据,通过先相关分析再因子分析等多元统计分析方法,对造成青海省民和-海石湾一带表层土壤中Cd、Cr、Hg、Pb四种元素大面积异常的原因进行初步分析。结果表明,Cd、Hg、Pb这三种重金属异常主要与当地的工业生产、交通运输等人类活动有关;而Cr元素不仅与人类的生产生活活动有关,还与成土母质固有的地球化学特性关系密切。废渣、煤屑对异常的形成影响有限,工业废气、燃煤、机动车尾气等产生的大气降尘、扬尘等是主要的异常源。这为生态评价和污染防治提供了重要参考。     

应用统计学方法建立矿山表层土壤重金属污染基线模型

环境地球化学基线是将某一地区或数据集合作为参照时某一元素在特定物质中（土壤、沉积物、岩石）的自然丰度,并可以表述为区分地球化学背景和异常的单一的极限,是区分自然的和人为的环境影响的重要参照,是进行环境污染状况分析的基础。因此采用科学合理的方法确定土壤环境地球化学基线具有重要意义。采用统计学方法建立了矿山表层土壤中重金属元素As、Cd、Co、Cr、Cu、Hg、Nn、Ni、Pb、Zn的环境地球化学基线,为下一步评价矿山表层土壤的重金属污染打下了良好的基础。     

伊犁河流域土壤重金属环境地球化学基线研究及污染评价

采用标准化方法建立伊犁河流域黑钙土、栗钙土、灰钙土和盐碱土Cu、Zn、Pb、As、Hg环境地球化学基线模型,并计算其理论基线值.采用基线因子污染指数评价法、环境背景值评价法和重金属环境洁净度评价法对流域土壤进行对比污染评价.结果表明:①基线因子污染评价显示流域内4种典型土壤类型以As的污染最为突出,黑钙土、栗钙土、灰钙土分别有7.14%、9.76%、7.50%的样点达重度污染;其次为Pb,栗钙土有7.32%的样点达重度污染,且As和Pb的变异度最大,表明人为扰动大.②环境背景值评价显示,土壤主要污染元素为As,其次为Cu、Zn、Pb;③土壤重金属环境洁净度评价显示,Cu、Zn、Pb在4种土类中均优于二级洁净度,Hg为一级洁净度,As在灰钙土中为中度污染,黑钙土、栗钙土、盐碱土为二级或优于二级.比较3种评价体系,基线因子污染评价较为充分地体现了元素地球化学迁移特性及土壤发育过程,且可将污染评价定位到样点;而背景值污染评价因建立于区域背景值,忽视了重金属元素在土壤中自然迁移、淀积过程;重金属环境洁净度评价则以土壤环境安全度为主要评价目的.     

Soil heavy metal pollution from Pb/Zn smelting regions in China and the remediation potential of biomineralization

Smelting activities pose serious environmental problems due to the local and regional heavy metal pollution in soils they cause. It is therefore important to understand the pollution situation and its source in the contaminated soils. In this paper, data on heavy metal pollution in soils resulting from Pb/Zn smelting (published in the last 10 years) in China was summarized. The heavy metal pollution was analyzed from a macroscopic point of view. The results indicated that Pb, Zn, As and Cd were common contaminants that were present in soils with extremely high concentrations. Because of the extreme carcinogenicity, genotoxicity and neurotoxicity that heavy metals pose, remediation of the soils contaminated by smelting is urgently required. The primary anthropogenic activities contributing to soil pollution in smelting areas and the progressive development of accurate source identification were performed. Due to the advantages of biominerals, the potential of biomineralization for heavy metal contaminated soils was introduced. Furthermore, the prospects of geochemical fraction analysis, combined source identification methods as well as several optimization methods for biomineralization are presented, to provide a reference for pollution investigation and remediation in smelting contaminated soils in the future.