豫境黄淮海平原土壤重金属背景值研究

长期缺少豫境黄淮海平原土壤重金属背景值数据,很多学者不得不用河南省土壤或中国潮土元素背景值作为标准评价重金属污染.那么,豫境黄淮海平原土壤重金属背景值与河南省土壤、中国潮土是否存在差异？平原内部是否存在重金属背景值的空间差异？这是影响评价结果可靠性的关键,需要开展研究.采用10 km×10 km网格法,在研究区沙河干流以南（南区）和以北（北区）分别采集土壤表层样品336份和561份.用电感耦合等离子体发射质谱法（ICP-MS）测定样品Cd、Cr、Pb、Cu、Zn和Ni含量,用原子荧光光度法（AFS）法测定样品Hg、As含量.在重金属含量异常值剔除和数据分布检验基础上,分别确定南区和北区重金属背景值.结果表明,南区土壤Hg、As、Cd、Cr、Pb、Cu、Zn和Ni背景值分别为0.066、4.11、0.130、56.72、20.97、23.31、59.21和24.03 mg·kg^–1,北区上述重金属的背景值分别为0.061、7.45、0.129、51.92、18.96、22.72、66.96和27.16 mg·kg^–1.北区土壤As、Zn和Ni背景值显著大于南区,南区Pb、Cr和Cu背景值显著大于北区,两区间Hg和Cd背景值无显著差别.南区和北区土壤Hg、Cd背景值高于其河南省土壤、河南省潮土和中国潮土背景值,绝对差异度达到强烈或极强烈水平;As背景值低于上述参比背景值,差异度达到中等、强烈和极强烈水平;土壤Cr、Pb、Cu、Zn和Ni背景值与参比背景值的差异较小,差异度均属微弱或中等差异.     

中国城市土壤重金属空间分布与污染研究

研究对比分析了中国城市土壤重金属的空间变异、时间差异、污染水平以及环境风险,研究结果表明,中国城市土壤重金属含量均超过了中国土壤背景值,尤其是Cd和Pb的污染严重,其含量分别是中国土壤背景值的91.37倍和41.91倍,Ni的污染较轻,其含量是中国土壤背景值的1.59倍。中国城市土壤重金属的含量存在明显地区差异,东部、中部和西部地区的城市土壤重金属含量差异较大,省会城市和地级城市的污染程度不一,城市不同功能区之间也存在明显区别。同时,城市土壤中金属含量也因城市发展时间的长短而又一定差异。中国城市土壤重金属总体内梅罗综合污染指数是45.404,属于重度污染,中国城市土壤重金属综合潜在生态风险指数为71.56,潜在生态风险程度为高级。不同等级的城市污染程度不一,造成的环境风险也不同。     

城市土壤重金属的时空变化特征对土壤重金属背景值确定的启示：以北京市为例

城市土壤中各种重金属的含量受人为活动的强烈影响,且城市建成区和非建成区人口密度和人类活动等差异显著.因此,城市土壤背景值的确定可能不同于非城市土壤,但目前相关研究短缺.为此,本研究选取北京市土壤中砷、镉、铬、铜、汞、镍、铅和锌等重金属为重点研究对象,研究近30年来北京市建成区和非建成区表层（0～20 cm）土壤重金属的时空变化规律及影响因素.结果表明,除受人为活动影响外,表层土壤中重金属含量与土壤理化性质相关,粒径较小、有机碳含量和阳离子交换量较高的土壤重金属含量较高.2019年北京市建成区表层土壤中铜和汞含量显著高于非建成区（p<0.05）.近10年来,北京市建成区表层土壤重金属含量呈下降趋势;但近30年来,非建成区表层土壤重金属含量呈上升趋势.尽管采样点都远离了明显的污染源,但建成区和非建成区表层土壤重金属的时空分布存在明显差异,因此,需要分别研究建成区和非建成区的土壤背景值,在建成区远离明显污染源采样点所获得的重金属元素含量可以作为建成区土壤的背景值,用于评价城市建成区土壤是否受工厂、企业、加油站和交通等明显污染源的影响.研究结果为获取城市建成区土壤重金属背景值提供了方法参...     

开封市周边地区地表灰尘重金属背景值研究

长期以来国内外学者大多以研究地区所在行政区、全国或全球土壤元素背景值或上地壳元素丰度作为标准,评价地表灰尘重金属积累与污染状况.但某区域的灰尘重金属背景值与所在地区的土壤背景值是否存在差别？迄今为止尚未见到这方面的研究报道.基于此,本研究在河南省东部黄淮平原开封市周边地区10个县（市）约2×10⁴ km²范围内,用网格法随机采集灰尘样品96份,用ICP-MS法和AFS法测定11种重金属含量.按照Dixon检验法剔除重金属离群值,用偏度-峰度法和Q-Q图示法检验数据分布类型,根据常规方法确定各个重金属的背景值,并开展灰尘重金属背景值与其上地壳丰度、中国潮土背景值及河南省土壤背景值对比分析.结果表明,灰尘Hg、As、Cd、Cr、Pb、Cu、Zn、Ni、Co、Sb和V背景值分别为0.022、8.04、0.30、46.51、24.58、20.54、77.21、26.21、9.72、1.27和84.33 mg·kg^-1.灰尘重金属背景值与上地壳重金属丰度、中国潮土背景值及河南省土壤背景值都存在一定差异.与河南省土壤元素背景值相比,灰尘Cd、Pb和Zn背景值较高,其中,Cd属极强差异,Pb和Zn属中等差异;灰尘Hg、As和Cr背景值较低,都属强差异;土壤和灰尘Cu、Sb、V、Ni和Co背景值差别不明显,均属弱差异.     

城市污泥土地利用安全施用年限估算

通过土壤环境质量二级标准和土壤元素背景值计算土壤重金属环境容量,结果表明,与其他重金属元素相比,Cd、Hg元素的土壤环境容量较小。除As外,其他7种重金属元素的土壤环境容量随着pH值的升高而增加,碱性土壤的重金属环境容量要大于中性和酸性土壤。不考虑土壤重金属元素的输出及其他途径的输入,按中国城市污泥重金属平均含量估算,在酸性和中性土壤上污泥土地利用安全施用年限为34年,在碱性土壤上为66年;A级污泥在酸性和中性土壤上的可施用年限为23年,在碱性土壤上为46年,均达到GJ/T 309—2009《城镇污水处理厂污泥处置农用泥质》所规定的最长10年的施用年限。总体上看,污泥的重金属问题不会成为其土地利用的限制性因素。     

中国农田土壤重金属富集状况及其空间分布研究

在统计有关我国农田土壤重金属相关文献数据的基础上,探讨了我国农田土壤重金属Pb、Cd、Cu、Zn和Cr的空间富集现状.收集到有关土壤Pb、Cd、Cu、Zn和Cr含量的研究分别为173、138、156、139、140个.首先剔除异常值,然后利用剩余样本进行克里金插值,并统计各省地区重金属含量平均值.结果表明我国重金属空间分布具有明显的区域特征,西南地区土壤重金属含量较高,其他地区相对较低;与分省的土壤背景值相比较,农田土壤Pb和Cd的含量明显高于背景值.土壤Pb在云南省超出背景值最高,为背景值的1.91倍;Cd在辽宁省超出背景值最高,为23.02倍;Zn在云南省富集最为严重,是背景值的1.55倍,Cu最高的是广东省,达到背景值的2.92倍.     

广西西江流域土壤重金属背景值再研究

为深入探究广西西江流域土壤重金属背景值状况,在大规模系统采样的基础上,从2864件土壤样品中筛选出处于自然状态下的土壤样品.通过计算不同均值并分析比较后重新提出广西西江流域土壤重金属背景值.研究结果表明,西江流域各土壤重金属背景值为(mg·kg~(-1)):As17.04、Sb 5.08、Cd 0.56、Pb 50.72、Cu 20.79、Ni 26.47、Zn 67.34、Cr 82.66.与以前研究结果相比,本研究新提出的As、Cu、Ni、Zn、Cr背景值略有差异,差异在5%以内,而Cd、Pb背景值则分别为《土壤背景值研究方法及广西土壤背景值》研究结果的4.2、2.5倍,Sb则是全国土壤背景值的4.8倍.偏高的主要原因是西江流域上游地区的南丹县、金城江、环江县、都安县、大化县、宜州市处于地球化学异常区,该区域Cd、Pb、Sb含量十分异常,使得土壤中重金属含量整体偏高.重新提出的背景值可为该流域土壤环境研究提供参考,同时为制定土壤环境质量标准提供重要依据.     

基于地统计学土壤重金属背景值研究及评价

该文以广东省东部某县级区域作为研究区,选取远离人类活动影响的"自然土壤"采集土壤样品,利用地统计方法对"自然土壤"6种重金属元素进行分析,剔除异常值,确定研究区域内土壤重金属背景值,基于该背景值对区域内农业土壤包括水田和其他农用地重金属累积进行研究,并开展生态风险评价。研究表明:(1)受成土母质影响,研究区Cd、Pb、Cu重金属元素背景值高于广东省背景值,Cr元素背景值低于广东省背景值,As、Hg背景值与广东省背景值接近。(2)不同耕作方式下,不同重金属土壤累积程度有些许差异,Pb、Cu、Cr元素水田与其他农用地的累积程度相似,Hg元素在水田土壤中富集程度稍高于其他农业用地,Cd、As元素在其他农业用地的富集程度高于水田用地。(3)所有样本点Pb、As、Cu、Hg重金属元素均为轻微风险,仅有少数样本点Cd和Cr存在中等风险及以上级别,不同土地利用类型之间稍有差异。重新确定研究区背景值可为该流域土壤环境研究提供参考,同时也为其他区域土壤背景值的确定提供方法参考。     

搬迁企业原址土壤重金属分布特征及其生态风险评价

江苏省某城市由于规划发展的需要,陆续搬迁了一批高污染的化工企业。调查发现其中一家化工厂原厂址存在严重的重金属污染问题,现采集多个表层土壤样品,对样品中的多种重金属(Pb,Cu,Cr,Ni,Zn和Cd)的总量进行分析测试,发现搬迁区土壤重金属累积效应显著,除Zn和Ni外,其它重金属平均含量均超过其背景值,其中Cd的含量是其背景值的324倍,Pb是背景值的1.8倍。重金属的富集顺序为PbCrZnCdCuNi。     

变电站场地土壤环境调查与评价

该文对变电站场地土壤中7种重金属和16优先控制的多环芳烃(PAHs)含量进行了检测和分析。结果表明,变电站场地土壤中重金属及PAHs浓度在垂直断面上均符合国家土壤环境质量标准,且随着深度增加浓度逐渐减小,土壤深度约为60 cm后基本达到天然背景值。站内表层土壤中重金属元素含量是站外对照点1.40～2.63倍,是河北省中南部平原土壤背景值的1.03～3.85倍,表明该区域表层土壤存在一定程度的重金属污染。变电站表层土壤中PAHs总含量为899.45μg/kg,站内土壤中、高环(4～6环)PAHs是主要污染物,占PAHs的89.66%。变电站表层土壤重金属潜在生态危害处在轻微水平,而PAHs处于中度污染水平,变电站场地土壤污染主要是由生产运行导致的污染物长时间积累所致,同时也受周边环境、交通状况、生产活动等因素影响。就变电站场地土壤而言,场地内PAHs和重金属的污染风险整体处于较低水平。     

矿区煤矸石山周围土壤重金属分布规律研究

对某矿区矸石山及周围土壤五种重金属(Cr、Cd、Cu、Pb、Zn)总量进行测定,结果显示,两个矿区矸石中五种重金属含量均高于当地背景值,同时受矸石山影响,矸石山周围土壤重金属含量也都不同程度地超出背景值,即重金属对土壤产生不同程度的污染。数据分析结果表明,矸石山周围土壤中的重金属平面与剖面分布具有一定的规律特征:土壤重金属含量的大小与土壤距离矸石山的远近有关;同时重金属的分布受气候及其它影响而呈现了一定的波动性特征。     

深圳市不同土类的重金属环境背景值与理化性质特征

城市土壤环境背景值特征研究可为制定区域土壤背景值标准提供科学依据.为摸清深圳市不同土类重金属（Cr、Cu、Zn、Ni、Pb、Co、V、Cd和Hg）的环境背景值特征,探究重金属环境背景值与土壤理化性质的关系,在全市布设500个土壤背景点位,采用多点增量法采集500个土壤表层（0~20 cm）样品,赤红壤405个,红壤77个,黄壤18个.结果表明：①红壤重金属的背景值整体偏低,赤红壤Cr、Ni、Co和V以及黄壤Cu、Zn、Hg、Pb和Cd的背景值高于其他土类;3种土类中Cr、Cu、Zn、Ni、Co和V的背景值比全国"七五"背景值低,Cd和Hg背景值与全国"七五"背景值较为接近,Pb背景值高于全国"七五"背景值;②9种重金属背景值的空间分布规律差异较大,Pb、Zn和Co呈明显的地带性分布格局,Cr、Cu、Ni、V、Cd和Hg表现为点状分布格局;③将不同土类重金属背景值与理化性质参数进行相关性分析,发现赤红壤重金属背景值与理化性质的相关性最为显著;④通过逐步回归分析,将赤红壤中重金属背景值与理化性质参数的关系进行定量化表达,探明影响赤红壤重金属背景值的理化性质参数依次为机械组成、pH、有机质和阳离子交换量.     

基于多源环境变量和随机森林的农用地土壤重金属源解析——以襄阳市襄州区为例

为了研究襄阳市农用地土壤重金属空间分布特征和来源，选择襄州区为研究区，采集了326个样点的表层土壤（0~5 cm），测定其中镉（Cd）、汞（Hg）、砷（As）、铅（Pb）和铬（Cr）5种重金属元素质量分数（单位为mg·kg^-1），并进行反距离权重插值（IDW）分析得到土壤重金属空间分布，同时综合应用多元统计分析与随机森林回归模型探究土壤重金属的来源，研究表明综合应用多种技术是研究土壤重金属来源较为科学和准确的方法.结果表明：①襄州区整体环境质量较为安全，Hg、Cd和Cr的平均值质量分数低于湖北省土壤背景值；As的平均值质量分数略高于背景值；Pb的平均值超过了背景值，最大值为47.1 mg·kg^-1，是背景值的1.76倍，表明Pb已经出现了富集现象.②本研究中交通运输是Pb、As和Cr的共同人为源，农家肥是Cd、Pb和Cr的共同人为源.③在自然源中：土壤母质是影响Cd和Pb积累的重要因子，黏土矿物是影响Hg、Pb、As和Cr积累的重要因子，植被覆盖率是影响Hg、Pb和Cr积累的重要因子.     

成都市文娱区表层土壤重金属健康风险评价

为研究成都人口密集的文娱区表层土壤的重金属污染情况以及重金属人体健康风险,采集并分析了川大望江校区、八宝广场、沙河驷马桥段、人民公园和春熙路30个表层土样中Cd、Zn、Cu和Pb元素的含量,并通过内梅罗综合污染指数法和健康风险评价法对重金属污染水平及人体健康风险进行了评价。结果发现,与土壤背景值相比重金属Pb的浓度较高（高出背景值的1~2倍）;综合指数显示除人民公园表土重金属达到中度污染外,其余各区处于轻度污染。在健康风险方面,文娱区表层土中这四种重金属尚不能对人体造成非致癌健康风险;但无论儿童还是成人,由Cd可导致的致癌风险已不能忽视。因此,应将Cd作为成都市土壤重金属污染防控工作中优先控制的重金属。     

用土砖研究土壤重金属背景值及污染历史

在缺乏环境历史资料的情况下,调查污染地区土壤重金属背景值、研究其污染历史及演变规律是较复杂和困难的。我们对某铜冶炼厂引起的环境污染状况调查中,对不同年代修建的土砖房的土砖作了初步分析研究。结果表明,它是确定土壤重金属背景值、研究土壤污染历史状况的一种途径。对土壤环境标准制定、土壤环境质量评价及远景环境质量控制的研究也颇有帮助。     

区域土壤重金属空间分布驱动因子影响力比较案例分析

土壤重金属空间分布受到自然和人为驱动因子的共同影响,识别并评价各驱动因子对土壤重金属空间分布的影响力,对解析区域土壤重金属污染源、研究重金属迁移规律以及探明重金属空间分布模式具有重要意义.为研究不同自然和人类活动背景下各驱动因子对土壤重金属空间分布影响的差异性,并寻找在异质背景下的高影响力因子,采用地理探测器和随机森林模型,以贵州省安顺市作为土壤重金属高背景值典型地区、辽宁省葫芦岛市作为人类活动高强度典型地区,探讨市域尺度下土壤pH、地面累年值年值气温、坡度、海拔、地面累年值年值降水量（08:00）、夜间灯光指数和县GDP这7个驱动因子的空间分异性,及其对研究区内5种重金属（As、Cd、Cr、Hg、Pb）空间分布的单独及交互驱动力强度.结果表明:安顺市As、Cd、Cr、Hg、Pb这5种重金属的质量分数平均值均高于葫芦岛市,但w（Hg）差异不明显;在市域内采样点平均间距为10 km的尺度下,安顺市和葫芦岛市土壤重金属分布受到自然因子的影响程度均强于人为因子;在异质环境背景下,安顺市和葫芦岛市土壤pH、海拔和县GDP的驱动能力较稳定,并且是对土壤重金属分布影响能力最大的3个因子,适宜在上述地区作为土壤重金属含量多元非线性回归模型的通用参数.研究显示,基于地理探测器的因子驱动力评价方法可以应用于评价其他因子对土壤重金属含量空间分布影响力,以及用于土壤重金属含量回归方程自变量的选择.      

滇西地区土壤重金属来源解析及空间分布

以滇西重金属地质高背景区为研究区,系统采集了4193件表层土壤样品,分析测试了As、Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb和Zn 8种重金属元素的含量,综合运用相关分析、主成分分析和单因素方差分析等经典统计方法探讨了土壤重金属来源和土壤重金属含量与成土母质、土地利用方式之间的关系,并利用地统计方法对重金属的空间分布特征进行了分析.结果表明：①研究区8种重金属含量平均值均超过全国土壤背景值,但是低于农用地污染风险筛选值;与云南省土壤背景值相比,As、Cd、Cu、Ni、Pb和Zn含量平均值与云南省背景值相当,Hg和Cr的平均含量分别是其背景值的2.35和1.60倍,土壤重金属存在不同程度累积现象.②Cr、Cu和Ni主要受成土母质的控制;Cd、Zn和Pb主要受人类活动影响,人为来源主要为铅锌矿开采选冶、交通运输和煤炭燃烧,Cd、Zn在一定程度上受成土母质的影响;As和Hg以人为来源为主,受汞矿采选、农业活动及煤炭燃烧的影响.③不同成土母质和土地利用方式的土壤中重金属含量差异显著.Cd、Cr、Cu、Hg和Ni在沉积岩母质区土壤中平均含量最高;草地中As、Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Zn平均含量最高.④Cu、Ni、Cr高值区与沉积岩母质区及区内分布的铜矿和铁矿空间耦合性良好;Pb、Cd和Zn的高值区与区内的铅锌矿分布范围基本一致;As和Hg高值区与区内汞矿等热液型金属矿的分布具有较高的空间一致性,在人类活动密集地区也呈高背景分布.     

邛海湖泊表层沉积物重金属来源解析及环境风险评价

以四川省邛海湖泊表层沉积物中重金属为研究对象,通过采用多元统计分析方法和重金属潜在生态危害指数法,对重金属的来源进行了探讨和解析,综合评价了各重金属的污染状况和环境风险高值区。结果表明:1Cu、Hg和Pb的平均值低于四川土壤背景值,As、Cd、Cr和Zn的平均值高于四川土壤背景值,尤其是Cd和Zn的含量分别为各自自然背景值的7.86和1.56倍,积累较为明显。27种重金属可被辨识出3个主成分,PC1(As、Cd、Cr、Cu、Hg、Pb)为自然源因子,PC2(Cd、Hg)为工农业及自然源因子,PC3(Zn)为工业源因子。3湖泊的环境风险高值区位于西北部和西部的滨湖带,重金属潜在生态风险由高至低为CdHgAsPbCuCrZn,其中Cd污染严重,处于严重潜在危险水平;国内外湖泊表层沉积物重金属含量对比可见,除与同一构造带滇池Cd含量偏高外,邛海沉积物中其它重金属元素的含量基本处于中等水平。     

再开发利用工业场地土壤重金属含量分布及生态风险

选取上海市普陀、宝山、闵行和嘉定这4个区内50块典型场地,测定1847个不同垂直剖面深度土壤样品中重金属Hg、Cd、Pb、Cr和As含量,并通过内梅罗综合指数法和潜在生态风险指数法进行评价.从总体上看,Hg、Cd、Pb、Cr和As在表层土壤样品中的平均含量分别为0.33、0.37、74.55、69.23和9.05 mg ·kg^-1,其中Hg、Cd和Pb均超过上海市土壤背景值,分别是背景值的2.75、2.85和2.93倍;5种重金属含量随着土壤垂直剖面深度的增加逐渐降低,深层和饱和带土壤重金属含量接近或低于背景值水平,这表明人类活动扰动影响主要局限于表层.普陀区表层土壤中Hg、Cd和Pb的累积程度最为明显,平均含量是背景值的4.25、4.85和3.09倍;宝山区的Hg和Pb平均含量则为背景值的4.92和6.43倍.宝山区和普陀区的内梅罗综合指数分别为3.70和3.20,属重污染等级;普陀区潜在生态风险指数最高为398.59,具有很强风险,宝山潜在生态风险指数为303.08,具较强风险.闵行和嘉定土壤重金属含量和生态风险水平相对较低.综上,再开发利用工业场地土壤重金属污染受企业生产年限、行业类型及历史管理水平等因素的综合影响,工业发展较早的普陀和宝山土壤重金属累积程度明显高于闵行和嘉定.工业场地土壤中重金属Hg、Cd和Pb的污染值得关注.     

山东省黄河故道区域土壤环境背景值研究

对山东省黄河故道土壤环境中的重金属元素、六六六、滴滴涕等难降解农药和有机质含量进行了研究,并分析了重金属元素的纵向分布、有机质和重金属含量的相关性、不同土地利用方式对土壤背景值的影响.结果表明,表层土壤中Cu、Pb、Zn、Cr、Hg、As、Co、V、Mn、Cd和Ni的背景值含量分别为13.46、16.23、42.31、30.97、0.090、3.90、8.01、36.42、426.83、0.063和18.71mg·kg-1,有机质含量为0.74%,六六六和滴滴涕的检出率分别为100%和60%,含量低于土壤环境质量二级标准;11种土壤重金属元素背景值均低于土壤环境质量一级标准,其中10种重金属元素(Hg除外)土壤背景值低于全国水平、山东省及黄土高原地区土壤环境背景值,元素Hg在表层土壤存在富集现象, Cd有向下层迁移的趋势;元素Hg、Cd和有机质在0～20cm和20～40cm土层呈显著差异,其它元素无显著差异;不同土地利用方式下的土壤背景值无显著差异;有机质与Cu、As、Mn、Pb、Zn、Cr、Co、Ni等元素有极显著正相关性.