长株潭地区土壤Cd和Pb固液分配特征与环境风险

区域尺度上土壤重金属下渗迁移的环境风险存在较大空间变异性.以长株潭城市及其周边土壤为对象,研究了不同土地利用类型,土壤Cd和Pb有效态含量和固液分配系数(K_d)的分布特征及其影响因素,并基于CaCl₂(固液比为1∶0.5)测定的K_d揭示了研究区土壤重金属下渗迁移的环境风险.结果表明,研究区土壤Cd和Pb有效态含量大小呈现出：自然林地>郊区农田>城市绿地>工业区绿地.土壤Cd的K_d均值为449.79 L·kg^-1,Pb的K_d均值为27 604.07 L·kg^-1,说明土壤Cd迁移性显著高于Pb.林地土壤重金属的K_d显著低于其它3种土地利用类型土壤.土壤Cd和Pb的K_d主要受土壤pH和重金属总量的影响.在此基础上,引入CaCl₂(固液比为1∶10)测定的重金属有效态含量作为因变量,构建的多元回归模型可以较好地预测土壤Cd和Pb的K_d,...     

地质高背景区外源污染叠加条件下大白菜对Cd、Pb、Zn累积途径探究

黔西北是喀斯特重金属地质高背景区,受历史上土法炼锌影响,区域内大气降尘重金属含量高,土壤污染严重.为探究叶菜类蔬菜重金属的累积途径,以大白菜为供试作物,选择Cd、 Pb和Zn含量一致的地质高背景土壤和锌冶炼污染土壤,在锌粉厂污染区和无污染对照区进行盆栽试验,研究露天、覆膜和大棚栽培条件下大白菜重金属含量、富集系数(BCF)和转运系数(TF).结果表明,污染区和对照区大白菜ω(Cd)范围分别在0.10～1.01 mg·kg^-1和0.10～0.91 mg·kg^-1,ω(Pb)为0.31～0.62 mg·kg^-1和0.23～0.37 mg·kg^-1,ω(Zn)为7.50～32.74 mg·kg^-1和4.88～21.79 mg·kg^-1,总体上污染区重金属含量偏高,在地质高背景土壤上种植的大白菜,Cd和Pb基本达到国家食品安全标准限值的要求.受大气沉降的影响,污染区大白菜Pb和Zn含量显著高于对照区,Cd差异不明显.污染土壤弱酸溶态Cd、 Pb和Zn占比分别为48...     

西南典型“退耕还林”区土地利用/覆被变化对土壤中硒及重金属含量的影响

人类活动（土地利用）和环境变化（土地覆被变化）对土壤中硒和重金属含量分布具有重要影响.“退耕还林”生态工程的实施改变了土地利用/覆被,为研究土地利用/覆被变化对土壤中硒和重金属影响提供了理想的实验场所.在西南典型“退耕还林”区,采集了旱地、水田和林地（天然林地和次生林地）的91件表层土壤样品.测定和分析了土壤中硒、重金属、 pH和有机质等参数.结果表明：（1）研究区表土中ω（Se）(0.42×10^-6)、ω（As）(13.0×10^-6)和ω（Sb）(1.03×10^-6)均值显著高于渝西地区的土壤背景值;（2）人工次生林地表土中Se、 Cd、 Cr、 Ni、 Pb和Zn含量都显著高于旱地,表明“退耕还林”工程的实施可能会显著影响表土中硒和重金属富集;（3）土壤有机质（SOM）含量水平是控制表土中硒和重金属含量差异的重要因子.结果发现土地利用/覆被变化通过影响土壤pH和SOM间接深刻地影响土壤中硒和重金属迁移和富集.     

聚苯乙烯微塑料联合镉污染对土壤理化性质和生菜（Lactuca sativa）生理生态的影响

土壤中普遍存在微塑料和重金属等复合污染物,二者极难降解且易形成复合污染,改变土壤的理化性质,并影响植物的生长与生理生态特征.为研究土壤微塑料与重金属的复合污染对土壤性质和植物生长的影响,选取粒径3μm的聚苯乙烯微塑料(PS-MPs)和重金属镉(Cd),设置不同PS-MPs暴露量(0、 10、 50、 100、 200和400 mg·kg^-1)并联合Cd污染(0、 1.2和6.0 mg·kg^-1)条件下,研究土壤的理化性质变化及其对生菜(Lactuca sativa)种子萌发、幼苗生长的影响.结果表明,随着PS-MPs与Cd复合污染强度的增加,土壤有机质(SOM)、有效磷(AP)、碱解氮(AHN)和速效钾(AK)等主要理化因子均显著降低,在PS-MPs暴露量为400 mg·kg^-1时降到最低值;同时,PS-MPs联合Cd的污染也会显著降低生菜种子的萌发率,但PS-MPs低暴露量(10 mg·kg^-1和50mg·kg^-1)会减缓Cd(6.0 mg·kg^-1)污...     

不同土地利用类型土壤多环芳烃的纵向污染特征及来源解析

为研究城郊地区不同土地利用类型土壤多环芳烃(PAHs)的纵向污染特征,对南京市郊菜地、林地、居民点、城镇用地、水田和工业区这6个不同土地利用类型土壤各1剖面(0～100 cm)的15种优控PAHs进行研究,分析了PAHs的纵向分布和组成特征、影响因素和来源.结果表明,6个采样点剖面∑₁₅PAHs含量分别为：菜地69.3～299.2μg·kg^-1、林地20.8～128.3μg·kg^-1、居民点30.7～142.1μg·kg^-1、城镇用地185.6～1 728.7μg·kg^-1、水田208.3～693.0μg·kg^-1和工业区165.6～739.2μg·kg^-1.居民点和林地没有污染,菜地污染水平较轻,水田和工业区污染水平中等,城镇用地污染较严重.除居民点和城镇用地以外的采样点土壤PAHs集中分布在表层或次表层,但在深层仍有检出,且各采样点各深度大多以高环PAHs为主. PAHs的分子特性及成分含量、土壤的理化性质和土地利用方式均会影响P...     

东江湖表层沉积物重金属污染特征与潜在生态风险评价

为了解东江湖表层沉积物重金属的污染特征、空间分布特征以及潜在生态风险和来源,采集了东江湖12个点位的表层沉积物,对其中20种重金属（Li、 Be、 V、 Cr、 Mn、 Co、 Ni、 Cu、 Zn、 Ga、 As、 Se、 Rb、 Sr、 Ag、 Cd、 Cs、 Ba、 Pb和U）的含量进行分析.采用地累积指数法和潜在风险指数法评估了沉积物重金属的污染程度和潜在风险,并利用相关性分析和主成分分析对主要重金属进行了溯源分析.结果表明,东江湖沉积物重金属中ω（Cd）(2.25 mg·kg^-1)和ω（As）(80.80 mg·kg^-1)的平均值分别是湖南省背景值(0.11 mg·kg^-1和14.7 mg·kg^-1)的21.2倍和5.5倍,污染相对严重,重金属空间分布整体呈现：南部>北部>中部.地累积指数法评价显示Cd为偏重度污染,As和Se为偏中度污染水平,Ag和Ga为轻度污染.潜在生态风险指数评价表明东江湖表层沉积物整体表现为高风险水平,主要环境风险因子分别为Cd和As,分别表现为极高风险...     

施锌对碱性土壤-小麦幼苗体系累积镉的影响

锌(Zn)肥应用在降低小麦镉(Cd)富集方面具有一定潜力,但其作用机制不甚明确.以北方碱性土壤为研究对象,通过盆栽试验,在土壤-小麦幼苗体系中,探究施加不同含量锌肥后,Zn-Cd交互关系的变化,及其对小麦幼苗累积Cd的影响.结果表明,施Zn不能显著降低各处理组小麦幼苗地上部Cd含量,但在高Zn用量下,地下部Cd含量较对照显著下降41.5%,中用量组中施Zn量为150 mg·kg^-1,可同时显著降低地上部(55.2%)及地下部Cd含量(53.5%).当土壤锌镉比(Zn/Cd)为28.9,施Zn后土壤Zn/Cd发生改变(变化范围在50.2～222.5),Zn-Cd交互作用对小麦富集转运Cd效应随之发生变化,当土壤Zn/Cd<150时,Zn-Cd表现为拮抗作用,此时地上部ω(Cd)平均值为0.949 mg·kg^-1,且随Zn/Cd增加拮抗作用逐渐增强;当土壤Zn/Cd>150,此时地上部ω(Cd)平均值为0.839 mg·kg^-1,Zn-Cd表现为协同作用,若继续增加施Zn量会促进地上部累积更多Cd.根据Zn-Cd...     

不同土壤-小麦体系中铅镉交互作用与转运特征

选用海伦黑土、咸宁棕红壤和长武黑垆土这3种土壤,分别设置4组不同含量配比的Pb和Cd复合处理,进行为期5个月的小麦种植(郑麦9023号)盆栽试验,结合小麦植株各部位Pb和Cd含量,分析3种土壤-小麦体系中Pb和Cd交互作用对小麦富集转运重金属的影响.结果表明,低pH棕红壤水溶态Cd和Pb含量最高,且土壤颗粒表面Pb和Cd交互作用显著,高有机质黑土及高碳酸钙含量的黑垆土中Cd和Pb活性较低.3种土壤中黑垆土种植小麦的株高和干重表现最差,但Pb和Cd复合作用使其株高较对照增加了2.68～8.49 cm, Pb和Cd交互作用对黑土中小麦的株高和干重影响最小,但抑制了棕红壤中小麦生长.3种土壤-小麦体系的Pb和Cd交互作用差异较大,棕红壤中Pb和Cd间存在协同作用,125 mg·kg^-1和250 mg·kg^-1Pb处理下棕红壤种植的小麦籽粒Pb含量随Cd添加量升高分别显著增加73.2%和19.1%;黑土中Pb和Cd间存在拮抗作用,0.3 mg·kg^-1和0.6 mg·kg^-1 Cd处理下黑土中小麦籽粒Cd含...     

土地利用方式对喀斯特山区土壤养分及有机碳活性组分的影响

通过对喀斯特山区5种土地利用方式(林地、 花椒林、 火龙果林、 退耕草丛和旱地)土壤养分和活性组分含量的比较研究,探讨了土壤质量对土地利用变化的响应。结果表明,林地土壤养分和活性组分含量最高,其中土壤有机碳、 微生物生物量碳、 氮、 磷、 易氧化有机碳和可溶性有机碳含量分别为44.80 g·kg^-1、 477.86 mg·kg^-1、 102.87 mg·kg^-1、 17.54 mg·kg^-1、 7.72 g·kg^-1和166.43 mg·kg^-1,土壤养分和活性组分含量总体按花椒林、 火龙果林、 退耕草丛和旱地依次下降。除旱地与经自然恢复15 a的退耕草丛土壤养分和活性组分含量较为接近,大多未达显著差异水平外,其他土地利用方式间土壤养分和活性组分均存在显著差异。冗余分析表明,土壤有机碳是影响活性组分变化的主要影响因子;花椒林对土壤养分和活性组分的累积效应仅次于林地,且明显高于火龙果林和旱地。研究阐明了喀斯特土壤的自然修复是一个非常缓慢的过程,需辅以必要的造林措施加速其恢复,花椒林可以作为喀斯特山区农业生产或生态恢复过程中优先考虑的植被类型。     

外源Cd在不同类型土壤中的稳定化特征

为明晰镉(Cd)在不同类型土壤中的稳定化特征和有效性差异,以四川省6种主要的农耕土壤酸性紫色土、中性紫色土、石灰性紫色土、灰潮土、典型黄壤和漂洗黄壤为研究对象,通过土壤培养试验,对外源Cd进入土壤后的稳定化时间、化学形态和有效Cd含量进行了对比分析,进一步结合盆栽试验下各土壤中小白菜生物量和Cd含量,探讨了外源Cd在6种土壤中的化学行为和污染效应.结果表明：(1)6种土壤的有效Cd含量在外源Cd添加后的15 d内迅速降低,后趋于平稳.稳定后,漂洗黄壤和酸性紫色土的有效Cd含量显著高于其他4种土壤,石灰性紫色土最低(1.01 mg·kg^-1);(2)6种土壤中的Cd均以可交换态的占比最高(42.51%～56.07%),其次,漂洗黄壤和典型黄壤中的铁锰氧化物结合态Cd,石灰性紫色土中的碳酸盐结合态和灰潮土中的有机络合态Cd的占比相对较高;(3)低含量Cd处理下(0.5 mg·kg^-1),6种土壤中小白菜的生长均无明显抑制,生物量与对照无显著差异,但可食部位Cd含量却有不同程度地富集,表现为典型黄壤和漂洗黄壤显著高于其他4种土壤;高含量Cd处理下(...     

皖江经济带土壤Cd空间分布特征与生态风险评价

选取2.5 km×2.5 km网格布点法,在皖江经济带A、B、C三地分别采集土壤样品35个、34个、106个,利用ICP-AES分析测定Cd含量特征,运用单项污染指数法、地累积指数法和潜在生态风险指数法对三地土壤Cd污染状况进行生态风险评价。结果表明：（1）A、B、C三地土壤的Cd含量的算术平均值分别为0.40 mg?kg ^-1、0.66 mg?kg ^-1、0.84 mg?kg ^-1,均高于江淮流域Cd含量土壤背景值;（2）三地土壤pH在5.06~7.58之间,整体上处于酸性和弱碱性之间,pH小于7.0的样品167个,占比95.43%;（3）研究区三个地块土壤Cd污染特征存在明显的空间分异,低污染区在空间上呈带状分布,高污染区在空间上呈岛状分布,污染区分布面积C地>B地>A地。（4）三地土壤环境均受重金属Cd污染的影响,存在生态安全风险,风险大小为C地>B地>A地,风险程度均为潜在生态风险高于地累积生态风险高于单项污染生态风险。本区域土壤农业安全利用需要加以重视并进行分类管控。     

铜冶炼场地周边土壤重金属污染特征与风险评价

铜冶炼生产活动会造成周边土壤重金属污染,威胁公众健康.通过收集整理已发表文献数据,从整体上研究了国内外40个铜冶炼场地周边不同土地利用类型土壤重金属的累积特征、分布规律以及健康风险.结果表明,铜冶炼场地周边土壤重金属ω(As)、ω(Cd)、ω(Cu)、ω(Pb)和ω(Zn)平均值分别为196、10.5、1 948、604和853 mg·kg^-1,地累积指数(I_geo)依次为：Cd(5.63)>Cu(3.88)>As(2.96)>Pb(2.30)>Zn(1.27),Cd和Cu累积最严重.土壤重金属内梅罗指数(NIPI)高值主要出现在冶炼历史长、工艺落后和环保措施不足的场地.土壤重金属含量之间呈现显著相关性,随着采样半径增加而降低,主要累积在冶炼场地周边2～3 km内.相对于冶炼历史、规模和工艺,土地利用类型对土壤重金属含量影响较小.铜冶炼场地周边土壤重金属普遍存在致癌风险与非致癌风险,其中冶炼生产区As和Pb,林地Pb的健康风险较高.研究结果可以指导冶炼场地周边土壤重金属污染风险防控工作.     

硒对菜地土壤镉微区分布及其吸附解吸特性的影响

以南方酸性黄棕壤为研究对象,采用根箱进行小白菜种植,研究了不同剂量的外源硒(0、0.25、1.00 mg·kg-1,以Se计)处理下,小白菜根际与非根际土壤Cd的含量变化;同时,通过Langmuir和Freundlich吸附模型进一步分析了经Se(0、0.25、1.00 mg·kg-1)预处理并经历过小白菜生长的根际与非根际土壤对Cd的吸附与解吸特性.结果表明,在Cd含量较低(0.50 mg·kg-1)的土壤中,低剂量的Se处理(0.25 mg·kg-1)根际土壤与非根际土壤的Cd含量均高于Se剂量为0、1.00 mg·kg-1的两个处理;在Cd含量较高(5.00 mg·kg-1)的土壤中,不同剂量的Se处理未能对土壤中Cd含量造成显著差异.通过吸附解吸试验及Langmuir和Freundlich两种吸附模型的模拟,发现根际土壤对Cd的吸附容量和吸附能力均小于非根际土壤,且根际土壤Cd的非专性吸附比率大于非根际土壤,表明小白菜的生长能够改变根际土壤对重金属Cd的吸附解吸特性,增加土壤中Cd的环境风险;然而,在本实验剂量范围内,外源Se预处理并未显著改变小白菜土壤Cd的吸附解吸特性,尚不足以证明Se通过影响小白菜根系分泌物等微域环境进而改变土壤重金属Cd的吸附解吸等环境化学行为.     

基于土壤侵蚀模型的汞矿区污染风险评价及影响因子研究

为了研究汞矿区的非点源污染(NSP)问题,本研究基于土壤侵蚀模型(RUSLE)和地理信息系统(GIS)提出了一种新型的汞矿区NSP风险评价模型(MPRAM),并应用于贵州铜仁翁曼河流域的汞矿区.土壤的检测结果表明,研究区的土壤汞含量为0.13～2365.79 mg·kg^-1,高于0.07mg·kg^-1的区域背景值,超过50%的区域汞含量高于33 mg·kg^-1,高于建筑用地的管制标准;土壤可侵蚀性平均值为0.042 t·h·MJ^-1·mm^-1,表明研究区的土壤具有较强的侵蚀风险,容易发生侵蚀现象. MPRAM的结果表明,NSP污染的低风险地区的占比最高(50.24%),低风险区主要集中在下游地区;中度及以上风险区域主要集中在中上游地区,靠近尾矿库及汞矿废弃厂地,面临的汞污染风险更大;流域内大部分人类活动位于中高风险区域,而在人类活动中,水稻种植是主要的日常活动,一定程度影响了NSP污染的发展.模型的评价结果可为决策者对流域内的人类活动和尾矿问题决策提供基础数据,并为汞矿区的非点...     

不同释放模式下网湖沉积物氮磷释放通量估算

网湖位于长江中游,富营养化问题突出,然而目前缺少对网湖内源氮、磷污染负荷的系统研究.通过采集原位柱状沉积物样品,分析了网湖沉积物氮、磷赋存量及空间分布特征.以野外再悬浮观测和室内静态培养相结合的方式,分析了底泥氮磷静态释放通量和再悬浮释放通量.结果表明：底泥TN、TP含量分别为1580～4530 mg·kg^-1(平均值3122 mg·kg^-1)和45～2106 mg·kg^-1(平均值913 mg·kg^-1),氮、磷累积污染量大.西北部湖湾I区表层沉积物TN含量最高,与该区接纳的来自于赛桥湖的污染物入湖通量最大有关.TP含量最高点位于湖心IV区,主要受历史投肥养殖造成的底泥磷累积污染影响.PO₄^3-的静态释放通量为7.4～50.9 mg·m^-2·d^-1,平均值为18.7 mg·m^-2·d^-1,沉积物能持续向上覆水释放PO₄^3-....     

霍邱县城湖泊沉积物营养盐分布及污染评价

为阐明霍邱县城西湖和城东湖表层沉积物营养盐的空间分布及污染特征,测定了城西湖和城东湖各30个表层沉积物样中的总氮(TN)、总磷(TP)和有机质(OM)含量,分析了其污染水平和来源.结果表明,城西湖总氮(TN)、总磷(TP)、有机质(OM)含量显著高于城东湖,其含量平均值分别为746.23mg·kg^-1、538.38mg·kg^-1、1.17%和470.80mg·kg^-1、492.08mg·kg^-1、0.68%,城西湖的北部及西北部显著高于其他湖区,且大致由北向南呈递减的特点.C/N值表明城西湖和城东湖的有机质主要来源于无纤维束植物和浮游植物,相关性分析表明城西湖和城东湖TN、TP和OM具有同源性;城西湖和城东湖沉积物的TN单项指数(S_TN)的平均值分别为0.67和1.18,而TP单项指数(S_TP)平均值分别为0.42和1.08,表明两湖的TN处于清洁状态而TP处于中度污染状态,综合污染指数(FF)平均值分别为1.51和1.31,整体处于中度污染状态.有机指数...     

贵州省旱地土壤Hg污染状况与玉米安全生产评估

贵州省是我国Hg产量和储量最大的省份,玉米是其第二大粮食作物,有必要摸清贵州省土壤Hg含量状况,并评估其玉米生产安全性.在玉米主产区采集了990组土壤-玉米样品和270个土壤单一样品,测定土壤pH、阳离子交换量(CEC)和有机质(SOM)含量,以及土壤和玉米中Hg含量.结果表明,贵州省旱地土壤pH在3.93～9.82之间,ω(SOM)几何均值为27.5 g·kg^-1,CEC几何均值为11.7 cmol·kg^-1;土壤ω(Hg)范围为0.005～686 mg·kg^-1,几何均值为0.632mg·kg^-1,样点超标率为7.22%;其中,铜仁市土壤Hg污染最突出,超标率达21.3%;就县级而言,黔东南苗族侗族自治州丹寨县、铜仁市万山区和碧江区土壤Hg点位超标率较高;基于《食品安全国家标准食品中污染物限量》(GB 2762-2017),玉米籽粒Hg含量超标率为1.11%,超标点位主要分布于铜仁市万山区和安顺市西秀区等工矿业活动区周围.由结果可知,贵州省存在土壤Hg污染严重的情况,整体上玉米可实现安全种植,但...     

淄博市冬季PM2.5载带金属元素污染特征、生态风险评价及来源分析

为研究淄博市城区冬季环境空气PM_2.5载带金属元素的污染特征、来源和生态风险,于2019年1月8～23日在淄博市采集环境空气PM_2.5滤膜样品并分析获取14种金属元素的浓度.结果表明,K含量均值为8 071.6 mg·kg^-1,是含量最高的元素,但未超过山东省A层土壤背景值,说明K主要来自自然源;Zn、 Pb、 Cu、 Cr、 As、 Ni和Cd等元素含量明显低于K元素(28.4～4 282.3 mg·kg^-1),但均明显高于山东省A层土壤背景值,依次为背景值的56.6、 19.0、 7.2、 2.4、 7.3、 1.4和283.8倍,反映出人为源的影响.地累积指数(I_geo)表明,冬季PM_2.5中Cd、 Zn、 Pb、 Cu和As受污染程度较高,均为中度污染及以上.潜在生态风险评价结果显示Cd存在极强的生态危害风险.综合运用相关性分析、富集因子法和主成分分析多种方法解析出,土壤扬尘、机动车尾气、燃煤和冶金行业是淄博市城区环境空气PM_2.5     

典型化工废渣污染土壤中汞的空间分布规律研究

为阐明氯碱厂废渣堆积遗留场地中汞的空间分布规律,在某典型场地设置313个表层（0.5 m）、79个深层（0.5～13.5 m）土壤采样点位及6个地下水采样点位,分析所有土壤样品的总汞浓度、表层土壤的理化性质及地下水总汞浓度.结果显示：（1）该场地土壤汞污染严重,313个表层土壤样点汞检出浓度为0.002～579.14 mg·kg^-1,平均为8.43 mg·kg^-1,高于《土壤环境质量农用地土壤污染风险管控标准（试行）》中的风险管控值(6 mg·kg^-1).反距离权重法（IDW）及自然邻域法（NNI）对该场地的汞水平浓度分布的插值更为准确.（2）79个深层点位土壤垂向检测结果显示,土壤上层区域（0.5、1.5、2.5 m）汞污染浓度更高,3个深度层的汞浓度平均值分别为7.3、5.5、3.1 mg·kg^-1,2.5 m以下7个深度层的汞浓度平均值仅为（1.02±0.15）mg·kg^-1;汞垂向富集因子为0.4～32,大多数（66%）采样点位汞的富集因子（EF）随着土壤深度增加显著下...     

染化行业未定标污染物毒性预测模型的构建及土壤标准限值研究——以染料分散橙76为例

以染化行业污染地块土壤中分散橙76作为研究对象，基于QSAR理论，运用T.E.S.T.软件预测分散橙76对大鼠的急性毒性LD₅₀为3345mg·kg^-1.在此基础上设计开展大鼠经口毒性实验，结果表明，分散橙76主要对大鼠血液中红细胞相关指标产生显著影响，对体重增长、外观及内脏的影响变化无统计学意义.分散橙76未观察到有害作用的最低剂量值(NOAEL)为50 mg·kg^-1·d^-1.以染毒后雌鼠的平均红细胞血红蛋白浓度(MCHC)作为代表性指标，运用基准剂量法(BMD)，选择最优模型Hill模型拟合分散橙76的基准剂量下限值(BMDL)为20.38 mg·kg^-1·d^-1，并通过不确定系数UF=10000推导得到人体经口非致癌毒性参数RfD_o为0.002038 mg·kg^-1·d^-1.最后以上海高黏性土壤为例，推导得到分散橙76在本土环境中一类用地和二类用地中的土壤限值分别为68.5 mg·k...