煤矿复垦区土壤重金属分布特征与质量评价

为保证煤矿复垦区种植农作物的充填复垦土壤的生态安全,以淮南矿区煤矸石充填复垦地为研究对象,通过对研究区内Cd、Cr、Ni、Pb、Cu、Zn和Hg 7种重金属不同深度含量分析,总结其纵向分布特征,并将研究区土壤重金属含量与淮南市土壤背景值、《土壤环境质量标准》(GB 15618-1995)作比较,分析这7种重金属的污染程度.结果表明,这7种重金属都有不同程度的污染,其中土壤受Cd污染最严重,土壤中重金属垂直方向上无确定分布规律.总体而言,土壤重金属潜在生态风险属于强生态危害.从垂直方向来看,重金属潜在生态风险指数(RD随着深度的增加出现先下降后升高的趋势,其中40～60 cm深度的RI最大.重金属生态危害程度依次为Cd＞ Hg＞ Ni＞ Cu＞ Cr＞ Pb＞ Zn,其中Cd为矿区土壤中最主要的重金属污染生态风险因子.     

基于总量及有效态的铜陵矿区农田土壤重金属生态风险评价

于铜陵矿区采集147个农田土壤样品,分析土壤样品中Cd、Cu、Pb、Zn 4种重金属总量和有效态含量,探讨该地区农田土壤重金属的污染现状、潜在生态风险和来源,并基于不同类型农田土壤有效态重金属的风险评价提出农作物种植建议。结果表明:铜陵矿区农田土壤重金属平均值普遍高于铜陵市土壤背景值,局部地区潜在生态风险极大;4种重金属元素的单项潜在生态危害指数依次为CdCuPbZn,铜陵矿区农田土壤重金属的潜在生态风险程度为中等,Cd为最主要的潜在生态危害因子;基于有效态重金属对不同类型农田土壤进行潜在生态风险评价,春季农田土壤的综合潜在生态危害指数排序为油菜地蔬菜地麦地,秋季农田土壤的综合潜在生态危害指数排序为稻田蔬菜地。基于上述结果,建议在重金属污染程度较高的区域实施小麦-蔬菜轮作,而在蔬菜种植中选择对重金属吸收能力较低的种类或品种。     

淮南潘集矿区农田土壤重金属污染特征及在小麦中累积特征研究

为探究淮南潘集矿区内农田土壤和小麦中重金属的污染状况,选取了16块研究样地,测定其农田土壤和小麦不同部位中Cu、Zn、Pb、Cd、As含量,利用生物富集系数(BCF)和转运系数(TCF)分析重金属在小麦中的迁运行为,并进行重金属化学形态分析和潜在生态风险指数分析。结果表明,矿区农田土壤Zn、Pb浓度平均值低于背景浓度,Cu、Cd、As浓度平均值分别是背景浓度的1.03、4.17、1.81倍。5种重金属的化学形态以残渣态为主,Cu、Zn、Pb、Cd、As的残渣态质量分数平均值分别为47.44%、50.33%、43.36%、46.84%、98.86%。矿区农田土壤重金属综合潜在生态风险指数处于轻度或中度等级,相对较轻,主要贡献重金属是Cd。Cu、Zn易于富集在小麦地上部分,Pb、Cd、As大部分富聚在地下部分。     

典型农业活动区土壤重金属污染特征及生态风险评价

联合野外采样和室内分析,以典型农田土壤为研究对象,分析土壤中重金属Cr、Ni、Cu、Zn、Cd、Pb、As和Hg的含量及污染特征,并采用单因子污染指数法、内梅罗污染指数法及潜在生态危害指数法,对农田土壤进行生态风险评价,同时利用主成分因子分析法,提取出3主因子,分析土壤重金属可能来源。结果表明,研究区农田土壤各重金属含量均高于背景值,表层污染程度高于底层;各重金属单因子污染指数对应污染等级均为清洁,内梅罗污染指数为0.46,污染等级为安全。潜在生态风险评估结果显示,研究区土壤重金属污染的潜在生态风险危害程度为中等,各重金属的潜在生态危害程度依次为CdHgAsCuPbNiCrZn。主成分因子分析显示,研究区土壤中Hg、As和Cr主要由工业污染源贡献,土壤中Cd、Pb的污染主要来源于不合理的农业生产活动和居民生活,Ni、Zn和Cu与自然成土过程密切相关。综合评价表明,尽管研究区农田土壤目前重金属污染情况较轻,未达到警戒水平,但由于城市化的发展及长期现代化农业耕作活动造成农田土壤重金属的富集,因此,增强农田土壤安全性生产管理、严控土壤污染源与推行标准农业生产是十分必要的。     

贵州水城典型铅锌矿区土壤和蔬菜中重金属累积特征及风险评价

以贵州水城茨冲永昌、仁活洞杉树林和凉山玉兰3个典型铅锌矿区为研究对象,采集了白菜、辣椒、玉米、马铃薯、黄豆、四季豆6种蔬菜样品及其对应的根际土壤样品。分析了蔬菜与土壤中Pb、Zn、Ni、Cd、Cr、As、Hg、Cu 8种重金属的含量及蔬菜对根际土壤重金属的累积特征,同时采用内梅罗综合污染指数法、目标危险系数法及综合质量影响指数法对土壤及蔬菜重金属污染进行评价。结果表明:根际土壤中Pb、Zn、Ni、Cd、Cr、As、Hg、Cu总平均值分别为1 198.2、2 378.8、53.0、7.0、122.6、56.9、0.37、107.5mg/kg,分别是贵州土壤环境背景值的34.0、23.9、1.4、10.0、1.3、2.8、3.4、3.4倍;不同蔬菜对土壤中不同重金属的富集能力有较大差异;内梅罗综合污染指数表明,研究区土壤中8种重金属均属于重污染;蔬菜中重金属对当地儿童、青壮年、中老年的总健康风险指数均大于1,存在健康风险;综合质量影响指数也表明,研究区的综合质量属于重度污染。     

四川某金属制品厂周边土壤重金属分布特征及污染评价

为考察四川某金属制品厂对周边土壤的重金属污染情况,对厂区周边不同方位、不同距离土壤进行取样,测定土样中Zn、Cr、Pb含量,应用单因子污染指数法和内梅罗综合指数法评价土壤环境质量,并运用Hakanson潜在生态危害指数法评估该区域土壤潜在生态风险。结果表明,厂区周边土壤Zn、Cr质量浓度平均值超过成都市土壤背景值,土样中Zn、Cr、Pb超标率分别为58.7%、94.1%、18.3%;0~10cm表层土样Zn质量浓度显著高于10~20cm亚表层土样,两土层Cr、Pb浓度没有显著差异;3种重金属在土壤中迁移能力为CrPbZn,风向不是影响土壤重金属分布的主要因素;研究区域土壤Zn、Cr处于轻度污染水平,总体处于中度污染水平;研究区3种重金属的潜在生态风险程度依次为PbCrZn,整体处于轻度综合潜在生态风险水平。     

宝鸡市长青镇冶炼厂周边居住区土壤重金属污染特征与风险评估

采用实地采样与室内测试方法对宝鸡市长青镇冶炼厂周边居住区土壤重金属(Pb、Zn、Cd、Cr)的含量进行了测定分析,利用地质累积指数法和改进的综合污染指数法对其土壤环境质量进行了评价,应用美国环境保护署(USEPA)推荐的健康风险评价模型对研究区土壤重金属在3种暴露途径下的健康风险做出了初步评价,并用相关性分析法和聚类分析法对污染源进行了解析。结果表明,研究区域13个采样点表层土壤中重金属元素Pb、Zn、Cd和Cr的质量浓度分别为52.43~96.42、82.54~151.32、0.065~0.309、59.26~104.13mg/kg,平均值分别为67.55、107.20、0.120、75.23mg/kg,其值均高于陕西和中国的背景值,说明土壤受到不同程度污染;地质累积指数法进一步证实研究区域土壤已经受到4种重金属不同程度的污染,且处于中等污染及以内;而4种重金属的综合污染评价显示,除4号村庄、7号村庄处于中等污染外,其余均处于轻污染至中污染;研究区域中,4种重金属在3种暴露途径下对儿童的非致癌健康风险均大于成人,但对成人和儿童均不存在显著的非致癌健康影响和非致癌健康总风险,其风险顺序是经口摄入经皮肤接触经呼吸吸入;其次,Cd对成人和儿童经呼吸暴露途径均不存在致癌健康风险,而Cr对成人和儿童经呼吸暴露所致的致癌健康风险处于不可接受状态;另外,源解析结果显示,Pb和Zn具有相同的污染源,而Cd和Cr具有不同的污染源。     

电子垃圾拆解区不同用地类型土壤重金属空间分布特征与风险评价

为了探究电子垃圾拆解区不同用地类型土壤重金属的空间分布特征及潜在生态风险,对广东某电子垃圾拆解区稻田、菜地、荒地和拆解地土壤重金属Cu、Zn、Cd和Pb的质量分数及形态空间分布特征进行了研究,并采用地累积指数法和潜在生态风险指数法分别评价重金属潜在的生态风险.结果表明,4种用地类型土壤的Cd质量分数全部超标,超标倍数为...     

贵阳南部近郊蔬菜重金属污染状况及健康风险评估

于贵阳花溪区蔬菜种植基地及零星菜地采集叶菜类、茎菜类和果菜类样品及对应土壤样品,测定土壤与蔬菜样品中Zn、Cd、Pb和Cu含量,分析土壤理化性质、土壤重金属全量、有效态含量与蔬菜中重金属含量之间的关系,通过污染指数和暴露风险健康评估指数分析城郊蔬菜中重金属污染状况以及摄入人群的健康风险。结果表明:部分菜地土壤样品Zn、Cu含量超出农用地土壤污染风险筛选值,超标率分别为8.82%、11.76%;蔬菜中重金属含量主要取决于土壤重金属有效态含量;研究区蔬菜均处于清洁水平,但有8.82%的蔬菜样品Pb处于Ⅱ级警戒值,且均为叶菜;Pb是叶菜类暴露健康风险的主要元素,而Cu是茎菜类与果菜类暴露健康风险的重要元素;蔬菜重金属对儿童和成人的危害指数均小于1.0,表明食用该地区的蔬菜不会对人体健康产生不良影响。     

基于地理信息系统技术的新疆焉耆绿洲农田土壤重金属污染评价和潜在生态风险预警

在新疆焉耆绿洲采集农田土壤,测定As、Cd、Cr、Cu、Mn、Ni、Pb和Zn等8种重金属的含量。基于地理信息系统(GIS)技术,并采用污染负荷指数(I_(PL))、潜在生态风险指数(I_R)和生态风险预警指数(I_(ER))对焉耆绿洲农田土壤重金属污染状况进行评价。结果表明,焉耆绿洲农田土壤Cd是《土壤环境质量标准》(GB 15618—1995)二级标准限值(0.60mg/kg)的10.13倍。Cd、Cr、Ni、Pb和Zn分别是新疆灌耕土背景值的50.67、1.40、1.33、2.63、4.92倍。农田土壤Cd和Zn呈现重度污染,Pb为中度污染,Cr和Ni为轻度污染,Cu为轻微污染,As与Mn为无污染。重金属I_(PL)平均值为2.00,呈现轻度污染。重金属I_R平均值为318.38,属于较强风险。重金属I_(ER)平均值为4.83,属于中度预警。重金属I_(PL)、I_R与I_(ER)空间分布均呈现明显的地带性分布格局。Cd是污染水平与生态风险等级最高的重金属,表明焉耆绿洲农田土壤Cd污染风险必须给予关注。     

滦河干流表层沉积物中营养元素和重金属含量分布特征及其风险评价

选取滦河干流为研究对象,采集表层沉积物并分析其粒径分布、营养元素(N、P、C、S)及重金属(Cd、Ni、Cu、Zn、Cr和Pb)含量分布特征,对重金属采用富集系数法进行源解析,并利用地积累指数法、污染指数法和潜在生态危害指数法进行系统性的生态风险评价。结果表明:沉积物营养元素TN、TP、TC、TS均值为1 047.6、1 427.4、20 060.9和1 564.2 mg·kg~(-1),且分布存在空间差异性;粒径分布特征为粉砂或砂占比重大,黏土占比重小;重金属Cd、Cu、Ni、Zn、Cr和Pb含量均值分别为0.28、40.48、31.48、88.67、16.45和21.5 mg·kg-1,Cd、Cu、Ni、Zn超过河北省土壤背景值;Cd富集系数均值为2.31,其污染主要源是人为输入,其余重金属未见明显富集现象;相关性分析和主成分分析表明Cd与Cr、Cu、Ni、Zn呈显著正相关,Cr与Cu、Ni、Zn呈显著正相关,Pb与Fe、TP呈显著正相关,Cu与Ni、Zn呈显著正相关,Ni与Zn呈显著正相关;基于地累积指数法得Cd为重金属首要污染物;单项生态危害指数均值大小顺序为Cd(94.39)Cu(9.28)Ni(5.11)Pb(2.16)Zn(1.13)Cr(0.48);沉积物风险指数(SPI)相应等级为低风险级别(SPI=2.755),且整体潜在生态风险指数(RI)相应的亦为低生态风险(RI=112.561150)。     

乌梁素海表层沉积物重金属分布特征及生态风险评价

采样分析了内蒙古乌梁素海表层沉积物中Cu、Zn、Pb、Cr、Cd、Hg和As的含量、分布特征和富集状况,分别以现代工业化前正常颗粒沉积物中重金属含量的最高背景值和河套地区土壤中重金属含量背景值为参照,采用瑞典科学家Lars Hakanson的潜在生态危害指数法对7种重金属的富集系数和生态危害系数以及各采样点的生态危害指数进行了评价。结果表明,乌梁素海表层沉积物中As和Pb的空间变异性较大;以2种背景值为参比得出的重金属污染水平顺序相近,Hg和As为对乌梁素海生态环境具有潜在影响的主要重金属元素;同时表明,以河套地区土壤重金属背景值为参照更能直观地反映出乌梁素海表层沉积物中重金属的污染程度。     

新疆某矿冶区周边土壤重金属生物有效性与生态风险评价

矿业活动对土壤系统良性运转带来较大的环境负荷,矿区周边土壤重金属污染风险评估是土壤污染防治和资源可持续开发的关键。在应用单因子污染指数法、潜在生态风险指数法、风险评价编码法(RAC),并结合空间分析和冗余分析手段的基础上,对新疆某矿冶区周边土壤重金属生物有效性和生态风险进行了系统研究。结果表明:研究区土壤As、Cu、Mn和Cd超标率分别为88%、38%、49%和24%;土壤Mn、Zn、As和Cd弱酸可溶态高值区主要集中在尾砂库和收砷房的附近区域。单因子污染指数评价揭示As和Cu污染累积较为严重。潜在生态风险评价显示,As、Cd和Cu生态风险较高,Mn为低生态风险。风险编码法(RAC)评价结果进一步揭示Mn和Cd具有显著的土壤迁移风险。冗余分析结果显示,空间异质性是影响土壤重金属弱酸可溶态含量变异的主要因素。土壤pH和重金属弱酸可溶态是影响潜在生态风险指数(RI)的2个重要因素。综合风险评价手段与多尺度分析方法的联合应用有助于提高区域风险评价的准确性。     

雷州半岛土壤重金属分布特征及其污染评价

在雷州半岛采集了106个土壤表层样品,分析了其中8种重金属元素(Cu、Pb、Zn、Cr、Ni、Cd、Hg和As)的全量.结果表明,雷州半岛土壤重金属污染由高到低排序为Ni＞Cr＞Hg＞Cu＞Zn＞Cd＞As＞Pb,Zn、Cd、As和Pb质量浓度均没有超标,Hg和Cu质量浓度超标率亦不高,但Ni和Cr平均质量浓度达49.81、87.13 mg/kg,高于国内外其他对照区域,超标率分别为25.47%和24.53%;重金属元素在雷州半岛各土壤利用类型中分布规律不明显,按4种主要土壤利用类型受重金属污染程度大小排序为甘蔗地＞果园土＞水田＞菜地;雷州半岛土壤综合污染指数总平均为0.970,土壤总体上尚清洁,重金属污染处于警戒水平;雷州半岛各区域中,徐闻、雷州两地土壤重金属质量浓度明显高于其他地区,其主要原因是徐闻、雷州两地成土母质主要为玄武岩,造成土壤Cr、Ni及其他重金属背景值较高.     

南方某铅锌锰冶炼区周边大气降尘重金属污染水平及风险评价

于2016年8月至2017年1月分别对南方某铅锌锰冶炼区周边(污染区)及大新村(对照区)进行大气降尘干法采集,测定了大气降尘中Cd、Zn、Pb、Mn、Cu、As、Ni、Cr含量,采用富集因子法、潜在生态风险指数法和健康风险评价对大气降尘重金属污染进行源解析与风险评价。结果表明,污染区大气降尘中Cd、Cr、Mn、Ni、Pb、As、Zn、Cu均值分别为166.6、104.5、6 109.0、80.9、635.9、53.6、8 838.5、180.3mg/kg,分别为背景值的691.3、2.1、11.6、2.4、24.5、2.9、106.6、6.9倍。富集因子法分析得出,污染区大气降尘中Cd、Zn和Pb主要来源于铅锌冶炼以及电解锰企业;Mn、Cu、As和Ni在大气降尘中富集程度次之,既受自然源,也受人为源影响。生态风险评价表明,污染区大气降尘中Cd为极强生态危害,Pb、Zn属于强生态危害,Cu、As、Ni、Cr均为轻微生态危害,综合潜在生态风险达到很强生态危害等级。健康风险评价表明,污染区大气降尘中重金属主要健康风险来源于非致癌风险,致癌风险可忽略。大气降尘中Pb、As、Cd经手-口摄入途径对儿童存在非致癌风险,应采取措施降低污染区大气降尘中Pb、As、Cd含量,控制手-口摄入途径对儿童的非致癌风险。     

X市土壤重金属污染空间特性分析与风险评价

主要采用内梅罗综合指数和潜在生态风险指数对X市土壤重金属Cd、Hg、As和Pb污染程度进行评价,并通过地统计学、地理信息系统(GIS)评价法以及空间自相关分析法研究土壤重金属分布空间特性。结果表明:X市土壤中Cd、Hg、As和Pb质量浓度均值分别为0.509 8、0.162 8、8.774 7、34.601 5mg/kg,受人为影响较大,特别是As和Pb;内梅罗综合污染指数得出,有8.8%、5.2%、7.8%样点分别属于轻度、中度和重度污染;总潜在生态风险指数得出,有8.7%、5.2%样点分别存在中等危害和强危害生态风险;Cd、Hg、As和Pb都存在较强的空间自相关性,总体上呈现南高北低或东高西低分布的现象,东南部的p镇有较严重的土壤重金属污染问题。     

江苏省某镇土壤重金属污染评价

为了解江苏省某镇表层土壤重金属污染特征,采集并测定了190个土壤样品的As、Cd、Hg和Pb 4种重金属含量,分析土壤重金属的分布特征,综合运用内梅罗综合污染指数法和污染负荷指数法两种评价方法对土壤重金属污染状况进行评价。结果表明:该镇表层土壤中As、Cd和Pb含量平均值高于土壤背景值,Hg与之相反。4种重金属都是主要受到点源污染的影响,其中As的高含量区主要分布在镇的正西边,Cd和Pb的高含量区主要分布在镇的中心区域,Hg的高含量区主要分布在东部以及东北区域。经内梅罗综合污染指数法评价,安全、警戒线、轻污染、中污染和重污染样点的比例分别为5.79%、32.11%、52.11%、4.74%和5.26%。经污染负荷指数法评价,无污染、轻度污染、中度污染和重度污染样点的比例分别为73.69%、25.26%、1.05%和0%。在内梅罗综合污染指数法和污染负荷指数法评价的结果中,有55.26%的样点评价结果相同,而44.74%的样点不同,但都显示出污染程度从镇中心向四周逐渐降低的变化态势。     

琼北火山岩地区水田和旱地土壤中重金属的累积特征比较

为分析琼北火山岩地区土壤中重金属(As、Cd、Cr、Pb、Ni、Hg)的累积特征,采集旱地和水田的土壤表层样品,并对样品理化性质及重金属含量进行了分析,采用单因子污染指数法和内梅罗综合污染指数法对重金属污染状况进行了评价。结果表明,研究区旱地与水田土壤均呈强酸性-酸性,旱地土壤阳离子交换量(CEC)(4.66 cmol/kg)略大于水田土壤CEC(3.42 cmol/kg),表明旱地土壤保持养分的能力优于水田土壤。与海南土壤背景值比较,研究区旱地和水田土壤中Cd、Cr、Pb和Ni 4种重金属均有不同程度的累积,其中Cd累积程度较重。研究区旱地和水田土壤中Cr与Ni均具有较高的正相关关系,说明旱地和水田土壤中Cr与Ni可能同源,且受基性火山岩地质背景的影响较大。内梅罗综合污染指数评价结果表明,研究区旱地土壤重金属污染明显高于水田土壤,水田土壤重金属为轻度污染,而旱地土壤重金属已达到中度污染,尤其是Cr和Ni污染比较严重,应引起重视。     

巢湖表层沉积物中重金属的分布特征及其污染评价

以巢湖表层沉积物为研究对象,利用BCR连续提取法研究了沉积物中Cr、Co、Ni、Cu、Cd、Zn、V和Pb等8种重金属元素的分布特征,同时运用潜在风险指数法和地累积指数法综合评价了巢湖沉积物中重金属的生态风险。结果表明,巢湖沉积物中的重金属含量在空间上表现出东西高、中间低的分布特征。巢湖表层沉积物中Cr、Co、Ni、V和Cu 5种重金属都主要以残渣态为主,Zn和Cd主要以弱酸提取态为主,Pb以可还原态为主,同时,Co和Cu 2种元素的可交换态及可还原态含量占有较高比例,具有潜在危害性。相关性分析显示,Cr、Cu、Pb、Ni、Zn和Cd 6种重金属元素的来源和分布可能具有相似性,Co和V 2种重金属元素具有相似的地球化学行为且其主要来源可能与其他几种重金属不同。潜在生态风险指数评价结果表明,巢湖表层沉积物中8种重金属元素构成的生态危害顺序为:Cd>Pb>Co>Cu>Ni>Zn>V>Cr,Cd具有高的生态危害等级,其他7种重金属元素均为低生态危害等级。地累积指数法评价结果表明:巢湖沉积物重金属元素的富集程度为Cd>Zn>Pb>Co>Cu>V>Ni>Cr,Cr属于清洁级别,Co、Cu、V和Ni处于轻度污染水平,Zn和Pb处于偏中度污染,Cd达到了重污染水平。     

常德市柳叶湖表层沉积物重金属元素分布特征及潜在生态风险评价

柳叶湖表层沉积物中重金属的状况对洞庭湖流域生态环境具有重要影响。对该区域内31个采样点表层沉积物中重金属的含量及形态进行监测和分析,同时采用潜在生态风险指数法和健康风险评价模型进行风险评价。结果表明：(1)重金属平均值均高于洞庭湖水系水体沉积物重金属元素背景值。参考《土壤环境质量标准农用地土壤污染风险管控标准(试行)》(GB 15618—2018),Cd可能存在污染风险。(2)Cd、Cr、Pb、Cu、Zn、Ni来源相似,Mn有单独的来源,As有多个来源。(2)表层沉积物中As、Cr、Cu、Zn、Ni主要以残渣态为主,Cd和Mn主要是以弱酸可提取态和可还原态为主,Pb主要以可还原态为主。(3)Cd的单项潜在生态风险指数为57.0,属于中等风险,其他7种重金属均属于轻微风险。8种重金属的综合潜在生态风险指数为100.8,属于轻微风险。(4)成人、儿童的致癌、非致癌总风险处于可接受范围,且儿童的致癌、非致癌总风险指数均高于成人。As的致癌风险指数大于Cd; Zn的非致癌风险指数最低,而Cr最高。