城市表层土壤磁化率与重金属含量分布的相关性研究

以西安城市表层土壤为对象,测定表层土壤样品的磁化率和Co、Cr、Cu、Pb、Sn、Sr、Ba的含量,探讨表层土壤Co、Cr、Cu、Pb、Sn、Sr、Ba含量与磁化率的空间分布规律及二者的相关性.研究表明,西安城市表层土壤重金属含量与磁化率均具有中等程度的变异水平,所测7种重金属元素的平均含量均高于西安市主要土壤类型———褐土表层土壤背景值;土壤中Co、Cr、Cu、Pb、Sn、Sr、Ba的含量均与低频磁化率(χLF)呈显著正相关,而与频率磁化率(χFD)呈显著负相关;土壤低频磁化率的空间分布与重金属Pb、Cu的变化趋势相似,频率磁化率则与Co、Cr、Ba等元素的空间变化趋势相反.污染评价结果显示,西安市土壤重金属处于中度污染,污染负荷指数的空间变化与磁化率指标高度相关.因此土壤磁化率可作为研究城市土壤重金属污染的辅助手段.     

磁化率特征揭示出的昆玉高速公路跑马山段土壤重金属污染状况

利用环境磁学的手段对昆玉高速公路跑马山段左右两侧表层土壤进行监测,发现高速公路两侧表土磁化率（Xlf）有向公路增加的趋势,其中距离公路20m以内的地带这种趋势最为明显。频率磁化率（Xfd％）分析表明,磁化率值向高速公路增大趋势与成壤作用形成的超顺磁颗粒（SP）无关,预示着土壤受到了污染,而距离公路20m的地带污染最为明显。     

长三角湖州市土壤磁化率与铜、锌有效量和全量分布规律

通过对84个地表土样、17个剖面土样和11个基岩样的磁参数与化学分析测试,对湖州市土壤磁化率与重金属元素Cu、Zn有效量和全量分布规律、成因及两者的相关性进行了研究。研究发现:①表层土壤磁化率高值异常区总体上与土壤重金属元素Cu、Zn有效量和全量高值分布区吻合程度非常高;剖面土壤磁化率值与Cu、Zn有效量和全量含量总体上均呈现出向下递减的相同特点。②表层土壤磁化率与Cu、Zn有效量和全量高值异常均系人类经济工程活动影响所致,主要与当地城镇生活垃圾随意堆放、垃圾施肥、工业“三废”排放、农药和化肥的过量使用等有关。③表层土壤磁化率值与重金属元素Cu、Zn有效量和全量含量之间在不同环境条件下相关性存在明显差异。     

兰州某钢厂附近土壤磁化率特征及其环境意义

对兰州某钢厂周围土壤进行了磁化率与化学元素分析,采用污染指数评价方法和多元统计发现,表层2cm以内土壤的磁化率显著增高,达到背景值的3.5倍,且频率磁化率相对于深部土壤较低,对比不同位置样点磁化率值,显示钢厂周边土壤受到了钢厂生产排放物的污染.污染主要发生在下风向,且在2km以内最强,污染深度在2cm以内.磁化率与重金属元素含量相关性显著表明磁性矿物与重金属有相同的来源,本研究应用磁化率浓集因子S判别污染程度,结果与内梅罗综合污染指数评价大致相同,因此S可以作为判断这类土壤污染程度的指标.     

曹妃甸围填海土壤重金属积累的磁化率指示研究

环境磁学方法在土壤重金属污染识别中被广泛运用,其具有简单、快速、无破坏性和灵敏度高的特点.本研究以北方典型的围填海区——曹妃甸工业区土壤为例,开展土壤磁化率对重金属积累的指示研究.根据研究区的土地功能规划特征,将研究区土壤分为工业区土壤、生活区土壤以及自然滩涂和湿地土壤共3类.共采集35个表土(0~10 cm)样品和3个土壤剖面柱状样,分析土壤中的磁化率(χlf)、铁(Fe_2O_3)含量及重金属(Cr、Ni、Cu、Zn、As、Pb、Mn、V)元素含量.结果表明:工业区表土磁化率和重金属含量空间分异性较高,受工业生产的影响明显;工业区和生活区剖面中0~20cm的表层土壤中,各重金属均出现不同程度的富集现象,而远离工业区的潮滩剖面中重金属含量变化不明显.研究区表土磁化率与重金属含量总体上有相关性:其中工业区表土磁化率与Fe_2O_3、Ni、Cu、As和V呈现极显著(P0.01)正相关,可以作为指示土壤重金属积累的指标.但在生活区和自然潮滩湿地土壤中,土壤磁化率的高低不能很好地指示重金属的积累情况,推测可能与土壤中磁性物质来源以及潮滩湿地的环境条件有关.     

磁化率对城郊耕地土壤重金属污染的指示研究——以许昌市为例

为探讨磁化率对土壤重金属污染的指示作用,利用磁化率仪和X射线荧光光谱仪对许昌市的城郊耕地土壤样品磁化率和重金属含量进行定量分析。结果显示,许昌城郊耕地土壤磁化率为35×10~(-8)~126×10~(-8)m~3/kg,平均值为94×10~(-8)m~3/kg,频率磁化率变化范围在4.7%~11.6%之间,平均值为7.9%。土壤中Pb、Cu、Zn、Cr含量分别为18.35~53.29、18.66~43.86、55.88~169.81和60.28~82.13μg/g,平均值分别超过背景值1.31、1.23、1.41、1.11倍。磁化率与Pb和Cu呈显著正相关,与Zn和Cr相关性不显著,表明磁化率可以指示Pb和Cu含量。土壤的污染负荷指数为0.95~2.03,平均值为1.24,表明许昌城郊耕地土壤重金属污染主要为中度污染水平,土壤磁化率与重金属污染负荷指数呈显著正相关,磁化率可以指示土壤重金属污染水平。     

北京市不同功能区土壤重金属污染探究

采用调查及数据测定分析的方法,探究北京市不同功能区土壤重金属Cu、Ni、Cr、Cd、Pb、Zn的分布,并对其污染程度进行综合评价。结果表明:北京市土壤中Cu、Pb、Cd等3种重金属元素存在不同程度的污染,其中以Cd污染最为严重。不同功能区的污染状况也不同,尤以高速公路区和交通繁忙区比较严重。用综合污染评价方法得出土壤重金属污染的顺序为高速公路区交通繁忙区工业区居民区城市公园休闲区。     

上海崇明岛沉积物重金属污染的磁学研究

系统分析了上海崇明岛的8个样点沉积物样品的重金属元素和磁化率、频率磁化率以及饱和等温剩磁等磁参数之间的关系,结果表明:介于轻度污染和偏中度污染的重金属Pb、Cr、Cu、zn元素与磁性矿物特别是亚铁磁性矿物之间在赋存形态、沉积特征上存在一定的联系,因此磁性测量可作为沉积物重金属污染记录信息提取的辅助手段,但不同的磁性参数对重金属的指示程度不同,由于本研究以较粗的多畴亚铁磁性矿物为主,同时质量磁化率(x)、非磁滞剩磁磁化率与饱和等温剩磁的比值(XARM/SIRM)对重金属元素含量变化比较敏感,因而X、XARM/SIRM可作为重金属含量的替代指标.最后在重金属元素和磁性参数相关性的基础上建立了磁诊断线性回归模型.     

公路两侧土壤和蔬菜中重金属的含量特征

不同公路两侧土壤重金属Cr、Ni、Cu、Zn、As、Cd、Hg、Pb含量同对照区差异较大 ,但Cu、Pb均为污染区大于对照区。蔬菜重金属Cr、Ni、Cu、Zn、As、Cd、Hg、Pb含量在不同蔬菜品种表现出不同特征 ,大葱、莴笋大部分重金属含量高于对照区 ,甘蓝大部分重金属含量低于对照区。不同公路两侧土壤和蔬菜重金属含量差异明显。两公路土壤和莴笋重金属Pb含量表现出一致性 ,因此公路边重金属累积较重的元素主要为Pb     

垃圾填埋场污染土的电性与磁性响应研究

以武汉市二妃山垃圾填埋场为研究对象,运用污染土的电性、磁学以及地球化学等分析手段,借助多元统计方法,研究土壤剖面电性、磁学参数与元素含量之间的关系,探讨土壤电阻率法和环境磁学方法在城镇垃圾填埋场污染土快速监测中应用的可行性.研究表明,电磁法测深技术可获得污染土壤地层的垂向电阻率分布情况,污染后的地层电阻率呈现阶梯变化,具有明显分层现象.说明了电阻率法在污染区域划分具有一定的可能性.根据电阻率垂向特征,对剖面进行了环境磁学和重金属分析的样品采集和测定分析,发现土壤的磁学参数与电阻率、重金属含量具有良好的一致性.污染后土壤具有电阻率减小,磁化率增大,重金属含量升高等特点,证明了电阻率和磁化率都能较好反映出土壤的污染程度.污染土典型样品的热磁曲线表明,污染后的土壤比未受污染的土壤含有更多的铁磁性矿物.由此表明利用土壤电性和磁性对污染程度的指示作用都具有良好的响应,可替代繁琐的重金属检测.     

长春市典型高架公路大气环境颗粒物中重金属污染特征

于2014年4—11月对长春市典型高架公路大气颗粒物PM_(2.5)和PM_(10)进行采样,对颗粒物中主要重金属元素的浓度进行了分析,并采用变异系数法、地积累指数法和富集因子法对大气颗粒物重金属污染情况进行评价.研究表明,道路施工期间,PM_(2.5)和PM_(10)中重金属的浓度普遍低于道路运行通车后的浓度,而采暖期重金属的浓度又高于非采暖期的浓度.重金属元素在PM_(2.5)中的含量占PM_(10)中总含量的比例均超过50%,说明颗粒物越细越容易富集重金属.Zn、Fe和Mn的变异系数较小,说明来源稳定,自然源占主导地位.富集因子法表明,Zn的富集程度极强,Mn无富集.Cr和Cd的变异系数较大,受人为活动干扰严重,在道路施工期间二者富集程度较轻,道路通行加之采暖后富集程度加强,主要来源为汽油和煤的燃烧.Pb、Cu和Ni的变异系数在0.56~0.76之间,有一定的人为干扰,Pb和Ni在高架公路施工期富集程度较轻,道路运行及取暖期富集程度显著,主要来源是交通源;Cu富集程度强,主要来源可能是油燃烧、建筑扬尘.     

基于Kriging插值的路旁土壤重金属含量空间分布 ——以310国道郑州-开封段为例

分别在G310国道郑州-开封段的杏花营路段两侧150m×150m范围内布设7条垂直于公路的采样子断面,从路肩向两侧每隔10m采集1个表土混合样,共采集226个样品（包括2个对照样品）.用ICP-MS测定了土壤重金属（Pb、Cu、Zn、Cd、Cr和Ni）含量,并用Universal Kriging插值法分析路旁土壤重金属空间分布特征.结果表明,路旁土壤重金属呈与道路平行的带状分布,表明6种重金属含量均受公路交通影响,属于公路源重金属.土壤Cr和Cu含量在路基处含量最高,向两侧逐渐下降,呈指数分布;土壤Pb、Zn、Cd和Ni含量在距路基30～50m处出现峰值,呈偏态分布.路旁土壤Pb、Cu、Zn、Cd、Cr和Ni均为交通源重金属.     

基于不同通车时间的路旁土壤重金属健康风险:以连霍高速郑州—商丘段为例

以连霍高速郑商段不同通车时间的湾刘断面(通车11 a)和小王庄断面(通车4 a)为研究对象,按距离公路0、5、15、25、35、50、100、200、300和1 500 m采集土壤表层样品,用原子吸收分光光度法测定土壤重金属(Cd、Cu、Pb、Zn、Ni和Cr)含量,采用美国环境保护署(US EPA)推荐的健康风险模型对其开展健康风险评价.结果表明,公路通车运营时间越长,土壤重金属含量和健康风险越严重;随着离开公路路基距离的增加,土壤重金属含量和健康风险呈偏态分布或3阶多项式分布,峰值多出现在距路基15～50 m之间;土壤重金属的HQ和HI均远远小于1,不存在非致癌健康风险;各样点CRCr和TCR均略超过US EPA推荐的土壤治理标准(1×10-6),但低于一些专家提出的宽松标准(10-6～10-4),存在致癌风险的可能性,CRCr对TCR贡献率高达97.83%,Cr是最主要的致癌风险因子.     

RBF神经网络在土壤重金属污染评价中的应用

运用MATLAB软件的K均值聚类算法结合神经网络工具箱,通过建立RBF神经网络对郑汴路圃田—杏花营段路旁土壤进行了评价。结果表明,土壤重金属积累峰值污染峰值多出现在距路基50m范围以内,并随着距路基距离的增加,污染程度逐渐下降。风力因素和邻近铁路对路段两侧土壤重金属污染影响较大,且公路运营时间越早,对两侧土壤污染越严重。杏花营断面土壤质量以Ⅱ级为主,北侧断面土壤质量多为Ⅲ级。圃田断面各样点综合评价结果均为Ⅱ级,整体质量优于杏花营断面。RBF神经网络评价方法具有计算速度快,评价结果客观等优点。     

Effects of heavy metal pollution of highway origin on soil nematode guilds in North Shenyang, China

Soil samples were collected with distance at 5, 20, 40, 80, 160 and 320 m from the Shen-Ha Highway, Northeast China, to investigate the effect of heavy metals of highway origin on soil nematode guilds. The contents of soil Pb, Cu and Zn and the nematode community structure in this investigation were analyzed. The results showed that the contents of total and available Pb, Cu and Zn varied significantly with the different distances from the highway. Pb was the main pollutant in the soils in the vicinity of Shen-Ha Highway and the zone from 20 to 40 m away from the highway was the most polluted area. The highest abundance of soil nematodes was found at 5 m while the lowest at 20 m away from the highway. Thirty six genera of nematodes belonging to 23 families were identified. Nematode guilds having different responses to soil heavy metals were classified into four types. Soil nematode guilds may act as a prominent indicator to heavy metal pollution of highway origin.     

基于模糊神经网络的水稻农田重金属污染水平高光谱预测模型

以吉林省长春一汽厂附近3块不同重金属污染状况的水稻实验样地为例,通过地面实测获取了水稻的光谱反射率、叶片叶绿素含量、叶片及土壤重金属含量等数据.同时,在分析重金属对水稻叶片叶绿素含量影响的基础上,通过多元逐步回归分析选出对水稻叶片叶绿素含量微小变化指示灵敏的光谱参数作为模型输入层,并将水稻叶片叶绿素含量值作为输出层来表征农田重金属污染胁迫水平,最终建立了用于预测水稻农田重金属污染水平的模糊神经网络模型.结果表明,该模糊神经网络模型预测的水稻重金属污染胁迫水平与实测结果吻合度较高,预测的叶绿素含量值与实测值的拟合度较好(R2=0.985).表明在受重金属污染胁迫的情况下,水稻叶片叶绿素含量微小而复杂的变化可以通过构建模糊神经网络模型很好地模拟出来,从而确定出农田的重金属污染水平.     

西宁地区公路两侧土壤和植物中铅含量及其评价

对西宁市郊主要公路两侧的和植物中的重金属铅含量采用原子吸收进行了测定。土误用 植物中的污染都较严重。铅的含量比清洁对照区高,土壤２．７－４．１倍。杨树枝叶３．０－４．１倍,小麦青苗３．０－３．７倍,蔬菜２．５－２．３倍。土壤、树木和农作物在距路边８０－１００ｍ处铅含量通常降到当地背景水平。     

贵黄公路沿线重金属分布特征、来源解析及风险评价

本研究以贵州省的贵黄公路作为研究对象,分析道路两侧灰尘、土壤和植物样品中的重金属Cr、Cd、Cu、Zn和Pb的分布特征,判定其可能源,并且通过锌同位素进行初步验证。结果表明,在道路两侧的灰尘和土壤中富集大量重金属,其中重金属锌富集能力最强,重金属元素绝大部份来自汽车的部件如轮胎、刹车片的磨损。使用地积累指数法和潜在生态风险指数法对重金属污染程度和生态环境的风险水平进行评价,发现公路周围环境中重金属元素Cr、Zn、Cu、Cd和Pb均存在一定的风险危害,整体达到低到中等风险水平,其中Cd对环境的危害最高。     

公路沿线土壤中重金属的含量分布

用HNO3-HF-HClO4消解土壤样品,用原子吸收光谱法对山东范县等五个地方的公路沿线土壤样品中重金属Pb、Cr、Zn、Fe、Cd、Ni的含量进行了分析测定,并对重金属元素在土壤中的存在方式进行了研究,反映出公路沿线土壤中重金属元素的积累情况。由测定结果表明,该地区土壤中铁含量较高,其余各重金属含量均很低,土壤基本没受污染。     

兰州BRT沿线站台灰尘及其两侧绿化带土壤重金属污染及健康风险评价

本研究以兰州快速公交系统(BRT)沿线站台及其两侧绿化带为研究对象,分析兰州BRT沿线站台灰尘及其绿化带土壤Cu、Pb、Cr、Zn和As等重金属含量,利用内梅罗指数法、美国环境保护署健康风险评估模型及相关性分析对研究区灰尘与土壤重金属的含量特征、污染程度、健康风险及可能的污染源进行分析和评价。结果表明,除北侧绿化带土壤As之外,兰州BRT沿线站台灰尘与两侧绿化带土壤重金属平均含量均高于甘肃省土壤背景值,Zn和Cr的累积水平相对较高;内梅罗综合污染指数法研究表明,BRT沿线站台灰尘重金属为重度污染且南侧绿化带土壤污染程度较北侧严重;健康风险评估结果表明,BRT站台灰尘与两侧绿化带土壤重金属对成人和儿童具有非致癌健康风险,站台灰尘和南侧绿化带土壤As、Cr、Pb与北侧绿化带土壤As、Cr是儿童的主要非致癌因子;站台灰尘中Cr和As不具有致癌风险而两侧绿化带土壤Cr和As对周围人群具有致癌风险。源解析显示,站台灰尘与两侧绿地土壤Cu、Pb、Cr、Zn与交通源有关,As可能与交通源和人为源有关。