兰州市主城区大气降尘和表层土壤重金属污染特征与评价

同一区域大气降尘和表层土壤中重金属的污染特征能够反映出重金属污染物在大气-土壤系统中的迁移、传输和扩散规律。在兰州市主城区设置10个采样点,分别采集大气降尘及附近表层土壤样本,分析大气降尘和表层土壤中6种重金属(Cu、Pb、Zn、Cr、Cd和Ni)质量比、来源等污染特征,并对其污染水平和潜在生态危害进行评价。结果表明,大气降尘中6种重金属元素平均质量比由大到小为Zn(379.84 mg/kg)、Pb(133.78 mg/kg)、Cr(95.61 mg/kg)、Cu(84.25 mg/kg)、Ni(43.13 mg/kg)、Cd(3.89 mg/kg),表层土壤中6种重金属元素平均质量比由大到小为Zn(136.07mg/kg)、Cr (85.25 mg/kg)、Pb (55.99 mg/kg)、Cu (42.20mg/kg)、Ni(37.61 mg/kg)、Cd(0.55 mg/kg),在不同功能区6种重金属的平均质量比差异较大。大气降尘和表层土壤中,Cu、Pb、Cd、Zn的变异系数较大。因子分析结果表明,兰州市大气降尘中的重金属主要来源于燃煤、交通运输和工业生产。重金属污染水平评价结果表明,兰州市主城区大气降尘中的Cd已经构成偏严重污染,Pb达到偏重度污染,Cu、Zn为中度污染,Cr、Ni无污染;表层土壤中的Cd达到中度污染,Pb、Zn为轻度污染,Cu、Cr、Ni均为无污染。潜在生态危害评价结果表明,兰州市主城区大气降尘和表层土壤中Cd的潜在生态危害最大,分别达到极强污染水平和强污染水平; Cu、Zn、Cr、Ni均为低潜在生态危害。     

基于BP模型的土壤重金属对其生物毒性的贡献分析

通过BP神经网络模型对石油开采区土壤重金属的部分缺失试验数据进行补齐,并采用主成分分析法对石油开采区土壤中重金属进行源解析。结果表明,土壤中重金属的来源包括自然来源、农业来源、交通来源和燃煤来源。以不同来源重金属作为输入条件、土壤生物毒性作为输出条件构建不同来源重金属土壤发光菌生物毒性神经网络模型,模型验证结果表明,在0.05显著性水平下,25组验证样本模拟值和试验值之间的相关系数r为0.396,满足模型验证要求。结合相对灵敏度计算,获得不同来源重金属对土壤生物毒性的贡献率分别为自然来源26.68%、农业来源52.71%、交通来源4.67%、燃煤来源15.94%,即农业来源为石油开采区土壤中发光菌生物毒性的最主要来源。     

阳新县银山矿区土壤重金属污染特征与健康风险评价

为研究典型铅锌矿区土壤重金属的污染状况,分别采集108个农田土壤和48个不同深度建设用地的土壤样品,进行重金属测定分析。农用地所有监测点位土壤重金属含量出现不同程度超标,主要超筛选值污染物为Cd,As,Pb,Zn和Cu;其中Cd和As污染面积最大,基本覆盖整个研究地区。建设用地土壤中超筛选值污染物为Cd,As和Pb;随土壤深度增加,3种重金属含量呈下降趋势;3种污染物在垂直方向的最大污染深度可达11 m。对于农用地土壤,元素As在经口摄入途径对成人存在可接受致癌风险、对儿童存在不可接受的致癌风险;在呼吸摄入和皮肤接触途径对儿童存在可接受致癌风险。Cd在经口摄入途径中对成人和儿童存在可接受致癌风险,在皮肤接触途径对儿童存在可接受致癌风险。对于建设用地的土壤,As元素在经口摄入途径对成人存在可接受的致癌风险、对儿童存在不可接受的致癌风险;在呼吸摄入和皮肤接触途径对儿童存在可接受致癌风险。Cd元素在经口摄入途径对成人存在可接受的致癌风险,在经口摄入和皮肤接触途径对儿童存在不可接受的致癌风险。     

吉林永安煤矿区土壤及近地表大气尘重金属污染评价

以吉林省永安煤矿区为研究区域,分别采用Pearson相关系数法、富集因子法、地质累积指数法和潜在生态危害系数法,对矿区土壤和近地表大气尘的重金属污染状况进行了综合性评价。Pearson相关系数法表明,土壤与近地表大气尘中重金属的相关性较高。富集因子指数分析表明,近地表大气尘重金属污染情况受人为活动的影响较大,污染亦较为严重。地质累积指数分析结果表明,土壤及近地表大气尘中V和Cr属于清洁级别,Zn、As、Pb、Cu、Cd属轻度污染级别。潜在生态危害指数结果表明,土壤和近地表大气尘中Cd元素的潜在生态风险最高,Cu其次,其余元素处于轻微生态危害至中等生态危害风险状态。     

典型生态旅游地土壤重金属空间分布及潜在生态风险评价

以黔江区城市郊区和生态旅游区域作为研究对象,分析了土壤中8种(As、Cd、Cr、Cu、Pb、Ni、Zn、Hg)重金属含量,采用单因子污染指数法、内梅罗综合污染指数法、潜在生态危害指数法对土壤中重金属进行了空间分布及潜在风险评价。结果表明:黔江区土壤中8种重金属平均值含量均低于《土壤环境质量标准》(GB 15618—1995)二级标准,除Cd、Cr和Ni低于重庆市土壤背景值外,其余5种重金属都高于其背景值。黔江区土壤中8种重金属元素的污染程度大小为CuHgPbZnAsNiCrCd,不同采样点位呈现轻度、中度和重度污染。8种重金属之间相关性较强,Cr、Hg与As的来源可能相同,主要受到人类活动的影响。8种重金属平均单项生态风险因子由强到弱的顺序为HgCdAsCuPbNiCrZn,除Hg处于中等水平生态风险外,其余7种重金属的潜在生态危害程度都较低。与城郊区域土壤生态风险相比较,生态旅游区域土壤指数相对较高。研究区土壤平均潜在生态风险均值为107.6,处于轻微生态危害等级。     

安徽某硫铁尾矿区农田土壤重金属污染特征

对安徽省某硫铁矿尾矿区农田土壤、农作物进行重金属污染分析和风险评价,为硫矿区农田重金属污染风险管理与土地利用提供理论依据。布设30个采样点采集土壤及其毛豆样品,ICP-MS法测定Cu、Zn、As、Cd、Pb重金属全量,运用单因子指数、综合污染指数、潜在生态风险指数法和生物富集系数法对重金属污染程度进行评价。结果表明,研究区土壤p H值在3. 37～4. 60,均值为4. 03,土壤呈强酸性、酸性。比对安徽省土壤重金属背景值,研究区土壤已明显遭受外源重金属污染;比对GB 15618—2018《土壤环境质量农用地土壤污染风险管控标准》风险筛选值,受到Cd、Cu重金属污染,其中60%采样点Cu超标,76. 67%采样点Cd超标,但都远低于标准风险管制值;单因子污染指数评价结果显示该研究区农田以Cu、Cd污染为主;内梅罗综合污染指数评价结果表明研究区农田土壤总体已遭受重金属污染;潜在生态危害指数评价结果显示研究区土壤总体为轻微综合潜在生态危害,Cd在67%以上检测点为中等风险水平、10%为强风险水平。研究区农田农作物毛豆籽粒中Pb、Cd、As质量比均值未超过GB 2762—2017《食品安全国家标准食品中污染物限量》规定的限量值,其对重金属的富集系数(EF)从大到小依次为Cd、Zn、Cu、As、Pb。     

草原煤矿开采区土壤重金属污染分布特征及影响因子

针对鄂尔多斯市伊金霍洛旗典型能源开发区,以土壤重金属污染为切入点,通过对土壤不同层次8种重金属质量比的分析,探讨了矿山开采对土壤重金属的影响。结果表明:煤矿开采区周边土壤重金属质量比受采矿影响较大,利用表层与深层质量比的比值Ri来表征重金属在垂直方向上的富集特点,总体上表层重金属富集显著;通过单因子指数法(Pi)、内梅罗综合污染指数法(PN)及地积累指数法对研究区域土壤重金属污染状况进行综合评价,采矿区周边土壤总体污染程度较轻,各重金属污染程度从大到小依次为镍、铜、铅、锌、镉、砷、铬、汞,铅、铜和镍,表层质量比平均值均大于当地背景值;土地利用类型对土壤重金属质量比的影响较大,利于重金属富集的土地利用类型排序为裸地、旱地、水浇地。     

土壤重金属含量对3种常见菊科叶菜重金属累积的影响

为了解蔬菜产地土壤重金属含量对蔬菜重金属累积的影响,以我国南方常见的3种菊科叶菜(苦荬菜Sonchus oleraceus、生菜Lactuca sativa var.crispa、油麦菜Lactuca sativa)为研究对象,选择5种重金属为研究指标,对蔬菜及其产地土壤重金属含量的相关性等进行了分析。3种蔬菜的重金属富集系数表明,3种蔬菜吸收、累积不同重金属元素的能力存在明显差异(p0.05),5种重金属被蔬菜吸收的容易程度从大到小依次为镉、铬(汞)、铅(砷)。各蔬菜品种的重金属超标率和土壤重金属超标率存在不一致现象。其中,蔬菜中镉、铬、砷、汞的超标率均低于土壤的超标率,而蔬菜中铅的超标率则高于其对应土壤的超标率。对3种蔬菜产地土壤与蔬菜重金属质量比的相关性分析表明,其中除生菜中铅和砷与土壤中相应重金属元素相关性不显著外,其他情况下都呈显著相关性(p0.05)。建立了3种蔬菜及其土壤重金属含量的回归分析模型,并据此推算出种植3种蔬菜的土壤重金属安全阈值,其中,除生菜产地土壤中铅阈值在现行标准范围内之外,其他土壤重金属阈值均远高于现行标准。该阈值结合了大田土壤环境的实际情况,对当地农产品安全生产具有更强的针对性和可靠性。     

德兴地区土壤重金属人为污染的地球化学评价

在系统采集德兴地区表层土壤样品的基础上,采用标准化方法确定了该区Cu、Pb、Zn、Cr、Cd、Hg、As的地球化学基线值,并采用富集因子对表层土壤的人为污染进行了地球化学评价.结果表明:1)土壤中7种重金属元素的基线值较江西省土壤背景值高;2)土壤中As、Hg、Cd、Cr、Pb、Zn的人为污染以轻微污染为主,Cu的人为污染为轻微污染和中度污染,人为污染的区域主要分布在德兴铜矿及其周边地区;3)土壤重金属污染源判别表明,Pb、Zn、Cd具有相似的来源,其污染与铅锌矿的采矿及冶炼活动有关,Cu的来源与德兴铜矿的采矿活动有关,其他重金属来源差异较大.     

郑州市城市化进程中土壤环境质量评价

以郑州市为例,揭示城市化过程对土壤环境质量的影响.对距市中心不同距离的表层土样的重金属(Pb、Cr、Cd、Hg和As)含量进行分析.根据土壤环境背景值标准对土样进行污染评价,同时采用克里格插值方法分析土壤环境质量指数分布的空间特征.结果表明,城市扩张对土壤中重金属Cr含量的影响最大,对As有一定影响,而对其他重金属含量的影响较小.样点表层土壤中各重金属含量均有超过背景值现象,其中Cr平均含量远高于背景值,为主要污染因子; Pb为轻污染; Cd、Hg和As平均含量小于背景值.各重金属单因子污染指数的空间分布特点不同,其中Cd在郑州市西部为轻污染; Hg在北郊为轻污染; Pb为较普遍的轻污染; As存在点源污染; Cr在绝大部分地区属重度污染.因此,郑州市在城市化进程中应把Cr作为严控指标.     

西南某煤矿周边土壤重金属生态风险评价

为了解西南某煤矿周边农用地土壤重金属污染状况,分析测试了84件表层土壤样品8种重金属元素,进行了重金属污染评价和生态风险评价。结果表明,研究区土壤重金属均高于渝西地区背景值,Cd污染较明显。从潜在生态危害风险评价看,Hg、Cd是主要生态危害元素。     

中国农田土壤重金属污染防治挑战与对策研究

土地是生存的根本,日趋严重的重金属污染不仅污染了地下水,对食品安全也带来了严峻的影响。文章基于此,首先从监测工作、污染源头、修复技术、质量评估四个角度分析了农田土壤重金属防治中的挑战,然后就如何应对农田土壤重金属污染提出了对策,包括健全土壤污染监测制度、加强土壤污染源头管控、创新土壤污染修复技术、完善土壤修复质量评估等。     

基于BP模型的南通市农田土壤重金属空间分布研究

利用采样点实测数据,借助BP神经网络模型并结合GIS技术对江苏省南通市农田土壤重金属的空间动态分布进行了详细地描述.结果表明,BP神经网络模型能够智能地学习各个采样点的空间位置与该点各重金属含量之间的映射关系,并能够稳健地对各个空问插值点处的土壤重金属含量进行预测.运用Arcgis进行的分析结果显示,在该地区Pb和As造成的污染最严重,其他重金属污染相对较轻.其中南通市区、海门市和启东市重金属富集最严重;南通大部、通州、如东大部分地区含量较少,含量最少的地区是如皋市和海安县.在运用神经网络模型进行空间插值了解重金属空间动态分布的基础上,可以根据污染的分布状况确定农产品的生产布局和规划.     

基于蒙特卡罗方法的铅酸蓄电池厂土壤健康风险评价

以土壤中的风险指标(Pb,Cd,As)为研究对象,将蒙特卡罗模拟方法应用到某铅酸蓄电池厂土壤重金属的健康风险评价中,解决了土壤重金属影响人体健康风险的不确定性问题。结果表明,土壤中Pb对成人不存在非致癌风险,对儿童存在非致癌风险;土壤中Cd,As对成人、儿童都不存在致癌风险;影响Pb,Cd和As进入人体单位体重的致癌、非致癌风险水平大小的主要因素为土壤重金属浓度。研究结果在一定程度上可为铅酸蓄电池厂土壤不确定性健康风险评价提供参考依据。     

滇池疏浚底泥中重金属对蔬菜种植生态安全的影响

滇池疏浚底泥富含蔬菜需求的营养成分,农用可提高土壤保水肥能力,改良土壤的适耕性,有利于植物的生长发育,有一定的增产效果,但可能存在重金属污染问题。通过底泥试验及加入石灰钝化试验,对生菜、白菜、棒菜和萝卜4种蔬菜施用疏浚底泥作为有机肥进行种植,分析底泥农用后其重金属对蔬菜的影响,并进行风险评价。结果表明,盆栽试验中,底泥施用量控制在5%(0.05 kg/kg)内且加入石灰改良后,蔬菜中Cu和Cd含量显著降低,但对Pb、Zn效果不明显。叶菜类蔬菜(生菜、白菜、棒菜)重金属富集能力(BCF)从大到小均表现为Cd、Pb、Zn、Cu,而块茎类萝卜BCF表现为Cd、Zn、Pb、Cu。研究表明,化学致癌物Cd与非化学致癌物Pb、Zn、Cu引起的健康风险均在终身可接受风险水平。     

最大熵模糊综合评价法在污灌区土壤重金属污染等级划分中的应用

以开封市化肥河污灌区为例,运用最大熵模糊综合评价法开展了土壤重金属(Cu、Zn、Cr、Pb、Cd、Ni、As)污染评价.结果表明: 在污灌区13个样点中,属于3级重污染的样点达11个,占总样点数的84.62%,只有位于化肥河上游的两个样点属于2级水平,污染较轻;在所有污染因子中,Cd和As的污染最为突出,其中Cd平均权重值为0.541 9,是最主要的污染因子.与内梅罗法综合指数法评价的结果相比较,最大熵模糊综合评价法能够显示更多的土壤污染信息,引入目标函数和隶属度,重视不同污染因子的权重,具有更高的准确性.     

海州露天煤矿排土场土壤现状评价

通过对海州露天煤矿排土场土壤进行调查取样,测试分析了海州露天煤矿排土场土壤中的重金属含量和营养元素含量,用单因子评价和模糊数学方法对5种重金属(铜、铅、镉、锰、锌)测试结果进行评价,认为海州露天煤矿排土场土壤中的主要污染重金属为铜、铅和镉,而锰和锌对土壤污染没有造成重大影响.对露天矿排土场重金属的分布规律进行了分析,综合评价了海州露天矿排土场的土壤环境状况.对氮、磷、钾及有机物质等的测试分析表明,海州露天煤矿排土场缺乏的营养元素主要为氮,在排土场土地复垦时应注意施加氮肥以提高肥效.     

施用10年猪粪肥的黄壤剖面重金属分布及风险评价

为了解施用10年猪粪肥后土壤剖面重金属分布情况及生态风险,以贵州喀斯特地区施用10年猪粪肥的黄壤剖面为研究对象,分析茶园和耕地土壤的重金属剖面分布,采用内梅罗(Nemerow)综合污染指数法和Hakanson潜在生态危害指数法对土壤环境质量及潜在风险进行了评价。结果表明,施用10年猪粪肥的耕地和茶园表层土壤中Cd、Cr、Pb、As、Cu和Zn质量比均高于未施用猪粪肥的表层土壤。重金属Cd、Cu、Zn表层聚集现象明显,质量比随剖面深度增加而降低;重金属Cr、Pb、As表层聚集现象不明显,质量比随剖面加深变化不大。内梅罗综合污染指数法评价结果表明,施用10年猪粪肥的茶园和耕地土壤表层(0~20 cm)综合污染指数分别为0.72、0.71,污染等级达到警戒线(0.7P综≤1.0)。Hakanson潜在生态危害指数法评价结果表明,施用10年猪粪肥的茶园和耕地土壤剖面的生态风险危害程度为轻微污染(RI150)。施用10年猪粪肥的土壤表层(0~20cm)出现重金属Cd、Cu、Zn的聚集,重金属污染等级达到警戒线,土壤存在安全隐患。     

宁波市浙贝母主产地土壤重金属形态分析及污染评价

为了解宁波浙贝母种植地土壤重金属分布特征,采用ICPAES测定了章水镇种质资源圃土壤Cd、Pb、Cu、Ni、Cr和Zn质量比,用Hkanson潜在生态风险指数法评价重金属的生态风险,BCR连续提取法分析其分布形态。结果表明,土壤中重金属元素总量从大到小排序为Zn、Cr、Pb、Cu、Ni、Cd,其中Cd富集程度最高,平均质量比为背景值的8倍左右,超过国家二级土壤标准。Eir指数表明,Cd的潜在风险指数也最高,75%区域处于很高或高潜在生态风险;RI指数表明,90%区域处于高潜在生态风险或中潜在生态风险。土壤中重金属均以残渣态为主,但Zn的弱酸提取态、Cu的可氧化态比例相对较高,Cd的3种可提取态相加接近45%,具有高潜在危害性。相关性分析表明,Cu和Zn、Cr和Ni,以及Cu和Cd重金属的来源具有相似性,且不同形态重金属之间可能会发生迁移转化。p H值与各种重金属的形态之间不存在明显的相关关系,有机质对重金属化学形态的影响因重金属种类不同而有差异。