重金属元素在樟树人工林中的累积与迁移

结合樟树人工林生态系统生物产量研究,采用Hp3510原子吸收分光光度法测定樟树人工林生态系统不同组分中Cu、Zn、Mn、Pd、Ni、Cd的含量,探讨了重金属元素Cu、Zn、Mn、Pb、Ni、Cd在湖南株洲市樟树人工林中的累积与迁移.结果表明,樟树人工林地土壤层(0～100 cm)中,6种重金属元素的平均含量以Pb为最高,为67.929 mg/kg,Cd最低,仅为0.699 mg/kg,排序为Pb＞Zn＞Mn＞Ni＞Cu＞Cd,总储量为2 737 174 kg/hm2.在樟树不同器官中,Cu、Zn、Mn、Pd、Ni、Cd的含量范围分别为6.849～13.178 mg/kg,3.776～37.443 mg/kg,32.214～659.130 mg/kg,1.626～15.544 mg/kg,0.218～3.719 mg/kg,1.033～9.506 mg/kg.樟树对土壤中6种重金属元素富集能力排序为Cd＞Mn＞Zn＞Cu＞Pb＞Ni.在樟树林中,6种重金属元素的总积累量为11.124 kg/hm2,且排序为Mn(8.097 kg/hm2)＞Zn(1.429 kg/hm2)＞Cu(0.763 kg/hm2)＞Pb(0.491 kg/hm2)＞ Cd(0.272 kg/hm2)＞Ni(0.072 kg/hm2),重金属元素积累量空间分布为叶(3.447 kg/hm2)＞枝(2.863 kg/hm2)＞皮(1.685 kg/hm2)＞干(1.635 kg/hm2)＞根(1.307 kg/hm2).樟树林与环境之间,Mn的交换能力最强,其次是Cd、Zn、Cu,再次为Ni、Pb.     

北京东郊污水与清水灌区土壤中重金属含量的比较研究

运用遥感影像对北京东郊的凤港减河、北运河、潮白河并行区进行实地调查,在污水灌区、清污混合灌区、清水灌区采集土壤样品,比较分析了不同类型灌区土壤中重金属含量的分布特征.结果表明,与研究区土壤背景值相比,在污水灌区、清污混合灌区、清水灌区的表土层和心土层中重金属元素Co、Ni、Mn和V没有出现明显积累现象;污水灌区和清污混合灌区表土层中重金属元素Cr、Cu和Zn具有明显的积累现象.污水灌区表土层中Cr平均质量比达84.20 mg/kg、Cu平均质量比达25.67 mg/kg、Zn平均质量比达105.20 mg/kg,均高于清水灌区表土层中对应元素的平均质量比,也均高于污水灌区心土层中对应元素的平均质量比,这可能是由于研究区的碱性土壤、土壤中CaCO3和有机质对这些重金属具有一定的吸附和固结作用,从而降低了这些重金属元素的活性.潮白河沉积物中Co、Cr、Cu、Mn、Ni、V和Zn质量比平均值分别达到19.07 mg/kg、67.19 mg/kg、 20.81 mg/kg、610.64 mg/kg、26.84 mg/kg、84.97 mg/kg、112.37 mg/kg,均与研究区土壤背景值相当;北运河及凤港减河沉积物中Co、Mn、Ni和V质量比平均值分别为18.70 mg/kg、628.47 mg/kg、52.00 mg/kg、69.67 mg/kg,也均与研究区土壤背景值相当;而北运河及凤港减河沉积物中Cr、Cu、Zn平均质量比分别为160.96 mg/kg、184.57 mg/kg、533.48 mg/kg,均明显地高于研究区土壤背景值,这表明引用北运河和凤港减河的污水灌溉是造成土壤中Cr、Cu、Zn质量比增高的主要原因.     

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。     

城市不同功能区地表灰尘重金属时空动态变化

以贵阳市交通区-城市广场-文教区-住宅区-城中村地表灰尘为研究对象,对不同月份地表灰尘进行跟踪采样分析,研究不同功能区地表灰尘重金属质量比的时空变化特征,并通过内梅罗指数法对灰尘重金属累积程度进行评价。结果表明:1)As、Cd和Pb月质量比最低值出现在6—7月,而Cu、Ni和Zn月质量比最低值出现在11月上旬,各元素月质量比最高值出现的月份不尽相同,但以11—12月为主;2)春冬季地表灰尘重金属质量比高于夏秋季;3)灰尘中Ni、Zn质量比随时间和区域的变化最小,As、Cd、Cu和Pb质量比随时间和区域的变化较大,这4种元素在城市广场累积最重;4)人类活动是影响地表灰尘重金属迁移和累积的重要因素之一,温度、降雨、街道形状和地理位置也是影响地表灰尘重金属含量的因素。     

济南市东泺河底泥及其雨水汇水区地表灰尘中重金属的污染特征研究

以济南市东泺河为研究对象,采集了13个底泥样品和30个雨水汇水区地表灰尘样品,测定了Cd、Cr、Cu、Zn、Pb、As 6种重金属的质量比。分析了底泥与地表灰尘重金属的污染状况和空间分布特征,并通过统计分析对底泥与地表灰尘重金属的相关性和来源进行探讨。结果表明,底泥与地表灰尘样品中Cd、Cr、Cu、Zn、Pb质量比均不同程度地高于小清河沿岸土壤重金属背景值;采暖期与非采暖期地表灰尘重金属质量比有明显差异。底泥重金属质量比由南向北逐渐增高,北园大街以北Cu、Zn、Cd处于偏中污染水平;地表灰尘重金属质量比从大到小依次为小企业聚集区、商贸区、居住小区、混合区,且小企业聚集区、商贸区重金属综合生态风险达到中等水平。除Pb与Cr、As外,底泥重金属各元素之间相关性较强,地表灰尘重金属Cu、Zn、Cd 3种元素两两显著相关,底泥与地表灰尘重金属Cr存在极显著相关(p0.01)。源解析结果表明,人为影响对底泥和地表灰尘重金属的贡献最大,底泥重金属的人为混合源和交通源贡献率分别占79.6%和10.9%,地表灰尘重金属的人为混合源和建筑源贡献率分别占43.2%和22.9%。     

西安市城市道路灰尘重金属污染及健康风险评价

在西安市典型旅游区、居民文教区、商业区和工业区内选择具有不同车流量的12条道路作为路面灰尘采样区域,于2013年10—11月采集路面灰尘样本72个,测试灰尘中重金属Pb、Zn、Cu、V、Ba、Cr、Cd、Ni、As的质量比,统计分析灰尘重金属污染空间分异特征,并应用美国EPA人体暴露风险评价方法评价其健康风险。结果表明:西安市道路灰尘重金属明显富集,除V外,Pb、Zn、Cu、Ba、Cr、Cd、Ni、As质量比分别是陕西土壤背景值的5.59、4.02、2.37、3.64、2.21、93.83、1.08和7.09倍,Pb、Zn、Ni质量比呈工业区最高、旅游区最小、工业区明显高于其他功能区的空间布局,Cr和Cd质量比各功能区差别不大且呈宽幅离散,居民文教区Cu、As质量比较其他功能区高,旅游区V质量比明显高于其他功能区;手-口接触摄入是路面灰尘风险暴露的主要途径,各类重金属非致癌风险从高到低为As、Cr、Pb、Ba、Cd、V、Ni、Cu、Zn,手-口接触摄入、呼吸吸入和皮肤接触3种途径对儿童和成人产生的非致癌总风险分别为2.75和0.372,灰尘暴露导致的儿童非致癌健康风险不容忽视,As、Cr、Pb、Ba是危害最大的污染物;Cr、Cd、Ni、As的致癌暴露风险从高到低为Cr、As、Cd、Ni,单一重金属的致癌风险及4种重金属总致癌风险均低于致癌风险量级水平。     

保定城市土壤重金属污染及潜在生态危害评价

为了解保定城市土壤重金属污染状况及潜在生态危害,以保定城市土壤为研究对象,采用单因子指数法、尼梅罗综合指数法、潜在生态危害指数法对保定城市土壤重金属污染特征及潜在生态危害进行评价。结果表明,保定城市土壤As、Cd、Hg、Pb、Cr、Cu、Zn、Ni的平均值分别为9. 75 mg/kg、0. 18 mg/kg、0. 21 mg/kg、38. 99 mg/kg、66. 30 mg/kg、29. 10mg/kg、122. 36 mg/kg、28. 05 mg/kg。保定城市土壤中重金属元素平均值(除As、Ni、Cr外)均高于河北省土壤背景值,其中Hg、Pb、Zn元素的平均值较大,分别是河北省土壤背景值的5. 28倍、1. 74倍、1. 75倍,表明这些元素受到人为因素及工业活动的影响。保定城市土壤重金属污染程度从大到小依次为Zn、Pb、Hg、Cd、Cu、Cr、Ni、As,其中Cd、Pb、Cu以清洁状态为主,Hg以安全状态为主,As、Cr、Ni元素处于完全清洁状态,Zn元素出现污染,面积达到研究区面积的2. 08%。整体而言,保定城市土壤环境良好,局部污染,清洁、安全、警戒土壤面积比例分别为64. 58%、33. 33%、2. 08%,主要出现在保定市北部地区,其形成可能与工业生产及人类活动有关。保定城市土壤重金属潜在危害程度由大到小依次为Hg、Cd、As、Pb、Cu、Zn、Cr、Ni。各重金属元素中,产生潜在生态危害的重金属主要是Hg,已达到很强潜在生态危害水平,其余重金属均为轻度潜在生态危害;综合潜在生态危害指数(RI)达到中等生态危害程度,达到强生态危害和很强生态危害程度的面积之和占研究区总面积的35. 41%,其形成可能与工业生产有关。     

包头市环境空气TSP中重金属污染状况分析

于采暖季和非采暖季在包头市2个监测点位采集环境空气TSP样品,用电感偶合等离子体质谱仪NexION 300X分析样品中Al、Fe、Mn、Ba、Cu、Zn、Pb、Ni、V、Se、Sb、Co、Cd、Mo、Tl、Be 17种重金属含量,并对以上金属的监测点位变化和季节性变化进行分析。结果表明:包头市环境空气TSP中重金属含量由高到低的顺序是:Fe、Al、Cu、Zn、Mn、Ba、Pb、Cr、V、Ni、Sb、Co、Mo、Se、Cd、Tl、Be,其中,Al和Fe的含量最高,占总含量的92.76%。部分重金属Fe、Mn、Ba、Cu、Zn、Pb、Cr、V、Co、Cd的季节性变化较明显,采暖季明显高于非采暖季。区域性功能不明显,两个监测点位的重金属含量变化不大。     

我国城市街道灰尘中重金属的成分分析

收集了国内39个大中城市的3 720个城市街道灰尘重金属数据,通过描述性分析、评价分析、聚类分析和功能分异分析,初步确定了我国大中城市街道灰尘中重金属的成分及其污染程度。结果表明,我国城市街道灰尘中As、Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb、Zn的平均赋存量分别为17.82mg/kg、3.67 mg/kg、152.85 mg/kg、143.58 mg/kg、0.66 mg/kg、46.74mg/kg、220.88 mg/kg、602.30 mg/kg,且变化幅度较大,呈偏态分布。除As、Cr、Hg外,其余重金属均低于国外相应平均值。富集系数、Nemerrow指数、地质累积指数和潜在生态危害指数评价表明,污染最为严重的重金属是Cd、Hg、Pb。39个城市中,铜陵、广州、株洲、湘潭、惠州、韶关属于Cd-Hg-Pb-Zn-Cu极严重污染型,南京、上海、北京、芜湖、沈阳、香港、石家庄、杭州、合肥、乌鲁木齐等15个城市属于Cd极严重污染,成都、金华、镇江属于Pb-Zn-Cu强度污染型,其余15个城市的其他重金属为一般中度污染型。南方片区城市街道灰尘重金属污染整体比北方片区严重,中小城市的Cd、Hg、Cu、Zn等污染比特大城市严重,Pb、Cr则相反。城市街道灰尘重金属污染按功能区从高到低为工业区、居民区、商业区、风景区。     

排污河沉积物中重金属污染的生态风险评价

以天津市某排污河河道沉积物为研究对象,分析了底泥中Zn、Cu、Cr、Pb、Ni、Cd和Mn的质量比,并用潜在生态风险指数法和地累积指数法对7种重金属的污染状况和生态风险进行了评价。结果表明,Zn的质量比水平最高,平均达1 061.2 mg/kg;而Cd质量比水平最低,均值为4.8 mg/kg。以海滦河流域沉积物背景值为参考值,河道底泥重金属污染严重,其中Cu、Zn、Cd的质量比远远超过背景值,为主要污染风险因子。Cd和Cu在6个采样点都呈现出极大的污染风险,Pb的污染风险则较低。