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。     

某市生活污水处理厂污泥中重金属的含量及形态研究

城市污泥的农用现已成为污泥资源化利用的主要方式之一,但该利用方式在很大程度上受限于污泥中重金属可能引发的二次污染风险。本文采用原子吸收光谱法,测定了某生活污水处理厂各工艺单元的污泥样品中重金属元素Zn、Pb、Cr、Ni、As的含量;进而用改进的Tessier连续提取法对5种重金属元素的形态分布特征进行了研究。结果表明,各单元污泥样品中5种重金属元素含量均在我国污泥农用控制标准范围内。污泥中重金属的连续提取实验发现,重金属主要以残渣态和腐殖酸结合态的形式存在,迁移性和生物可利用性较低。其中Cr和Pb的残渣态比例较高,分别为63%-88%和76%-86%;As和Zn的残渣态比例次之,分别达到了45%-54%和31%-47%;Ni的残渣态比例最低,只有17%-25%。Ni的腐殖酸结合态比例最高(57%-66%),As、Zn、Pb次之,Cr的腐殖酸结合态比例最低,只有2%-10%。Ni元素的可交换态比例较高(4%-18%),在进行污泥农用时应引起注意。     

湘江长沙段洲滩菜园土壤重金属潜在生态风险评价

为研究湘江长沙段洲滩菜园土壤重金属污染现状及其潜在生态风险,采用火焰原子吸收法测定了土壤中重金属(Cu、Cd、Pb、Zn)的质量比,应用BCR三步连续提取法对土壤中重金属的化学形态进行了分析,采用改进的潜在生态风险指数法对土壤污染程度的潜在生态风险进行了评价。结果表明,土壤中Cu、Cd、Pb和Zn的平均质量比分别为36.40 mg/kg、12.87 mg/kg、164.41 mg/kg和431.21 mg/kg,土壤Cd、Zn污染严重,污染水平超过II级土壤水平。土壤中各重金属均以极高比例的可提取态存在,因而重金属在土壤中不稳定,Cd、Zn弱酸提取态质量比较高,容易释放,具有较强的潜在环境危害。4种重金属的潜在生态风险递减趋势为Cd、Pb、Cu、Zn,Cd为极强生态风险元素,Cu、Pb、Zn为轻微生态风险元素。研究区域所有采样点改进的潜在生态风险指数MRI均高于1 200,属于极强生态风险级别。4种重金属中,Cd的平均风险贡献率为98.21%,是最主要的污染物。因此,Cd污染应引起环境部门的高度重视。     

土壤和植物中铅含量测定及分析

采用BCR连续浸提法提取土壤和植物中铅,对土壤中4种不同形态(酸可提取态(BCR1)、可还原态(BCR2)、可氧化态(BCR3)和残渣态)的铅进行了分析,结果表明,土壤中的铅含量呈现如下的趋势:BCR2BCR3BCR1;土壤的理化性质,如土壤含水率、pH值、有机质及微生物数量等对铅元素有效态以及铅元素迁移状态都有影响;对作物中铅进行测定,发现作物中铅浓度依次为根叶茎;另外土地上覆膜也能促进土壤中的铅元素转化为可供植物直接利用的有效态。     

钼矿尾矿区蔬菜地土壤中重金属含量分析与生态风险预警评估

研究钼矿尾矿区周边菜地土壤的重金属污染现状及生态风险.选取20个钼矿尾矿区周边受污染菜地的土壤样本,用HNO3-HF-HClO4处理后,采用等离子体发射光谱仪(ICP-AES)测定土壤样品中Mo、Pb、As、Hg、Cr、Cd、Zn、Cu、Ni的全量并分析其存在形态,进行生态风险预警评估.结果表明,土壤中重金属含量的分布为残余态>有机结合态>氧化结合态>酸可提取态(Pb、Zn氧化结合态>有机结合态,Hg有机结合态=酸可提取态>氧化结合态);菜地土壤的生态风险指数,IEH=80.62,其预警类型为重警;主要重金属污染为Cd、Hg、Cr污染并伴有Zn、Ni、Cu污染;Hg的酸可提取态所占比例较大,可能影响农作物的正常生长;重金属污染可能来自尾矿石中重金属的释放,并与污灌及化学农药的使用有一定关系.研究为清除或减轻土壤重金属污染、修复和改良已污染土壤提供参考依据.     

重金属在氧化沟式污水处理工艺中的迁移转化

对焦作市污水处理厂各操作单元的污水和污泥进行了24 h连续采样,并测定了重金属元素镉、铬、砷、铅、镍、铜、锌、锰的含量、形态及去除率。结果表明,污水处理厂进水中各重金属元素总量的差别很大,其中镉质量浓度最低,锌质量浓度最高;二沉池出水中铅质量浓度最低,锌质量浓度最高。污水处理厂进水和二沉池出水中各重金属元素总量随时间变化有所波动,日变异系数在11.4%~88.9%。二沉池出水满足GB 18918—2002《城镇污水处理厂污染物排放标准》对重金属质量浓度的要求。该厂污水处理工艺对于各重金属元素总量的去除率在25.4%~99.5%,其中锰、砷和镍的去除率较低(40%),铅、镉、铬去除率较高(90%)。现有污水处理工艺去除的主要是以颗粒态形式存在的重金属元素,去除过程主要发生在二级处理工段,现有工艺对除铜以外的溶解态重金属没有明显的去除效果。与进水相比,二沉池出水中各重金属元素溶解态占总量的比例均有不同程度的提高。沉砂池污泥中各重金属元素质量比在(0.88±1.08)~(867.7±321.8)mg/kg,压滤污泥中各元素质量比在(2.98±2.15)~(2587±225.3)mg/kg。与沉砂池污泥相比,压滤污泥中各元素质量比更稳定。压滤污泥中重金属质量比均满足国家标准(GB 18918—2002)规定的污泥农用(碱性土壤)限值要求。     

蚌埠市初冬季节地表灰尘氮磷形态及空间分布特征

为了解蚌埠市地表灰尘中氮磷形态及空间分布特征,于2015年11月在不同功能区采集30份地表灰尘样品,采用化学提取方法测得氨态氮(NH_4~+-N)、硝态氮(NO_3~--N)、总氮(TN)、易交换态磷(ExP)、铝结合态磷(Al-P)、铁结合态磷(Fe-P)、闭蓄态磷(Oc-P)、钙结合态磷(Ca-P)、碎屑磷(De-P)和有机磷(Or-P),并对不同形态氮磷的空间分布特征、相关关系进行分析。结果表明,蚌埠市初冬季节地表灰尘中氮的主要形态为有机态氮(Or-N),占TN质量分数的91.85%;磷的主要形态为无机磷(IP),占总磷(TP)质量分数的96.36%。Or-N空间分布相对均匀,TN次之,而NH_4~+-N和NO_3~--N空间异质性明显;磷的空间分布差异性从大到小排序为Or-P、Fe-P、Al-P、Oc-P、Ca-P、DeP、TP、Ex-P。各种形态的氮磷均属于强变异,空间分布差异性较大,外界环境对其存在有强烈的干扰作用。TP空间分布比TN更趋于均匀。不同功能区地表灰尘氮磷质量比分析表明,公园绿地和商业区地表灰尘中氮磷质量比较高,居民区和文教区次之,交通区和工业区质量比较低。     

利用Tessier五步法和改进BCR法分析铜尾矿中Cu、Pb、Zn赋存形态的对比研究

采集内蒙古获各琦铜矿尾矿库中新鲜尾矿样品,分别使用Tessier五步提取法和改进BCR提取法对其中的Cu、Pb和Zn 3种重金属的赋存形态进行对比分析。结果表明,Tessier法得到的重金属迁移能力由大到小为Zn、Cu、Pb,而改进BCR法得到迁移能力由大到小为Cu、Zn、Pb。改进BCR法更适合应用于尾矿中重金属赋存形态的分析,Tessier法提取结果回收率较差。Cu主要以可还原态存在,Pb主要以残渣态存在,而Zn的主要赋存形态是残渣态和弱酸提取态,采用Tessier法分析的尾矿重金属有效态的含量高于改进BCR法的分析结果。     

河南省武陟县大田土壤重金属形态分布及潜在生态风险评价

为了解河南省武陟县大田土壤重金属Cr、Cd、Pb、As、Cu、Se、Ni和Co的形态分布和生态风险情况,在该区域采集了12个表层土壤(0～20cm)样品,采用修正的BCR连续提取法进行形态分析,探讨其生物有效性,并采用Hakanson指数法评价了重金属的潜在生态风险.结果表明,土壤中不同重金属的形态分布差异很大,其中,Cr、As、Ni和Co均主要以残渣态存在,分别占其总量的66.6％、61.4％、50.7％和41.8％;Cu和Se主要以可氧化态存在,分别占其总量的43.8％和67.8％;Pb主要以可还原态存在,占总量的61.1％;Cd主要以酸提取态存在,占总量的53.3％.生物有效性分析表明,Cd的可利用态K1为0.933,生物有效性是最大的,对土壤生态系统的潜在危害性较大,其次是Pb和Co;Cu和Se在土壤环境发生变化时,很容易再次释放到外界环境中;Cr、As和Ni不易被外界生物利用.潜在生态风险评价结果显示,以国家土壤环境质量标准二级标准为参比值时,Cr、Cd、Pb、As、Cu和Ni的单项潜在生态风险程度均为轻微,综合潜在生态风险处于轻微等级.     

攀枝花地区不同种样品锰形态差异探究

采用Tessier法与Wenzel法研究攀枝花地区不同种样品中重金属锰(Mn)的含量及形态分布差异,分析不同样品Mn的生物有效性及两种方法各形态Mn含量的相关性。结果表明,Mn全量顺序为公路灰尘钒钛磁铁矿矿石钒钛磁铁矿尾矿水稻土紫色土。两种方法测得样品中Mn均以残渣态为主;残渣态Mn含量占全量百分比顺序为供试矿物样品灰尘样品土壤样品。结合各形态Mn迁移性及生物可给性分析样品中锰的生物有效性顺序为:供试紫色土水稻土道路灰尘钒钛磁铁矿矿石钒钛磁铁矿尾矿。     

沸石强化热处理对土壤中铜和锌的固定作用

为研究热处理对土壤中重金属的固定作用,从甘肃白银采集铜和锌污染土壤,研究了好氧和厌氧热处理法及沸石强化热处理法对土壤中铜和锌形态变化的影响。结果表明,与好氧热处理相比,厌氧热处理对土壤中的铜和锌有更好的固定效果,且温度越高固定效果越好。在500℃时,厌氧热处理可使土壤中铜和锌的可氧化态和残渣态之和分别由原土样的31.7%和31.3%提高到93.3%和89.4%。在好氧条件下,在200~450℃范围内,是否添加沸石对土壤中铜和锌的固定效果并无明显影响;而在500℃时,添加沸石处理对重金属铜、锌的固定效果明显提高。在500℃时,与好氧热处理相比,添加沸石强化好氧热处理下铜和锌的弱酸可提取态质量比下降了12.7%和12.1%,而残渣态质量比增加了8.6%和12%。     

天津市PM_(2.5)分布特征及重金属化学形态分析

通过采集天津市大气颗粒物样品,研究了颗粒物浓度及粒径分布随时间变化的特征,并采用改进BCR法对PM2.5中重金属的形态进行了分析。结果表明:PM2.5浓度冬季明显高于其他季节;PM2.5与PM10的比例冬季最高,夏季次之,春、秋季节基本持平;PM2.5中Cu、Zn、Pb、Cd主要以弱酸提取态存在,Cr以可还原态、残渣态为主要形态,Ni主要以可氧化态、残渣态形态存在;6种元素中,Cd、Zn生物有效性最高,Pb、Cu生物有效性居中,Ni、Cr生物有效性最小。     

蚯蚓粪与零价铁、磷矿粉对酸性土壤改良和重金属风险控制研究

针对酸性土壤退化和重金属活性高的问题,为了寻求一种综合改善土壤酸性和控制重金属风险的改良技术,基于室内土培试验,通过将蚯蚓粪、零价铁和磷矿粉进行不同形式的组配,分析其对土壤理化性质和重金属镉铅活性的影响,最终筛选出适宜的酸性土壤改良剂。结果表明,加入改良剂后土壤p H值提升了0.17～1.33个单位,有机质质量分数增加了30.7%～124.5%,阳离子交换量提升了371%～627%,均显著改善了土壤理化性质。有机-无机组配材料对重金属Cd、Pb的钝化效果显著,其中蚯蚓粪+零价铁(VCFe)和蚯蚓粪+零价铁+磷矿粉(1∶1∶1,V1F1P1)处理的土壤Cd、Pb有效态含量降低45.4%～59.0%,钝化效果最佳。Tessier形态分析结果表明,这2种改良剂能够将Cd从活性较高的可交换态向活性较低的铁锰氧化态和残渣态转化,将Pb从可交换态、碳酸盐结合态向残渣态转化。组配材料通过改变土壤理化性质而影响到Cd、Pb部分形态转化,进一步影响到其有效性和迁移性。     

北京市郊污灌区镉、铜在小麦中的富集特征

为探讨污灌农田重金属Cd、Cu在小麦中的迁移富集特征及对人类健康的安全性影响,选取北京城郊污灌区17块代表性小麦(Triticum aestivum)样地,运用BCR顺序提取法和高分辨电感耦合等离子体质谱仪(HR-ICP-MS)测定了土壤中Cd、Cu不同化学形态质量比和土壤及小麦根、茎、颖壳、籽粒中消解态全量.结果表明,污灌土壤中Cd、Cu质量比均值分别为0.25mg·kg-1和26.67 mg·kg-1,高于北京土壤元素背景值,已出现积累现象.小麦植株各组织中中Cd质量比从大到小为:根(210.09 μg·kg-1)、茎(100.19 μg·kg-1)、颖壳(60.71μg·kg-1)、籽粒(38.33 μg·kg-1).植株地上部分Cd质量比的加权平均值为52.62 μg·kg-1.Cu质量比从大到小为:根(9.47mg·kg-1)、籽粒(6.03mg·kg-1)、茎(3.53 mg·kg-1)、颖壳(2.94mg·kg-1).植株地上部分Cu质量比的加权平均值为5.30mg·kg-1.Cd、Cu富集系数(BCF)分别为0.38和0.27,转移系数(TI)分别为0.25和0.69.土壤中Cd酸提取态(生物有效态)比例和风险评价(RAC)值显著高于Cu.小麦Cd和Cu的有效性系数(BEC)均值分别为0.18和0.28,表明Cu向地上部分转移能力强于Cd,Cu容易被小麦籽粒吸收;小麦籽粒中Cd、Cu最大质量比分别为0.125mg·kg-1和15.48 mg·kg-1,高于食品中污染物限量标准值25%和50%,应对食品安全给予更多关注.从保证粮食安全性角度出发,建议选择种植有效性系数较低的作物品种(如玉米、豆类),以减少重金属向食物链的迁移.     

清澜港湿地沉积物中重金属赋存形态及生态风险

采用改进的BCR三步连续提取法对海南清澜港红树林湿地沉积物中6种重金属元素(Cr,Ni,Cu,Zn,Cd和Pb)的赋存形态进行研究,采用潜在风险指数法和次生相与原生相分布比值法对重金属污染程度及潜在生态风险进行评价。结果表明,Cu以酸可提取态和可还原态为主;Zn以残渣态和弱酸可提取态以及可还原态为主;Cd的酸可提取态和Pb的可还原态占主导地位,具有较大的潜在生态风险;Cr和Ni以残渣态存在,对环境危害较小。沉积物中重金属的潜在风险评价表明,Cd污染及其生态风险性非常严重,Ni,Cu,Zn,Cr和Pb污染轻微;次生相与原生相分布比值法评价结果表明,研究区沉积物中Zn和Cd处于中度污染水平,具有较高生态风险,Cu和Pb达到轻度污染水平,Ni和Cr表现出无污染。综合以上两种评价方法可知,Cd是清澜港红树林湿地沉积物中污染程度较高的重金属,具有潜在生态风险,应引起重视。     

硫化物对城市污泥中重金属的形态分布与生物有效性影响

以合肥市某污水处理厂污泥为研究对象,研究了Na_2S、(NH_4)_2S改良剂对污泥重金属形态、生物有效性的影响。结果表明:硫化物改良剂可以提高污泥pH值,添加Na_2S和(NH_4)_2S改良剂后的污泥pH值比对照pH值最大升高分别为3.1和1.0;改良剂对污泥中重金属Cu、Zn、Cd、As均有显著钝化作用,利用Tessier连续提取法分析污泥重金属化学形态,2种改良剂均有效降低了污泥中重金属可交换态的质量比,使其向碳酸盐结合态、铁锰氧化物结合态等稳定态转化,可交换态Zn、Cd比对照最大降低程度分别达98.8%和98.6%;硫化物处理显著降低了污泥中重金属有效态质量比,硫化物添加量越多,重金属有效态降低幅度越大,其中对有效态Cu、Cd的作用效果更为明显,Cu、Cd有效态最大降低幅度分别为87.3%、52.6%;T3型发光菌发光量试验表明,添加硫化物改良剂后污泥中重金属毒性降低;盆栽试验结果显示,硫化物钝化污泥后青菜地上部和根部重金属积累量大大降低,地上部As、Cd、Cu、Zn最大降低量分别为51.6%、31.2%、17.5%、20.7%,根部As、Cd最大降低程度分别为19.5%、58.1%。     

多重金属富集植物李氏禾体内铜的化学形态研究

为了探明李氏禾对铜的吸收和解毒两个关键过程机理,采取逐级提取法对李氏禾中的铜的赋存形态以及其不同组织部位中的总铜进行了分析测定,研究结果表明:李氏禾对铜以根系吸收为主,其滞留率平均为91.47%。李氏禾根细胞组分中,乙醇提取态(F_1)和醋酸提取态(F_4)中的铜含量占大多数,占总量的60%~80%;李氏禾叶片中,乙醇提取态的Cu作为主要存在形态,所占比例最低的为水溶态铜含量(F_2)。此外,与李氏禾富集Cr相比,由于Cr的低生物利用导致李氏禾根细胞中Cr的赋存形态不同,其高浓度的Cr存在于李氏禾根残留态(F_6)当中。因此,李氏禾对铜虽不具备超富集能力,但其具备把铜大量吸附和积累到李氏禾根系的能力,搭配上其生长迅速,分布广泛的特点,使其在重金属修复上有着广阔的应用前景。     

电动修复法对土壤中镉的去除及形态转化研究

面对镉污染土壤日益严峻的现象以及各种土壤修复技术存在的不足,采用快速、高效、对环境干扰较小的电动修复法对自制镉含量为200 mg/kg的污染土壤进行修复,在不同电压梯度下对土壤p H值、Cd去除效果进行研究,同时采用BCR法分步提取不同形态的镉,对不同形态镉的迁移转化情况进行分析。实验结果表明,随着电压的增加,土壤中不同形态的镉去除效果明显,在靠近阳极区域去除率达到90%以上,在阴极区域以弱酸提取态为主的镉出现了富集现象。另外,酸性条件有利于不同形态的镉向弱酸提取态转化,有利于提高镉的去除率。     

滇池湖滨带沉积物重金属形态特征及生态风险研究

为提供合理预防和治理滇池湖滨带重金属污染以及修复湖滨带生态系统的基础资料,应用BCR 3步连续提取法对滇池湖滨带表层沉积物的重金属(包括Pb、Cd、Cu、Zn)形态特征进行了分析,并采用Hakanson潜在生态风险指数法评价其生态危害.结果表明,Cd和Zn主要以可提取态(弱酸溶解态、可还原态、可氧化态)形式存在,其中Cd在弱酸溶解态、可还原态和可氧化态中的质量分数分别为15.89%、26.35%和27.08%;Zn在这3者中的质量分数分别为23.47%、13.36%和20.81%;Pb和Cu则主要以残渣态形式存在,其质量分数分别为62.35%和72.61%.沉积物中可提取态Pb、Cd和Zn含量的空间分布从大到小为草海、外海北部、外海南部,Cu为草海、外海南部、外海北部.潜在生态风险评价结果表明,滇池湖滨带表层底泥已具有很强的生态风险,各重金属对滇池内湖滨带生态风险的影响程度由高到低为Cd、Cu、Pb、Zn.     

太湖悬浮物磷的形态分布特征

应用螫合剂分级提取法研究太湖5个湖区悬浮物和表层沉积物中磷的形态分布特征,该方法把磷的形态分为水提取弱吸附态磷(Ex-P)、铁结合态磷(Fe-P)、钙结合态磷(Ga-P)、酸提取有机磷(OrgPac)、碱提取有机磷(Org-Palk)和残渣态磷(Res-P),并对不同形态的磷在沉积物和悬浮物质中的迁移进行了探讨.结果表明,悬浮物和沉积物中磷的形态分布差异很大,悬浮物中磷的主要形态为铁结合态磷和有机态磷,二者的相对含量之和约为80%,而表层沉积物中磷的主要形态是有机态磷,相对含量为50%;悬浮物中铁结合态磷的绝对含量平均值为1 271 mg/kg,表层沉积物中则为190 mg/kg;悬浮物中铁结合态磷相对含量平均值是沉积物中的2.7倍.大量铁结合态磷在悬浮物的沉降过程中可能完成了形态的转化,成为藻类生长的磷营养源.