基于GIS的表层土壤重金属污染及空间特征研究——以玄武湖景区为例

GIS与地统计学已广泛运用于土壤科学的研究。为调察研究玄武湖公园内陆区域土壤重金属污染情况及空间分布的特征,为污染评估治理提供可视化的科学依据,本文采集并分析了玄武湖内陆地区0~20 cm土壤中Cr、Cd、Ni、Pb、Zn和Cu 6种元素含量,对其进行描述性统计分析判断污染情况,并利用ArcGIS分析其污染情况及空间特征,结果表明,Cd超标率高达97.5%且平均值0.25高于国家一级标准1.23倍,存在轻微污染,其他5个元素均值均低于一级标准且超标率均低于21%,基本不存在污染的情况。从空间分布来看,Pb、Zn和Cu含量从内向外呈增大趋势,Cr、Ni整体浓度值相对偏小,大部分区域含量均在中值附近或以下,以上5种元素块基比均在0.5左右,含量及分布均是由随机因素及结构性因素共同控制,而Cd块基比仅0.028因而其分布规律则主要受结构性因素影响。     

陕北原油污染土壤不同层次重金属含量及分布特性分析

以延长油田西区采油厂原油污染土壤为研究对象,选取有代表性的6个丛式井场,采集深度为0~10、10~20、20~30cm 3个土层的土壤样品,同时设非污染对照点。重点分析了原油污染土壤中Hg、As、Cd、Pb、Zn、Cu、Cr共7种重金属的含量及其在不同土层的分布状况,重金属含量与相应土壤理化性质的关系。结果表明,油区土壤石油污染为点污染,采样点1、3、4、6土样的石油烃质量浓度在1 111.67~2 799.00mg/kg,达重度污染。虽然各土样中7种重金属均未超过《土壤环境质量标准》(GB 15618—1995)的二级标准限值,然而单因子富集指数表明,Hg、Cd、Pb、Zn、Cu均有不同程度的富集。原油污染显著改变土壤性质,土壤石油烃含量与总有机碳、速效氮极显著相关,与土壤电导率、Zn含量、Cu含量显著相关。本研究完善了陕北原油污染土壤中重金属含量及分布状况资料,为污染环境的生物修复提供了基础信息。     

调理剂-植物栽培协同降低矿区农田土壤中重金属有效态含量

定量评估重金属有效态含量是明确农田土壤修复过程中重金属生态环境风险的重要步骤。针对硫化物矿区重金属污染土壤开展添加蚕沙-铁粉及蚕沙-伊蒙土-铁粉调理剂条件下油葵、孔雀草、香茅草和桑树4种经济作物的盆栽试验,并测定经济作物与调理剂共同作用下土壤中pH、有机质及镉砷铅锌铜有效态的含量。结果显示作物栽培与调理剂共同作用下,土壤pH值在两季中均有增加,土壤有机质在第一季中增加。第一季种植4种经济作物添加蚕沙-铁粉可显著降低土壤中多种重金属有效态含量,各重金属的最高钝化效率分别为Cd 30.3%、As 49.5%、Pb33.6%、Zn 52.1%、Cu 45.7%,优于蚕沙-伊蒙土-铁粉的调理效果。第二季种植时调理剂的钝化效率普遍降低。两季综合来看,蚕沙-铁粉联合香茅草时有效态镉、砷、铅、锌、铜的降低幅度最大。因此,添加蚕沙-铁粉调理剂的四种作物单季种植时能同时降低镉、砷、铅、锌、铜有效态的含量,香茅草两季种植时能同时降低以上5种重金属有效态含量,具有潜在应用价值。     

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1.42~94.2倍,Cd是4种用地类型土壤潜在危害最大的重金属。拆解地土壤的4种重金属质量分数远远超过土壤环境质量标准限值,Cu、Zn、Cd和Pb质量分数分别为标准限值的8.79、1.38、27.6和6.20倍。各用地类型土壤的潜在生态风险指数介于165(荒地)~2 587(拆解地),拆解地土壤达到极强风险水平,其它用地类型土壤为中等风险水平。本研究结果可为电子垃圾拆解区土壤重金属污染防治与修复实践提供理论参考。     

锑矿区土壤重金属污染及优势植物对重金属的富集特征

通过野外调查采样,分析了冷水江锑矿区4个采样点土壤和优势植物中重金属含量,以及矿区生长的5种优势植物对Sb、As、Cd、Pb、Cu和Zn的的吸收与富集能力及其富集特性。结果表明,矿区土壤中6种重金属元素的平均含量均超出湖南省土壤背景值和全国土壤背景值,土壤受Sb污染最严重,其次是Cd、As的污染。5种优势植物淡竹叶、苎麻、芒草、狗尾草和白背叶体内Sb、As的含量都超过正常范围,具有修复矿区土壤Sb、As污染的潜力。其中苎麻对Sb的富集系数和转运系数均大于1,满足Sb超富集植物的基本特征,可作为生态恢复的先锋植物;芒草对Cd的富集系数和转运系数都大于1,对重金属有较强的耐性,作为重金属污染的修复植物具有较好的应用前景。     

某矿区土壤和地下水重金属污染调查与评价

为了解湘南某矿区土壤和地下水重金属污染状况,对该矿区东河流域附近重金属污染源进行了调查,同时,对地下水和土壤样品进行了采样分析,结果表明：（1）该矿区东河流域附近的主要污染源有18个,其中有色金属选厂、尾矿库、采矿场和冶炼厂是排放重金属较多的污染源;（2）20个采样点中土壤重金属Pb、Cd、Zn、As和Hg大部分超过国家土壤环境质量标准（GB15618-1995）,综合污染指数P综〉1,该矿区主要的重金属污染元素为Cd、As和Hg,且土壤中Cd、Zn和As的含量两两之间存在着极显著的正线性相关关系;（3）重金属元素在土壤中的纵向迁移不明显,该矿区附近20个采样点的地下水并未受到污染,综合污染指数P综〈1。20个采样点地下水Pb、Cd、Zn、As、Hg浓度均能达到地下水质量标准（GB／T14848．9）中的Ⅲ类标准。     

矿区土壤中重金属元素含量异常的调查

对某金矿区下游土壤重金属元素含量异常区进行了调查,研究了异常元素的空间分布和相态组成.通过对土壤、水、农产品、大气沉降物等的采样分析表明,土壤中重金属元素含量异常是由于矿山开采,废水排放,下游引水灌溉造成的.对异常元素的环境影响进行了分析评价,并提出了土壤治理建议.     

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.     

闽江表层沉积物重金属污染分布特征及其来源分析

为了评价闽江流域表层沉积物中重金属的污染分布特征与影响因素,在沙溪、富屯溪、建溪和闽江中下游采集了39个采样点的表层沉积物,对其进行了重金属含量的检测和地累积指数评价。结果表明,沙溪、富屯溪、建溪和闽江中下游的Pb、Zn、Cr、Ni和Co的平均值低于《土壤环境质量标准》(GB 15618—2008)Ⅱ类标准,但略高于福建土壤环境背景值(富屯溪的Cr平均值和闽江中下游的Co平均值除外),地累积指数评价表明各个重金属元素的Igeo级别在多数采样点为0或1,闽江流域的污染风险整体较小,重金属污染主要表现为点的分布。重金属元素的含量并未出现从上游至下游递增的规律,河流本身对点源污染物有一定的稀释和自净作用。Pb和Zn,Cr、Ni和Co相关关系显著,Pb和Zn主要受城镇建设、交通、生活、工业以及河流动力的影响,采沙场对Zn的影响较大,Cr、Ni和Co的含量同时还与农村生活垃圾、农副产品生产和水电站联系紧密。     

工业园区土壤重金属时空分布信息查询分析系统

工业园区及周围土壤中的重金属富集程度较高,容易发生重金属污染事件。以宝鸡市长青工业园区为试点,通过3年分批次的土壤布点、采样和分析,建立了工业园区土壤重金属时空分布信息查询分析系统。该系统基于WebGIS,采用B/S架构、MySQL数据库及PHP5.0+JavaScript语言,开发了GIS空间分析与环境监测数据管理的集成框架软件。系统集成了空间地理信息、污染源信息及各监测专题信息,并实现了污染源信息、监测点信息的增删改查及土壤中重金属浓度的多维度查询统计、土壤中重金属环境限制预警、工业园区及周围土壤环境质量评价等多项功能。该系统为决策管理提供一个数据平台,对安全利用国土资源、保障工业园区工作人员及周边居民环境安全有重要意义。