TCLP法评价矿区土壤重金属的生态环境风险

对浙江上虞某铅锌矿区中污染土壤的重金属(Cu、Zn、Pb、Cd)含量进行分析测定,采用美国最新的法定重金属污染评价方法TCLP(Toxicitycharacteristicleachingprocedure)法对土壤重金属污染状况进行评价,以国际规定的TCLP法标准评价重金属生态环境风险.结果表明:土壤中Cu、Zn、Pb、Cd的有效含量分别在8.2～36mg·kg^-1 、23～143mg·kg^-1 、6.4～1.367mg·kg^-1 和0.41～2.2mg·kg^-1 之间,而与之相对应的国际标准分别为15mg·kg^-1、25mg·kg^-1、5mg·kg^-1 和0.5mg·kg^-1,因此这个矿区附近土壤不同程度地受到Cu、Zn、Pb、Cd的污染,其中以Zn、Pb污染最为严重,其次为Cd ,而Cu的污染程度最轻.此外,用TCLP试剂提取土壤中的重金属后表明,TCLP试剂2能更有效地提取土壤中的重金属,并且两者之间存在一定的正相关.TCLP提取液中的重金属浓度与全量之间存在一定的关系.     

低施磷水平下不同施肥对太湖地区黄泥土磷迁移性的影响

对太湖地区水稻土上长达13年的长期不同施肥处理的某试验田进行了土壤全磷、树脂磷和水溶性磷的测定分析.不同处理的年施磷量为0～53kg/(hm²·a),土壤全磷为0.3～0.5g·k^-1.根据土壤磷素的质量平衡,计算表明该水稻土存在的磷素流失量为2～8kg/(hm²·a),单施化肥下的流失量最大,为配施有机肥处理的2～4倍;水溶性磷的比率在0.2%～0.4%间,且不同施肥实践对其的影响不明显.但单施化肥有使亚表层树脂磷和水溶性磷含量提高的倾向.长期施用化肥配施大量鲜猪粪使树脂磷含量提高20～40 mg·kg^-1,但与长期施用化肥配施秸秆的处理一样没有发生在有机质增加下的磷活化而提高磷流失.这些说明本地区长期单施化肥的水稻土中可能存在强烈的磷流失,且水稻土磷流失并不以水溶解发生.为了防止水稻土磷的强烈水流失而加剧农业非点源污染,要避免长期单施化肥,而应坚持和推广配施适量有机肥.     

贵州万山汞矿区汞的环境污染及对生态系统的影响

通过对贵州万山汞矿地区环境样品(水、土壤、植物、农作物和动物)的系统研究,发现该地区的环境汞污染以土壤、大气污染为主,水体基本处于正常范围.土壤汞含量为24.31～347.52mg·kg^-1,比全国土壤平均值高出2～3个数量级;水中汞含量除了冶炼厂荷花池中含量较高外,其它水体为0.10～0.68ng·mL^-1.由于矿山长期的开采和冶炼,整个环境的汞污染严重,当地的植被、农作物、动物中存在明显的汞蓄积,各种植物不同部位的汞含量为0.47～331.4mg·kg^-1;苔藓可以高度富集汞.     

太湖地区水稻土表层土壤10年尺度重金属元素积累速率的估计

以江苏省几个水稻土历年监测的重金属元素变化资料为基础,估计太湖地区水稻土表层土壤的重金属元素积累速率并推算本地区相应的几种环境影响的污染通量.结果表明,Cu/Zn、Pb和Cd的积累速率分别达到0.3～lmg·(kg·a)^-1、0.2～1mg·(kg·a)^-1和0.3～3μg·(kg·a)^-1,它们的年污染通量分别为0.5～1kg·(hm²·a)^-1,0.5～1.0kg·(hm²·a)^-1,0.5～3.0kg·(hm²·a)^-1和0.8～10×10^-3kg·(hm²·a)^-1.观察到有效态含量的积累速率高于全量.就整个区域来说,Pb、Cd的面源复合污染强度明显较其他环境影响因子大,尤其是Cd的污染通量较国际上的报道偏高,说明本地区环境污染较为严重,仍然是区域环境质量的制约因素本地区土壤重金属元素的变化及其对食物链的影响以及人类健康的影响必须引起广泛的重视.     

贵州汞矿矿区不同位置土壤中总汞和甲基汞污染特征的研究

为了深入理解汞矿矿区土壤中总汞和甲基汞的污染特征,应用AAS、GC-CVAFS方法,分别对贵州万山、务川和滥木厂汞矿矿区不同位置土壤以及对照区土壤中的总汞(THg)和甲基汞(MeHg)进行了测定.结果表明,万山汞矿区土壤THg和MeHg含量范围分别为1.1～790 mg·kg^-1和0.19～15μg·kg^-1,务川汞矿区土壤THg和MeHg含量范围分别为0.33～317mg·kg^-1和0.41～20μg·kg^-1,滥木厂汞矿区土壤THg和MeHg含量范围分别为0.41～610 mg·kg^-1和0.70～8.8μg·kg^-1.对照区土壤汞含量明显低于矿区土壤,其THg和MeHg含量范围分别为0.14～1.2 mg·kg^-1和0.09～0.23μg·kg^-1;对照区土壤THg含量接近或稍高于全球背景土壤THg含量0.01～0.5 mg·kg^-1.研究表明,汞矿区稻田土壤具有较强的汞甲基化能力,其MeHg含量明显高于菜地和旱田土壤;万山汞矿区土壤汞污染程度明显高于滥木厂和务川汞矿区土壤汞污染.     

矿山不同片区土壤中Zn、Pb、Cd、Cu和As的污染特征

根据某典型有色金属矿山生产过程的污染状况,将受污染的矿区土壤分为尾矿污染区、坑道废水污染区、污风降尘污染区和精矿运输污染区4种类型.选择该矿区受污染土壤样本28个,用等离子体原子发射光谱仪(ICP-AES)等方法分析了土壤重金属含量和形态特征.结果表明,该矿区土壤重金属Zn、Pb、Cd、Cu和As污染较为严重,土壤Zn、Pb、Cd、Cu和As平均含量分别达508.6mg·kg^-1、384.8mg·kg^-1、7.53mg·kg^-1、356mg·kg^-1 和44.6mg·kg^-1.不同片区间存在明显差别,污染强度以尾矿污染区最高,内梅罗综合指数为173,其次是精矿运输污染区和坑道废水污染区,污风降尘污染区污染较轻;各片区土壤的重金属元素以残余态为主,有机结合态比例最小,不同元素之间、不同片区土壤之间各形态所占比例差别不大.     

沟谷地不同植被下土壤重金属纵向分异研究

研究了长春市君子兰公园孟家河沟谷地纵向剖面不同植被(乔木、灌木、菜地和裸地)下土壤重金属的分异规律.沿沟谷地纵向剖面自上游向下游方向,在距离沟边2 m处的谷地坡面上,采集不同植被覆盖下的土壤样方,通过对各样点的土壤表层重金属（Zn、Pb、Cu）的全量分析,得出沟谷地不同植被类型下土壤重金属的分异特征.结果显示,在不同的植被类型覆盖下,土壤重金属含量值有明显差异,Zn的变化范围在70.3～290.9　mg·kg^-1,Pb在39.8～79.3 　mg·kg^-1,Cu在20.3～63.4 　mg·kg^-1,Zn、Pb、Cu全量具有裸地高于菜地土壤、菜地土壤高于乔木土壤、乔木土壤高于灌木土壤的特征.不同植被下土壤重金属实测平均值与吉林省土壤背景值的对比表明,沟谷地不同植被下土壤中Zn、Pb、Cu的含量均高于吉林省土壤背景值,土壤重金属含量有不断富集的趋势.     

持续淹水和干湿交替预培养对2种水稻土中Cd形态分配及高丹草Cd吸收的影响

采用盆栽试验的方法,研究了前期持续淹水和干湿交替预培养对2种水稻土———太湖地区黄泥土、江西鹰潭红壤性水稻土中外源Cd形态分配及高丹草吸收Cd的影响.结果表明,在5mg·kg^-1和10mg·kg^-1外源Cd处理下,与干湿交替预培养比较,持续淹水预培养后黄泥土中MgCl₂提取态Cd分别由21.8%、28.5%下降为8.0%、16.9%,而NH₂OH.HCl提取态Cd由17.7%、17.3%升高为28.1%、37.5%;红壤性水稻土NaAc提取态Cd由20.8%、29.6%下降为11.6%、12.6%.回归分析表明,MgCl₂提取态Cd与高丹草Cd吸收量呈显著负相关关系.长期淹水预培养显著降低高丹草对黄泥土Cd的吸收.     

上海崇明岛蔬菜地土壤重金属含量与生态风险预警评估

崇明3城镇蔬菜地土壤重金属的总体含量为Cu 29.2 mg·kg^-1、Pb 26.5 mg·kg^-1、Cr 79.4 mg·kg^-1、Zn 91.2 mg·kg^-1和Cd 0.222 mg·kg^-1.除Cd在城桥镇和陈家镇超过国家土壤一级标准(GB 15618-1995)外,其余均低于国家土壤一级标准,并且满足国家对绿色食品产地土壤重金属含量的要求(NY/T391-2000).与上海土壤背景值相比,Cu、Pb、Cr、Zn和Cd分别高出上海土壤背景值 24.3％、24.4％、22.9％、18.8％和65.7％.崇明3城镇蔬菜地土壤重金属生态风险预警评估得出,23个采样点中有3个样点属于中警,10个样点属于轻警,8个样点属于预警,1个样点属于无警,综合评估I_{ER＝1.562,为轻警.3城镇生态风险排序为堡镇（IER=1.799）>城桥镇（IER=1.636）>陈家镇（IER=1.368）,均属于轻警.}     

古水稻土中多环芳烃的分布特征及其来源判定

测定了马家浜文化(距今约6 000a)遗址2个剖面表层土壤、古代水稻土和古代旱地土壤、以及底层土壤中15种多环芳烃的含量,并对其可能来源进行了判定.结果表明,表层土壤中PAHs的含量分别为202.9μg·kg^-1和207.7μg·kg^-1,主要来源于大气沉降;古水稻土中PAHs含量明显降低,仅为56.0μg·kg^-1,但高于古旱地土壤及底层土壤。古旱地土壤及底层土壤PAHs含量在32.0～36.9μg·kg^-1.古水稻土中,2环和3环所占比例较大,达63%,萘和菲含量最高,而4环以上的多环芳烃含量较低.Phe/Ant和BaA/Chr比值和有机质¹³C-NMR图谱显示,古水稻土中的多环芳烃主要来源于水稻秸秆的焚烧,同时还原条件下的生物合成可能是其另一个重要来源.     

农用地土壤Cd有效态含量的安全阈值研究

为科学评估利用累积概率分布曲线研究土壤有效态Cd含量安全阈值的可行性,该研究参考物种敏感性分布法(SSD)的方法原理,以江西省上饶市Cd污染农田为研究对象,在统计分析区域农田土壤重金属总量、有效态含量和水稻籽粒中重金属含量的基础上,采用土壤总Cd含量-土壤有效态Cd含量线性回归方程以及基于Logistic函数分布模型的累积概率分布曲线模拟计算,分别推导土壤中有效态Cd的安全阈值并对比分析. 结果表明:研究区农用地土壤存在较大范围的Pb、Cd超标现象,点位超标率分别为54.70%和68.38%,土壤有效态Cd含量较高,平均值为0.22 mg/kg;研究区有34.98%的点位存在糙米Cd含量超标,Cd是研究区农用地土壤和糙米中的主要污染物. 通过线性回归方程和《土壤环境质量 农用地土壤污染风险管控标准(试行)》(GB 15618—2018)中的土壤筛选值,反推计算研究区农用地土壤中有效态Cd含量的阈值为0.149~0.183 mg/kg. 利用Logistic函数分布模型拟合基于有效态Cd含量的累积概率分布曲线,保护当地95%的糙米不超标的土壤有效态Cd含量的安全阈值为0.160 mg/kg. 研究显示,基于累积概率分布曲线法推定重金属有效态含量安全阈值较为科学,建议用作当地重金属污染农用地土壤钝化修复目标值,并对其他Cd污染农用地土壤的修复治理具有参考意义.      

用分级方法评估土壤对重金属的缓冲能力

研究了不同Cd, Zn, Cu和Pb负荷对5种土壤(油黄泥土、棕红壤、红壤、石砂土和紫砂土)中的重金属形态的影响,分析了不同土壤对重金属的缓冲作用及其影响因素.结果表明,未污染土壤中的重金属主要以残余态为主,占土壤重金属总量的51%以上.随着土壤重金属负荷的提高,土壤中交换态重金属的比例增大,残余态比例下降,有效性提高,对重金属的缓冲作用下降.由于Cd, Zn, Cu和Pb本身的特性不同,土壤中各组分与Cd, Zn, Cu和Pb的结合方式及程度不同.当外源重金属进入土壤后,土壤对重金属的缓冲性为:Pb》Cu》Zn》》Cd,酸性土壤和砂质土壤的缓冲能力较低.当重金属加入量较低时,重金属优先向氧化物结合态和有机质结合态转化;而当加入量较高时,向交换态和碳酸盐结合态转化的比例增加.土壤pH下降可使交换态Cd, Zn, Cu和Pb的比例递增,降低土壤对重金属的缓冲性,增加了重金属对环境影响的风险.     

北京市不同土地利用方式下土壤锌的积累及其污染风险

通过对北京市菜地、稻田、果园、绿化地、麦地、自然土壤以及公园等7种土地利用方式共630个土壤样品的调查分析,探讨了不同土地利用方式对土壤锌积累的影响。结果发现,不同土地利用方式下锌含量存在较大差异,在7种土地利用方式中,土壤锌的平均含量从高到低依次为:公园>果园>稻田>绿化地>菜地>自然土壤>麦地。占样点大多数的麦地和自然土壤的锌含量与背景值没有显著差别,而公园、果园、稻田和菜地土壤锌含量则显著高于背景值。与土壤锌含量基线值相比,公园、果园、菜地土壤超标率分别为25.8%、23.8%、9.7%,其它利用方式的土壤超标率并不严重。石景山、昌平、朝阳、丰台4个区是超标样点集中分布的地区。金属冶炼、交通以及垃圾填埋可能是导致土壤锌含量增加的重要因素。     

不同农田生态系统土壤碳库管理指数的研究

用高锰酸钾氧化法讨论了土壤活性碳库和碳库管理指数（ＣＰＭＩ）。结果表明：不同农田土壤活性碳含量为０４９～４９９ｍｇ／ｇ、ＣＰＭＩ为５１６～１６５。不同施肥处理对红壤ＣＰＭＩ的影响为绿肥（ＧＭ）＞厩肥（ＦＹＭ）＞ＦＹＭ＋ＮＰＫ＞参考（ＲＥＦ）＞ＮＰＫ＞对照（ＣＫ）；对水稻土为：稻草（ＲＳＣ）＞ＦＹＭ＞ＦＹＭ＋ＮＰＫ＞ＲＥＦ＞ＮＰＫ＞ＣＫ。黄棕壤ＧＭ、ＦＹＭ和ＦＹＭ＋ＮＰＫ处理的ＣＰＭＩ分别比ＲＥＦ提高了５０％、４５９％和２１９％,ＮＰＫ和ＣＫ下降了６％和３８１％。潮土施肥１０年的ＣＰＭＩ与施肥５年相比,ＦＹＭ和ＦＹＭ＋ＮＰＫ提高了２８４％和１９７％,而ＮＰＫ和ＣＫ下降８７％和１７９％。相关分析表明,ＣＰＭＩ与土壤全氮、全磷、碱解氮、速效磷、速效钾、ｐＨ相关或极相关。这表明ＣＰＭＩ可灵敏地反映农业生产措施对土壤碳库的影响     

基于高密度采样的土壤重金属分布特征及迁移速率

重金属在土壤剖面中的垂直分布特征是土壤自身理化性质和外界条件影响下重金属迁移和积累的综合反映,也是了解土壤重金属污染程度和修复治理的基础.传统的用于农业土壤研究的层次采样技术和方法,只能粗略了解重金属在土壤层次中的分布状况,不足以确定污染物的垂直迁移距离和速度.本研究通过对钢铁厂周边3种不同利用类型土壤进行垂直方向的高密度采样分析,即在0～40cm深度内以2cm间隔,在40～80cm以5cm间隔,80cm以下以10cm间隔采样,对重金属元素Cu、Zn、Pb、Cr、Cd的剖面垂直分布进行了研究.结果表明,在几乎未受人为干扰的林地土壤中,可见重金属在土壤表层明显富集,证实其来源是大气沉降,其中Zn、Pb向下迁移的距离很小,Cu、Cd迁移稍快,Cr向下淋溶迁移的深度没有明显的界限;在受人为影响的旱地和水稻田中,重金属在耕层土壤中被人为扰动混合,但在耕层界面以下仍然有明显的向下迁移.研究表明,垂直方向高密度采样可以比较精确地理解重金属在土壤中的分布模式,通过重金属元素含量与稳定元素Ti含量的比值及其变化,还可以估计在特定时间内污染物的迁移距离和迁移速度,各种重金属具有不同的迁移能力,其相对顺序为Cd>Cu>Zn>Pb.     

耕作方式对紫色水稻土团聚体中有机质及重金属的分布特征影响

通过长期定位试验,研究了常规平作(FPF)和水旱轮作(PR)这2种耕作方式下紫色水稻土不同粒径(1~2、0.25~1、0.05~0.25、0.05 mm)团聚体中有机质和重金属(Cu、Zn、Pb、Cd、Fe和Mn)的含量和分布特征,探讨了不同粒径团聚体中重金属与有机质的关系.结果表明,两种耕作方式下团聚体粒径组成均以0.05~0.25 mm和0.05 mm为主,土壤和各粒径团聚体中有机质含量均为常规平作高于水旱轮作,且随粒径的减小而降低.耕作方式对土壤重金属含量的影响不显著,但相比于PR,FPF有助于团聚体、有机质和重金属在1~2 mm和0.25~1 mm大粒径团聚体中聚集,降低其在0.05 mm和0.05~0.25 mm粒径团聚体中的分布.相关分析表明,土壤团聚体中重金属含量与有机质的含量呈负相关,它们的总量却呈正相关关系.同一耕作方式下,重金属对有机质变化的敏感程度为MnZnPbCuFeCd,而同一重金属元素对有机质变化的反应则为PR较FPF更敏感.     

山东省黄河故道区域土壤环境背景值研究

对山东省黄河故道土壤环境中的重金属元素、六六六、滴滴涕等难降解农药和有机质含量进行了研究,并分析了重金属元素的纵向分布、有机质和重金属含量的相关性、不同土地利用方式对土壤背景值的影响.结果表明,表层土壤中Cu、Pb、Zn、Cr、Hg、As、Co、V、Mn、Cd和Ni的背景值含量分别为13.46、16.23、42.31、30.97、0.090、3.90、8.01、36.42、426.83、0.063和18.71mg·kg-1,有机质含量为0.74%,六六六和滴滴涕的检出率分别为100%和60%,含量低于土壤环境质量二级标准;11种土壤重金属元素背景值均低于土壤环境质量一级标准,其中10种重金属元素(Hg除外)土壤背景值低于全国水平、山东省及黄土高原地区土壤环境背景值,元素Hg在表层土壤存在富集现象, Cd有向下层迁移的趋势;元素Hg、Cd和有机质在0～20cm和20～40cm土层呈显著差异,其它元素无显著差异;不同土地利用方式下的土壤背景值无显著差异;有机质与Cu、As、Mn、Pb、Zn、Cr、Co、Ni等元素有极显著正相关性.     

磷肥对铅锌矿渣污染土壤中重金属的活性影响试验研究

本文通过实验室盆栽模拟试验,研究了磷肥对铅锌矿渣污染土壤中Zn、Cd、Pb、Cu等重金属的活性影响作用。结果表明:在铅锌矿渣污染土壤中施加不同比例的磷肥配比,对土壤中重金属活性影响很大,随着配比的逐渐升高,土壤中有效态重金属(Zn、Cd和Cu)含量呈现出升高-降低-升高的趋势,但Pb呈现出相反的变化趋势。