贵阳市表层土壤中镉的环境地球化学基线研究

以土壤环境地球化学研究为主线,以贵州省贵阳市8　046　km²为研究区域,将土壤重金属污染元素镉的空间分布规律与环境地球化学机理研究相结合,建立区域土壤环境地球化学基线,选用合适的判别指标判识自然作用过程与人类活动过程对土壤环境的影响.通过对487个样品的镉含量的统计分析,结果表明,贵阳市表层土壤中镉的基线值为0.068　mg/kg,镉元素含量大于1.010　mg/kg的样品可能遭受人为污染的影响.地质累积指数分析结果显示,贵阳市40%的表层土壤未受镉污染,19%的表层土壤在无污染与中度污染之间,14%受中度污染,19%的表层土壤介于中度污染到强污染之间,7%受强污染,1%的表层土壤介于强污染到极强污染之间.污染程度指数分析则显示,贵阳市57.9%的表层土壤未受到镉污染,镉的污染程度最大为12.1,96%的表层土壤污染程度小于4,总污染程度大于0,即总体受到污染.     

青海典型工业区耕地土壤重金属评价及源解析

为了解黄河流域工业园区附近耕地土壤重金属污染现状、分布特点及污染来源,在青海省湟水流域甘河工业园区采集了138个表层土壤样点,测定了Cd、As、Pb、Cr、Cu、Ni、Zn等7种重金属的含量及土壤pH值,以《土壤环境质量农用地土壤污染风险管控标准》为评价标准,采用地累积指数、污染负荷指数、主成分分析、正定矩阵因子分析等方法对研究区耕地土壤重金属污染进行了研究分析.结果表明：7种土壤重金属的浓度范围分别为Cd（0.16~21.80mg/kg）、As（3.68~20.80mg/kg）、Pb（17.00~223.40mg/kg）、Cr（47.22~389.24mg/kg）、Cu（16.03~46.06mg/kg）、Ni（21.33~93.24mg/kg）、Zn（48.60~1535.10mg/kg）,其中Cd污染最严重,存在13个高风险值点,52个中风险值点;其次为Zn,存在13个中风险值点;Cr和Pb分别存在2个和1个中风险值点,其他重金属的采样点均为低风险.研究区耕地土壤重金属污染以中部偏东地区最为严重,与研究区工厂企业的位置一致,两种主要重金属污染元素Cd和Zn的污染均表现出以工厂企业为中心,中心区污染最严重,向外污染程度逐渐降低.综合地累积指数和污染负荷指数分析的结果,研究区绝大多数地区污染较轻,在中部偏东工业园区周边地区污染较为严重,Cd和Zn是其主要贡献元素.造成研究区耕地土壤重金属污染的来源主要包括交通运输、工业生产、农业活动、燃煤发电及自然成土过程等.     

丹江口水库迁建区土壤重金属分布及污染评价

为了解丹江口水库迁建区表层土壤重金属污染水平及其潜在的生态风险,对丹江口水库迁建区表层土壤中6种重金属(Cd、Pb、Cu、Zn、Cr、As)的含量及空间分布分别进行了研究,并分别采用综合污染指数法和潜在生态危害指数法对其中重金属污染程度及潜在生态危害进行了评价.结果表明,丹江口水库迁建区表层土壤中Cd、Pb、Cu、Zn、Cr、As的平均含量分别为0.61、23.11、58.25、22.65、58.99、16.95 mg.kg-1;与河南省土壤元素背景值及全国水系沉积物平均值相比,6种重金属元素除Zn外均有一定程度的富集,其中,Cd富集程度最为严重,重金属污染形势不容乐观.Cu、Zn、Pb的空间分布趋势基本相似.与国内典型的水库沉积物中重金属含量相比,丹江口水库迁建区表层土壤中Cd、As的富集程度较严重.6种重金属之间的相关性表明,元素Pb与Cu、Zn两两之间均呈显著性正相关性,Cr与Pb、As之间亦分别呈现显著的正、负相关关系.由2种评价方法可知Cd为丹江口水库迁建区表层土壤中最主要的污染元素,且具有较强的生态危害.     

喀斯特森林群落不同演替区土壤铅污染评价

为探讨自然条件下退化喀斯特森林不同演替阶段植物群落表层土壤中的Pb含量及其潜在生态风险,该研究选取中国科学院普定喀斯特生态系统观测研究站的陈旗小流域为研究区,分别对流域内5个演替阶段植物群落表层土壤中的Pb含量进行了测定分析。结果表明:(1)研究区表层土壤中的Pb含量主要分布在59.75～163.00 mg/kg之间,平均值为123.74 mg/kg,不同演替阶段植物群落表层土壤中的Pb含量均远高于贵州省A层土壤Pb含量的背景值。(2)随着喀斯特森林群落演替的正向进行,表层土壤中的Pb含量呈现出递减趋势且群落间的差异极显著(p0.01),空间变异主要是由植被状况等自然因素的结构性变异引起的。(3)研究区各演替阶段植物群落表层土壤中的Pb含量单因子污染指数的评价结果均为较严重,地积累污染指数的评价结果均为中度污染,内梅罗综合污染指数的评价结果均为重度污染,而潜在生态风险指数的评价结果均为无风险。     

辽河干流消落区沉积物重金属污染特征研究

通过测定辽河干流消落区10个断面中0~5cm、5~15cm、15~30cm深沉积物中重金属Pb、Cu、Zn、Cd含量,揭示消落区干－湿交替下沉积物重金属的污染特征.采用原子吸收分光光度计测定重金属含量,并采用地质累积指数与潜在生态危害指数评估重金属污染状况.结果表明,除Cd外,Cu、Zn与Pb的含量均值分别为31.4mg/kg、28.14mg/kg、43.75mg/kg,均低于中国土壤环境质量标准I级土壤标准;Cd含量均值1.438mg/kg,是中国土壤环境质量标准I级土壤标准的7.19倍,是辽河水系沉积物平均值的1.29倍,辽宁省土壤背景值的13.31倍,表明研究区Cd污染严重.地质累积指数评价表明,Pb、Cu、Zn的污染程度低于1级,Cd达2级中度污染以上,在通江口达3.92,为5级强污染;据潜在生态危害评价,达牛渡口上游干流潜在生态危害指数为强以上,通江口生态危害指数最高,且生态危害主要来源于Cd.相关性分析表明,Pb、Cu与Zn间相关性极显著,可能有相同的污染源,Cd有单独的污染源.     

基于PMF模型的垃圾焚烧厂周边农田土壤重金属源解析

为调查垃圾焚烧厂周边农田土壤重金属污染特征和来源,用电感耦合等离子体质谱法（ICP-MS）和原子荧光光谱法（AFS）分析了厦门市某垃圾焚烧厂周边农田表层土壤（0~20 cm）中V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、As、Cd、Pb和Hg的含量,用Kriging插值法分析了上述元素的空间分布特征,用地累积指数法、内梅罗综合污染指数法、富集因子法和潜在生态风险指数法对重金属污染程度和生态风险进行了评价,运用聚类分析、主成分分析和PMF模型相结合的方法探究了重金属来源.结果表明,Cu、Zn、As、Cd和Hg的含量平均值分别是厦门土壤元素背景值的1.96、1.52、5.95、3.38和3.65倍.地累积指数结果表明,研究区以As污染为主,Hg和Cd污染次之;内梅罗综合污染指数结果表明,研究区重金属的综合污染程度为中度至重度污染;研究区表层土壤重金属富集程度较高,As、Hg、Cd和Cu有显著富集;研究区表层土壤重金属潜在生态风险较高,Hg和Cd是主要风险因子,As次之,高风险区主要位于研究区南部.研究区表层土壤重金属主要来源为垃圾焚烧、交通源、自然源和农业源的混合源以及燃煤源,贡献率分别为28.42%、27.22%、26.29%和18.07%.     

衡阳松江工业园土壤重金属的污染研究

为了研究衡阳松江工业园土壤重金属的污染特征,采集了该园区及其周边土壤23个样品,测定了土壤中重金属Cu、Pb、Cd、Zn、As、Hg的含量,并采用地累积指数法和潜在生态危害指数法对土壤重金属污染程度进行了评价。结果表明:松江工业园土壤中Cu、Pb、Cd、Zn、As、Hg的平均含量分别为63.0 mg/kg、323 mg/kg、9.21mg/kg、373mg/kg、19.7mg/kg、0.287mg/kg,均高于全国土壤元素背景值和湖南省土壤元素背景值;Cd、Pb、Zn分别处于严重、中度、偏中度污染,土壤重金属污染程度的排序为Cd>Pb>Zn>Hg>Cu>As,表明衡阳松江工业园土壤重金属具有很强的潜在生态危害。     

皖江经济带土壤Cd空间分布特征与生态风险评价

选取2.5 km×2.5 km网格布点法,在皖江经济带A、B、C三地分别采集土壤样品35个、34个、106个,利用ICP-AES分析测定Cd含量特征,运用单项污染指数法、地累积指数法和潜在生态风险指数法对三地土壤Cd污染状况进行生态风险评价。结果表明：（1）A、B、C三地土壤的Cd含量的算术平均值分别为0.40 mg?kg ^-1、0.66 mg?kg ^-1、0.84 mg?kg ^-1,均高于江淮流域Cd含量土壤背景值;（2）三地土壤pH在5.06~7.58之间,整体上处于酸性和弱碱性之间,pH小于7.0的样品167个,占比95.43%;（3）研究区三个地块土壤Cd污染特征存在明显的空间分异,低污染区在空间上呈带状分布,高污染区在空间上呈岛状分布,污染区分布面积C地>B地>A地。（4）三地土壤环境均受重金属Cd污染的影响,存在生态安全风险,风险大小为C地>B地>A地,风险程度均为潜在生态风险高于地累积生态风险高于单项污染生态风险。本区域土壤农业安全利用需要加以重视并进行分类管控。     

云南某典型喀斯特区域农田土壤镉、砷污染特征及来源

为研究区域内农田土壤Cd、As的污染特征和来源,对云南某典型喀斯特区域农田内70个表层土壤样品、4个土壤剖面和10个岩石样品中的Cd、As元素含量进行分析测试。结果表明:区域内土壤中Cd含量变异范围为0. 05～3. 86 mg/kg,As含量变化范围为11. 9～301mg/kg;区域内深层土壤中Cd、As元素含量均高于筛选值;岩石中Cd元素含量为0. 13～1. 49 mg/kg,As元素含量为1. 4～319 mg/kg。综合分析,区域内土壤中Cd、As元素异常的原因主要是高背景地质来源或风化结果所致。     

赣南大余地区农田土壤As、Cd元素化学形态含量分析

通过分析赣南大余地区农田土壤As、Cd元素化学形态含量,研究土壤中As、Cd元素形态含量特征和垂向变化、全量与形态含量的相关性。研究表明,赣南大余地区农田生态系统中土壤残渣态As、离子交换态Cd含量分别为22.14mg/kg和0.437mg/kg,分别占其总量的76.88%和54.97%;异常区表层土壤As、Cd元素的活动态百分比含量分别为4.03%和70.29%,分别高出对照区1.55倍和0.61倍;受污灌或洪水漫淹的农田土壤中As、Cd元素活动态含量具有垂直分布特征,其在0~20cm的表层土壤中富集显著,而20cm之下的土层含量有不同程度的下降。随表层土壤As、Cd元素总量增加,残渣态As和离子交换态Cd的百分比含量增加,而其它形态的百分含量下降或无显著变化。     

喀斯特高原石漠化治理示范区土壤和农作物重金属含量特征

通过采集贵州毕节撒拉溪石漠化治理示范区土壤和主要农作物样品,分析了土壤和农作物样品中重金属Cr,Co,Cu,Cd, Pb,Zn,As和Ni含量,采用富集因子评价了土壤中重金属的污染状况,并分别采用潜在生态风险指数(RI)和生物富集系数评价了示范区土壤重金属的潜在生态风险和农作物对重金属的富集特征.结果表明,示范区土壤中Cr,Co,Cu,Cd,Pb, Zn,As和Ni平均含量分别为123,28.0,67.8,1.52,32.7,132,25.6和56.5mg/kg,除Cd外,其他均低于农用地土壤污染风险筛选值;其中森林土重金属污染程度的评价等级均为无污染-轻度污染,旱地土中Cd和Cu个别样点存在中度污染,其他均为无污染-轻度污染.潜在生态风险评价结果表明,示范区土壤重金属Cr,Co,Cu,Pb,Zn,As和Ni的单项潜在危害指数分别为1.23,4.67,3.39, 1.36, 0.53,8.54和2.83,潜在危害等级均为轻微生态危害,Cd的单项潜在危害等级为中等生态危害,8种重金属的综合生态危害等级为轻微生态危害.Cd在土豆中的生物富集系数为4.05,其他重金属的富集系数均小于2.不同农作物对土壤中不同重金属的富集能力有较大差异,其中Cd,Zn,Co,Cu, Pb和Ni在土壤-土豆系统中的迁移富集能力相对较高,Cr和As在土壤-玉米系统中的迁移富集能力相对较高,其他农作物对重金属的迁移富集能力较弱.     

根际土-辣椒系统中重金属的分布及食物安全风险评价

采集整株辣椒及其根际土壤,并将植株分为根、茎和果实三部分,分别测定铬、砷、镉、汞和铅的含量。探讨了五种重金属元素在根际土-辣椒系统中的分布规律,并评估了人群食用辣椒导致五种重金属元素暴露的健康风险。结果显示,辣椒果实中Cr、As、Cd、Hg和Pb五种重金属含量(干重)分别为0.30~9.93、0.01~0.03、0.01~0.13、0.01~0.09和0.01~0.58mg/kg;在根际土与辣椒果实间,重金属的累计富集系数为CdHgCrPbAs,Cd和Hg表现出较强的富集能力。虽然辣椒果实中各重金属的含量平均值均低于《农产品安全质量:无公害蔬菜安全要求》(GB 18406.1-2001)限值要求,但贵州居民通过食用辣椒途径摄入重金属Cr和As占其临时性每周人体可耐受摄入量的比例相对较高,食用辣椒摄入Cr和As造成的食品安全风险应引起关注。     

丹江口水库新增淹没区农田土壤重金属生态危害评价

为研究丹江口水库新增淹没区农田土壤重金属污染状况,通过野外调查,采集169个土壤样品,分析了土壤中7种重金属(Cr、Cd、Pb、Ni、Zn、Cu、As)的污染特征和空间分布,并采用I_geo(地质累积指数)法对土壤重金属进行生态危害评价. 结果表明:w(Cr)低于河南省土壤环境背景值,w(Cd)、w(Pb)、w(Ni)、w(Cu)、w(As)、w(Zn)均高于河南省土壤环境背景值,其中,w(Cr)比河南省土壤环境背景值低18.90 mg/kg,w(Zn)比河南省土壤环境背景值高11.21 mg/kg,w(Cd)则为河南省土壤环境背景值的16倍. 空间分析表明,河南省淅川县、湖北省丹江口市附近的库区以及河南省九重镇、盛湾镇库周的土壤重金属质量分数较高,而其余区域较低;I_geo法评价结果表明,Cd是丹江口水库新增淹没区主要的污染元素,Cr、Pb、Ni、Zn、Cu、As则处于无污染水平.      

华南四座固体废物综合处理产业园周边土壤重金属研究

采集了华南四座固体废物综合处理产业园周边表层土壤样品,并分析各样品中Cd、Pb、Hg、As、Cr、Cu、Ni、Zn和Co等9种重金属以及氟化物的含量,研究了重金属和氟化物的含量水平、空间分布及来源构成.结果表明,研究范围内表层土壤重金属和氟化物含量均值范围分别为Cd（0.165~1.161mg/kg）、Pb（37.8~60.7mg/kg）、Hg（0.041~0.103mg/kg）、As（3.6~26.2mg/kg）、Cr（26.4~67.7mg/kg）、Cu（19.1~54.6mg/kg）、Ni（10.4~26.8mg/kg）、Zn（70.8~109.1mg/kg）、Co（5.51~18.69mg/kg）、F（349.1~618.1mg/kg）.除四座园区周边表层土壤的Cd含量超出背景值1.9~19.7倍以及RFH周边表层土壤的As含量超出背景值1.9倍外,其余指标的含量与背景值相差不大.综合空间分布特征分析和主成分分析的结果,可以将9种重金属和氟化物分为2个大类.Cr、Ni、Cu、Co、Zn的分布特征极为相似,且相互之间有极显著相关性,结合聚类分析和主成分分析结果,其来源主要为土壤母质;Hg、Cd、Pb、As和F的与土壤母质和多种人类活动污染有关.采用各固体废物焚烧设施累积排放量和污染源周边土壤背景总量对比,构建了各污染源的指纹谱,研究结果显示Hg、Cd、Pb、As和F可以作为固体废物综合处理产业园焚烧烟气污染源的指纹谱备选因子.     

水头镇农田土壤及稻米重金属污染评价

为了研究水头制革污染区域土壤和稻米重金属污染状况,采集该区城农田土壤、稻米样品,测定重金属As、Hg、Pb、Cr、Cd含量。结果表明：农田土壤重金属的平均含量分别为As6．1mg·kg^-1、Hg0．15mg·kg^-1、Pb51．3mg·kg^-1、Cr77mg·kg^-1、Cd0．32rag·kg^-1,其中Cd超过国家二级标准的6％,土壤已经受到了重金属的污染。以国家食品卫生标准中规定的重金属限量为标准：稻米cd含量部分超标,超标率为60％。土壤和稻米中的Cd含量相关性显著。     

广东清远电子垃圾拆解区农田土壤重金属污染评价

简单粗放的电子垃圾回收活动给周边环境带来了一系列污染问题,污染物通过食物链的累积最终将对人体健康产生危害.为了解广东省清远市电子垃圾拆解地周边农田土壤重金属污染现状,在该市龙塘镇和石角镇电子垃圾拆解区域内采集22个农田土壤样品,并分析了土样中重金属的含量水平、空间分布特征和化学形态.结果表明,与广东省土壤背景值相比,农田表层0~20 cm土壤中Pb、Cu、Cd、Zn、Ni和Cr元素含量表现出不同程度的富集.从单项污染指数来看,72.7%的表层土壤样品存在一种或几种重金属超标,以Cd、Cu、Pb和Zn污染为主,其中Cd污染比例最高,其次是Cu,最后是污染比例相当的Pb和Zn.内梅罗综合污染指数分析发现68.2%的土壤样品受到重金属污染,其中更有53.3%为重污染等级.大部分重金属之间具有良好的相关性,简单粗放的回收活动成为电子垃圾拆解地周边农田重金属污染的重要来源.Cd、Pb、Zn和Cu在表层土壤中含量较高,深层土部分(20~100 cm)并未表现出随深度增加而显著降低的趋势.Cr和Ni元素在整个采样剖面中含量基本一致,无统计学意义上的差别.重金属化学形态分析结果显示Pb、Cu和Cd的活性形态比例范围分别为36.9%~90.6%、39.6%~93.9%和43.7%~99.6%,平均值分别为61.3%、65.3%和80.7%,绝大多数土壤样品中3种重金属活性形态在总量中的比例占到一半以上,具有极大的生态风险.     

北江流域横石河-翁江沿岸土壤重金属污染特征分析

采集了北江流域翁源县境内受大宝山矿区影响的横石河-翁江沿岸13个土壤剖面共49个土样,分析了河流沿岸土壤中重金属As、Cd、Cr、Cu、Fe、Mn、Ni、Pb和Zn的含量,讨论了土壤重金属含量的空间变化特征、污染程度以及潜在生态风险.结果表明:横石河沿岸(I区)土壤重金属污染较翁江沿岸(II区)严重,I区As、Cd、Cu、Zn的含量分别为26.6~430,1.99~11.9,31.7~765,63.5~646mg/kg; II区As、Cd、Cu、Zn的含量分别为4.16~51.3,0.830~4.67,3.99~103,17.6~83.7mg/kg;重金属含量差异分析显示,土壤重金属污染与污染源类型(大宝山矿山开采、农业、交通污染、生活垃圾等)、河水-地下水交互作用以及土壤理化性质(有机质含量、微粒组分)有关;As、Cu、Cd是研究区内主要的重金属污染元素,尤其以Cd污染最为严重,I区、II区Cd的地累积系数分别为6.13和4.84,属于极度污染和强-极度污染水平;土壤毒性单位评价结果显示,I区土壤(S23除外)剖面毒性单位(∑TU)均大于4,属于中毒性;II区土壤剖面∑TU普遍较低.     

贵州省典型污染区土壤重金属的污染特征分析

为了解贵州省不同来源典型污染区土壤重金属的污染特征,为重金属污染防治提供科学依据,对贵阳市、六盘水市、毕节市、都匀市等11个研究区耕地土壤进行调查,采用电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)对189个土壤样品的Cr、Cu、Zn、As、Cd和Pb等6种重金属进行测定,并运用聚类分析和主成分分析等方法对结果进行分析。结果表明:开阳县金中镇土壤污染最轻,综合污染因子为0.897,属于磷质石灰岩地球化学背景下Cd较高的土壤类型;处于轻度污染水平的研究区是贵阳市青岩镇二关村、白云区曹官村、花溪区久安乡和清镇市后午;受污灌影响,贵阳市乌当区土壤已处于中度污染水平,特征污染因子是Cd;水城县倮摩村、赫章县野马川、大湾镇安乐村、幸福村和都匀市坝固村分别受到铅锌矿和煤矿开采的影响,属重度污染区,坝固村由于存在独立镉矿床,镉单项污染因子为77.88,综合污染指数达到56.22。主成分分析结果显示,研究区内重金属Cd和Cu是背景值较高的典型元素,Zn、Pb是铅锌矿区污染较重的元素,而Cr和As是外源叠加较严重的重金属元素。研究区内表层土壤以酸性为主,土壤重金属与pH值没有明显相关性,主要受到污染源强度的影响,以污染源为中心,呈现辐射状递减的分布特征。     

贵州龙里煤矿开采的独木河流域稻田重金属地球化学基线厘定

为了厘定贵州省煤矿开采流域稻田土壤地球化学基线。以龙里县独木河煤矿开采流域稻田为对象,采集稻田土壤和水稻各47个,测定了土壤中的As、Cd、Cr、Cu、Pb、Ni、V、Li和Ti共9种重金属含量,测定了稻米中的As、Cd、Cr、Cu、Pb和Ni共6种重金属含量。分别采用标准化方法和相对累积频率曲线法厘定As、Cd、Cr、Cu、Pb和Ni元素的地球化学基线值,并探讨地球化学基线适用性。结果表明,As、Cd、Cr、Cu、Pb和Ni的几何均值分别为17.665、0.489、49.374、23.842、18.97和12.874 mg/kg;标准化方法厘定的地球化学基线值分别为17.656、0.55、49.043、23.842、19.08和12.88 mg/kg;相对累积频率法厘定的地球化学基线值分别为21.643、0.54、40.39、22.303、20.53和13.08 mg/kg。结合土壤重金属基线值和稻米重金属含量限值进行分区投点分析,以标准化方法厘定的地球化学基线值为基准在投点区正确率较高的重金属元素是为Cr和Cu,以相对累积频率线法厘定的基线值为基准在投点区正确率较高的重金属元素是As、Pb和Ni,两种方法厘定的Cd基线值投点正确率相同。因此,在本研究区域可选用标准化方法厘定的Cr和Cu基线值作为参考值,相对累积频率法厘定的As、Pb和Ni基线值作为参考值,Cd元素基线值厘定可选择标准化方法或相对累积频率法。