陕西潼关冶金污染土壤的修复评价及应用潜力

为了科学评估客土法、石灰和磷酸钙作为重金属钝化剂的原位稳定化修复技术在实际重金属污染土壤改良中的应用潜力,以潼关县安乐乡土壤重金属污染修复示范工程为例,从"三小"冶金土壤污染现状、工程修复技术的筛选、稳定化的修复效果以及修复后土壤农业生产安全性评价等角度进行了系统分析.结果表明"三小"冶炼行为对于周边土壤造成了严重的污染,主要污染物为Cd、Pb和Hg,矿渣是主要的污染源.采用潜在生态危害指数法进行评价,该区域潜在生态危害指数(RI)范围为668~10 969,具有很强的生态危害.通过对重度污染和轻度污染土壤分别采用客土法及原位固化的修复方法,土壤中重金属的总量以及有效态含量均有了显著的下降.除Cd外,土壤中重金属的总量均低于土壤二级标准中的限值.尽管土壤稳定化修复取得了一定的效果,但部分农作物中重金属的累积量高于国家食品安全标准中规定的限值,继续种植存在一定的风险.因此,在重金属污染修复后的土壤上不建议立刻进行粮食生产,应改变原有生产模式同时持续监测,在确保粮食安全后再进行生产.     

某炼铁厂遗留场地重金属污染空间分布特征及风险评价

以某炼铁厂遗留污染场地作为研究区域,共采集土壤样品598个、地下水样品7个,在详细调查研究区土壤和地下水重金属污染状况的基础上,运用多元统计分析结合GIS插值方法研究了该炼铁厂遗留场地土壤和地下水中重金属污染的空间分布特征,并通过污染负荷指数法和潜在生态指数法对研究区土壤重金属污染状况和潜在生态风险进行了风险评估。结果表明:研究区土壤中重金属浓度超标率依次为CdAsHgPbNi;土壤重金属污染以局部点状污染为主;受地层岩性变化的影响,土壤重金属污染羽范围随着地层深度的增加呈减小的趋势;地下水中重金属仅As浓度存在局部小范围超标现象,超标率为28.57%,主要原因可能是由于土壤中重金属在下渗过程中发生了一定的氧化还原反应,生成的产物溶解度较低,不易溶解于地下水中,加之局部地下水循环较快不利于地下水中各组分的进一步富集;研究区土壤重金属污染负荷指数P_(zone)=1.05,属轻微污染,土壤重金属潜在生态风险指数RI_(平均值)=714.16,存在极高的潜在生态风险,该炼铁厂3、4号高炉区域生产过程中遗留的重金属废渣是造成该场地土壤重金属污染和极高的潜在生态风险的主要原因。     

强化电动修复重金属污染土壤的研究

采用逼近电极法强化电动修复废弃电镀厂周边重金属镍污染的土壤,电场强度1 V/cm修复48 h得到67.2%土壤镍去除率,相对于传统的固定电极电动修复法镍31.5%去除效率,逼近电极法强化电动修复去除效率的提高,归因于靠近阳极产生了更多的H+和镍离子从土壤中解析出来,因此,强化了土壤重金属污染修复。     

铅锌矿区废弃地修复客土层的重金属污染特征分析

采集湖南郴州某典型铅锌矿区废弃地植物修复客土层（0~30 cm）及污染土层（30~50 cm）土壤,测定土壤中Cd、Cr、Cr⁶⁺、Cu、Ni、Pb、As和Hg的含量;采用地累积指数法、内梅罗指数法和潜在生态风险指数法对土壤中重金属的含量及污染程度进行定量评价;并通过BCR连续分级提取法分析重金属的形态.结果表明,客土的As含量以及污染土的Pb和As含量均远超出"土壤环境质量建设用地土壤污染风险管控标准（试行）-GB36600—2018"中第二类用地筛选值.对重金属含量和污染程度的评价结果表明,试验土壤主要以Pb和As污染为主,污染土中Cd、Cu、Pb和As的污染程度均高于客土.土壤中Cd和As的生态风险系数较高,最高分别达到了22.96和568.57.Cd和As是研究区域中土壤重金属潜在生态风险的主要贡献者;BCR结果表明,Cd在客土和污染土中均具有最高的生物有效性,酸可溶态Cd的最高占比达到31.9%.污染土和客土之间的混掺,污染土中活性金属向客土层的迁移以及植物根系分泌物的螯合作用都是导致客土层土壤中重金属总量和生物有效性增加的原因.本研究结果可为铅锌矿区废弃地重金属污染治理提供参考.     

试论重金属污染场地土壤修复技术

土壤重金属污染有着隐蔽、长期和不可逆等特点,重金属污染土壤修复技术包含的填埋法、稀释技术、土壤淋洗、植物修复等技术,实践过程中可以选择土壤修复组合技术,如动力修复联合植物修复、氧化还原联合固化稳定化等,确保达到理想的污染土壤修复效果。     

淋洗剂对多金属污染尾矿土壤的修复效应及技术研究

以我国南方某多金属复合污染尾矿土壤为研究对象,对土壤中重金属全量和各形态含量进行分析.通过系列振荡淋洗试验研究了蒸馏水、草酸、柠檬酸、乙酸、硝酸和EDTA对污染土壤的淋洗效果,筛选合适的淋洗剂及其最佳的液土比、液洗时间、淋洗次数等技术参数,并提出利用综合毒性消减指数来综合评价淋洗剂对污染土壤的修复效果.结果表明,该土壤以Cd和Pb污染最为严重,含量分别达52.2 mg.kg-1和4 836.5 mg.kg-1;淋洗剂对土壤中不同重金属元素的淋洗效果差异明显,其中对Cr的去除率最高仅为2.7%,而最多能去除约60%的Cd和Pb;蒸馏水对重金属几乎没有脱除效果,去除率都在0.1%以下,草酸和乙酸对重金属的去除率也较低,0.1 mol.L-1的EDTA是适合的高效淋洗剂;基于综合毒性消减指数和经济成本,选择在1∶6土水比2次淋洗3 h的技术条件.     

固定化微生物技术修复重金属污染土壤的研究进展

土壤修复产业在推进双碳行动、提高土壤碳汇能力上有着举足轻重的地位，而重金属污染具有的隐蔽性、持久性和不可逆性使得我国土壤重金属污染持续积累，影响了双碳目标的实现。固定化微生物技术作为生物修复法的一种，既可以减少传统的物理法、化学法在修复过程中产生的能源消耗和二次污染，又可以提高微生物密度、维持微生物活性，因此在修复重金属污染土壤方面具有广阔的发展前景。本文从固定方法、载体种类、微生物种类3个角度介绍了固定化微生物技术的分类，总结了该技术修复重金属污染的机理。根据不同的应用场景选择适配的载体和微生物可以达到事半功倍的效果。本综述汇总了固定化微生物技术在近五年内的研究发展现状，研究表明该技术可以有效修复重金属污染土壤，新型载体和新型微生物可以满足多种应用需求，还可以与植物修复技术联用以达到更加绿色低碳的修复效果。考虑到该技术未来的发展潜力，提出了固定化微生物技术的发展方向，旨在为固定化微生物技术修复重金属污染土壤的发展提供参考。     

西南某工矿污染区生态修复工程案例研究

工矿废弃地作为一种退化的生态系统,其环境介质受到污染且生态功能丧失。通过对西南某工矿污染区调查,根据其污染特征,采用区域分异的原则针对性地对矿渣堆积地和污染农田进行修复,调控生态因子如土壤养分、水分及微生物总数等,同时联合运用化学钝化及植物修复技术及农艺措施进行生态修复。结果显示:各工程措施实施之后,污染农田土壤中重金属稳定效果明显,场地中种植的农作物玉米、高粱所含重金属均达到食品安全标准。整个工程运用生态修复原理及原则,成功将一个退化的生态系统改造成农业生态系统,恢复了废弃地的生态功能。该设计及修复经验对于工矿废弃生态修复工程建设具有一定的参考意义。     

城市绿地不同管理方式土壤重金属污染及生态风险评价

土壤重金属污染是威胁城市生态环境的关键问题,为探究城市绿地不同管理措施下土壤修复效果,以城市不同管理措施绿地土壤为研究对象,测定复垦土地不同管理措施土壤中的Cr、Ni、Cu、Zn、As、Cd、Pb含量,并通过单因子污染指数法、内梅罗综合污染指数、地质累积指数法、潜在生态风险评价法定量分析了不同管理方式下土壤重金属污染及生态风险程度。结果表明:1)不同管理方式下土壤中Cr、Ni、Cu、Zn、As、Cd、Pb含量均高于陕西省背景值,不同管理方式下土壤重金属含量顺序为自然生长＞灌溉＞施肥;2)各重金属含量随土壤深度增加的变化趋势为逐渐减小或先减小后增加,且在20~40 cm深度取得最小值;3)Cd是造成该地区生态风险的主要元素,为轻污染,且是污染程度最高的元素。灌溉和施肥措施对土壤重金属污染修复效果优于自然生长,合理布设城市绿地措施有利于城市绿地土壤重金属污染修复、城市生态环境质量改善。     

多级筛分式淋洗设备在复合污染土壤修复项目中的工程应用

以受重金属、多环芳烃复合污染的工业遗留场地为修复对象,运用多级筛分式淋洗设备对复合污染土壤进行工程化实施,综合考虑场地污染土壤理化性质、污染物分布规律与污染物存在形态等因素,对污染土壤进行7级筛分和淋洗。运行结果表明:该设备操作简单、处理效率高、运行费用低,淋洗出料可达到修复标准,处理达标的石块和砾石可用于场地回填;砂砾、粗砂、中粗砂和细砂可作为建筑材料;仅有泥饼需要进行后续固化稳定化处理。该设备实现了我国自主研发土壤修复淋洗技术装备在应用层面从无到有的突破。     

东湖沉积物重金属来源与人类活动相关性分析

城市化和工业化进程给城市湖泊带来了很高的重金属污染负荷。为研究湖泊重金属污染的来源以及人类活动对湖泊重金属污染的影响,以武汉郭郑湖为例,测定了沉积物中几种常见痕量重金属元素Co、Cr、Pb、Cu、Zn、Ni的含量,并采用地累积指数法和归一化法对重金属污染物的污染程度和污染来源进行了分析。研究结果表明,溢流排污口处沉积物重金属污染程度较高,Zn、Cu和Pb的污染程度高于Co、Cr、Ni,为湖泊主要污染物。归一化法分析表明:Zn、Pb、Cu之间呈显著相关,均以人类活动输入为主要来源。在溢流排污口处Ni和Cr受人类活动影响较轻微,Co以自然来源为主;在湖心处Ni、Cr、Co均以自然来源为主。以上结果表明,对郭郑湖的治理应以Zn、Pb、Cu为主。     

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.     

河池市某废弃冶炼厂周边农田土壤重金属污染特征及风险评价

为了解河池市某废弃冶炼厂周围农田土壤重金属的分布特征及潜在风险,研究了该区域不同深度土壤中5种重金属（Cd、Pb、Cr、Cu、Zn）以及主要农作物的污染状况,采用多元统计分析、改进的内梅罗指数法、潜在生态危害指数法结合GIS插值进行土壤污染调查及生态风险评价。结果表明:土壤中Cd、Pb、Cr、Cu、Zn的平均含量均高于广西土壤环境背景值,其中Cd、Pb的富集情况较为明显,其含量分别高于GB 15618-2018《土壤环境质量农用地土壤污染风险管控标准（试行）》中的风险筛选值11.5,3.3倍。研究区土壤重金属含量空间分布呈现以毗邻冶炼厂的重污染区为中心,并向四周辐射的趋势,其中冶炼厂西北和东南方向含量较高。分析研究区土壤剖面重金属含量可知,Pb只有表层土壤含量超过土壤污染风险筛选值,Zn、Cr和Cu则不同深度土壤中的含量均低于风险筛选值,而Cd在各土层深度中的含量均超过农用地土壤污染风险管制值,表明该地区Cd污染严重,应重视土壤污染对农作物的生态风险及对地下水的潜在威胁。研究区主要农作物玉米、甘蔗中Pb、Cd、Cr的平均含量分别为GB 2762-2017《食品安全国家标准食品中污染物限量》中标准限值的21.87,18.48,7.34倍和7.97,3.73,6.25倍,超标率为100%。     

贵州省麻江县蓝莓基地土壤重金属污染及风险评价

为了研究麻江县蓝莓基地土壤中8种重金属元素(Hg、Cd、As、Pb、Cu、Ni、Cr和Zn)的分布特征、污染程度、潜在生态风险及其来源。采用ICP-MS和AFS分别测定了麻江县6个蓝莓基地18件土壤样品中的8种重金属元素含量,并采用地累积指数法、内梅罗污染指数法、富集因子法、潜在生态污染指数法对蓝莓基地土壤重金属元素富集程度和潜在生态风险进行了评价,同时结合相关性分析和聚类分析对麻江蓝莓基地土壤重金属来源进行了探讨。结果表明,麻江蓝莓基地土壤Hg、Cd、As、Pb、Cu、Ni、Cr和Zn的平均值分别为0. 24、0. 30、35、35、22、27、62、79 mg/kg,Hg、As和Pb平均值高于贵州省土壤背景值,Hg和As污染严重。地累积指数法、内梅罗污染指数法、富集因子法、单项污染指数法的评价结果基本一致,其评价结果表明,麻江蓝莓基地土壤中的Hg、As、Pb受到了不同程度的污染。综合污染指数法评价结果表明,陡坡坪、乌卡坪和白竹林蓝莓基地土壤已受到重金属的轻度污染;陈家山、乌羊麻和甘溪蓝莓基地土壤已受到重金属的中度污染。潜在生态污染指数法评价结果表明,陡坡坪、乌卡坪和白竹林蓝莓基地土壤8种重金属存在轻微潜在生态风险,陈家山、乌羊麻和甘溪蓝莓基地土壤8种重金属存在强潜在生态风险。相关性分析和聚类分析表明,Ni、Zn、Cu、Cr和Cd相关性显著并聚为一类,主要来源于自然地质背景; As和Pb相关性极显著并聚为一类,主要受动物粪便、农药、汽车尾气等复合因素的影响; Hg与其他7种重金属之间无相关或相关性不显著,单独聚为一类,主要来源于燃煤。     

太原市汾河河岸带土壤重金属分布特征、评价与来源解析

为了解太原城区段汾河河岸带土壤中重金属污染现状,分析了太原城区段汾河西岸河岸带表层土壤6种重金属元素(Cd、Cr、Pb、Cu、Zn和Hg)的含量状况及其分布特征,利用单因子污染指数法、地累积指数法和潜在生态风险指数法对重金属的污染程度及其生态风险进行评价,并用相关性分析、主成分分析和聚类分析进行源解析.结果表明,太原城区段汾河西岸河岸带土壤中Cr和Cu的均值低于山西省土壤背景值,Cd、Pb、Zn和Hg的均值超过背景值,Cd和Hg的点位超标率大于90%.沿河流方向,6种重金属含量降低,高值在二期北延段C断面.污染评价结果表明,Hg具有强生态危害,Cd具有中等强度生态危害,其它4种重金属是轻微生态危害,各样点综合潜在生态风险为中等.相关性分析、主成分分析和聚类分析结果表明,Zn、Pb和Cd具有同源性,主要受交通运输、农业生产活动和矿业活动等人为源的影响;Hg和Cu来源相似,污染源为工业生产,并且Cu在一定程度上受交通运输和农业活动的影响;Cr的污染源是成土母质和工业生产.     

南阳盆地东部山区土壤重金属分布特征及生态风险评价

通过分析南阳盆地东部山区表层土壤（0~20 cm）样品的As、Hg、Cd、Cr、Pb、Zn、Ni和Cu等8种重金属含量和pH值,对土壤重金属的空间分布特征、污染程度和生态风险进行研究,并对重金属的来源进行分析.结果表明,研究区内土壤Cd、Cu、Cr、Ni、Pb、Zn和As含量相比于土壤污染风险筛选值存在不同程度的超标.土壤重金属空间分布呈面状和岛状分布.含量高值区主要分布在研究区南部,且与矿区分布相吻合.除了少数样点的土壤以外,大部分样点未受到污染,Cd的污染最为严重.As、Cr、Pb、Zn、Ni和Cu在几乎全部地区的潜在生态风险系数为轻微风险等级,Cd和Hg的潜在生态风险系数为中等风险等级占比最高.研究区综合土壤重金属潜在很强和强生态风险指数占比较高,分别为58.93%和37.66%.土壤Hg、Cd和Pb主要受到矿产开采等人类活动的影响,As主要受到研究区地质背景的影响,Zn、Ni、Cr和Cu同时受到人类活动和地质背景的影响.研究区矿产资源的开采是造成土壤污染及生态风险的主要原因.     

长沙市近郊莲花镇土壤重金属生态风险评价

选择长沙市近郊的莲花镇作为研究对象,采集了镇域范围内54个土壤样品,运用综合的生态风险评价方法对Hg、Cd、As、Pb、Cr 5种土壤重金属元素污染程度及对人体的健康危害程度进行评价。结果表明:1)5种重金属元素的污染程度排序为Cd > Hg > Pb > As > Cr,Cd呈现重度污染;Cd和Pb空间变异显著,其来源受人为干扰程度高。2)5种重金属元素的潜在生态危害排序为Cd > Hg > As > Pb > Cr,Cd和Hg处于强生态危害程度,是研究区域土壤重金属污染的主要因子;研究区域综合潜在生态风险达到强生态危害等级。3)"手-口"摄入是土壤重金属暴露的主要途径,儿童的非致癌暴露剂量远大于成人。5种重金属对儿童和成人所产生的非致癌风险商和非致癌风险指数均<1,不存在非致癌健康风险。4)Cr的致癌风险指数>10-4,具有极高的致癌风险;Cd和As的致癌风险指数为10-6~10-4,处于可以接受的风险范围。Cr、As的污染有不断加剧的趋势,成为影响人体健康的主要因子,应引起关注。     

江西崇义县小江流域重金属污染现状及评价

在采样和分析测试的基础上,对江西崇义县小江流域水体、河道表层沉积物、农田土壤和农作物中重金属的污染现状进行了研究,对河道表层沉积物和农田土壤中的重金属进行了潜在生态风险评价. 结果表明:小江流域水体中主要污染物为As和Pb,ρ(As)和ρ(Pb)最高值分别为0.241和0.054 mg/L;河道表层沉积物中主要污染物为As和Cd,w(As)和w(Cd)最高值分别为1 815.71和19.23 mg/kg;农田土壤中主要污染物为Ni、Cu、Zn、As和Cd,w(Ni)、w(Cu)、w(Zn)、w(As)和w(Cd)最高值分别为74.47、428.08、393.05、1 599.71和28.53 mg/kg;农作物中w(Cr)、w(As)、w(Cd)和w(Pb)较高,其最高值分别为15.15、58.45、6.77和13.98 mg/kg. 沉积物中各重金属生态风险大小依次为As＞Cd＞Cu＞Zn＞Cr,重金属总体生态风险程度表现为下游＞中游＞上游,具有大于“强”的生态风险程度. 农田土壤中各重金属生态风险大小依次为Cd＞As＞Cu＞Zn＞Cr,整体生态风险除3号采样点为“中等”外,其他采样点均为“强”及以上. 总体而言,小江流域As污染极为严重. 针对小江重金属污染特征,提出采取污染源源头控制、河道生态修复、加强重金属监测与管理等治理措施.      

临水河表层沉积物中的重金属污染评价

选取临水河底部表层沉积物为研究对象,采用地质累积指数、潜在生态危害指数对其重金属污染进行评价。结果表明:沉积物Cr、Cd、Cu、Pb的含量介于203.971~412.363 mg/kg,浓度由高到低依次为Cr>Cu>Pb>Cd;Cd、Cu、Pb的空间变异系数较大,依次为82.8%、65.1%和43.1%,表明这3种重金属可能存在点源污染;Cr的空间变异系数较小,为28.2%,说明该重金属可能存在面源污染。地质累积指数表明:Cd和Cr的污染等级分别为3~5级和1~2级,为中度污染到极强度污染,Cu和Pb无污染。潜在生态危害指数RI值为280.54~879.27,污染程度为中等污染至很强污染。Cd为河流表层沉积物重金属污染的最大贡献者。