干旱区绿洲农田土壤微量元素有效态含量空间分布特征

采用地统计学和GIS相结合的方法,对甘肃省张掖山丹县和民乐县农田耕层土壤中有效态Fe,Cu,Zn,Mn,Ni和Co含量的空间变异特征、分布规律及影响因素进行了研究. 结果表明,研究区有效态Fe和Zn含量较缺乏,6种微量元素均属中等变异强度. 有效态Cu,Zn和Ni含量的最适半方差模型为球状模型,Fe和Co为指数模型,Mn为高斯模型;有效态Fe,Cu,Mn,Ni和Co含量具有强烈空间相关性,有效态Zn含量具有中等空间相关性;6种微量元素有效态含量的变程大小顺序为Fe＞Ni＞Zn＞Co＞Mn＞Cu. 有效态Fe和Ni含量呈明显的带状分布,总体上为由南向北递减,有效态Mn和Co含量呈岛状分布;有效态Fe和Zn含量处于中等及偏低水平,而有效态Cu,Mn和Ni含量处于中等及丰富水平. 此外,土壤有机质含量对研究区主要微量元素(Cu除外)有效态含量的影响最大.      

上海城市样带土壤重金属空间变异特征及污染评价

为揭示城市化、工业化等人为活动对土壤环境质量的影响,选择能反映上海城郊乡梯度差异的城市样带,采用地统计学方法对表层土壤样品Cu、Zn、Pb、Cr、Mn共5种重金属的空间变异结构和分布格局进行了分析,并利用单因子指数法和内梅罗综合指数法评价了土壤重金属的污染程度.结果表明:土壤样品Cu、Pb、Zn、Cr、Mn这5种重金属平均含量分别为27.80、28.86、99.36、87.72、556.97 mg.kg-1.表层土壤Cu、Cr、Mn、Pb、Zn均属中等变异,Mn、Cr呈正态分布,Cu、Pb、Zn呈对数正态分布;半方差函数模型拟合结果显示Cu、Pb、Zn、Cr符合线状模型,Mn符合指数模型.通过泛克里格插值得到城市样带表层土壤重金属含量空间分布图,发现Cu呈条带状,Cr、Mn呈岛状,Pb、Zn呈条带和岛状分布相结合的特点.土壤污染评价结果说明土壤Cr、Zn、Pb污染相对严重.土壤Cr、Zn、Pb、Mn和Cu之间呈显著相关,土壤重金属之间表现为复合污染.土壤重金属污染城郊乡梯度差异明显,工业化、城市化与城市土壤重金属空间分布密切相关.     

城市表层土壤磁化率与重金属含量分布的相关性研究

以西安城市表层土壤为对象,测定表层土壤样品的磁化率和Co、Cr、Cu、Pb、Sn、Sr、Ba的含量,探讨表层土壤Co、Cr、Cu、Pb、Sn、Sr、Ba含量与磁化率的空间分布规律及二者的相关性.研究表明,西安城市表层土壤重金属含量与磁化率均具有中等程度的变异水平,所测7种重金属元素的平均含量均高于西安市主要土壤类型———褐土表层土壤背景值;土壤中Co、Cr、Cu、Pb、Sn、Sr、Ba的含量均与低频磁化率(χLF)呈显著正相关,而与频率磁化率(χFD)呈显著负相关;土壤低频磁化率的空间分布与重金属Pb、Cu的变化趋势相似,频率磁化率则与Co、Cr、Ba等元素的空间变化趋势相反.污染评价结果显示,西安市土壤重金属处于中度污染,污染负荷指数的空间变化与磁化率指标高度相关.因此土壤磁化率可作为研究城市土壤重金属污染的辅助手段.     

秦王川盆地土壤重金属来源、分布及污染评价

为探究秦王川盆地土壤重金属的来源、分布及污染情况,测定了研究区51个表层土壤样品的8种重金属（Cr、Zn、Cu、As、Pb、Mn、Ni、Cd）总量和pH值;采用多元统计、地质统计方法和GIS技术对重金属的来源、空间变异结构和分布进行了研究,利用污染指数法和模糊综合评判法对重金属污染进行了评价.结果表明：Zn、Ni含量均值大于当地背景值,其余重金属含量均值都低于背景值;Cd属于强变异,其余均为中等变异,Zn、Cr服从对数正态分布,其余均服从正态分布;Cr、Cu、As、Pb、Mn主要为成土母质等自然来源,Cd、Ni主要来源于工业、交通污染,Zn主要来源于农业生产;Zn、As、Ni、Cd的空间分布呈岛状,Cu、Mn呈带状分布,Cr、Pb呈岛状和带状分布相结合的特点;污染指数评价结果为Cr、Cu、Pb处在警戒线,As、Mn、Ni属于轻度污染,Cd为中度污染,Zn为重度污染;模糊综合评判得出1个土样为轻度污染,2个为警戒程度,其余为安全;土壤质量标准是反映土壤质量的依据,总体看,研究区土壤重金属环境质量良好,均未超过国家土壤环境质量二级标准.     

长期不同耕作方式对紫色水稻土重金属含量及有效性的影响

通过长期定位试验,研究了常规平作、水旱轮作、免耕冬水、垄作免耕和厢作免耕5种耕作方式对紫色水稻土剖面重金属(Fe、Mn、Cu、Zn、Pb、Cd)总量、有效量及水稻根、茎叶和糙米重金属含量的影响.结果表明,经过22 a的耕作,5种耕作方式对紫色水稻土剖面Fe、Cu、Zn、Pb、Cd总量的剖面分布状况影响不显著,而对土壤Mn的剖面分布状况影响显著,常规平作、水旱轮作及免耕冬水均导致表层土壤Mn向下层淋失.5种耕作方式下土壤Fe、Cu、Zn、Pb和Cd的有效量均随土层深度的增加呈降低趋势,而常规平作、免耕冬水、垄作免耕及厢作免耕土壤Mn有效量则表现出随土层深度的增加而增高的趋势.5种耕作方式下,表层土壤Fe、Mn有效量以水旱轮作最高,Zn、Pb有效量以常规平作最高,而Cu有效量受耕作方式的影响不显著.相关分析结果表明,表层土壤有效Fe与pH呈极显著的负相关关系,与有机质呈显著的负相关关系,有效Mn与pH和有机质均呈极显著的负相关关系,有效Zn与总Zn呈显著正相关关系.水旱轮作、垄作免耕及厢作免耕条件下水稻根部Fe、Mn含量,茎叶Fe、Mn、Cu、Cd含量,糙米Cu含量均高于常规平作和免耕冬水,水旱轮作能明显降低Cd向糙米的迁移系数,对降低糙米Cd含量有明显的效果,且水旱轮作条件下糙米Cd含量低于国家食品卫生标准.水稻根部Fe含量与pH呈极显著负相关关系,与有效Fe呈极显著正相关关系,根部Mn含量与pH呈极显著负相关关系,与有效Mn呈极显著正相关关系,茎叶中Mn含量与pH呈显著的负相关关系,与总Mn及有效Mn呈显著的正相关关系,茎叶和糙米Cu含量与pH均呈极显著的负相关关系,糙米中Zn含量与pH呈显著负相关关系,与CEC呈极显著正相关关系.结果表明,耕作方式主要通过影响土壤pH而影响土壤重金属的有效量及水稻重金属的含量,水旱轮作可提高表层土壤Fe、Mn活性,降低土壤Zn、Pb和Cd活性,并能在一定程度上降低糙米Pb、Cd含量,但也应注意长期的水旱轮作可能会导致表层土壤Mn过度向下层淋溶.     

焦作市雨水中重金属特征

对焦作市的降水的pH值、重金属浓度进行监测和分析,并分析其中的重金属浓度变化规律以及与pH值、温度、降雨量、其采样间气象条件的关系,从而推测出当前焦作市的空气污染状况。结果表明：焦作市高新区属于弱酸雨区。其中重金属平均含量大小依次为Fe〉Cu〉Mn〉Zn〉Pb〉Ni;样品中Fe的浓度较高,且受pH值和降雨量的影响较大;Cu的含量基本上均在0．08mg／1-0．10mg／l以内,同时其浓度与降雨量呈正相关;Mn的浓度远远低于Fe的浓度,且在样品5和11中浓度达到峰值;Zn的浓度较高,且在样品5和17中浓度达到峰值。Ni和Pb的含量较低;Pb的浓度与pH值呈负相关,Cu、Zn、Mn、Fe四种金属的浓度变化与pH值的相关性总体上呈正线性相关。其相关系数大小依次RMn〉RFe〉RZn〉RCu;Cu、Zn、Mn、Fe四种金属的浓度变化与样品总体积的相关性总体上Cu、Zn呈正线性相关,Mn、Fe呈负线性相关。其相关系数大小依次RFe〉RMn〉RCu〉RZn.     

典型岩溶区植被恢复对土壤养分的影响

对典型岩溶地区不同植被恢复(草丛、灌草丛、灌丛、乔幼林和成熟林)过程中的土壤养分进行研究,结果表明:土壤养分随着植被的恢复呈波折状上升,但是各恢复阶段过程中的土壤有机质、有效N、P、K、有效Zn、Cu、Mn、Fe含量存在无显著性差异(P0.05),弃耕后2～3年的草丛土壤养分含量可以达到成熟林的养分水平;土壤pH值与有机质、有效N、P、K、有效Zn、Cu、Mn、Fe含量存在不同程度的负相关关系,降低土壤的pH值,可以有效的提高石灰土肥力;土壤养分具有明显的表聚性。在岩溶区,退耕还草、退耕还林、种植牧草和自然恢复是石漠化地区较好的生态重建和植被恢复方式。     

长三角湖州市土壤磁化率与铜、锌有效量和全量分布规律

通过对84个地表土样、17个剖面土样和11个基岩样的磁参数与化学分析测试,对湖州市土壤磁化率与重金属元素Cu、Zn有效量和全量分布规律、成因及两者的相关性进行了研究。研究发现:①表层土壤磁化率高值异常区总体上与土壤重金属元素Cu、Zn有效量和全量高值分布区吻合程度非常高;剖面土壤磁化率值与Cu、Zn有效量和全量含量总体上均呈现出向下递减的相同特点。②表层土壤磁化率与Cu、Zn有效量和全量高值异常均系人类经济工程活动影响所致,主要与当地城镇生活垃圾随意堆放、垃圾施肥、工业“三废”排放、农药和化肥的过量使用等有关。③表层土壤磁化率值与重金属元素Cu、Zn有效量和全量含量之间在不同环境条件下相关性存在明显差异。     

额尔齐斯河土壤重金属含量空间变异特征

以额尔齐斯河流域为研究对象,布设106个土壤采样点,采样测定表层0~40 cm土壤中重金属Cu、Zn、As、Pb及盐分含量,应用统计学和地统计学的方法分析数据的统计特征和结构特征,借助GIS技术,讨论了额尔齐斯河流域重金属及盐分含量的空间分布特征。结果表明:重金属Cu、Zn、As和Pb在土壤中的累积量分别介于17.110~157.540,56.360~2 032.980,6.370~19.880,12.19~131.520mg/kg之间,且Zn和Pb的含量远高于新疆土壤重金属元素背景值,表明了研究区Zn和Pb是区域主要污染物,具有高度累积的趋势;重金属As与Pb的块金系数最高,空间相关性较弱。而Cu与Zn的块金值相对较低,空间相关性较高,揭示重金属结构性变异和随机性变异的复合作用。土壤盐分为线性模型,主要为随机性变异,pH呈现高斯模型,结构性变异程度明显;重金属空间分布差异明显,Cu与pH、全盐的空间分布呈现较好的一致性,空间分布呈现环岛状,Zn含量分布东北多西南少,As与Pb分布北多南少,表现出较强的独立性和随机性。研究对流域重金属污染的风险评估具有借鉴意义。     

N、P添加对亚热带森林土壤重金属活性的影响

文章为阐明杉木林土壤重金属含量及其与环境因子的关系,对杉木林进行氮磷添加,设置4个不同处理(CK、N1、N2和P),测定了土壤Cr、Cu、Fe、Mn和Zn含量以及土壤基本理化性质。结果表明:N、P添加后,在6种处理中,杉木林土壤重金属的含量FeMnCrCuZn,Cr和Cu的相对增加量为正值,而Mn和Zn相对增加量基本为负值。Pearson相关分析表明pH与Fe表现出显著正相关性,并且重金属元素之间也有一定的相关性。冗余分析表明全磷和pH值对土壤金属Cr和Cu活性的影响较大,土壤全碳、全氮和含水量对金属Mn、Zn和Fe活性较大。路径分析表明各影响因素之间的直接和间接效应最终通过级联效应影响重金属活性。     

辽宁省阜新市主城区表土磁化率与重金属特征及关系的定量分析

煤炭城市表土的磁学特征与重金属累积存在密切联系,但其确切的数量关系仍然模糊.以阜新市主城区表土（0~20 cm）为研究对象,通过对磁化率及重金属（Cu、Zn、Cd、Hg）含量的测试以及空间插值分析,系统分析了表土的磁化率特征、重金属富集特征,并运用通径分析明确了二者的数量关系.结果表明:①阜新市主城区表土质量磁化率（χ_lf）、频率磁化率（χ_fd）平均值分别为196.88×10-8 m3/kg、2.41%,二者变异程度均较高;χ_lf高值主要集中在主城区的中心（围绕海州露天煤矿）及西北部,而χ_fd高值区则大体与χ_lf低值区对应,且呈斑状分布的格局特点.②Cu、Zn、Cd、Hg的平均含量分别为45.13、107.96、0.13、0.11 mg/kg,且点源污染特征明显;其中,Cu、Zn、Cd的富集多集中于经济活动频繁的主城区中心区域及海州露天矿的周边地带,Hg含量的高值区主要沿着细河呈东北-西南方向的带状分布特征.③主城区表土χ_lf与Cu、Zn、Cd的含量均呈显著正相关,且χ_lf与Zn、Cu含量存在χ_lf=-161.122+1.437[Zn]+4.729[Cu]的数量关系;χ_fd与Zn、Cd含量均呈显著负相关,且χ_fd与Cd含量存在χ_fd=3.720-10.154[Cd]的线性关系.研究显示,阜新市主城区表土重金属存在明显富集,其中,Cu、Zn、Cd的累积程度与磁化率呈显著相关,在城市表土环境的监测治理工作中,宜采用简便快捷的磁化率测试以指示相应重金属的富集状况.      

沈阳浑河冲洪积扇土壤的重金属空间分布特征及来源

以沈阳市浑河冲洪积扇下游的彰驿站镇为研究区,实测分析了98个土壤表层(0~20 cm)样品中的w(Cr)、w(Cu)、w(Mn)、w(Ni)、w(Pb)、w(Zn)、w(Fe)、w(Hg)、w(As)和w(Cd),运用地统计学空间分析与多元统计源分析相结合的方法,对土壤中各重金属的质量分数、分布特征及其来源进行研究. 结果表明:除w(As)外,其余重金属的质量分数均超过辽宁省土壤中相应重金属的背景值,其中Hg和Cd积累最为显著,w(Hg)和w(Cd)分别是其相应背景值的2.33和5.44倍,对应的采样点中高于背景值的比例均接近100%,呈明显累积趋势. 地统计学空间分析表明,w(Ni)、w(Cr)和w(Fe)受土壤母质、地形等结构性变异主导,其他重金属质量分数主要受人为活动等随机因子的影响,w(Cu)、w(Pb)、w(Zn)、w(Hg)和w(Cd)分布规律比较相似,元素来源较为集中;10种重金属元素的来源可分为3类,其中Cr、Ni、Fe和Mn主要受自然因素的影响,Pb、Zn、Hg和Cd主要受人为因素的影响,而Cu和As受2种因素的协同影响.      

珠江三角洲大气干沉降金属元素浓度和来源分析

本文对珠三角地区137个大气干沉降样品中金属元素含量和来源进行了分析。金属元素几何平均浓度高低依次为Fe>Zn>Mn>Pb>Cu>(Ni,Cr,Rb)>V>(Li,Y)>Co>(Cd,Cs)>Tl,其中Fe的浓度最高为31573mg/kg,Tl的浓度最低为1.0mg/kg,金属元素浓度主要与周边环境和当地发展类型影响有关,采样点位于工业区周边的金属元素浓度最高,城市居民区和近郊区次之,远离城市和工业地区的相对较低。富集因子分析表明Cd、Zn、Cu、Ni和Pb元素受人类活动影响显著,污染严重;相关性分析得出Cu、Pb、Zn具有显著性相关,Cr、Ni分别与Mn、Co、Li、Zn显著性相关,表明它们可能具有相同来源;因子分析得出Rb、Cs、Y、Mn、Ni、Li、Co主要受到土壤扬尘来源的影响,Pb、Cu、Cd及Ni、Cr与当地工业化和城市化过程密切相关,其中Pb元素主要受到燃煤和交通扬尘的污染,Cu和Cd元素主要来源于工业生产中产生的重金属污染。     

小尺度农田土壤中重金属的统计分析与空间分布研究

对北京市东南郊大兴区某生态农场的4个地块进行了采样分析,测定了表层土壤中Cu、Zn、Cr、Pb和Cd的含量.统计结果表明,3块大田的土壤性质之间没有显著差异,而大田与菜地间的差异较大.大田的重金属含量低于国家一级土壤质量标准,而菜地个别采样点的Cu高于一级标准,Cd高于二级标准.进一步通过相关性分析和主成分分析,研究区域土壤中的重金属可以由3个主成分反映,Cu、Zn和Cd为第一主成分,Pb和Cr为第二和第三主成分.对3个主成分因子进行空间分析,用高斯模型来拟和主成分因子的半方差函数效果最佳.第一主成分有较好的空间相关性,而第二和第三主成分的空间相关性较弱.在GIS平台上,应用克里格插值法作图分析了主成分因子的空间分布特性.第一主成分在菜地的值高于大田,第二和第三主成分从东向西逐渐降低.这一分布结果表明,土壤中Cd、Cu和Zn积累来源于蔬菜生产中的农业投入,Pb和Cr受外界影响较小.     

典型小城市土壤重金属空间异质性及其风险评价:以临安市为例

城市土壤是城市生态系统不可分割的一部分,与城市居民的人体健康和生活质量密切相关.本研究以浙江省典型小城市——临安市为研究样区,共采集62个土壤表层样品(0~15 cm,样品采样密度:5个·km~(-2)),基于多元统计学、地统计学结合GIS技术研究该地区土壤重金属的污染特征、空间变异结构与分布规律.土壤重金属Mn全量、Cu全量、Zn全量、Pb全量、Cr全量、Cd全量的平均含量分别为439.42、42.23、196.80、62.55、63.65、0.22 mg·kg~(-1),与浙江省土壤背景值及环境质量标准相比较,这些重金属在临安市存在不同程度的累积,局部污染严重.单个重金属潜在生态风险危害指数表明,Pb的潜在生态危害指数最高.p H与大部分重金属全量以及重金属全量之间存在显著相关关系.研究区土壤Pb、Zn和Cu主要来自于城市交通运输工具的使用和尾气排放,而Mn和Cr主要来自于母岩,Cd主要由市区工厂的长期有害物质排放.研究区土壤重金属全量及其有效态均具有较强的空间自相关性[C_0/(C_0+C)50%],其空间分布特征受人为活动的影响极为明显.