塔儿山铁矿区土壤重金属污染评价及来源分析

通过采样分析山西省临汾市塔儿山铁矿区土壤中重金属元素的含量,揭示塔儿山铁矿区土壤中重金属污染的程度和来源,为矿区土壤污染治理修复提供参考依据。在尾矿区、复垦区、当地原始农业土壤区、处理污灌农地土区分别随机采集土壤样品,并进行9种重金属含量测定,采用地累积指数法和变异系数进行污染等级评价分析,并测定了土壤p H值。矿区As、Se、Zn、Pb 4种元素达到强度污染标准,Cd、Cr、Cu、Ni 4种元素为轻中度污染,无Hg元素污染;铁矿区土壤的p H值高于8.0,属于强碱性,不利于农作物的正常生长发育。粗放的铁矿开采活动是产生重金属污染的主要原因。     

用纳米材料修复污染土壤

<正>土壤污染问题日益得到重视。近期,我国科学家针对酸性土壤重金属污染修复的研究取得重要进展,为治理酸性土壤和重金属污染提供一种新思路:利用黏土、生物炭等天然材料制备出一种复合纳米材料,材料呈多孔纳米网络结构,其不仅能够固定土壤中盐基阳离子,提高土壤p H值,从根本上修复酸性土壤,还能够还原、吸附土壤中的重金属离子。据悉,该项技术优先适用于农田地块,可使植物中六价铬的富集量降低60%。另     

珠海市农用地土壤重金属污染情况调查

文章采用电感耦合等离子体发射光谱法对珠海市基本农田规划区的土壤样品进行测定分析,主要研究土壤p H值以及土壤中铜、锌、铅、镉、铬、镍、汞、砷八种重金属污染情况,对研究区域的土壤进行质量评价和潜在生态危害评估。进而获得珠海市农田土壤重金属污染基本状况,并为往后的土壤修复相关技术研究提供参考。研究发现有7%的土壤处于中污染状态,53%的土壤处于轻污染状态。珠海市基本农田规划区土壤均处于轻微生态危害。     

尾砂库溃坝对大环江沉积物中重金属的影响

为研究2001年特大洪水导致的北山铅锌矿尾砂库溃坝对大环江沉积物中重金属含量的影响及其潜在的生态风险,沿大环江自北向南设置了21个样点,共采集沉积物样品77个;分别采用SQG(沉积物质量基准)、PLC(污染负荷指数)和Hankson潜在生态风险指数法,对尾砂库下方大环江沉积物表层及剖面中As、Pb、Cd、Cu和Zn 5种重金属进行了分析和评价. 结果表明:大环江沉积物剖面pH平均值在2.09~7.51之间,其中38.1%的采样点土壤pH低于环江县背景值上限;表层(0~25 cm)沉积物中w(As)、w(Pb)、w(Cd)、w(Cu)和w(Zn)的平均值分别是环江谷地土壤平均值的3.2、20.0、59.2、2.1、17.0倍. 沉积物剖面的重金属质量分数分布主要有自上而下先降后升或先升后降2类规律,w(As)与w(Pb)、w(Cu),w(Pb)与w(Cu)、w(Zn),w(Cd)与w(Zn)均呈显著相关. 根据SQG法评估结果,大环江沉积物剖面首层(0~22 cm)w(As)、w(Pb)、w(Cd)和w(Zn)已对水域生物产生严重影响;大环江流域的PLI为2.57,属于极强污染;以环江县土壤背景值为参比值的Hankson潜在生态风险指数分析结果显示,大环江表层沉积物呈现强~极强的生态风险,5种重金属的污染程度为Cd＞Pb＞As＞Zn＞Cu. 尾砂库溃坝导致大环江沉积物中重金属质量分数陡然升高且难以恢复.      

试论农业生态修复技术在农田土壤重金属污染中的应用

在农田土壤重金属污染中,重金属的毒性较大,而且经过动植物的食物链威胁生态及人体健康。在工业化发展中,农药化肥的使用越来越频繁,进一步加剧了农田土壤重金属污染。积极研究农业生态修复技术在农田土壤重金属污染中的应用,将有效促进农业的健康发展。     

实际污染土壤和模拟污染土壤垂直电动修复效果对比

为加深对电动修复技术理论的理解及提供实际污染土壤修复技术科学依据,以实际污染土壤和人为污染土壤为研究对象,采用垂直电动修复技术,着重对比了实际污染土壤和人为污染土壤的电流强度、pH和土壤中重金属迁移率。结果表明:1）电动修复过程中,实际污染土壤和人为污染土壤具有相似的电流峰形,但是人为污染土壤电流值约为实际污染土壤电流值的2倍,指示人为污染发生了更多的离子迁移。2）电动修复结束后,距离阳极越近的土壤pH越低,阴极附近区域的土壤pH显著升高,实际污染土壤和人为污染土壤pH变化规律相似,阴极pH的升高可起到深层固定重金属的效果。3）对于实际污染土壤,垂直电动修复技术对0~5 cm土层Cd、Pb、Cu和Zn造成一定的向下迁移,Cd和Zn在5~10 cm土层也有一定迁移,但该土层中Pb和Cu产生积累,其余土层变化不明显。4）对于人为污染土壤,Cd迁移明显且在最底层（35~40 cm）积累,Zn、Cu在表层（0~20 cm）有一定迁移,但是Pb只在最表层（0~5 cm）有一定迁移,其余土层变化不明显。5）对比实际污染土壤和人为污染土壤,实际污染土壤具有明显较低的重金属迁移率,人为污染土壤重金属由于老化时间较短（2个月）,Cd和Zn具有较高的迁移率。因此,人为污染土壤的研究结果不一定适用于实际污染土壤。     

生物质炭对土壤-植物系统重金属迁移转化的影响机制

中国土壤重金属污染严重,给人居环境和人体健康带来严重威胁,如何修复被重金属污染的农田土壤,实现农业安全生产成为当前农学和环境科学领域关注的焦点问题。近年来,生物质炭改善农田环境质量,减缓农业温室气体排放方面的报道不断涌现,生物质炭也常被用于重金属污染农田土壤的生态修复。结合生物质炭的理化特性,综述了生物质炭影响土壤-作物系统重金属迁移转化的可能理论机制,分析了生物质炭修复重金属污染土壤效果的影响因素,并从生物质炭应用的环境风险和效益评价、制备技术和装备研发、修复重金属污染土壤理论和技术等方面提出了未来该领域应该加强的研究方面。     

关于农田土壤重金属污染与修复技术的研究

城镇化农业化的步伐加快,随之环境污染逐渐加重,尤其是农田土壤重金属污染不容小看,重金属具有不可逆转性,很容易的食物链中积累,因此引起广泛关注和讨论。本文简述农田土壤的重金属污染,就其修复技术——农业工程修复技术、化学和物理修复技术、生物修复技术进行详细讨论。     

广西环江铅锌矿尾砂坝坍塌对农田土壤的污染及其特征

广西环江县因铅锌金属矿区尾砂坝坍塌导致大面积农田污染甚至绝收.为此,对矿区下游污染区和非污染区的农田土壤、尾砂和河流沉积物进行了系统调查和研究.调查结果表明,农田遭受As、Pb、Zn和cd污染,土壤酸化严重,pH值最低至2.5,全硫含量高达2.29%.X-衍射鉴定结果表明,受污染土壤中存在大量硫铁矿,这是导致土壤酸化的主要物质.由于强酸性淋溶作用的影响,污染农田中La、Ce和Nd等稀土元素发生明显的向下淋溶现象,导致表层土壤La、Ce和Nd元素含量明显低于未污染农田.从土壤剖面分布来看,污染点的土壤中As、Pb和Zn仍主要集中分布在表层0～30 cm范围,发生土壤酸化现象的土层深度仍局限于0～70 cm范围.     

庆阳市市区及环江—泾河沿岸土壤重金属含量生态风险评价

为评估庆阳市市区与环江—泾河沿岸表层土壤中重金属含量与生态风险状况,本文采集了18组现代表层土壤样品,采用石墨炉原子吸收光谱法等方法测定了7种土壤重金属元素（Pb、As、Cd、Cr、Hg、Cu、Zn）的含量,利用单因子指数法、内梅罗综合污染指数法、地累积指数等评价方法,探讨了研究区土壤重金属含量、污染程度和生态风险,并利用皮尔逊相关分析和主成分因子分析对市区和河流进行源解析。结果表明：（1）对土壤重金属含量利用变异系数和峰度系数进行特征分析,显示人类活动干扰土壤环境比较明显;（2）与国家土壤环境标准（GB 36600—2018）对比发现,庆阳市市区Cr元素存在严重富集,其余元素均处于安全范围之内;（3）各类污染指数表明,Cd和Pb在研究区的污染最为突出,均高于其他土壤重金属的污染水平,其余土壤重金属基本无污染;（4）对市区各土壤重金属进行相关性分析后,发现庆阳市市区的土壤重金属除与母质成分有关外,在很大程度上与强烈的人类活动密切相关;环江—泾河沿岸的土壤重金属元素间也具有相关伴生关系,经过主成分分析后土壤重金属富集主要是自然来源和农业生产。     

Elemental sulfur effects on Pb and Zn uptake by Indian mustard and winter wheat

A pot experiment was conducted to investigate the influence of elemental sulfur to contaminated soil on plant uptake by a heavy metal hyperaccumulator, Indian mustard( Brassica juncea ) and a field crop, winter wheat( Triticum. aestivum). Elemental sulfur(S) with different rates was carried out, they were 0(S0 ), 20(S20 ), 40(S40 ), 80(S80 ), and 160(S160 ) mmol/kg respectively. Extra pots with the same rates of S but without plants were used for soil sampling to monitor pH and CaCl2-extractable heavy metal changes. The results showed that S enhanced phytoextraction of Pb and Zn from contaminated soil. Application S effectively decreased soil pH down to 1.1 as the most at the rate of Sl60. The concentrations of CaCl2-extractable Pb and Zn in soil and uptake of Pb and Zn by the plants were increased with soil pH decreased. A good correlation between CaCl2-extractable Pb/Zn and soil pH was found( Rpb^2 = 0.847 and RZn^2 = 0,991, n = 25). With S application, soil CaCl2-extractable Pb and Zn concentrations, concentration of Pb and Zn in plants and the amount of removal by plant uptake were significanfly higher than those without S. Under the treatment of S160, the highest CaCl2-extmctable Pb and Zn were observed, they were 4.23 mg/kg and 0.40 mg/kg, 2.7 and 2.0 times as that of the control(So ) respectively. At the highest rates of S( Sl~0 ), both Indian mustard and winter wheat reached the highest uptake of Pb and Zn. The highest Pb concentrations in wheat and Indian mustard were 32.8 mg/kg and 537.0 mg/kg, all 1.8 times as that of the control, and the highest Zn concentrations in wheat and Indian mustard were 215.5 mg/kg and 404.0 mg/kg, 2.4 and 2.0 times as that of the control respectively. The highest removals of Pb and Zn from the contaminated soil were 0.41 rag/pot and 0.31 nag/pot by Indian mustard in the treatment of S160 through 50 days growth.     

石灰干化污泥稳定后土壤中Pb、Cd和Zn浸出行为的研究

以人工制备Zn、Pb、Cd污染土壤为研究对象,采用城市污水处理石灰干化污泥作为稳定剂,对污染土壤进行稳定化处理,并采用TCLP、SPLP、去离子水浸提和优化的BCR连续提取法对稳定化效果进行分析和评价.结果表明,单独使用石灰干化污泥,TCLP浸出浓度随着干化污泥质量分数的增加而显著减少,干化污泥的质量分数为40%时,稳定化率最大为Zn-99.54%、Pb-99.60%、Cd-99.85%.SPLP和去离子水浸出评价稳定效果时,Pb和Zn在加入质量分数10%和20%的干化污泥时浸出明显降低,但在加入30%和40%时由于在强碱条件Pb和Zn会再溶出,导致稳定效果变差.为了恢复植物生长功能,经过FeSO4和H3PO4调节pH后,石灰干化污泥稳定过的土壤pH有效降低,同时FeSO4和H3PO4有利于促进Pb和Zn的稳定效果.经稳定化后,土壤中的重金属可交换态降低,限制了土壤重金属的迁移.该研究结果表明石灰干化污泥可以再利用,应用于重金属污染土壤的稳定化修复中,并能改善稳定后土壤适宜植物生长的理化性质.     

可生物降解螯合剂GLDA诱导东南景天修复重金属污染土壤的研究

化学强化的植物提取技术可以有效地去除污染土壤的重金属.用盆栽试验的方法,研究了可生物降解螯合剂谷氨酸N,N-二乙酸(GLDA)不同用量或者与乙二胺四乙酸(EDTA)、柠檬酸复配使用对超富集植物东南景天吸收土壤重金属Cd、Zn和Pb的影响.结果表明,施用GLDA提高了东南景天对土壤Cd和Zn的提取效率,GLDA用量为2.5 mmol·kg-1时东南景天对Cd和Zn的提取量最高,分别是对照的2.5倍和2.6倍.螯合剂的总用量为5 mmol·kg-1时,EDTA、柠檬酸分别与GLDA复配,未能进一步促进东南景天对土壤Cd和Zn的提取.上述结果表明,可生物降解螯合剂GLDA在诱导植物修复重金属污染土壤特别是Cd和Zn污染土壤具有明显潜力.     

长株潭典型污染区稻田剖面土壤重金属的累积及形态特征

为探究长株潭地区不同污染源影响下稻田土壤中重金属的分布特征,对该区有机肥施用区、沼液灌溉区、铅锌矿污染区以及工业污染区剖面土壤中重金属的总量和形态进行分析,采用单项污染指数和综合污染指数进行风险评价,并利用已知污染源区的土壤重金属形态特征对未知污染源区的土壤进行污染源解析. 结果表明:①研究区表层(0~10 cm)土壤中Cd、Pb、Cu、Zn、Cr和Ni的平均含量分别为0.8、54.5、43.6、158.6、106.2和23.3 mg/kg. 相对于长株潭地区土壤背景值,表层土壤中Cd、Pb和Zn均有累积,且Cd平均含量超过《土壤环境质量 农用地土壤污染风险管控标准(试行)》(GB 15618—2018)中农用地土壤污染风险筛选值;随着土壤深度增加,Cd、Pb、Zn和Cr在次表层(10~20 cm)土壤也有累积,其平均含量分别比当地背景值高出6.9%、19.8%、101.4%和67.0%;在深层(80~100 cm)土壤中,Zn和Cr的平均含量仍分别比当地背景值高出30.4%和48.4%. ② Cd、Pb的单项污染指数高值集中在表层土壤,部分采样点呈轻微或轻度累积,少数采样点呈中度累积;Zn以轻微累积和中度累积为主,极少数采样点为重度累积,个别采样点存在污染风险;综合污染指数显示,研究区内表层土壤为重度或中度累积. ③有机肥施用区TOC含量与可氧化态Cu、Zn含量呈显著或极显著相关;沼液灌溉区TOC含量则与可氧化态Cu、Zn含量均呈极显著相关;铅锌矿污染区可交换态Pb含量与可交换态Cd、Zn含量均呈极显著相关;而工业污染区则只有可交换态Pb含量与可交换态Cd含量呈极显著相关. 研究显示,污染源的不同造成长株潭地区稻田土壤中不同重金属的累积程度及其主要赋存形态间的相关性存在明显差异,因此,可以借助土壤中重金属的累积程度、主要赋存形态及其相关性对土壤中重金属的主要来源进行初步识别,为源头防治污染土壤提供理论依据.      

冻融对污染场地土壤重金属稳定化性能的影响

为了分析冻融对污染场地土壤重金属稳定化性能的影响,采用赤泥和硫化钠作为添加剂,对土壤中的Pb、Zn和Cd进行稳定化处理,并通过模拟冻融过程,分析冻融循环后重金属的浸出毒性、生物可给性、土壤pH和土壤结构的变化,探讨冻融循环对稳定化处理土壤中重金属长期稳定性能的影响. 结果表明:稳定化处理后土壤中Pb、Zn和Cd的浸出毒性比原始供试土壤分别降低了98.5%、99.8%和99.7%. 养护30 d后,稳定化处理土壤中Zn和Cd的生物可给性分别由28.8%、49.5%降至11.5%、21.8%,Pb的生物可给性由52.9%升至57.9%. 经过30 d冻融循环后,冻融土壤中Pb、Zn和Cd的浸出毒性比原始供试土壤中相应重金属质量分数分别增加了4.27、2.47、89.65 mg/L. 经过冻融循环后,土壤中重金属的生物可给性比未冻融土壤略有升高. 随着养护时间和冻融时间的延长,土壤pH呈升高趋势. 不同阶段土壤扫描电镜结果显示,冻融循环致使土壤空隙变大、结构松散,说明冻融循环对稳定化土壤结构有一定损伤. 分析结果表明,冻融过程增加了Pb、Zn和Cd释放的环境风险.      

水分条件对生物炭钝化水稻土铅镉复合污染的影响

采用培养试验,探究30% WHC、淹水和干湿交替等3种水分条件下,向Pb和Cd污染水稻土以1%添加量施入水稻秸秆生物炭后重金属的形态变化,为生物炭修复重金属复合污染稻田的水分管理提供科学依据.结果表明,添加生物炭后,淹水和干湿交替可显著提高土壤pH值、可溶性有机碳（DOC）和无定形氧化铁含量（Fe_o）.培养结束后,在添加生物炭的处理中,相较于30% WHC,淹水和干湿交替条件下TCLP提取态Pb含量分别下降31.87%和20.33%,TCLP提取态Cd含量分别下降25.29%和16.07%.淹水条件下弱酸提取态Pb和Cd下降幅度分别为24.78%和20.14%,且弱酸提取态Cd含量随时间逐渐降低.在3种水分条件下,Pb和Cd有效性降低顺序为：淹水 > 干湿交替 > 30% WHC.相关分析结果显示,土壤pH和无定形氧化铁含量均与有效态Pb和Cd呈显著负相关,表明淹水条件下添加生物炭可通过提高土壤pH和无定型氧化铁含量来有效钝化Pb和Cd,具有促进复合重金属污染酸性水稻土中重金属向稳定态转化的协同机制.     

Heavy metal （Pb,Zn） uptake and chemical changes in rhizosphere soils of four wetland plants with different radial oxygen loss

Lead and Zn uptake and chemical changes in rhizosphere soils of four emergent-rooted wetland plants; Aneilema bracteatum, Cyperus alternifolius, Ludwigia hyssopifolia and Veronica serpyllifolia were investigated by two experiments: (1) rhizobag filled with “clean” or metal-contaminated soil for analysis of Pb and Zn in plants and rhizosphere soils; and (2) applied deoxygenated solution for analyzing their rates of radial oxygen loss (ROL). The results showed that the wetland plants with di erent ROL rates had significant e ects on the mobility and chemical forms of Pb and Zn in rhizosphere under flooded conditions. These e ects were varied with di erent metal elements and metal concentrations in the soils. Lead mobility in rhizosphere of the four plants both in the “clean” and contaminated soils was decreased, while Zn mobility was increased in the rhizosphere of the “clean” soil, but decreased in the contaminated soil. Among the four plants, V. serpyllifolia, with the highest ROL, formed the highest degree of Fe plaque on the root surface, immobilized more Zn in Fe plaque, and has the highest e ects on the changes of Zn form (EXC-Zn) in rhizosphere under both “clean” and contaminated soil conditions. These results suggested that ROL of wetland plants could play an important role in Fe plaque formation and mobility and chemical changes of metals in rhizosphere soil under flood conditions.