三峡库区香溪河消落区土壤重金属生态风险评价

采用原子吸收光谱法测定香溪河消落区(海拔145～≤175 m)及其上缘(海拔>175～185 m)土壤中Pb,Cu,Cd和Cr含量.并用单因子指数法、多因子综合评价法以及Hakanson生态风险指数法评价了土样中重金属综合污染效应.结果表明,消落区上缘土壤各重金属含量明显高于消落区土壤,多因子综合评价结果表明,前者处于重度污染状态,而消落区土壤基本处于轻度污染状态,部分处于安全或警戒线状态;影响香溪河消落区土壤环境的主要重金属污染因子为Cd,Pb和Cr.生态风险评价得出4种重金属的生态风险大小顺序为Cd>Pb>Cr>Cu,生态风险指数(RI)在消落区上缘土壤的平均值为219.85,在消落区土壤为34.32,上缘土壤大部分处于重金属中等或可观级生态风险.可能是由于季节性水淹原因,消落区土壤都处于低等级生态风险.     

三峡澎溪河回水区消落带岸边土壤重金属污染分布特征

在对澎溪河回水区消落带及岸边土样品中重金属含量和样品理化性质测定的基础上,重点分析了该区域内重金属分布特征,并对重金属元素间的相关性展开研究.同时,应用地累积指数对研究区域污染现状进行评价.结果表明,消落带样品中Cu、Cr、Zn、As、Cd、Pb、Hg的平均含量分别为28.17、59.21、108.98、4.77、2.02、28.85、0.52mg·kg-1;岸边土样品中重金属的含量范围分别为22.32、54.90、98.05、7.87、0.77、22.97、0.94mg·kg-1.Cd是三峡库区污染较严重的重金属元素.相关性分析表明：在消落带样品中,Cd与Zn显著相关（p〈0.01）,Pb、Hg和Cu、As都存在显著的正相关关系,说明这4种重金属元素在接受外来污染时可能存在相似性;在岸边土样品中,Cd与Zn、Cr与Cu、As与Hg显著相关（p〈0.01）,Pb与Cu、Cr、Zn、Cd显著正相关,表明这几种重金属可能有着相似的来源.消落带样品重金属污染程度评价结果为：Cd〉Hg〉Zn〉Pb〉Cu〉As〉Cr,岸边土样品重金属污染程度评价结果为：Hg〉Cd〉Zn〉As〉Pb〉Cu〉Cr,Cd和Hg在个别站位达到了严重污染水平.消落带土壤受人为扰动后会成为水体的二次污染源,因此,消落带土壤重金属对水体的潜在影响不容忽视.     

三峡库区典型农村型消落带沉积物风险评价与重金属来源解析

本研究以三峡库区核心区——忠县典型农村型消落带为对象,于2011年7月,采集大坝水位回落后消落带沉积物样品,分析重金属含量,评价沉积物潜在风险,解析三峡库区农村型消落带重金属来源,为库区流域面源污染物控制提供基础数据.结果表明,消落带沉积物中As、Cd、Co、Cr、Cu、Mn、Ni、Pb和Zn的变化范围分别为155~160 m:5.17~14.81、0.06~0.57、8.55~20.56、62.79~93.04、15.38~60.97、425.72~782.32、21.34~48.5、23.03~43.39、57.78~130.10 mg·kg-1;170~175 m:7.05~12.57、0.17~0.33、10.71~18.89、65.22~92.89、18.89~42.91、74.06~774.41、22.47~42.49、24.17~29.23、55.67~103.18 mg·kg-1.地累积指数(I geo)表明,155~160 m消落带沉积物重金属累积顺序为Cd>Co>Mn>As>Cu>Pb>Zn,170~175m消落带累积程度大小为Co>Mn>Cd>As.沉积物污染指数(SPI)说明,155~160 m消落带沉积物潜在风险高于170~175 m沉积物,忠县城区下游155~160 m消落带沉积物风险达到峰值.统计分析结果显示,155~160 m消落带重金属Cr、Cu、Pb和Zn主要来源于自然背景,As、Ni、Cd、Co和Mn则来源于上游来水;170~175 m消落带沉积物重金属Cr、Ni、Pb和Zn主要来自自然背景,Cd、As、Co、Mn和Cu则极有可能来源于农田面源和上游.     

大冶湖滨岸带重金属水-土迁移特征与风险评价

于2013年3月,采集大冶湖枯水期滨岸带水和表层土壤样品(上层0~10 cm、下层10~20 cm)各20个,并用火焰原子吸收分光光度法测定其重金属(Cu、Pb、Cd、Zn)的含量.结果表明,沿岸水中Cu、Pb、Cd、Zn的平均值分别为7.14、25.94、15.72、37.58μg·L-1,其中Cd超出了Ⅴ类地表水环境质量标准.上下层土壤中Cu、Pb、Cd、Zn的平均含量分别为108.38、53.92、3.55、139.26 mg·kg-1和93.00、51.72、2.08、171.00 mg·kg-1,其中上下层土壤中Cd均远超出土壤环境质量Ⅲ级标准.Pb在土壤和水体中的迁移性较为稳定,而Zn的迁移性受土壤性质及周边环境影响较大.西岸带重金属可迁移性较东岸带大,具有较强的潜在环境风险.Cu、Pb、Cd、Zn均主要以残渣态形式存在.重金属元素整体迁移顺序是:PbCuCdZn,其中Cu、Pb有50%以上可能发生迁移,对环境存在较大的污染风险.通过风险评价指数与潜在风险系数得出Cd为主要污染因子,且上层土壤重金属污染均高于下层土壤.     

天山北坡经济带土壤重金属来源及污染评价

为定量识别与评价天山北坡经济带中奇台、吉木萨尔、阜康等地区土壤重金属来源与生态风险,对该区域171个表层土壤中Zn、Cu、Cr、Pb、Hg、As和Cd7种常见重金属的含量进行测定.运用统计学方法、主成分分析、正定矩阵因子分解（PMF）与潜在生态风险指数进行重金属污染程度评价以及来源分析.结果表明,研究区土壤Zn、Cu与Cr之外,Pb、Hg、As和Cd分别超过了新疆土壤背景值4.1、2.0、8.0和48.0倍;与国家土壤重金属风险筛选值相比,Zn、Cr和Hg浓度在安全范围内,Cu与Pb有少部分样点污染较严重,超出筛选值,As与Cd平均值分别超出筛选值的3.09倍与19.17倍.污染来源分析结果显示研究区土壤中的重金属元素主要来自于燃煤源、交通运输、大气降尘、农工业排放和自然因素.生态风险评价结果分析表明,Zn、Cu、Cr和Pb处于轻微风险状态;Cd处于极高风险水平;73.68%的Hg处于中等风险,18.71%处于高风险;43.86%的As生态风险处于中等风险,51.46%处于高风险.综合潜在生态指数介于472~2575.69,Cd对综合潜在生态指数贡献率达到了89.24%,其次是As与Hg,表明研究区Cd对土壤生态环境危害很大,As与Hg也需要特别引起重视.     

三峡库区消落区水体-沉积物重金属迁移转化特征

结合三峡水库反季节调度模式,对消落区沉积物中Cu、Pb、Cd、Cr这4种重金属的存在形态及迁移转化特征进行研究.结果表明,不同重金属在消落区沉积物中形态分布各异,Cu主要以有机物及硫化物结合态和残渣态形式存在,Pb主要以碳酸盐结合态、Fe-Mn氧化物结合态及残渣态存在,Cd主要以碳酸盐结合态、Fe-Mn氧化物结合态存在,Cr主要以残渣态存在.伴随着消落过程的进行,汛期出露沉积物的有机质及AVS含量下降、ORP升高、pH值降低,沉积物中可提取态重金属的相对含量显著下降,重金属具有向水体迁移趋势, Cu、Pb、Cd、Cr平均迁移率分别为30.50%、 26.10%、 33.50%和11.77%,4种重金属的迁移性大小依次为Cd>Cu>Pb>Cr.可提取态Cu、Pb、Cd、Cr对重金属迁移贡献率分别为77.15%、 86.09%、 94.86%和32.34%,可提取态是重金属发生迁移的主要部分.研究结果表明, 消落区重金属迁移呈"缓释"特征,三峡水库的反季节调度模式有利于缓解消落区重金属迁移诱导的生态风险,库区水体重金属含量处于较低水平.     

三峡水库入库河流大宁河土壤重金属分布特征

对三峡水库实验性蓄水172 m回落至166 m后入库支流大宁河回水淹没迁建区浸没土壤、消落带土壤和172 m以上背景土壤中重金属含量进行了测定,该地区Cu,Pb的平均含量较高,Zn,Cr的污染最为严重。地累积指数法评价结果显示,Cu、Pb、Zn、Cr的相对污染程度较高,Cd处于较为清洁状态。重金属元素污染程度排序为Cr>Zn>Pb>Cu>Cd。生态风险评价结果表明该地区Cr为极强生态危害等级;Cu,Cd,Pb为低生态风险;Zn为中等或强生态风险等级,生态危害程度的排序为Cr>Zn>Cd>Pb>Cu。     

安徽典型硫铁矿集中开采区土壤重金属污染特征及来源解析

为查明安徽某典型硫铁矿集中开采区周边土壤重金属元素污染特征及污染来源,采集了研究区42个表层土壤样品和2个垂向剖面的16个土壤样品测定其pH值及Zn、Cu、Cd、Pb、Cr、Ni、Hg和As重金属元素含量,运用ArcGIS反距离权重插值法、内梅罗综合指数法、主成分分析法和绝对因子得分-多元线性回归（APCS-MLR）受体模型等方法进行了重金属元素分布特征分析、污染评价和来源解析.结果表明,土壤中8种重金属元素的含量平均值是铜陵地区背景值的1.03~13.14倍,Zn、Cu、Cd、Pb、Hg和As这6种重金属元素局部富集明显,在空间分布上与采矿活动位置基本一致.单因子污染指数评价显示,Zn、Cu、Cd、Pb和As这5种元素存在不同程度的污染风险,Cd和Cu元素污染程度最为严重,中度污染以上占比分别为47.62%和42.86%;内梅罗综合污染指数评价显示,研究区土壤样点中度污染以上占比为61.90%;地累积指数评价显示,研究区Zn、Cu、Cd、Pb、Hg和As这6种重金属元素污染程度主要为轻污染~强污染.在土壤剖面垂向变化上,重金属元素易在土壤表层富集,向深部迁移较缓慢,高含量主要在1 m以上位置.源解析表明,Zn、Pb和As的来源中地质高背景和采矿活动贡献率分别为37.82%、43.49%和46.63%,成土母质风化的自然来源贡献率分别为34.02%、40.88%和38.52%;Cr和Ni来源主要为成土母质风化的自然来源,贡献率分别为91.95%和73.68%;Cu的来源中地质高背景和采矿活动贡献率为41.91%,大气沉降和农业综合源贡献率为41.30%;Hg的来源较多,成土母质风化的自然来源贡献率为35.60%,地质高背景和采矿活动贡献率为29.87%,未知来源贡献率为34.05%;Cd的主要来源为大气沉降和农业综合源,贡献率为81.81%.     

重庆某铁矿区周边耕地土壤重金属污染评价及来源解析

为了解重庆市南部某历史遗留铁矿区周边耕地土壤重金属污染状况及污染来源,在铁矿渣场周边采集了34个耕地表层土壤样品,分析了重金属Cd、Hg、As、Pb、Cr、Cu、Ni和Zn的含量,采用地累积指数和潜在生态风险指数对铁矿渣场周边耕地土壤污染进行评价,并利用主成分分析（PCA）和绝对主成分得分多元线性回归受体模型（APCS-MLR）识别铁矿区周边耕地土壤重金属的污染来源及贡献率.结果表明,研究区土壤除Cr外,其余重金属含量平均值均超过重庆市土壤背景值,且有20.6%的土壤点位Cd以及2.94%的土壤点位Hg、Cu和Ni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）风险筛选值;地累积污染指数评价结果显示研究区土壤主要受Cd和Hg污染,呈现无污染到中度污染等级,并且Cd与Hg对潜在生态污染指数（RI）贡献率分别达到24.47%和60.33%.相关性分析与主成分/绝对主成分（PCA/APCS）受体模型分析结果表明,Cr、Cu、Ni和Zn主要来源于成土母质,Hg和Pb来源主要为化石燃料燃烧及交通运输,Cd和As主要来源于采矿冶炼、施用化肥等采矿工业活动及农业活动.研究区土壤重金属主要影响途径为大气沉降和河流洪水淹没及灌溉,土壤重金属的高值区主要集中在受大气沉降途径污染区域.     

博尔塔拉河河水、表层底泥及河岸土壤重金属的污染和潜在危害评价

以新疆博尔塔拉河为研究区,对河水、河床表层底泥及沿岸土壤中重金属Cr、Cu、Hg、As、Cd、Pb和Zn的来源、污染状况和潜在生态风险进行了研究.结果表明:1从总体看,博尔塔拉河水体中7种重金属的含量均较低,但Hg、Cd、Pb和Cr的最高值明显高于地表水环境质量Ⅱ类标准和WHO饮用水健康建议标准;表层底泥和沿岸土壤中重金属含量明显高于河水.2相关分析和富集系数计算表明,河水、表层底泥及沿岸土壤中重金属Hg、Cd、Pb和Cr均来自沿岸工业生产、城镇生活、交通运输及农业生产中污染物排放;重金属Cu、Zn和As主要来源于流域自然地质背景及成土母质因素.3污染评价表明3种介质中7种重金属的单因子污染指数值(Pi)和综合污染指数值(Pz)均小1,属于安全等级,清洁水平.4潜在生态风险评估表明博尔塔拉河表层底泥及沿岸土壤中7种重金属的单因子潜在生态风险(Eir)和综合潜在生态风险值(RI)均较低,未对水体及沿岸土壤环境造成危害.     

环巢湖典型农业区土壤重金属来源解析

重金属来源解析是防止或减少土壤重金属污染的必要前提。为此,采集并分析了环巢湖典型农业区408个表层土壤样品中As、Cd、Cr、Cu、Ni、Pb、Zn等7种重金属元素含量。地积累指数评价结果表明土壤重金属污染总体处于0~1级。综合相关性分析、主成分分析和聚类分析结果可知:(1)Cd、Cu、Pb、Zn主要来源于大气沉降、畜禽粪肥和化肥等人类活动;(2)成土母质是Cr和Ni的主要来源;(3)As有人类活动和成土母质双重来源。用绝对主成分得分-多元线性回归模型(APCS-MLR)对土壤中重金属来源进行了定量解析,解析结果与主成分分析和聚类分析结果相符。可见,多元统计分析结合APCS-MLR模型能很好地应用于土壤重金属来源解析。     

基于PMF模型的九龙江流域农田土壤重金属来源解析

选取九龙江流域农田土壤为研究对象,运用电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)和原子荧光光谱(AFS)测定了土壤中重金属含量,通过正定矩阵因子分析模型(PMF)解析农田土壤中重金属的主要来源.结果表明,研究区域农田土壤中大部分金属相对福建省土壤环境背景值已存在一定程度的富集,部分土壤中Cd、Zn、Pb和Cu含量超过农用地土壤污染风险筛选值(GB15618-2018),且各金属在研究区不同区域(北溪流域、西溪流域和河口区)分布存在中等变异.Cr、Ni、Cu、Zn和Cd的含量在北溪流域的龙岩区域较高,Pb的含量在西溪流域较高,而Co、Hg和As的含量在河口区域较高.正定矩阵因子分析模型(PMF)得出的源成分谱和源贡献率具有非负性质,土壤中重金属实测值与模型预测值拟合曲线呈现较好相关性,结果相对合理,能满足研究需要.正定矩阵因子分析模型(PMF)解析得出:研究区农田土壤中重金属主要来源有自然源、农业活动、燃煤释放和工业活动,其对农田土壤中重金属的综合贡献率分别为37. 0%、26. 7%、17. 6%和18. 7%.     

海南岛半干旱区农用地土壤重金属富集因素、健康风险及来源识别

为了解海南岛半干旱区农业土壤中重金属富集因素和污染状况,在感城镇采集1818件表层土壤样品,测定其重金属含量和化学组成.采用相关分析、地累积指数（I_geo）、综合生态风险指数（RI）、危害指数（HI）、致癌风险指数（CR）和正定矩阵因子分析（PMF）开展重金属风险评价和来源识别.结果显示,重金属ω（As）、ω（Cd）、ω（Cr）、ω（Cu）、ω（Hg）、ω（Ni）、ω（Pb）和ω（Zn）的平均值分别为22.7、0.128、33.4、14.5、0.032、9.32、32.5和43.3 mg ·kg^-1,除Zn外,均高于海南岛土壤背景值.相关分析表明,重金属富集与土壤中Fe、Mn、Al和有机质含量密切相关.I_geo结果表明,研究区农业土壤主要受到As的污染,其次为Cd和Cu;RI结果显示,高风险以上的样品占比为29.4%,其中As是潜在生态风险的主要贡献者;健康风险评估结果显示,As、Cr和Ni对儿童存在致癌风险,需要引起注意.基于PMF模型,确定了研究区重金属的4种主要来源,其中Hg主要来自工业排放;As主要来自农业活动;Ni、Cu、Cr和Zn主要来自与成土母质密切相关的自然来源;Pb和Cd主要来自农业活动和机动车尾气的混合源.研究表明PMF模型与相关分析相结合,能够有效识别土壤重金属来源.     

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.     

宁夏干旱地区工业区对农田土壤重金属累积的影响

随着我国东部沿海地区产业向中西部地区转移,曾经被冠以"净土"的西北干旱地区受到了工业排放污染的威胁.本文以宁夏某县枸杞种植地为研究对象,采用GIS技术,以工业区为中心,结合当地主导风向,沿着黄河进行带状布点采样,分析工业区的建立对农田土壤重金属Zn、Cr、Ni、Mn、Co、Cu、Cd、Pb污染的影响.结果表明,研究区农田土壤重金属累积程度较轻,只有少数样点发生人为Zn和Cd累积;工业区土壤中除了Ni元素以外,其它7种元素都有累积,其中Cd元素浓度达到污染水平的样点占总样点数三分之一.空间分布格局分析结果表明,枸杞地土壤中Cd、Zn、Cu、Mn和Pb等5种元素的分布与工业区位置有较强的相关性.从土壤重金属含量的角度来看,研究区的工业区影响还未造成枸杞地土壤重金属污染,并且由于该区域土壤的pH值普遍较高(平均pH值为8.54),因此,可以认为目前还不存在农田土壤重金属污染问题.但是工业区对农田土壤中重金属累积趋势的影响较为明显.此外,工业区对灌溉水中重金属元素的浓度也有一定影响.     

基于正定矩阵因子分析模型的城郊农田土壤重金属源解析

选取南京城郊农田为研究对象,通过正定矩阵因子分析法(PMF)探究表层土壤重金属主要来源,将预测值和实测值进行线性拟合,讨论该方法的准确性,并利用Pb稳定同位素比值结果进行对比分析,进一步验证该方法的可行性.结果表明,农田表层土壤Cd、As、Hg、Pb、Cu、Zn和Cr的平均含量远远超过背景值,部分土壤样点Cd和Cu超过国家土壤环境质量标准的二级标准.常年大量施用肥料等农业投入品进行高强度农业活动、周边工业生产、交通污染和自然母质均对研究区土壤重金属的累积产生一定的贡献.PMF模型模拟的Cd、Hg和Cr预测值与实测值线性拟合r2均大于90%,其余元素r2均大于70%,呈现很好的相关性,满足研究需要.PMF模型和Pb稳定同位素比值法计算大气降尘对土壤Pb累积的贡献率分别为32.1%和36.8%,结果比较接近,表明PMF模型可以很好地应用于土壤重金属源解析研究.     

河南省典型工业区周边农田土壤重金属分布特征及风险评价

为深入探讨典型工业区周边农田土壤重金属分布的特征,以河南省新乡市凤泉区大块镇工业区周边农田土壤为研究对象,对表面和剖面方向上土壤As、Cd、Cr、Cu、Ni、Pb和Zn等7种重金属污染的空间分布和污染风险进行分析,并使用主成分分析进行污染源解析,为该类工业区周边农田重金属污染治理与防控提供理论基础.结果表明,该工业区内表层土壤Cd、Cu和As含量分别为（2.56±1.23）、（205.58±157.49）和（15.27±4.14） mg·kg^-1,点位超标率分别为100%,89.44%和3.40%.空间上,受污染源分布、地势和风向共同影响,研究区7种重金属在土壤表层方向上均呈现出南部含量高北部含量低的空间分布;在剖面方向上,Cd和Cu含量随土壤深度增加显著降低,As在碱性土壤条件下迁移能力较强,其含量随土壤深度增加含量变化较小.污染评价结果表明,Cd和Cu达到重度污染（5级）,同时Cd存在极强的潜在生态风险（5级）,Cu存在中等潜在生态风险（2级）,其余重金属均为低潜在生态风险（1级）,风险排序为Cd > Cu > Ni > As > Pb > Cr > Zn,研究区内重金属综合潜在生态危害属强生态危害.主成分分析表明,土壤As、Cd和Cu外源污染主要来自电池生产和铜（管、线）生产等活动,属工业污染源.综上所述,该研究区应重视土壤Cd和Cu污染的治理与防控,同时警惕As对土壤环境质量进一步的影响.     

顺德水道土壤及沉积物中重金属分布及潜在生态风险评价

水源地周边土壤及河道沉积物的环境质量状况极大程度影响着河流饮用水安全.为调查顺德水道水源地重金属空间分布特征及其污染来源,本研究采集了顺德水道周边表层土壤及其主要支流入河口沉积物,并测定各样品中Cd、Zn、Pb、Cu、Ni、Cr等6种重金属浓度,最后基于两种潜在生态风险评价方法对其生态风险进行评价.结果发现,顺德水道表层土壤中Zn、Cr、Pb、Cu、Ni和Cd平均含量分别为186.80、65.88、54.56、32.47、22.65和0.86 mg·kg~(-1),除Cu、Ni外其它重金属均超过顺德土壤背景值;8个主要支流入河口间表层沉积物中6种重金属元素平均含量依次为:Zn(312.11 mg·kg~(-1))Cr(111.41mg·kg~(-1))Pb(97.87 mg·kg~(-1))Cu(92.32 mg·kg~(-1))Ni(29.89 mg·kg~(-1))Cd(1.72 mg·kg~(-1)),除Ni之外其余均高于顺德土壤背景值.主成分分析结果发现表层土壤中Cr、Ni含量主要受自然母质影响,Zn、Pb、Cu和Cd主要来源于该地区制造业的废水排放;沉积物中6种重金属均来源于外源输入,受顺德水道周边的工业活动影响.基于环境生物可利用态的潜在生态风险评价结果发现顺德水道周边表层土壤中Cd呈现轻微的潜在生态危害,而入河口沉积物中Cd呈现中度的潜在生态危害,土壤和沉积物中Zn、Pb、Cu和Ni的潜在生态危害程度均表现为轻微.由于基于环境生物可利用态的潜在生态风险评价充分考虑了土壤理化性质及重金属形态,其结果低于Hakanson潜在生态风险评价结果,可避免对重金属的潜在危害程度的高估.