阳新县复垦工矿废弃地土壤重金属污染及潜在生态风险评价

为探究湖北省阳新县复垦工矿废弃地土壤重金属污染状况及其潜在生态风险,对研究区采集的69个复垦工矿废弃地表层土壤样品中As、Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb和Zn 8种重金属元素的含量进行了测定,在此基础上分别采用内梅罗综合污染指数法和潜在生态风险指数法对复垦土壤中重金属污染程度和潜在生态风险进行了评价。结果表明:研究区复垦土壤中重金属元素Cd、Cu、Hg、Pb和Zn的含量均值高于湖北省土壤元素背景值,存在一定程度的富集,部分复垦土壤中重金属元素As、Cd、Cu和Ni的含量超过《土壤环境质量农用地土壤污染风险管控标准(试行)》(GB 15618—2018)中的土壤污染风险筛选值,超标率分别为8.7%、4.3%、10.1%和1.4%;复垦土壤中无清洁级别,预警、轻度污染、中度污染和重度污染土壤分别占1.48%、69.57%、18.84%和10.14%,各类型复垦土壤中重金属污染程度依次为金属矿采选废弃地其他工矿废弃地砂石场废弃地煤矿采选废弃地,复垦土壤中各重金属单因子污染指数依次为CdCuHgPbZnNiAsCr;复垦土壤中重金属元素As、Cr、Cu、Ni、Pb和Zn的单项潜在生态风险均处于低生态风险级别,而Cd和Hg最高分别达到较高和极高生态风险级别,复垦土壤重金属综合生态风险中,低生态风险、中等生态风险和高生态风险级别的土壤分别占66.67%、30.43%和2.90%,无极高生态风险级别的土壤。总体而言,研究区复垦土壤中重金属元素Cd和Cu的污染较突出,但考虑到毒性响应,复垦土壤中重金属Hg和Cd的污染更应引起警惕。     

苏州太湖湖滨土壤中营养盐的垂直分布特征

为了考察湿地建设对太湖湖滨环境的生态修复效应,作者在苏州太湖湖滨选取了4个经过湿地修复的土壤和2个未修复的湖滨土壤进行对照研究。对不同深度(0~10 cm,10~20 cm,20~40 cm,40~60 cm)土壤中的土壤有机质(SOM)、总氮(TN)和总磷(TP)等理化性质进行分析。苏州太湖湖滨湿地土壤的pH值主要为中性;湿地土壤中TN、TP和SOM含量随土壤深度增加而降低;已修复湿地土壤中TN、TP、SOM的含量低于未修复土壤;某水产养殖场附近土壤中TN、TP、SOM含量均明显高于其它采样点。太湖湖滨湿地的建设有效地净化了湖滨土壤,也显著美化了苏州太湖湖滨带的生态环境。     

羽序灯心草作为酸性矿山废弃地先锋植物潜力

生态复垦是当前世界各国酸性矿山废弃地修复的主要方法.通过研究云南来利山锡矿区废弃地土壤pH值、肥力特征及重金属含量,以及矿区生长的羽序灯心草形态特征和植株体内重金属的分布特征,分析植株耐酸性、对废弃地土壤肥力的适应性及对Zn和Cu等重金属污染的耐性,探讨其作为酸性矿山废弃地先锋植物的潜力.结果表明,研究区域根际土壤pH值均值范围为3.46～4.01,呈酸性;土壤中有机质、全钾、全磷和速效磷含量分别为10.28～25.75g·kg~(-1)、 8.84～9.32g·kg~(-1)、 0.56～0.63g·kg~(-1)和1.82～5.72mg·kg~(-1),处于较低水平;土壤中Zn、Cu和Fe含量均值范围分别为54.93～114.49、 92.53～127.59和47 133.60～112 259.63 mg·kg~(-1),其中重金属Cu含量超出风险筛选值1.85～2.55倍;研究区域羽序灯心草株高均值范围为43.77～55.42 cm,对照组植株高度为51.38～57.66 cm,无显著差异,表明羽序灯心草具有耐酸性及对重金属污染具有耐性.进一步分析对重金属Cu和Zn的富集能力和转移特征,发现对Cu和Zn都具有富集能力,且对Zn具有运转能力,具有一定的富集吸收潜力.株高与根际土壤中速效磷的含量显著相关,后期羽序灯心草作为先锋植物在矿山废弃地进行种植时,可针对性地补充含速效磷的肥料改善土壤肥力条件.综合分析结果表明,羽序灯心草作为先锋植物修复酸性矿山废弃地具有巨大潜力.     

泉州湾滨海退化湿地红树林恢复区土壤氮磷分布特征

对泉州湾滨海退化湿地红树林恢复区土壤总氮（TN）、总磷（TP）的分布特征进行了研究,结果表明:湿地修复后土壤TN、TP含量均高于湿地修复前,但与未种植植被样地相比,湿地修复可能在整体上降低土壤中TN、TP含量,且对TN含量的降低程度更加明显。不同修复模式下TN、TP含量不同,说明修复模式会对土壤TN、TP分布特征产生不同的影响。相关性分析表明,在泉州湾滨海退化湿地红树林恢复区,pH对土壤TN、TP含量有影响,土壤中TN与TP相互影响。     

基于生态复垦的铜矿排土场污染土壤修复效应研究

酸性矿山废水（acid mine drainage,AMD）污染是阻碍矿山生态自然恢复的最大难题。利用以植物修复为主的生物策略控制矿山潜在污染的效费比更好且更可持续,但修复土壤存量污染、遏制增量污染仍是首要问题。其中土壤存量污染是短期内植被恢复能否成功的决定因素,而增量污染是植被恢复能否持续的决定因素。本文以铜矿排土场为例,采用石灰+鸡粪+钙镁磷肥+微生物的原位综合改良方法与栽植乔灌木袋苗+混播乔灌草种子的直接植被快速重建模式,开展了基于生态复垦的污染土壤综合改良修复效应研究。结果显示：综合改良修复后的土壤pH由改良前的2.84上升到7.83,生态复垦1 a后则轻微下降到6.72,而土壤阳离子交换量（CEC）、有机质（OM）、全氮（TN）、全磷（TP）、全钾（TK）等含量相比改良前分别增加1.98倍、32.96倍、11.74倍、2.38倍、3.64倍,生态复垦1 a后除TK含量略有下降外,CEC、OM、TN、TP含量相比改良后则分别增加了1.08倍、1.29倍、1.25倍、1.03倍;综合改良修复后的土壤净产酸量（net acid generation,NAG）、酸性中和能力（acid neutralizingcapacity,ANC）、NAG-pH值分别由改良前的17.33 kg·t^?1（以H₂SO₄计）、?23.67 kg·t^?1（以H₂SO₄计）和2.53显著（P＜0.05）提高到0 kg·t^?1、38.33 kg·t^?1和8.43,其中土壤NAG-pH和ANC在生态复垦1 a后相比改良后显著（P＜0.05）降低到5.90和0.13 kg·t^?1（以H₂SO₄计）,但土壤NAG则无显著变化;综合改良和生态复垦1 a后的铜（Cu）、锌（Zn）、镉（Cd）、铅（Pb）等重金属全量相比原始土壤均无显著性变化,但其残渣态比例均呈增大趋势,而且也均是其主要赋存形态。在AMD污染严重且富硫化矿业废弃地中,借助基于综合改良和直接植被的生态复垦技术,重建可自维持的土壤-微生物-植物生态系统是非常必要且有效的。     

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。     

金属矿复垦中的污染防治与生态复垦设计探讨——以广东云安县高枨铅锌矿为例

矿区土地生态复垦与重建是保护环境、减少矿产开采对周围生态环境破坏与污染的重要途径。金属矿废弃地的重金属污染和植物生长条件的严重劣化导致了矿区废弃地植被恢复和生态重建的效率低下、速度十分缓慢。因此,有效治理重金属污染并选择适宜的恢复植被品种是进行金属矿山废弃地植被重建和生态恢复的关键。文章以广东高枨铅锌矿复垦方案为例,在分析预测矿区土地破坏与污染状况的基础上,结合项目区地形地貌等特点,提出了尾矿库和废石场污染的三阶段防治措施:(1)化学钝化措施;(2)工程阻隔措施;(3)植被生长层建立或生态恢复的生物措施。根据当地气候条件及土壤特点,对适宜的植物品种进行了严格的筛选和组配,提出了尾矿库和废石场生态复垦规划设计方案以重建人工生态系统。     

复垦工业场地土壤和周边河道沉积物重金属污染及潜在生态风险

测定了上海郊区53个复垦工业场地土壤点位和23个周边河道沉积物点位中8项重金属(As、Cd、Cr、Cu、Ni、Pb、Zn和Hg)含量,通过内梅罗指数法和潜在生态风险指数法评价了复垦工业场地土壤和周边河道沉积物重金属污染及潜在生态风险.结果表明,复垦工业场地土壤中8项重金属均不同程度超过二级标准,其中Zn、Cu的点位超标率最为突出,分别达到了47. 17%和43. 40%;周边河道沉积物中重金属含量显著低于复垦工业场地土壤.复垦工业场地土壤重金属内梅罗综合污染指数为11. 41,处于重度污染水平,其中Cu、Zn最为突出;周边河道沉积物重金属内梅罗综合污染指数为1. 26,处于轻度污染水平.从单项潜在生态风险来看,复垦工业场地土壤重金属除Cd(较强)、Hg(较强)、Cu(中度)外,均处于轻度潜在生态风险水平,潜在生态风险指数(RI)为385. 79,总体处于较强潜在生态风险水平;周边河道沉积物重金属除Hg略高于轻度外,均处于轻度潜在生态风险水平,潜在生态风险指数(RI)为83. 91,总体处于轻度潜在生态风险水平.总之,复垦工业场地土壤重金属Cu、Zn污染较为突出,考虑到毒性响应因素则Cd、Hg更应引起关注;周边河道沉积物重金属污染较轻,处于轻度潜在生态风险水平.     

矿业废弃地复垦土壤-作物硒吸收特征及其对重金属拮抗效应

针对矿业废弃地复垦土壤硒与重金属"双高"现象,为充分开发其富硒土地资源,确保作物安全,本文基于"点对点"采集的土壤和玉米样品,利用反距离权重（inverse distance weighted,IDW）、多元线性回归（multiple linear regression,MLR）、偏最小二乘回归（partial least squares regression,PLSR）和随机森林回归（random forest regression,RFR）等方法,开展了西南某硫磺矿复垦区玉米硒元素吸收预测的同时,分析硒（Se）对重金属（Hg、As、Cd和Cr）的拮抗效应.结果表明研究区土壤中硒资源丰富,土壤Se平均含量达到0.83mg·kg^-1,是中国土壤Se平均含量的2.87倍,玉米籽粒硒含量处于0.02~0.16mg·kg^-1之间.由相关性分析和模型预测可知,研究区玉米籽粒硒含量主要影响因素为土壤硒、pH值、有机质和重金属As等,多元线性回归（MLR）对其预测最为有效,决定系数R²为0.52.通过比较研究区土壤硒不同含量梯度下玉米对重金属（Hg、As、Cd和Cr）富集特性,表明了土壤Se对重金属Hg、As、Cd和Cr存在一定的拮抗作用.本研究结果可为今后同类矿业废弃地复垦土地发展特色富硒农业提供依据.     

城市污水回用于山地绿化灌溉土壤重金属的空间变异性

新疆乌鲁木齐市雅玛里克山国家级绿化示范基地的灌溉用水为雅玛里克山污水厂一级出水(乌鲁木齐生活污水出水). 在面积为59 hm2的污灌区布设了61个采样点,测定了表土(0～20 cm)中Cu,Zn,Ni,Cr,Pb,Cd的含量和pH,有机质(OM)含量,阳离子交换量(CEC)等土壤理化参数,并在此基础上进行了尼梅罗综合污染指数评价和基于地理信息系统(GIS)及地统计学的研究. 结果表明,6种重金属的平均含量均低于国家二级标准(GB15168-1995)限值;采样区的土壤重金属总体上属于轻度污染. Zn,Cr,Pb和Cd含量变异函数曲线的理论模型符合指数模型;Ni和OM含量及CEC的理论模型表现为高斯模型;Cu含量和pH的理论模型为球状模型. Pb,Ni,Cr,OM含量和pH,CEC表现为中等强度的空间自相关,Cu,Zn和Cd含量均表现出强烈的空间自相关. 重金属a值最大的是Pb (450 m),而其他重金属的a值多集中在100～200　m,采用普通克立格最优内插法对未测点重金属,pH,OM含量和CEC进行最优估计,绘制了空间分布图,更直观地反映出了重金属元素及土壤理化参数的空间变异特征.