典型铜尾矿库周边土壤重金属复合污染特征

应用了Hakanson潜在生态风险指数法、相关分析法、主成分分析法对德兴铜矿尾砂库周边土壤Cu、Zn、Ni、Pb、Cr和Cd复合污染特征进行研究,定量确定了铜尾矿库潜在生态风险程度、主要污染因子和潜在生态风险因子。结果表明:铜矿尾矿库周边土壤受到不同程度的重金属污染,该地区平均潜在生态风险污染指数超过600,具有极高的潜在生态风险;各重金属潜在生态风险参数由高至低顺序为Cd、Cu、Pb、Ni、Cr、Zn,其中Cd为主要潜在生态风险因子。进一步通过主成分分析法研究了重金属的污染特性,发现前3个主成分贡献率分别为:65.033%、18.825%、6.243%,第一主成分反映了Zn、Ni、Cr的信息,第二主成分反映了Cu和Cd的信息,第三主成分反映Pb的信息。     

包头市南海湿地土壤重金属污染评价及来源解析

包头市南海湿地位于中国西北地区的高纬度寒旱区,具有独特的河流湿地生态系统。以南海湿地土壤为研究对象,对湿地28个点位表层土壤(0~20 cm)中As、Cd、Cr、Cu、Ni、Mn、Pb、Zn 8种重金属进行检测分析,采用环境质量指数与Hakanson环境生态潜在风险指数相结合的方法,探讨土壤中8种重金属的累积污染现状及潜在生态风险,利用相关性分析、主成分分析和聚类分析区分了南海湿地重金属的来源,以期为南海湿地土壤环境保护提供理论依据。结果表明,As、Cd、Cr、Cu、Ni、Mn、Pb和Zn重金属平均值分别为75.18、1.27、56.98、111.18、87.67、622.71、54.10和209.33 mg·kg~(-1)。以包头市南海公园树木林土壤重金属含量为评价基准,南海湿地土壤重金属普遍超标,研究区域所有样方中As、Cd、Cu、Mn和Pb均超标,Cr有64.29%的样点超标,Ni有96.43%的样点超标,Zn有89.29%的样点超标。单因子污染指数表明,Cd处于中度污染;As、Cu、Pb和Zn处于轻度污染;Cr、Ni和Mn处于轻微污染。农田区和景观大道两侧处于重污染水平,鱼塘区和湿地植物区处于中污染水平。潜在生态风险指数表明,Cd处于强风险等级;As、Cr、Cu、Ni、Mn、Pb、Zn处于低风险等级。;研究区整体上都属于中等风险等级。来源解析表明:As、Cd、Cu、Ni、Mn的来源受到周边工业活动和农业活动的影响;Pb和Zn的来源与道路交通有关,Pb还受到工业活动的影响;Cr来源与土壤母质和农业活动有关。     

晋南某钢铁厂及周边土壤重金属污染与潜在生态风险

以晋南某钢铁厂土壤及周边农田表层土壤(0~20 cm)为对象,共设置49个采样点,用原子吸收法测定土壤Cd、Cr、Mn、Ni、Pb和Zn的质量分数,采用地积累指数法开展土壤重金属污染评价,潜在生态风险指数法进行潜在生态风险评价,并采用因子分析法对钢铁厂周边农田土壤重金属进行判源分析。结果表明:土壤重金属质量分数不同程度高于山西省土壤背景值,土壤Pb积累最为明显,存在偏中至中等污染。6种重金属潜在生态风险(E)大小顺序为:Cd(53.16)Pb(21.17)Ni(3.14)Cr(3.38)Mn(1.04)Zn(1.1)。6种重金属的综合潜在生态风险指数(RI)平均为87.54,总体上属中等生态风险。Cd对RI的平均贡献率为60.05%,是主要的致险因子。炼铁厂区土壤污染比较严重,存在较强的潜在生态风险;厂区周围农田土壤重金属污染较轻,为轻微风险等级。钢铁厂周边农田土壤中的Mn和Ni属于自然源重金属,Cr和Cd属于混合源重金属,Zn和Pb属于工业源重金属。本研究可为本区土壤重金属环境污染与治理提供科学依据,同时为土壤重金属潜在生态风险评价提供更多案例研究。     

浙江省典型农田土壤重金属污染及生态风险评价

浙江是中国经济社会发展最快的省份之一,人类活动对土壤环境扰动强烈。为系统了解浙江省典型农田土壤重金属的污染水平、空间分布特征及生态风险,采集并分析了67个代表性农田土壤表层样品中的8种重金属元素(As、Cd、Cr、Cu、Mn、Ni、Pb和Zn),采用主成分分析法进行来源解析,采用污染负荷指数(PLI)、潜在生态风险指数(RI)和生态风险预警指数(IER)对农田土壤重金属污染与环境风险进行评价。结果表明,浙江省典型农田土壤环境重金属为轻度污染状态,研究区域农田土壤中的Cr、Ni和As处于轻微污染水平;Pb、Hg、Cu和Zn处于轻度污染水平;Cd处于重度污染水平,应作为优先控制元素。研究区域农田土壤Cr、Cu、Zn和Ni的来源主要受自然因素控制,Cd和Hg主要来源于工农业生产等人为活动,Pb主要来源于交通源。浙江省的金华市义乌、绍兴市诸暨、绍兴市嵊州、丽水市缙云县岩沿村应作为浙江省典型农田土壤的优先控制区域。浙江省典型农田土壤重金属环境存在轻微生态风险。     

重庆某废弃电镀工业园农田土壤重金属污染调查与生态风险评价

以重庆市某废弃电镀工业园周边农田土壤(0—20 cm)为研究对象,分析了土壤中Cr、Ni、Cu、Zn及Cd含量,评估了农田土壤重金属污染程度以及潜在生态风险.结果表明,废弃电镀工业园周边农田土壤均受到了不同程度的重金属污染,其中Cr、Ni、Cu、Zn、Cd的含量平均值分别为重庆土壤环境背景值的6.77、2.02、4.05、4.29、3.14倍,土壤总体表现为以Cr、Zn为主的多种重金属富集.单因子污染指数评价显示,该区域农田土壤5种重金属的污染程度依次为CrZnCuCdNi;综合污染指数评价和综合潜在生态风险评价表明,该区域整体呈现重度污染,轻度潜在生态风险水平.     

密云水库上游金矿区土壤重金属空间分布、来源及污染评价

对北京市密云水库上游金矿区周边土壤重金属(Hg、Pb、Cu、Cd、Ni、Zn和Co)的空间分布、来源及污染现状进行研究与评价.结果表明,土壤中除了Zn和Co外,重金属(Hg、Pb、Cu、Cd、Ni)的平均含量均超过北京市土壤背景值,其中Hg和Cd超标倍数较大.空间分布图显示,重金属含量整个分布趋势为从东北向西南递减,主要富集在金矿区尾矿库.多元统计分析(相关性分析、主成分)表明,Hg和Pb为人为源,可能来源于选矿方法及矿石运输过程;Cu、Cd和Zn来自混合源,来源于矿山开采和岩石矿物的自然风化;Co和Ni为自然源,主要来源于地球化学活动或土壤母质.单因子指数和内梅罗综合指数法及潜在生态危害指数法评价结果表明,Hg和Cd的污染比较严重,特别是Hg;Pb的污染程度也应当引起充分关注,Cu、Ni、Zn处于相对安全水平.     

宝鸡市不同功能区土壤重金属污染特征、来源及风险评价

以宝鸡市城市土壤为研究对象,选择老工业区、交通区、商业区、居民区和高新工业区5个不用功能区,共采集了200个表层土壤样本,通过ICP-MS测定了样品中重金属Cr、Ni、Mn、Cu、Zn、Pb、Cd含量,利用GIS空间插值及主成分分析等方法研究了土壤重金属元素的空间分布特征与源解析,并采用污染负荷指数法(PLI)和潜在生态风险评价法(RI)评价了不同功能区土壤重金属污染风险。结果表明:重金属Cr、Mn、Ni、Cu、Zn、Cd、Pb平均质量分数分别为93.63、1 097.19、58.23、59.22、311.20、0.76、50.86 mg?kg-1,分别是陕西省土壤背景值1.50、1.97、2.02、2.77、4.48、8.04、2.38倍。不同功能区土壤重金属污染差异表现为老工业区商业区交通区居住区高新工业区,老工业区和商业区重金属污染达到重度污染和强潜在生态风险水平。7种重金属的平均潜在生态风险程度大小顺序为:CdCuPbNiZnCrMn,综合生态风险值RI为286.58,为中等生态危害水平。Cd为最主要的污染因子和最主要的潜在生态风险因子,贡献率达80%以上,应引起重视。土壤重金属空间分布趋势表现为城市西部高于城市东部,渭河北岸高于南岸,老城区、老工业区高于新城区、新开发区。相关分析及主成分分析表明,重金属Cu、Zn、Pb、Cd为人为源因子,主要受工业、交通、燃煤等人为活动影响;Cr、Ni、Mn主要由自然源贡献。     

荻港镇某水泥厂周边不同介质中重金属含量、来源及潜在生态风险分析

以芜湖市荻港镇某水泥厂区周边农田土壤、地表灰尘、叶面尘为研究对象,测定Cr、Cu、Ni、Mn、Pb和Zn等6种重金属含量,运用相关性分析和主成分分析区分不同介质中重金属的来源,运用潜在生态风险指数法,评价重金属生态风险.结果表明,3种环境介质中除地表灰尘Ni,叶面尘中Cr和Ni外,各介质中其余重金属含量均高于当地土壤背景值,呈现出不同程度的累积;Cr、Pb、Zn主要来源于水泥生产活动和交通活动,Cu主要源自交通污染,Mn和Ni主要来自于自然源,地表灰尘中Mn主要来源于建筑物的风化;土壤和地表灰尘综合潜在生态风险处于强烈生态风险,叶面尘处于很强生态风险,土壤中Ni、Pb、Cu,地表灰尘和叶面尘中Cu和Pb为主要的致险因子.     

电子废弃物拆解区周边农田土壤重金属污染评价及成因解析

深入了解电子废弃物拆解、倾倒及扩散引发的土壤环境问题,有助于根据土壤重金属污染程度及其潜在生态风险实现拆解区周边农田土壤的分类分级管理和科学合理利用。在浙江台州(国内电子废弃物三大拆解基地之一)某典型电子废弃物拆解区的拆解点、倾倒点及周边农田随机采集12个土壤样本,测定了土壤重金属(Cd、Cu、Cr、Ni、Pb、Zn)质量分数与污染指数,并开展了生态风险评估与成因推测研究。从研究区土壤重金属单项污染指数(以所有样点的平均值计)来看,Cd、Cu、Pb、Zn为重度污染,Cr与Ni分别为中度与轻微污染,其中Cd、Pb与Cu分别具有极强、强和中等生态危害,而Ni、Cr、Zn具有轻微生态危害。从具体样点来看,电子废弃物拆解点和倾倒点土壤重金属污染指数最高分别达164.2和152.9(均为重度污染),其潜在生态风险指数最高分别达2 685和6 914(均为很强生态危害);57.14%的农田样点土壤重金属已达中度至重度污染水平,28.57%的农田样点土壤重金属生态危害达中等级别。主成分分析与相关性分析结果显示,研究区土壤重金属污染存在两条主要扩散途经,首要的是电子废弃物拆解产生的粉尘与焚烧产生的飞灰随大气沉降而产生的污染,次要的是拆解点与废渣倾倒点经雨水冲刷、淋溶下渗、地表径流所造成的污染。结果表明,研究区土壤重金属污染较为普遍,且以Cd、Pb、Cu为主,Zn、Cr、Ni次之;电子废弃物拆解与处置过程中重金属的扩散途径以空气传输为主、雨水迁移为辅。     

剑湖流域土壤/沉积物重金属分布特征、来源解析及生态风险

以剑湖流域为研究对象，通过系统采集流域内陆地土壤、河流和湖泊沉积物样品，利用电感耦合等离子体发射光谱仪（ICP-OES）测定72个采样点镉（Cd）、铬（Cr）、铜（Cu）、铅（Pb）、钒（V）和锌（Zn）等6种重金属含量，分析流域重金属分布特征，利用单因子污染指数法和内梅罗综合污染指数法、地累积指数法评估其污染程度，利用潜在生态风险评价法评估其生态风险，结合富集因子法、主成分分析和相关性分析探讨其重金属来源.结果表明，剑湖流域各重金属含量与云南省土壤重金属背景值顺序一致，除Pb外其余5种重金属平均含量均高于土壤背景值，且水平空间分布各异；单因子污染指数和内梅罗综合污染指数表明，剑湖流域Cd、Cr、V、Cu和Zn具有不同程度污染，Pb污染水平达到警戒线；6种重金属地积累指数均值均<0，表现为无污染；流域单项潜在生态风险指数E_rⁱ为Cd>Cu>Pb>Cr>V>Zn，重金属综合潜在生态风险指数RI为7.26–144，其中，Cd、Cu生态风险指数E_rⁱ之和占综合指数RI的...     

Ecological risk assessment from the perspective of soil heavy metal accumulations in Xiamen city,China

Contamination of soils by heavy metals is of rising concern in many cities in China undergoing rapid urbanization. Here, we evaluate the severity of soil contamination by four heavy metals (arsenic, chromium, copper, and lead) at 146 urban and suburban sites within the city of Xiamen, Fujian, China. A multivariate regression model was proposed and developed to simulate heavy metals accumulation in urban and suburban soils, to identify the concentration and spatial distribution of heavy metals in soils, and to assess ecological risks by 2020. Results showed that, overall, Xiamen soils should be subject to low ecological risks due to heavy metals contamination by 2020, the ecological risks for urban soils were greater than suburban soils, nearly half of Xiamen soils are at moderate ecological risks, and many suburban soils experience low ecological risks. The methods demonstrate the potential to predict future ecological risks from heavy metals contamination which could inform pollution prevention and control measures.     

沙颍河沈丘段底泥、土壤中砷及重金属污染与潜在生态风险评价

为查明沙颍河沈丘段底泥、土壤中砷(As)和重金属污染状况及其潜在生态风险,对底泥和土壤样品中的砷(As)、铬(Cr)、汞(Hg)、镉(Cd)和铅(Pb)的含量水平进行测定,并进行潜在生态风险指数计算。结果表明,沙颍河沈丘段底泥中As含量为9.206～11.641mg·kg-1,距河5km的白果村农田土壤中As含量为8.52～80.31mg·kg-1,超标率达到57.8%,Cr、Hg、Cd和Pb的超标率分别达到32.8%、59.4%、67.2%和39.1%。沙颍河沈丘段底泥和附近村庄农田土壤中As和4种重金属的总潜在生态风险为中等生态风险,主要来源于Hg和As。     

江苏南通表土、地面灰重金属污染及潜在生态风险评价

选取南通市不同功能区表土、地面灰为对象,测试重金属元素Pb、Zn、Cu、Ni、Cr含量,并评价重金属污染水平和潜在生态风险程度.结果表明,表土、地面灰中Pb、Zn、Cu含量较高,污染较为严重,Ni、Cr含量较低,污染较轻.重金属污染顺序为工业区〉商业区〉交通区〉文教区〉住宅区.表土与地面灰重金属物质来源相似,一部分主要来自地壳物质,一部分受人为污染干扰.地面灰的重金属污染水平及潜在风险程度均高于表土,且崇川区工业区、商业区潜在生态风险程度较高,其余地区潜在生态风险程度较低.该项研究可为重金属污染防治提供科学参考.     

武汉市郊区设施蔬菜地土壤重金属含量及其生态风险

采用野外调查采样和室内分析相结合的方法,对武汉市郊部分设施蔬菜地土壤5种重金属砷(As)、汞(Hg)、铬(Cr)、镉(Cd)、铅(Pb)的累积现状和潜在生态风险进行了分析评价.结果表明,研究区土壤中As、Hg、Cr、Cd、Pb的平均含量分别为0.06、0.15、19.85、1.07、5.44 mg/kg,其中Cd和Hg的平均含量分别达到湖北省土壤背景值的9.41和2.36倍;设施蔬菜地土壤中不同重金属的单因子污染状况具有Cd>Hg>Cr>Pb>As的特征,就综合污染指数而言,Cd元素是污染发生的主要贡献因子;从多种重金属潜在综合生态风险指数(RI)来看,研究区仅有18.23%的采样点达到中等生态风险,其余样点的潜在生态风险指数在轻微风险水平范围内.图4表3参15     

中国冶炼行业场地土壤污染特征及分布情况

通过收集大量国内各个地区冶炼场地的最新污染数据,试图从全国尺度范围进行分析,反映中国冶炼行业场地的土壤污染状况。运用污染指数评价法、潜在生态危害指数法和生物毒性评价法,以《土壤环境质量建设用地土壤污染风险管控标准(试行)》(GB 36600—2018)的第一类用地标准值为参比,对土壤中重金属和有机物的污染特征及生态风险进行了分析。单因子指数结果表明:As、Pb、Cd和Ni的浓度均超过了土壤污染风险管制值,其中As的单因子指数为3.80;有机物的评价结果均为清洁。内梅罗指数结果表明:As、Pb、Cd和Ni的土壤污染风险管制值的评价结果为重度污染,且指数均大于35;二苯并(a,h)蒽的评价结果为警戒限,其余有机物的评价结果均为清洁。潜在生态风险评价表明:As具有很强的潜在生态风险,Cd有较强的潜在生态风险,多种元素的综合生态风险评价指数RI为409,具有较强的潜在生态环境风险。空间分布结果表明:南方地区的重金属潜在生态风险远高于西北地区和北方地区,其中潜在生态风险等级为很强的点位主要分布在贵州、湖南和江西等地区,且As和Cd的生态风险因子占据较高的比重。生物毒性评价表明:2-甲基萘、苊烯和二苯并(a,h)蒽将频繁地发生负面生态效应。贵州等南方部分地区的冶炼行业周边土壤已受到As和Cd等重金属的严重污染,应采取有效措施减少排放。该研究可为中国冶炼行业的污染防治提供科学依据和数据支撑。     

Chemical speciation and potential ecological risk assessment of heavy metals in volcanic rocks of Southern Qinghai,China

ABSTRACT

Seven volcanic rocks samples were collected from Southern Qinghai to analyze chemical speciation and migration behavior of heavy metals by sequential chemical extraction procedure and column leaching test. The geo-accumulation index, ecological risk index and the risk assessment code were applied to assess the heavy metal pollution and potential environmental effects in this area. Results revealed that the total concentrations of heavy metals did not exceed the background values in soil of this area. Most of the samples produced acid rock drainage. The order of heavy metal migration and transformation sequence in the volcanic rocks of Zhiduo region was Cd?>?Pb?>?As?=?Cu?=?Zn?=?Mn based on the geo-accumulation index and Cd caused heavy pollution, which was also confirmed by the leaching test. Moderate potential ecological risk posed by heavy metals occurred in the study area based on the potential ecological risk index. Cd contributed to most of ecological risk while the remaining heavy metals (except As) exerted medium to high risks to the environment according to the risk assessment code evaluation results. In summary, volcanic rocks possessed potential risks to the surroundings due to potential release of heavy metals. Cd that caused the pollution should be paid special attention.     

不同来源重金属在土壤中的形态分布差异

试验表明：不同来源的Ｐｂ、Ｚｎ和Ｃｄ复合污染物在土壤中的形态分布有明显的差异，在废矿水和尾矿砂污染的土壤中，Ｐｂ、Ｚｎ和Ｃｄ主要以残渣态存在，而添加土壤中的Ｐｂ主要以弱专性吸附态和有机结合态存在，Ｚｎ和Ｃｄ主要以交换态存在，大豆苗对添加土壤中Ｐｂ、Ｚｎ和Ｃｄ的富集能力较强，而对废矿水污染和尾矿砂污染土壤中Ｐｂ、Ｚｎ和Ｃｄ的富集能力相对较弱。     

基于支持向量机的城市土壤重金属污染评价

以太原市城区周边的80个土壤样品为研究对象，测定了土壤中Ni、Cr、As、Cu、Zn、Pb、Cd和Hg8种重金属的含量，运用支持向量机模型进行土壤重金属污染评价，并与 Hakanson 指数法和内梅罗综合污染指数法的评价结果进行对比,探讨支持向量机模型在土壤重金属污染评价中的应用。结果表明，（1）重金属元素的变异系数由高到低顺序分别为：Hg＞Pb＞As＞Cd＞Cu＞Ni＞Zn＞Cr。Hg含量在0.02-0.39 mg·kg^-1之间，变异系数为0.648，最大值为最小值的19.5倍；而土壤中Pb的含量在17.4-86 mg·kg^-1之间，变异系数为0.409；即使变异系数最小的Cr元素的最大值为109 mg·kg^-1，最小值为54.7 mg·kg^-1，变化范围也到达了54.3 mg·kg^-1，可见太原市土壤中各元素含量的变异很大。各元素的含量的平均值除Ni以外均大于太原市的元素背景值，但都在国家土壤质量质量标准的二级标准值之下。（2）内梅罗综合污染指数法、Hakanson 指数法和支持向量机的评价结果中，评价等级为2A、2B、2C的样品数分别为：41、47和45，37、29和33，2、4和2，评价结果相差不大，内梅罗综合污染指数法与支持向量机方法的评价结果相同率为70%，Hakanson 指数法和支持向量机的评价结果相同率为65%。（3）对评价结果有差异的样品进一步分析可知，支持向量机方法的评价结果更为准确。相比较内梅罗综合污染指数法和Hakanson指数法而言，支持向量机降低了人的主观判断对评价结果的影响，在进行综合评价的时候能考虑到各因素的综合影响，使评价结果更接近真实情况，有较为严格的数学基础，泛化能力好，在土壤重金属污染评价中有广泛的应用前景。     

铅锌矿自然扩散晕内重金属的污染特征及其防治技术

研究了湖南省郴县东坡铅锌矿自然扩散晕内重金属的污染特征及污染控制措施，结果表明，该区域内的环境污染是以Ｐｂ、Ｚｎ、Ｃｄ和Ａｓ为主的多金属复合污染，污染物在土壤中的化学形态以残渣态为主，水体中的细微尾矿砂颗粒物是重金属的主要迁移载体。该区域内作物中的Ｐｂ、Ｃｄ残留很高，用改变耕种制度的方法来控制铅锌矿区内的重金属污染是有效的