猪场废水污灌土壤的Cr和Ni空间变异及积累分析

为了解长期施用猪场废水对农田土壤Cr和Ni(以下简称重金属)的影响,采集了河北省京安猪场周边农田清洁区和灌溉8年猪场废水的污灌区耕层(0～20cm)共52个土壤样品,并测定了样品中pH、养分及重金属全量和有效态含量,应用GIS结合地统计学方法对重金属进行了空间结构和分布特征分析,探讨规模化猪场周边农田土壤重金属积累的影响因子及其贡献。结果表明,Cr和Ni全量和有效态含量变异函数理论模型均符合球状模型,具有中等程度自相关。根据背景调查,重金属与pH值和土壤养分的相关性分析以及重金属变异函数分析,研究区土壤Cr和Ni主要受成土母质的影响,受污灌猪场废水影响不大。富集因子分析表明,污灌猪场废水对土壤Cr和Ni几乎没有积累。灌溉猪场废水会降低土壤pH值,提高土壤Cr和Ni有效态含量。     

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。     

污灌区重金属和多环芳烃复合污染及其对农田土壤微生物数量的影响

污水灌溉作为一种污水再利用的方式已得到广泛的应用,但该方式产生的污染不仅危害植物生长,而且可对土壤微生物生长和代谢产生明显不良影响。为了解污水灌溉对农田产生的复合污染及其对微生物数量的影响,以太原市小店污灌区农田土壤为研究对象,采用R语言程序系统研究了土壤中重金属和多环芳烃的污染水平及分布特征,并对不同复合污染程度下农田土壤中微生物数量的分布进行了分析。研究表明,小店污灌区污染因子对土壤质量的影响大于肥力因子,土壤污染程度的评价处于首要地位。用综合污染指数对农田土壤重金属污染进行评价,结果显示,污灌区中部分土壤重金属污染等级为轻度污染或警戒等级;以土壤环境质量(GB15618—2008)国家二级标准值作为评价标准,对多环芳烃污染进行对比分析,结果表明,约有34%的点位超准。不同复合污染程度下,污染土壤中细菌、真菌的数量与对照相比均呈显著下降趋势,且随着重金属和PAHs含量的增加,细菌、真菌数量逐渐减少,而放线菌数量随污染程度的增加在4月和7月与对照相比呈下降趋势,在10月份高于对照;此外,微生物总数随时间延长呈现先上升后下降的变化趋势,7月份达最大值。因此,在一定程度上,微生物数量变化可反映污灌区土壤重金属和多环芳烃复合污染胁迫下的土壤质量变化。     

典型医药企业聚集区土壤重金属污染特征及成因分析

为探究湖北省某地典型医药化工企业腾退地块土壤污染状况及对周边环境介质的影响并量化土壤重金属的来源贡献,系统采集地块内及其农田影响区的土壤样品592个、水稻样品23个、河流沉积物样品11个,测定了As、Cd、Cu、Pb、Hg、Ni等重金属含量,分别运用地累积指数法、生态风险评估法、土壤污染风险评价法分析了地块内及其周边农田土壤重金属的污染特征,并探究了土壤重金属来源.结果表明,医药企业地块内土壤中重金属含量均值显著高于周边农田土壤,土壤重金属As地累计指数最高,是地块内土壤生态风险的主要污染元素,最大污染深度达4.5m.地块周边农田土壤重金属As、Cd、Pb、Hg超过标准筛选值,水稻重金属含量未超食品安全标准限值.地块内重金属主要来源于历史生产企业生产活动,地块内地表径流对其周边河流水质造成了影响,河流作为周边农田的灌溉水,长期的灌溉活动和可能的淤泥回填已经对农田土壤环境安全产生了威胁.医药企业聚集区及其影响区的重金属源汇关系应得到重视,相关部门应针对不同介质和区域的污染现状加强重金属的污染防治和风险管理,并对企业聚集区腾退地块土壤污染进行源头管控.     

长期污灌条件下农田土壤重金属污染环境风险评价

为探讨长期污灌条件下农田土壤重金属积累状况及环境风险,选取典型污灌河流汪洋沟沿岸农田作为研究对象,对污灌区土壤和小麦植株中重金属Cd、Pb、Cu和Zn含量进行分析,并对重金属污染现状、潜在生态风险和潜在健康风险进行评价.结果表明,污灌土壤中Cd、Pb、Cu、和Zn含量虽未超过国家标准限值,但均高于清灌土壤和上壤背景值,已表现出积累现象.污灌小麦部分样本Pb和Zn含量超标,超标率分别为23.1％和15.4％.Cd、Pb、Cu和Zn 4种重金属污染等级均为安全,说明重金属含量尚未达到警戒水平.潜在生态风险评价结果显示,Cd的生态危害系数最高,表现出中等生态危害程度;Pb、Cu和Zn表现为轻微潜在生态危害.健康风险评价显示,4种重金属的单一健康风险系数均未达到显著水平,但其综合污染风险指数大于1,说明该地区存在一定的潜在健康风险,且重金属对儿童的健康风险大于成人,应引起足够重视.     

不同环境下土壤作物系统中重金属元素迁移分配特点

不同环境中重金属的积累特点及其向食物的迁移可能导致对人类健康的不同影响。文章对苏南某市典型乡镇工业环境中的农田表层土壤重金属污染积累进行了分析,并参照国家土壤环境质量二级标准进行重金属污染的单因子和综合因子评价。结果表明,工业环境中农田土壤表层重金属元素的富集系数和重金属DTPA有效态含量显著高于非工业环境,说明工业化发展是土壤重金属积累的主要因素,同时土壤的基本理化性质对土壤重金属的富集有一定的影响。不同种类农产品对重金属的富集能力表现为叶菜类>籽实类>根菜类>水稻籽粒,重金属元素中Cd、Zn、Cu较易在农产品中积累。应该注意工业发展对农田土壤的重金属污染以及对人类食物安全的可能影响。     

钼矿区选矿场周边农田土壤重金属污染状况分析与评价

以葫芦岛市钼矿区为例,分析钼矿区选矿场周边农田土壤重金属污染状况并对其污染现况进行评价.选择选矿场周边受污染农田土壤样本20个,采用HNO3-HF-HClO4混酸对土壤样品进行处理,运用等离子体发射光谱仪(ICP-AES)测定土壤样品中Mo、Pb、As、Hg、Cr、Cd、Zn、Cu、Ni的全量并进行评价.结果表明:钼矿区选矿厂周边农田土壤重金属Nemerow综合指数8.46,综合评价结果为该区土壤已受严重污染;主要污染物为Cd、Cr、Hg、Zn,并伴有Ni、Cu污染;选矿厂周边农田土壤重金属元素全量中化学形态分布为:残余态＞有机结合态＞氧化结合态＞酸可提取态;农田酸可提取态、氧化结合态、有机结合态三种形态的重金属可能来源于不同外援污染;重金属Hg的有效态比例较大,可能会影响农作物的正常生长;钼矿区选矿区周边农田土壤重金属污染除来源于污染地下水的浇灌,还来源于大气降尘、汽车尾气以及矿物运输过程中矿石的遗落.     

多元统计分析在农田土壤重金属污染源解析中的应用

通过采集白银市城郊周边农田土壤,运用电感耦合等离子体质谱和原子荧光光谱测定了其Cr、Co、As、Cd、Cu、Hg、Ni、Pb和Zn的重金属等含量,分析了土壤中重金属元素的污染特征.采用聚类分析和主成分分析来解析重金属来源.结果表明,研究区域土壤中部分重金属的含量已超过农用地土壤污染风险筛选值(GB 15618—2018...     

赣南某钨矿区土壤重金属污染生态风险评价

对赣南某钨矿区及周边农田土壤重金属的污染进行调查,分析了2个尾矿堆积区及17个农田采样区土壤中重金属Pb、Cr、Mn、Zn、Cu和Cd的总量和形态,采用潜在生态危害指数法和RAC风险评价法对研究区域土壤重金属的生态风险进行评价.结果表明,尾矿堆积区尾砂中6种重金属远远超过江西省土壤背景值和国家土壤环境质量二级标准,土壤重金属浓度水平分布表现为尾矿堆积区尾矿附近农田土壤矿区周边农田土壤.形态分析结果显示矿区农田土壤中6种重金属主要以可还原态、可氧化态和残渣态存在,尾矿附近农田土壤重金属Pb、Mn、Zn和Cd酸溶态占比均大于10%,具有较强的生物有效性.潜在生态危害指数评价表明研究区域表层(0—20 cm)和中层(20—40 cm)土壤存在极强的重金属生态危害,Cd是土壤重金属潜在生态风险主要的贡献因子.RAC风险评价结果表明,尾矿附近农田0—40 cm土壤中Zn和Cd存在的生态风险较大,而矿区周边农田0—40 cm土壤中Cd和Mn存在的生态风险相对较大.综合基于重金属总量分析的潜在生态风险指数和基于重金属有效态的RAC评价结果,Cd、Zn和Mn的污染是研究区域土壤污染风险控制需要关注的重点.     

湖南省桂阳县某铅锌矿周边农田土壤重金属污染及生态风险评价

对湖南省桂阳县市黄沙坪某铅锌矿周边的农田土壤进行了监测和评价,结果表明,该区域重金属超标严重,特别是Cd、Zn、Pb在采样区土壤中发生了明显的积累,污染可能较重.Hakanson潜在生态风险指数法计算的综合潜在生态风险指数(RI)的范围为123.5—2791.2,达到了中等及以上的风险程度的点位占78.5%,表明研究区域农田土壤存在很高的生态风险.相关分析结果及聚类分析结果表明,研究区大部分重金属元素来源比较接近,可能主要来自于人为污染,即采矿作业造成的污染.     

微小铅锌矿区土壤和植物重金属污染特征及风险评价

对华东某微小型铅锌矿点周边农田土壤和植物进行采样调查,结合不同土壤剖面土壤样品,分析、评价其土壤和植物中重金属的污染特征,并探讨蔬菜中重金属对当地居民的潜在健康风险.结果表明,矿点周边土壤受到不同程度的重金属污染,单因子污染指数法评价结果显示镉的污染程度最严重,所采集的11个土壤样品中有1个样点属中度污染,其余均属重度污染.对污染程度最低的剖面土壤进行分析后发现,研究区内较高的土壤重金属含量主要与采矿活动有关,同时也受到土壤母质的影响.研究区内农作物均受到不同程度的镉和铅污染,长期食用当地生产的蔬菜可引起潜在的人体健康风险,种植桑树(Morus alba)是当地污染农田的合理利用模式之一.     

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.     

张士灌区多环芳烃污染土壤的植物修复

以我国典型污灌区-沈阳张士污灌区某农田土壤为研究对象,进行了土壤中多环芳烃(PAHs)污染物种类与含量的调查研究,分析了PAHs的主要来源.同时,以13种牧草/草坪草为供试植物,开展PAHs污染土壤高效修复植物的筛选工作,修复周期约为80d.研究结果表明,张士灌区农田土壤受到严重污染,从土壤中分析检测到USEPA 16种PAHs中的13种,含量达2 294 μh·kg-1(干重),远高于荷兰农业土壤的PAHs标准.盆栽试验结果表明,不同植物对土壤中PAHs的去除效果不同,紫花苜蓿(Medicago sativa L.)、黑麦草(Lolium perenne L)、巴林(Poa pratenstis L.)、高羊茅(Festuca data.Kengex E.Alexeev)和白三叶草(Trrifolium repens L.)等植物对土壤中PAHs去除效果较好,适合用于张士灌区农田土壤的修复与治理.     

湖南省某矿遗址周围农业土壤重金属污染及风险评价

为了进一步了解湖南省某矿遗址周围农田土壤重金属的风险,在该矿遗址附近两个区域(Ⅰ区、Ⅱ区)采集125个农业土壤样品,分析其中重金属(As、Cd、Cr、Cu、Pb)的含量,运用综合污染评价法、潜在生态指数法和地积累指数法对其开展风险评估.结果表明,Ⅰ区农田土壤中As和Cd的含量比国家风险管控标准值高,属于中度污染土壤,存在着极高的潜在生态风险;地积累指数进一步指出Ⅰ区土壤中As污染属于二级污染、Cd污染属于四级污染.Ⅱ区农田土壤,除Cd的含量相对较高外,其它重金属含量均很低,该区域土壤重金属的综合污染评价值低于1.0.但是由于Ⅱ区土壤中Cd的地积累指数为1.92,表明Ⅱ区土壤受到Cd的轻度污染,存在一定的潜在风险.     

苏南区域农田土壤和大气颗粒中镉和铅含量及对水稻的贡献研究

为探究土壤和大气颗粒中镉(Cd)和铅(Pb)含量及其对水稻的贡献,采集了苏锡常农田区自然条件下生长的水稻以及相应的土壤和大气沉降样品,并对其中的重金属含量进行测定,结果显示,Cd含量高于江苏省土壤重金属含量背景值,大气降尘中w(Pb)达382μg·g~(-1)。水稻根系对Cd的富集系数为0.62~3.20,平均值为1.91;Pb为0.02~0.06,平均值为0.04。大气对水稻籽粒中Pb的平均贡献率为32.7%,Cd为15.4%。水稻籽粒中Cd含量主要来自于土壤,来自大气沉降的较少;而Pb在土壤中的移动性和在水稻植株中的转运能力均较弱,水稻籽粒中Pb含量主要来自于大气。除了重金属本身的性质影响水稻对重金属的吸收和积累外,不同土壤环境和大气污染程度也会影响Cd和Pb的贡献率。因此,应根据重金属在水稻中的迁移积累特性和环境污染特点对农田水稻种植进行合理的规划和管理。     

天津市典型污灌区冬小麦各生育期的重金属分析

通过对天津市冬小麦生长的各个阶段的各个部位及土壤中重金属含量的分析,评价了污灌区农田土壤-植被系统的污染状况,运用转运系数和富集系数表征了重金属元素在作物中迁移和积累的能力.结果表明,冬小麦田土壤质量属2级尚清洁标准,土壤中Cd污染最严重,Hg污染次之.返青期、拔节期、抽穗期和成熟期,同一时期冬小麦不同部位的重金属含量整体呈现自下至上递减的趋势,即根>茎>叶>果实,而同一部位冬小麦的不同时期的重金属含量各有特点.从转运系数和富集系数上看,根富集重金属的能力要大于茎、叶和果实;重金属由土壤向根迁移的过程中,迁移能力顺序为:Pb>Cd>Hg>Cr>As,Pb迁移能力最强.冬小麦果实中As,Cd,Cr,Hg,Pb和Se含量均超过《食品中污染物限量》中规定的限值,说明研究区域目前已经不宜再种植冬小麦.     

北京市凉水河污灌区土壤重金属累积和形态分析

采用野外定点连续采样和室内分析相结合的方法,对北京市凉水河污灌区土壤中Cu、Zn、Cr、Pb、Ni等重金属在土壤中的累积及其化学形态进行了系统研究.结果表明,①凉水河污灌区土壤中重金属的质量分数均高于北京地区的土壤背景值,特别是Cu和Pb分别达到北京市土壤环境背景值的3.47倍和4.53倍,凉水河污灌区土壤已经发生明显的重金属累积.②土壤重金属元素之间相关分析表明研究地区存在重金属复合污染,土壤有机质与土壤重金属显著相关表明污灌可能是导致土壤重金属富集的重要原因;土壤各理化性质与土壤重金属相关性表现不一致,土壤重金属富集与迁移的影响因素复杂多样.③Tessier连续提取法测定土壤5种重金属的形态分布规律均为:残渣态>铁锰结合态>有机结合态>碳酸盐结合态>可交换态,铁锰结合态含量较高与污水中铁锰含量较高具有一定的关系;凉水河污灌区重金属潜在迁移能力顺序为:Cu>Zn>Pb>Ni>Cr.④综合分析各土壤重金属富集状况、形态分布及其生态毒性,Cu和Pb是凉水河污灌区土壤中需要优先控制的重金属.     

重金属积累对土壤酶活性的影响

研究了华北平原某铅冶炼厂附近农田33个土壤样品中重金属积累对土壤酶活性的影响。结果表明,样品中Pb和Cd全量的平均值分别为144和5.59mg·kg-1,DTPA态Pb和Cd含量平均值分别为54.1和0.964mg·kg-1,均超过了未污染农田潮土的正常范围,而Cu、Ni和Zn的有效性和全量与未污染土壤接近;土壤过氧化氢酶活性与DTPA态Pb和Cd含量、全Pb含量均呈显著的负线性关系(P<0.01);与磷酸酶和脲酶相比,土壤脱氢酶活性更易受到土壤中Pb和Cd积累的影响;随DTPA-Ni含量增加,土壤蛋白酶和碱性磷酸酶活性增加(P<0.1);土壤脲酶活性与重金属全量或有效态重金属含量无显著相关性(P>0.1)。以上结果说明,利用土壤过氧化氢酶和脱氢酶活性能够表征基本性质较为一致的土壤中重金属污染程度;与重金属全量相比,有效态重金属对土壤酶活性影响更大。     

试论污灌条件下农业生态系统良性循环的可行性

本文运用生态学的观点和方法,以西安污灌区为例证,分析了污灌对农田生态系统的作用。认为污灌既是农田的水源和肥源,也是污染源,影响这种利弊关系的因素是污水类型、土壤性质和作物种类等。提出了污灌条件下农业生态系统良性循环的途径:1.发展各种类型的污水处理设施,控制和减少进入农田的污染物;2.选种抗污作物或种植非食用植物;3.改变污染物的迁移途径和积累状况;4.加强耕作措施,提高灌区土壤肥力;5.充分利用经济、管理和法律手段调节污灌系统中的社会矛盾。     

粤北某矿区周边镉锌污染稻田土壤田间植物修复研究

粤北地区多金属矿开采导致的矿区周边农田土壤重金属污染问题突出,探索适合当地条件的土壤污染修复技术与模式对逐步改善土壤环境质量,保障农产品安全和人体健康具有重要意义。为考察植物技术措施对粤北矿区周边重金属污染农田土壤的修复和安全利用的可行性,选择粤北某矿区周边重金属镉锌中度污染稻田,通过田间试验开展了超富集植物伴矿景天(Sedum plumbizincicola)、富集植物杨桃(Averrhoa carambola)、农作物玉米(Zea mays)低积累品种单种及套种对污染土壤植物修复和安全利用效果研究。结果表明,单种模式下,伴矿景天田间生长217 d后,其地上部生物量可达2.82 t·hm~(-2),地上部Cd和Zn平均质量分数分别为119 mg·kg~(-1)和7716 mg·kg~(-1),对Cd的修复效率可达11.1%;杨桃田间生长约600 d后,其根、茎和叶生物量分别可达15.4、15.5和7.81 t·hm~(-2),Cd质量分数分别为8.21、14.1和15.4 mg·kg~(-1),Zn质量分数分别为199、294和642 mg·kg~(-1),其对Cd的总体修复效率可达15.9%。伴矿景天和杨桃套种模式下,两者种植密度均较单种时降低一半,两种修复植物套种处理对Cd修复效率可达到13.5%。试验稻田改种低积累品种玉米,无论玉米单种或同伴矿景天套种其籽粒中Cd质量分数均可达到食品安全国家标准限量要求。利用伴矿景天和杨桃对粤北受镉中度污染稻田土壤进行修复以及通过种植低积累品种玉米实现污染土壤安全利用具有较强的可行性。