长江（南京段）现代沉积物中重金属的分布特征及其形态研究

本文通过对比取样和重金属形态实验研究,对长江现代沉积物中重金属含量在平面上和剖面上的分布特征以及存在的形态进行了分析讨论.结果表明,长江南京段现代沉积物中Cu,Pb,Co,Ni已形成轻—中等程度污染,并且重金属元素随沉积物由老到新正以增加的趋势叠加沉积,叠加速率Cu为0.083μg·g~(-1)·cm~(-1),Pb为0.067μg·g~(-1)·cm~(-1),Co为0.05μg·g~(-1)·cm~(-1),Cr为0.217μg·g~(-1)·cm~(-1),Ni为0.067μg·g~(-1)·cm~(-1).叠加量主要为有效态部分.重金属在其有效态中的聚集能力如下:可交换态中:Pb>Co>Cu>Ni,Cr;碳酸盐态中:Cu>Cr>Pb,Co,Ni;Fe-Mn氧化物态中:Co>Pb>Cu>Ni>Cr;有机态中:Cu>Cr>Pb,Co,Ni.     

宁东基地不同工业园区周边土壤重金属污染特征及其评价

为了解宁东基地不同工业园区周边土壤重金属污染特征,采集并测定了土壤样品的重金属含量(Cr、Cd、Pb、As和Hg),进一步采用Tessier连续提取法对Cr、Cd、Pb和Hg含量超出背景值的土壤样品进行了重金属形态分析。采用单因子污染指数和综合污染指数对研究区土壤重金属污染程度进行分析,并利用潜在生态风险指数法对其进行生态风险评价,旨在为宁东基地土壤环境保护及生态系统维护提供科学理论依据。结果表明:研究区土壤中上述5种重金属含量的平均值分别为63.26、0.13、21.11、8.77和0.17 mg?kg~(-1),均没有超过《国家土壤环境质量标准》(GB15618—1995)二级标准(p H7.5)和《展览会用地土壤环境质量评价标准(暂行)》(HJ350—2007)A级标准限值,但Cr、Cd和Pb和Hg的平均值超过了宁夏土壤背景值,其中Cr、Cd和Pb的平均值与对应背景值相差不大,Hg的平均值是背景值的8.5倍。重金属形态分析表明,Cr和Hg主要以稳定的残余态形式存在,Cd和Pb主要以非残余态(可交换态、碳酸盐结合态、铁锰氧化物结合态和有机结合态)形式存在,分别占对应总量的65.09%和66.05%。经单因子污染指数和综合污染指数评价,各重金属元素的污染等级均为清洁(安全)水平,研究区土壤表现为无重金属污染状态。潜在生态风险指数评价结果进一步表明,研究区土壤整体呈轻微生态风险。尽管宁东基地不同工业园区周边土壤目前受重金属污染影响较小,但Hg积累明显,Cd和Pb的非残余态含量和比例较高,这3种元素对土壤环境的影响应予以关注。     

公路重金属污染的形态特征及其解吸吸持能力探讨

以宁－杭公路南京段为例,对公路环境土壤介质中重金属污染叠加的研究表明,研究区已形成污染的元素为Ｐｂ,Ｃｏ和Ｃｒ,污染晕带沿公路延伸方向展布,自公路起向其两侧强度逐渐减弱,扩散范围为１４０－１５０ｍ。污染重金属效占其总含量的３．４－６０．６％,主要以交换态和Ｆｅ－Ｍｎ氧化物存在。土壤对研究区重金属 吸持能力：Ｐｂ〉Ｃｏ〉Ｃｕ〉Ｍｎ〉Ｖ〉Ｎｉ〉,Ｃｒ;重金属在土肿的解吸能;和：Ｖ〉Ｃｏ〉Ｐｂ。污染叠加     

泉州湾河口湿地秋茄红树林中重金属的分布、迁移和储量

分析了泉州湾洛阳江河口湿地秋茄林及其根际沉积物中重金属元素的含量及根际沉积物中酸可提取态重金属元素含量,讨论了秋茄林-沉积物系统中重金属元素的分布、富集与迁移特征及其在秋茄林中的储量.根际沉积物中重金属元素总量及酸可提取态含量的顺序分别为:Fe>Mn>Zn>V>Pb>Cr>Cu>Ni>Co>Cd和Fe>Mn>Zn>Pb>Cu>V>Cr>Ni>Co>Cd.与该海域应执行的《海洋沉积物质量标准》(GB1868—2002)一类标准限值相比,研究区沉积物中Zn、Pb、Cu、Cd、Cr的样品超标率分别为100%、100%、90%、70%和10%.相关性分析结果表明,根际沉积物中Cu、Zn、Pb、Cr、Co、Ni可能存在相同的人为源和相似的环境行为,而Fe、Mn的来源及行为与其它元素有较大不同.各元素在秋茄树各部位的平均富集系数均小于1.多数重金属元素在秋茄树不同部位的富集系数顺序为:根>叶>枝,Mn为:叶>枝>根,而Cu和Pb为:根>枝>叶.秋茄树中重金属元素从根到叶的平均迁移系数顺序为:Mn(7.44)>Zn(0.94)>Cu(0.71)>Cr(0.68)>Cd(0.63)>V(0.50)>Ni(0.46)>Co(0.41)>Pb(0.37)>Fe(0.21).     

某铀矿区农田土壤重金属生物有效性分析

为探究某铀矿区附近农田土壤的重金属生物有效性,以该铀矿采矿区、冶炼厂和尾矿坝附近农田土壤为研究对象,分析土壤理化性质并采用经改良后的BCR四步提取法对土壤重金属Pb、Cd、Cr、Cu和U生物有效性进行评估。结果表明:研究区农田土壤偏酸性;不同区位农田土壤有机质含量由大到小依次为尾矿坝、冶炼厂和采矿区;重金属赋存形态主要为残渣态;重金属元素Pb、Cd、Cr和Cu生物有效态含量分别占其总含量的27%～42%,放射性核素U生物有效态含量为U总含量的43%～45%;不同区位农作物对重金属Cr、Cd、Cu和Pb富集系数由大到小依次为采矿区、冶炼厂和尾矿坝;各区位农作物对U的富集效果均最强。综上,研究区农田土壤重金属生物有效性受pH值、有机质含量及重金属生物有效态含量等因素的综合影响,重金属生物有效性越强,其引起的生态风险越大;不同区位农田土壤中重金属Cr、Cd、Cu和Pb生物有效性由大到小依次为采矿区、冶炼厂和尾矿坝;不同区位农田土壤重金属中U的生物有效性均最强;由于受提炼铀矿石的影响,冶炼厂相较于其他研究区域具有更强的U生物有效性;虽然尾矿坝农田农作物对重金属元素的富集效果较差,但考虑到该区位土壤重金属含量较大,其带来的生态风险仍值得关注。研究结果可为今后该矿区重金属污染的科学生物防治提供重要理论依据。     

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.     

雷州半岛土壤-水果作物系统重金属元素潜在生态风险评价及富集特征研究

通过测定雷州半岛土壤及水果作物As、Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb和Zn等8种重金属元素的含量,分析雷州半岛水果作物表层土壤重金属元素潜在生态风险,并探讨土壤-水果作物系统中重金属元素的富集特征。结果表明,(1)雷州半岛水果作物表层土壤重金属元素含量的平均值除Pb元素之外,其他均超过广东省土壤环境背景值,As、Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb和Zn元素分别为广东省土壤环境背景值的1.72、3.26、1.97、5.30、2.77、7.83、0.94和3.61倍,表明雷州半岛表层土壤重金属元素呈现一定程度的富集现象;从变异系数看,Ni元素的变异系数为115%,属于强变异性;其余7种元素的变异系数在10%—100%之间,具中等变异性,表明雷州半岛水果作物表层土壤重金属元素含量受人为活动影响较大。(2)雷州半岛水果作物表层土壤潜在生态风险平均值为267.16,总体上属于中等—强污染风险;其中,徐闻县、雷州市、麻章区为强污染风险,廉江市、霞山区、坡头区和吴川市为中等污染风险。(3)研究区水果重金属元素含量除了草莓外,其他水果的重金属含量均未超过国家食品污染物限量标准,总体上处于安全状态;但不同水果对同一种重金属元素的吸附能力存在差异,以草莓和番石榴对重金属元素的吸附能力最强,与农药化肥的施用有一定的关系。(4)研究区水果作物与土壤的重金属含量总体上为较弱正相关,富集系数平均值均1,表明重金属元素在土壤-水果作物系统中迁移、转化和富集能力较低。     

天津近郊农田土壤重金属风险评价及空间主成分分析

以天津市近郊西青区主要农产品生产基地表层土壤(0—20 cm)作为研究对象,分析了V、Cr、Ni、Cu、Zn、As、Se、Cd、Pb共9种重金属含量及空间分布特征.分别采用地累积指数法及Hakanson潜在生态危害指数法,对农田土壤重金属污染程度及生态风险进行评价;同时利用多元统计分析方法,揭示了研究区农田土壤重金属各元素之间的相关性及污染来源.结果表明,研究区农田土壤各重金属含量偏低,呈轻度污染;但在靠近居住区、高速公路、铁路或小型畜牧厂(已关停)的部分点位中Zn或Cr存在明显富集,污染等级为中度或严重;各元素的生态危害指数大小依次为E_R(As)E_R(Cu)E_R(Pb)E_R(Zn)E_R(Ni)E_R(Cr)E_R(V),生态危害程度均为轻微;多元统计分析结果显示,灌溉水对As和Pb的影响较显著,农作物对As的影响较显著;Cr和Ni来源相似,主要受成土母质的影响;Pb、Zn、Cu等3种元素来源相似,主要来自于附近公路交通所排放的污染物;V和As的来源主要与历史工业污染的积累相关.     

珠江三角洲地区典型菜地土壤与蔬菜重金属分布特征研究

通过对珠江三角洲地区的广州市、佛山市、江门市和惠州市典型菜地土壤和蔬菜中重金属（Pb、Cr、Cd、As和Hg）含量及其土壤中有效态（Pb、Cr、Cd）含量的调查,分析蔬菜重金属污染状况与土壤重金属含量的相关性,探讨了土壤重金属含量、有效态含量与土壤理化性质的相关性。结果表明,菜地土壤主要受Pb、Cd、Hg污染。Pb、Cd主要以轻度污染为主;而Hg污染在广州市菜地土壤以轻度污染和重度污染为主,佛山市菜地土壤以中度污染和重度污染为主,江门市和惠州市菜地土壤以轻度污染为主。蔬菜主要受Pb、Cd、Hg污染,少数蔬菜受到Cr污染,但并未检测出蔬菜受As污染。蔬菜中重金属含量与土壤中Pb、Cr、Cd的总量、有效态含量之间呈显著正相关关系,与土壤中As、Hg的总量无显著相关性。土壤中Pb、Cr含量与土壤有机质含量、黏粒含量、粉粒含量均达到显著相关。土壤中有效Pb与有效锰含量呈显著负相关关系,土壤中有效Cr含量与土壤粘粒含量、有效铁含量呈极显著正相关关系。     

以设计精准修复方案为目标的土壤重金属形态分布研究

农田土壤原位钝化/稳定化修复是通过向土壤中添加化学药剂以降低重金属活性、抑制土壤重金属向农作物迁移进而降低重金属风险的一种修复技术。针对河南省某重金属污染农田土壤,为制定精准的原位稳定化修复方案,采集32个表层土壤样品测定其Cd、Pb、As、Cu、Zn、Ni、Cr 7种元素全量,并利用BCR连续提取法测定弱酸提取态、可还原态、可氧化态和残渣态4种形态含量。结果表明:土壤Cd、Pb、As、Cu、Zn、Ni和Cr含量的平均值分别为1.90、144.91、7.33、32.24、91.40、28.80和19.76 mg·kg-1,Cd和Pb含量分别超过HJ/T 332—2006《食用农产品产地环境质量评价标准》的3.17和1.81倍。BCR形态分析表明,弱酸提取态Cd含量占全量比例较高,平均值为24.06%;土壤80.35%的Pb以可还原态存在,其余5种元素主要以残渣态存在。基于不同元素的弱酸提取态含量与全量建立回归分析模型,结果显示各元素的弱酸提取态含量随全量呈线性变化且两者的正相关关系显著;根据Cd、Pb 2种元素全量与弱酸提取态含量的空间分布差异对研究区域进行分区,基于土壤全量Cd和弱酸提取态Cd含量的分区结果有一定差异,而基于弱酸提取态Cd与弱酸提取态Pb含量的分区结果大致相同,能够为设计精准的修复方案提供依据。最后,分别以重金属全量与有效态含量为出发点对研究区域重金属的污染程度与存在风险给予评价,Hakanson风险评价结果表明土壤Cd存在极强的潜在生态风险,风险评价编码法评价结果则显示Cd为中等风险,两者之间的差异提示土壤重金属修复需综合考虑不同评价方法的评价结果,这为重金属的修复评价奠定基础。     

上海宝山区农业用地土壤重金属空间分异规律及分布特征研究

利用地理信息系统(GIS)和地统计分析方法对宝山区农业用地土壤重金属(As,Cd,Cr,Hg,Pb)空间分异规律和分布特征进行研究.结果表明,区内农业用地土壤中5种重金属均表现为中等空间变异性;在全局趋势上,Cd为一次全局趋势,其余重金属元素都表现为二次趋势;5种元素在空间上均存在明显的方向效应;Cr,Hg和Pb具有强烈的空间相关性,As和Cd具有中等强度的空间相关性;5种重金属的空间变程由大到小分别为Hg,Pb,Cr,As和Cd.土壤重金属As,Cd,Cr,Hg和Pb平均含量分别为7.31mg.kg-1、0.24 mg.kg-1、107.89 mg.kg-1、0.15 mg.kg-1和38.54 mg.kg-1,分别是上海土壤背景值的0.80,1.81,1.44,1.43和1.51倍.宝山区南部农业用地土壤重金属污染程度普遍高于北部.从宝山区各镇农业用地土壤重金属污染看,Cr和Pb普遍污染严重,而基本不存在As污染.同期降尘污染调查表明,降尘重金属是本区土壤重金属污染的最重要来源.     

Spatial distribution and controlling factors of heavy metals contents in paddy soil and crop grains of rice–wheat cropping system along highway in East China

There is consensus concerning the heavy metal pollution from traffic emission on roadside agricultural land. However, few efforts have been paid on examining the contamination characteristics of heavy metals in roadside paddy-upland rotation field, and especially in combination with detailed quantitative analysis. In this study, we investigated the concentrations of heavy metals (Pb, Cd, Cr and Zn) in soil and crop grains of the rice-wheat cropping system along a major highway in East China in 2008 and analyzed the spatial distribution characteristics of heavy metals and their influencing factors with GIS and Classification and Regression Trees (CART). Significantly elevated levels of heavy metals in soil, rice and wheat grains indicated the heavy metals contamination of traffic emission in roadside rice-wheat rotation field. The contamination levels of Cd, Cr and Zn in wheat grain were higher than rice grain, while that of Pb showed an opposite trend. Obvious dissimilarities in the spatial distributions of heavy metals contents were found between in the soil, rice and wheat grains, indicating that the heavy metals contents in the roadside crop grains were not only determined by the concentrations of heavy metals in the paddy soil. Results of CART analysis showed that the spatial variation of the heavy metals contents in crop grains was mainly affected by the soil organic matter or soil pH, followed by the distance from highway and wind direction. Our findings have important implications for the environmental assessment and crop planning for food security along the highway.     

宝鸡城市街尘、土壤及河流沉积物重金属形态迁移特征

在宝鸡城市街尘、土壤及河流沉积物基本理化性质和重金属元素含量分析的基础上,重点研究了重金属元素在街尘、土壤及河流沉积物中的赋存形态和迁移特征.结果表明:在街尘中Cu主要以可氧化态和残余态形式存在,Pb主要以可还原态和可氧化态形式存在,Zn和Cd主要以乙酸可提取态形式存在,Mn、Fe、Co、Ni和Cr主要以残余态形式存在...     

深圳市内某河表层沉积物重金属含量及污染评价

2008年11月,从广东省深圳市内某河采集9个(0—5cm)表层沉积物样品,分析其Cu,Cd,Cr,Pb,Zn,Ni,As和Hg的含量和前6种元素的形态分布,并采用潜在生态风险指数法进行污染评价.结果表明,沉积物中Cu和Zn的含量普遍较高,为5.27—1865mg.kg-1和198.4—1275mg.kg-1,其次是Cr,Ni和Pb,为54.39—908.7mg.kg-1、31.3—445.5mg.kg-1和11.63—814.9mg.kg-1,As,Cd和Hg的含量较少;Cd的残余晶格态、Cr的铁/锰氧化态和残余晶格态、Cu的有机结合态和残余晶格态,以及Ni,Pb和Zn的铁/锰氧化态为各元素的主要存在形态;沉积物中Cd和Cu的潜在生态风险普遍较大,9个样品中6个达到Cd极强生态危害,4个达到Cu很强生态危害,有5个样品的重金属混合污染潜在生态风险达到极强生态危害.     

填埋场内重金属总量及其形态分布对迁移性的影响

以杭州市天子岭填埋场为例,对不同深度填埋层中的重金属总量、重金属迁移率和重金属形态分布进行了研究．结果表明,尽管填埋层中的重金属总量是土壤背景值的数十倍,超出土壤环境质量标准,但是重金属的迁移率却很低．另外,重金属迁移率与可交换态含量相关;Cd,Cu,Pb,Cr,Ni和Zn在填埋层中均以残渣态为主,填埋场中重金属都得到了有效固定,迁移性很差;各元素的易还原态与难还原态是重金属除残渣态之外主要的结合态(除Cr),铁锰氧化物循环是控制填埋场中重金属转化行为的主要机制之一;Cu的酸可溶态与易还原态具有较好的相关性,说明cu这两种形态的转化行为相似．     

施垃圾堆肥拌CaCO3对蔬菜中重金属的累积影响

垃圾堆肥拌施ＣａＣＯ３对蔬菜中重金属的累积效应试验结果显示：单施垃圾肥会增加蔬菜中重金属的累积量，但若施垃圾堆肥同时拌施ＣａＣＯ３（按施垃圾堆肥量的０．５％或１％），则可有效地降低蔬菜中重金属的累积水平．与单施垃圾堆肥相比，拌施ＣａＣＯ３能使番茄中Ｐｂ含量下降２９％－４１％；Ｃｒ下降５％－４６％，Ｃｄ下降９％－４２％；Ｃｕ下降２％－２４％；ＡＳ下降４％－６０％；有的元素如Ｐｂ和Ｃｄ甚至能降到本底值（即不施垃圾肥者）以下。青菜中Ｐｂ、Ｃｕ、Ａｓ的含量下降较明显。试验还显示：施垃圾堆肥拌施ＣａＣＯ３，土壤中重金属可提取总量低于单施垃圾堆肥者。     

南京城市土壤中重金属的化学形态分布

采取Tessier连续提取法，研究了南京市不同城区表层土壤中Fe,Mn,Cr,Ni,Co,V,Cu,Zn,Pb的化学形态分布。结果表明，南京城市土壤中Fe,Mn,Cr,Ni,Co,V,Zn,Pb以残渣晶格态为主，可交换态比例极低；Cu在城市道路旁的土壤中有机物结合态所占的比例最高，其他区域残渣晶格态所占的比例最高，与非城区自然土壤相比，主要来源于人为输入的Mn,Cu,Zn,Pb残渣晶格态所占的比例低，活性态比例大；Cr和主要来源于原土壤物质的Fe,Ni,Co,V在城市土壤与非城区自然土壤中各形态所占的比例相似，残渣晶格态比例大，活性态比例极低。     

芜湖市区土壤重金属污染评价及来源分析

对芜湖市区153个土壤样品中9种重金属的含量进行测定和评价,利用多元地统计方法进行污染来源分析。结果表明：芜湖市区土壤Zn、Fe、Mn、Cu、Pb、Co、Cd、Ni、Cr的平均含量分别为96.8、30600.1、466.1、35.0、29.1、16.7、1.2、26.3、78.3mg/kg;除Fe、Mn、Ni外,其他元素均高于相应土壤背景值,Zn、Cu、Pb、Co、Cd、Cr分别是背景值的1.26、1.09、1.17、1.20、6.11、1.29倍,说明这些元素出现了一定程度的积累。单因子评价结果表明Cd污染最为严重,Zn、Cu、Pb、Co和Cr为轻度污染,Fe、Mn和Ni没有污染。综合相关性、聚类及主成分分析可知,Fe和Mn为＂自然源因子＂,不同功能区分布主要受成土母质控制;Zn、Cu、Pb和Cd为＂交通及工业活动因子＂,Cu、Cd高值区均分布在开发区,Zn和Pb的高值区分布在镜湖区;Ni、Co和Cr为＂农业活动因子＂,其空间变异受成土母质及农业活动等因素影响。     

福建省菜园土壤重金属的含量及其污染评价

采集了福建省26个县市158份菜园表层土壤样品,测定了土壤样品中重金属含量,采用单项及综合污染指数法对土壤重金属污染进行评价分析,并通过元素相关性分析和聚类分析,研究了菜园土壤重金属元素的赋存特征与区域分布.结果表明,福建省菜园土壤存在着不同程度的重金属污染,主要污染元素为Pb,Hg和Cd;元素相关性分析与聚类分析的结果表明:Cu,Zn,Ni和As具有伴随污染的特点,其污染源主要来自土壤母质和大量施用的农药和化肥;Cd,Pb和Hg在土壤中各聚成一类,说明它们在菜园土壤具有较独特的污染源,特别是Cd和Hg,其污染特征明显.而Pb和Cd虽有各自的污染源,但其污染具有一定的相关性.