基于Kriging插值的路旁土壤重金属含量空间分布 ——以310国道郑州-开封段为例

分别在G310国道郑州-开封段的杏花营路段两侧150m×150m范围内布设7条垂直于公路的采样子断面,从路肩向两侧每隔10m采集1个表土混合样,共采集226个样品（包括2个对照样品）.用ICP-MS测定了土壤重金属（Pb、Cu、Zn、Cd、Cr和Ni）含量,并用Universal Kriging插值法分析路旁土壤重金属空间分布特征.结果表明,路旁土壤重金属呈与道路平行的带状分布,表明6种重金属含量均受公路交通影响,属于公路源重金属.土壤Cr和Cu含量在路基处含量最高,向两侧逐渐下降,呈指数分布;土壤Pb、Zn、Cd和Ni含量在距路基30～50m处出现峰值,呈偏态分布.路旁土壤Pb、Cu、Zn、Cd、Cr和Ni均为交通源重金属.     

基于不同通车时间的路旁土壤重金属健康风险:以连霍高速郑州—商丘段为例

以连霍高速郑商段不同通车时间的湾刘断面(通车11 a)和小王庄断面(通车4 a)为研究对象,按距离公路0、5、15、25、35、50、100、200、300和1 500 m采集土壤表层样品,用原子吸收分光光度法测定土壤重金属(Cd、Cu、Pb、Zn、Ni和Cr)含量,采用美国环境保护署(US EPA)推荐的健康风险模型对其开展健康风险评价.结果表明,公路通车运营时间越长,土壤重金属含量和健康风险越严重;随着离开公路路基距离的增加,土壤重金属含量和健康风险呈偏态分布或3阶多项式分布,峰值多出现在距路基15～50 m之间;土壤重金属的HQ和HI均远远小于1,不存在非致癌健康风险;各样点CRCr和TCR均略超过US EPA推荐的土壤治理标准(1×10-6),但低于一些专家提出的宽松标准(10-6～10-4),存在致癌风险的可能性,CRCr对TCR贡献率高达97.83%,Cr是最主要的致癌风险因子.     

连霍高速郑商段路旁土壤重金属积累及潜在风险

以连霍高速郑商段不同通车时间的湾刘（通车11 a）和小王庄断面（通车4 a）为研究对象,根据距离公路远近不同布设土壤采样点,用原子吸收分光光度法测定土壤Cd、Cu、Pb、Zn、Ni和Cr含量.在计算表层土壤重金属积累速率和通量的基础上,探讨了路旁土壤重金属的分布特征、积累状况及潜在污染风险.结果表明,Cu、Pb和Cd是典型的交通源重金属,其含量在公路两侧随距离的增加呈先增加后减少的趋势,含量峰值出现在离路基25～50 m之间.湾刘断面土壤Pb、Cd、Cu的平均含量分别为14.52、 1.32、 73.54 mg·kg^-1,小王庄断面分别为12.41、 0.98、 43.64 mg·kg^-1.大部分样点Pb、Cu和Cd的积累速率和通量为正值,且Cu>Pb>Cd,小王庄断面大于湾刘断面. 2个断面土壤Cd已经发生污染;Cu的潜在污染风险在百年时间尺度之内,大部分样点在未来5～30 a中可能发生污染,潜在风险大;Pb的潜在污染风险都在千年尺度以上,潜在风险极小.     

路旁土壤公路源重金属含量空间分布数值模型的探讨

公路源重金属产生后,赋存于大气颗粒物中,随颗粒物在大气中迁移沉降,最终沉降于路旁土壤中.本研究通过对公路源重金属迁移机理的分析,以高斯污染物扩散模型为基础,构建公路源重金属在路旁土壤中空间分布的数值模型,并用G310国道杏花营断面路旁土壤重金属(Cd、Cr、Cu、Ni、Pb和Zn)含量空间分布实测数据对模型预测能力进行验证.结果表明:土壤Cr和Cu含量呈指数分布,土壤Cd、Ni、Pb和Zn含量呈偏态分布,指数分布实质上是偏态分布的峰值十分接近路基的一种特例.研究表明,本文构造的数值模型可以较好地拟合上述两种路旁土壤重金属空间分布形式,模拟情景数n的取值越大,模拟结果越准确.