地块尺度重金属污染风险耕地安全利用区划方法

耕地安全利用是保证粮食安全,实现生态文明建设的重要举措之一.为解决污染风险耕地安全利用与修复治理过程中技术措施选择盲目的问题,在重庆市黔江区鹅池镇采集表层土壤样品244件和水稻-根系土样品100套,在分析土壤和水稻中Cd、Hg、Pb、As和Cr这5种重金属含量及土壤中氧化物、有机质和pH等指标的基础上,利用多元回归和地统计分析法建立预测模型,并为地块赋值,结合地块中土壤和水稻中重金属全量、土壤重金属有效态及土壤pH,给出相应的地块尺度耕地安全利用建议.结果表明,研究区土壤以酸性和强酸性为主,Cd超过土壤污染风险筛选值和管制值的比例分别为33.61%和2.05%,Cd有效态占比为60%,水稻Cd超标率为28%,研究区存在明显Cd的生态风险.土壤Cd有效态主要受到土壤Cd全量和pH的影响,水稻中Cd的富集主要受到土壤有机质、Mn和CaO含量的影响.区划结果显示,研究区土壤以优先保护类为主,占比为59.30%;安全利用类占比为40.44%,其中安全利用（IAa）、安全利用（IAb）、安全利用（IBa）、安全利用（IIAa）、安全利用（IIAb）、安全利用（IIBa）占比分别为19.49%、8.01%、1.43%、7.04%、1.41%和3.06%;严格管控类占比为0.26%.该方法将土壤及农产品的安全风险相结合,并针对性给出安全利用建议,为因地制宜地开展受污染耕地安全利用工作提供了方法参考.     

典型喀斯特地区土壤-作物系统镉的富集特征与污染评价

为了研究喀斯特地区Cd在表层土壤和农作物中的富集特征及影响因素,为土地安全利用提供理论依据,选择在重庆市黔江区中部采集表层土壤样品360件、深层土壤样品7件、85件水稻样品和73件玉米样品（配套采集根系土样）,分析了土壤及农作物中Cd的含量、土壤中TFe₂O₃、Mn、有机质（C_org）、Se等含量和土壤pH.基于地统计法分析了表层土壤Cd的空间分布特征及富集原因,并对土壤及农作物进行了安全评价.结果表明,表层土壤Cd空间分布不均匀,且表层富集明显,表层土壤Cd含量受到成土母质和人为活动的控制,表层富集主要受到铁锰氧化物和有机质（C_org）的影响.土壤Cd以无污染和轻度污染为主,部分区域存在强生态风险,污染区主要位于二叠系地层分布区,土壤Cd污染主要受到地质背景的控制.大宗农作物均存在一定程度的Cd轻微-重度污染,水稻的日均建议消耗量的限值为0.87 kg·d^-1,玉米为1.53 kg·d^-1.Cd的生物有效性受到土壤酸碱度和土壤Se含量的影响,酸性条件下Cd生物有效性高,土壤高Se区农作物较安全.建议在水田乡二叠系出露区种植Cd低累积作物,或通过调节土壤酸碱度,控制Cd的污染风险,实现土地安全利用.此外,优先选择在土壤高Se区种植农作物.     

高硒高镉区土地安全区划方法

湖北恩施地区土壤中硒资源非常丰富,但土壤中也存在一定程度的镉污染风险,为了科学地开发富硒资源,选择典型高硒高镉区恩施市沙地乡为研究对象,结合玉米镉硒吸收模型,提出土地安全区划方法.对比硒的健康效应对土地安全区划结果的影响发现,硒对镉的拮抗作用可以减少农耕区严格管控区面积,提高土地利用效率.结合研究区各类农作物中镉硒的含量特征,建议优先保护区及安全利用区大力发展富硒农产品,结构调整区种植玉米与茶叶.     

渝东南山区乡镇尺度土壤合理采样数估算及重金属污染评价

为了研究乡镇尺度土壤重金属污染状况及土壤合理采样数的确定方法,选择在重庆市黔江区舟白镇采集表层（0~20 cm）土壤样品320件,分析了土壤中各重金属元素（Cd、Cr、Pb、Hg、As、Cu、Zn、Ni）含量和pH,基于经典统计学方法和地统计法研究不同土壤指标的空间变异特征及土壤合理采样数,利用内梅罗指数法进行土壤重金属污染评价.结果表明:研究区土壤中Cd、Cr、Pb、Ni含量及pH的空间分布主要受到成土母质的影响,土壤中Hg、As、Cu、Zn含量同时受到地质背景和人为活动的影响.对于研究区土壤各重金属含量和pH而言,250个土壤样点即可反映其基本信息.研究区中部土壤污染程度较低,北部和南部污染程度较高,中度和重度污染区主要分布在研究区南部.原始土壤点位和合理土壤点位重金属污染评价结果差别较小,说明所得的合理采样数结果较可靠.与地层分布对比发现,土壤中度、重度污染主要与二叠系地层有关.      

汞矿区周边土壤重金属空间分布特征、污染与生态风险评价

为探明汞矿开采对周边土壤环境及人体健康的影响,在重庆市酉阳县某汞矿聚集区周边采集表层土壤组合样42件,分析了土壤中重金属（Cd、Hg、Pb、As、Cr、Cu、Zn和Ni）的含量及pH,对土壤重金属含量的空间分布特征、污染程度和生态风险进行了研究.结果显示,研究区土壤重金属表层富集明显,参照《土壤环境质量农用地土壤污染风险管控标准（试行）》（GB15618-2018）发现,土壤Cd、Hg、Pb、As和Zn存在不同程度的超标现象.土壤存在一定程度的污染和生态风险,土壤重金属中度-重度污染和强生态风险区均分布在矿点周围,说明矿业活动对土壤环境的影响.土壤Cr、Cu和Ni含量可能受到母岩的风化和成土作用的影响,土壤Hg、Pb和Zn可能受到矿产开采等人为活动的影响,土壤Cd和As同时受到地质背景和人为活动的影响.重金属对成人的健康影响较小,对儿童造成健康风险的概率较大,土壤As是造成人体健康风险的主要贡献因子,8种重金属均以经口摄入途径的贡献率最高.汞矿的开采是造成研究区土壤污染及生态风险的主要原因.     

重金属地质高背景区及工业区农作物重金属健康风险评价——以重庆市梁平区现代农业示范区为例

以重庆市梁平区现代农业示范区内分别受重金属地质高背景影响及工业活动影响的玉米、水稻、红苕、莲藕、柚子为研究对象,探讨重金属地质高背景区及工业区农作物重金属元素差异性的健康风险问题。通过对比研究,得到以下认识:1)以As、Hg、Cd、Cu、Zn和Ni为研究对象,水稻中As、Hg及Cd的平均含量总是大于玉米中对应元素的平均含量,水稻中Cu、Zn及Ni的平均含量总是小于玉米中对应元素的平均含量。水稻、玉米对于不同的重金属元素具有不同的富集特征。2)农作物的重金属危害商与重金属浓度呈正比关系。横向对比发现,工业区植物玉米中As、Hg、Cd、Zn及Ni元素的危害商皆大于地质高背景区玉米中对应元素的危害商,为工业活动对土壤中重金属形态的影响所致。3)柚子的重金属危害商在全区普遍偏低。地质高背景区植物莲藕中As元素的危害商达到了2.08,具有显著的健康风险。4)不同重金属元素对总危害商的贡献率表明,As、Cu元素的贡献率是最高的,Cd元素对地质背景区总危害商的贡献率高于工业区,应引起对Cd米污染的重视。     

渝西经济区土壤地球化学基准值与背景值及元素分布特征

基于渝西经济区多目标区域地球化学调查资料,采用正态和对数正态法,获得了土壤54种元素(指标)的地球化学基准值和背景值,并研究其分布特征;同时分析了岩石风化成土过程元素的富集贫化规律,以及表层土壤元素分布特征。结果表明,与全国土壤相比,该区重金属元素Cd、Cr、Hg、Ni基准值较高,As较低,Pb、Zn、Cu与全国值相当;多数重金属元素和植物营养元素背景值偏高,仅K、Mn、P、Cl元素背景值低于全国水平。对比土壤背景值与基准值,发现多数元素(指标)背景值与基准值相当,说明表生作用和人为活动对表层土壤影响较小;而Se、Hg、S、N等14种元素在表层土壤富集,人为输入作用显著。不同母岩区表层土壤元素(指标)分布表现为,碳酸盐岩区多数元素含量较高;就不同pH值范围而言,CaO、MgO、K2O、P以及除Hg以外的重金属元素均在碱性环境含量较高,SiO2在酸性环境含量高,较多元素(指标)在中性环境中趋于稳定。     

重庆市酉阳县南部农田土壤重金属污染评估及来源解析

为了探究矿业活动及地质背景对土壤环境的影响,在重庆市酉阳县南部农用地中采集了土壤组合样品156件,分析了土壤中重金属的含量及pH,基于地统计法、单因子指数法及内梅罗指数法对土壤重金属污染状况进行了评价,利用主成分分析/绝对主成分分数（PCA/APCS）受体模型讨论土壤重金属的来源.结果表明,土壤Cd污染呈面状分布,而土壤Hg主要表现为点状污染,土壤中-重度污染主要分布在涂市乡、麻旺镇及龙潭镇三镇交界处,土壤以酸性为主,出现农作物污染的风险较高;指示克里格法评价结果显示,三镇交接处及涂市乡北部有较高的土壤污染概率;主成分分析/绝对主成分分数（PCA/APCS）受体模型分析结果显示,土壤As、Cd、Cr及Ni的来源主要受到地质背景的控制,土壤Hg与Pb、Zn主要受到矿业活动的控制,土壤Cu同时受到地质背景和矿业活动的影响;此外,农业活动也是土壤As、Cd、Pb、Cu及Zn等元素来源之一.研究区土壤中-重度污染主要是由矿业活动引起的,而地质背景导致的土壤重金属污染主要为轻度污染.该研究可为典型区域土地安全利用及土壤污染防治提供理论基础.     

重庆渝北地区土壤重金属形态特征及其有效性评价

结合渝北地区土壤重金属全量及形态分析,对区内主要土壤类型(紫色土、石灰土、黄壤、水稻土)中的As、Cd、Cr、Pb形态构成特征、影响因素及有效性进行研究.结果表明:不同土壤类型重金属形态构成差异明显,Cr、Pb在各土壤类型中均以残渣态为主;Cd在黄壤、紫色土中以离子态、残渣态为主,其中离子态平均构成在2类土中分别高达37.44%、29.97%.w(可利用态As)和w(可利用态Cr)在紫色土中的平均值分别为0.04和0.96 mg/kg,w(可利用态Cd)在水稻土和紫色土中的平均值分别为0.13和0.09 mg/kg,w(可利用态Pb)在黄壤中的平均值为1.94 mg/kg,表现出较高生物有效性;石灰土中各重金属可利用态总体较低.w(可利用态As)、w(可利用态Cd)分别与As全量(以w计,下同)、Cd全量呈显著正相关;w(可利用态Cd)和w(可利用态Pb)与pH,w(可利用态Cr)与w(有机质)均呈显著负相关.紫色土中w(可利用态Cd)、w(可利用态Cr)和w(可利用态Pb)与各重金属全量、pH和w(有机质)三者显著服从多元非线性对数回归,通过该回归可对研究区紫色土这3个元素的可利用态含量进行预测.     

重庆渝北地区表层土壤硒含量分布与农业经济意义

通过对重庆渝北地区表层土壤网格化取样分析及岩、土、植物样的分析评价,阐述了Se元素的含量水平、空间分布与农业经济意义,并编制富硒土壤分布图。研究区表层土壤Se背景平均值为0.205mg.kg-1。土壤Se分布主要受地层、岩性及土壤对Se元素富集特性的控制。区内富硒土面积208.25km2,占全区11.57%,足硒土面积576km2,占全区32%。最具开发潜力的富硒土区为"北碚天府-工农-代家沟"一带(Ⅰ区),面积为36.8km2,富、足硒土次之(Ⅱ、III区),面积为110.3km2。富硒土区白菜、卷心菜等十字花科作物,水稻、玉米等粮食作物为富硒无公害或绿色农产品,具较大的农业经济意义。