典型小城市土壤重金属空间异质性及其风险评价:以临安市为例

城市土壤是城市生态系统不可分割的一部分,与城市居民的人体健康和生活质量密切相关.本研究以浙江省典型小城市——临安市为研究样区,共采集62个土壤表层样品(0~15 cm,样品采样密度:5个·km~(-2)),基于多元统计学、地统计学结合GIS技术研究该地区土壤重金属的污染特征、空间变异结构与分布规律.土壤重金属Mn全量、Cu全量、Zn全量、Pb全量、Cr全量、Cd全量的平均含量分别为439.42、42.23、196.80、62.55、63.65、0.22 mg·kg~(-1),与浙江省土壤背景值及环境质量标准相比较,这些重金属在临安市存在不同程度的累积,局部污染严重.单个重金属潜在生态风险危害指数表明,Pb的潜在生态危害指数最高.p H与大部分重金属全量以及重金属全量之间存在显著相关关系.研究区土壤Pb、Zn和Cu主要来自于城市交通运输工具的使用和尾气排放,而Mn和Cr主要来自于母岩,Cd主要由市区工厂的长期有害物质排放.研究区土壤重金属全量及其有效态均具有较强的空间自相关性[C_0/(C_0+C)50%],其空间分布特征受人为活动的影响极为明显.     

浙江省香榧主产区土壤重金属空间异质性及其生态风险

香榧(Torreya grandis cv.Merrillii)是我国特有的一类经济树种.目前关于香榧的研究大都关注于果实的品质以及高产措施等,对香榧林地土壤重金属污染的研究鲜见报道.为探明其污染状况,选择位于浙江省会稽山脉附近的香榧集中种植区[诸暨、嵊州、柯桥和东阳四市(区)]作为研究对象,系统地采取了121个土壤样品(0～20 cm),对其中的13种重金属(As、Cd、Co、Cr、Cu、Fe、Mn、Ni、Pb、Sb、Sn、V和Zn)进行分析.同时结合主成分分析方法构建最小数据集,筛选出能最大程度代表土壤重金属元素信息的6种元素(As、Cd、Cr、Cu、Ni和Zn),利用地统计学等空间分析方法研究筛选所得的6种重金属空间异质性并评价其潜在生态风险.结果表明,研究区重金属平均o(As)、ω(Cd)、ω(Cr)、ω(Ni)、ω(Cu)和ω(Zn)分别为14.23、0.14、49.08、27.05、28.20和109.93 mg·kg-1通过半方差理论模型拟合得出研究区土壤Cr、Ni和Zn具有强烈的空间自相关性,而Cd、Cu和As空间自相关性处在中等水平.克里格插值揭示了研究区土壤重金属的空间分布格局,东阳市ω(Cd)、ω(Cr)和ω(Ni)呈低值分布,而诸暨市局部地区存在ω(Cd)、ω(Cr)和ω(Ni)的高值分布,其中诸暨市、柯桥区和嵊州市Cd积累较多,As在研究区土壤中的局部积累最严重,高值主要分布在诸暨市的西部和嵊州市东部地区.单因子污染指数和内梅罗污染指数结果显示,研究区6种重金属均存在超标现象,呈现出不同程度的累积特征.诸暨市重金属的分布受早期铜矿开采以及长期过度施肥影响,其他地区重金属的积累情况主要是由香榧种植户不合理的施肥方式尤其是磷肥和有机肥的过度使用等集约经营措施造成.潜在生态风险评价结果表明,研究区整体处于轻度危害程度,其中以Cd的潜在风险最大.     

电子垃圾拆解区土壤-农作物系统中镉元素的空间分布特征及其风险评价

随着电子垃圾的与日俱增,电子垃圾拆解活动导致的土壤重金属污染受到众多研究者的关注.为了探究电子垃圾拆解区周边土壤-农作物系统中镉的污染状况和空间分布特征,本研究采集了171对土壤和农作物样品进行系统解析.结果表明,根茎类、叶菜类、茄果类和水果类农作物土壤中镉含量分别为（1.292±0.647）、（1.010±0.201）、（0.921±0.125）和（0.861±0.135） mg·kg^-1,均值分别是浙江省土壤镉含量背景值的10.0、7.8、7.1和6.3倍,是农用地土壤污染风险筛选值的4.31、3.4、3.07和2.72倍,说明镉在土壤中累积明显.而农作物只有少部分超过食品安全限值,而且不同种类农作物对镉的富集能力的大小顺序为：叶菜类 > 根茎类 > 茄果类 > 水果类.单因子污染指数和潜在生态风险评价结果显示,研究区土壤镉污染严重且有高度的潜在生态风险.健康评价模型发现,手-口摄入重金属是造成当地居民健康风险的主要途径,而且重金属镉暴露对儿童造成的健康风险高于成人,但是该地区单一重金属镉污染暂时不会威胁到当地居民的身体健康.Moran''s I指数以及克里格插值结果揭示了镉具有显著的空间自相关性,存在明显的空间分布格局和局部空间聚集现象,且高值主要集中在电子垃圾拆解区周围,与电子垃圾拆解活动存在显著相关性.     

植物在人工湿地中的作用及物种选择

本文主要阐述了植物在人工湿地中的作用和选取植物的一些原则，并分析了今后所研究的重点。植物在人工湿地中起着非常重要的作用，不但可以去除污染物质，而且具有生态美学和经济价值；选择植物应考虑植物的净化能力、适应性等因素。最后提出了植物研究需要加强的地方。     

土壤—水稻系统重金属空间异质性研究——以浙江省嵊州市为例

在嵊州农产品产地共采集94对土壤—水稻样品,研究重金属在土壤-水稻系统的污染特征及空间异质性.结果表明,土壤重金属Cd、Cu、Ni、Pb和Zn的平均含量分别为0.20、28.64、27.03、38.51和98.74mg/kg,与背景值相比较,这些重金属在研究区均有不同程度的累积,局部污染严重,但是水稻重金属没有超过国家规定的食品安全标准,仍处于安全水平.土壤重金属Cd、Cu、Ni、Pb和Zn都属于中等程度变异,其变异系数分别为45.00%、46.65%、81.54%、18.07%、32.47%.地统计学和局部Moran’s I指数结果可识别出这五个重金属的污染分布情况.土壤Cd、Cu、Ni和Zn的空间分布较为相似,基本为东西部含量较低,中部较高,这与工业活动和其他的人为活动有关.土壤--水稻系统重金属的迁移、吸收主要受土壤重金属含量和土壤理化性状的影响.从长远来看,重金属污染对当地生态和居民健康仍有潜在的威胁.     

电子垃圾拆解区土壤重金属空间异质性及分布特征

在温岭电子垃圾拆解较为集中的区域系统采集90个土壤样品,研究土壤重金属的污染特征及空间异质性.结果表明,土壤重金属Cd、Cu、Zn、Pb和Ni的平均含量分别为0.38、35.13、121.38、35.40和28.13 mg·kg-1,与背景值相比较,这些重金属在研究区均有不同程度的累积,与国家二级标准相比,土壤重金属局部污染严重,尤其土壤Cd污染极为明显.土壤重金属Cd和Pb属于高度变异,其变异系数分别为121.05%和109.38%,其他重金属属于中度变异.地统计学空间插值和局部Moran'sⅠ指数结果表明土壤Cd、Cu、Zn和Pb的高值主要分布在大溪镇和泽国镇,这与电子垃圾拆解和其他的人为活动有关.土壤Ni的分布特征主要受到土壤母质的影响.重金属污染对当地生态和居民健康存在潜在的威胁.     

基于PMF模型的农田土壤重金属源暴露风险综合评价:以浙江省某电子垃圾拆解区为例

为探究农田土壤重金属污染特征、来源及其人体健康风险,为农田污染治理提供重要科学依据,采集了浙江省典型电子垃圾拆解区周边农田133个表层（0~20 cm）土壤样本,测定了土壤Cd、Pb、Cr、Cu、Zn、Ni、As和Hg含量,运用多种方法评价重金属污染程度及生态风险,采用正定矩阵因子分解法（PMF）融合地统计学,解译污染来源及定量各个污染源的贡献度,将源解析结果和人体健康风险评价模型相结合,从来源暴露角度评价了各个污染源对人体健康的风险.结果表明,ω（Cd）、ω（Pb）、ω（Cr）、ω（Cu）、ω（Zn）、ω（Ni）、ω（As）和ω（Hg）平均值：0.76、65.22、92.02、103.92、198.49、36.65、5.97和0.20 mg ·kg^-1,Cd和Cu含量平均值均高于农用地土壤污染风险筛选值,点位污染占比分别为85.71%和96.24%.Pb、Cr、Zn和Ni含量平均值超过浙江省温黄平原土壤背景值,As和Hg在限值内.污染评价结果表明,土壤综合潜在生态风险以轻-中度为主,占比达90.98%,较高和高度风险占比都为4.51%,Cd为主要潜在生态风险元素.研究区重金属污染来源主要为电子垃圾拆解工序污染源（26.82%）、燃煤及交通排放混合源（34.50%）、自然母质及农业投入混合源（25.59%）和电子垃圾酸洗径流及固废淋溶来源（13.09%）.儿童重金属暴露健康风险显著大于成年人,自然母质和农业投入混合源对人体健康风险贡献最多,Cr是对人体健康风险影响最大的元素.     

土地利用变化后不同种植年限香榧土壤微生物群落的组成及多样性

为探究毛竹林改种香榧后以及香榧种植年限的增加对土壤微生物群落结构特征的影响,并研究其与土壤肥力因子的关系,运用高通量测序技术,研究毛竹林、香榧5a、香榧+山稻5a、香榧10a和香榧30a土地利用方式下土壤微生物群落组成及多样性的变化.结果表明土地利用改变后,土壤中细菌群落的Shannon指数和Chao l指数显著增加,Simpson指数在香榧30a处显著增加,而Shannon指数在香榧30a土壤中显著降低;真菌群落的Simpson指数和Chao1指数在不同土地利用方式下均无显著变化,Shannon指数在香榧30a土壤中显著降低.土壤微生物群落在属水平上的PCoA分析显示,土地利用方式对细菌和真菌群落结构变化有显著影响,其中香榧5a和香榧+山稻5a的菌群结构最为相似.土壤细菌优势菌门主要包括酸杆菌门、变形菌门、放线菌门和绿弯菌门,土地利用方式改变后,土壤细菌属的组成也发生了显著改变,多数优势细菌群落随着种植年限增加丰度减少;土壤真菌的优势菌门主要包括子囊菌门、担子菌门和接合菌门,其群落变化特征与细菌类似.RDA分析结果显示,土壤肥力指标包括:pH、有机质、速效磷、速效钾和水溶性有机碳氮与...