老工业城市土壤-作物系统重金属的迁移累积及风险协同评价

为查明老工业城市土壤-作物系统的重金属环境地球化学特征,测试和分析石嘴山市水稻、小麦和玉米籽实及其根系土重金属含量和形态,利用统计学方法、风险评价编码法(RAC)、生物富集系数法(BCF)、土壤和农产品综合质量影响指数法(IICQ)及ArcGIS空间插值法开展土壤-作物系统重金属的迁移累积特征剖析及风险协同评价.结果表明,根系土中重金属ω(As)、ω(Cd)、ω(Cr)、ω(Cu)、ω(Hg)、ω(Ni)、ω(Pb)和ω(Zn)均值分别为12.56、 0.19、 63.48、 23.52、 0.038、 28.86、 21.68和69.47mg·kg^-1,与宁夏土壤背景值相比呈一定程度的累积,其中以Cd和Hg累积效应最为显著,但均低于农用地土壤污染风险筛选值;配套作物中上述8种重金属含量均值分别为0.014 9、 0.011 2、 0.075、 6.7、 0.001 5、 0.67、 0.042 7和20.48mg·kg^-1,与食品中污染物限量相比,作物中As、 Pb和Cr点位超标率分别为4%、 3%和1%,其余元素均未超标;相比水稻和小麦,...     

宁夏石嘴山市农用地土壤硒的富集因素

石嘴山市是典型的枯竭型资源城市,为发展富硒农产品种植业和促进城市绿色可持续发展转型,在石嘴山市开展富硒土壤调查.采集农用地中7399个表层（0~20 cm）土壤样、30个大气沉降样和9个成土母岩样,运用GS⁺、ArcGIS和SPSS软件通过构建半方差变异函数模型、普通克里金插值、统计学的相关分析和均值分析等方法对土壤硒（Se）的含量、空间分布和富集因素进行分析,对碱性土壤区Se的富集特征进行探索归纳.结果表明,石嘴山市农用地表层土壤ω（Se）为（0.26±0.12） mg·kg^-1,空间分布自相关性极强,Se含量变化与自然因素相关,离贺兰山山前煤矿聚集地近者Se含量较高;成土母质是控制土壤Se富集的首要因素,土壤理化性质如有机质、pH和铁锰氧化物等均对Se在表生环境中富集有一定影响;相比强碱性环境,碱性条件更利于Se的富集.     

基于GIS和PMF模型的石嘴山市土壤多环芳烃空间分布及来源解析

随着城市化和工业化进程加速,城市土壤多环芳烃（PAHs）含量及污染状况受到广泛关注.以石嘴山市为例,分析8个城市功能区156个表层土壤（0~20 cm）样品PAHs含量的空间分布特征,运用单因子指数、内梅罗综合指数和终生癌症风险增量模型评价土壤PAHs污染状况,利用正定矩阵因子分解模型（PMF）对PAHs来源进行解析.结果表明,石嘴山市表层土壤PAHs总含量均值为489.82 ng·g^-1,除芘（Pyr）外的15种PAH单体变异系数均大于100%,属强变异;不同功能区土壤PAHs含量呈现出：交通区（1217.61 ng·g^-1） > 工业区（809.58 ng·g^-1） > 公园（273.66 ng·g^-1） > 文教区（268.18 ng·g^-1） > 商业区（240.05 ng·g^-1） > 农业区（226.81 ng·g^-1） > 医疗区（211.90 ng·g^-1） > 居民区（183.49 ng·g^-1）;内梅罗综合指数显示82.58%的样点不存在污染,轻微、轻度和中度污染占比分别为6.45%、4.52%和0.65%,5.8%的样点存在重度污染;健康风险评价结果表明,皮肤接触和误食是最主要的土壤PAHs暴露途径,其健康风险处于可接受水平;源解析表明石嘴山市土壤PAHs的主要来源为交通排放源、煤炭燃烧源、生物质/重油燃烧的混合源以及石油源,其贡献率分别为10.5%、36.6%、50.3%和2.6%,且高值大多分布在工业或煤炭生产区域.研究结果可为工业城市土壤污染研究提供参考,并对预防土壤污染、保障土壤环境质量及人体健康安全有积极作用.     

宁夏石嘴山河滨工业园区表层土壤重金属污染的时空特征

为研究西北地区工业区土壤重金属空间分布及时间变化的区域特征,以宁夏石嘴山河滨工业园区西北端面积为1.74hm2的区域为研究区,采集表层土壤样品96个,利用原子吸收分光光度计测定Cu、Zn、Pb、Cr、Cd含量,SPSS 16.0软件做描述性统计和相关分析,资料对比法结合Google earth卫星地图分析含量的时空格局变化对应性.在GS+3.0软件理论拟合基础上,利用ArcGIS 9.0软件进行克里格插值,分析空间分布特征及可能的污染源.结果表明,Zn、Cu、Cr、Pb、Cd的平均含量分别为100.29、352.86、77.56、50.52、4.06 mg.kg-1,均高于宁夏土壤背景值.Zn、Cr、Pb为非污染,Cu、Cd属轻度污染和重度污染.Zn、Cu、Cr、Pb、Cd含量较1985年该地区水平增加明显,均从西北向东南增加并局部呈岛状空间分布.土壤中Cu、Cr、Zn、Pb、Cd的含量变化与2009年后该园区企业数量迅速增加及周边另一内蒙古高耗能工业园区的工业燃煤烟尘排放密切相关,空间格局主要由主导的西北强风控制、影响范围大,局地地形和企业分布格局是岛状分布的主要因素.     

基于有效硒的富硒土壤阈值及有效硒的影响因素

土壤中有效硒(Se)含量是影响作物硒含量的主导因素.为合理有效在有效硒含量高、全硒含量低的土壤中圈定富Se土壤范围并提出天然富Se作物培育理论性指导,在宁夏北部石嘴山市采集表层土壤样品8 814件和根系土-作物配套样品195件,以有效硒为分析主线,通过对表层土壤和根系土中全Se、有效Se含量和Se形态以及根系土配套作物硒含量的综合研究,确定适合研究区的基于有效Se的富Se土壤阈值,建立有效Se的多元回归模型确定影响有效Se的主要理化指标以期通过提高有效硒的方式提高作物富硒率.结果表明,根系土-作物中Se的特征可代表表层土壤全Se和有效Se特征,根系土全Se、有效Se及作物Se含量的协调性分析确定0.24mg·kg^-1的全Se含量作为富Se土壤界定阈值;有效Se的多元回归模型显示,土壤中全Se和土壤肥力元素含量的增加可促进有效Se的富集.     

区域水生态文明建设绩效评价及障碍诊断模型的建立与应用

科学评价区域水生态文明建设绩效并明确其障碍因子,是提升区域水生态文明建设绩效的理论依据.本文应用"驱动力-压力-状态-影响-响应-管理"这一思维逻辑解析了人类与区域水生态间的耦合关系,建立了基于DPSIRM模型的区域水生态文明建设绩效评价指标体系,结合未确知测度模型与障碍诊断模型,实证评估了石嘴山市近10年的水生态文明建设绩效并对影响当地建设绩效的障碍因子进行了诊断分析.结果表明：①石嘴山市水生态文明建设绩效逐年升高并呈现差且缓慢提升（2010~2014年）、中级但快速提升（2015~2017年）和良好且较快提升（2018~2019年）这3个发展阶段;②各子系统绩效指数演变趋势各异,但基本都呈现波动上升态势;③各子系统障碍度呈阶段性变化特征,2010~2014年,状态子系统、响应子系统和压力子系统其障碍度均值和达到58.81%,成为制约当地水生态文明建设绩效的主要障碍因子;2015~2017年,压力障碍度均值达到21.73%,是制约当地水生态文明建设绩效的最大障碍因子;2018~2019年,压力障碍度均值达到24.49%,仍是制约当地水生态文明建设绩效的最大障碍因子;④指标层障碍度列在前5位的障碍因子主要分布于压力子系统和状态子系统.综合出现频率和障碍度排序来看,以灌溉水利用系数和万元工业增加值用水量为代表的压力子系统是未来建设中的重点提升方向.本文的研究思路及方法可为类似区域水生态文明建设绩效评价及其障碍因子诊断分析提供理论参考.