湖南石门砷污染农田土壤修复工程

正一、项目背景我国的土壤污染问题已不容忽视,因重金属造成的土壤污染对生态环境、农产品质量安全、人体健康构成严重威胁。2015年5月28日,国务院发布《土壤污染防治行动计划》,该《计划》提出以改善土壤环境质量为核心,以保障农产品质量和人居环境安全为出发点,坚持预防为主、保护优先、风险管控,突出重点区域、行业和污染物,实施分类别、分用途、分阶段治理。     

多功能区工业园土壤和地表灰尘重金属污染及生态风险差异分析

多功能区工业园具有生产和生活的双重功能,园区内有色金属的冶炼和加工可能导致重金属污染从而威胁人体健康.本文选取位于长江经济带下游地区安徽中部某地级市的一个以铜加工和机械制原件为主导产业的工业园区为研究对象,通过采集并测试土壤和灰尘样品,对该园区土壤和灰尘重金属的空间分布和垂直分布特征进行分析,借助生态风险指数来评估可能存在的较高风险区域,利用相关性分析和主成分分析对重金属来源进行识别,将研究结果与不同地块分区的使用功能结合讨论,并从土壤与灰尘重金属在分布和含量上差异来探讨风险管控相关措施.结果表明,在土壤和灰尘的空间分布特征上,园区土壤中Cu、Zn、As、Pb和Cd的含量要明显高于当地土壤背景值,分别达到背景值的2.65、1.76、1.56、2.14和3.87倍.灰尘的重金属含量则明显高于土壤,Cr、Ni、Cu、Zn、Hg、As、Pb和Cd的含量均超过背景值,分别达到背景值的1.93、1.05、7.57、4.63、6.08、5.39、2.58和5.50倍.水平分布上,土壤重金属含量和综合生态风险较高的区域主要集中在园区西部;垂直分布上,随着土壤深度的增加,重金属含量并没有出现显著地上升或者下降趋势.灰尘的高重金属含量和高生态风险地区则更靠近主要的交通干道.主成分分析结果表明,靠近西边的土壤重金属偏高主要原因,可能来源于早期河水灌溉.而道路交通是导致灰尘重金属含量偏高的主要因素的可能性较大.这一土壤和灰尘重金属在空间分布来源上的差异,将对园区加强风险管控提供可参考的科学建议.包括根据不同区域的使用功能分区管理,来减少重金属对生态环境造成的污染和危害人体健康的可能性.     

某铅冶炼厂对周边土壤质量和人体健康的影响

为了解铅冶炼厂对周边土壤的污染程度和人体健康危害状况,对河南省某铅冶炼厂周边的土壤、村民血液和头发中的铅含量进行调查,探讨了铅冶炼厂卫生防护距离估算的合理性.结果表明,铅冶炼厂周边M村和Y村的儿童血铅含量全部超过国际铅中毒诊断标准,最高血铅含量为491μg.L-1,其轻度、中度和重度铅中毒率分别为52.5%、42.5%和5.0%;Y村的儿童发铅超标率达100%,最高值为156 mg.kg-1,儿童的发铅平均含量是成年人的2.9倍.同时,铅冶炼厂周边66.7%的农田表层土壤(0～20 cm)Pb含量超过土壤环境质量标准(GB 15618-1995)的二级标准(350 mg.kg-1,pH>7.5),最高值达1 687mg.kg-1,导致铅冶炼厂周边儿童的健康受到损害.因此,铅冶炼厂的卫生防护距离的科学估算及其周边重金属污染土壤的修复应引起重视.     

11种广义景天属植物对Cd的耐性和积累特性

植物修复是生态修复领域研究的重要方向之一,超富集和耐性植物的选育是其中的关键.对‘胭脂红’景天、勘察加景天、费菜、垂盆草、佛甲草、反曲景天、六棱景天、苔景天、东南景天、‘红毯’景天、八宝11种广义景天属植物进行为期3个月的0、25、50、100、200、400 mg·kg~(-1)不同浓度Cd污染的土壤盆栽实验,以初步研究其对Cd的耐性和积累特性.研究发现,反曲景天、垂盆草、勘察加景天、六棱景天在所有处理下,地上部干重没有显著变化,耐性指数皆大于0.5,死亡率极低,耐性很强.在200和400 mg·kg~(-1)Cd处理下,分别有6种和9种植物的地上部Cd含量超过100 mg·kg~(-1),最大值为‘胭脂红’景天在400 mg·kg~(-1)处理下达到的749.72 mg·kg~(-1).地上部富集系数和转移系数在未施加Cd的情况下达到最大值,最大值均为费菜,其值分别是13.51和9.19.     

盐胁迫下八宝景天不同生态型对土壤中Cd积累特征

采用Cd含量为2.22 mg·kg^-1的潮褐土开展盆栽试验,通过外源添加NaCl研究不同生态型八宝景天对Cd和盐分复合胁迫的生长响应以及Cd吸收积累的差异.结果表明,在Cd单一或与盐分复合胁迫下,八宝景天各生态型间地上部生物量和Cd含量均表现出显著差异,盐分胁迫进一步加剧了八宝景天的生长抑制,高盐胁迫下八宝景天各生态型地上部Cd含量总体呈下降趋势,这与盐分引起土壤pH显著升高导致Cd生物有效性降低有关.此外,不同生态型对盐分胁迫表现出的生长和Cd吸收响应有显著差异,LN生态型地上部生物量在各处理下均显著高于其他生态型,且在1% NaCl处理下生物量仍没有显著下降,耐性指数可达0.91.同时,其地上部Cd含量在不同处理下均显著高于其他生态型,其原因为LN生态型在Cd富集和解毒的生理机制方面更具优势,而这些同样是其耐盐性的重要生理机制.综上可知,尽管盐分胁迫减少了八宝景天地上部Cd富集量,但其不同生态型间差异显著,LN生态型在2% NaCl处理下地上部Cd富集量仍可达84.4 μg·plant^-1,且较其他生态型显著提高48.4%~89.3%,因此,LN生态型八宝景天具有应用于修复盐渍化土壤Cd污染的潜力.     

焦化场地内外土壤重金属空间分布及驱动因子差异分析

焦化场地作为典型的工业污染场地,其特征污染物重金属严重危害人体健康,研究其场地内外污染物的空间分布及驱动因子,对于后续的采样设计、风险评估、污染防控等工作具有重要指导意义.本研究基于反距离加权法分析某在产焦化厂内部及外部的重金属As、Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb和Zn的空间分布,并利用地理探测器分析焦化厂内部及外部的重金属空间分布驱动因子差异.结果表明,该焦化厂内部及周边除As、Ni和Zn外,其余重金属的超背景值率均在50%以上,且内外部重金属变异系数超过30%,空间分布连续性较差.其中内部平均变异程度为：Hg > Cd > As > Cu > Zn > Cr > Pb > Ni,外部平均变异程度为：Hg > Cu > Cd > As > Zn > Pb > Cr > Ni.根据分异及因子探测结果,理化性质因子中对焦化厂内部及外部重金属空间分布贡献最大的均为土壤全氮、有机质和有效中微量元素含量;距离污染源因子中对内部重金属空间分布贡献最大的为粗苯、冷鼓工段,对外部重金属空间分布贡献最大的为焦炉熄焦工段,并且污染源及土壤理化性质的交互因子对内部重金属空间分布的贡献度略高于外部.根据结果可知,决定焦化厂内部及外部的重金属空间分布的理化性质驱动因子较为一致,其主要基于土壤养分元素对重金属有效性的影响.而决定焦化厂内外部重金属分布的污染源存在差异,内部重金属分布主要受到焦化产品精制工艺中排放含重金属废气及废水等的驱动,外部重金属分布主要受到炼焦制气工艺中排放废气沉降的驱动.