典型行业再利用土壤重金属含量分布、来源解析及生态风险评价

为深入探究典型行业再利用土壤重金属污染特征及生态风险状况,基于上海市嘉定区49个地块315个不同深度剖面土壤样品数据,采用地累积指数和潜在生态风险指数评估Cd、Pb、Cu、Zn、Ni、Hg和As这7种重金属含量特征和潜在生态风险程度,并利用源解析受体模型（APCS-MLR）和正定矩阵因子分解模型（PMF）解析其污染来源.结果表明：①研究区土壤中除As外,其余重金属均不同程度超过上海市土壤背景值,表层土壤中Cd、Pb、Cu、Zn、Ni和Hg含量分别是背景值的3.54、2.34、2.91、1.20、3.75和4.40倍;7种重金属含量随着土壤垂直剖面深度的增加逐渐降低,重金属在表层土壤中存在一定程度的富集,人类活动影响了重金属在土壤中的分布规律.②研究区内APCS-MLR和PMF两种受体模型均识别出土壤重金属4种主要来源,源1（Cu、Zn和Pb）为金属制品和汽车制造混合源,源2（Ni和Cd）为电镀企业来源,源3（Hg）主要为化工企业来源,源4（As）为自然源,两种受体模型结合运用,进一步提高源解析的精准度和可信度.③地累积指数由大到小表现为：Hg（1.54）>Ni（1.32）>Cd（1.21）>Cu（0.96）>Pb（0.64）>Zn（-0.33）>As（-1.02）;潜在生态风险指数结果显示,研究区综合潜在生态风险指数RI值在32.50~4 910.97,均值为321.40,整体呈现较强潜在生态风险,再开发利用工业场地土壤中重金属Hg、Ni和Cd的污染值得进一步关注.     

再开发利用工业场地土壤重金属含量分布及生态风险

选取上海市普陀、宝山、闵行和嘉定这4个区内50块典型场地,测定1847个不同垂直剖面深度土壤样品中重金属Hg、Cd、Pb、Cr和As含量,并通过内梅罗综合指数法和潜在生态风险指数法进行评价.从总体上看,Hg、Cd、Pb、Cr和As在表层土壤样品中的平均含量分别为0.33、0.37、74.55、69.23和9.05 mg ·kg^-1,其中Hg、Cd和Pb均超过上海市土壤背景值,分别是背景值的2.75、2.85和2.93倍;5种重金属含量随着土壤垂直剖面深度的增加逐渐降低,深层和饱和带土壤重金属含量接近或低于背景值水平,这表明人类活动扰动影响主要局限于表层.普陀区表层土壤中Hg、Cd和Pb的累积程度最为明显,平均含量是背景值的4.25、4.85和3.09倍;宝山区的Hg和Pb平均含量则为背景值的4.92和6.43倍.宝山区和普陀区的内梅罗综合指数分别为3.70和3.20,属重污染等级;普陀区潜在生态风险指数最高为398.59,具有很强风险,宝山潜在生态风险指数为303.08,具较强风险.闵行和嘉定土壤重金属含量和生态风险水平相对较低.综上,再开发利用工业场地土壤重金属污染受企业生产年限、行业类型及历史管理水平等因素的综合影响,工业发展较早的普陀和宝山土壤重金属累积程度明显高于闵行和嘉定.工业场地土壤中重金属Hg、Cd和Pb的污染值得关注.     

典型城市土壤中重金属锑(Sb)的含量分布特征及风险评价

为探讨重金属锑（Sb）在城市土壤中的分布特征和潜在风险,基于上海市102个地块1670个不同深度剖面土壤样品数据,分析4种典型土地利用类型土壤重金属Sb的含量分布特征,并通过潜在生态风险指数法和健康风险评价模型进行风险评价.结果表明,研究区域土壤ω（Sb）的平均值为0.52 mg·kg^-1,并呈现明显的聚集分布特性;土壤Sb含量随着土壤深度的增加逐渐降低,表层土壤Sb存在一定程度的富集,人类活动影响了土壤中Sb的分布.工业用地表层土壤Sb含量相较于其它3种类型土壤差异显著,其累积程度高于住宅用地和商服用地,农用地Sb含量水平最低.区域整体上处于清洁至尚清洁水平,但工业用地的单项污染指数相对最高,达到轻度污染水平,住宅用地、商服用地和农用地分别为尚清洁或清洁水平;潜在生态风险指数范围为4.23~7.61,区域整体表现为轻微潜在生态风险.工业用地潜在生态风险等级为中等,需引起重视.健康风险评价结果显示土壤Sb非致癌风险较小或可忽略.     

快速城市化区域不同用地类型土壤重金属含量分布特征及生态风险

以上海市闵行区典型快速城市化区域为例,基于36个地块595个点位土壤样品数据,分析5种不同土地利用类型中8项土壤重金属的含量分布特征,通过内梅罗综合指数法和潜在生态风险指数法进行生态风险评价.结果表明,重金属锌和镉含量的变异系数较高,受人为活动影响特征明显.涉重工业用地、非涉重工业用地的重金属赋存相对较高,住宅用地和耕地重金属含量总体不高但具有其特异性组成特征,公共管理与公共服务用地相对最低.重金属锌和镉的内梅罗综合污染指数较高,分别处于重度和中度污染水平,其余重金属均为警戒或轻度污染水平.不同土地利用类型的土壤重金属潜在生态风险水平为：涉重工业用地 > 非涉重工业用地≈住宅用地 > 耕地≈公共管理与公共服务用地,工业用地由于行业类别多、历史生产复杂和管理水平差异大等原因,具有较大的土壤重金属污染风险,住宅用地和耕地等其他用地类型也呈现出一定的重金属累积趋势.不同土地利用的土壤重金属污染源头防控和地块再开发利用的安全性及风险管控,是快速城市化区域土壤污染防治的重点和难点.     

上海市郊道路地表径流多环芳烃污染特征对比及源解析

随着城市化发展,我国城市地表径流污染问题日益突出,交通道路地表径流多环芳烃(polycyclic aromatic hydrocarbons,PAHs)污染受到广泛关注.以上海中心城区(漕宝路)和郊区(嘉金高速)交通道路为研究对象,采集2017～2018年7场降雨地表动态径流水样,分析道路地表径流多环芳烃的质量浓度特征及组成比例,并采用特征比值法和正定矩阵因子法(positive matrix factorization,PMF)进行PAHs源解析,从而明确交通道路地表径流PAHs的污染特征及来源差异.结果表明,郊区嘉金高速Σ16PAHs的几何均值(5 539. 2 ng·L~(-1))高于市区漕宝路(548. 1 ng·L~(-1)) 10倍以上,与嘉金高速货车比例大且清扫频率相对较低有关.两个点位的苯并[a]芘[benzo(a) pyrene,Ba P]均超过国家排放标准,尤其嘉金高速超标21倍.漕宝路和嘉金高速径流PAHs组分比例差异不大,均以4～6环为主,占比约80%.通过特征比值法定性源解析发现,漕宝路PAHs主要来自燃煤源和交通源;嘉金高速PAHs主要来自石油、煤等燃烧源和交通源. PMF定量源解析表明,漕宝路径流PAHs来源以燃气、燃煤源为主,占48. 6%,其次为交通排放源和石油源,分别占29. 8%和21. 7%;嘉金高速道路径流PAHs来源贡献比从大到小依次为交通排放源、燃煤源、石油源以及炼焦源,其贡献率分别为38. 5%、34. 6%、14. 6%和12. 6%.市、郊道路的PAHs来源及贡献率存在显著差异,燃气、燃煤源是市区漕宝路地表径流PAHs主要来源,与其所在徐汇区人口密度大、燃气使用量相对较多有关;交通排放源是郊区嘉金高速地表径流PAHs主要来源,与其客、货车流量相对较大、其排放PAHs远高于轿车有关;另外嘉金高速PAHs来源还存在炼焦源,与青浦区工业煤炭使用量较大有关.     

大型石化企业邻近区域大气沉降中多环芳烃赋存特征及源解析

为探讨石化企业对周边环境影响,以大型石化企业邻近工业区和居民区大气沉降多环芳烃为研究对象,连续采集2017年3月~2018年2月期间共计12个月的大气沉降样品,分析了大气沉降中多环芳烃沉降通量及组成特征,并采用正定矩阵因子法对多环芳烃来源进行解析.结果表明,邻近区域15种多环芳烃沉降通量范围为549~18845 ng·（m²·d）^-1,平均值为2712 ng·（m²·d）^-1,其中工业区全年沉降通量是居民区的1.36倍.冬春季节多环芳烃沉降通量高于夏秋季节,1月工业区沉降通量最高,10月居民区最低.菲（Phe）、苯并[b]荧蒽（BbF）和荧蒽（Fla）是研究区域大气沉降中的优势单体;夏秋季节两个区域单体差异明显,居民区中苯并[b]荧蒽（BbF）、苯并[k]荧蒽（BkF）和苯并[ghi]苝（BghiP）等单体沉降通量高于工业区,5,6环多环芳烃占比较高,表明交通源对居民区有较大贡献;工业区3环占比较高,指示石油挥发源.源解析表明,交通源、石油源和燃煤源是研究区域大气沉降中多环芳烃的主要来源,冬春季节3种来源对工业区和居民区多环芳烃的贡献率分别为45.7%、18.4%、35.9%和46.3%、21.4%、32.3%;夏秋季节交通源对居民区的贡献高达65.2%,石油源对工业区的占比增加到35.5%,由于高空排放及有利扩散条件影响,燃煤源贡献率明显降低.