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0.96mg/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0.09mg/kg,w(可利用态Pb)在黄壤中的平均值为1.94mg/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.      

异化铁还原对土壤中重金属形态转化及其有效性影响

铁的微生物还原是以Fe(Ⅲ)为末端电子受体在厌氧条件下氧化有机物的产能过程,在生物地球化学循环中起着重要的作用.铁呼吸被认为是地球上最古老的微生物代谢形式,与水体、土壤及沉积物中物质循环息息相关.铁的微生物还原对土壤中重金属形态转化有显著影响,对修复重金属及放射性核素污染的场地有着重要意义.本文综合评述了近年来铁微生物还原研究进展,从生态安全和可持续发展角度,探讨了异化铁还原对重金属的形态改变及重金属污染土壤修复的潜在价值,并对其应用前景进行客观分析.异化铁还原对重金属形态转化的影响机制,可初步归纳为异化铁还原对重金属的氧化还原作用、对重金属的甲基化作用、对重金属的固定作用,其作用机制包含生物过程和化学作用的相互穿插,值得进一步深入研究.     

北京某道路外侧土壤重金属形态特征与污染评价

选取北京城区某主干道两侧土壤样品作为研究对象,测定其中Cr、Ni、Cu、Zn、Cd和Pb等重金属之总量,利用修正的BCR提取法分析各种重金属存在的形态。结果显示:Cr、Ni、Cu、Zn、Cd和Pb总量平均值分别超过北京地区背景值的1.51、3.84、1.78、2.33、13.92和1.32倍;Cr、Ni、Cu、Zn和Cd元素各形态分布情况为:残渣态>氧化态>酸提取态>还原态>水溶态;而Pb为残渣态>氧化态>还原态>酸提取态>水溶态。采用4种不同评价方法对研究区域土壤重金属污染现状进行评价。结果显示,基于总量评价方法中的地累积法得到的污染顺序为Cd>Ni>Zn>Cu>Cr>Pb,而潜在生态评价法得到的潜在污染顺序为:Cd>Ni>Cu>Pb>Cr>Zn;基于形态学的评价方法中RAC风险评价法得到生物可利用性顺序为:Ni>Cd>Zn>Cu>Pb>Cr;而次生相与原生相比值法得出:生物潜在可利用性依次是:Pb>Ni>Zn>Cd>Cu>Cr。     

贵州牛角塘矿区土壤重金属形态分布特征研究

分析贵州牛角塘矿区土壤中重金属Pb、Cd、Cu的含量及化学形态分布及p H值和金属总量对重金属形态的影响,为矿区污染防治治理提供科学依据。采用Tessier5步连续提取法对3种重金属元素的形态进行分析,用SPSS相关分析各形态与p H值和金属总量的关系。结果表明:牛角塘矿区土壤中Cd的污染严重,Pb含量也超过土壤国标二级标准,重金属的生物活性系数与迁移系数皆为Cd>Pb>Cu,Cd的生态风险较大;3种金属在矿区土壤中均以残渣态为主,Cd的可交换态、Cu的有机结合态是几种金属中最高的;土壤的p H值是影响元素形态的重要因素,根据重金属种类的不同影响程度具有差异,各元素的残渣态、有机结合态、铁锰氧化态均与土壤中金属总量呈显著正相关,碳酸盐态和可交换态与总量的相关性与元素种类有关。     

厦门某国道旁土壤重金属赋存形态及生物有效性

采用改进的BCR提取法结合ICP-MS测定厦门某国道旁土壤中重金属Fe、Mn、Cr、Cu、Ni、Pb、Zn、V、Sr的赋存形态,分析其形态与土壤性质之间的相关性,运用风险评价编码(RAC)法和次生相与原生相分布比值(RSP)法评估重金属生物有效性。结果表明:表层土壤重金属含量随路基距离的增加先降低后增高,在距路基0～1 m处含量最高,说明国道旁重金属受交通运输影响较大;垂直剖面土壤中Cu、Zn、Mn、Pb、Sr含量随土壤深度的增加而降低,其含量峰值主要出现在表层0～10 cm处。表层土壤中Pb、Cu、Zn、Mn、Sr的可提取态比例随距路基距离增加先降低后升高; Ni、Zn、Cu、Sr、Mn和V可提取态比例随垂直剖面深度增加而降低。元素各形态含量随元素总量的增加而增加,各形态间存在一定的相关性,重金属化学形态受土壤性质的影响。表层土壤中大部分重金属RAC值呈两端高中间低的趋势。其中Zn、Sr和Mn在距路基0～1m处风险较高,以交通活动来源为主;其余重金属在低风险范围内,但Cu受到交通活动、水泥厂的显著影响; Fe、V和Pb以自然来源为主。垂直剖面土壤重金属的RAC值呈整体下降趋势,Cu、Sr、Ni和Zn的高风险主要发生在表层,受到交通源的影响,其它重金属的风险低且以自然源为主。     

经济快速发展区土壤重金属累积评价

以经济快速发展典型区昆山市为研究区,结合重金属总量、有效态和形态3方面指标建立了昆山市土壤重金属累积评价的指标体系,并对其进行了综合评价.结果表明,昆山重金属总量累积指数空间变异较小,为42.57%,但重金属有效态和形态累积指数(特别是重金属活性形态)空间分异很大,分别达82.75%和77.83%.若以土壤剖面母质层各指标的含量为参比值,土壤重金属总量累积指数平均为1.01,为轻度累积水平,重金属有效态累积指数平均为2.46, 达中度累积水平,重金属形态累积主要表现为重金属活性形态的累积,形态累积指数平均达4.32, 达重度累积水平.重金属综合累积指数的平均值2.56, 达中度累积水平,变异系数达70.03%,有21.54%的面积土壤重金属达轻度累积,54.70%的面积达中度累积,23.76%的面积达重度累积.不同功能区土壤重金属的各项累积评价指数均以养殖区最低,冶金电镀区最高,但功能区间差异未达显著水平;不同土壤类型的各项累积指数均达显著水平,且均以乌栅土的累积指数最高,显著高于黄泥土和青泥土的累积指数.     

杭州市政污泥中重金属污染及形态特征

文章采集了杭州6座市政污水处理厂的污泥,分析了其基本理化性质,并重点研究了污泥中8种重金属含量和赋存形态,为研究杭州市政污泥资源化处置途径提供参考。结果表明,杭州市政污泥营养物质含量丰富,主要重金属含量低于污泥土地利用限值。各元素含量(均值)为Zn(380.3 mg/kg)>Ni(91.9 mg/kg)>Cu(89.1 mg/kg)>Pb(48.0 mg/kg)>Cr(46.6 mg/kg)>As(14.7 mg/kg)>Hg(2.7 mg/kg)>Cd(1.4 mg/kg)。形态特征分析表明不同污水厂间污泥重金属形态分布基本相似,As和Cd的生物可利用比例>80%。Zn、Ni、Cu的生物可利用态也较高,应重视其潜在生态危害。根据Cd、Hg和Ni等关键重金属的主要赋存形态,污泥资源化利用前可考虑使用生物淋滤法脱毒。     

形态分析对土壤重金属污染修复的意义

近年来,经济的快速发展和城镇化的深入促使人类活动加剧了对自然环境的“侵蚀”。土壤,作为人类生产和生活赖以生存的基石,受到重金属污染的问题日益凸显。文章基于近30年土壤重金属淋洗修复的研究成果,总结了其修复进展,并归纳了土壤重金属形态分析在修复进展中的运用及必要性,提出土壤重金属形态分析对于土壤重金属修复工作的指导意义。为之后研究不同土壤条件下重金属修复研究提供思路,同时为今后开展工程上的土壤重金属污染修复提供指导意见。     

三峡库区淹没区土壤重金属形态分布及其对水质影响

结合三峡水库调度模式,在汛期及汛后对库区淹没区土壤中重金属Cu,Pb,Cd,Cr的存在形态、迁移转化特征及其对水体水质的影响进行研究.结果表明:不同重金属在库区土壤中存在形态不同,Cu和Cr主要以残渣态存在,w(残渣态Cu)和w(残渣态Cr)平均值为87.41%和96.04%,而w(可提取态Pb)和w(可提取态Cd)较高,平均值为41.95%和88.14%,生态风险相对高于Cu和Cr.在汛期三峡水库低水位运行,水体重金属含量较高,汛期水体ρ(Pb)和ρ(Cd)分布特征与土壤w(Pb)和w(Cd)分布呈显著相关性,而汛后水库首次172 m高水位蓄水,由于水环境因素的改变,水体中重金属含量显著降低,汛后淹没土壤重金属形态含量变化细微,土壤淹没对库区水体水质影响小,不构成汛期、汛后水体重金属含量波动的主因.      

贵州普定喀斯特关键带土壤重金属形态特征及风险评价

采用BCR分步提取法对普定喀斯特关键带不同土地利用方式下土壤重金属(如Cd、 Cr、 Zn、 Fe、 Ni和Mn)的分布及其形态进行分析,评估了重金属的生物有效性以及生态环境潜在风险.结果表明,土壤重金属Fe、 Zn、 Cr和Ni主要以残渣态的形式存在,不易被生物所利用;而Cd和Mn的有效态含量较高,有较强的迁移性和生物有效性.普定土壤中丰富的有机质有利于重金属Cd、 Fe、 Cr和Ni的可氧化态转化,Ni、 Fe和Mn的可氧化态倾向于富集在土壤大团聚体内.风险评估指数法(RAC)和次生相与原生相分布比值法(RSP)评估结果显示,普定土壤表现出轻微生态危害,土壤中大部分重金属(除Cd)对生态环境有较低的风险,耕地和弃耕地中Cd对环境构成的风险更高,与施肥和喷洒农药等活动造成土壤中外源金属元素输入有关.     

某区域土壤重金属含量特征研究

为了解某区域土壤重金属铅、镉、砷的污染状况及其关系,采集了276个代表性土壤样品,分析了土壤重金属的全量和有效态及其土壤理化指标。摸清了土壤重金属含量范围,研究了铅镉砷三种元素总量之间的关系及其全量和有效态含量的线性关系。结果标明:该区域重金属元素总量和有效态呈显著关系,土壤铅、镉的有效态含量占总量的比例分别为22.8%、29.6%,而土壤砷的有效态含量占总量的比例可以忽略不计。     

土壤重金属生物有效性评价方法研究进展

介绍了土壤重金属的形态、生物有效性的概念以及生物有效性的主要评价方法,分析了不同萃取技术对生物有效性的影响,并对今后研究进行了展望,为土壤生态环境和人体健康风险评价提供了参考。     

典型平原地区生活垃圾焚烧厂周边土壤重金属赋存形态分布特征及生物有效性评价

为考察并掌握典型平原地区生活垃圾焚烧厂周边土壤中重金属Cd、Cr、Cu、Pb、Ni和Zn的污染现状,以上海市某生活垃圾焚烧厂为例,研究其周边土壤中重金属赋存形态分布特征及生物有效性,采用Tessier连续提取法结合电感耦合等离子体发射光谱检测分析表层土壤中目标重金属总量及形态分布,并利用风险评估编码法（RAC）评价其生态风险水平.结果表明:研究区域土壤中Pb和Zn主要以Fe-Mn氧化物结合态和残渣态为主（>80%）;Cr、Cu和Ni则以残渣态为主（>60%）;Cd虽以残渣态为主（>50%）,但与其他重金属相比,其碳酸盐结合态占比相对较高.生物有效性分析结果显示,Cr、Cu和Ni以惰性态为主,生物有效性低,而潜在可利用态Cd、Pb和Zn占比较高,存在较高的释放风险.土壤中各重金属潜在生态风险水平由高到低依次为Cd > Zn > Pb > Cu > Ni > Cr,其中,Cu、Pb和Zn处于低风险水平,Cr和Ni处于无风险水平,而Cd处于中等风险水平.研究显示,该垃圾焚烧厂周边土壤中重金属已存在不同程度的污染累积,其中,潜在可利用态Cd的占比较高,已达中等风险水平,应引起重视.      

沈阳张士污灌区土壤重金属元素形态分析

选取沈阳张士污灌区土攘样品,采用欧共体标准局的三步提取法研究土壤中5种重金属元素的形态分布.研究结果表明,在该污灌区土壤中,Cd和zn主要以B1(水溶态、可交换态与碳酸盐结合态)和B2(铁-锰氧化物结合态)为主,分别占总量的49.4%、26.4%和43.9%、44.3%.Cu、Pb主要以B2(铁-锰氧化物结合态)和B3(有机物与硫化物结合态)为主分别占总量的43.4%、66.6%和29.1%、25.3%.Cr以B3(有机物与硫化物结合态)和残渣态为主,分别占总量的40.4%和42.5%.元素总量和形态分析的结果表明该地区土壤污染为单一的镉污染土壤,且镉的可迁移性强,易被植物吸收.     

安溪铁观音茶园土壤重金属赋存形态及生态风险评价

用改进的BCR连续提取法提取安溪铁观音茶园土壤中重金属元素(Li、Fe、Zn、Ba、Sr、Ti、Co、Cr、Cd、Mn、Ni、Pb、V、Mg、Cu)的赋存形态,分析其生物有效性并作出生态风险评价。重金属赋存形态研究结果表明,Cd的形态总体分布为弱酸溶态残渣态可还原态可氧化态,Pb的形态总体分布为可还原态可氧化态弱酸溶态残渣态,Cu的形态总体分布为可还原态可氧化态残渣态弱酸溶态,其余重金属皆以残渣态为主。生物有效性分析结果表明,Pb、Cd、Cu、Mn、Ni、Sr等重金属的潜在生物可利用性较高,其所占百分比分别为90.4%、73.0%、36.6%、32.8%、23.8%、22.9%。对茶园土壤中的重金属作生态风险评价,地累积指数法和潜在生态危害指数法结果均表明,大部分土壤样品是清洁安全的,部分土壤受到Cd元素污染,污染程度达到中度污染级别。     

三峡库区消落带土壤重金属Zn的形态分布特征及其影响因素

以位于三峡库区腹心地带的一级支流—小江消落带为研究区,通过野外采样和室内分析,对消落带上土壤重金属Zn及其化学形态的含量特征进行了分析,并采用相关分析和逐步回归法探讨了影响重金属化学形态的影响因素。结果表明,消落带土壤重金属Zn全量、酸溶态、可还原态、可氧化态、残渣态平均含量分别为126.03mg.kg-1,3.60mg.kg-1、5.44mg.kg-1、10.59mg.kg-1和106.40mg.kg-1。Zn全量及其化学形态含量在小江各区段的分布呈中游段最高,上游、中下游段较低的特征,这主要与小江流域消落带各区段的地质背景有关。Zn不同形态含量受Zn全量及土壤理化性质影响的显著性程度不同。可还原态主要受Zn全量的影响;可氧化态主要受泥粒含量的影响;残渣态受Zn全量和有机质含量的共同影响;酸溶态含量受Zn全量和土壤理化性质的影响均不显著。     

长株潭典型污染区稻田剖面土壤重金属的累积及形态特征

为探究长株潭地区不同污染源影响下稻田土壤中重金属的分布特征,对该区有机肥施用区、沼液灌溉区、铅锌矿污染区以及工业污染区剖面土壤中重金属的总量和形态进行分析,采用单项污染指数和综合污染指数进行风险评价,并利用已知污染源区的土壤重金属形态特征对未知污染源区的土壤进行污染源解析. 结果表明:①研究区表层(0~10 cm)土壤中Cd、Pb、Cu、Zn、Cr和Ni的平均含量分别为0.8、54.5、43.6、158.6、106.2和23.3 mg/kg. 相对于长株潭地区土壤背景值,表层土壤中Cd、Pb和Zn均有累积,且Cd平均含量超过《土壤环境质量 农用地土壤污染风险管控标准(试行)》(GB 15618—2018)中农用地土壤污染风险筛选值;随着土壤深度增加,Cd、Pb、Zn和Cr在次表层(10~20 cm)土壤也有累积,其平均含量分别比当地背景值高出6.9%、19.8%、101.4%和67.0%;在深层(80~100 cm)土壤中,Zn和Cr的平均含量仍分别比当地背景值高出30.4%和48.4%. ② Cd、Pb的单项污染指数高值集中在表层土壤,部分采样点呈轻微或轻度累积,少数采样点呈中度累积;Zn以轻微累积和中度累积为主,极少数采样点为重度累积,个别采样点存在污染风险;综合污染指数显示,研究区内表层土壤为重度或中度累积. ③有机肥施用区TOC含量与可氧化态Cu、Zn含量呈显著或极显著相关;沼液灌溉区TOC含量则与可氧化态Cu、Zn含量均呈极显著相关;铅锌矿污染区可交换态Pb含量与可交换态Cd、Zn含量均呈极显著相关;而工业污染区则只有可交换态Pb含量与可交换态Cd含量呈极显著相关. 研究显示,污染源的不同造成长株潭地区稻田土壤中不同重金属的累积程度及其主要赋存形态间的相关性存在明显差异,因此,可以借助土壤中重金属的累积程度、主要赋存形态及其相关性对土壤中重金属的主要来源进行初步识别,为源头防治污染土壤提供理论依据.      

土壤重金属形态与溶解性有机物的环境行为

土壤中重金属的污染已成为日趋严重的环境问题,重金属在土壤中的富集过程和迁移转化规律与土壤中重金属赋存形态有着密切的联系。文章阐述了土壤中重金属的赋存形态及其影响因素,并介绍了溶解性有机物质(DOM)与土壤中重金属间的环境化学行为,为更加科学合理利用和修复受重金属污染土壤以及为土壤环境污染风险评估与预测提供准确、可靠的理论支持。     

新河污灌区土壤中重金属的形态分布和生物有效性研究

通过野外采样调查和实验分析,对北京市新河污灌区土壤中Cu、Pb、Zn、Cd 4种重金属的含量、形态分布和生物有效性进行了研究.首次尝试运用体外消化法研究了土壤中重金属的生物有效性问题,并与经典的Tessier五步连续提取法的结果进行了对比.结果发现,新河污灌区土壤中,Cd的浓度超过国家二级标准,Cu、Pb、Zn的浓度未超标.土壤中Cu、Pb、Zn主要以残渣态存在,Cd主要以有机结合态存在,且Cd的可交换态比例最高,生物有效性也最高.体外消化法分析得到的重金属生物有效性成分的含量要比利用化学形态分析法分析得到的高,但Cu、Pb、Zn、Cd 4种重金属的生物有效性排序是相同的,即Cd＞Zn＞Pb＞Cu.两种方法提取的重金属含量之间有相关关系.