应用铅锶同位素示踪研究泉州某林地垂直剖面土壤中重金属污染及来源解析

分别用原子吸收光谱仪(AAS)和电感耦合等离子体质谱仪(ICP-MS)分析了泉州市某林地垂直剖面土壤中8种重金属元素(Sr、Ni、Fe、Cr、Cu、Mn、Pb、Zn)的含量及垂直剖面土壤的铅锶同位素组成,并采用BCR四步提取法对重金属形态进行了分析.重金属总量及形态分析结果表明,泉州市林地土壤重金属污染较轻,主要污染因子为Sr.Pb的非残渣态含量最高,活性最大.内梅罗综合污染指数的评价结果表明,Sr在0~60 cm深度处达到重度污染.次生相与原生相比值法评价结果表明,Pb活性最强,对土壤的潜在危害最大;富集因子计算结果表明,Pb、Sr、Mn、Zn受到外源的影响;因子分析结果表明,重金属主要受到交通源、自然源和农业生产的影响.根据垂直剖面土壤样品与泉州市潜在污染源在~(206)Pb/~(207)Pb-~(207)Pb/~(204)Pb图中的分布特征,Pb主要来源于汽车尾气尘和土壤母质层,利用铅同位素二元混合模型计算出土壤母质层对垂直剖面土壤中铅的贡献率为85.14%(62.53%~98.36%),汽车尾气尘的贡献率平均值为14.86%(1.640%~37.47%).锶同位素示踪结果表明,锶主要来源于汽车尾气尘和土壤母质.铅锶同位素联合示踪结果与前述研究一致.     

厦门某旱地土壤垂直剖面中重金属迁移规律及来源解析

采用ICP-MS和TIMS分析测定厦门市农业区某旱地土壤垂直剖面中8种重金属元素(V、Cr、Co、Ni、Cu、Zn、Sr和Pb)含量及铅锶同位素组成,重点分析土壤剖面金属的纵向分层和淋失迁移特征.结果表明,除Sr外,其余重金属在大部分剖面深度中均未超过背景值,表明受外来源的影响较小. Sr在整个剖面的迁移系数均大于0,表明存在不同程度的富集; Zn和Co在近地表处富集; Cr、Ni和Cu在整个剖面中以亏损为主; V和Pb受外来活动的干扰小.淋洗迁移特征分析表明,Sr和Pb淋洗下移较活跃,其下移深度较大,但Pb下移深度低于Sr下移深度.因子分析表明,重金属主要为自然因子的输入,其次为农业活动和交通运输等复杂人为活动的输入.富集因子分析表明,Sr受外源不同程度影响.铅锶同位素组成分析表明,垂直剖面土壤中Pb主要来源于母质层,而Sr除来源于母质层外,还受到复杂人为源的影响,并已有向底层(30～70 cm)迁移的趋势.     

多元统计与铅同位素示踪解析旱地垂直剖面土壤中重金属来源

用电感耦合等离子体质谱仪(ICP-MS)分析了厦门市旱地2个垂直剖面土壤中26种重金属元素的含量,研究了剖面土壤中重金属元素的分布特征,环境风险及污染来源.综合内梅罗综合污染指数法,地质累积指数法和潜在生态危害指数法的评价结果,Cd为厦门市旱地土壤的主要污染因子;土壤重金属污染严重的为50~60 cm深度.多元统计分析结果表明,重金属的主要来源为农业生产活动与自然源,其中主要污染因子Cd来自于农业生产的影响.对垂直剖面土壤的酸可溶相铅同位素组成与厦门市潜在污染源的铅同位素进行对比分析.结果表明,厦门市旱地土壤中,铅主要来源于污泥和土壤母质层.根据剖面土壤在~(206)Pb/~(207)Pb-~(206)Pb/~(204)Pb图中的分布特征,利用铅同位素二元混合模型计算出P180剖面和P181剖面母质层的贡献率的平均值分别为54.36%和42.88%,污泥的贡献率平均值分别为45.64%和57.12%,表明旱地剖面土壤中铅主要来源为母质层和城市污泥,与多元统计分析结果相一致.     

泉州市不同功能区土壤铅同位素组成及其来源分析

为查明泉州市土壤铅的污染来源,采集了泉州市不同功能区表层(O～20cm)土壤及城市环境污染端元(燃煤尘、汽车尾气尘、污泥)样品.采用ICP-MS测定土壤Pb含量,用热电质谱仪测定各样品的铅同位素组成.分析结果表明,泉州市不同功能区表层土壤已受到一定程度铅污染;泉州市土壤铅同位素208 Pb/(207+206)Pb和206Pb/207 Pb比值变化较大,分别为1.0769～ 1.1486和1.1150～1.2142;泉州市区各端元组分铅同位素组成差别比较大,可以有效示踪和鉴别泉州市区环境铅的污染来源.运用铅同位素示踪技术追踪土壤铅的污染来源结果表明,泉州市区土壤总铅同位素和可溶相铅同位素组成变化较大,土壤中铅来源较为复杂.交通繁忙区土壤铅污染主要来源于汽车尾气排放,农业区土壤铅主要来源于城市污泥与当地土壤背景,商业区土壤铅主要来源于城市污泥与燃煤尘及其煤渣的排放,居民区土壤铅污染主要受城市污泥与汽车尾气排放影响.     

铅同位素示踪土壤重金属污染源解析研究进展

铅污染已经成为威胁人类健康最严重的重金属污染形式之一,并且随着工农业生产铅污染问题日益突出。铅污染来源复杂,如何准确、快速地识别污染源并弄清其迁移转换机制是土壤污染防治的关键。随着同位素检测技术的快速发展,铅同位素示踪逐渐成为重金属污染溯源研究中的一种重要方法。该文阐明了铅同位素示踪机理和组成特征,参考了国内外铅污染源示踪应用实例,分析了铅同位素示踪技术的应用现状,重点剖析了其迁移速率和迁移路径的机理以及污染程度和污染源的定量解析,最后针对铅同位素示踪技术在土壤重金属污染源解析应用中的不足,展望了其发展前景,以期为铅同位素示踪技术在土壤污染源解析与污染治理方面提供参考。     

滇西地区土壤重金属来源解析及空间分布

以滇西重金属地质高背景区为研究区,系统采集了4193件表层土壤样品,分析测试了As、Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb和Zn 8种重金属元素的含量,综合运用相关分析、主成分分析和单因素方差分析等经典统计方法探讨了土壤重金属来源和土壤重金属含量与成土母质、土地利用方式之间的关系,并利用地统计方法对重金属的空间分布特征进行...     

大气降尘中重金属污染源解析研究进展

重金属污染是大气降尘污染的一个重要方面,治理污染首先要查明污染源。文章概述了近几年来国内外大气降尘重金属污染源解析的常用方法及其研究方法中的一些特点,重点阐述了铅、锶同位素示踪技术在大气降尘中重金属污染溯源研究中的应用,针对以往研究工作的不足和存在的问题,指出了今后重金属污染源解析研究中的重点:采用Pb、Sr同位素示踪法结合元素地球化学追踪重金属污染源和评价污染程度;利用Pb、Sr同位素示踪技术研究大气降尘重金属污染物的迁移转化规律。     

湖南安化下寒武统黑色页岩土壤元素地球化学特征

本研究对湖南安化县东坪、烟溪两地发育于下寒武统黑色页岩上的6个土壤剖面进行系统采样,并利用ICP\|MS等分析技术对土壤和相应岩石样品的主量元素和微量元素（包括重金属和稀土元素）含量进行了分析.主量元素A-CN-K(Al2O3-CaO+Na2O-K2O)图解显示,黑色页岩土壤的形成是黑色页岩化学风化的结果,经历了早期的Ca、Na淋失和后期的Al、Fe富集过程后,土壤具有贫Ca、Na而富Al、Fe的化学组成特征.多因子分析和相关性分析结果表明,成土过程中,微量元素可分为稳定元素（Ti、Zr、Nb、Hf、Ta、W等）、次稳定元素（Be、Sc、Ga、Ge、Rb、Cs、Pb、Th、Ba等）、活动性较强的元素（REE、Y、P、Sn等）和强活动性元素（Mn、Co、Ni、Zn、Cd、Tl、V、Mo、Sb、U等）.富集因子重金属污染评价显示,V、U仅在烟溪土壤剖面达到显著污染程度,Sn、Ba在东坪土壤剖面达到显著污染.Mo、Cd、Sb等重金属则在东坪和烟溪土壤均达到显著污染程度,其中,Cd在东坪可达到高度污染水平,而Mo在烟溪可达到极度污染水平.微量元素及稀土元素地球化学示踪分析显示,黑色页岩土壤没有受到外来物源的干扰,土壤重金属污染为来自黑色页岩的自然污染源.     

宿南矿区土壤重金属含量特征及其来源解析

为研究淮北煤田宿南矿区土壤重金属含量特征,测试了土壤中重金属Fe、Mn、Cd、Cr、Pb、Ni、Zn和Cu的含量,采用地累积污染指数法和潜在生态风险指数法对土壤重金属污染进行评价,并运用多元统计分析对重金属污染来源进行解析。结果表明,Cd、Cr、Pb、Ni、Zn和Cu的均值含量不超过土壤环境质量二级标准;综合评价结果显示,Cd污染累积程度明显,且Cd是最主要的生态风险因子;聚类分析将重金属划分为具有相似地球化学过程的3组,即Ⅰ类(Fe、Ni和Pb)、Ⅱ类(Mn、Cu和Cd)和Ⅲ类(Zn和Cr);主成分分析从重金属元素中筛选出3个主成分(PC1、PC2和PC3),PC1(Mn、Cu和Cd)表示为煤矿开采与道路煤尘扩散污染,PC2(Fe、Ni和Pb)解析为土壤母质与尾气排放作用,PC3(Zn和Cr)表示交通运输与农业生产活动污染。     

基于铅稳定同位素的骆马湖沉积物重金属铅来源解析

骆马湖作为南水北调东线工程重要的调蓄湖泊和水源地,其水环境安全对于江苏北部乃至南水北调东线工程的影响深远。通过对骆马湖湖区及入湖河段表层沉积物、湖周地区环境中潜在污染源土壤的Pb浓度和Pb同位素组成进行分析,评估Pb的空间分布;利用富集系数法进行Pb生态风险评价,结合二元线性混合模型进行湖区表层沉积物Pb来源解析,并计算各污染源的相对贡献率。结果表明：骆马湖表层沉积物中Pb浓度为8.09~27.97 mg/kg,平均值为20.94 mg/kg,Pb污染程度为清洁~轻度富集,表层沉积物Pb污染主要集中在东部和北部湖区;表层沉积物Pb同位素中²⁰⁶Pb/²⁰⁷Pb与²⁰⁸Pb/(²⁰⁶Pb+²⁰⁷Pb)（丰度之比）分别为1.170~1.249和1.125~1.131,Pb污染主要来源于老沂河和以渔业养殖为主的农业污染的直接排放,农业源的相对贡献率为46.71%。为防控骆马湖水环境中Pb的污染风险,需加强对渔业养殖的规范化管理和入湖河流的污染管控。

     

珠江三角洲农业土壤重金属含量特征研究

调查研究了珠江三角洲农业土壤中重金属的分布规律,在研究区域采集了212个表层土壤样品,分析了其中8种重金属元素(Cu,Pb,Zn,Cr,Ni,Cd,As和Hg)的全量与有效态含量.结果表明:在珠江三角洲农业土壤中,8种重金属元素的含量均有超标现象,其中以Zn,Cd和Hg的超标率较高;在所有重金属元素中,Cd的有效态占全量的比率最高,平均为45.58%;而Hg所占的比率最低,平均仅为0.41%.重金属的有效态含量与全量存在正相关关系.交通、污水灌溉、工业污染、垃圾和城市污泥是造成珠江三角洲土壤重金属污染的主要原因.      

长江安徽段江心洲土壤重金属的分布特征及来源分析

在长江安徽段15个面积较大的江心洲采集表层(0~20 cm)和深层(150~180 cm)土壤样品,研究其重金属元素含量的分布特征和来源.表层土壤中Cd、Hg、Pb、Cu和Zn等元素平均含量分别是深层的2.33、1.67、1.35、1.48和1.43倍.以长江沉积物背景值作为基线值进行的地累积指数评价结果表明,土壤重金属富集程度依次为CdHgCuZnAsPb.不同江心洲之间以及同一江心洲内部土壤重金属含量的差异,主要与江心洲的成因及其发育演变过程有关,近期淤长的部分,土壤重金属元素含量通常比较高.因子分析结果表明,研究区土壤重金属的富集主要与细颗粒物质的粒径效应、含钙矿物对Cd等元素的固定,以及受燃煤影响的大气沉降输入有关.利用因子得分-多元回归法量化了不同来源重金属的贡献,土壤粒度端元对研究区土壤Ni、Cu、Pb、Zn、As、Cd的贡献率均超过70%.     

Wet and dry deposition fluxes of heavy metals in Pearl River Delta Region (China): Characteristics, ecological risk assessment, and source apportionment

The atmospheric deposition of heavy metals poses serious risks to the ecological system and human health. To advance our knowledge of atmospheric dry/wet heavy metal deposition in the PRD region, monthly fluxes were examined based on soluble/insoluble fractions of five heavy metal elements(Cu, Pb, Cd, Cr and Zn) in samples collected from January 2014 to December 2015 at Guangzhou(urban) and Dinghushan(suburban) sites. The ratios of wet/dry deposition fluxes indicated that heavy metal deposition was governed by wet deposition rather than dry deposition in the PRD region. Affected by the shifting of the Asian monsoon, wet deposition fluxes exhibited significant seasonal variation between summer monsoon seasons(April to September) and winter monsoon seasons(October to February) in this region. Cd was classified as an extremely strong potential ecological risk based on solubility and the Hakanson ecological risk index. Source contributions to wet deposition were calculated by PMF, suggesting that dust, biomass burning, industries,vehicles, long-range transport and marine aerosol sources in Guangzhou, and Zn fertilizers,marine aerosol sources, agriculture, incense burning, biomass burning, vehicles and the ceramics industry in Dinghushan, were the potential sources of heavy metals.     

珠三角土地覆被资料优选及在WRF模式中的初步应用

针对WRF模式中珠三角地区土地覆被资料不准确的现况,从国内外主要的土地覆被产品中筛选与统计年鉴资料相符的产品,与模式内置的静态资料进行对比试验以评估土地覆被资料对模拟结果的影响.试验模拟的时段设为2010—2011年1、4、7、10月.结果表明:①WRF模式内置的MODIS资料在珠三角地区对于建成区高估超过3倍,而主要土地覆被遥感产品中GLC2009资料最为接近统计年鉴和调查结果值;②GLC2009土地覆被数据相比模式内置的MODIS资料,对珠三角区域地表温度、风速、相对湿度的模拟有一定改善,2 m地表气温与观测的平均偏差从0.32℃降至0.08℃;2 m水汽压平均偏差从0.31 hPa降至0.28 hPa;10 m风速平均偏差从0.59 m·s-1降至0.38 m·s-1,其中10 m风速对于土地覆被变化最为敏感;③从空间分布上看,GLC2009资料相对内置的MODIS资料,其对整个模拟区域内的温度、湿度模拟结果有所改善,并且对珠三角城市外围区域风速模拟结果的改善明显;④模拟结果的变化是由于土地覆被类型及其比例的变化直接改变了模式中地表反照率、粗糙度、植被覆盖率、植被气孔阻抗等参数的取值引起的.     

平顶山市火葬场周边农田土壤重金属空间分布、富集与来源分析

火葬场在火化遗体时会向周边环境排放多种重金属,引起周边土壤重金属积累和污染.以河南省平顶山市火葬场为中心,布设西北(NW)、西南(SW)、东南(SE)和东北(NE)4条3 km长的采样断面.采集表层土壤 (0~20 cm)样品157份,测定其Hg、Cd、As、Pb、Cu、Zn、Cr和Ni含量,结合富集系数(EF)和正定矩阵因子分析(PMF)探讨火葬场周边农田土壤重金属富集特征及来源.结果表明:①除土壤As的平均含量低于河南省土壤背景值外,其余重金属均高于河南省和平顶山市土壤背景值,但总体上没有达到污染水平.在主导风向下风向的NW断面上,多数重金属平均含量高于其他断面.②土壤中8种重金属的平均EF均处于中等及以上富集水平,其中Cd处于强富集水平,Hg处于中富集至强富集水平,且具有NW>SW>NE>SE的趋势,表明土壤重金属存在不同程度的人为来源.③扣除非火葬场因素对土壤重金属空间分布的影响,Hg、Cd含量沿断面多呈单峰分布,Pb、Cu、Zn和As多呈双峰分布,Ni和Cr多呈递减分布,表明8种重金属不同程度地与火葬场烟尘排放有关.④火葬场周边农田土壤中的Hg是火葬源重金属,Cd、Zn、Cu和Pb是农业-火葬-交通混合源重金属,As、Ni和Cr是自然-火葬混合源重金属.     

Compositions and sources of organic acids in fine particles (PM2.5) over the Pearl River Delta region, south China

Organic acids as important constituents of organic aerosols not only influence the aerosols' hygroscopic property, but also enhance the formation of new particles and secondary organic aerosols. This study reported organic acids including C14–C32fatty acids, C4–C9dicarboxylic acids and aromatic acids in PM2.5collected during winter 2009 at six typical urban, suburban and rural sites in the Pearl River Delta region. Averaged concentrations of C14–C32fatty acids, aromatic acids and C4– C9 dicarboxylic acids were 157, 72.5 and 50.7 ng/m3, respectively. They totally accounted for 1.7% of measured organic carbon. C20–C32fatty acids mainly deriving from higher plant wax showed the highest concentration at the upwind rural site with more vegetation around, while C14–C18fatty acids were more abundant at urban and suburban sites, and dicarboxylic acids and aromatic acids except 1,4-phthalic acid peaked at the downwind rural site. Succinic and azelaic acid were the most abundant among C4–C9dicarboxylic acids, and 1,2-phthalic and 1,4-phthalic acid were dominant aromatic acids. Dicarboxylic acids and aromatic acids exhibited significant mutual correlations except for 1,4-phthalic acid, which was probably primarily emitted from combustion of solid wastes containing polyethylene terephthalate plastics. Spatial patterns and correlations with typical source tracers suggested that C14–C32fatty acids were mainly primary while dicarboxylic and aromatic acids were largely secondary. Principal component analysis resolved six sources including biomass burning, natural higher plant wax, two mixed anthropogenic and two secondary sources; further multiple linear regression revealed their contributions to individual organic acids. It turned out that more than 70% of C14–C18fatty acids were attributed to anthropogenic sources, about 50%–85% of the C20–C32fatty acids were attributed to natural sources, 80%–95% of dicarboxylic acids and 1,2-phthalic acid were secondary in contrast with that 81% of 1,4-phthalic acid was primary.     

珠三角地区大气PM2.5中重金属污染水平及健康风险评价

采集了珠三角地区2014—2015年冬、夏两季的环境空气PM_(2.5)样品,利用电感耦合等离体质谱仪(ICP-MS)测定了样品中的重金属含量,并采用US EPA环境健康风险评价模型,对其健康风险进行了评估.结果表明:环境空气中重金属元素Pb、Cu、Zn、Cd、As、Ni、Cr的浓度分别为11.1~183.0、48.5~406.0、110~1218、0.2~14.4、3.5~77.0、0.38~18.90、2.89~93.20 ng·m-3,浓度大小顺序为:ZnCuPbAsCrNiCd;除As外,其余重金属浓度均表现为冬季高于夏季.元素As经皮肤黏滞及口腔摄入的非致癌风险值均在安全范围内,但经呼吸途径暴露存在非致癌风险;Cu、Zn、Cd、Cr经3种途径暴露不存在非致癌风险;元素Pb、As、Cd、Cr经皮肤黏滞及口腔摄入的致癌风险均值尚在安全值范围内,但经呼吸暴露存在致癌风险;元素Ni经3种途径暴露不存在致癌风险.对于综合危害指数(HI),除As外,其他金属元素的HI值均低于安全值,各金属元素的HI值大小顺序为:AsCdNiCr.研究表明,在珠三角区域环境空气PM_(2.5)中,元素As、Cr存在一定的健康风险.     

特异性拟杆菌引物在珠江三角洲的适应性研究

在珠江三角洲地区采集人、猪、牛、狗以及家禽等33个粪便样品,高效提取基因组DNA,选取14种特异性拟杆菌引物进行检验分析,并进一步采用已知污染源类型的水样对其进行验证.结果表明:采用粪便样品DNA专属提取试剂盒和水体样品DNA专属提取试剂盒提取的基因组模版纯度和提取率均符合后续实验要求.拟杆菌通用引物2#(Bac32F/Bac708R)检出率为85%(28/33),特别是对哺乳类动物和鸡的粪便具有更高的检出率.人的拟杆菌特异性引物3#(HF134F/ Bac708R)和4#(HF183F/Bac708R)、反刍动物的拟杆菌特异性引物8#(CF128F/Bac708R)以及猪的拟杆菌特异性引物10#(PF163F/Bac708R)在珠江三角洲地区同时具有较高的灵敏度和较强的特异性.水体样品验证实验与实际污染类型相符,说明拟杆菌通用引物2#、人的特异性引物3# 和4# 以及猪的特异性引物10# 在珠江三角洲地区具有很好的适用性.     

耕作土壤中多氯代有机污染物的含量与分布特征-以珠江三角洲部分地区为例

采用超声波提取,气相色谱分析法,调查了珠江三角洲部分地区几种耕作土壤和珠江主要支流,西南涌上、中、下游沿岸耕作土壤中的多氯代有机污染物的含量研究结果表明,供试土壤中多氯代有机污染物（CBs、BHCs和DDTs）均有不同程度检出,其含量大小因所处区域、土壤类型和土地利用方式的不同而异;西南涌上、中、下游耕层土壤中多氯代有机污染物的含量呈递减趋势,主要受灌溉水质的影响;污染物在土壤剖面中的分布特征与其亲脂性相关,脂溶性强的污染物的含量随剖面深度的加深而减小,脂溶性弱的污染物的含量随剖面深度加深而升高;供试土壤中部分污染物的同系物含量之间存在一定的相关性。     

珠江口沉积物重金属污染及其潜在生态危害评价

对珠江口表层沉积物中重金属的分布及富集状况进行了分析 ,并采用Hakanson潜在生态危害指数法对其生态危害程度进行了评价。结果表明 :珠江口表层沉积物中Zn、Cr、Cu、Cd等重金属含量呈现由西北渐向东南递减的变化特点 ,而Pb、As、Hg等重金属元素的含量分布无明显规律 ;这些重金属中 ,以Hg的富集程度最高 ,其余元素的富集均较低。生态危害评价显示 ,除Hg属中等危害程度外 ,其余的重金属元素均属轻微危害程度 ;珠江口表层沉积物中主要重金属污染程度的顺序为Hg >Cd >Pb >Cu >As>Cr>Zn。