基于正态模糊数的区域土壤重金属污染综合评价

针对土壤重金属污染评价的不确定性,采用模糊数对其进行描述.在土壤重金属含量满足正态或对数正态分布检验基础上,构建了基于正态模糊数的区域土壤重金属污染综合评价方法.以江苏省T市为例进行评价方法实证分析,结果表明:除As出现轻度污染外,其他重金属含量均处于清洁水平,其中Hg、Cu、Zn处于局部轻度污染状态,各重金属富集污染程度排序为:As ＞Cu＞ Hg＞ Zn＞ Ni＞ Cr＞ Cd＞ Pb,研究区土壤重金属污染综合评价为清洁水平,As、Hg、Cu 、Zn应该作为相关部门污染控制的重点对象.与传统的三角模糊数方法的评价结果相比,该方法能更为精确的描述不同重金属含量的隶属度大小,评价结果所包含的信息更为全面、准确.     

某铁矿尾矿库及周边土壤重金属污染评价

在对某铁矿尾矿库及周边土壤(含水系沉积物、农田表层土壤)重金属含量和理化性质分析测试的基础上,着重分析土壤中重金属元素分布特征,同时运用地累积指数方法对研究区域重金属污染程度进行评价。重金属污染评价结果显示:尾矿库内重金属污染程度排序为CdAsCuZnPbNiCr,元素Cd、As、Cu、Zn均达到严重污染级别;水系沉积物重金属污染程度排序为CdCuAsZnPbNiCr,元素Cd、Cu、As达到严重污染级别;农田表层土壤污染程度CdCuAsZnPbNCr,元素Cd达到严重污染,Cu、As总体虽为中度污染,但个别样点达到重度污染。尾矿库对周边土壤的影响不容忽视,需加强重金属污染的预防和治理。     

邕江南宁市区段表层沉积物重金属污染评价

为了了解邕江南宁市区段表层沉积物中重金属污染现状,本文采用ICP-OES仪测定了沉积物中Cu、As、Cr、Pb、Cd、Zn和Hg的含量,并应用地质累积指数法和潜在生态危害指数法对其污染状况进行了评价。结果表明:邕江表层沉积物中Hg未检出,其他6种重金属元素的平均含量依次为ZnCuCrAsPbCd,其中Cd和As的平均含量均高于《土壤环境质量标准》的二级标准值,其他4种重金属元素的平均含量则低于《土壤环境质量标准》的二级标准值;地质累积指数法评价结果显示,邕江表层沉积物中重金属总体上为中度污染,其中Cd污染最为严重,为强—极强污染,Cu、As和Zn为无—中等污染,Pb和Cr为无污染;潜在生态危害指数法评价结果显示,邕江表层沉积物中重金属总体上属于中等潜在生态危害程度,其中Cd污染达到较重生态危害程度,As污染达到中等生态危害程度,其他4种重金属均为低等生态危害程度。可见,较其他重金属而言,邕江表层沉积物中重金属Cd和As的污染更为严重,需引起相关部门的重视。     

典型工业园区周边农田土壤重金属污染及生态危害评价

为评价四川某工业园区周边农田土壤重金属污染程度及其潜在生态危害。采用石墨炉原子吸收分光光度法、冷原子吸收分光光度法和X射线荧光光谱法,分别对研究区域农田土壤中的Cd、Hg、As、Pb、Cr、Cu、Zn、Ni的含量进行测定,采用单项污染指数法、内梅罗综合污染指数法、污染负荷指数和潜在生态危害指数法对研究区域农田土壤重金属污染及潜在生态危害进行评价。结果表明,23个采样点中8种重金属含量存在一定差异,Cd和Zn的平均含量超过风险筛选值,其余重金属平均值均未超过风险筛选值。Pearson相关性分析表明Pb与Cd、As、Pb、Zn相互之间有极显著相关性。8种重金属均呈正态(或近似正态)或对数正态(或近似对数正态)的分布。8种重金属的单项污染指数顺序为Cd>Zn>Pb>Cu>Cr>As>Ni>Hg,其中Cd呈重度污染,Zn处于轻度污染,其余6种重金属相对处于清洁状态;综合污染指数顺序为Cd>Pb>Zn>Cu>As>Cr>Ni>Hg,重金属Cd、Pb、Zn为重度污染,As和Cu为中度污染,Cr为轻度污染状态,Ni处...     

基于梯形模糊数的沉积物重金属污染风险评价模型与实例研究

综合考虑到经典确定性污染评价模型的现实缺陷,将梯形模糊数理论引入环境评价领域,通过将研究区域重金属背景值及重金属实测含量的梯形模糊数化,结合聚类分析、α-截集技术和区间数隶属度计算,最后基于定义的重金属生物毒性评价权重系数建立了沉积物重金属污染风险模糊评价模型.采用该评价模型评价了洞庭湖表层沉积物重金属污染的风险状况,结果表明,洞庭湖水系表层沉积物中7种重金属污染风险程度排序为:Hg>Cd>Pb>Cu>Cr>Zn>As,Hg、Cd和Pb应成为洞庭湖水环境污染治理的优先控制因子.与确定性模型评价结果的对比分析表明,模糊评价模型得出了各重金属地累积指数的可能值区间,并进而得出与之对应的隶属可信度水平,从而较好地弥补了确定性评价的不足,更客观地、全面地表征了评价区域沉积物中重金属的真实污染状态与空间分布差异.     

黄河干流沉积物重金属的赋存形态特征及污染评价

重金属毒性强、在环境中不易降解,可通过食物链在人体累积,进而对流域生态环境及人类健康产生严重影响.2019年9月,沿黄河干流调查了14个断面,分析了沉积物中6种重金属（As、Cd、Cr、Cu、Pb和Zn）的总量及其赋存形态,采用地累积指数法、潜在生态风险指数法和风险评价编码法对沉积物重金属污染程度和生物有效性进行风险评价,采用主成分分析和冗余分析解析了重金属的主要来源.结果发现,重金属的含量平均值排序为：Cr>Zn>Cu>Pb>As>Cd,相对于各河段的背景值,Cd的超标率最高,达到85.7%.沉积物中As、Zn、Pb和Cu均以可氧化态为主,Cd以弱酸溶解态和残渣态为主,Cr则以残渣态为主.As、Cr、Cu、Pb和Zn的生物有效性均表现出上游最低,中游升高,下游降低的趋势.风险评价表明Cd是黄河干流污染风险级别最高的元素,极易对生态环境造成严重的威胁,应当优先防控,尤其是干流内蒙古段.PCA和RDA分析揭示了细颗粒泥沙和总有机质对重金属污染的主控作用,因此在黄河流域应重点防控随土壤侵蚀和泥沙迁移流失的重金属污染.     

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。     

基于总量及形态的土壤重金属生态风险评价对比:以龙岩市适中镇为例

以龙岩市适中镇为例,在蓝田-洋东一带采集110个表层土壤样品和61件农作物样品,测试了其中重金属元素Pb、Cd、As的总量,分析了土壤中3种重金属的形态分布规律,结合研究区特定农作物吸收重金属的特征,以重金属赋存形态及其生物可利用性为评价指标,根据地球化学统计学分析原理,建立了基于形态的土壤重金属生态风险评价的新方法,利用新方法评价了土壤重金属的生态风险,并与传统的潜在生态风险指数法(RI)的评价结果进行了对比.结果表明,蓝田-洋东一带的土壤重金属是以自然地质成因为主,人为干扰作用较弱的典型区域.全区基本无重金属Pb、As污染,Cd是最主要的污染因子,污染强度较低.Pb、Cd、As主要以残渣态形式赋存,除残渣态以外的4种生物可利用形态的占比排序为Cd(53.28%)Pb(43.28%)As(30.71%).工作区土壤重金属总量-形态-作物吸收量三者之间的相关分析和回归分析表明,土壤重金属的总量与活动性高的离子交换态、碳酸盐结合态等形态的相关度低,甚至表现为非线性相关关系.离子交换态是对薏米和水稻吸收重金属Pb、Cd、As影响最大的形态.从生物可利用的角度来说,基于形态的生态风险评价新方法相比于传统的基于总量的潜在生态风险方法,评价结果更加准确.     

铅锌矿区废弃地修复客土层的重金属污染特征分析

采集湖南郴州某典型铅锌矿区废弃地植物修复客土层（0~30 cm）及污染土层（30~50 cm）土壤,测定土壤中Cd、Cr、Cr⁶⁺、Cu、Ni、Pb、As和Hg的含量;采用地累积指数法、内梅罗指数法和潜在生态风险指数法对土壤中重金属的含量及污染程度进行定量评价;并通过BCR连续分级提取法分析重金属的形态.结果表明,客土的As含量以及污染土的Pb和As含量均远超出"土壤环境质量建设用地土壤污染风险管控标准（试行）-GB36600—2018"中第二类用地筛选值.对重金属含量和污染程度的评价结果表明,试验土壤主要以Pb和As污染为主,污染土中Cd、Cu、Pb和As的污染程度均高于客土.土壤中Cd和As的生态风险系数较高,最高分别达到了22.96和568.57.Cd和As是研究区域中土壤重金属潜在生态风险的主要贡献者;BCR结果表明,Cd在客土和污染土中均具有最高的生物有效性,酸可溶态Cd的最高占比达到31.9%.污染土和客土之间的混掺,污染土中活性金属向客土层的迁移以及植物根系分泌物的螯合作用都是导致客土层土壤中重金属总量和生物有效性增加的原因.本研究结果可为铅锌矿区废弃地重金属污染治理提供参考.     

皖江经济带耕地重金属健康风险评价及环境基准

以皖江经济带耕地为研究区对象,采集了水稻和小麦及其根系土样品338组,测定了5种重金属含量(As、 Cd、 Cr、 Hg和Pb),采用地累积指数法和综合污染指数法评价了土壤-农作物污染特征,进行摄入农作物重金属对人体健康风险进行评估,并基于物种敏感分布模型(SSD)反演了区域耕地土壤环境基准值.结果表明,研究区水稻和小麦土壤受到不同程度重金属(As、 Cd、 Cr、 Hg和Pb)污染,其中Cd为水稻首要污染因子,超标率在13.33%,Cr为小麦的主要超标因子,超标率达11.32%;地累积指数显示水稻Cd污染比例达80.7%,小麦Cd污染率为35.85%.与土壤重金属高污染水平相反,仅有17.19%和7.55%的水稻和小麦中Cd超过国家食品安全限量标准,重金属Cd的累积能力为水稻>小麦.健康风险评价表明重金属对研究区成人和儿童具有较高的非致癌风险和不可接受的致癌风险,水稻摄入的致癌风险高于小麦,儿童的健康风险均高于成人.SSD反演得出研究区水稻田土壤的As、 Cd、 Cr、 Hg和Pb基准值HC₅为6.24、 0.13、 258.27、 0.12和53.61m...     

基于模糊数学的场地重金属污染风险综合评价

在传统土壤评价方法的理论基础上,参考模糊数学的架构,建立了由风险因素集、风险评价集、隶属度函数、评估矩阵和权重系数组成的评价模型,最终形成了一套场地重金属污染风险的综合评价方法.选取安徽铜陵某冶炼厂作为研究场地,分析场地土壤中重金属的污染情况并验证该评价模型的科学性.结果表明,研究场地内表层土壤重金属含量平均值分别为As(1382mg/kg)、Cd(64.9mg/kg)、Cu(4973mg/kg)、Pb(3403mg/kg),As和Pb污染严重.相比于传统土壤评价方法,综合评价方法考虑重金属的人体健康风险、地下水迁移风险和生态风险3个方面,插值后不同风险所占面积比例为安全(25.3%)、低风险(5.86%)、中风险(9.00%)、高风险(59.9%).与内梅罗指数法对比,综合评价风险结果中的高风险区域面积下降了9.50%,而中风险、低风险和安全区域的面积则分别上升了约3.54%、3.83%和1.20%,整体风险有所降低.与传统土壤评价方法对比,基于模糊数学模型的综合评价方法不局限于重金属总量单一因素对土壤污染风险水平的限制,根据场地实际情况及土地二次利用途径对其进行更加详细的污染风险评...     

基于模糊综合评价的湖水重金属污染评价与分析

采用模糊综合评价法对仙鹤湖湖水重金属的污染状况进行评价研究。为了突出外界有毒物质的影响,发展了模糊综合-加权平均模型,提高了评价结果的精度。模糊评价结果表明仙鹤湖水质有轻度重金属污染,其中As、Cd和Pb的污染相对较重。通过对分值化评价结果进行参数估计,知仙鹤湖水质符合Ⅲ类水质及以上标准的可信度超过95%,Ⅱ类水质及以上标准的可信度为80%以上。通过比较,灰色关联分析法的评价结果与模糊综合评价法的评价结果基本一致。     

基于随机模拟与三角模糊数耦合的重金属污染评价模型

基于河流环境系统中随机性、模糊性等多种不确定信息共存的特性,采用蒙特卡罗方法模拟三角模糊数,并将其应用到沉积物重金属污染评价领域,通过将各重金属实测含量及地球化学背景值三角模糊化,然后进行随机模拟,并结合各等级概率水平加权进行综合污染等级分析,建立了基于随机模拟与三角模糊数(SS-TFN)理论的沉积物重金属地累积指数评价模型.采用该模型对湘江长沙段沉积物中重金属污染状况进行评价.结果表明,Cd的污染程度最大,处于严重污染级别;其次为Zn和Hg,处于重度污染级别,并有向严重污染恶化的趋势;而其他重金属污染程度则较低.相对于确定性评价方法,该模型能够得出评价区域重金属地累积指数的可能值区间及其相应的概率水平,客观真实地综合表征沉积物中重金属分布及污染情况,为科学决策提供更多全面合理的信息.     

太湖北部小流域沉积物重金属污染特征与评价

近几十年来重金属的沉积记录、来源及污染水平受到了广泛关注.为探明太湖北部小流域重金属的污染来源和环境质量状况,本研究分析了柱状沉积物中8种重金属（Mn、Cr、Zn、Cu、As、Pb、Ni和Co）含量.运用主成分分析法判定污染源,富集因子法表征重金属富集特征,通过熵权模糊模型对沉积物中重金属污染状况进行评价.结果显示,所有重金属含量均较高,高低依次为Mn > Cr > Zn > Cu > As > Pb > Ni > Co.其中Mn含量最高,为380.06~767.69μg/g.沉积物重金属污染的主要贡献因子为交通排放、农业污染和煤炭燃烧.As的富集指数最大（2.89~15.61）.其中77.59%的沉积层属于显著富集,受人类活动影响最为显著.熵权模糊综合评价结果表明,Cu（0.483）和As（0.352）的权重值最大,是沉积物中的首要污染物,且65.52%的沉积层重金属含量处于中度污染水平.     

几种土壤重金属污染评价方法的对比

土壤重金属污染评价是土壤环境管理的基础性工作,采用合理的污染评价方法,才能识别土壤重金属污染状况,满足土壤环境管理和决策需要。选择单因子指数法、地质累积指数法、次生原生比值法和富集因子法四种方法进行对比分析,并进行实例计算和结果对比评价。结果表明:单因子指数法简单灵活,评价结果能直观反映土壤的污染情况,是比较实用的评价方法,但其将污染等级与元素实际含量简单地看成线性关系,导致评价结果较其它方法偏高。地质累积指数法是在单因子指数法基础上改进而来,计算公式较为简洁,污染评价结果较单因子指数法低。次生原生比值法突出元素形态的影响,未考虑元素总量和背景值,导致评价结果不能有效地与其它评价方法进行比较,在部分数据上还会出现污染浓度高却得到污染等级低的结论。富集因子法不仅考虑了元素的背景值,而且以地球化学过程中人为污染少、化学性质稳定、分析结果精确度高的Fe、Al、Si等元素作为参比元素,评价结果与地质累积指数法具有高度一致性,能够很好地体现土壤污染状况,但参比元素的实测值不易获取。研究结果可为土壤重金属污染评价方法的选取与改进提供基础数据。     

伊犁河流域土壤重金属环境地球化学基线研究及污染评价

采用标准化方法建立伊犁河流域黑钙土、栗钙土、灰钙土和盐碱土Cu、Zn、Pb、As、Hg环境地球化学基线模型,并计算其理论基线值.采用基线因子污染指数评价法、环境背景值评价法和重金属环境洁净度评价法对流域土壤进行对比污染评价.结果表明:①基线因子污染评价显示流域内4种典型土壤类型以As的污染最为突出,黑钙土、栗钙土、灰钙土分别有7.14%、9.76%、7.50%的样点达重度污染;其次为Pb,栗钙土有7.32%的样点达重度污染,且As和Pb的变异度最大,表明人为扰动大.②环境背景值评价显示,土壤主要污染元素为As,其次为Cu、Zn、Pb;③土壤重金属环境洁净度评价显示,Cu、Zn、Pb在4种土类中均优于二级洁净度,Hg为一级洁净度,As在灰钙土中为中度污染,黑钙土、栗钙土、盐碱土为二级或优于二级.比较3种评价体系,基线因子污染评价较为充分地体现了元素地球化学迁移特性及土壤发育过程,且可将污染评价定位到样点;而背景值污染评价因建立于区域背景值,忽视了重金属元素在土壤中自然迁移、淀积过程;重金属环境洁净度评价则以土壤环境安全度为主要评价目的.     

秦王川盆地土壤重金属来源、分布及污染评价

为探究秦王川盆地土壤重金属的来源、分布及污染情况,测定了研究区51个表层土壤样品的8种重金属（Cr、Zn、Cu、As、Pb、Mn、Ni、Cd）总量和pH值;采用多元统计、地质统计方法和GIS技术对重金属的来源、空间变异结构和分布进行了研究,利用污染指数法和模糊综合评判法对重金属污染进行了评价.结果表明：Zn、Ni含量均值大于当地背景值,其余重金属含量均值都低于背景值;Cd属于强变异,其余均为中等变异,Zn、Cr服从对数正态分布,其余均服从正态分布;Cr、Cu、As、Pb、Mn主要为成土母质等自然来源,Cd、Ni主要来源于工业、交通污染,Zn主要来源于农业生产;Zn、As、Ni、Cd的空间分布呈岛状,Cu、Mn呈带状分布,Cr、Pb呈岛状和带状分布相结合的特点;污染指数评价结果为Cr、Cu、Pb处在警戒线,As、Mn、Ni属于轻度污染,Cd为中度污染,Zn为重度污染;模糊综合评判得出1个土样为轻度污染,2个为警戒程度,其余为安全;土壤质量标准是反映土壤质量的依据,总体看,研究区土壤重金属环境质量良好,均未超过国家土壤环境质量二级标准.     

渝东南山区乡镇尺度土壤合理采样数估算及重金属污染评价

为了研究乡镇尺度土壤重金属污染状况及土壤合理采样数的确定方法,选择在重庆市黔江区舟白镇采集表层（0~20 cm）土壤样品320件,分析了土壤中各重金属元素（Cd、Cr、Pb、Hg、As、Cu、Zn、Ni）含量和pH,基于经典统计学方法和地统计法研究不同土壤指标的空间变异特征及土壤合理采样数,利用内梅罗指数法进行土壤重金属污染评价.结果表明:研究区土壤中Cd、Cr、Pb、Ni含量及pH的空间分布主要受到成土母质的影响,土壤中Hg、As、Cu、Zn含量同时受到地质背景和人为活动的影响.对于研究区土壤各重金属含量和pH而言,250个土壤样点即可反映其基本信息.研究区中部土壤污染程度较低,北部和南部污染程度较高,中度和重度污染区主要分布在研究区南部.原始土壤点位和合理土壤点位重金属污染评价结果差别较小,说明所得的合理采样数结果较可靠.与地层分布对比发现,土壤中度、重度污染主要与二叠系地层有关.      

城市道路沉积物中重金属生态风险的优化评价

城市道路沉积物中的重金属在降水径流的冲刷下会对受纳水体产生生态风险. 基于重金属的总量、毒性、形态,分别采用单因子污染指数法(P_i)、生态风险指数法(RI)和风险编码评价法(RAC)对青岛市崂山区11条主干道沉积物中4种重金属(Cu、Zn、Pb、Cd)的污染状况和生态风险进行评价,评价结果差异较大,建立新的模糊综合评价体系对这3种评价方法进行优化. 结果表明:①道路沉积物中的Cu、Zn、Pb、Cd均存在累积现象,4种重金属的主要来源为交通活动、大气沉降以及路面标识用漆. 重金属各形态分布不均匀,Cu以可氧化态为主,Zn以弱酸提取态为主,Pb以残渣态为主,Cd以生物可利用态(弱酸提取态、可还原态、可氧化态)为主. ②P_i评价结果显示,Cu、Zn、Pb、Cd的P_i值分别为3.80、27.61、1.21、8.33,Zn和Cd表现为重度污染水平,Cu和Pb分别表现为中度和轻微污染水平;RI综合评价结果为高风险,其中Cd属于高风险,其他3种重金属为低风险;RAC评价结果为Zn(40.44%)> Pb(28.24%)>Cd(25.37%)>Cu(3.80%),Zn表现为高生态风险,Pb和Cd表现为中等生态风险,Cu表现为低生态风险. 导致3种评价结果不同的原因是评价方法分别侧重重金属的总量、毒性或形态. ③建立了模糊综合评价体系,设置了新的综合评价标准,优化评价结果表现为Cd(87.4)>Zn(72.04)>Pb(53.96)>Cu(53.56). 这表明重金属的毒性对其生态风险的影响要大于重金属的总量和形态,总量也会一定程度上影响评价结果. 研究显示,在实际工作中,当各种评价方法所得结果存在分歧时,模糊综合评价体系有利于更准确地了解重金属污染状况和生态风险.