Heavy Metal Availability in Soil Amended with Composted Urban Solid Wastes

A study was performed to evaluate the pH and the availability of Zn, Cu, Mn, Pb, and Ni in soil amended with increasing doses of composted solid wastes, collected in Rio de Janeiro, Rio de Janeiro State and in Coimbra, Minas Gerais State, Brazil. The influence of the time elapsed between compost application to the soil and the sampling of the plant growth substrate (soil + compost) for pH and metal availability analyses was also examined. The availability of heavy metals in the soil, in the compost and in the substrate was evaluated using DTPA solution for metal extraction. The increase of the compost doses added to the soil resulted in the increase of the pH in the substrate. The addition of the compost from the bigger city, Rio de Janeiro, resulted in higher increase in soil pH and available Zn, Cu, Pb, and Ni levels as compared to the addition of the compost from the smaller city, Coimbra. Increasing the time elapsed between the compost application to the soil and the sampling of the mixture resulted in higher available Zn, Cu, Mn, and Pb levels. The addition of the compost from Rio de Janeiro resulted in substrate metal concentrations in the order Zn > Pb > Ni > Cu > Mn and for the Coimbra compost the metal concentrations in the substrate was Zn > Pb > Cu > Ni > Mn. The higher values of pH and available metals obtained for the bigger city were attributed to the greatest metal contamination of its compost.     

交通干道沿线土壤重金属监测与评估综述

公路运营所带来的铅、镉、锌等重金属污染物对人体健康安全存在着潜在和长期的影响。近年来,开展交通干道沿线重金属污染监测与评估工作已经成为环境监测工作的重要内容。从监测技术、评估方法、可能影响因素等几个方面对该领域的研究进展及成果进行了综述。采样段面的选取、点位的布设与样品的收集应该同时遵循全面性和代表性的原则。在同一交通干道内,均匀布置采样段面的同时可以尽量包含高车流量、中车流量与低车流量3种类型。考虑到重金属在横向距离上的分布规律,可以在0~100 m处设置密集采样点位,在100~300 m处设置适量采样点位。评估方法一般同时采用Kriging空间插值分析、污染指数分析、多元统计分析,生态风险评价与健康风险评价等多种分析方法。     

我国高速公路周边土壤重金属污染现状及研究进展

以我国高速公路周边土壤重金属为研究对象,综述了我国高速公路周边土壤重金属污染特征、影响因素、来源、环境风险及其研究进展。高速公路周边土壤主要受Pb、Cd、Cr、Cu、Zn等重金属污染,主要呈现指数分布、偏态分布和两者混合分布等特点,并且受到土地利用、风向、地形、车流量等多种因素的综合影响。土壤重金属的来源除了受成土母质等自然因素影响以外,公路交通和周边工农业活动也会对其来源产生较大影响。传统的土壤重金属评价方法主要采用单因子指数法、地累积指数法、生态风险评价法等对重金属的污染等级和环境风险进行评价。未来的研究应将重金属形态分析、空间和地统计分析、重金属稳定同位素示踪和源解析模型以及预测模型等多种手段相结合,开展高速公路周边土壤重金属的污染特征、时空分布、来源及预测预警研究等,为我国高速公路沿线工农业生产布局及其土壤重金属污染防控提供科学依据和决策支撑。     

污染场地修复工程环境监理的实践与探索

环境监理是污染场地修复过程中不可或缺的关键环节,在我国起步相对较晚,可供借鉴的实例很少。以苏州市某化工厂遗留场地污染土壤和地下水修复工程为例,阐述了不同阶段环境监理的工作内容,突出了原位和异位修复技术的环境监理工作要点,并提出建立污染土壤和地下水修复效果质量控制体系和原位修复效果长期跟踪监测机制等建议。     

乌鲁木齐市郊安宁渠区土壤重金属的污染调查

对乌鲁木齐产莱区安宁渠区的表层土壤及地表下40cm土壤中重金屑Cd、Hg、As、Pb、Cr进行了分析和测定，并对土壤中的重金属污染进行了环境质量评价。结果表明，安宁渠区土壤大部分为轻污染，但个别点已达重度污染，地表的污染较地表下40cm土壤为重。污染为外源性污染，与垃圾肥料的使用有关。     

江苏省不锈钢产业集聚区土壤重金属污染评价与分析

随着不锈钢产业的发展,其生产加工过程中产生的含重金属的废水、废气及固体废弃物对周围土壤及地表水环境的影响也日益显现。选择江苏省不锈钢产业集聚区内溱东镇土壤为研究对象,对区域内63个采样点进行分析,发现区域内土壤中Cr、Zn、Cd、Pb质量分数平均值均未超过国家土壤环境质量标准的二级标准要求,重金属污染程度由大到小的顺序为:CdNiCrMnZnPb,并且通过SPSS13.0统计软件对分析数据进行相关性分析,数据表明,土壤中重金属Cr、Fe、Cd、Ni、Mn来自不锈钢产业的可能性较大。     

广东某铅锌矿周边地区大气颗粒物重金属水平及人群暴露风险评价

以广东某典型铅锌矿周边地区为研究区域,通过实地监测空气中颗粒物重金属浓度水平,并结合暴露量计算,进行健康风险评价。结果表明：研究区大气TSP浓度满足所属功能区环境空气质量标准要求,但PM10浓度在个别监测点出现有单次超标现象,铅平均浓度符合年平均参照标准要求,镉平均浓度则超年平均参照标准要求;颗粒物重金属分析表明,该区域气象扩散条件较好,对照点中重金属含量与其他监控监测点的含量相当;靠近冶炼厂或铅锌矿的降尘重金属总量比远离的高,所以冶炼厂和铅锌矿对环境大气中重金属含量还是有一定的影响。大气颗粒物重金属暴露人群风险评价结果表明,研究区域不存在非致癌健康风险,但个别监测点则存在镉致癌风险警戒级别。     

基于双指标多等级的土壤重金属生态风险评价

采用土壤中重金属的全量和有效态双重指标,建立基于多等级综合评估的土壤中重金属生态风险评价模型,将联合概率曲线法引入土壤评价模型,分析重金属暴露浓度与毒性数据的概率分布,考察重金属对土壤生物的毒害程度,从而确定土壤中重金属对于生态系统的风险。建立从简单到复杂的多等级综合评价方法,表征重金属的污染等级、浓度效应、多种重金属污染物的协同效应、不同重金属的毒性效应和土壤对不同重金属污染物的敏感性。选择典型地区采集有代表性的土壤样品,测定不同重金属的总量和有效态,验证评价模型的实用性和评价分级的合理性。旨在解决土壤重金属风险评价的方法学问题,为土壤环境质量管理提供支持。     

福建沿海地区不同区域稻田土壤重金属元素富集特征与环境质量评价

通过调查福建沿海地区不同区域的水稻田土壤重金属元素Hg、Cd、Pb污染富集现状,采集样品195件,采用单因子指数、地质累积指数以及内梅罗综合污染指数对土壤环境质量进行评价。结果表明,福建沿海各区域水稻田土壤均有不同程度的重金属富集污染。单项污染指数评价结果显示,Hg分4级,分别是安全等级、警戒线级、轻污染级和中度污染级;Pb全部为安全等级;Cd分2级,分别是安全级和警戒线级。Hg的地质累积指数分3级,分别是轻污染级、中度污染级和中强度污染级;Pb全部为轻污染级;Cd分2级,轻污染级和中度污染级。内梅罗综合污染指数评价结果为安全级有5个地区,警戒线级有3个地区,轻污染等级2个地区。地质累积指数评价结果与单因子污染指数评价结果有明显差异。调查区域土壤环境质量评价为Cd、Pb平均值未超出国家《土壤环境质量标准》(GB 15618—1995)Ⅱ级标准,Hg有40%地区超标。福建沿海地区土壤重金属污染具有中等到高的生态风险。     

典型金属冶炼城市降尘中重金属污染特征及风险评价

2021年1-3月,采集湖南省某典型金属冶炼城市不同功能区的降尘样品,分析测定了17种重金属元素含量,其中15种重金属元素含量超出了湖南背景值,分别为Ag、Fe、Cd、Ti、Sb、Tl、Pb、As、Zn、Cu、Mo、Ni、Cr、Ba、Mn。采用地累积指数法、潜在生态危害指数法和健康风险评价模型对大气降尘中重金属可能造成的生态风险和健康风险进行评价。结果表明:受长期的有色金属冶炼影响,Ag、Cd、Fe、Sb、Ti、Tl 6种重金属达到了极重度污染,Pb、As、Zn、Cu、Mo在中度污染程度以上。工业区的综合生态危害指数远高于工业居民混合区、工业农业混合区、居民区和交通区,达到了极强生态危害级别。健康风险评价结果显示:大气降尘中As和Pb存在非致癌风险,As、Cd和Ni存在致癌风险,且经口摄入是最主要的暴露途径。与青少年和儿童相比,大气降尘中重金属对成人造成的风险较高,且成年女性面临的风险高于成年男性。     

铅冶炼区土壤重金属总量和有效态含量的函数分析

采集铅冶炼企业周边3 000 m范围内220个表层土壤样品,测定了有毒有害元素铅、镉、砷和汞的总量和有效态含量,探讨了它们之间的关系。结果表明:研究区土壤受到汞、砷、铅、镉的污染依次明显严重,土壤重金属的总量和有效态含量的变异系数均大于100%,土壤镉、铅、汞、砷的生物有效性系数平均值分别为25.9%、17.2%、0.58%、0.11%。土壤铅、镉和砷的总量与其有效态含量呈显著正相关(P0.001),而汞的总量与其有效态含量的相关性不显著(P0.05)。土壤铅和镉的总量和有效态含量可以用直线函数和幂函数表达,函数反推的有效态值和对应统计值的变异系数不大于10%。     

太湖沉积物重金属污染及生态风险性评价

对1993年～1999年所采集的太湖表层沉积物中重金属含量进行了统计分析和生态风险性评价.结果表明,太湖沉积物的pH值呈中性至弱碱性,较适合于沉积物中粘土矿物及腐殖质对重金属的吸附;太湖大部分地区沉积物未受到重金属污染,且沉积物中重金属处于安全状态.沉积物生态风险性指数评价结果也表明,太湖大部分地区目前无重金属生态危害.     

重金属光谱分析仪与原子吸收光谱测定土壤中的重金属

采用重金属光谱分析仪与原子吸收光谱测定土壤中的Cr、Cu、Ni、Pb、Zn和As六种金属,结果发现,重金属光谱分析仪对Cu、Pb、Zn和As四种金属的检测结果较为理想,与原子吸收光谱的检测数据接近,误差可满足现场检测的要求.重金属光谱分析仪测定方法简便,操作简单,省时省力,可满足大部分重金属检测的要求.     

基于模糊综合模型的湿地沉积物重金属污染评价

应用模糊综合-加权模型,以及温州市3个典型湿地沉积物中7种重金属含量数据,对温瑞塘河重金属污染进行评价。模糊综合评价结果表明,温州市居民区河流三垟湿地沉积物属于Ⅴ级重金属污染水平,主要污染元素为Zn和Cd;山前上游河段卧龙河沉积物为Ⅲ级污染,主要污染物是Cd。工业区河流牛桥底河沉积物虽然也是Ⅴ级,但是Cu、Cr、Ni、Zn和Cd 5种重金属污染分值为1.0,小于前2个典型河段的1.2和3.3。内梅罗指数法和潜在生态危害系数法评价结果显示,沉积物的重金属污染程度为牛桥底河三垟湿地卧龙河,这与模糊综合评价结果相符。     

Potential Use of the Plant Antioxidant Network For Environmental Exposure Assessment of Heavy Metals in Soils

In recent years, awareness has risen that the total soil content of pollutants by itself does not suffice to fully assess the potential ecotoxicological risks involved. Chemical analysis will require to be complemented with biological assays in a multidisciplinary approach towards site specific ecological risk assessment (SS-ERA). This paper evaluates the potential use of the plants' antioxidant response to metal-induced oxidative stress to provide a sensitive biological assay in SS-ERA. To this end, plants of Phaseolus vulgaris were grown for two weeks on 15 soils varying in contamination level. Morphological parameters and enzymatic plant responses were measured upon harvest. Foliar concentrations of the (heavy) metals Al, Cu, Cd, Cr, Fe, Mn, Ni, Pb, Zn were also determined. Metal mobility in the soil was further assessed by determining soil solution and NH₄OAc extractable levels. In general more significant correlations were observed between plant responses and foliar metal concentrations or exchangeable/soluble levels than between plant responses and the total soil content. The study demonstrates the potential use of the plants' antioxidant defence mechanisms to assess substrate phytotoxicity for application in SS-ERA protocols. However, the system, based on calculation of a soil Phytotoxicity Index (PI), will require adaptation and fine-tuning to meet the specific needs for this type of environmental monitoring. Large variation was observed in phytotoxicity classification based on the various test parameters. The thresholds for classification of the various morphological and enzymatic response parameters may require adaptation according to parameter stress sensitivity in order to decrease the observed variation. The use of partial PI's (leaves and roots separately) may in addition increase the sensitivity of the system since some metals show specific effects in one of both organs only. Loss of biological functionality of enzymes, as was observed for ICDH in one of the more strongly contaminated soils, may also be recognized as an additional stress symptom when assigning phytotoxicity classification, whereas the current system only considers increasing enzymatic capacities. Other easily distinguishable parameters, which could be added to the current indexation are: failure to germinate and the incapacity to develop roots in the toxic substrate.Additional research will be required to determine the possible application range of soil properties for this biological assay and to further improve its performance in SS-ERA.     

湖南省某冶炼厂周边农田土壤重金属污染及生态风险评价

利用野外采样与实验室分析相结合的方法,以湖南省某冶炼厂周边农田土壤(0~20 cm)为研究对象,监测了Cd、As、Pb、Cr、Cu、Zn、Hg等7种重金属的含量,并对重金属污染程度与潜在生态风险进行了评价。结果表明,7种重金属都存在不同程度的超标或污染,其中Cd、As、Pb等的污染较为严重。统计学分析结果表明,Pb、As、Hg、Zn、Cd等来源相同,可能主要都来自于人为污染,即冶炼作业造成的污染。7种重金属化学形态不尽相同:在重金属有效态中,Cd的水溶态和可提取态较高;Pb、Cu、Zn可还原态、可氧化态这两部分含量较高。而Hg、As、Cr的残渣态含量较高。风险评价代码评价结果表明,Cd的生态风险较高,4.5%的样点Cd为极高生态风险,52.8%的样点Cd为高生态风险,42.7%的样点Cd为中度生态风险;100%的样点Zn为中度生态风险;Cu有60.1%的样点属于低生态风险,39.9%的样点属于中度生态风险;As、Pb主要以低生态风险为主(所占比例分别为77.2%、80%);Hg主要以无生态风险为主(所占94.3%)。Hakanson潜在生态风险指数法计算的综合潜在生态风险指数(RI)的范围为46.4~1 627.5,表明研究区域农田土壤存在很高的生态风险。上述各项结果综合表明,研究区农田土壤受到了严重的重金属污染,由此引起的重金属生态风险应引起高度关注。     

白银市土壤重金属污染源分析及防治措施

通过对白银市土壤调查结果进行评价分析,发现东大沟土壤重金属污染较为严重。同时对土壤重金属污染来源进行讨论,认为大面积土壤重金属来源主要是农民节流灌溉所引起的,小范围的土壤污染可能由于固体废弃物(如铬渣等)的堆存造成。其他污染源对土壤造成的污染较轻,但长期的污染物积累也会造成很大的污染。在此基础上提出防治重金属污染的措施。     

典型涉污企业周边土壤重金属污染特征及潜在生态风险评价

分析和评价典型涉污企业周边土壤环境质量,对于加强企业用地环境风险管控,实施土壤重金属污染精准防控,进一步保障农产品质量安全具有重要意义。以18类典型涉污企业周边土壤为研究对象,对475家企业周边的2 017个监测样点进行土壤重金属Cd、As、Pb、Hg、Cr、Cu、Zn和Ni元素含量测定,并采用主成分分析法、Hakanson 潜在生态风险指数法进行分析及评价。结果表明:典型涉污企业周边土壤重金属污染以Cd、Pb和As元素为主,各元素含量超过土壤污染风险筛选值的样品比例为9.82%~31.0%,超过土壤污染风险管控值的样品比例为4.46%~13.1%,其次是Zn、Cu、Hg和Ni,Cr无明显污染;主要污染元素Cd、Pb、As、Zn和Cu来自相同污染源且主要分布在有色金属矿采选业(B9)、黑色金属冶炼和压延加工业(C31)、有色金属冶炼和压延加工业(C32)、生态保护和环境治理业(N77)等行业企业周边;黑色金属冶炼和压延加工业(C31)、有色金属矿采选业(B9)、有色金属冶炼和压延加工业(C32)等行业企业周边土壤重金属潜在生态风险等级较高,中等风险及以上比例分别为76.0%、53.0%和54.1%。可见,典型涉污企业周边土壤重金属存在一定程度的污染,尤其是有色金属矿采选业(B9)等采矿业以及黑色金属冶炼和压延加工(C31)等制造业等,污染程度高,潜在生态风险大,需要加强监测和管控。     

德宏州耕作土壤表层重金属含量特征及潜在生态风险评价

利用Hakanson潜在生态危害指数法,对云南省德宏州耕作土壤表层重金属Pb、Cd、Hg、As、Cr和Cu进行分析评价。结果表明,德宏州耕地土壤中Pb、Cd、Hg、As、Cr、Cu含量分别为ND~249、ND~0.68、0.01~0.55、0.04~52.18、ND~195、0.79~64.3 mg/kg。6种重金属元素富集系数Cif均小于1,平均值从大到小依次为CuCdCrPbHgAs,属于轻微污染;单因子潜在生态风险指数Eir均小于40,平均值从大到小依次为CdHgCuAsPbCr,属于轻微生态风险危害;7种土壤利用方式潜在生态危害指数RI均小于150,平均值从大到小依次为菜园胶园蔗园玉米地茶园稻田果园。研究区潜在生态危害水平为轻微危害,不同利用方式重金属元素富集存在差异,局部表现出中度污染现象。总体上,德宏州耕地土壤清洁安全,潜在生态危害以Cd、Hg为主,Pb、Cr危害较小,菜园土壤重金属生态危害风险最高。     

花溪水库表层沉积物重金属污染及潜在生态风险评价

以现代工业化前正常颗粒沉积物中重金属含量的最高背景值为参比值,结合潜在生态风险指数法对花溪沉积物中重金属的生态危害进行了评价。结果表明,花溪水库沉积物中重金属的富集顺序为Cu>Zn>Pb>Cr>As>Cd>Hg,污染水平顺序为Hg>Cd>Cu>As>Pb>Cr>Zn;重金属的潜在生态风险系数(Eir)表明,除个别样点外,大多属于轻微生态危害范畴;多种重金属的生态系统的潜在生态风险指数(IR)表明,花溪水库沉积物重金属污染属于轻微生态危害。