基于正定矩阵分解的傍河水源地土壤重金属污染源分析

以宁夏吴忠市金积傍河水源地为研究对象,在综合分析水源地区内土壤介质特征基础上,在水源地区域范围内采集了15个土壤样品,分析了区域范围内土壤重金属砷、镉、铬、铜、铅、镍、锰等7个因子空间分布状况,采用正定矩阵分析方法定性识别土壤重金属来源及各项来源空间污染贡献率。结果显示,金积水源地土壤重金属含量均未超过国家土壤环境二级标准,低于区域土壤背景值,其中土壤重金属污染受自然来源总贡献率为34.1%,受工业污染影响来源贡献率26.2%,受农业污染影响来源贡献率21.1%,受畜禽养殖粪便堆放及施肥作用影响的贡献率为18.6%。污染来源及其污染贡献程度分析结果为水源地供水安全和环境保护提供了重要的科学依据。     

江西德兴矿集区土壤重金属污染分析

矿山开发必然对矿区及周边地区的环境造成污染。文章以江西德兴铜多金属矿山及矿集区为研究区,开展区域土壤的重金属污染研究。在德兴地区4 800 km2的范围内,系统采集土壤样品919个。同时,采用X荧光光谱法、等离子原子发射光谱法等现代测试技术,分析了土壤中重金属(As、Hg、Cd、Cr、Zn、Cu、Pb)的含量。样品中重金属As、Hg、Cd、Cr、Zn、Cu和Pb的含量变化范围分别为1.790~899,0.034~4.980,0.043~8.330,10~666,25~18 500,6~1 825,16~1 312 mg/kg。通过对样品的重金属元素含量统计分析和绘制等值线图,发现该区域土壤中存在不同程度的As、Hg、Cd、Zn、Cu和Pb重金属污染。污染区域主要分布在德兴铜钼和铅锌矿区、乐安河下游乐平附近的煤矿区、西北部的煤矿区以及南部的电化学厂附近。     

江汉平原仙桃地区土壤重金属分布及影响因素研究

以江汉平原仙桃市为研究区,利用222个面上表层土壤和4组包气带土壤中重金属含量数据,结合土地利用类型,分析讨论了研究区土壤中重金属元素含量的平面和垂向分布规律,并采用因子分析法探究了包气带土壤中重金属元素分布迁移的规律及影响因素。结果表明:研究区表层土壤中重金属元素含量的分布较为均一,除Cd、Ni和As外,其他重金属元素的含量均小于国家土壤环境质量一级标准;研究区不同土地利用类型的土壤中重金属元素含量大小的排序依次为城郊菜地林地水田旱地,区域重金属元素含量的差异主要来源于土壤母质和人为污染;分布迁移的主要因素为土壤的氧化还原性、有机质含量和酸碱性。     

煤矿周围土壤中铜、锌污染状况及特征分析

以陕西省神木县西沟乡六道沟流域作为研究区域,对六道沟煤矿周围的土壤中的铜、锌的含量进行了研究,着重分析了煤矿开采是否对周围土壤造成重金属污染以及重金属在煤矿周围土壤中的分布特征。结果表明该区域仅有部分土壤遭受铜、锌的轻度污染,即煤矿开采会对周围土壤造成不同程度的污染,且铜、锌含量随着距煤矿距离的增大而递减,并随采样深度增加而递减。     

内蒙古草原某铜钼矿区土壤重金属污染特征研究

对位于内蒙古草原的某大型铜钼矿采选矿区土壤和尾矿库区周围土壤的重金属污染状况进行了调查研究。单项污染评价结果表明,矿区土壤中Cd、Cr、Cu、As、Hg、Ni、Pb和Mo 8种重金属元素的含量均低于国家土壤环境质量Ⅱ级标准限值;与内蒙古呼伦贝尔盟土壤重金属背景值相比较,8种元素均有不同程度的超标,超标率介于25.85%~100%,但超标倍数较低,从侧面说明了有色金属铜钼矿的开发对土壤环境造成了累积污染,但由于开发年限较短(2009年建成投产),累积污染并不严重。内梅罗综合污染评价结果表明,矿区147件土壤样品累积综合污染指数P_N在1以上(轻度污染以上)的有95件,所占比例为64.63%,说明矿区土壤已经受到不同程度的重金属累积污染。重金属含量纵向分布结果表明,表层土壤的重金属含量高于深层土壤。由于矿区周边地势较为平坦开阔,故该地区主导风向对矿区不同方位土壤重金属污染水平影响较为显著。     

宝鸡市植被叶子重金属分布规律及生态风险评价

以宝鸡市滨河路植被叶子为研究对象,对不同种类以及不同高度的植被叶子重金属含量和污染程度进行分析,结果表明,植物叶子中重金属含量随着植被高度呈递减的变化趋势;其中Cr、Mn和Pb含量在植被叶子中富集最多,Cr、Cu、Ni和Mn含量的最高值均出现在金叶女贞的植被叶子中;Pb富集最多的是大叶女贞,Cd富集最多的是塔松,As富集最多的是红叶李;运用单因子污染指数法和内梅罗综合指数法对植被叶子的污染程度进行评价,Hakanson潜在生态风险评价法评估了滨河路不同类型植被叶子中Cr、Cu、Ni、Mn、Pb、Cd和As等7种重金属的潜在生态危害,滨河路7种植被叶子综合污染指数属重度污染,具有极强的综合危害性;7种重金属的平均潜在生态风险程度大小顺序为:CdNiCrAsPbCuMn,RI值变化范围为19.04~4020.29。     

大冶市土壤重金属空间分布特征及其来源研究

为摸清国家级重金属重点防控区大冶市土壤重金属污染状况,选取大冶市及其周边地区作为研究区,利用空间分布分析、来源分析和污染状况评价等方法,探究研究区不同区域土壤重金属的空间分布特征及其来源。结果表明:研究区土壤中重金属元素As、Cd、Pb、Zn、Hg、Cu的平均含量明显高于湖北省土壤环境背景值,土壤中重金属元素As、Cd、Zn、Cu的平均含量普遍超出《土壤环境质量农用地土壤污染风险管控标准(试行)》;研究区不同区域间土壤中重金属元素含量有明显的差异,呈现出东西港区域冶炼厂区域大冶湖区域的趋势;研究区土壤中重金属元素As、Cd、Zn含量的高值区分布在东西港区域,土壤中重金属元素Cu、Pb、Hg含量的高值区分布在有色冶炼厂区域和东西港区域;研究区土壤重金属的来源主要是该地区有色金属冶炼厂等工业生产排放的废水和废气造成的东西港区域的水型污染和冶炼厂区域的气型污染。     

宝鸡市植被叶子重金属分布规律及生态风险评价

以宝鸡市滨河路植被叶子为研究对象,对不同种类以及不同高度的植被叶子重金属含量和污染程度进行分析.结果表明,植物叶子中重金属含量随着植被高度呈递减的变化趋势;其中Cr、Mn和Pb含量在植被叶子中富集最多,Cr、Cu、Ni和Mn含量的最高值均出现在金叶女贞的植被叶子中; Pb富集最多的是大叶女贞,Cd富集最多的是塔松,As富集最多的是红叶李;运用单因子污染指数法和内梅罗综合指数法对植被叶子的污染程度进行评价,Hakanson潜在生态风险评价法评估了滨河路不同类型植被叶子中Cr、Cu、Ni、Mn、Pb、Cd和As等7种重金属的潜在生态危害,滨河路7种植被叶子综合污染指数属重度污染,具有极强的综合危害性; 7种重金属的平均潜在生态风险程度大小顺序为:Cd Ni Cr As Pb Cu Mn,RI值变化范围为19. 04～4 020. 29.     

特殊条件下土壤环境质量综合评价方法研究

为了对某地区土壤环境质量进行综合评价,本文采用内梅罗污染综合指标法与单项污染指标法相结合的方法,研究了土壤环境评价、评价标准,并应用于该地区土壤环境质量综合评价与潜在环境风险评价中,研究对某地区进行采样并分析,对土壤中的Cr、Cd、Pb、Cu等4种重金属含量进行检测,研究得出:在研究区水平方向的污染程度为北部小于南部,在垂直方向上,污染程度为距离地面越远污染程度越高;南部区域的生态遭到了严重的危害;中部区域和北部区域的生态造到了中度的危害;重金属(Cr、Cd、Pb)单因子潜在生态危害系数危害程度为北部小于南部,重金属(Cu)单因子潜在生态危害系数危害程度为南部大于北部,研究为土壤环境质量评价提供了借鉴。     

辽河口沉积物环境要素时空动态及影响因素分析

以辽河口为研究区域,利用遥感影像数据、现状调查数据和历史监测数据,系统地分析了辽河口沉积物质量历史变化趋势和空间分异规律,并进一步研究不同海域使用类型和不同植被演替阶段对沉积物环境要素分异特征的影响.结果表明,辽河口区域沉积物质量总体良好,各要素平均含量均符合一类沉积物质量要求;沉积物营养元素呈现显著的带状分布规律,重金属元素空间分布具有一定随机性,未呈现显著规律;不同海域使用类型对沉积物污染物富集的影响具有一定差异显著性,说明重金属及污染物的分布受到人类活动的影响,具有一定的随机性;植被不同演替阶段下主控因子具有显著差异,初级阶段主要受盐度控制,随着由盐生植被向陆生植被逐渐过渡,植被分布特征与总有机碳(TOC)、总氮(TN)和总磷(TP)的内在联系逐渐增大,同时重金属等污染物含量与植被群落内在联系并不显著.     

路域土壤重金属含量空间变异的影响因子

以纵向岭谷区景洪-思茅段公路沿线为研究区,通过公路不同地点样线布设,对不同土地类型、地形和公路距离下的98个样点进行了野外植被和环境因子调查及土壤采样,在土壤表层0～20cm重金属全量分析的基础上对影响其分布的环境因子做了相关分析,得出研究区路域土壤重金属污染的空间分异特征及其主要的影响因子.研究结果表明,公路沿线不同土地利用类型下土壤重金属元素的含量存在较大的差异,但不同类型下含量的变化趋势较为一致,草地重金属污染最为严重,而次生林,原始林重金属含量较低;土壤养分也受土地利用类型影响,但相关分析表明,除了pH值、总钾、总磷和重金属关系较为密切外,研究区其它土壤养分和重金属之间的含量相关不显著.重金属元素含量之间相关性显著,表明该段道路重金属污染具有同源性,即来自道路.距公路的距离对重金属含量影响较大,农田土壤重金属含量随距离公路增加逐渐降低,而自然土壤中,变化趋势呈波动趋势.进一步对自然土壤中重金属的影响因子做了分析,结果表明,地形影响重金属的含量垂直分异,而典范对应分析也显示研究区距离、地形、土地覆被和土壤特性共同作用于土壤污染的空间变异.影响程度为距离＞土地覆被＞地形＞土壤.     

土壤重金属累积对土地利用与景观格局的响应

土地利用/覆被既能反映重金属污染物的主要来源,亦能通过改变土壤物理、化学和生物性质从而控制重金属在土壤中的迁移性和活性,造成土壤中重金属的累积直至污染.基于2003年和2013年宁波市区土壤重金属采样点数据和土地利用数据,采用面向对象的决策树分类方法进行土地利用/覆被分类,采用单项污染指数、内梅罗综合污染指数评价土壤重金属污染状况,采用景观格局指数探索重金属不同累积程度下的土地利用变化和景观格局演变,采用冗余和偏冗余分析识别对研究区土壤重金属累积影响最为显著的景观格局因子及不同因子之间的交互作用.结果表明:①2003～2013年研究区8种土壤重金属元素均出现了不同程度的累积,其中以Hg、Ni和Cr的累积程度最高;研究区大多数区域已受到了土壤重金属的污染且重度污染区的污染程度仍在加剧.②较高的重金属累积程度并不完全出现在土地利用类型一直为建设用地的区域,或由其他类型转为建设用地的区域,有相当一部分发生在利用类型一直为耕地或者是由其他类型转为耕地的区域.③重金属污染地区都有着破碎、复杂和聚集的景观格局特征,其中耕地、住宅用地和工业用地的这种特征与土壤重金属累积的相关性最大;④建设用地的斑块聚集程度越高,大多数重金属元素的累积程度会显著增加;景观的多样性程度和农用地的形状复杂程度越高,Cu、Hg、Pb和Cd的累积程度会显著增加;距离采矿用地越近,Cd含量增加的效应越明显.     

电厂周围土壤中铜元素的含量与分布研究

煤中含有多种重金属元素,火力发电厂通过燃煤排放影响周围土壤中重金属元素的含量与分布,本文以Cu元素为例主要研究安庆市火力发电厂周围土壤中重金属元素的含量及其分布,分析火力发电厂对周围土壤中重金属污染的贡献程度。研究发现该区域重金属含量并未超过国家标准,但根据主导风向比较,Cu的含量以电厂为中心,随距离增加含量呈递减趋势,其他方向上无规律可循,说明电厂对周围主导风向上的土壤中铜含量有一定影响,但因投产不久影响不明显。     

基于模糊神经网络的水稻农田重金属污染水平高光谱预测模型

以吉林省长春一汽厂附近3块不同重金属污染状况的水稻实验样地为例,通过地面实测获取了水稻的光谱反射率、叶片叶绿素含量、叶片及土壤重金属含量等数据.同时,在分析重金属对水稻叶片叶绿素含量影响的基础上,通过多元逐步回归分析选出对水稻叶片叶绿素含量微小变化指示灵敏的光谱参数作为模型输入层,并将水稻叶片叶绿素含量值作为输出层来表征农田重金属污染胁迫水平,最终建立了用于预测水稻农田重金属污染水平的模糊神经网络模型.结果表明,该模糊神经网络模型预测的水稻重金属污染胁迫水平与实测结果吻合度较高,预测的叶绿素含量值与实测值的拟合度较好(R2=0.985).表明在受重金属污染胁迫的情况下,水稻叶片叶绿素含量微小而复杂的变化可以通过构建模糊神经网络模型很好地模拟出来,从而确定出农田的重金属污染水平.     

北京常见绿化树种叶片富集重金属能力研究

以北京地区常见绿化树种为研究对象,测定叶片和土壤重金属含量,对其季节变化规律和污染程度的相关性进行分析,探究植物叶片对土壤中重金属的富集能力.结果表明:①植物叶片中重金属Cu、Pb、Zn含量随季节变化(由春到冬)呈先下降后升高再下降的变化趋势;Cr含量变化呈先升高后下降的趋势,秋季达最高值;春、夏、秋这3季对Cu富集能力较强的为柳树和国槐,冬季为油松;对Cr、Pb富集能力较强的是国槐和侧柏,冬季为侧柏和白皮松;对Zn富集能力较强的为柳树和白皮松,冬季为侧柏;②由市中心至远郊,4种重金属(Cu、Cr、Pb、Zn)污染程度为:景山(C=2.48,C为污染系数)>奥林(C=1.27)>松山(C=1.20)>水关(C=1.18);③水关长城景区植物叶片中重金属含量变化较大,其它3个研究区域重金属含量排序为:景山>奥林>松山;同一树种叶片对不同重金属富集能力排序均为:Zn>Cu>Pb>Cr,且Zn含量与Cr含量差异极显著(P<0.01);④植物叶片中重金属含量与土壤中相应重金属元素污染程度呈二次多项式关系,除Cu元素外,其余3种重金属元素含量与土壤中重金属污染程度相关性较强,且相关系数均达0.9以上.     

贵阳市表层土壤中镉的环境地球化学基线研究

以土壤环境地球化学研究为主线,以贵州省贵阳市8　046　km²为研究区域,将土壤重金属污染元素镉的空间分布规律与环境地球化学机理研究相结合,建立区域土壤环境地球化学基线,选用合适的判别指标判识自然作用过程与人类活动过程对土壤环境的影响.通过对487个样品的镉含量的统计分析,结果表明,贵阳市表层土壤中镉的基线值为0.068　mg/kg,镉元素含量大于1.010　mg/kg的样品可能遭受人为污染的影响.地质累积指数分析结果显示,贵阳市40%的表层土壤未受镉污染,19%的表层土壤在无污染与中度污染之间,14%受中度污染,19%的表层土壤介于中度污染到强污染之间,7%受强污染,1%的表层土壤介于强污染到极强污染之间.污染程度指数分析则显示,贵阳市57.9%的表层土壤未受到镉污染,镉的污染程度最大为12.1,96%的表层土壤污染程度小于4,总污染程度大于0,即总体受到污染.     

中山市不同类型企业周边土壤重金属污染特性及潜在生态风险评价

以中山市不同类型涉重金属企业周边土壤(0~20cm)为调查对象,分析了土壤中重金属Cu、Zn、Pb、Cd、Cr、Hg和As的含量,采用地积累指数法和潜在生态危害指数法对土壤重金属污染进行了分析和评价。结果表明,除Pb外其它7种元素含量超过广东省背景值,不同类型土壤环境的污染程度地积累指数评价处于无-中度污染,潜在生态危害处于强度危害程度。统计分析表明,Cr、Ni、Cu、Zn具有显著相关性,不同类型企业周边土壤中重金属污染主要受Cr、Cu、Ni、Zn控制,其次是受As、Hg和Cd控制。     

贵阳表层土壤中铬的环境地球化学基线研究

以土壤环境地球化学研究为主线,以贵州省贵阳市8046km2为研究区域,将土壤重金属污染元素铬的空间分布规律与环境地球化学机理研究相结合,建立了研究区域内表层土壤中铬元素的地球化学基线,并选用合适的判别指标判识自然作用过程与人类活动过程对土壤环境的影响.研究结果表明,贵阳市表层土壤中铬的基线值为44.0 mg·kg-1.地质累积指数分析结果显示,贵阳市46%的表层土壤未受铬的污染,47%的表层土壤在无污染到中度污染之间,6.8%的表层土壤为中度污染,只有0.2%的表层土壤介于中度污染到强污染之间.污染程度指数分析结果则显示,贵阳市69.2%的表层土壤未受到铬的污染,铬的污染程度最大为2.01,98.4%的表层土壤污染程度小于1,总污染程度小于0,即总体未受到污染.     

土壤性质对铜-芘复合污染土壤电动-氧化修复的影响研究

重金属-有机复合污染土壤的修复是污染土壤修复的难点之一.选取我国3种典型土壤（红壤、黄棕壤和黑土）,以铜和芘为模式污染物,分别代表典型的重金属和有机污染物,研究了不同土壤类型对电动-氧化技术处理铜和芘复合污染土壤的影响机制.试验中阴、阳极电解液的组分均为10%的羟丙基-β环糊精、12%H2O2和0.01 mol.L-1 NaNO3溶液,施加电压梯度为1V.cm-1.经过15 d电动修复后,红壤、黄棕壤和黑土中总芘去除率分别为38.5%、46.8%和51.3%,总铜去除率分别为85.0%、22.6%和24.1%.pH较高的黑土产生高电渗流,增加了氧化剂与污染物的接触,同时较低的黏粒含量也有利于芘的解吸.红壤的低pH和低有机质含量影响了重金属的形态分布,提高了铜去除率.研究表明不同土壤的pH、黏粒含量和重金属的形态分布等是影响不同类型土壤上铜和芘迁移和修复效率的主导因素.     

铅锌冶炼厂周边农田土壤重金属污染空间分布特征及风险评估

本文以焦作某铅锌冶炼厂为例,采用网格布点法在冶炼厂周围64km2范围内采集表层农田土壤样品135个。在实验室测定了土壤重金属(Cu、Zn、Pb、Cr、Cd、Ni、V、Co)含量,利用Arcgis 10.1进行克里格插值分析研究区域农田土壤中重金属的空间分布特征,并利用富集因子法、潜在生态风险以及健康风险模型对研究区域农田土壤中重金属污染状况及潜在风险进行评价。结果表明,研究区域农田土壤中Cd、Pb、Cr、Zn的平均值均高于河南省A层土壤元素背景值,Cd的平均值为国家土壤环境质量二级标准的2.8倍;研究区域内总体污染分布呈西高东低,中部冶炼厂附近为Pb、Cd重度污染区,在3km范围内距离工厂越近污染越严重。在研究区域内,Cd为重度污染,部分样点Pb、Cu、Zn污染较严重,Cr、Co为轻度污染,Ni和V几乎不受工厂影响。风险评估结果显示,研究区域内Cd存在严重的潜在生态风险和健康风险,Pb、Cu存在较严重潜在生态风险,Cr存在较严重的致癌风险。