雄安新区土壤重金属污染特征及健康风险

为了解雄安新区表层土壤重金属污染特征及潜在生态风险状况,系统采集和分析测试区内土壤样品600件,采用富集因子、地累积指数、综合污染指数、潜在生态危害指数和健康风险评估模型,对土壤重金属污染程度、潜在生态风险和健康风险进行评估.结果表明,各项重金属富集因子(EF)均值小于2,从高至低顺序为Hg>Cd>Cu>Pb>Ni>Z...     

雄安新区农田土壤-农作物系统重金属潜在生态风险评估及其源解析

为评估雄安新区农田土壤-农作物系统重金属潜在生态风险,分析测试新区小麦籽实和根系土壤中重金属含量及其赋存形态,利用综合污染指数(IPIN)、潜在生态风险指数(RI)、生物富集系数(BFC)和风险评价指数(RAC),采用主成分分析和相关分析等统计方法开展重金属潜在生态风险评估及来源解析.结果 表明,新区根系土壤中Cd、C...     

长江流域(安徽段)土壤-作物系统重金属污染特征及健康风险评价

为研究长江流域安徽段土壤-作物系统重金属的污染特征及健康风险,采集了水稻和小麦及其根系土样品338组,测定了8种重金属含量,采用污染指数法、潜在生态危害、多元统计分析和健康风险进行评价.结果表明,水稻根系土和小麦根系土重金属含量均超过江淮流域背景,根系土Cd、 Cu、 Cr和Ni具有明显的积累效应,水稻根系土较小麦土污染严重;潜在生态风险为轻微-中等风险等级,主要来源于Cd和Hg元素.多元统计分析显示Cu、 Pb、 Zn和Cd为工业源和农业源,Cr、 Ni为自然源,As和Hg为农业源.水稻对重金属的吸收富集强度依次分别为：Cd>Zn>Cu>Hg>Ni>As>Cr=Pb,小麦对重金属的吸收富集强度依次分别为：Zn>Cd>Cu>Hg>Ni>As=Pb>Cr;根系土重金属健康风险评估结果显示儿童更易受到重金属污染威胁,经口摄入是发生非致癌风险的主要暴露途径.非致癌风险评价表明小麦根系土对儿童具有一定的非致癌风险,但不存在致癌风险.摄入水稻和小麦对成人和儿童均有一定程度的非致癌风险和不可接受的致癌风险.     

雄安新区土壤重金属地球化学监测关键问题探讨

为构建雄安新区土壤环境质量监控网,系统获取雄安新区建设前后土壤重金属地球化学数据,长期监测新区建设过程中土壤重金属的变化趋势,在分析雄安新区土地质量地球化学调查监测数据和土壤重金属元素地球化学空间变异特征的基础上,采用统计学方法估算构建新区土壤地球化学监测网所需要的采样密度、采样数量和采样周期等参数,为后续新区土壤重金属地球化学长期监测工作提供参考.结果表明,调查区重金属As、 Cd、 Cu、 Hg和Pb元素变异系数>36%,属于高度变异元素; Cd、 Cu和Pb元素块金系数均>75%,其高度富集是在较高自然背景上出现了人为源的叠加.在置信水平P为95%和90%时,对样本平均值允许误差Δ分别为5%、 10%和15%的条件下,同时对新区土壤中8种重金属As、 Cd、 Cr、 Cu、 Hg、 Ni、 Pb和Zn进行土壤环境质量监测,最少合理采样数分别为1 077个、 270个、 120个和767个、 192个、 86个.土壤各重金属元素可监测最小变化量(MDC)介于0.0025～2.54 mg·kg^-1之间.在不同的重金属年变化速率下土壤重金属监测所需要的...     

雄安新区土壤氟地球化学特征及健康风险评价

为科学评估雄安新区表层土壤氟(F)地球化学分布特征及人体健康风险,利用GIS空间分析、相关分析等分析土壤F贫化富集特征及影响因素,开展土壤F健康风险评估,基于蒙特卡罗随机模拟,研究健康风险评价结果的不确定性.结果表明,新区表层土壤ω(F)均值为641 mg·kg^-1,是全国A层土壤背景值的1.34倍,F过剩和高等级样点占比超过85%,F含量整体相对偏高.灌溉水样ρ(F^-)均值为0.85 mg·L^-1, F^-含量空间分布特征受浅层地下水水化学类型和流向的影响.土壤F垂向空间变化不显著,其垂向变化主要受土壤有机碳、质地等土壤理化性质的垂向分布影响.表层土壤F的贫化富集主要受地质背景成因控制,人为因素(农业灌溉水、施肥和大气干湿沉降)等外源输入影响其异常的空间分布.区内土壤F含量与地貌环境“标志性”指标Al₂O₃、 Fe₂O₃、 MgO和K₂O含量,土壤有机碳(Corg.)、阳离子交换量(CEC)...     

老工业城市土壤-作物系统重金属的迁移累积及风险协同评价

为查明老工业城市土壤-作物系统的重金属环境地球化学特征,测试和分析石嘴山市水稻、小麦和玉米籽实及其根系土重金属含量和形态,利用统计学方法、风险评价编码法(RAC)、生物富集系数法(BCF)、土壤和农产品综合质量影响指数法(IICQ)及ArcGIS空间插值法开展土壤-作物系统重金属的迁移累积特征剖析及风险协同评价.结果表明,根系土中重金属ω(As)、ω(Cd)、ω(Cr)、ω(Cu)、ω(Hg)、ω(Ni)、ω(Pb)和ω(Zn)均值分别为12.56、 0.19、 63.48、 23.52、 0.038、 28.86、 21.68和69.47mg·kg^-1,与宁夏土壤背景值相比呈一定程度的累积,其中以Cd和Hg累积效应最为显著,但均低于农用地土壤污染风险筛选值;配套作物中上述8种重金属含量均值分别为0.014 9、 0.011 2、 0.075、 6.7、 0.001 5、 0.67、 0.042 7和20.48mg·kg^-1,与食品中污染物限量相比,作物中As、 Pb和Cr点位超标率分别为4%、 3%和1%,其余元素均未超标;相比水稻和小麦,...     

典型硫铁矿区农田土壤-作物系统重金属生态风险及迁移富集特征

为揭示硫铁矿区地质高背景和人为活动影响叠加区下土壤-作物系统重金属生态风险,分析测试了某硫铁矿区农田土壤-作物系统中重金属含量及其赋存形态,利用生物富集系数(BFC)、潜在生态风险指数(RI)、风险评估指数(RAC)和相关分析等方法开展了重金属生态风险评估及迁移富集影响因素研究.结果表明,土壤中Cd、 Cu、 Pb和Zn含量均值均显著高于浙江省和全国表层土壤背景值.土壤中Cd单指标潜在生态风险危害最大,其次是Hg;重金属综合潜在生态风险(RI)以轻微等级为主,占比为52%.土壤中Cd的生物有效组分和潜在生物有效组占比分别为46%和33%,生物有效性相对较高;Cu和Pb以潜在生物有效组分为主,占比分别为60%和73%; As、 Cr、 Hg、 Ni和Zn均以残渣态为主(残渣态占比>60%).RAC评价显示,元素风险等级大小依次为：Cd>Zn>Cu>Pb>Ni>As>Cr>Hg,土壤Cd潜在生态风险最大,以高和极高风险等级为主,其他各元素RAC均为无风险或低风险.与土壤中Cd含量相比,研究区作物中Cd含量超标率明显较低,仅8件水稻籽实样品Cd...     

基于成土母质分区的土壤-作物系统重金属累积特征与健康风险评价

滇东北是中国西南典型的土壤重金属高背景地区,土壤中重金属普遍富集,土壤重金属分布和区域内农作物的安全性值得关注.根据滇东北土壤成土母质分区,以1137组农作物和对应的根系土壤为研究对象,采用元素赋存形态分析和慢性健康风险评价法开展土壤-作物系统重金属累积特征和农作物健康风险评价.结果表明,铅锌矿集区土壤Cd和Pb重金属均高于《土壤环境质量农用地土壤污染风险管控标准》(GB 15618-2018)土壤污染管制值,其余母质区土壤Cd介于筛选-管制缓冲区内,Pb则低于最低土壤风险筛选值.依据《食品安全国家标准食品中污染物限量》(GB 2762-2017),区内土豆和黄豆中重金属Cd超标严重,苦荞和核桃中重金属Pb超过限量值,农作物重金属Cd超标率为:碎屑岩母质区＞玄武岩母质区＞铅锌矿集区＞碳酸盐岩母质区≈第四系沉积物区＞砂(泥)岩母质区.同时,根据美国环保署对于人体摄入重金属慢性健康风险评估方法可知,谷薯类主食和水果类均存在重金属摄入慢性健康低风险,其中碎屑岩母质区、砂(泥)岩母质区、第四系沉积物区和铅锌矿集区这4个区域内农作物显示较高的人体健康风险,且随着土壤理化性质改变和食用农作物种类的增加,风险将逐渐增大.     

典型锰矿区周边农田土壤-农作物重金属污染特征及生态风险评价

以湖南省某典型关停锰矿区为研究对象,采集了矿区周边（污染区）和远离矿区（对照区）的农作物及其对应的土壤样品,测定了Cr、 Mn、 Ni、 Cu、 Zn、 As、 Cd和Pb等8种重金属含量,利用ArcGIS空间插值和主成分分析法分析了土壤重金属的分布及主要来源,重点探讨了土壤及对应农作物间重金属迁移规律,采用单因子、综合污染指数法以及潜在生态风险指数法进行了生态风险评价.结果表明,污染区存在严重的Cd、 Zn、 As和Mn污染,其中旱田中的平均含量分别为6.22、 612.28、 37.72和1 506.2 mg·kg^-1,相较农用地风险筛选值,Cd、 Zn和As超标率分别为88.41%、 94.2%和84.06%, Mn的平均含量是湖南土壤背景值的3倍,水田污染相对较轻.由主成分分析可知农田土壤中Cd、 Zn和Mn的来源与锰矿开采有关,As可能来源于农业活动.污染区为重污染等级,Cd、 Mn和Zn是主要的污染因子,土壤中Cd存在极强的潜在生态风险,其余重金属具有轻微的潜在生态风险.研究区农作物主要存在Cr、 Pb和Cd超标且超标率在1.1%～37.3%,其中,玉...     

河池市某废弃冶炼厂周边农田土壤重金属污染特征及风险评价

为了解河池市某废弃冶炼厂周围农田土壤重金属的分布特征及潜在风险,研究了该区域不同深度土壤中5种重金属(Cd、Pb、Cr、Cu、Zn)以及主要农作物的污染状况,采用多元统计分析、改进的内梅罗指数法、潜在生态危害指数法结合GIS插值进行土壤污染调查及生态风险评价.结果表明:土壤中Cd、Pb、Cr、Cu、Zn的平均含量均高于...     

中国城乡交错带土壤-农作物重金属污染的Meta分析

受人类活动的影响,城乡交错带农田土壤重金属污染问题十分突出.准确掌握城乡交错带土壤-农作物重金属的污染特征,对保障食品安全与促进社会可持续发展具有重要意义.现有的农田土壤重金属污染研究大多基于小尺度、小范围实地监测,已有的全国尺度研究并不能很好地反映出城乡交错带这一特殊界面的污染特点.通过收集整理已公开发表文献,基于Meta分析探究了中国城乡交错带土壤-农作物系统的重金属污染现状,在此基础上对特定地区主要作物重金属的人类健康风险进行评估.结果显示,我国城乡交错带农田土壤重金属累积显著,其中Cd（I_geo = 0.89）污染最为突出,其空间分异特征明显;从不同耕地类型来看,水田和水浇地更易发生重金属积累;从不同城市等级来看,中、小城市的土壤重金属累积较为突出;对于城乡交错带农作物而言,Pb和Cd的超标率在水稻（39.64%和28.25%）和小麦（42.72%和27.72%）中最高;作物重金属健康风险评估结果显示,Cd是构成人体健康风险的主要元素,且对儿童和成人构成一定的非致癌风险和不可接受的致癌风险.     

土壤-作物系统中重金属元素吸收、迁移和积累过程模拟

土壤-作物系统是重金属危害生态环境和人类健康的重要途径,研究和了解土壤-作物系统中重金属元素的吸收、迁移和积累过程,对重金属污染的防控与管理以及人类的健康具有重要意义.本文建立作物吸收重金属的模型,计算小麦根、茎、叶以及籽粒中的重金属含量,分析在小麦生长周期中,根、茎、叶以及籽粒的重金属积累随时间变化的过程,并将预测值与实测值作对比来检验模型的精确度.结果表明,小麦的不同部位对重金属的吸收能力不同,根的吸收能力最强,叶片次之,茎和籽粒重金属的吸收能力较弱.小麦的各部位中不同重金属的含量也存在明显的差异,Cu元素的含量最高,Ni次之,Pb元素和Cd元素的含量较小.在小麦生长过程中,茎、叶和籽粒中的重金属积累速度分别在小麦生长90、60和135 d左右开始减缓,重金属含量逐渐达到最大值,而根部重金属积累的速度则呈现不断增长的趋势.本文利用数值模拟技术研究了重金属在土壤-作物系统中的吸收、迁移和积累过程,可为防范重金属污染的生态和健康风险提供科学依据.     

地块尺度城市土地质量地球化学调查方法:以雄安新区起步区为例

以土地质量地球化学调查评价成果服务于城市土地资源精准管护为目标,选择中国城镇化探路者的雄安新区起步区为研究对象,采用差异化分类布设样点,开展不同采样密度条件下地块尺度土壤元素空间插值精度、地块(图斑)插值精度和地球化学预测评价等级准确度的定量评估研究.结果 表明:①采用差异化分类布设样点方法使平面上随机分布的区域地球化...     

雄安新区-白洋淀冬季冰封期水体溶解性有机物的空间分布、光谱特征及来源解析

运用三维荧光光谱(EEMs)技术结合平行因子分析法(PARAFAC)以及紫外-可见光谱技术(UV-vis),对雄安新区-白洋淀冬季冰封期不同特征区域水体溶解性有机物(DOM)的空间分布、光谱特征以及来源进行解析.结果表明,冬季冰封期白洋淀水体DOM吸收系数无特征峰,不同特征区域的差异显著;表层水体DOM与底层水体DOM的吸收系数差异不明显;冰封期白洋淀水体的E3/E4均大于3. 5,说明DOM以低腐殖质成分为主,E2/E3为6. 35±0. 72,表明DOM中小分子量的居多,而且SR为1. 33±0. 14均大于1,显示DOM主要为生物源;三维荧光通过PARAFAC解析出3种组分,分别为类酪氨酸(C1)、类色氨酸(C2)和陆源腐殖质(C3);对3个组分进行相关性分析,结果显示C1与C2之间具有显著的相关性(P <0. 001);白洋淀各个特征区域间的DOM总荧光强度和各荧光组分荧光强度呈现显著的差异(P <0. 01); DOM的总荧光强度以及各组分的荧光强度均呈现出唐河入淀口高、烧车淀低的特征,C1+C2是DOM的主要成分;冰封期白洋淀水体的DOM生物源指数(BIX)为1...