珠江口沉积物与土壤的重金属特征及潜在生态危害评价

为了解珠江三角洲河口区重金属污染状况,采集了28个河口表层沉积物及57个河口西岸农田表土样本,分析了其中Cr、Co、Ni、Cu、Zn、Cd、Pb的质量比。以研究区内2个第四纪钻孔岩芯中沉积物的元素平均质量比为背景值,将测试结果与背景值及沉积物和农田土壤国家质量标准分别做比较。结果表明,1)研究区表层土壤与沉积物中的Co、Pb质量比相当,Cr、Ni、Cu、Zn、Cd则以河口表层沉积物中的质量比更高; 2) 85个样本中该7种重金属的平均质量比都高于背景值,其中Cu、Cd、Pb的平均质量比为背景值的2倍以上;3)表层土壤中全部样本的Cd和大部分样本的Cu质量比显著高于农用地土壤污染风险筛选值,但尚低于污染风险管制值;河口表层沉积物大多为二类,个别样点的Cd、Cu达到三类。最后,采用Hakanson法进行了重金属污染潜在生态危害性评价,结果表明研究区内Cd的潜在危害最大。     

城市道路积尘PM 2.5碳组分春秋季节差异分析

为了解城市道路积尘PM 2.5中碳组分春秋季节差异,利用样方法采集石家庄市4种不同类型道路积尘PM 2.5样品,测定有机碳(OC)和元素碳(EC)浓度并分析。结果表明:OC,EC在积尘PM 2.5中平均浓度春季为86.77,12.11 mg/g,秋季为119.70,9.44 mg/g,秋季OC浓度大于春季,EC相反;OC/EC为6.4~7.9(春季)和11.36~17.49(秋季),存在严重的二次污染,秋季明显高于春季。与国内不同地区对比发现,石家庄市道路积尘中碳质颗粒物污染严重。主成分分析发现春季积尘中的碳主要来自于汽油车与柴油车尾气排放、道路降尘的沉积,而秋季则增加了生物质燃烧、燃煤排放的影响。     

长汀稀土矿废弃地土壤重金属污染特征及其评价

为了解离子型稀土矿开采废弃地土壤重金属污染状况,以福建长汀稀土矿废弃地为研究对象,测定了3类废弃地及未开采对照区土壤的重金属质量比,采用地积累指数、内梅罗指数和潜在生态风险指数对其污染状况进行了评价。结果表明:长汀稀土矿废弃地不同功能区土壤重金属污染存在一定差异,其中Cd污染最严重,原地浸废弃地、取土场、废弃堆浸池的Cd质量比分别为福建省土壤背景值的141倍、97倍、69倍;4个采样区土壤Cd均达重度污染水平,Cr、Cu均未污染,Pb在取土场达轻度污染,Zn在废弃堆浸池达轻度污染;综合潜在生态风险指数达极重污染水平。     

北京东郊污水与清水灌区土壤中重金属含量的比较研究

运用遥感影像对北京东郊的凤港减河、北运河、潮白河并行区进行实地调查,在污水灌区、清污混合灌区、清水灌区采集土壤样品,比较分析了不同类型灌区土壤中重金属含量的分布特征.结果表明,与研究区土壤背景值相比,在污水灌区、清污混合灌区、清水灌区的表土层和心土层中重金属元素Co、Ni、Mn和V没有出现明显积累现象;污水灌区和清污混合灌区表土层中重金属元素Cr、Cu和Zn具有明显的积累现象.污水灌区表土层中Cr平均质量比达84.20 mg/kg、Cu平均质量比达25.67 mg/kg、Zn平均质量比达105.20 mg/kg,均高于清水灌区表土层中对应元素的平均质量比,也均高于污水灌区心土层中对应元素的平均质量比,这可能是由于研究区的碱性土壤、土壤中CaCO3和有机质对这些重金属具有一定的吸附和固结作用,从而降低了这些重金属元素的活性.潮白河沉积物中Co、Cr、Cu、Mn、Ni、V和Zn质量比平均值分别达到19.07 mg/kg、67.19 mg/kg、 20.81 mg/kg、610.64 mg/kg、26.84 mg/kg、84.97 mg/kg、112.37 mg/kg,均与研究区土壤背景值相当;北运河及凤港减河沉积物中Co、Mn、Ni和V质量比平均值分别为18.70 mg/kg、628.47 mg/kg、52.00 mg/kg、69.67 mg/kg,也均与研究区土壤背景值相当;而北运河及凤港减河沉积物中Cr、Cu、Zn平均质量比分别为160.96 mg/kg、184.57 mg/kg、533.48 mg/kg,均明显地高于研究区土壤背景值,这表明引用北运河和凤港减河的污水灌溉是造成土壤中Cr、Cu、Zn质量比增高的主要原因.     

应用地积累指数法和富集因子法对铜矿区土壤重金属污染的安全评价

采用地积累指数法和富集因子法对炼铜厂区土壤重金属污染进行评价,结果表明:两种方法均能对人为污染行为做出较为科学的评价,且两种方法可得到相似的评价结果。评价中采用地球化学背景值和浙江省土壤背景值对土壤重金属污染程度进行对比分析,发现两种背景值对土壤重金属的污染程度在分级上没有明显差异。土壤中Cd,Cu,Pb,Zn重金属元素显著富集,人类活动的影响比较明显,而Cr,Ni元素均处于零级别污染。厂区周围土壤受冶炼活动的影响,一些易于富集的重金属长期累积,其污染程度比远离厂区的未污染区域高出几十倍。     

基于多元统计的土壤主要重金属影响因素分析——以济南市平阴县城区及附近区域为例

利用多元统计方法对表层土壤中主要重金属元素的影响因子进行分析.在济南市平阴县城区及附近区域布设3条土壤地球化学剖面,并分析其中7种主要重金属元素的质量比.结合土壤重金属元素质量比的数理统计与空间分布特征,利用多元统计方法,如数据形态分布、主成分分析、聚类分析等,对土壤中主要重金属元素的影响因子进行分析.结果 表明,表层土壤中7种主要重金属元素可以划分为两类:第一类包括As、Cr、Cu、Pb和Zn,这类元素的平均质量比接近于当地背景值,且具有较小的变异系数;第二类包括Cd和Hg,其中Cd的平均质量比接近于当地背景值,但具有较大的变异系数,而Hg富集系数及变异系数均较大.地球化学剖面图也显示Cd和Hg的空间分布与人类活动具有较高的相关性.结合主成分分析和聚类分析可以得出,在研究区表层土壤中,As、Cr、Cu、Pb和Zn主要受土壤母质和自然过程的控制,Cd及Hg则受到较为强烈的人类活动的影响.     

河北省农田耕层土壤中镍含量及其质量评价

为探明河北省农田土壤质量现状和科学指导镍肥施用,研究了河北省农田主要类型耕层土壤中的全镍和有效态镍含量分布及其变化规律.结果表明,全镍平均质量比26.48 mg/kg,质量比范围8.62～94.77 mg/kg,在20～30 mg/kg范围内分布频率最高,平均质量比从高到低表现为棕壤土、潮土、褐土、粟钙土,总体分布是由北向南、由西向东呈逐渐增加趋势;有效态镍平均质量比0.38 mg/kg,质量比范围0.11～1.58 mg/kg,在0.25～0.40mg/kg范围内分布频率最高,平均质量比从高到低为棕壤土、栗钙土、褐土、潮土,总体分布为由北向南、由东向西呈逐渐降低趋势;4种类型耕层土壤中全镍含量的变化与土壤pH值、全盐量及有机质的含量变化相关性均不显著,而有效态镍含量变化与土壤中有机质含量变化呈显著或极显著正相关,表明土壤中有机质含量可作为表征土壤中有效态镍含量高低的重要指标.河北省农田耕层土壤未出现镍污染,符合农田土壤环境质量标准.     

覆煤及粉煤灰回用土壤砷质量比与赋存形态研究

为了解覆煤及粉煤灰回用土壤砷含量及赋存形态分布特征,选取贵州省兴仁县某村农耕旱地土壤为研究对象,采用逐级化学提取法对土壤样品进行试验.结果表明:研究区土壤中砷质量比为15.71～169.55 mg/kg,波动范围较大;土壤砷质量比最高值为169.55mg/kg,远远高于土壤砷质量比自然背景值(15 mg/kg)、世界土壤砷平均质量比(6.0 mg/kg)及我国土壤砷平均质量比(9.2 mg/kg);对照样土壤砷质量比为15.71 mg/kg,也略高于土壤中砷质量比的自然背景值(15mg/kg).研究区土壤砷污染问题已较为严重,这除与该地区地层中砂岩及粉砂岩砷质量比较高所导致的土壤砷背景质量比偏高有关以外,最主要的原因是覆煤广泛存在及粉煤灰大面积回用农田所致.该研究区土壤中砷主要以残渣态存在(72.16％),其次为硫化物结合态(15.45％)、铁锰氧化物结合态(5.89％)、有机态砷(3.06％)、碳酸盐结合态(2.51％),水溶态和可交换态砷均较低(0.93％).研究区土壤总砷量较高,但迁移转化能力较弱,对环境及人体健康的危害程度尚有待讨论.     

西安市高校土壤中As的污染特征及风险评价

采用电感耦合等离子体原子发射光谱法(ICP-MS)对西安市高校土壤中As的四季质量比进行测定,分析其污染特征,并利用潜在生态风险评价法和健康风险评价法对高校土壤中的As进行风险评价。结果表明,西安市高校土壤中As质量比基本超过陕西省土壤背景值,春季和冬季As质量比均值较高,而夏季和秋季相对较低。东郊、西郊、南郊和北郊高校土壤样品中As质量比最高值分别为陕西省土壤背景值的1.47倍、1.81倍、1.35倍和1.50倍,且西郊区域高校土壤中As质量比四季(除夏季外)最高。西安市高校土壤中As四季质量比均值的潜在生态风险指数均小于30,属于轻微污染水平。经口误食是土壤中As较易对人体造成健康危害的途径。土壤中As的非致癌风险HI和致癌风险指数R分别小于1和10-6,对人体健康不会造成危害,但儿童属于高风险人群。     

草原煤矿开采区土壤重金属污染分布特征及影响因子

针对鄂尔多斯市伊金霍洛旗典型能源开发区,以土壤重金属污染为切入点,通过对土壤不同层次8种重金属质量比的分析,探讨了矿山开采对土壤重金属的影响。结果表明:煤矿开采区周边土壤重金属质量比受采矿影响较大,利用表层与深层质量比的比值Ri来表征重金属在垂直方向上的富集特点,总体上表层重金属富集显著;通过单因子指数法(Pi)、内梅罗综合污染指数法(PN)及地积累指数法对研究区域土壤重金属污染状况进行综合评价,采矿区周边土壤总体污染程度较轻,各重金属污染程度从大到小依次为镍、铜、铅、锌、镉、砷、铬、汞,铅、铜和镍,表层质量比平均值均大于当地背景值;土地利用类型对土壤重金属质量比的影响较大,利于重金属富集的土地利用类型排序为裸地、旱地、水浇地。     

新建电子废弃物拆解厂附近土壤重金属污染评价及其来源分析

为了探究新建电子废弃物拆解厂附近土壤重金属污染水平与同源相关性,对上海某新建(2012年)电子废弃物处理厂附近土壤中的重金属进行了分析,通过电感耦合等离子体原子发射光谱法(ICP-AES)对土壤中As、Cd、Pb、Cu、Zn 5种重金属元素进行了测定,采用潜在生态风险指数法和地累积污染指数法对污染程度进行了评价。结果表明,除Zn外,该场区附近土壤As、Cd、Cu、Pb质量比的最小值均大于当地化工区土壤的背景值,其中As和Cd的质量比更高,分别为国家二级标准(GB 15618—1995)的1.7倍和1.68倍。评价区土壤重金属的风险指数为392,属于强生态风险,其中Cd的潜在风险指数达到了285,具有很强的生态风险;As的风险指数为83,具有强生态风险;Pb、Cu和Zn具有轻微生态风险,应用地累积污染指数法得到了相似的结果。通过重金属相关性分析得出,5种重金属相互间具有显著相关性,可初步判断均来自电子废弃物拆解生产过程中产生的污染,因此,必须进一步加强电子废弃物拆解过程的污染控制。     

煤矸石场附近3种粮食作物的重金属富集特征及污染评价

为深入认识煤矸石堆积对周围农作物的重金属污染危害,探讨矸石场附近土壤-作物系统中重金属元素的富集转运规律,以宿州桃园煤矿矸石场附近农田为例,通过布点采样和试验测定,探讨了重金属元素Cu、Pb、Cd和Cr在土壤和3种粮食作物(玉米、绿豆和大豆)中的质量比分布特征,对比分析了不同粮食作物的根部富集能力和籽实转运能力,并利用单因子及内梅罗污染指数法对农作物重金属污染状况进行了评价。结果表明:研究区土壤中Cd、Cr和Cu有明显积累,4种元素质量比均随与矸石场距离增加而逐渐下降;作物不同器官中重金属质量比从大到小为根、茎、籽实,但叶片中部分元素质量比明显偏高;作物根部对重金属元素的吸收能力以玉米最高,而向籽实中的转运能力以绿豆和黄豆最高,这主要是3种作物根系特征和秸秆高度的差异所致;3种作物的内梅罗污染指数从大到小为玉米、黄豆、绿豆,其中玉米为轻度污染,黄豆和绿豆处于警戒水平。     

北京市沙河水库沉积物重金属分布特征及扩散通量估算

对北运河上游沙河水库沉积物中典型重金属元素的污染特征进行了分析,采用Lars H¨okanson潜在生态风险指数评价了重金属的污染程度和环境风险,并利用一维孔隙水扩散模型(Fick定律)估算了微量重金属在沉积物-水界面的扩散通量。结果表明,沙河水库沉积物重金属质量比随深度增加均呈现明显下降趋势,以库心区最明显。沉积物中Cr、Cu、Ni、Pb、Zn的平均质量比分别为49.8 mg/kg、42.8 mg/kg、42.9 mg/kg、18.3 mg/kg、167.9 mg/kg,除Pb外均超过北京市土壤自然重金属质量比近2倍。库心区重金属污染最为严重,表层沉积物中Cr、Cu、Ni、Zn质量比分别超过北京市土壤自然背景值2.8、4.3、2.6、5.9倍。各采样点综合潜在生态风险指数(RI)以库心区最大,为49.9,但所有样点RI及均值都低于150,处于低潜在生态风险状态。随深度增加沉积物孔隙水中Cr质量浓度基本保持恒定;As质量浓度呈明显增加趋势,即存在孔隙水中As向上覆水释放;Zn、Ni和Cu质量浓度随深度增加呈下降趋势,并逐渐趋于稳定。Cr、Zn、As、Ni、Cu在沉积物-水界面的扩散通量分别为13.05μg/(m2·d)、-20.89μg/(m2·d)、108.4μg/(m2·d)、-35.67μg/(m2·d)、-5.11μg/(m2·d)。     

喀斯特山区水库底泥养分与重金属的含量特征——以阿哈水库为例

为摸清喀斯特山区阿哈水库底泥的养分情况和重金属污染状况,评价底泥农业资源化利用潜力,根据水库地形地貌、入库河流和出库口分布等特点,采集0~100 cm深度的底泥样品12个,分析和评价了阿哈水库底泥的养分状况及重金属污染水平。结果表明:底泥的有机质、总氮、总磷和总钾平均质量比分别为92.25 g/kg、3.35 g/kg、0.76 g/kg和14.18 g/kg,对照全国第二次土壤普查有关标准,有机质和总氮处于很高水平,总磷处于中上水平,而总钾处于中下水平,各养分指标的变异系数为25.49%~41.06%,空间差异较强;底泥Cr、Cd、Pb、As、Hg、Cu和Zn的平均质量比分别为104.86 mg/kg、1.12 mg/kg、75.87 mg/kg、26.68 mg/kg、0.27 mg/kg、59.53 mg/kg和164.65mg/kg,均高于贵州省土壤重金属背景值、贵州表生沉积物背景值和全国水系沉积物平均值,各重金属元素的变异系数为31.41%~132.34%,具有很强的空间变异性;以《食用农产品产地环境质量评价标准》为评价标准,底泥重金属內梅罗综合污染水平和潜在生态危害程度均为中等,且Cd的贡献最大。综上,阿哈水库底泥养分丰富,但污染较严重,不适于耕地利用,可考虑用于园林绿地。     

贵州中部土壤砷累积特征及异常富集成因研究

为探究贵州中部耕地土壤As异常富集地球化学成因,利用贵州省多目标区域地球化学调查(贵阳市)成果,分析贵州中部地区表层及深层土壤As累积特征及分布规律,并结合区域地质背景及岩石地球化学数据研究耕地土壤As异常富集的成因.结果 表明,贵州中部地区表层土壤与深层土壤As平均质量比分别为22.2 mg/kg与26.3 mg/kg,分别是全国土壤As背景值与基准值的2.5倍和2.9倍.研究区土壤As分布受地质背景制约,其中三叠系地层风化形成的土壤As质量比较高,表层、深层土壤As平均质量比分别为26.0 mg/kg和30.1 mg/kg,成土母岩As平均质量比为28.4mg/kg,具有典型的高As地球化学背景.剖面土壤As质量比呈明显的深部富集特征,土壤剖面As质量比与Fe、Al、Si的相关性关系表明,成土母岩的风化程度是影响岩溶区土壤As累积的重要因素.在岩溶区,强风化土壤中存在As的异常富集,其可能与铁氧化物对As的吸附有关.     

两种设施蔬菜土壤重金属与TOC的预测模型及环境预警值

为了了解设施蔬菜土壤的环境安全性,采用野外调查和室内分析相结合的方法,以河北省永清县蔬菜主产区设施芹菜和西红柿的土壤为研究对象,研究了土壤重金属与总有机碳(TOC)的关系。结果表明,设施西红柿土壤中除Pb分布均匀外,其余重金属Cd、Cr、As、Hg均有明显的变异特征,其中,Hg的变异系数高达85.8%,属于强分异型分布;芹菜土壤中Cd、Pb、Hg均具有分异性分布特征,其中,Hg属于强分异型分布。同样,西红柿和芹菜土壤中TOC均呈现分异性特征。西红柿土壤中Cd质量比与土壤TOC质量比之间呈现显著或极显著的线性、对数、二次函数、幂函数、指数函数正相关,芹菜土壤Cd质量比与土壤TOC质量比之间呈现显著的幂函数和指数正相关,进一步利用呈显著相关的预测模型确定了西红柿和芹菜土壤TOC的环境安全预警值分别为14.65 g/kg和12.06 g/kg。在永清县设施大棚管理模式下,土壤TOC质量比一旦超过该预警值,就预示着土壤存在Cd污染的风险,应及时监测以有效规避重金属污染风险。     

高寒生态脆弱区新建公路旁土壤重金属潜在生态风险

西藏公路的快速发展致使脆弱且面积广泛的高寒草地生态系统受到影响.为了解交通源重金属Cu、Zn、Pb、Cd在新建公路旁土壤中的分布及污染状况,以西藏邦杰塘高寒草甸为例,分析贯穿其间的林拉高等级公路旁不同距离土壤重金属分布,利用潜在生态风险指数法评价其风险.结果表明,研究区土壤重金属呈随距路基越远而质量比越少的趋势,在0～10cm 土层表现尤为明显;不同距离不同土层Cu、Cd质量比均高于西藏土壤环境背景值,其中0～10 cm 土层Cu、Cd质量比分别是西藏土壤背景值的1.95～6.28倍、5.50～7.31倍,10～20 cm 土层Cu、Cd质量比分别是西藏土壤环境背景值的3.51～6.14倍、5.85～7.45倍;Cu与Pb、Cd以及Pb与Cd均呈极显著相关关系;Cu、Cd高于Pb、Zn的潜在生态风险,重金属综合潜在生态风险均为轻微生态危害.在青藏高原高寒草甸公路旁划定宜牧范围,制定青藏高原草地土壤质量标准等前期防治工作极有必要.     

城市植物叶面尘中痕量元素分布特征及其生态风险评价

为了解城市植物叶面尘中痕量元素的分布规律及污染特征,以南京市5个典型区域植物叶面尘作为研究对象,应用ICP-AES(电感耦合等离子体发射光谱仪)对其中As、Cr、Cu、Pb、Zn、Ti、Mn等痕量元素质量比进行测定,并运用地质积累指数法和Hakanson潜在生态风险法评价重金属污染程度和存在的潜在生态风险.结果表明:商业区和交通枢纽区各重金属的质量比均较高,尤其是Pb、Cu污染最为严重;工业区Cu、Zn等重金属污染较为严重;城郊结合部重金属污染相对较轻;风景名胜区部分重金属元素质量比高于南京市背景值.地质积累指数表明,南京市典型区域植物叶面尘重金属As、Cr、Cu、Pb、Zn、Ti存在着不同程度的污染,Pb、Zn和Ti元素污染最严重,已经达到了偏中度污染水平.潜在生态危害指数表明,5个区域的植物叶面尘中重金属潜在生态危害均属于中等风险等级.     

保定城市土壤重金属污染及潜在生态危害评价

为了解保定城市土壤重金属污染状况及潜在生态危害,以保定城市土壤为研究对象,采用单因子指数法、尼梅罗综合指数法、潜在生态危害指数法对保定城市土壤重金属污染特征及潜在生态危害进行评价。结果表明,保定城市土壤As、Cd、Hg、Pb、Cr、Cu、Zn、Ni的平均值分别为9. 75 mg/kg、0. 18 mg/kg、0. 21 mg/kg、38. 99 mg/kg、66. 30 mg/kg、29. 10mg/kg、122. 36 mg/kg、28. 05 mg/kg。保定城市土壤中重金属元素平均值(除As、Ni、Cr外)均高于河北省土壤背景值,其中Hg、Pb、Zn元素的平均值较大,分别是河北省土壤背景值的5. 28倍、1. 74倍、1. 75倍,表明这些元素受到人为因素及工业活动的影响。保定城市土壤重金属污染程度从大到小依次为Zn、Pb、Hg、Cd、Cu、Cr、Ni、As,其中Cd、Pb、Cu以清洁状态为主,Hg以安全状态为主,As、Cr、Ni元素处于完全清洁状态,Zn元素出现污染,面积达到研究区面积的2. 08%。整体而言,保定城市土壤环境良好,局部污染,清洁、安全、警戒土壤面积比例分别为64. 58%、33. 33%、2. 08%,主要出现在保定市北部地区,其形成可能与工业生产及人类活动有关。保定城市土壤重金属潜在危害程度由大到小依次为Hg、Cd、As、Pb、Cu、Zn、Cr、Ni。各重金属元素中,产生潜在生态危害的重金属主要是Hg,已达到很强潜在生态危害水平,其余重金属均为轻度潜在生态危害;综合潜在生态危害指数(RI)达到中等生态危害程度,达到强生态危害和很强生态危害程度的面积之和占研究区总面积的35. 41%,其形成可能与工业生产有关。     

毛乌素沙地砒砂岩、沙及复配土重金属含量分析与评价

利用电感耦合等离子体质谱仪(ICP-MS)对榆林市榆阳区砒砂岩与沙复配成土造田技术项目区砒砂岩、沙及砒砂岩与沙复配土的重金属(Cr、Ni、Cu、Zn、As、Cd、Hg和Pb)质量比进行测定,采用单因子污染指数法和内梅罗综合污染指数法对土壤污染程度进行评价。结果表明:除复配土和砒砂岩中Cd的平均质量比分别超出国家土壤环境质量自然背景值26.7%和102.8%外,复配土、砒砂岩及沙中其他重金属平均质量比均在国家土壤环境质量自然背景值以下;与砒砂岩相比,除Hg外复配土中Cr、Ni、Cu、Zn、As、Cd和Pb质量比分别下降了12.8%、40.7%、44.1%、49.3%、49.8%、37.6%和14.1%;砒砂岩与沙复配成土后,其Cr、Ni、Cu、Zn、As、Cd、Hg和Pb质量比均与沙中无显著性差异;复配土中Ni、Cu、Zn、As、Cd、Pb之间存在极显著的正相关关系,具有明显的同源性;复配土、砒砂岩及沙重金属单项污染指数均小于1,综合污染指数分别为0.314、0.503及0.200,污染级别为清洁。研究表明,砒砂岩与沙复配土的重金属质量比符合农田土壤环境质量标准,能够保证土壤环境质量安全和农产品品质安全。