兰州市主城区大气降尘和表层土壤重金属污染特征与评价

同一区域大气降尘和表层土壤中重金属的污染特征能够反映出重金属污染物在大气-土壤系统中的迁移、传输和扩散规律。在兰州市主城区设置10个采样点,分别采集大气降尘及附近表层土壤样本,分析大气降尘和表层土壤中6种重金属(Cu、Pb、Zn、Cr、Cd和Ni)质量比、来源等污染特征,并对其污染水平和潜在生态危害进行评价。结果表明,大气降尘中6种重金属元素平均质量比由大到小为Zn(379.84 mg/kg)、Pb(133.78 mg/kg)、Cr(95.61 mg/kg)、Cu(84.25 mg/kg)、Ni(43.13 mg/kg)、Cd(3.89 mg/kg),表层土壤中6种重金属元素平均质量比由大到小为Zn(136.07mg/kg)、Cr (85.25 mg/kg)、Pb (55.99 mg/kg)、Cu (42.20mg/kg)、Ni(37.61 mg/kg)、Cd(0.55 mg/kg),在不同功能区6种重金属的平均质量比差异较大。大气降尘和表层土壤中,Cu、Pb、Cd、Zn的变异系数较大。因子分析结果表明,兰州市大气降尘中的重金属主要来源于燃煤、交通运输和工业生产。重金属污染水平评价结果表明,兰州市主城区大气降尘中的Cd已经构成偏严重污染,Pb达到偏重度污染,Cu、Zn为中度污染,Cr、Ni无污染;表层土壤中的Cd达到中度污染,Pb、Zn为轻度污染,Cu、Cr、Ni均为无污染。潜在生态危害评价结果表明,兰州市主城区大气降尘和表层土壤中Cd的潜在生态危害最大,分别达到极强污染水平和强污染水平; Cu、Zn、Cr、Ni均为低潜在生态危害。     

芜湖市区地表灰尘中重金属空间分布特征及来源分析

为初步探讨芜湖市区地表灰尘重金属空间分布特征及主要来源,于2008年4月采集了芜湖市高新技术开发区、中心城区、经济技术开发区地表灰尘样品,用电感耦合等离子体发射光谱仪(ICP-OES)测定了9种重金属质量比.结果表明,Zn、Cd、Pb、Co、Ni、Mn、Cr、V和Cu的质量比分别为313.53 mg/kg、1.95 mg/kg、138.61 mg/kg、8.19 mg/kg、21.38 mg/kg、589.87 mg/kg、110.31 mg/kg、55.19 mg/kg和135.42 mg/kg.主要污染元素依次为Cd、Pb、Cu、Zn,其质量比超出背景值4倍以上.重金属总体上由南向北呈逐渐增加的趋势.Co、Cu、Cr和Ni具有相似的分布规律,最高值均出现在经济技术开发区;V和Mn主要富集在研究区东南角和东北角,往西逐渐下降;Zn和Pb的最高值出现在中心城区和研究区的最东北角;Cd则出现多个高污染中心,且整个研究区质量比较高,污染较为严重.空间分布及统计分析表明,芜湖市区地表灰尘中重金属主要有两个来源:1)工业排放,特征元素为Co、Ni、Cu、V、Mn;2)城市交通活动,特征元素为Zn、Cd、Cr、Pb.     

德兴地区土壤重金属人为污染的地球化学评价

在系统采集德兴地区表层土壤样品的基础上,采用标准化方法确定了该区Cu、Pb、Zn、Cr、Cd、Hg、As的地球化学基线值,并采用富集因子对表层土壤的人为污染进行了地球化学评价.结果表明:1)土壤中7种重金属元素的基线值较江西省土壤背景值高;2)土壤中As、Hg、Cd、Cr、Pb、Zn的人为污染以轻微污染为主,Cu的人为污染为轻微污染和中度污染,人为污染的区域主要分布在德兴铜矿及其周边地区;3)土壤重金属污染源判别表明,Pb、Zn、Cd具有相似的来源,其污染与铅锌矿的采矿及冶炼活动有关,Cu的来源与德兴铜矿的采矿活动有关,其他重金属来源差异较大.     

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.     

重金属元素在樟树人工林中的累积与迁移

结合樟树人工林生态系统生物产量研究,采用Hp3510原子吸收分光光度法测定樟树人工林生态系统不同组分中Cu、Zn、Mn、Pd、Ni、Cd的含量,探讨了重金属元素Cu、Zn、Mn、Pb、Ni、Cd在湖南株洲市樟树人工林中的累积与迁移.结果表明,樟树人工林地土壤层(0～100 cm)中,6种重金属元素的平均含量以Pb为最高,为67.929 mg/kg,Cd最低,仅为0.699 mg/kg,排序为Pb＞Zn＞Mn＞Ni＞Cu＞Cd,总储量为2 737 174 kg/hm2.在樟树不同器官中,Cu、Zn、Mn、Pd、Ni、Cd的含量范围分别为6.849～13.178 mg/kg,3.776～37.443 mg/kg,32.214～659.130 mg/kg,1.626～15.544 mg/kg,0.218～3.719 mg/kg,1.033～9.506 mg/kg.樟树对土壤中6种重金属元素富集能力排序为Cd＞Mn＞Zn＞Cu＞Pb＞Ni.在樟树林中,6种重金属元素的总积累量为11.124 kg/hm2,且排序为Mn(8.097 kg/hm2)＞Zn(1.429 kg/hm2)＞Cu(0.763 kg/hm2)＞Pb(0.491 kg/hm2)＞ Cd(0.272 kg/hm2)＞Ni(0.072 kg/hm2),重金属元素积累量空间分布为叶(3.447 kg/hm2)＞枝(2.863 kg/hm2)＞皮(1.685 kg/hm2)＞干(1.635 kg/hm2)＞根(1.307 kg/hm2).樟树林与环境之间,Mn的交换能力最强,其次是Cd、Zn、Cu,再次为Ni、Pb.     

基于GIS的农田土壤重金属空间分布研究

以浙江省慈溪市快速城镇化的小城镇为研究区,研究其农田土壤中重金属的含量与分布状况.采用ArcGIS中的地统计分析模块研究土壤中重金属分布的空间变异性,最后应用Kriging方法进行空间插值作图.结果表明,研究区土壤中的重金属含量均已超出当地的背景值,含量变异系数较大的重金属是Hg和Cu,中等变异的是Zn,其他几种重金属变异系数相对较小.空间分布上,Cu、Cd、As的空间相关性较强,Zn、Ni、Hg居中,而Cr和Pb较弱.插值结果显示,土壤中Cu、Zn和Pb的高含量区主要位于东南部,Cd、Hg和Ni的含量由南向北逐渐减少,As和Cr的分布为西部高而中部较低,不同的分布特征是人类活动与土壤母质双重影响的结果.     

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。     

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。     

宁波市浙贝母主产地土壤重金属形态分析及污染评价

为了解宁波浙贝母种植地土壤重金属分布特征,采用ICPAES测定了章水镇种质资源圃土壤Cd、Pb、Cu、Ni、Cr和Zn质量比,用Hkanson潜在生态风险指数法评价重金属的生态风险,BCR连续提取法分析其分布形态。结果表明,土壤中重金属元素总量从大到小排序为Zn、Cr、Pb、Cu、Ni、Cd,其中Cd富集程度最高,平均质量比为背景值的8倍左右,超过国家二级土壤标准。Eir指数表明,Cd的潜在风险指数也最高,75%区域处于很高或高潜在生态风险;RI指数表明,90%区域处于高潜在生态风险或中潜在生态风险。土壤中重金属均以残渣态为主,但Zn的弱酸提取态、Cu的可氧化态比例相对较高,Cd的3种可提取态相加接近45%,具有高潜在危害性。相关性分析表明,Cu和Zn、Cr和Ni,以及Cu和Cd重金属的来源具有相似性,且不同形态重金属之间可能会发生迁移转化。p H值与各种重金属的形态之间不存在明显的相关关系,有机质对重金属化学形态的影响因重金属种类不同而有差异。     

长春市不同功能区土壤重金属污染风险评价

为了解长春市城市土壤重金属污染状况,将长春市区土壤按不同功能区划分,分析土壤中7种重金属含量,并采用地累积指数法(I_(geo))、内梅罗综合污染指数法(P_n)和潜在生态风险指数法(RI)评价其污染程度。结果表明,长春市土壤重金属除Mn以外,Cu、Zn、Ni、Pb、Cd和Cr含量均超过吉林省土壤背景值。地累积指数评价结果表明Cd为长春市土壤污染的主要因子,在交通区呈偏中度污染,其他区域为轻度污染;Cu、Pb、Zn在各区呈轻污染或无污染状态; Mn、Ni和Cr在各区均为无污染。内梅罗指数表明,交通区和工业区呈中度污染,科教区、居民区和绿地区均呈轻污染。潜在生态危害指数显示5个功能区均处于轻微生态危机等级。总体而言,长春市土壤重金属污染风险较小。     

海南香蕉园土壤中重金属现状及变化趋势分析

为了解香蕉种植园土壤重金属含量及香蕉种植尤其是施肥对土壤重金属含量的影响,采集海南岛5大香蕉种植区(儋州、临高、东方、乐东、昌江)各大香蕉基地的共计49个蕉园土壤样品及与之对应的18个对照样品,分析了Zn、Cu、Hg、Cd、Pb及Ni的含量.研究表明,相对于对照土壤,全区蕉园土壤Zn、Cu、Ni含量增加(Cu上升0.02～24.24mg/kg,Zn上升6.3～58.2 mg/kg,Ni上升2.81～6.40mg/kg);Cd、Hg含量增加较少(Cd上升0.09～0.45 mg/kg,Hg上升0.01～0.04mg/kg);Pb有下降趋势(下降0.32～7.88 mg/kg).与我国土壤环境质量标准相比,蕉园土壤中Cu、Zn、Hg、Pb含量为二级,而79.6%土壤样品的镉含量和24.3%土壤样品的镍含量高于相应二级标准.     

城市植物叶面尘粒径和几种重金属(Cu、Zn、Cr、Cd、Pb、Ni)的分布特征

为研究城市植物叶面尘粒径及重金属元素(Cu、Zn、Cr、Cd、Pb、Ni)的分布规律和污染特征,以西安市不同功能区大叶女贞(Ligus-trum lucidum)和小叶女贞(Ligustrum quihoui)叶面尘为研究对象,用激光粒度分析仪测定叶面尘的粒径分布,用原子吸收分光光度计测定叶面尘重金属质量比,并探讨了叶面尘重金属的可能来源。结果表明,大叶女贞和小叶女贞叶面尘粒径小于50μm。前者叶面尘粒径累积曲线呈双峰分布,平均粒径和粒径峰值从大到小为相对清洁区、工业区、居住文教区、交通枢纽区、商业区;后者呈单峰分布,平均粒径和粒径峰值由大到小为工业区、居住文教区、交通枢纽区、商业区和相对清洁区。不同功能区叶面尘中Cu、Zn、Cr、Cd、Pb、Ni有明显的富集,其质量比分别为(325.5±72.6)mg/kg、(3 965.6±1 112.9)mg/kg、(349.2±149.3)mg/kg、(35.3±6.8)mg/kg、(1 182.0±355.1)mg/kg、(324.1±129.5)mg/kg,为陕西省土壤背景值的7.9～20.8、29.7～77.9、2.6～11.1、262.8～489.4、26.4～71.8和6.9～18.9倍。不同功能区2物种叶面尘各重金属质量比差异显著(p<0.001),物种间差异不显著(p>0.05)。叶面尘中Zn、Pb、Ni、Cr的质量比以工业区最高,Cu、Cd以交通枢纽区最高,其次为商业区,居住文教区和相对清洁区负荷最低。研究认为,叶面降尘中的重金属可能来自外源输入。     

昆明城区大气PM2.5中重金属浓度水平与健康风险研究

为探讨昆明城区大气环境PM_(2.5)中重金属的质量浓度水平和健康风险,于2013年4月、10月和2014年1月、5月在昆明市3个监测点采集PM_(2.5)样品,利用ICP-MS方法检测了8种重金属Cr、Mn、Pb、Ni、Cu、Zn、As和Cd的质量浓度水平。结果表明,昆明工业区监测点大气PM_(2.5)中Mn、Pb、Ni、Cu、Zn、As和Cd的质量浓度高于交通密集区和清洁对照点,冬春季重金属质量浓度高于夏秋季。主成分分析结果表明,昆明城区大气PM_(2.5)重金属主要来源于冶金工业源(49.43%)、地面扬尘和道路交通的混合源(18.73%)和燃煤源(12.61%)。健康风险评价结果表明,昆明城区大气PM_(2.5)中8种重金属对成人和儿童的非致癌风险均小于非致癌风险阈值1,非致癌风险最高的均为Mn,分别为9.21×10~(-3)和3.18×10~(-3);致癌风险最高的是Cr,为1.41×10~(-6),处于致癌风险安全阈值10~(-6)~10~(-4)内。     

太原地区公路旁土壤中重金属形态分布和生物有效性研究

采用盆栽试验结合形态分析技术研究了太原地区公路旁污染土壤中Pb,Cd,Cu和Zn的形态分布及其生物有效性。研究结果显示:除Cd外,残渣态是主要形态,可交换态的含量很少;土壤中Cd的碳酸盐结合态、可交换态含量较高,残渣态的含量很少;菜园土重金属的生物可利用性和迁移能力的顺序均是Cd>Cu>Zn>Pb,而高粱土的顺序是Cd>Zn>Cu>Pb,菜园土重金属的生物活性和迁移性较高粱土的大。农作物对Cd,Cu和Zn的累积能力远远大于对Pb的累积能力,且Cd,Cu和Zn向地上部转移的速度也明显比Pb快。研究成果将为评估污染土壤中重金属的危害提供科学依据。     

居住环境中微量元素与白发现象的关系研究

研究青少年发色改变与居住环境中微量金属元素之间的关系,为青少年白发的预防与治疗提供理论依据.本文采用微波消解与ICP-AES法(电感耦合等离子体原子发射光谱法,Inductive coupled Plasma-Atomic Emission spectrometer),测定了某青少年白发现象高发地区的青少年白发人群与正常人头发样品以及该地区的地下水样品和土壤样品中7种微量金属元素Cu、Zn、Co、M、Fe、Ph、Cr的含量.结果表明,当地青少年白发人群头发中Cu、Fe含量明显低于正常人头发中Cu、Fe含量,Pb、Cr的含量高出正常人头发中Pb、Cr含量的2倍;地下水中金属元素Cu、Cn的含量明显低于国家标准值,而Co、Ni、Ph、Cr的含量远远超出标准值;土壤中各元素含量均在国家规定的限制值以下,但Pb含量相较其他微量金属元素含量较高.因此,当地青少年白发现象严重的原因可能与长期生活在微量金属元素含量不平衡的环境中,造成体内微量元素Cu、Zn含量失调以及Cr、Ph含量较高有关.当地居民应注意饮水安全,并通过其他方式及时补充体内不足的微量元素.     

太湖地区某地农田土壤及农产品中重金属污染及风险评价

对江苏省太湖地区某冶炼厂周围的稻田、菜地土壤及水稻等17种农产品中的Pb、Cd、Hg、As、Cu、Zn、Ni、Cr、Se等9种重金属元素进行采样分析,参照<国家土壤环境质量二级标准>和<食品中重金属限量卫生标准>进行评价,同时,依据美国联邦环境保护署推荐的RfD值和我国居民平均食物消费结构评估了农产品对当地人群的重金属暴露风险.结果显示,供试稻田土和菜地土中的重金属Cd、Pb污染严重;农产品样品中Cd、Pb含量全部超过国家食品中重金属限量卫生标准,且Cd、Pb、As对人群的暴露风险系数甚高.17种农产品中,对重金属富集能力最强的是茼蒿、空心菜、菠菜等茎叶类蔬菜,它们不适宜在该地种植.研究表明,在局部范围内,点源污染可能带来土壤环境的重金属污染及农产品重金属食物安全问题.     

秦岭安河铅锌尾矿复垦区重金属污染现状分析

系统采集秦岭安河铅锌尾矿复垦区尾砂、覆土、蔬菜、作物和中药材等样品,采用火焰原子吸收光谱法测定了样品中Pb、Zn、Cu、Cd 的质量比,并依据国家标准对其进行了评价.旨在调查当地铅锌尾矿复垦作物的重金属污染现状,探讨蔬菜、作物和中药材等重金属污染与覆上、尾砂的关系.提出防控铅锌尾矿复垦作物重金属污染的技术对策.结果表明:1)尾矿复垦与污灌作物中的重金属普遍超标,不能食用,其中污灌地菠菜叶Ph超标1 910倍,葱叶Cd超标1750倍.复垦地玉米籽粒Pb超标35倍,黄豆籽粒Cd超标.189倍;2)尾矿复垦作物中的重金属质量比与尾砂、覆土的重金属质量比具有高度的正相关关系,其污染与铅锌选矿活动有关;3)尾矿复垦地上的小麦、黄豆和玉米籽粒中重金属质量比趋势是:小麦最高,黄豆次之,玉米最低,重金属质量比与作物生长期呈正相关;4)不同植物组织部位中Zn、Cu、Pb、Cd等重金属质量比趋势均表现为:根最高,攀叶次之,耔实最低.     

云南个旧多金属矿区农田土壤-作物系统重金属污染现状——以乍甸镇为例

对云南个旧市乍甸镇农田土壤和农作物重金属污染现状进行了野外调查及评价。结果表明:农田土壤Pb、Zn、Cu、Cd、As质量比均超出GB 15618—1995《土壤环境质量标准》二级标准,Hg未检出,该地区农田呈现以As、Cd为主多种重金属复合污染。Pb、Zn、Cu、Cd、As土壤有效态质量比与土壤全量呈极显著正相关(p<0.01)。农作物中Cu、As质量比与土壤有效态Cu、As质量比无显著相关,Zn质量比与土壤有效态Zn呈极显著负相关(p<0.01),Cd、Pb质量比与土壤有效态Cd、Pb呈显著正相关(p<0.05)。89%的农作物As超标,油菜籽(Brassica napusL.)As质量比最高,均值达(23.04±14.33)mg/kg(鲜重,下同)。Pb超标率达72%,油菜籽Pb质量比最高,平均为(5.55±2.53)mg/kg。Zn、Cd超标率均为11.11%,超标最严重的油菜籽Zn质量比为(46.65±13.61)mg/kg,Cd质量比为(0.24±0.10)mg/kg。Cu超标率为5.55%,油菜籽Cu质量比最高,达(16.02±2.75)mg/kg。油菜籽对As、Pb、Zn、Cu、Cd的转移系数(农作物可食部分重金属质量比(鲜重)与土壤重金属质量比的比值)远高于其他作物。农作物对Pb、Zn、Cd、As的转移顺序依次为果实类、叶菜类、根茎类,对Cu的转移顺序为果实类、根茎类、叶菜类。农作物以As、Pb污染为主,总体属重度污染。聚类分析得出:油菜籽、青蒜(Allium ampeloprasumL.)和生菜(Lactuca sativaL.var.ramosaHort.)重金属污染严重,不适合在该地区继续种植和食用。