某磷矿城镇土壤重金属污染及空间变异特征

文章以南方某磷矿城镇为研究对象,采用现场采样与实验室分析方法测定了土壤中Cu、Zn、Pb、Cd、Ni、Cr、As和Hg的含量,并对当地土壤重金属污染现状、潜在生态风险及空间变异特征进行研究。结果表明,该研究区内土壤综合污染程度较低,但As和Cd存在一定风险。污染指数法评价结果表明,该地区土壤以清洁和尚清洁为主,局部地区存在中度和轻度污染;土壤中各元素的污染程度为As>Cd>Cu,Ni、Zn、Pb、Cr、Hg无污染。潜在生态风险评价法结果表明,研究区部分土壤样品Cd存在中等风险,其他元素均处于低风险水平。地统计半方差函数结果表明,土壤中8种重金属具有中等程度的空间相关性,虽受人为因素的影响,但未破坏原有空间格局,其中As主要受自然因素影响,Cd同时受自然和人为因素的影响。在置信水平95%,允许相对误差10%的要求下,该研究的采样分析样品数能反映当地土壤的实际情况,为磷矿城镇土壤污染防治提供了依据。     

某磷矿城镇土壤重金属污染及空间变异特征

文章以南方某磷矿城镇为研究对象,采用现场采样与实验室分析方法测定了土壤中Cu、Zn、Pb、Cd、Ni、Cr、As和Hg的含量,并对当地土壤重金属污染现状、潜在生态风险及空间变异特征进行研究。结果表明,该研究区内土壤综合污染程度较低,但As和Cd存在一定风险。污染指数法评价结果表明,该地区土壤以清洁和尚清洁为主,局部地区存在中度和轻度污染;土壤中各元素的污染程度为As>Cd>Cu,Ni、Zn、Pb、Cr、Hg无污染。潜在生态风险评价法结果表明,研究区部分土壤样品Cd存在中等风险,其他元素均处于低风险水平。地统计半方差函数结果表明,土壤中8种重金属具有中等程度的空间相关性,虽受人为因素的影响,但未破坏原有空间格局,其中As主要受自然因素影响,Cd同时受自然和人为因素的影响。在置信水平95%,允许相对误差10%的要求下,该研究的采样分析样品数能反映当地土壤的实际情况,为磷矿城镇土壤污染防治提供了依据。     

北京官厅水库周边土壤DDTs和HCHs暴露特征与风险评价

围绕北京水源地官厅水库周边2～10km范围于2009年系统布点,利用超声-振荡提取技术,使用气相色谱-电子捕获检测器(GC-ECD)分析方法测定了样品中的DDTs和HCHs含量.并利用GIS技术和地统计分析方法,研究其空间变异特征.结果表明,2009年官厅水库周边土壤中HCHs和DDTs的含量分别为n.d.～14.97ng·g-1(平均值0.73ng·g-1)、n.d.～64.91ng·g-1(平均值6.46ng·g-1).HCHs的残留以β-HCH为主,占总量的94.5%,DDTs的残留以p,p′-DDE为主,占总量的78.5%.不同土地利用类型中有机氯农药残留也不同,表现为果园农田荒地的趋势.Levene'sTest齐性检验结果显示,3种土地利用方式下HCHs和DDTs的残留差异并不显著.空间分析表明,其暴露格局受土地利用方式的影响,基本呈库北高于库南的趋势,高风险区集中在东部延庆县、中部的北辛堡镇以及西部的怀来县城附近.通过与我国土壤环境质量标准及荷兰土壤修复标准对比,并结合单因子污染指数法评价,本地区土壤中农药类POPs暴露仍处于较低的水平,环境风险较小.     

上海城市样带土壤重金属空间变异特征及污染评价

为揭示城市化、工业化等人为活动对土壤环境质量的影响,选择能反映上海城郊乡梯度差异的城市样带,采用地统计学方法对表层土壤样品Cu、Zn、Pb、Cr、Mn共5种重金属的空间变异结构和分布格局进行了分析,并利用单因子指数法和内梅罗综合指数法评价了土壤重金属的污染程度.结果表明:土壤样品Cu、Pb、Zn、Cr、Mn这5种重金属平均含量分别为27.80、28.86、99.36、87.72、556.97 mg.kg-1.表层土壤Cu、Cr、Mn、Pb、Zn均属中等变异,Mn、Cr呈正态分布,Cu、Pb、Zn呈对数正态分布;半方差函数模型拟合结果显示Cu、Pb、Zn、Cr符合线状模型,Mn符合指数模型.通过泛克里格插值得到城市样带表层土壤重金属含量空间分布图,发现Cu呈条带状,Cr、Mn呈岛状,Pb、Zn呈条带和岛状分布相结合的特点.土壤污染评价结果说明土壤Cr、Zn、Pb污染相对严重.土壤Cr、Zn、Pb、Mn和Cu之间呈显著相关,土壤重金属之间表现为复合污染.土壤重金属污染城郊乡梯度差异明显,工业化、城市化与城市土壤重金属空间分布密切相关.     

典型农区耕作土壤重金属空间变异的稳健性分析

以鲁西北典型农区禹城的耕作土壤重金属Cr、Pb含量为例,针对其偏态分布特点与变异函数的非稳健性,研究了克瑞西-豪金斯法(C-H)、中位调节法(MA)、中位数中位偏差法(MMD)和位置的Huber估计(HB)4种稳健统计方法对土壤重金属变异函数的稳健处理效果,交叉检验了各稳健处理变异函数模型用以克里格估值的精度,分析了该地区耕作土壤重金属的空间分布特征。结果表明:研究区土壤Cr、Pb含量变异性较强且其频数分布均呈强烈偏态特征;稳健处理使得变异函数的块金值、基台值总体降低,块金值/基台值和拟合精度均不同程度升高;C-H法和MMD法稳健处理下,土壤Cr、Pb含量克里格空间预测的精度最高,是较优的稳健处理方式;研究区土壤Cr、Pb含量的空间分布呈现局部斑块状的分布格局,目前耕地土壤环境质量良好。该研究结果为该地区耕地环境质量评价和重金属污染防控提供科学依据。     

太原污灌区土壤重金属和盐分含量的空间变异特征

在面积为2.7万hm^2的太原污灌区布设土壤取样点49个,测定了耕层土壤中重金属Hg、Cd、Pb、盐分、氯离子含量及pH，应用地统计学的方法分析了数据的统计特征值和结构特征，结果表明：铅和盐分服从正态分布，氯离子服从对数正态分布，其它无分布类型，拟合得到Hg、Pb、盐分的半方差函数模型为指数型，镉和氯离子为球型，pH为高斯型，这些测定项目有在一定范围内存在空间相关性性。用Kriging内插法对未测点重金属及盐分进行最优估计，并绘制了等值线图，可更直观地反映出污灌区土壤重金属及盐分的空间变异特征。     

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.     

浙江海宁电镀工业园区周边土壤重金属污染特征及生态风险分析

以海宁市电镀工业园区周边土壤为对象,研究土壤重金属污染特征,并采用Hakanson提出的潜在生态危害指数法对土壤中重金属的潜在生态危害进行了评价.结果表明,海宁市电镀工业园区附近土壤中平均重金属含量低于我国土壤环境质量标准的二级标准,对植物和环境不构成危害性影响.尽管土壤平均重金属浓度较低,但是仍有6个采样点重金属浓度超出土壤环境质量标准的二级标准,超标率达13%,且超标点位置主要位于路边.统计分析结果显示,路边土壤中的Cu和Cd含量显著高于非路边(P<0.05),这说明海宁电镀工业园区周边土壤重金属的累积与道路运输存在密切联系.海宁电镀工业园区附近平均土壤潜在生态危害指数为46.6,表明海宁电镀工业园区附近土壤平均重金属污染程度较低,存在轻微生态危害.然而局部重金属超标采样地块潜在生态危害指数达到220~278,存在中等生态危害,尤其是Cd的生态危害最为严重.     

北京市大兴区土壤重金属含量的空间分布特征

在面积为1039km2的北京市大兴区布设了70个取样点,测定了其表层土壤重金属Cu、Zn、Pb、Cr、Cd、Ni、As、Se、Hg和Co的含量.统计结果表明,除As和Se外,其它重金属平均含量均高于其背景含量.只有个别地方Cd的含量超过了国家二级标准限值,而其余重金属含量均没有超过其二级标准.通过半方差函数分析,发现10种重金属元素在一定范围内均存在空间相关性.采用Kriging最优内插法得到了表层土壤重金属含量的空间分布图,发现土壤重金属含量与土壤质地和有机质含量关系密切.目前大兴区土壤重金属的主要来源是污灌,特别是来自凉水河、新凤河和凤河的污水,应重点对这些河流周围的排污企业进行治理,严格执行达标排放.     

白洋淀及周边土壤重金属的分布特征及生态风险评估

为了解白洋淀土壤重金属污染现状和潜在生态风险,采集白洋淀区域表层土壤样本55个并检测锰（Mn）、铬（Cr）、铜（Cu）、锌（Zn）、砷（As）、镉（Cd）、铅（Pb）和镍（Ni）等8种重金属的含量.采用地统计学方法（莫兰指数和半方差函数）分析其空间变异结构和分布格局,运用地累积指数（I_geo）和潜在生态风险指数（E_rⁱ和RI）评估了重金属污染的程度及其风险.结果表明,研究区土壤重金属ω（Mn）、ω（Cr）、ω（Cu）、ω（Zn）、ω（As）、ω（Cd）、ω（Pb）和ω（Ni）平均值分别为467.75、43.59、28.57、89.04、12.32、0.18、19.26和30.56 mg ·kg^-1,均低于农用地土壤污染风险筛选值,但Cu、Zn和Cd明显高于背景值,其中,Cu （48.65%）和Cd （37.52%）为高度变异元素.莫兰指数显示Mn、Cu、Cd和Pb空间自相关不显著,半方差函数模型拟合显示Cd和Pb的块金系数均为100%,说明其空间变异由随机变异主导,受人为因素影响较大.重金属高值区主要分布在白洋淀的西南部地区,并且元素之间均有显著的相关性,表现为复合污染.重金属污染程度I_geo从高到低依次为：Cd>Cu>Zn>Ni>As>Pb>Mn>Cr,其中,Cd污染最为普遍,67.27%的样本为轻度污染.风险评估（E_rⁱ）显示,Cd的E_rⁱ平均值为58.81,属于中等程度生态风险;其他重金属均为轻微生态风险.研究区土壤重金属污染RI为轻微生态风险（87.81）,其中,Cd对RI的贡献率最高（66.39%）.因此,未来需要加强对白洋淀西南部重点区域重金属Cd污染的监测和治理.     

黄河小浪底水库地表水中重金属的时空变化与概率健康风险

小浪底水库地表水重金属污染是我国黄河流域水安全的一个重要问题. 2014～2022年期间,调查了6种重金属（Cu、Zn、Pb、As、Hg和Cd）的时空分布并采用重金属污染指数、内梅罗指数和污染程度对其污染水平进行评价.结果表明,重金属污染水平较低（HPI平均值为18.15）,符合地表水Ⅲ类水质阈值. 6种重金属检出率为91.6%～92.9%,浓度中值范围为0.020(Hg)～1.850(As)μg·L-1.呈现出丰水期浓度低于平枯水期,下游断面浓度较高,且在过去的9 a呈现下降趋势的时空特征.重金属污染主要来源于工农业生产和人为排放.此外,结果发现TN、高锰酸盐指数和NH+4-N与重金属浓度有很强的相关性（P <0.05）,这表明水中重金属的迁移、转化和吸附沉降可能受到相关因素的影响.敏感性分析表明,金属浓度（贡献率为56.56%～92.27%）是重金属健康风险评估的主要影响因素.此外,虽然重金属暴露不会对人体造成不良影响,但在极端条件下实际风险可能较高.总之,研究对公共健康和环境管理都有潜在的应用价值.     

官厅水库典型入库河流(洋河)表层沉积物重金属赋存形态特征

官厅水库曾是北京市重要的饮用水源地之一,洋河作为官厅水库重要入库河流,沉积物污染直接影响水库的水质安全.以洋河水系表层沉积物为研究对象,利用BCR三步连续提取法分析沉积物中Cd、Cr、Cu、Ni、Pb和Zn形态特征,并基于重金属形态的评价方法(次生相原生相分布比值法-RSP和风险评估指数法-RAC),评价了洋河水系表层沉积物中重金属的污染程度与风险水平.结果表明,在整体研究区域,6种重金属均以残渣态(B4态)为主,在次生相中(除B4以外的其他3种形态),Cd、Cu、Ni、Pb和Zn均以可还原态(B2态)为主,Cr以可氧化态(B3态)为主.在空间分布上,Cd在干流中游段和支流清水河段以B2态为主;Zn在干流中游段以B2态和弱酸提取态(B1态)为主,在支流清水河段以B2态为主.RSP结果表明,洋河水系表层沉积物中Cd和Zn为轻度污染,Cr、Ni、Cu和Pb无污染.但Cd和Zn在支流清水河段均为重度污染等级,其可能主要来源于区域化工原料及化学品制造行业.RAC结果表明,整体上洋河水系表层沉积物中Cd和Zn对水环境构成中等风险,Ni和Cu构成了低风险,而Cr和Pb基本无风险.     

北京官厅水库水体中挥发性有机物健康风险评价

为研究北京官厅水库水体中挥发性有机物对人体产生的潜在健康危害风险,从9个有代表性的采样点采集水样,用顶空气相色谱法测定了挥发性氯代烃的质量浓度,所检测的5种挥发性氯代烃的质量浓度总量为5.33～97.74 ng/L,同时讨论了其污染水平和分布特点.应用美国环境保护署(US EPA)的健康风险评价方法,对官厅水库水体中挥发性氯代烃通过食入和皮肤接触2种途径进入人体的危害进行了风险计算和初步评价. 结果表明:水库中各采样点的非致癌风险和致癌风险均未超标,从位于桑干河八号桥的6号采样点采集的水样中挥发性氯代烃的非致癌风险值达到10－4数量级,其余采样点的非致癌风险值均在10-5数量级;各采样点的致癌风险指数远远低于10－4的数量水平. 因此,初步认为目前官厅水库水体中挥发性氯代烃不会对人体产生明显的健康危害.      

典型小城市土壤重金属空间异质性及其风险评价:以临安市为例

城市土壤是城市生态系统不可分割的一部分,与城市居民的人体健康和生活质量密切相关.本研究以浙江省典型小城市——临安市为研究样区,共采集62个土壤表层样品(0~15 cm,样品采样密度:5个·km~(-2)),基于多元统计学、地统计学结合GIS技术研究该地区土壤重金属的污染特征、空间变异结构与分布规律.土壤重金属Mn全量、Cu全量、Zn全量、Pb全量、Cr全量、Cd全量的平均含量分别为439.42、42.23、196.80、62.55、63.65、0.22 mg·kg~(-1),与浙江省土壤背景值及环境质量标准相比较,这些重金属在临安市存在不同程度的累积,局部污染严重.单个重金属潜在生态风险危害指数表明,Pb的潜在生态危害指数最高.p H与大部分重金属全量以及重金属全量之间存在显著相关关系.研究区土壤Pb、Zn和Cu主要来自于城市交通运输工具的使用和尾气排放,而Mn和Cr主要来自于母岩,Cd主要由市区工厂的长期有害物质排放.研究区土壤重金属全量及其有效态均具有较强的空间自相关性[C_0/(C_0+C)50%],其空间分布特征受人为活动的影响极为明显.     

丹江口水库沉积物重金属背景值的确定及潜在生态风险评估

为研究丹江口水库表层沉积物中重金属的污染水平及潜在的生态风险,利用参考元素法,对丹江口水库表层沉积物重金属的背景值进行了确定,结果显示Cr、Ni、Cu、Zn、As、Cd、Hg和Pb的背景值分别为41.18、34、32.13、76.84、10.46、0.70、0.07和27.11 mg·kg~(-1).利用Hakanson潜在生态危害指数法对丹江口沉积物中重金属进行生态风险评估,结果表明,丹江口表层沉积物中8种重金属的潜在生态风险指数(RI)值在29.49~214.11,平均值为118.91,总体处于低风险水平;8种重金属污染系数排序为:CdHgZnCrPbNiAs=Cu,污染系数变化范围在0.22~2.96之间,平均值在1.05~1.31之间,处于中等偏低的污染状态,其中,Cd和Hg这两种危害性极大的元素污染系数稍高,平均值分别为1.31和1.24,值得进一步关注.     

高州水库表层沉积物重金属污染特征及生态风险评价

为全面了解高州水库(石骨库区和良德库区)表层沉积物重金属污染水平及其潜在的生态风险,在高州水库及其入库支流采集沉积物样品15个,分析Cu,Pb,Zn,Cr,Ni,Cd,Mn和As共8种重金属的含量水平及其分布特征.采用地累积指数(I_geo)、潜在生态危害指数(RI)及基于生物效应浓度的评价法,对高州水库及其支流表层沉积物重金属污染进行分析和评价.结果表明:高州水库及入库支流沉积物中重金属含量水平变动趋势基本一致,顺序依次为w(Zn)>w(Cr)>w(Pb)>w(Mn)>w(Ni)>w(Cu)>w(As)>w(Cd),w(Cd)和w(Cr)空间分布不均匀;地累积指数显示,8种重金属污染程度处于无污染至中度污染,污染程度强弱顺序为Zn>Cd>Cr>Ni>Pb≈Cu>Mn≈As;潜在生态风险指数显示,高州水库及其入库支流表层沉积物重金属污染处于中等生态危害程度;基于沉积物质量基准的评价结果显示,高州水库沉积物重金属对生物的急性毒性效应不明显.水库上游支流沉积物中重金属的毒性应引起有关部门重视.      

梅江流域清凉山水库沉积物重金属污染、生态风险评价及来源解析

水库沉积物是重金属等污染物重要的汇,在酸碱及氧化还原条件变化下沉积物存在污染物释放的潜在风险,释放到水环境中的重金属通过食物链的传递,对人类的健康造成威胁.据此,本文以梅江流域清凉山水库为研究对象,围绕沉积物重金属含量水平、形态分级、污染和潜在生态风险评价及污染溯源展开调查.结果发现,库区沉积物中重金属含量大小依次为溪田支流>坝前及库中心>新田-白水支流.沉积物重金属生物有效态占比差异较大,质量分数依次为:镉(Cd,89%)>铅(Pb,76%)>锌(Zn,54%)>铜(Cu,43%)>镍(Ni,28%)>铬(Cr,10%).采用地累积指数法开展重金属污染评价,采用潜在生态危害指数法开展重金属生态风险评价.地累积指数法显示,水库沉积物重金属元素污染程度依次为:Cd> Pb> Zn> Cu> Cr> Ni;潜在危害生态指数法显示,重金属潜在生态风险程度依次为:Cd> Pb> Cu> Ni> Zn> Cr,水库沉积物Cd的潜在生态风险最大,对生物影响最大.相关性分析和主成分分析结果表明,水库...     

密云水库入库河流沉积物重金属的风险评价

密云水库作为首都北京重要的水源地,了解其入库河流的重金属污染具有重要现实意义。文章在流入密云水库的潮白河水系选择了6个监测断面,测定了沉积物中Cu、Zn、Pb、Cr、Cd五种重金属的含量,并利用地累积指数法和Hakanson潜在生态风险指数法对沉积物重金属进行了生态风险评价,结果表明:(1)基于地累积指数法的评价表明研究区内5种重金属生态风险等级的排列顺序为Cd>Cr>Cu>Zn>Pb;(2)基于单项潜在生态风险指数的评价表明研究区内沉积物中Cu、Pb、Zn、Cr处于轻微等级,Cd则有不同程度的污染;该区域重金属生态风险等级顺序为Cd>Cu>Cr>Pb>Zn;(3)根据综合潜在生态风险指数,汤河怀柔区段处于中等风险等级;潮河、白河及黑河段的风险等级为轻微。     

丹江口水库新增淹没区农田土壤重金属生态危害评价

为研究丹江口水库新增淹没区农田土壤重金属污染状况,通过野外调查,采集169个土壤样品,分析了土壤中7种重金属(Cr、Cd、Pb、Ni、Zn、Cu、As)的污染特征和空间分布,并采用I_geo(地质累积指数)法对土壤重金属进行生态危害评价. 结果表明:w(Cr)低于河南省土壤环境背景值,w(Cd)、w(Pb)、w(Ni)、w(Cu)、w(As)、w(Zn)均高于河南省土壤环境背景值,其中,w(Cr)比河南省土壤环境背景值低18.90 mg/kg,w(Zn)比河南省土壤环境背景值高11.21 mg/kg,w(Cd)则为河南省土壤环境背景值的16倍. 空间分析表明,河南省淅川县、湖北省丹江口市附近的库区以及河南省九重镇、盛湾镇库周的土壤重金属质量分数较高,而其余区域较低;I_geo法评价结果表明,Cd是丹江口水库新增淹没区主要的污染元素,Cr、Pb、Ni、Zn、Cu、As则处于无污染水平.      

山美水库沉积物重金属污染状况及风险评价

为了解泉州市山美水库沉积物重金属空间分布及污染水平,采用电离子耦合法(ICP-MS)测定了库区20个采样点不同分层的67个沉积物样品的w(As)、w(Zn)、w(Cd)、w(Pb)、w(Cu)、w(Cr),并采用地累积指数法和潜在生态危害指数法进行了库区重金属污染程度及生态风险的评价. 结果表明,Cd是山美水库最主要的重金属污染物,不同分区分层w(Cd)平均值为0.24~0.49 mg/kg,受人为活动影响较大.不同分区w(Cd)存在差异,污染层的Ⅰ区、Ⅱ区显著高于Ⅲ区(P<0.05). Pb和Cu虽有累积但污染情况较轻. 重金属污染来源主要为入库河流承接的沿程生活、工业及农业污染物,部分来源为周边村庄的生活及农业污染物. 地累积指数法评价结果显示,山美水库各重金属元素的平均污染程度由强到弱依次为Cd(轻度污染)>Cu(清洁)>Pb(清洁)>As(清洁)>Zn(清洁)>Cr(清洁). 潜在生态风险结果显示,6种元素中,Cd的生态风险为“强”,其他重金属则是低或无生态风险. 研究显示,在开展底泥疏浚工作中,疏浚深度的确定应综合考虑沉积物氮、磷及重金属污染状况,并需在底泥堆场采取防渗措施避免重金属对土壤及地下水产生二次污染.