喀斯特高原石漠化治理示范区土壤和农作物重金属含量特征

通过采集贵州毕节撒拉溪石漠化治理示范区土壤和主要农作物样品,分析了土壤和农作物样品中重金属Cr,Co,Cu,Cd,Pb,Zn,As和Ni含量,采用富集因子评价了土壤中重金属的污染状况,并分别采用潜在生态风险指数(RI)和生物富集系数评价了示范区土壤重金属的潜在生态风险和农作物对重金属的富集特征.结果表明,示范区土壤中C...     

稻米食物链中放射性核素的分布和转移

本文研究有关稻米食物链中放射性核素的分布和转移的几个问题:放射性核素从土壤到大米的转移系数;土壤和大米的铀镭平衡系数;大米放射性含量与稻谷品种的关系;稻米与稻糠中的放射性含量比;收晒碾打过程中大米的放射性污染;食用前水淘洗引起大米放射性含量的变化。     

甘肃省陇东塬区土壤及农作物中微量元素的分布特征

通过测定甘肃省陇东塬区马岭、西峰和华庆油田区土壤以及小麦、苹果、油菜中Cu、Ni、Cd、Pb、Cr、Zn等6种微量金属元素质量分数,研究塬区土壤中微量元素的空间分布特征及其在植物体内的转移、富集能力.结果表明:塬区土壤中w(Zn)明显高于其他5种元素,其平均值达111.64 mg/kg;w(Cd)最小,在1.64～3.38 mg/kg之间;其余4种元素(Cr、Pb、Ni、Cu)质量分数在20～70 mg/kg之间.当地主要农作物对土壤中微量元素的富集系数均小于1,富集能力一般,其中根部的富集能力相对较大,地上部位均较小.      

雄安新区企业周边农田土壤-作物系统重金属污染风险及累积效应

为评估雄安新区企业密集区工业生产经营活动对其周边农田土壤和农作物中重金属污染风险的影响程度,系统分析企业周边农田区小麦籽实及其根系土壤重金属含量特征与超标情况,利用地累积指数(Igeo)和潜在生态风险指数(RI),采用主成分分析和相关分析等统计方法开展重金属污染风险评估和源解析.结果表明,根系土壤96.67％的样品存在1种以上重金属含量超出农用地土壤污染风险筛选值(GB 15618-2018),小麦籽实96.67％的样品Pb含量和16.67％的样品Cd含量超出食品安全国家标准(GB 2762-2017).根系土壤Cd和Pb污染相对严重,Igeo呈中～重污染以上等级状态的样品数占比分别为83.33％和53.33％,Cu、Hg和Zn处于轻污染和中污染状态的样品数占比90％以上,As和Ni呈现轻污染状态,Cr处于无污染状态.根系土壤样品RI介于212.69～1 022.69之间,73.33％的样品RI为强生态风险等级,Cd潜在生态危害最大,其次为Hg和Pb元素.土壤重金属Cd、Zn和Cu的富集主要受周边企业生产活动的影响,As、Hg和Pb除受企业生产活动因素影响外,还可能受汽车尾气、燃煤等人为源影响,Cr和Ni主要受自然地质背景因素影响.企业周边农田土壤-农作物系统重金属元素的累积与其距离企业距离(H)均呈负相关关系,距离企业越近,周边土壤-农作物系统重金属元素累积效应越显著.     

新疆喀什市城乡交错带耕地土壤重金属污染风险评价

从新疆喀什市城乡交错带采集20个耕地土壤样品,测定其中Cd、Cr、Ni和Pb等4种重金属元素的含量。采用内梅罗污染指数(NPI)、潜在生态风险指数(RI)、生态风险预警指数(IER)以及健康风险评价模型,对耕地土壤重金属的污染及生态、健康风险进行评估。结果表明:1)研究区耕地土壤Cd、Cr、Ni和Pb平均含量分别超出新疆灌耕土背景值的3.25,1.55,1.1,1.29倍,Cd呈现中度污染,Pb、Cr和Ni呈现轻度污染,NPI呈现重度污染。2)各重金属元素单项生态风险指数平均值从大到小依次为:Cd>Pb>Cr>Ni,均处于轻微风险水平。耕地土壤RI呈现轻微生态风险,IER呈现中等预警态势,Cd对NPI和RI的贡献较大,是耕地土壤主要的污染因子。3)耕地土壤4种重金属通过3种暴露途径的非致癌风险熵(HQ)与非致癌风险指数(HI)均小于安全阈值范围,属于可接受风险水平。Cr是最主要的非致癌风险因子,研究区耕地土壤中Cr对人体的健康风险应当引起重视。     

新疆和硕绿洲农田土壤重金属污染及生态风险

新疆和硕绿洲采集82个耕地土壤样品,测定其中As、Cd、Cr、Cu、Mn、Ni、Pb和Zn等8种重金属元素的含量。采用地统计法、污染负荷指数(PLI)和潜在生态风险指数(RI)评估农田土壤重金属污染和潜在生态风险,并讨论重金属主要来源。结果表明:(1)和硕绿洲农田土壤所有重金属元素含量平均值均未超出国家二级标准的限值,Cd、Cr、Ni、Pb和Zn含量的平均值分别超出新疆灌耕土背景值的2.0、1.51、1.18、2.13和8.47倍。(2)农田土壤Cd与Zn呈现中度污染,Cr、Cu、Ni和Pb轻度污染,Mn轻微污染,As无污染。研究区PLI平均值呈现轻度污染。(3)各重金属元素单项生态风险指数从大到小依次为:Cd、Ni、As、Cu、Cr、Zn与Pb。农田RI平均值属于轻微生态风险。重金属元素含量、污染与生态风险空间分布格局各不相同。(4)和硕绿洲农田土壤As、Pb和Zn主要受到人为因素的影响,Cr、Cu、Mn和Ni主要受到土壤地球化学作用的影响,Cd受人为污染和自然因素共同影响。Cd是研究区农田土壤主要的污染因子之一,对农田土壤污染及潜在生态风险的贡献较大,农田土壤Cd污染值得关注。     

开都河下游绿洲耕地土壤重金属污染及潜在生态风险

开都河下游绿洲采集98个耕地土壤样品,测定其中As、Cd、Cr、Cu、Mn、Ni、Pb和Zn等8种重金属元素的含量.基于地统计法,污染负荷指数法和潜在生态风险指数法研究耕地土壤重金属污染和潜在生态风险,并对重金属的来源进行讨论.结果表明:(1)研究区Cd含量平均值超出《国家土壤环境质量标准》中Ⅱ级标准的11.08倍.Cd、Cr、Ni、Pb和Zn含量的平均值分别超出新疆灌耕土背景值的55.42、1.32、1.36、3.40和5.14倍.重金属元素空间分布各不相同,部分区域出现高值区,表明人类活动对耕地土壤环境具有负面效应.(2)研究区耕地土壤Cd呈现重度污染,Pb呈现中度污染,Cr、Cu、Ni和Zn呈现轻度污染,As和Mn呈现无污染态势.Cd是污染面积最大,污染程度最高的元素.研究区污染负荷指数PLI的平均值为1.68,呈现轻度污染.(3)各重金属元素单项生态风险指数(E)的平均值从大到小依次为:Cd、Ni、As、Cu、Pb、Cr与Zn.研究区综合生态风险指数(RI)的平均值为355.31,属于较强生态风险.(4)研究区耕地土壤As、Cd、Pb和Zn主要受到人类活动的影响,Cr、Cu、Mn和Ni主要受到土壤地球化学特征的控制.Cd是研究区耕地土壤主要的污染因子,对PLI和RI的贡献很大,耕地土壤中Cd污染必须关注.     

典型铅锌矿区耕地土壤团聚体重金属含量与农作物含量相关性及其风险评价

土壤团聚体重金属对生态环境产生的危害不容忽视.为考察农作物与土壤团聚体重金属之间的相关性及可能产生的风险,以贵州都匀马坡铅锌矿段菜园河铅锌矿区农作物为例,研究土壤团聚体重金属的分布状况和农作物对土壤团聚体重金属的富集特征.采用Pearson相关性分析农作物与耕地土壤不同粒径团聚体重金属之间的关系,同时分别采用生态危害指数(RI)法和危险商值(HQ)法研究不同粒径土壤团聚体重金属污染物的生态风险和农作物重金属对人群的健康风险.结果表明:①土壤团聚体Cd含量随粒径减小而逐渐增加,而Pb和Zn含量在不同粒径团聚体中表现为:0.25～0.5 mm＞0.053～0.25 mm＞0.5～1 mm＞2 mm＞0.053 mm;②叶菜类、果菜类和籽粒类农作物对土壤重金属的富集能力大小均为:Cd＞Zn＞Pb;③Pearson相关性分析表明籽粒类可富集各粒径团聚体中的Pb并转移到籽实中,籽粒类中的Zn主要来源于粒径＞1 mm的团聚体,而且各种农作物同时富集土壤团聚体多种重金属可产生拮抗作用;④土壤团聚体粒径越小总潜在生态风险越大,相同粒径土壤团聚体重金属生态风险的大小顺序为:Cd＞Pb＞Zn,而且研究区中叶菜类和果菜类农作物中Pb对儿童健康风险极高.     

煤矸石山覆土体系重金属污染特征及生态风险评价

长期堆积的煤矸石会在雨水淋滤、地下水浸泡下释放重金属元素,随着水流向周边土壤扩散的同时,也会在土壤毛细作用及植物根系活动作用下向上层覆土迁移,对土壤质量产生影响。以宁夏宁东某矿矸石山为研究对象,分析矸石山不同深度覆土及周边0~200 m土壤环境中Cu、Zn、Pb、Cr、Cd、As、Mn、Ni元素的空间分布特征,探究土壤环境质量现状,并综合评估土壤生态风险。研究表明:Cr是研究区的主要污染因子,矸石山覆土有86.36%的采样点位Cr含量超过原土,矸石山周边表层、深层土壤分别有100%、50%的采样点位Cr含量超过对照点土壤背景值;煤矸石中有毒重金属元素向覆土有一定的迁移性,且与煤矸石层接触的土壤中重金属元素富集明显;煤矸石粉尘扩散是周边土壤中重金属元素富集的主要途径,其显著影响范围在矸石山10 m内;矸石山周边土壤潜在生态危害指数(RI)为40.80~63.31,污染程度均为轻微,矸石山覆土潜在生态危害指数(RI)为44.83~70.54,仅有1个点位污染程度达到中等。     

西南高镉地质背景区农田土壤与农作物的重金属富集特征

为探明高地质背景区农田土壤与农作物系统中重金属富集与转运特征,通过对采自重庆黑色岩系高镉地质背景区的土壤和农作物样品进行分析,并与其他典型黑色页岩区域进行对比研究.发现研究区部分农田土壤pH极低; Cd、Cr、Ni和Zn显著富集.土壤样品Cd的超标率为100%,其次为Cr和Ni,91. 3%的土壤样品Cd污染级别为严重污染及以上.土壤Zn、Cu、Cr和Ni的残渣态占比为80%以上,Cd和Pb较低;弱酸提取态Cd占比27. 0%±6. 4%,Zn和Ni次之.黑色岩系母质风化导致研究区土壤重金属富集,Cd是区域内的特征污染元素,其生物有效性较高,并易于在农作物中富集. Cd的转运系数高于其他元素,农作物中Cd的富集和污染程度最高,特别是叶类蔬菜,平均Cd含量(干重)高达11. 5 mg·kg~(-1),不适于种植和食用;部分农作物Cr超标,存在一定风险.因此,有必要对研究区农田土壤进行污染等级划分,实行科学管控,并进行农作物种植结构调整,以保障当地人群健康.     

锌冶炼区耕地土壤和农作物重金属污染状况及风险评价

对贵州省某典型锌冶炼区耕地土壤和主要谷类农作物(稻米、玉米和小麦)进行取样调查,测定了土壤和谷类农作物中重金属Pb、Cd、Zn和Cu的含量,采用单因子污染指数和综合污染指数法评价了土壤和作物籽粒中重金属的污染状况,并分别采用潜在生态风险指数(RI)和危险商(HQ)法评价了土壤重金属污染的潜在生态风险程度和作物中重金属对成人和儿童的健康风险.结果表明:(1)冶炼区耕地土壤受到了重金属不同程度的污染,污染程度排序:玉米地水稻田小麦地,且CdCuZnPb,内梅罗综合污染指数分析结果表明,玉米地污染程度为重污染,水稻田和小麦地为轻污染,且均以Cd对综合指数的贡献最大;(2)土壤Cd存在极强生态风险,4种重金属潜在生态危害大小顺序为:CdPbCuZn;生态风险指数(RI)研究结果表明,研究区处于轻微、中等、强的和很强的生态风险程度的采样点比例分别为1.41%、21.1%、35.2%和42.3%.(3)冶炼区农作物稻米中重金属Pb、Cd、Zn、Cu的平均含量分别为0.145、0.017、16.97和2.704 mg·kg~(-1);玉米中重金属Pb、Cd、Zn、Cu的平均含量分别为0.094、0.055、26.81和4.464 mg·kg~(-1);小麦中重金属Pb、Cd、Zn、Cu的平均含量分别为0.048、0.085、35.37和5.426 mg·kg~(-1).(4)研究区稻米、玉米和小麦均存在重金属超标现象,重金属污染程度为小麦最重,稻米和玉米的污染程度相当,稻米和玉米污染等级均为安全,小麦处于警戒线.(5)各重金属元素每日摄入量均低于美国环保署的参考暴露剂量,安全性较好,但食用该区域谷类农作物引起复合重金属污染对成人和儿童均存在健康风险.(6)耕地土壤重金属含量与谷类农作物可食部分重金属含量间无明显相关性.     

土壤重金属污染风险筛选值划分方法:以Cd为例

《土壤环境质量农用地土壤污染风险管控标准(试行)》(GB 15618-2018)给出了我国土壤环境质量的风险筛选值,但由于不同地区土壤组分及理化性质等方面的差异,使得该值对某些地区存在局限性.基于《食品安全国家标准食品中污染物限量》(GB 2762-2017)中给出的农作物中污染物的限值,以渝东南主要农耕区土壤中Cd为例、元素生物有效态的含量为基础划分建议筛选值.此方法可为重金属生物有效性较高、较低或Se元素含量丰富等典型地区完善土壤重金属及健康元素阈值提供借鉴和参考.     

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...     

某区生活垃圾焚烧发电厂周边及厂区内土壤中重金属元素的污染特征及评价

为了解与评价生活垃圾焚烧电厂周边土壤重金属元素的污染状况,按照点源扇形布点原则,在生活垃圾焚烧电厂周边和厂区内布点采样,以远离电厂区域为对照点,共采集29个土壤样品,分析检测了Cr、Mn、Ni、Cu、Zn、As、Ag、Cd、Hg和Pb等10种重金属元素的含量.结果显示,生活垃圾焚烧发电厂周边和厂区内土壤中各重金属元素的含量水平均满足国家《土壤环境质量》(GB 15618-2018)和(GB 36600-2018)中土壤污染风险筛选值要求;仅有Mn、Cu和As的平均含量高于安徽省土壤平均背景值,其中As是背景值的1. 03倍,Cu是1. 07倍;与对照点对比,Cr、Ni、Cd、Cu和As含量低于对照点,差异有统计学意义(P≤0. 05).电厂周边土壤中Hg在空间分布上的差异较明显,其余重金属元素空间分布差异不明显、呈现较均匀,在常年主导下风向和次主导下风向500 m土壤中最高,之后随着距电厂的距离增大而逐渐下降,最后低于对照点的水平.电厂周边和厂区内土壤中各重金属元素的污染程度为轻度污染,内梅罗综合污染指数(PI)为1. 1～1. 2,对照点也为轻度污染(PI为1. 5);潜在生态风险为轻微,多种重金属元素的综合潜在生态风险指数(RI)为60. 2～67. 7,Hg和As对RI的贡献率较大,对照点为中等生态危害(RI为116. 8).基于主成分分析的结果,综合考虑土壤中各重金属元素的含量和空间分布特征以及相关性分析和聚类分析结果,将10种重金属元素分为3类:①Ni、Cr、As和Mn;②Cu、Zn、Ag、Cd和Pb;③Hg.其中Ni、Cr、As和Mn来源主要受土壤母质影响; Cu、Zn、Ag、Cd和Pb来源主要受土壤母质和多种人类活动共同影响; Hg则很可能源于生活垃圾焚烧烟气的扩散沉降及其在土壤中的累积.在研究表明,生活垃圾焚烧发电厂周边和厂区内表层土壤中Hg具有独特的环境污染特征,在生活垃圾焚烧发电厂周边的土壤重金属污染调查中,Hg污染应受到重点关注.     

不同因素对土壤中卡巴呋喃吸附作用的影响

本文主要研究了在两种不同类型的土壤中,可交换阳离子(H~+和Na~+)、高压灭菌、有机物、阳离子和阴离子表面活化剂,以及温度对卡巴呋哺吸附作用的影响。所有处理效果处理的吸附等温线与弗罗因德利奇方程相符合,而且等温线呈S形。在所有的情况下,Jhansi红色肥沃红壤被吸附的卡巴呋哺的数量高于pilibhit沙质肥沃土壤,这与土壤中有机物的含量、粘土的含量、CaCO_3的含量、表面积、以及阳离子交换的能力是密切相关的。这两个地方土壤的吸附作用是遵循以下顺序的:H土壤—→Na土壤—→25℃的自然土壤—→高压灭菌土壤—→去除有机物质的土壤—→阴离子表面活化剂—→50℃的自然土壤,而吸附作用与弗罗因德利奇(Freundlich)常数K和分布系数kd的值相一致。Jhansi和pilibhit两种土壤的粘土和有机物的卡巴呋喃吸附容量也是由kom和K_C值计算获得的。实验发现卡巴呋喃的吸附作用与粘土含量的关系比土壤中有机物含量更密切。在吸附等温线的基础上,计算了不同的热力学参数,如热力平衡系数K,标准自由能变化(ΔG°),标准热函变化(ΔH°)和标准熵变(ΔS°)等等,从而预测了等温线的特性。     

湖南香花岭某钨矿区土壤中重金属的污染特征及生态风险研究

为研究湖南香花岭某钨矿区土壤中重金属的污染特征及生态风险,使用ICP-OES、LC-AFS测试了35个土壤样品中7种重金属元素(Cr、Cd、Pb、Zn、Cu、As、Hg)的含量,以及土壤中pH值和有机质含量,并采用单因子污染指数法、内梅罗污染综合指数法和Hakanson潜在生态风险指数法对研究区土壤中重金属的污染特征及潜在生态风险进行了分析。结果表明:研究区土壤中重金属Pb、Zn、Cu、As受人类活动的影响较大,除Cr外均存在严重污染的现象;研究区土壤的平均综合污染指数为191,达到重度污染水平,造成土壤污染的主要来源为采矿及农业活动;在研究区钨矿、河流附近土壤中重金属呈现高度富集的现象,土壤中pH值与重金属Cr、Cd、Hg具有显著正相关关系(p0.01);研究区土壤的平均综合潜在生态风险指数为515.2,属于强生态风险水平,钨矿和河流附近土壤为很强生态风险(RI600),且土壤的生态风险程度随着与河流距离的增加而降低,交通道路两旁、农田土壤为强生态风险(RI300),废石堆附近土壤主要为中等生态风险(RI150),其中研究区土壤的生态风险以As和Cd为主。     

基于总量及形态的土壤重金属生态风险评价对比:以龙岩市适中镇为例

以龙岩市适中镇为例,在蓝田-洋东一带采集110个表层土壤样品和61件农作物样品,测试了其中重金属元素Pb、Cd、As的总量,分析了土壤中3种重金属的形态分布规律,结合研究区特定农作物吸收重金属的特征,以重金属赋存形态及其生物可利用性为评价指标,根据地球化学统计学分析原理,建立了基于形态的土壤重金属生态风险评价的新方法,利用新方法评价了土壤重金属的生态风险,并与传统的潜在生态风险指数法(RI)的评价结果进行了对比.结果表明,蓝田-洋东一带的土壤重金属是以自然地质成因为主,人为干扰作用较弱的典型区域.全区基本无重金属Pb、As污染,Cd是最主要的污染因子,污染强度较低.Pb、Cd、As主要以残渣态形式赋存,除残渣态以外的4种生物可利用形态的占比排序为Cd(53.28%)Pb(43.28%)As(30.71%).工作区土壤重金属总量-形态-作物吸收量三者之间的相关分析和回归分析表明,土壤重金属的总量与活动性高的离子交换态、碳酸盐结合态等形态的相关度低,甚至表现为非线性相关关系.离子交换态是对薏米和水稻吸收重金属Pb、Cd、As影响最大的形态.从生物可利用的角度来说,基于形态的生态风险评价新方法相比于传统的基于总量的潜在生态风险方法,评价结果更加准确.     

西安市郊土壤-麦、面系统放射性核素的转移特点及产生的剂量

前两文我们已采用Ge(Li)γ谱和Ge(Li)反康普顿γ谱分析技术,对西安市郊24个农村人民公社的荒地和耕地土壤以及小麦、面粉中的主要天然放射性核素和裂变核素进行了分析。获得了土壤、小麦和面粉中放射性核素的含量,给出了24个公社土壤、小麦和面粉中主要放射性核素浓度的平均水平以及随地域的分布图。然而,这是不够的。更重要的是要研究这些放射性核     

金属矿区周边农田土壤与农作物重金属健康风险评估

为探明金属矿区周边农田土壤与农作物重金属污染特征与人体健康风险,通过对矿区周边农田土壤和农作物进行样品采集并分析测定其Cd、Pb和As等重金属含量,采用地累积指数法、富集系数法和综合潜在生态风险指数法,研究土壤和农作物重金属的污染特征与综合潜在生态风险,采用蒙特卡罗模拟法进行土壤和农作物重金属的健康风险评估.结果表明,凉桥村土壤重金属污染主要是Cd、As和Pb,分别有100%、100%和75%以上土壤样品超过农田土壤筛选值（GB 15618-2018）,农作物中Cd、Pb、As、Cr和Ni这5种重金属的含量,均超标《食品安全国家标准食品中污染物限量》（GB 2762-2017）严重;地累积指数和富集系数表明Cd和As污染严重,综合潜在生态风险指数（RI）普遍高于600,具有极高生态风险,其中Cd、As和Pb贡献最大,贡献率分别为77.8%、14.4%和3.1%.健康风险评估表明,凉桥村居民通过摄入农作物以及误食土壤造成较高的致癌风险（致癌风险>10-6）以及非致癌健康风险（危害商值>1）;蒙特卡罗模拟人群健康风险分析显示,凉桥村土壤重金属污染暴露途径下具有较高致癌与非致癌风...     

辽河平原土壤背景值区域特征及分布规律

本文对辽河平原各土类、亚类、土属、区域土壤背景值含量范围和区域特征进行了探讨,并列出该区土壤元素间相互关系回归方程和相关矩阵,研究结果表明:(1)该区多数土壤元素含量处于世界土壤元素含量的下限;(2)土壤变异系数多为30—50%;(3)各剖面中元素迁移系数为0.9—1.0;(4)土壤元素背景值分布规律为东南部大于西、北部。