我国市郊农田重金属污染研究进展

农田土壤和蔬菜重金属污染与人类生活息息相关。该本文从我国市郊农田土壤重金属污染现状、土壤重金属检测方法、蔬菜重金属污染现状及土壤、蔬菜重金属评价方法和成因分析等方面概述了市郊农田重金属污染状况研究进展,为进一步开展农田和蔬菜重金属污染研究提供参考依据和经验借鉴。     

典型流域农田土壤重金属污染特征及生态风险评价

采用野外采样和室内分析相结合的方法,以原有工业污染较严重的某流域农田表层土壤为研究对象,分析了土壤中重金属Hg,Cr,Cd,As,Pb,Cu,Zn和Mn的含量及污染特征,并采用地累积指数法和潜在生态危害指数法对农田土壤重金属污染进行了生态风险评价. 结果表明:研究区农田土壤中各元素的含量均高于背景值,仍存在一定程度的污染,其污染程度由强至弱依次为Cd＞As＞Zn＞Cu＞Pb＞Cr＞Hg＞Mn;研究区农田土壤存在较高的潜在生态风险,在8种重金属中镉的风险指数最高. 表明流域内历史工业污染对农田土壤环境仍具有一定的生态危害性.      

农村土壤重金属污染检测与评价研究

随着中国近些年来的发展进程不断加快,农村经济水平的不断提升,中国的农村环境的污染问题也引起了社会各界人士的广泛关注。针对河南省的土壤重金属污染问题展开分析,采用土壤多因子综合污染指数评估方法,结合河南省5个县区的测量数据对农村土壤重金属污染进行了有效检测和评估,检测结果表明河南省优质农产品土壤受到的重金属污染比较少,该方法的实施能够为预防土壤重金属污染、保护农村环境,提供可参考的理论依据和实践意义。     

某铀尾矿库周围农田土壤重金属污染与评价

为能够定量评价铀尾矿库周围农田土壤重金属污染程度,采用地积累指数和内梅罗污染指数2种方法相结合来进行土壤中重金属污染综合评价。研究结果表明,铀尾矿库周围部分农田土壤中重金属Cd、Ni、As、Cu、Hg、Zn含量存在积累和超标情况,尤以Cd的超标率最大,Ni和As次之;Pb、Cr含量能够满足标准限值要求。总体上,铀尾矿库周围农田土壤中未受重金属污染(清洁、尚清洁)、轻度污染的分别约占1/3;土壤受重金属中度污染占21.4%,重污染占12.2%。主要污染因子为Cd,其次是Ni和As,该区大部分土壤环境质量未受到Cr、Pb、Cu和Zn的影响。铀尾矿库周围土壤正以Cd、Ni、As等重金属复合污染的形式出现积累,应加强对铀尾矿库周围农田土壤重金属的污染防治。     

基于Monte-Carlo模拟的湖南省典型工厂周边农田土壤重金属区域潜在生态风险特征及来源解析

为探究湖南省典型工厂周边农田土壤重金属的污染特征、生态风险和来源,以氟化工厂、皮革工厂和电镀工厂为研究对象,分析其周边农田土壤中8种重金属的污染特征,利用地累积指数和潜在生态风险指数对重金属污染进行评估和风险评价,利用相关性分析、聚类分析和主成分分析对重金属污染来源进行解析,利用Monte-Carlo模型对于区域生态风险进行概率风险评估.结果表明,土壤中主要污染元素为Cd和Zn,其均值为背景值的4.46和2.73倍;3个典型工厂周边土壤中Zn处于轻度污染水平,氟化厂周边土壤中Cd处于偏中度污染水平;典型工厂周边土壤中重金属主要来自自然源、工业活动源（“三废”排放、矿产挖掘、金属冶炼等活动）和交通源.潜在生态风险评价结果表明,氟化厂周边土壤中重金属污染的生态风险处于高风险等级,皮革厂和电镀厂生态风险处于较高风险等级,Cd是主要贡献元素.Monte-Carlo概率生态风险评价结果降低了确定性评价的不确定性,可为区域实现精准风险管控提供科学依据.     

湖南省地块尺度土壤重金属污染及成因研究

准确评价地块尺度的农田重金属污染状况及识别土壤重金属污染成因对农田土壤生态保护具有重要的实践价值。经长株潭重金属污染耕地修复综合治理试点调查发现,湘潭县部分远离工矿企业的地块存在成因未明的重金属Cd污染,文章选取湘潭县Y镇某Cd污染水田地块为研究对象,通过测定土壤中重金属含量,基于内梅罗污染指数法和UNMIX模型,评估土壤重金属污染状况,识别其污染成因。结果表明：（1）研究区生态环境整体处于中等风险状况,水田土壤中元素Ni、Cr、Pb、Zn、Cd、Hg、As的含量均值分别达到了湖南省土壤环境背景值的149%、158%、246%、144%、554%、274%、135%,以农用地土壤污染风险筛选值作为标准,Cd的点位超标率达到了45.83%,综合污染指数达到了2.27,污染较为严重;（2）UNMIX模型对地块尺度的农田重金属污染源解析问题具有适宜性。Ni、Cu、Cr、Pb、Hg、As含量变化主要受土壤自身理化性质的影响,而土壤中Zn、Cd主要来源于人为活动,无序的农业投入是造成Cd污染异常的主要原因。     

锰矿区周边农田土壤重金属污染特征、来源解析及风险评价

为了解锰矿周边农田土壤重金属污染和生态风险情况,采集某矿区周边174份农田土壤样品,分析了土壤中8种重金属(Cu、 Zn、 Pb、 Cr、 Ni、 Mn、 As和Hg)的含量,采用主成分分析(PCA)和正定矩阵因子分解模型(PMF)分析土壤重金属的来源,通过单因子污染指数法、地累积指数法、潜在生态风险指数法和人体健康风险评价模型评价土壤重金属生态环境风险.结果表明,研究区农田土壤Cu、 Zn、 Cr、 Ni、 Mn和Hg含量的均值均高于贵州省土壤背景值,100%样本Zn和38.86%样本Cu均超过农用地土壤污染风险筛选值.源解析显示农田土壤重金属的主要来源为矿业开采排放源,其次为农业活动和交通运输混合源、自然源和农业活动源.风险评价结果表明,土壤中Ni、 Cr、 Pb和As属于清洁水平,Hg和Cu属于轻度污染水平,Zn属于偏中度污染水平,Mn属于偏重污染水平.Cu、 Zn、 Pb、 Cr、 Ni、 Mn和As存在轻微潜在生态风险,Hg存在强潜在生态风险.研究区整体存在强潜在生态风险,8种重金属存在致癌风险和0～5岁儿童非致癌风险,主要贡献因子分别是Cr和Mn.     

生物质炭对土壤-植物系统重金属迁移转化的影响机制

中国土壤重金属污染严重,给人居环境和人体健康带来严重威胁,如何修复被重金属污染的农田土壤,实现农业安全生产成为当前农学和环境科学领域关注的焦点问题。近年来,生物质炭改善农田环境质量,减缓农业温室气体排放方面的报道不断涌现,生物质炭也常被用于重金属污染农田土壤的生态修复。结合生物质炭的理化特性,综述了生物质炭影响土壤-作物系统重金属迁移转化的可能理论机制,分析了生物质炭修复重金属污染土壤效果的影响因素,并从生物质炭应用的环境风险和效益评价、制备技术和装备研发、修复重金属污染土壤理论和技术等方面提出了未来该领域应该加强的研究方面。     

中国农田土壤重金属空间分布特征及污染评价

土壤是农业生产过程中不可或缺的自然资源,掌握农田土壤重金属的空间分布特征及污染水平,对于农田生态系统安全及人类健康具有重要意义.基于2002年来中国各行政区农田土壤重金属实测数据,探讨了农田土壤Cr、Cd、Pb、Zn、Cu、As和Hg等7种重金属的空间分布特征,并采用地累积指数法对污染状况展开评价.结果表明中国农田土壤重金属的空间分布特征差异较为明显,南方农田土壤重金属含量明显高于北方;平均值统计结果表明,湖南、云南、贵州、四川、福建、广西以及上海的农田土壤重金属含量较高;污染评价结果显示7种重金属的污染程度大小依次为CdHgPbCuZnAsCr,其中福建、广东、海南、浙江、湖南、陕西、甘肃、河南、重庆、山西、天津、内蒙古和安徽的富集程度较高.     

浙江平湖农田土壤安全质量评价

以Al元素作为标准化元素求得平湖地区农田土壤重金属基线值,用单因子指数法进行土壤质量评价,结果表明该地区表层土壤均受到不同程度的轻微重金属污染,6%土壤为中度Hg污染;内梅罗综合污染指数显示土壤作物已经受到了污染,但程度不严重.     

喀斯特地区农田土壤重金属污染及其对人体健康的危害

农田土壤重金属污染事件在全国各地频频发生.贵州等喀斯特地区因其特殊的地貌形态、脆弱的生态环境以及不合理的人类活动导致土壤重金属污染严重.本文综述了喀斯特地区农田土壤重金属污染现状,分析了重金属污染对人体健康造成的危害,提出加强立法和执法,强化对各类工矿企业的清洁生产审核力度,以避免和减少污染发生;对重金属污染严重土壤采用生物修复技术等手段来逐步恢复.     

太滆运河流域农田土壤重金属污染特征与来源解析

为探明太滆运河流域农田土壤重金属污染分布特征及主要影响因素,保证土壤环境质量及农产品安全.采集并分析了太滆运河流域118个农田表层土壤样品中Cr、Hg、As、Cu、Zn、Ni、Pb和Cd等8种重金属元素含量.以太湖流域土壤背景值为评价标准,利用单因子指数和内梅罗指数评价土壤重金属污染状况,利用多元统计分析与地统计分析相结合的方法,对土壤重金属空间分布及来源进行解析.结果表明:8种重金属元素(Cr、Hg、As、Cu、Zn、Ni、Pb和Cd)的平均含量分别为63. 25、0. 25、7. 83、35. 24、77. 25、31. 48、38. 37和0. 16 mg·kg~(-1),除Cr和As外,其余元素含量均超过太湖流域土壤背景值.土壤样点重金属含量多低于国家农用地土壤污染风险筛选值.内梅罗综合指数显示87. 29%样点的土壤重金属呈现轻度污染,5. 93%样点呈现中度污染,6. 78%样点呈现重度污染,整体已经超过警戒值,处于轻度污染状态.流域农田土壤中Hg、Cu、Zn、Pb和Cd受到农业活动和大气沉降的共同影响; Cr和Ni则受成土母质以及工业生产活动的共同影响; As则主要来源于成土母质.     

Assessment and mapping of environmental quality in agricultural soils of Zhejiang Province, China

Heavy metal concentrations in agricultural soils of Zhejiang Province were monitored to indicate the status of heavy metal contamination and assess environmental quality of agricultural soils. A total of 908 soil samples were collected from 38 counties in Zbejiang Province and eight heavy metal （Cd, Cr, Pb, Hg, Cu, Zn, Ni and As） concentrations had been evaluated in agricultural soil. It was found 775 samples were unpolluted and 133 samples were slightly polluted and more respectively, that is approximately 14.65% agricultural soil samples had the heavy metal concentration above the threshold level in this province by means of Nemerow＇s synthetical pollution index method according to the second grade of Standards for Soil Environmental Quality of China （GB15618- 1995）. Contamination of Cd was the highest, followed by Ni, As and Zn were lower correspondingly. Moreover, Inverse Distance Weighted （IDW） interpolation method was used to make an assessment map of soil environmental quality based on the Nemerow＇s pollution index and the soil environmental quality was categorized into five grades. Moreover, ten indices were calculated as input parameters for principal component analysis （PCA） and the principal components （PCs） were created to compare environmental quality of different soils and regions. The results revealed that environmental quality of tea soils was better than that of paddy soils, vegetable soils and fruit soils. This study indicated that GIS combined with multivariate statistical approaches proved to be effective and powerful tool in the mapping of soil contamination distribution and the assessment of soil environmental quality on provincial scale, which is beneficial to environmental protection and management decision-making by local government.     

PCA-APCS-MLR和地统计学的典型农田土壤重金属来源解析

人类活动往往会增加表层土壤重金属含量,进而影响了区域土壤重金属的精确定量与评估.为系统研究浙江省西部石煤矿山周边典型农田土壤重金属污染源的空间分布特征及其贡献率,采集并分析了耕地表层土壤样品和农产品中Cd、 Hg、 As、 Cu、 Zn和Ni等重金属,重点探讨各元素地球化学特征并对农产品进行生态风险评价.采用相关性分析、主成分分析(PCA)和绝对主成分得分-多元线性回归受体模型(APCS-MLR),解析了该地区土壤中重金属污染的来源和源贡献率,并采用地统计学分析法对土壤中Cd、 As的空间分布特点进行了分析.结果表明,研究区内6种土壤重金属(Cd、 Hg、 As、 Cu、 Zn和Ni)含量都超过风险筛选值,其中Cd和As含量超过风险管制值,其超标率分别为36.11%和0.69%,而农产品中Cd也存在严重超标.通过分析认为研究区土壤重金属污染源主要有2个：源1(Cd、 Cu、 Zn和Ni)为矿业活动源和自然源,对Cd、 Cu、 Zn和Ni的贡献率分别为78.53%、 84.41%、 87%和89.13%;源2(Hg和As)以工业源为主,对Hg和As的贡献率分别为83.22%和82.41%...     

广东清远电子垃圾拆解区农田土壤重金属污染评价

简单粗放的电子垃圾回收活动给周边环境带来了一系列污染问题,污染物通过食物链的累积最终将对人体健康产生危害.为了解广东省清远市电子垃圾拆解地周边农田土壤重金属污染现状,在该市龙塘镇和石角镇电子垃圾拆解区域内采集22个农田土壤样品,并分析了土样中重金属的含量水平、空间分布特征和化学形态.结果表明,与广东省土壤背景值相比,农田表层0~20 cm土壤中Pb、Cu、Cd、Zn、Ni和Cr元素含量表现出不同程度的富集.从单项污染指数来看,72.7%的表层土壤样品存在一种或几种重金属超标,以Cd、Cu、Pb和Zn污染为主,其中Cd污染比例最高,其次是Cu,最后是污染比例相当的Pb和Zn.内梅罗综合污染指数分析发现68.2%的土壤样品受到重金属污染,其中更有53.3%为重污染等级.大部分重金属之间具有良好的相关性,简单粗放的回收活动成为电子垃圾拆解地周边农田重金属污染的重要来源.Cd、Pb、Zn和Cu在表层土壤中含量较高,深层土部分(20~100 cm)并未表现出随深度增加而显著降低的趋势.Cr和Ni元素在整个采样剖面中含量基本一致,无统计学意义上的差别.重金属化学形态分析结果显示Pb、Cu和Cd的活性形态比例范围分别为36.9%~90.6%、39.6%~93.9%和43.7%~99.6%,平均值分别为61.3%、65.3%和80.7%,绝大多数土壤样品中3种重金属活性形态在总量中的比例占到一半以上,具有极大的生态风险.     

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.     

Soil heavy metal pollution from Pb/Zn smelting regions in China and the remediation potential of biomineralization

Smelting activities pose serious environmental problems due to the local and regional heavy metal pollution in soils they cause. It is therefore important to understand the pollution situation and its source in the contaminated soils. In this paper, data on heavy metal pollution in soils resulting from Pb/Zn smelting (published in the last 10 years) in China was summarized. The heavy metal pollution was analyzed from a macroscopic point of view. The results indicated that Pb, Zn, As and Cd were common contaminants that were present in soils with extremely high concentrations. Because of the extreme carcinogenicity, genotoxicity and neurotoxicity that heavy metals pose, remediation of the soils contaminated by smelting is urgently required. The primary anthropogenic activities contributing to soil pollution in smelting areas and the progressive development of accurate source identification were performed. Due to the advantages of biominerals, the potential of biomineralization for heavy metal contaminated soils was introduced. Furthermore, the prospects of geochemical fraction analysis, combined source identification methods as well as several optimization methods for biomineralization are presented, to provide a reference for pollution investigation and remediation in smelting contaminated soils in the future.     

伊犁河流域土壤重金属环境地球化学基线研究及污染评价

采用标准化方法建立伊犁河流域黑钙土、栗钙土、灰钙土和盐碱土Cu、Zn、Pb、As、Hg环境地球化学基线模型,并计算其理论基线值.采用基线因子污染指数评价法、环境背景值评价法和重金属环境洁净度评价法对流域土壤进行对比污染评价.结果表明:①基线因子污染评价显示流域内4种典型土壤类型以As的污染最为突出,黑钙土、栗钙土、灰钙土分别有7.14%、9.76%、7.50%的样点达重度污染;其次为Pb,栗钙土有7.32%的样点达重度污染,且As和Pb的变异度最大,表明人为扰动大.②环境背景值评价显示,土壤主要污染元素为As,其次为Cu、Zn、Pb;③土壤重金属环境洁净度评价显示,Cu、Zn、Pb在4种土类中均优于二级洁净度,Hg为一级洁净度,As在灰钙土中为中度污染,黑钙土、栗钙土、盐碱土为二级或优于二级.比较3种评价体系,基线因子污染评价较为充分地体现了元素地球化学迁移特性及土壤发育过程,且可将污染评价定位到样点;而背景值污染评价因建立于区域背景值,忽视了重金属元素在土壤中自然迁移、淀积过程;重金属环境洁净度评价则以土壤环境安全度为主要评价目的.     

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...     

农业区域战略环境影响评价中生态风险评价指标体系研究

生态风险评价是近几年逐渐兴起并不断发展的一个研究领域。它的产生适应于20世纪80年代环境治理目标和环境治理观念的转变。生态风险评价是对生态系统或其组分受到的风险进行评价。目前的研究实例主要有重金属污染对水域及土壤生态系统的风险评价,生物技术带来的生态风险评价,城镇化生态风险评价等,但是很少见到对农业生态系统的生态风险评价。农业在其经济中具有举足轻重的地位,因此对其农田生态风险进行评价,具有非常重要的理论及现实意义。本论文对农业生态系统的特点进行了叙述,提出了农业生态系统的风险评价指标体系的总体思路,再通过系统分析,最终构建了适合农业生态系统的风险评价指标体系。