企业周边地区土壤重金属环境质量及其影响因素的初探

分别选取化工企业和金属采选与冶炼企业各4家,测定其周边土壤砷、镉、汞、铬和铅5个重金属含量,与其对照点相比,并进行单项和综合污染指数评价。结果表明：化工企业周边土壤无重金属超标点位,未出现累积现象;而在金属企业周边重金属污染物有累积趋势,在4个金属企业周边监测点镉和汞均较对照点高,2个金属企业分别有60％和80％的点位镉轻微超标,1个企业全部监测点位砷轻微超标,这3个企业综合污染评价为轻度污染。相对化工企业而言,金属,台炼企业重金属污染防治更加重要。土壤中重金属含量受自然成土因素影响,同时也受企业排放污染物类别和排放量等人为因素的影响。     

海南岛社会经济发展对红树林表层土壤重金属污染的影响

重金属污染属于持久性污染物,具有富集性和毒性,长时间的累积会对生态环境和人体的安全造成威胁。本研究对海南岛不同区域红树林表层土壤重金属含量与其所在市县的土地利用、社会经济发展指标和污染物排放量进行相关性分析,定量探讨社会经济发展对海南岛红树林湿地重金属污染来源的影响。相关性分析表明海南岛红树林土壤中的Zn、Ni、Hg和Co等重金属元素含量之间呈显著正相关,表明这几类重金属元素之间可能存在相似的污染源。与土地利用间的相关分析发现,随着区域建设用地面积的增加,土壤中的Cu、Zn和Hg的含量也随之增加。红树林土壤中的Cu、Zn、Hg和Co含量分别与地区发展总值呈显著正相关和极显著正相关,Cu、Zn含量与常住人口数量呈极显著正相关,表明红树林土壤中这类重金属元素可能主要来源于城市建设开发活动以及交通废气排放等。     

南方红壤侵蚀流域水稻田中稀土元素的迁移累积特征

稀土元素通过植物吸收经食物链最终进入人体,并在人体中累积,进而影响食用人群的健康.水稻作为我国南方地区的主要粮食和经济作物,是人们生存的基础.本文通过南方花岗岩红壤侵蚀流域水稻植株根系土壤及其各部位稀土元素含量的调查,探究稀土元素在土壤-水稻系统中的迁移累积特征.结果表明:研究区土壤中稀土元素含量平均值为389.02 mg·kg~(-1),水稻土壤中呈现出重稀土元素相对富集的特点.土壤中稀土元素在Eu处呈亏损状态;除10号样点外,其他样点土壤的稀土元素在Ce处呈富集状态.水稻植株不同部位的稀土元素含量差异较大,水稻根、叶及稻谷中稀土元素含量的平均值分别为152.63、5.03和0.64 mg·kg~(-1),呈根叶稻谷的规律.稻谷中的稀土元素含量虽未超过日均稀土元素的摄入量(5.33μg·kg~(-1)·d~(-1)),但长期食用仍存在一定的健康风险.土壤稀土元素向水稻植株各部位的转移能力差异较大,呈根叶稻谷的规律.     

农用地土壤Cd有效态含量的安全阈值研究

为科学评估利用累积概率分布曲线研究土壤有效态Cd含量安全阈值的可行性,该研究参考物种敏感性分布法(SSD)的方法原理,以江西省上饶市Cd污染农田为研究对象,在统计分析区域农田土壤重金属总量、有效态含量和水稻籽粒中重金属含量的基础上,采用土壤总Cd含量-土壤有效态Cd含量线性回归方程以及基于Logistic函数分布模型的累积概率分布曲线模拟计算,分别推导土壤中有效态Cd的安全阈值并对比分析. 结果表明:研究区农用地土壤存在较大范围的Pb、Cd超标现象,点位超标率分别为54.70%和68.38%,土壤有效态Cd含量较高,平均值为0.22 mg/kg;研究区有34.98%的点位存在糙米Cd含量超标,Cd是研究区农用地土壤和糙米中的主要污染物. 通过线性回归方程和《土壤环境质量 农用地土壤污染风险管控标准(试行)》(GB 15618—2018)中的土壤筛选值,反推计算研究区农用地土壤中有效态Cd含量的阈值为0.149~0.183 mg/kg. 利用Logistic函数分布模型拟合基于有效态Cd含量的累积概率分布曲线,保护当地95%的糙米不超标的土壤有效态Cd含量的安全阈值为0.160 mg/kg. 研究显示,基于累积概率分布曲线法推定重金属有效态含量安全阈值较为科学,建议用作当地重金属污染农用地土壤钝化修复目标值,并对其他Cd污染农用地土壤的修复治理具有参考意义.      

某大型砷渣场地土壤As污染特征及生态风险评价

为精确识别大型污染场地土壤污染特征并评价其生态风险,以我国某大型砷渣场地为研究对象,采集场地土壤样品184个、周边农田土壤样品101个和砷渣样品14个,选择场地中特征污染物As,采用多元统计学、地统计学、地累积指数以及潜在生态风险系数等方法揭示研究区As污染特征和生态风险程度.结果表明,场地土壤、农田土壤及砷渣中As含量的平均值分别为1 333. 0、358. 1和17 316. 1 mg·kg~(-1),其污染程度均远高于国家土壤环境质量Ⅲ级标准.污染物垂向分布特征及3维空间分布范围结果显示,As在各土壤剖面深度内均有不同程度的累积,具有一定的空间异质性,场地表层土壤污染较为严重,场地土壤样点中As含量明显高于周边农田土壤.潜在生态危害系数评价结果表明,各土层的潜在生态危害系数平均值均超过了100,场地土壤和周边农田土壤所有样点中等危害程度以上的样点累积比例分别达到58. 21%和61. 39%,表明该场地及周边农田土壤区域存在着比较严重的生态环境风险.     

金属离子污染砂土复电阻率的时变特征及形成机制

为研究不同污染情况下土壤复电阻率的时间变异特征及控制机制,设计了人工砂土和水2种不同的介质作对照,以NaCl、MnCl₂和模拟海水作为污染物分别模拟海水入侵和金属离子污染场景,测量10⁰~10³Hz范围内的相位变化并观测其时变特性.结果显示,无论在纯液相介质中还是在土壤介质中,相位值都随着污染物浓度的增大而减小,随频率的增大而增大.随着污染物浓度的变化,土壤介质中的相位比水相介质中更加敏感.在土壤和水的背景环境下,通入1g/L的NaCl溶液,在1Hz条件下测量,土壤相位下降了约42%,而水相介质几乎看不出相位变化.针对固定频率进行多次测量的结果表明,水相介质中的相位值稳定而土壤介质中的相位值在中高频段（>16Hz）表现出了明显的时变特征,这种时变性也随着污染物浓度的增大而减小.在10²Hz时,测得沙柱背景值的相位浮动范围在-4.05~-11.67mrad,方差达到4.8,而在水相溶液中方差仅为0.09.复电阻率法对金属离子污染土壤的反应很灵敏,有较好的指示意义,其参数变化主要与孔隙水中金属离子含量有关.但由于多相介质的相界面特征以及孔隙结构的复杂性,使得交变电流下电荷载流子在介质中的迁移极化规律混乱,造成相位波动.     

表面活性剂清洗法在污染土壤修复中的应用

探讨了表面活性剂清洗法对土壤中芳烃类污染物的清除作用,并对常州市染化厂原址污染现场土壤样品进行了清洗研究．研究表明,表面活性剂对土壤中的芳烃类污染物有很好的去除效果,十二烷基苯磺酸钠溶液对土壤中苯酚、硝基苯洗脱率分别达９３．９７％ 和７８．７４％ ．对污染现场土壤样品中主要污染物的洗脱率达９０％ 以上     

有机质胶体对卡马西平在多孔介质中迁移影响模拟实验

有机质胶体与有机污染物的相互作用会影响污染物在多孔介质中迁移转化等环境行为.为研究有机质胶体对药物和个人护理品(PPCPs)在土壤环境中迁移的影响,本实验以卡马西平(CBZ)为目标污染物,用商用腐殖酸制备有机质胶体,分别选择石英砂、标准土和野外所取土样为研究介质,通过室内土柱模拟实验探究有机质胶体存在时污染物在多孔介质中的迁移行为.结果表明,描述一维溶质运移的两点化学非平衡模型能够较好模拟CBZ在各介质土中的运移过程,说明污染物运移过程中与介质间发生了化学非平衡吸附作用;石英砂柱中加入胶体后,对CBZ的吸附过程无明显影响,但在解吸时阻滞因子及滞留量变小,可见胶体与石英砂间作用微弱,解吸过程中胶体与污染物结合形成复合体后对污染物有增溶作用;胶体存在时,标准土和自然土对CBZ的吸附量和迁移阻滞强度均明显大于石英砂,其中有机质及黏土矿物的作用最为明显,有机质中的低能/高能吸附位点以及黏土矿物极性表面均能够固定污染物;由于有机质含量较高,自然土对CBZ在吸附-解吸过程中的阻滞截留强度大于标准土.针对本实验中CBZ的迁移情况,提出了疏水性有机污染物在含有机质胶体土壤中的迁移过程中各种作用的概念模型.     

复合改良剂对稻田Cd、As活性与累积的协同调控

为同时降低水稻糙米中Cd、As含量,以达到国家标准食品污染物限量标准,选取湘南某矿区Cd-As复合污染稻田土壤,以盆栽实验研究复合改良剂QFJ(羟基磷灰石+沸石+酸改性炭化秸秆)对土壤中Cd、As生物有效性及对水稻各部位累积Cd、As的影响,探讨QFJ对土壤Cd、As生物活性与稻米Cd、As累积的协同调控.结果表明:施用QFJ降低了水稻糙米中的Cd、As含量,施加量2g/kg时,糙米中Cd、As含量分别为0.19mg/kg和0.14mg/kg,均低于对照组的0.49mg/kg和0.27mg/kg,且同时低于0.2mg/kg,达到了国家标准食品污染物限量标准.施用QFJ提高了土壤pH值0.02~0.68单位,增加了土壤CEC、OM含量,同时土壤中Cd 的酸可提取态、交换态及TCLP提取态含量分别降低了7.3%~32.5%、12.6%~39.8%和40.7%~60.1%,对As的交换态和TCLP提取态含量的影响趋势是先降低后增大.糙米中Cd含量与土壤中Cd的3种提取态含量存在极显著正相关关系,As含量与其土壤中TCLP提取态含量存在极显著正相关关系.当QFJ施加量在2g/kg水平时,土壤中Cd、As的生物活性可协同控制在较低水平,从而同时降低了糙米中Cd、As含量.施用QFJ使得Cd在水稻根表铁膜中的含量呈增大趋势,在水稻其他部位含量呈减小趋势;As在谷壳中含量呈减少趋势,在其他各部位呈先减小后增大的趋势.水稻吸收的Cd和As大部分累积在根部和茎叶部,各部位Cd累积率大小是白根 > 茎叶 > 糙米 > 谷壳,As是茎叶 > 白根 > 糙米 > 谷壳.根据Cd-As污染程度不同,可考虑施用2~4g/kg QFJ以达到水稻的安全生产.     

土壤环境中微塑料污染研究进展及展望

微塑料通过不同途径进入土壤系统,会在土壤中不断累积并对土壤环境构成威胁,最终可能会通过食物链进入人体影响人体健康。已有学者从不同的角度研究了微塑料对环境的影响,目前的研究主要集中在水生环境,陆生生态环境的研究相对较少。文章根据已有的研究,系统总结了土壤系统中微塑料的来源、微塑料对土壤质量的影响、微塑料与其他污染物形成的复合污染、微塑料对土壤生物的影响以及微塑料在土壤环境中的迁移。最后,作者对微塑料在土壤生态系统中的研究提出了展望,可为微塑料的环境问题研究提供一定的参考。     

不同土地利用方式下川芎镉的累积特征及健康风险评估

为研究土地利用方式对川芎镉累积及与人体健康的关系,以彭州川芎种植区的菜-药、稻-药(翻耕)、稻-药(免耕)和旱地种植方式下土壤和川芎为研究对象,采用统计分析法和靶标危害系数法(THQ)研究了川芎地上部分和地下根茎镉累积的特征及其对人体的健康风险贡献,结果表明:四种土地利用方式下,川芎种植土壤中Cd含量平均为0.73mg/kg,超过国家二类土壤标准(GB 15618—1995);川芎植株中镉的含量由高到低依次为菜-药免耕翻耕旱地方式,均超过《川芎地理标志保护产品》标准。菜-药种植中土壤镉含量显著高于其他三种方式,在该方式下,川芎植株中地上部分镉含量是根茎的1.67倍,超过《地理标志保护产品》标准9.46倍,超过《食品污染限量标准》1.62倍,根茎中镉含量超过《绿色行标》0.11倍。本研究中,川芎地上部分与种植土壤在镉含量上呈显著线性相关,而川芎根茎与土壤在镉含量上相关性不明显;川芎地上部分对人体镉的健康风险贡献(THQ)值平均为63.18%,是根茎(11.50%)的5.49倍。     

1950年以来BHC在杭州环境中积累、迁移与残留动态的模拟研究

根据区域环境背景值、BHC施用量及其物化性质参数,以逸度模型为工具,建立了描述BHC在杭州多介质环境中迁移转化的动态模型．通过模拟结果了解各时期BHC在气、水、土壤、沉积物、鱼、植物叶和根等10种环境介质中的积累、迁移和残留情况,并考虑了环境介质物理性质差异、温度对BHC热力学参数的影响,及对其环境行为和归宿的影响．模型模拟了自1952年BHC在研究区域大量施用以来,在环境中逐渐累积并达到稳定,因BHC禁用又逐渐消失的过程中,BHC在各环境介质中的分布、浓度及其在毗邻介质间迁移通量的动态变化．对模拟结果与实测BHC浓度的验证表明二吻合较好．虽然杭州地区有机氯农药用量远高于其它地区,但由于该区温度较高有利于BHC的降解和挥发,目前BHC的浓度和残留量均低于北方地区．该研究的成果可用于有机污染物暴露风险评价,还可为预测其它有机污染物的归宿提供基础数据和模型框架．     

林丹(γ-六六六)在土壤中的吸附性与其在土壤和小麦中残留量的关系

本文利用~(14)C—林丹研究了γ-六六六在不同土壤中的吸附性及其在土壤和小麦中残留量的关系。试验表明,γ-六六六在土壤中的吸附率与土壤中的有机质含量、可萃取铝含量和酸性等均有密切关系。同时,环境温度对吸附率也有一定影响。通过~(14)C—林丹在不同土壤和小麦植株中残留量的测定,证明土壤中γ-六六六的吸附率、小麦对土壤中r-六六六的吸收率以及γ-六六六在土壤和小麦中的残留量相互之间均有明显的相关性。为此,本研究不仅摸清了某些影响土壤吸附γ-六六六和小麦吸收γ-六六六的理化因子,同时,对用土壤某些理化性质的测定值来预测栽培试验时土壤和小麦中六六六的残留水平提供了一个途径。     

城市生活污泥农用对作物和土壤中汞的影响

采用田间小区试验,研究了连续5a施用污泥条件下汞(Hg)在小麦/玉米轮作体系中累积及转运特征.田间试验包括5个处理:施用化肥处理(S0)和4个施用污泥处理,污泥用量分别为4.5t/hm2(S1)、9t/hm2(S2)、18t/hm2(S3)和36t/hm2(S4).结果表明,随着污泥施用年限的增加土壤中Hg累积量显著增加,污泥中所含Hg的投入量与土壤中Hg的累积量之间存在显著的线性回归关系;污泥中的Hg主要累积在表层土壤(0~20cm),累积率达到90%以上;当污泥中的Hg含量低于污泥农用时污染物控制标准限值(GB18918-2002)时,在用量低于2400t/(hm2·a)条件下,连续5a施用并未对小麦和玉米地上部Hg含量产生显著影响.     

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...     

上海市饮用水源地周边环境中的重金属

对上海市饮用水源地周边环境介质(农田土壤、道路灰尘和蔬菜)中重金属的累积特征进行了研究,分析了重金属的空间结构特征及主要污染来源,揭示了周边环境中重金属对水环境的影响,并对重金属的生态风险状况进行了评估.研究表明:①饮用水源地周边各环境介质中重金属已出现不同程度的累积,道路灰尘重金属Cd、Hg、Pb、Cu、Zn、Ni、Cr和As的平均含量分别为0.80、0.23、148.45、127.52、380.57、63.17、250.38和10.37mg·kg-1;农田土壤含量相对较低,分别为0.16、0.33、30.14、30.66、103.79、24.04、65.75和6.31mg·kg-1;蔬菜中8种重金属的平均含量分别为0.010(Cd)、0.016(Hg)、0.36(Pb)、12.80(Cu)、61.69(Zn)、2.04(Ni)、2.41(Cr)和0.0391mg·kg-1;②通过半方差分析和多元分析,推断人类活动的输入是农田土壤重金属积累的最主要原因,而交通污染则是道路灰尘重金属的主要来源;③蔬菜对土壤重金属的富集系数表现为:Zn(0.589)>Cu(0.412)>0.102(Ni)>Cd(0.059)>Cr(0.061)>Hg(0.061)>Pb(0.012))As(0.007),蔬菜中Cd和Zn主要源于根系对土壤重金属的吸收,其它重金属元素可能主要源于气孔对大气污染物的吸收;④周边土壤是水源地沉积物的重要物源,但沉积物与周边环境介质重金属含量不存在显著性相关;⑤重金属生态风险模糊综合评估结果,农田土壤表现为无警-预警,道路灰尘为预警-轻警,蔬菜为预警-轻警,3种环境介质综合评估结果为预警-轻警.     

铵态氮肥和腐殖酸协同促进孔雀草对土壤中Cd的去除

为了提升孔雀草(Tagetes patula L.)对镉(Cd)污染土壤的修复潜力,通过田间试验,研究铵态氮肥和腐殖酸对孔雀草生长以及土壤中Cd去除的影响.结果表明,氮肥(N)与氮肥和腐殖酸联用处理(NHA)可显著提高孔雀草的生物量;与对照(CK)相比,NHA和N处理下孔雀草地上部生物量分别提高了 2.49倍和1.52倍(肥东土壤),提高了 2.28倍和1.74倍(长丰土壤).在孔雀草生长期间,氮肥和腐殖酸能够降低土壤pH值,尤其是NHA处理;NHA处理较CK处理在肥东和长丰土壤上pH值分别降低了 0.76和0.84个单位;腐殖酸处理(HA)能显著提高肥东与长丰土壤中DOC的含量.NHA和HA处理能显著促进孔雀草根系生长发育,改善孔雀草的根系形态特征.在肥东和长丰土壤中,与CK相比较,NHA处理土壤有效态Cd含量分别增加了 64.1％和53.1％,孔雀草Cd的累积量分别增加了 7.17倍和4.15倍;NHA处理的土壤Cd去除率最高,在肥东和长丰土壤上分别达到17.06％和14.08％.本研究表明在强化孔雀草修复重金属Cd污染土壤方面,铵态氮肥和腐殖酸的联用具有潜在应用前景.     

典型生物滞留设施重金属累积分布特征与风险评价

采集了停车场、道路旁、居民区及产业园区4种不同用地类型的生物滞留设施的0～10 cm表层土壤,分析了8种重金属污染物（As、 Hg、 Cd、 Cr、 Pb、 Cu、 Ni和Zn）的累积含量,并对重金属累积的影响因素、污染水平、潜在生态风险和人体健康风险进行了分析和评估.结果表明,8种重金属污染物的累积含量存在较大的差异,ω（As）、ω（Hg）、ω（Cd）、ω（Cr）、ω（Pb）、ω（Cu）、ω（Ni）和ω（Zn）的平均值分别为8.92、 0.25、 0.10、 31.56、 14.81、 21.27、 23.69和62.75 mg·kg^-1, As和Hg的含量平均值分别达到了土壤背景值的1.26和5.21倍;相关性分析表明,8种重金属含量均与土壤有机质含量呈现较强正相关,除Hg之外均与土壤pH值呈现正相关,除As外与磷含量呈现正相关.内梅罗综合指数以及潜在生态风险指数的分析结果表明,除Hg之外的其他7种重金属的污染水平及生态风险较低,受Hg污染的影响,生物滞留设施重金属综合污染水平以及生态风险较高,Hg对土壤环境存在一定的潜在威胁.4类设施重金属非致癌风险在可接受...     

蔬菜镉(Cd)富集因子变化特征及其影响因素

本研究以湖南省攸县为例,测定重金属镉(Cd)在585个灌溉水样品和625对土壤蔬菜样品中的含量水平,结合农业与气象调查数据,应用典型相关分析及路径分析模型研究各环境因子对于Cd在土壤-蔬菜系统累积水平的影响.结果表明研究区灌溉水、土壤、蔬菜中Cd含量差异较大.蔬菜Cd富集因子(PUF)服从自然对数分布,有10%的概率大于1.土壤pH和土壤有机质对PUF有着显著的直接效应,土壤阳离子交换量,灌溉水pH,降雨量和氮肥施肥量通过与pH及土壤有机质的相关关系间接影响PUF变化.研究区土壤pH和土壤有机质含量较低,对于Cd在土壤-蔬菜系统中的累积风险应给予一定关注.     

水分管理模式与土壤Eh值对水稻Cd迁移与累积的影响

通过水稻盆栽试验,研究了4种水分管理模式[水稻全生育期湿润灌溉(M)、灌浆期湿润和灌浆期后淹水灌溉(M-F)、灌浆期淹水和灌浆后湿润灌溉(F-M)、全生育期淹水灌溉(F)]对土壤Eh值、Cd生物有效性及对水稻Cd迁移与累积的影响.结果表明土壤Eh值从负值变为正值时,土壤交换态Cd含量先升高后降低.与M处理相比,F-M、M-F、F处理显著降低水稻根、茎叶、谷壳、糙米Cd含量,其中M-F和F处理水稻糙米Cd含量分别为0.19 mg·kg~(-1)和0.10 mg·kg~(-1),均低于国家食品污染物限量0.2 mg·kg~(-1)的标准(GB 2762-2012).与M处理相比,F-M、M-F、F处理显著降低水稻地上部Cd累积量和水稻中Cd的转运系数.水稻地上部分Cd累积量、水稻中Cd的转运系数、水稻糙米Cd含量与土壤Eh值均存在正指数关系.4种水分管理模式中,M-F处理的水稻产量最高.虽然威优46被认为是Cd高累积水稻品种,但是在5 mg·kg~(-1)的Cd污染土壤中进行适当的水分管理,威优46糙米Cd含量也能够达到国家标准.因此,为了保证水稻的食品安全和水稻产量,建议采用M-F处理作为水分管理模式,且灌浆期后的土壤Eh值保持在-160~-130 m V范围.