华北平原典型区土壤氟的形态及其分布特征

为了研究华北平原典型区小麦-玉米农田土壤氟的形态及其分布特征,采用连续化学提取方法,测定了采自该地区的耕作层土壤样品(0～30 cm)和剖面土壤样品氟含量.结果表明,研究区耕作层土壤总氟含量为338.31～781.67 mg·kg-1,平均含量为430.46 mg·kg-1.耕作层土壤中不同形态氟含量以残余态最高,其平均含量为402.73 mg·kg-1;其次为水溶态,平均含量为14.39 mg·kg-1,处于氟污染较高水平,可能会对人体健康和生态环境产生重要影响;再次为有机态和铁锰结合态,其平均含量分别为8.90 mg·kg-1和4.10 mg·kg-1;可交换态含量最低,其平均含量为0.33 mg·kg-1.耕作层土壤中水溶态氟含量与土壤pH、CEC呈正相关,与土壤黏粒含量呈负相关;铁锰结合态氟含量与土壤pH、CEC、土壤砂粒含量呈正相关,与黏粒含量呈负相关.逐步回归分析结果表明,土壤pH值对土壤水溶态氟和铁锰结合态氟含量影响最显著,土壤CEC对土壤总氟和残余态氟含量影响最为显著.土壤剖面总氟含量受土壤岩性变化控制,在包气带中呈现峰谷交替的变化特征;土壤剖面水溶态氟含量受土壤岩性变化较小,受土壤pH影响较大,各土壤剖面水溶态氟含量与土壤pH呈显著正相关,主要在靠近地表0～100 cm处变化.本研究可为该区域土壤氟污染防治提供科学依据,也为土壤氟的迁移转化、土壤氟对生态和环境的影响研究奠定了理论基础.     

外源水溶性氟在茶园土壤中赋存形态的转化及其生物有效性

采用盆栽实验和化学连续提取法,研究了外源添加水溶性氟在茶园土壤中的赋存形态转化及不同赋存形态氟对茶树氟富集的贡献.结果表明,茶园土壤中本底各赋存形态氟含量随时间的变异很小,处于相对稳定状态,外源水溶性氟进入土壤后迅速向各个形态转化,10 mg·kg-1氟处理下,水溶性氟含量表现为先升后降的趋势,有机束缚态氟和铁锰结合态氟含量随着处理时间呈下降的趋势,可交换态氟含量处理前后含量没有显著性差异(P>0.05),残余态氟含量则保持相对稳定的状态;200mg·kg-1氟处理下,水溶性氟、铁锰结合态氟和有机束缚态氟含量随着处理时间呈下降的趋势,可交换态氟含量则表现为先升后降的趋势,处理前后含量没有显著性差异(P>0.05),残余态氟含量则为上升的趋势,与10 mg·kg-1氟处理表现有差异.0~10 mg·kg-1氟处理内,茶树根、茎和叶中总氟含量之间的差异达显著水平(P<0.05);在10~100 mg·kg-1氟处理内,则变化不显著(P>0.05).逐步回归分析表明茶园土壤中不同氟形态对茶树根、茎和叶中水溶性氟和总氟的积累贡献有差异,叶片总氟含量与土壤中水溶性氟、铁锰结合态氟、有机束缚态氟和残渣态氟含量有显著的回归关系(P<0.05),而叶片水溶性氟含量与土壤各赋存形态氟含量没有显著的回归关系(P>0.05).     

有色冶金区土壤-玉米系统汞累积及健康风险

有色冶金区土壤重金属污染,尤其是汞污染一直受到广泛关注.为了了解葫芦岛市稻池村玉米地汞在土壤-玉米农田系统中的迁移转化,以葫芦岛市稻池村为研究对象,对该区域玉米地土壤Hg含量、分布特征、污染现状及玉米植株各器官Hg含量进行分析.玉米地土壤Hg含量范围为0.25~3.49 mg·kg-1,平均值1.78 mg·kg-1,是辽宁省土壤环境背景值的48倍.在锌厂周围2~3 km范围内,以锌厂为中心,随着距离的增大土壤Hg含量逐渐增加.地累积指数法评价结果表明,研究区玉米地土壤Hg污染均在中等污染以上,其中,属于严重污染的土壤样品占总样品的54.6%.运用Hakanson潜在生态危害指数法对玉米地土壤Hg潜在生态风险进行评价.潜在生态风险为极强的占72.7%.运用目标危险系数法(THQ)对暴露人体进行健康风险评价,结果表明,虽然土壤中富含汞,但是由于汞较难在土壤-玉米系统中迁移,因此籽粒中的汞富集并不高,食用玉米对人群没有明显的健康风险,但是儿童遭遇Hg健康风险要远高于成人,危险指数达到0.056.     

生活垃圾焚烧厂周边土壤汞污染特征及评价

生活垃圾焚烧汞污染排放问题一直受到广泛的关注,特别是汞在其周边环境土壤中沉积,可能影响环境和人体健康.以华北某生活垃圾焚烧厂为研究对象,对其周边土壤中汞的含量及分布特征进行了分析,并对土壤中汞的污染状况及对周边人群的健康风险进行了评价.土壤中汞的浓度范围为0.015~0.25 mg·kg-1,平均值为(0.088±0.064)mg·kg-1.土壤中汞的浓度明显受到了风向影响,在焚烧厂西北方向(下风向)上汞的浓度高于东南方向(上风向)上汞的浓度.通过克里格插值绘制的汞等浓度值线图进一步给出了汞在周边土壤中的空间分布特征,图中显示在焚烧厂的周边存在3个浓度相对较高的区域,分别位于焚烧厂的西北偏北、东北偏北、西南偏西方向.单项污染指数及地累积指数评价结果表明焚烧厂部分周边土壤样品受到了一定影响,但健康风险评价表明土壤汞未对当地人群造成健康危害.     

江西典型钨矿开采对周边环境稀土元素含量的影响

研究了江西省典型钨矿区开采和冶炼对周边农田土壤、水体和白菜中稀土元素含量的影响.结果表明:钨矿区周边农田土壤中稀土元素含量范围在256~459 mg·kg~(-1)之间,平均值为373 mg·kg~(-1),土壤中稀土含量均高于江西省和全国土壤稀土元素含量的背景值,分别是它们的1.77倍和1.99倍.矿区河水中稀土元素浓度达3086μg·L~(-1),为对照区河水稀土元素浓度的497倍.矿区15个样地白菜稀土元素含量范围为773~5992μg·kg~(-1),平均值为3007μg·kg~(-1),为非矿区白菜稀土元素含量的5.22倍,矿区白菜稀土元素含量远超过我国蔬菜卫生标准稀土元素含量的限值(0.70 mg·kg~(-1)),说明钨矿开采冶炼已造成周边环境的污染,并对矿区居民身体健康构成潜在威胁.     

杭州市河道底泥重金属污染评价与环保疏浚深度研究

重金属是河道底泥疏浚要控制的重要污染物,而疏浚深度是生态疏浚工程中需要确定的关键参数.本文以杭州经济技术开发区河道为研究对象,共采集18处底泥柱状样,采用土壤背景值、土壤环境质量二级标准值、变异系数和相关性分析方法对底泥中Cu、Zn、Pb、Cd、Ni、As的污染状况进行了评价,同时分析重金属总量和有效态含量在垂向上的变化特征,并引入地累积指数法对各深度底泥中的重金属进行累积性评估,利用本文提出的临界累积深度方法来确定合理的环保疏浚深度.结果表明,河道表层底泥中Cu、Zn、Pb、Cd、Ni、As的平均含量分别为165.16、342.40、55.34、3.61、34.06、36.70 mg·kg-1,Cd、Cu、As、Zn的有效态含量分别为0.007、3.37、0.095、20.76 mg·kg-1,重金属总量均超过了杭嘉湖平原土壤背景值,其中Cd污染最为严重.各重金属元素在底泥中的变异系数为0.29~2.39,空间分布并不均匀.重金属总量和有效态含量随底泥深度的增大整体呈下降趋势,但受不同时期人类活动污染及河道整治影响而呈不规则变化.各重金属元素的富集程度为CdAsZnPbNiCu,其中,Cd污染等级为2~6级,污染程度为中度污染至极强污染.利用临界累积深度方法推算得到研究区域河道底泥环保疏浚深度为0~0.9 m.     

江西典型稀土矿区土壤和农作物中稀土元素含量及其健康风险评价

研究了江西省典型稀土矿区龙南县重稀土矿区土壤、水体和主要农作物中稀土元素的含量,并评价了稀土元素对人体产生的健康风险.结果表明,矿区土壤中稀土元素含量在538.73~1625.76 mg·kg-1之间,平均值为976.94 mg·kg-1,分别是江西省和全国土壤稀土元素含量背景值的4.53倍和5.09倍.矿区河水稀土元素浓度达55.72 mg·L-1,为对照区河水稀土元素浓度的8974.7倍.井水中稀土元素浓度为0.033mg·L-1,是对照区井水稀土元素浓度的10.55倍.10种农作物稀土元素含量范围为1.04~78.57 mg·kg-1,均超过我国蔬菜卫生标准稀土元素含量的限值(0.70 mg·kg-1).不同农作物品种稀土元素含量的大小顺序为:小白菜萝卜红薯包菜紫芋地瓜芋头辣椒西红柿稻米.参照美国环保局(USEPA)推荐的健康风险方法,评估了稀土元素经口摄入对人体产生的健康风险,发现矿区居民通过农作物和井水摄入的稀土元素日均摄入量的总和为295.33μg·kg-1·d-1,远高于稀土元素对人体亚临床损害剂量的临界值,说明稀土元素对矿区居民身体健康产生了严重的威胁.小白菜和萝卜对矿区居民食物日均稀土元素摄入量的贡献率高达76.92%,建议当地居民改变传统的种植模式和饮食结构,少种植和食用小白菜和萝卜,选择对稀土元素具有低积累的农作物品种,以降低稀土元素对人体健康的危害.     

云南中甸县Cu矿区土壤重金属污染评价

通过对矿区土壤中重金属元素Cd、Cr、Cu、Pb、Zn、As、Hg含量的测定,运用单项污染指数法、内梅罗综合污染指数法评价了其污染现状。对位于云南中甸县雪鸡坪、春都矿区土壤重金属污染状况进行了调查研究。结果表明:矿区土壤中重金属元素污染程度有差异,从单向污染指数来看Cd、Cr、Cu、Hg、Zn等重金属元素污染水平为清洁。As单项污染指数变化范围为0.49~0.72,污染等级为警戒级。春都矿区中Pb的污染程度较严重,其单项污染指数大于1,已达到轻度污染水平;从内梅罗污染指数来看:春都矿区(p_n=1.12)雪鸡坪矿区(p_n=0.49),春都矿区土壤开始受到轻度污染,雪鸡坪矿区土壤为安全状态。     

云南金顶铅锌矿区水系沉积物中镉的地球化学分布及其环境质量

云南金顶超大型矿区长期矿业活动对矿区水系沉积物造成了严重的镉污染.北大沟河流沉积物中Cd含量低于南大沟;沘江不同河段沉积物中Cd含量差异较大,矿区上游沘江段沉积物中镉含量较低(平均值低于10 mg·kg-1),池江下游污染段沉积物中Cd含量显著增加(平均值为266 mg·kg-1).沉积物中Cd污染系数最大(R为21.9-45.2),高于zn(R为4.9～9.7)和Pb(R为2.7～4.6).地累积指数法分析结果显示,矿区水系沉积物污染元素按污染强度分为:Cd>Zn>Pb.南大沟和沘江矿区下游段部分沉积物达到严重污染,北大沟大部分河段沉积物为重污染,少数河段沉积物为偏重污染或中度污染,沘江金顶段上游河段沉积物为轻度污染或无污染.从南大沟汇入沘江口段到下游温庄村段沉积物中重金属污染有增强的趋势.     

河北衡水湖湿地汞污染现状及生态风险评价

以河北衡水湖湿地为调查对象,采用均匀设点采样分析,研究了衡水湖湿地大气、表层水和土壤/沉积物中总汞含量及其分布特征;同时采用地积累指数法和潜在生态风险指数法进行衡水湖湿地汞污染的生态风险评价.结果表明:衡水湖湿地大气总汞含量变化范围为1.0~5.0 ng·m~(-3),平均值为(2.9±0.85)ng·m~(-3);表层水总汞含量变化范围为0.010~0.57μg·L~(-1),平均值为(0.081±0.053)μg·L~(-1);土壤/沉积物总汞含量变化范围为0.001 0~0.058 mg·kg~(-1),平均值为(0.027±0.013)mg·kg~(-1).衡水湖湿地汞污染分布特征为,表层水总汞浓度岸边显著高于湖中(P0.05),湖中沉积物总汞浓度显著高于岸边土壤(P0.05);岸边大气总汞浓度与土壤总汞浓度呈正相关关系;高浓度汞富集总伴随剧烈的人为活动.地积累指数法表明衡水湖湿地地区汞污染为清洁程度;潜在生态风险指数法表明衡水湖湿地地区汞污染风险为低生态风险.     

西藏土壤中氟的含量及其分布

分析了采自西藏地区２０５个样品的土壤含氟量。研究结果表明,西藏土壤中氟的平均含量为５０６ｍｇ．ｋｇ＾－１,明显高于全国４４０ｍｇ．ｋｇ＾－１的平均水平。西藏土壤中氟的含量呈由东－西逐渐降低的总趋势,这与西藏植被和土壤地带性的演替变化方向一致。     

广西西江流域土壤铅空间分布与污染评价

为了解广西西江流域土壤Pb含量分布特征,采集有色金属矿区土壤、农田土壤(水田土壤和旱地土壤)和自然土壤共2 594个样品,采用地统计分析与GIS相结合的方法研究流域内土壤Pb含量空间分布特征与污染状况.结果表明,西江流域土壤Pb背景值为51.84 mg·kg~(-1),单样本T检验结果表明,显著高于前人背景值研究结果(22.08 mg·kg~(-1))和广西土壤背景值(20.50 mg·kg~(-1)).矿区土壤、旱地土壤和水田土壤Pb含量分别为655.9、116.7和40.63 mg·kg~(-1),矿区土壤Pb含量显著高于其他类型土壤.以《土壤环境质量标准》(GB 15618-1995)和土壤基线值为参考值,超标率分别为57.69%、16.40%、8.92%和54.95%、8.09%、2.03%,矿区和农田土壤存在明显的Pb积累.流域土壤Pb有明显的空间自相关性,以结构性变异为主.西江流域上游至中、下游土壤Pb呈现总体递减趋势,流域特征明显,高Pb含量样点在刁江上游的聚集远大于刁江下游都安段.西江流域土壤样本Pb总体介于轻度污染-中度污染之间,金城江区及南丹县土壤Pb污染突出,与当地频繁的矿业活动密切相关.     

稻田土壤Cd污染与安全种植分区:以重庆市某区为例

水稻对土壤中Cd的富集积累能力强,开展稻田土壤Cd污染与安全种植分区研究对于区域土地有效利用具有重要意义.在重庆市某区22个镇同步采集稻田土壤-水稻样品300套,测定土壤pH、Cd全量和有效态含量、糙米Cd含量,采用地累积指数、生物富集系数和单因子污染指数评价土壤Cd污染状况;结合土壤和糙米Cd污染指数进行水稻安全种植分区.结果表明,研究区稻田土壤总体偏酸性,Cd全量为0.09~1.60 mg ·kg^-1,超过风险筛选值的点位占35.0%;糙米Cd含量为0.002~0.808 mg ·kg^-1,超过食品安全限量值的点位占13.7%.Pearson相关分析表明,糙米Cd含量与土壤Cd全量、有效态Cd含量均呈极显著正相关（P<0.01）.污染评价显示,稻田土壤呈现明显的Cd累积,部分土壤表现为轻-中度污染;糙米对土壤Cd的富集系数为0.004~1.72.研究区稻田土壤总体为安全或基本安全,低风险区在南部、西部和东部均有分布;中高风险区面积较小,主要分散在8个地区.     

中国城市污泥中汞含量的时空分布特征

为全面了解中国城市污水处理厂脱水污泥中汞的赋存状况,从全国40个城市污水处理厂采集315个污泥样品,使用DMA-80直接测汞仪测定了样品中汞的含量.结果表明,全国城市污泥样品中的汞含量范围为0.45~15.42 mg·kg~(-1),汞含量符合对数正态分布,几何平均值为(2.19±3.16)mg·kg~(-1).所有污泥样品中的汞含量均满足《城镇污水处理厂污泥处置混合填埋用泥质》(GB/T 23485-2009)规定的污泥填埋标准;97.8%的城市污泥汞含量均满足土地改良用泥质标准(中性、碱性土壤);86.7%的城市污泥汞含量满足土地改良用泥质标准(酸性土壤).不同城市的污泥样品汞含量存在较大差异(变异系数105%),同一个污水处理厂污泥汞含量也不稳定(7d变异系数0.6%~53.6%).污泥中汞含量中位数呈现华北地区东北地区西北地区西南地区华东地区华中地区华南地区的空间分布趋势.以相应城市的土壤背景值为参比,利用地累积指数法,对于城市污泥中的汞污染现状进行了评价,发现汞重度污染以上的省份比例达到60%以上.与历史数据对比发现,全国城市污泥中汞含量呈现先升高后降低的趋势,峰值出现于2000~2009年.研究结果为城市污水和污泥汞污染的防治工作提供了数据支持.     

砷污染土壤复合淋洗修复技术研究

土壤砷污染问题日益严重,淋洗法是修复砷污染土壤的一种有效方法.本研究以砷污染土壤为研究对象,通过批量振荡淋洗实验,将5种常用淋洗剂进行组合复合淋洗,探索最佳复合淋洗组合,对淋洗前后土壤进行形态分析,并通过3种不同污染程度土壤的修复效果比较,研究复合淋洗的适用性.结果表明,复合淋洗效果优于单一淋洗效果,能够很好地提高砷的去除率.当采用4 h 0.5 mol·L~(-1)Na OH+4 h 0.1 mol·L~(-1)EDTA进行复合二步淋洗时土壤砷的去除率从66.73%提高到91.83%,砷含量由186 mg·kg~(-1)降至15.2 mg·kg~(-1),为最佳淋洗组合.其次,研究结果还表明,淋洗前后土壤中砷的形态发生改变,有效态比例得到有效降低,0.5 mol·L~(-1)Na OH+0.1 mol·L~(-1)EDTA适用于铝型砷含量较高的砷污染土壤,0.5 mol·L~(-1)OX+0.5 mol·L~(-1)Na OH适用于铁型砷含量较高的砷污染土壤.     

滏阳河表层沉积物重金属污染现状分析及风险评价

针对海河流域重金属污染严重问题,选择海河南系滏阳河作为研究对象,研究表层沉积物中6种重金属元素(Cr、Ni、Cu、Zn、Cd和Pb)含量空间分布特征,采用富集系数(EF)和相关性探讨其来源,并利用地积累指数和潜在生态危害指数评价重金属生态风险.结果表明,滏阳河表层沉积物存在重金属污染问题,Cr、Ni、Cu、Zn、Cd和Pb平均含量分别高达142 mg·kg-1、38.2 mg·kg-1、96.2 mg·kg-1、573 mg·kg-1、0.730mg·kg-1和89.2 mg·kg-1,各元素分别超标河北省环境背景值的1.1倍、0.2倍、3.4倍、6.3倍、7.1倍和3.1倍;沉积物中Ni无重金属富集,其它元素在整个河段上存在不同程度的富集,且Cu、Zn、Cd、Pb 4种重金属元素受人为排放源影响较大.沉积物中重金属污染处于强风险等级,Cd污染达到重风险等级,其它元素处于低风险等级.滏阳河表层沉积物重金属污染主要存在于城市近郊河段以及受污染支流汇入河段.     

基于GIS杭嘉湖平原土壤氟的质量评价

测定分析了浙江省杭嘉湖平原13个县市的土壤氟含量,以GIS软件平台为基础,利用克里格插值法揭示了该地区土壤全氟及其影响因素的空间分布特征,按照土壤全氟指数法评价杭嘉湖平原土壤氟的健康质量.结果表明:全氟含量的空间分布是中、东部比西部的高,与土壤母质、pH值、有机质、阳离子交换量、土壤质地等关系密切;整个研究区域土壤全氟含量较低,大多在200～300mg/kg之间,有23.7%的土壤全氟含量低于200mg/kg;其中又以余杭的土壤全氟含量最低,均在100mg/kg以下.     

西藏湖泊沉积物重金属元素特征及生态风险评估

为了探究青藏高原湖泊沉积物中重金属的来源以及对生态环境的危害,本文分析了青藏高原共18个湖泊的表层沉积物样品.微量元素Cu、Zn、Cd、Pb、Cr、Co、Ni、As含量采用电感耦合等离子质谱仪(ICP-MS,X-7series)测定,全氮全碳分析仪(Vario Max CN,Elementar,Germany)测定了湖泊沉积物中的总碳氮含量.18个湖泊沉积物中Cu、Zn、Cd、Pb、Cr、Co、Ni、As这8种重金属平均含量分别为24.61、70.14、0.26、25.43、74.12、7.93、33.85、77.69 mg·kg-1.西藏湖泊沉积物中元素含量都要高于南极,但与人类活动频繁地区的湖泊沉积物重金属含量相比却较低,并且除了Cd、Ni和As之外都要低于西藏土壤背景值.运用Pearson相关性分析和主成分分析法分析了湖泊沉积物中重金属元素的来源,结果表明Cu、Zn、Cd、Pb、Co、Ni、As受流域内土壤及大气沉降影响较大,而Cr主要受人类活动的影响.用Hakanson潜在生态风险指数进行生态风险评估并聚类分析的结果显示只有普莫雍错、龙木错和班公错的综合生态污染程度低,其他湖泊生态系统均有不同程度的潜在生态风险,别若则错具有最强的生态风险.     

生物滞留设施对城市地表径流低浓度磷吸附基质研究

城市地表径流是淡水水体磷的重要来源之一.国际上生物滞留设施被广泛应用于城市地表径流污染的控制,其中基质组成是影响生物滞留设施除磷效果的主要因素.本研究探讨了紫色土与河砂混合作为生物滞留设施基质吸附去除城市地表径流低浓度磷的可行性.结果表明:山地城市重庆不透水地表(包括居住区道路、商业区道路、停车场以及交通干道)径流TP浓度变化范围为0.04~7.00 mg·L-1,均值为(0.75±1.08)mg·L-1;TDP浓度变化范围为0.02~0.46 mg·L-1,均值为(0.15±0.10)mg·L-1.根据重庆降雨特征与不透水地表径流磷污染特征,生物滞留设施规模为10%不透水面积,预期服务时间10a,基质对城市地表径流P的预期吸附量需达到7.5 mg·kg-1.中、酸性紫色土草酸浸提态Fe、Al含量影响P吸附能力,紫色土P吸附能力与草酸浸提态Fe和Al含量与磷含量之比(OR)呈显著正相关,20%紫色土与80%河砂混合基质可以满足重庆生物滞留设施基质对城市地表径流P的预期吸附量要求.20%紫色土与80%河砂混合基质(厚度60 cm)对P浓度0.30mg·L-1的进水长期模拟运行,出水P浓度均低于0.05 mg·L-1.利用紫色土和河砂混合基质吸附去除水文过程与水质变化情况下的城市地表径流低浓度P是可行的.