黄河下游典型区域土壤重金属来源解析及空间分布

选取黄河下游典型区域——山东省高青县为研究区,系统采集了234个表层土壤样品(0~20 cm),测定了As、Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb和Zn等8种重金属的含量,综合运用相关分析、主成分分析和方差分析辨识了土壤重金属的来源以及与土地利用、成土母质之间的关系,并采用地统计方法分析了重金属的空间结构和分布特征.结果表明:(1)研究区8种重金属元素的平均值均超过黄河下游背景值,尤其是As、Cu、Hg的平均含量分别为各自背景值的1.23、1.20和1.29倍,存在不同程度的富集现象.(2)8种元素可辨识为两个主成分,PC1(As、Cd、Cr、Cu、Ni、Pb、Zn)主要受工农业活动和交通排放等人类活动与成土母质综合影响;PC2(Hg)主要受纺织、石油化工和塑料制造等工业活动控制.(3)不同土地利用类型和成土母质中的重金属含量差异明显.8种元素在城镇建设用地的平均含量显著高于其他地类;除了Hg以外,其余7种元素在湖积物母质发育土壤中的含量最高.(4)土壤重金属空间分布各异.As、Cd、Cr、Cu、Ni、Pb、Zn含量的高值区主要集中于中部城区和东南部,而Hg的高值区集中于西南部和东北部,说明工农业活动和交通排放加剧了当地土壤的重金属污染.     

东莞市农业土壤重金属的空间分布特征及来源解析

对东莞市农业土壤进行了系统采样分析,测定了表层土壤中Cu、Zn、Ni、Cr、Pb、Cd、As和Hg的含量.利用GIS技术和多元地统计结合的方法,研究了上述8种重金属元素的空间分布特征和来源.结果表明,Cu、Zn、Ni、Pb、Cd和Hg的含量均超过广东省土壤背景值,尤其是Hg、Cd和Pb含量分别达到0.24、 0.12和65.38 mg/kg,远高于背景值,说明随着东莞市快速工业化,土壤中重金属呈明显积聚的趋势.上述8种元素可以由3个主因子反映.因子1为“自然源因子”,主要包括元素Cu、Zn、Ni、Cr和As,其高值区主要分布在研究区西部,主要受河流冲积物海相沉积物控制,低值区的空间分布受酸性火山喷出岩风化物和花岗岩风化物影响,因子1的空间分布主要受成土母质控制.因子2为“工业及交通源因子”,主要包括元素Pb和Hg,高值区主要分布在中部过渡区和西部平原区,高值区中心集中在中部过渡区的虎门镇和西部平原区的茶山镇,主要由该区工业污染所致.因子3为“工农业活动因子”,主要包括Cd元素,其空间变异完全受人为随机因素控制.     

环鄱阳湖区农田土壤重金属空间分布及污染评价

为了解环鄱阳湖区农田土壤重金属污染状况,采用单因子指数法、内梅罗指数法、地质累积指数法、潜在生态危害指数法对环鄱阳湖区农田表层土壤(0~20 cm)中7种重金属元素进行污染及生态风险评价,并将地统计学方法与GIS技术相结合分析环鄱阳湖区农田土壤重金属的空间分布特征.结果表明:(1)土壤中重金属Hg、As、Pb、Cd、Cu、Cr、Zn的平均含量分别为0.12、13.15、35.44、0.18、38.45、81.91、80.45 mg·kg~(-1),与江西省土壤环境背景值相比较,均有不同程度累积,Cr、Cu、Cd累积富集情况最严重,内梅罗指数法与潜在生态危害指数法评价结果均表明,环鄱阳湖区土壤重金属综合污染情况为轻度污染,鄱阳县、进贤县、乐平市、南昌县、万年县、新建县以及余干县累积污染情况较严重.(2)以国家土壤环境质量二级标准为评价标准,超标率12.24%=CuCdAsHgCr=8.85%ZnPb,表明研究区部分农田土壤样点Cu、Cd、As、Hg、Cr累积程度已威胁到农作物产量和质量,但总体上为清洁状态.土壤中Hg、Cd达到中等生态危害程度,研究区农田土壤中重金属总体表现为轻微危害程度.(3)半方差函数模型拟合结果显示,Hg、Pb、Cr、Zn符合指数模型,As符合球状模型,Cu、Cd符合线性模型.As、Pb、Cd、Cu的含量总体上呈现出东部地区高、西部地区低的趋势,主要在鄱阳县、乐平市、万年县及余干县等地富集.Zn的含量在中北部地区偏低、在东南部地区较高,乐平市、万年县富集相对严重.Hg、Cr是由西南地区向东北地区递减的梯度变化,两种重金属元素均主要在南昌市各县区累积.     

金矿区农田土壤重金属空间分布特征及污染评价

为了解岷县某村无主金矿矿区历史活动对周边农田的影响,使用指数法对土壤质量进行评价,使用GIS地统计学模型对土壤重金属空间分布进行分析。结果表明,研究区土壤环境质量整体处于清洁水平,但存在重金属累积现象,并且整体呈现自西向东递减趋势。其中以汞的累积现象最为严重,这可能与当地混乱开采活动关系密切,因此,为控制重金属在该区域的持续积累,相应的管控措施是必不可少的。     

矿区周边农田土壤重金属分布特征及污染评价

为探索潼关矿区周边农田土壤重金属的空间分布及其生态风险,于2020年9月采集了潼关矿区周边的地表土壤样本,分析了样本中Pb、Cu、Cd、Hg、Cr、Ni、Zn和As这8种重金属元素的含量和分布特征,利用内梅罗综合污染指数和潜在生态风险指数评价了土壤污染程度.结果表明,该地区8种重金属元素的含量均超标,超标率分别为97....     

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Cd>Hg>Pb>Cu>Zn>As>Cr,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.     

基于统计分析的太湖流域某市农业活动区重金属污染特征及来源

对太湖流域某市农业活动区具代表性的14个监测点的土壤(0～10、20～30和50～60 cm)进行采样分析,利用多元统计和地统计学方法,研究了该地区Cd、Pb、Cr和Mn等重金属的空间分布特征及其主要来源. 结果表明,各采样点和各层土壤之间重金属的含量变化较大,变异系数为39.05%～243.52%. 各层土壤中w(Cd)和w(Pb)以及底层土壤中w(Cr)均超过土壤背景值,尤其是w(Cd),表层、中层和底层分别为19.92、17.41和19.97 mg/kg,远高于背景值. 地统计学分析表明,各层土壤中w(Cd)、w(Pb)以及表层土壤中w(Cr)的高值区主要分布在研究区北部,而中层和底层土壤中w(Cr)的高值区主要分布在研究区南部. w(Mn)受自然因素的影响较大,分布较为均匀. 表层、中层和底层土壤中w(Cr)和w(Mn)的相关系数分别为0.715(P<0.01)、0.632(P<0.05)和0.602(P<0.05),w(Pb)与w(Cd)的相关系数分别为0.842(P<0.01)、0.590(P<0.05)和0.874(P<0.01). 主成分分析表明,研究区耕地土壤中w(Mn)主要受地球化学的影响,Cd、Pb和Cr的污染主要来源于工厂所排放的废气、废水,机动车尾气,以及农业活动施入的化肥、农药.      

秦王川盆地土壤重金属来源、分布及污染评价

为探究秦王川盆地土壤重金属的来源、分布及污染情况,测定了研究区51个表层土壤样品的8种重金属（Cr、Zn、Cu、As、Pb、Mn、Ni、Cd）总量和pH值;采用多元统计、地质统计方法和GIS技术对重金属的来源、空间变异结构和分布进行了研究,利用污染指数法和模糊综合评判法对重金属污染进行了评价.结果表明：Zn、Ni含量均值大于当地背景值,其余重金属含量均值都低于背景值;Cd属于强变异,其余均为中等变异,Zn、Cr服从对数正态分布,其余均服从正态分布;Cr、Cu、As、Pb、Mn主要为成土母质等自然来源,Cd、Ni主要来源于工业、交通污染,Zn主要来源于农业生产;Zn、As、Ni、Cd的空间分布呈岛状,Cu、Mn呈带状分布,Cr、Pb呈岛状和带状分布相结合的特点;污染指数评价结果为Cr、Cu、Pb处在警戒线,As、Mn、Ni属于轻度污染,Cd为中度污染,Zn为重度污染;模糊综合评判得出1个土样为轻度污染,2个为警戒程度,其余为安全;土壤质量标准是反映土壤质量的依据,总体看,研究区土壤重金属环境质量良好,均未超过国家土壤环境质量二级标准.     

岷江干流重金属空间分布特征及污染评价

为了解岷江干流重金属污染水平,对其上覆水、悬浮颗粒物(SS)和表层沉积物中重金属As、Cd、Cr、Cu、Pb、Zn浓度及其空间分布特征进行了研究,并分别采用综合污染指数评价法和地累积指数评价法对上覆水和表层沉积物重金属污染程度进行评价。结果表明:岷江干流上覆水中重金属浓度均低于GB 3838—2002《地表水环境质量标准》Ⅰ类水质标准;SS中6种重金属浓度均超过全国水系沉积物平均值,Cr、As和Pb浓度沿程变化较为相似,均在中下游出现最高值;表层沉积物中Cd和Pb浓度均超过全国水系沉积物平均值,Cr和Cu浓度沿程变化较为相似,均在下游宜宾段出现最高值;SS及表层沉积物中Cd富集浓度均为最高,其平均值分别为2.99、39.94 mg/kg,分别为全国水系沉积物平均值的23.00倍、307.23倍;综合污染指数评价结果表明,岷江干流上覆水无重金属污染,地累积指数评价结果表明,岷江干流表层沉积物主要以Cd污染为主。     

龙口煤矿区土壤重金属污染评价与空间分布特征

以龙口市北部煤矿区为研究区,采集36个表层土壤样本,对Cd、As、Ni、Pb和Cr这5种重金属含量进行测定,利用地统计分析、主成分分析、加权平均综合污染评价等方法,结合GIS技术分别对5种重金属含量的空间分布特征、污染来源、综合污染程度进行了探索分析.结果表明,土壤样本中5种重金属富集现象显著,以国家土壤环境质量二级标准为背景值,超标率分别达到72.22%、100%、100%、91.67%、100%.样本重金属含量均值全部超过国家二级标准,分别为背景值的1.53、11.86、2.40、1.31、4.09倍;且远远高于山东省东部地区表层土壤背景值,含量倍数分别为9.85、39.98、8.85、4.29与12.71倍.基于半变异函数模型分析得出,块金效应从高到低依次为As(0.644)Cd(0.627)Cr(0.538)Ni(0.411)Pb(0.294),均属中等空间相关性,重金属含量空间分布呈现中部桑园煤矿及其周围含量最高,东部与西部含量较低的特征.经主成分分析发现,Cd、As、Ni和Cr主要来源于污水灌溉、工业企业排放和工业活动;汽车尾气与煤炭燃烧是Pb的主要污染源.单因子污染程度评价显示,不同重金属污染程度依次为AsCrNiCdPb.综合污染程度评价显示,研究区土壤重金属综合污染程度较高,综合污染指数范围处于2.17~4.66之间,中度污染与重度污染样本分别为10个和26个,重度污染地区主要分布在桑园煤矿、北皂煤矿、柳海煤矿区域,中度污染地区包括洼里煤矿、梁家煤矿等区域.本文研究结果将为在研究区开展生态风险评估研究工作提供数据参考与理论支持.     

太原市污灌区有机氯农药垂直分布特征及源解析

采用气相色谱-电子捕获检测器（GC-ECD）方法分析了太原市小店污灌区9个土壤剖面中有机氯农药（OCPs）的垂直分布特征.结果表明,OCPs主要积累在土壤上层0～30 cm,含量最大值为98.56 ng·g-1,其中六六六（HCHs）、滴滴涕（DDTs）、硫丹（endosulfans）和甲氧滴滴涕（methoxychlor）为主要污染物质,占总有机氯农药的85.1%,其它有机氯农药物质相对含量较少.绝大部分剖面土中OCPs含量随着深度增加而明显减少,β-HCH和DDE（o,p＇-DDE＋p,p＇-DDE）在HCH农药和DDT农药中占主要成分.组分分析表明,清灌区和沼泽区中最近可能有新的DDT源输入,其它剖面土中HCH和DDT主要来自历史使用残留.研究区内绝大部分土壤为粉砂壤土;污灌区和清灌区中ΣOCPs含量与总有机碳（TOC）均表现出明显正相关性,但沼泽区和背景点与TOC相关性不显著.     

重庆市酉阳县南部农田土壤重金属污染评估及来源解析

为了探究矿业活动及地质背景对土壤环境的影响,在重庆市酉阳县南部农用地中采集了土壤组合样品156件,分析了土壤中重金属的含量及pH,基于地统计法、单因子指数法及内梅罗指数法对土壤重金属污染状况进行了评价,利用主成分分析/绝对主成分分数(PCA/APCS)受体模型讨论土壤重金属的来源.结果表明,土壤Cd污染呈面状分布,而土壤Hg主要表现为点状污染,土壤中-重度污染主要分布在涂市乡、麻旺镇及龙潭镇三镇交界处,土壤以酸性为主,出现农作物污染的风险较高;指示克里格法评价结果显示,三镇交接处及涂市乡北部有较高的土壤污染概率;主成分分析/绝对主成分分数(PCA/APCS)受体模型分析结果显示,土壤As、 Cd、 Cr及Ni的来源主要受到地质背景的控制,土壤Hg与Pb、 Zn主要受到矿业活动的控制,土壤Cu同时受到地质背景和矿业活动的影响;此外,农业活动也是土壤As、 Cd、 Pb、 Cu及Zn等元素来源之一.研究区土壤中-重度污染主要是由矿业活动引起的,而地质背景导致的土壤重金属污染主要为轻度污染.该研究可为典型区域土地安全利用及土壤污染防治提供理论基础.     

多元统计在土壤重金属污染源解析中的应用

土壤中重金属污染及其防治愈来愈受重视,查明污染源是有效治理污染的前提。本文总结了近年来国内外聚类分析、主成分分析、园子分析在土壤重金属溯源中的应用。针对以往研究工作的不足和存在的问题,指出了今后土壤重金属污染源解析研究中的新思路：（1）GIS技术与多元统计相结合生成的污染专题地图,可以更好地确定污染物来源;（2）利用富...     

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.     

城市污水回用于山地绿化灌溉土壤重金属的空间变异性

新疆乌鲁木齐市雅玛里克山国家级绿化示范基地的灌溉用水为雅玛里克山污水厂一级出水(乌鲁木齐生活污水出水). 在面积为59 hm2的污灌区布设了61个采样点,测定了表土(0～20 cm)中Cu,Zn,Ni,Cr,Pb,Cd的含量和pH,有机质(OM)含量,阳离子交换量(CEC)等土壤理化参数,并在此基础上进行了尼梅罗综合污染指数评价和基于地理信息系统(GIS)及地统计学的研究. 结果表明,6种重金属的平均含量均低于国家二级标准(GB15168-1995)限值;采样区的土壤重金属总体上属于轻度污染. Zn,Cr,Pb和Cd含量变异函数曲线的理论模型符合指数模型;Ni和OM含量及CEC的理论模型表现为高斯模型;Cu含量和pH的理论模型为球状模型. Pb,Ni,Cr,OM含量和pH,CEC表现为中等强度的空间自相关,Cu,Zn和Cd含量均表现出强烈的空间自相关. 重金属a值最大的是Pb (450 m),而其他重金属的a值多集中在100～200　m,采用普通克立格最优内插法对未测点重金属,pH,OM含量和CEC进行最优估计,绘制了空间分布图,更直观地反映出了重金属元素及土壤理化参数的空间变异特征.      

三门峡某铅厂遗留场地土壤重金属空间分布特征及来源解析

我国各大城市目前正在进行大规模的工业企业搬迁,并产生了众多污染搬迁遗留场地,其中重金属污染尤为严峻.为了分析三门峡某铅厂遗留场地土壤重金属的污染状况、空间分布和污染来源,采用地统计学分析场地土壤重金属的空间变异规律和分布特征,并利用PMF模型解析场地土壤重金属的主要来源.结果表明,土壤中As、Cd、Cu、Pb、Hg和Ni的平均值远超过河南省土壤环境背景值,As、Cd、Pb和Hg含量超过场地土壤污染风险筛选值,As、Pb和Hg含量超过场地土壤污染风险管控值.Cr的高值区位于废渣堆场北侧,Ni和Cd高值区位于废渣堆场北侧和场地南侧,As的高值区位于废渣堆场南侧与生活区之间,Cu和Pb高值区较为分散,主要集中于中部的原料堆场和炼炉区,Ni和Cd、Cu和Pb具有相同的空间分布特征.基于PMF模型可知,7种重金属有3种主要来源,Cd以废渣堆积源为主,贡献率为87.60%;Cu、Pb和Hg以土壤母质源为主,贡献率分别为92.50%、75.20%和95.40%;Cr、Ni和As以原料粉尘废气源为主,贡献率分别为80.80%、83.30%和62.00%.     

某试验场土壤重金属分布特征及其污染评价

试验场重金属污染是广受关注的环境问题之一.选取吉林某试验场的静爆试验区、落弹区和生活保障区作为研究对象,检测了112个表层土壤样品及两个土壤剖面中的重金属(As、 Cd、 Cr、 Cu、 Ni、 Pb和Zn)含量,分析了重金属分布特征并对其进行了源解析,采用多个污染指数评价法对重金属的污染程度及潜在生态风险进行了研究.结果表明,静爆试验区土壤中As、 Cd、 Cu、 Ni和Zn含量的平均值高于吉林省背景值,且Cu、 Zn、 As和Cd含量表现出较强的空间异质性;落弹区土壤中As、 Cd和Ni含量的平均值超出背景值;生活保障区土壤中As和Cd含量的平均值高于背景值,并且Pb、 Cd、 Zn和Cr变异系数较强,表明其可能受到人类活动的影响.在不同的试验区,土壤中As、 Cr、 Cu、 Ni和Zn含量具有显著差异(P<0.05),静爆试验区较落弹区受到试验活动影响更为强烈,土壤剖面表层重金属含量明显偏高,土壤剖面中重金属未发生明显垂向迁移.多元统计和APCS-MLR源解析分析表明,Zn、 Pb和Cd主要受到试验活动相关的污染源影响,Cr和Ni主要受成土母质自然源影响,As和Cu来源较为...