基于PMF模型的垃圾焚烧厂周边农田土壤重金属源解析

为调查垃圾焚烧厂周边农田土壤重金属污染特征和来源,用电感耦合等离子体质谱法（ICP-MS）和原子荧光光谱法（AFS）分析了厦门市某垃圾焚烧厂周边农田表层土壤（0~20 cm）中V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、As、Cd、Pb和Hg的含量,用Kriging插值法分析了上述元素的空间分布特征,用地累积指数法、内梅罗综合污染指数法、富集因子法和潜在生态风险指数法对重金属污染程度和生态风险进行了评价,运用聚类分析、主成分分析和PMF模型相结合的方法探究了重金属来源.结果表明,Cu、Zn、As、Cd和Hg的含量平均值分别是厦门土壤元素背景值的1.96、1.52、5.95、3.38和3.65倍.地累积指数结果表明,研究区以As污染为主,Hg和Cd污染次之;内梅罗综合污染指数结果表明,研究区重金属的综合污染程度为中度至重度污染;研究区表层土壤重金属富集程度较高,As、Hg、Cd和Cu有显著富集;研究区表层土壤重金属潜在生态风险较高,Hg和Cd是主要风险因子,As次之,高风险区主要位于研究区南部.研究区表层土壤重金属主要来源为垃圾焚烧、交通源、自然源和农业源的混合源以及燃煤源,贡献率分别为28.42%、27.22%、26.29%和18.07%.     

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.     

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.     

河南省典型工业区周边农田土壤重金属分布特征及风险评价

为深入探讨典型工业区周边农田土壤重金属分布的特征,以河南省新乡市凤泉区大块镇工业区周边农田土壤为研究对象,对表面和剖面方向上土壤As、Cd、Cr、Cu、Ni、Pb和Zn等7种重金属污染的空间分布和污染风险进行分析,并使用主成分分析进行污染源解析,为该类工业区周边农田重金属污染治理与防控提供理论基础.结果表明,该工业区内...     

香河县农田土壤重金属污染生态与健康风险评价

为系统研究河北省香河县农用地土壤重金属污染状况,网格法采集了288个点位的表层（0~20 cm）土壤样品,分析土壤样品中Cd、Cr、Hg、Ni、Pb、As、Cu和Zn这8种土壤重金属的分布特征,并采用单因子指数、内梅罗综合污染指数、地累积指数、潜在生态风险指数和人体健康风险指数评估其污染状况、生态风险和健康风险.结果表明：①香河县土壤重金属含量均低于筛选值,但存在较强的空间变异;富集因子分析表明有20.74%的Hg和0.33%的Cd呈显著污染,68.56%的Hg和20.40%的Cd呈中污染,其余重金属处于无~弱污染水平.②内梅罗综合污染指数超标率为8.68%,主要以点状分布在香河县西部与中部.③地累积指数评价表明土壤Cd、Pb和Zn污染相对严重,Hg污染最严重,达到中度污染及以上的点位占比为46.50%.④潜在生态风险指数表明土壤以中等和强潜在生态风险为主,占比分别为46.15%和37.46%,有1.34%点位达到极强潜在生态风险等级,达到中等及以上潜在风险程度的重金属为Cd和Hg.⑤土壤重金属健康风险较低,经任何暴露途径产生的非致癌风险大体均可以接受.相对而言,土壤Cr、As和Pb是各乡镇非致癌风险最大的3个贡献因子,土壤As是各乡镇主要的致癌风险因子.土壤重金属对儿童引起的健康风险高于成人,食物摄取为主要暴露途径.建议香河县针对各乡镇产业布局和土壤重金属含量、生态和健康风险差异,采取对应措施加强防控.     

某铅锌矿区农田重金属分布特征及其风险评价

为进一步探讨铅锌矿开采和冶炼地区农田重金属污染的分布特征和污染途径,以会泽县者海镇铅锌矿区周边农田土壤为研究对象,共布设496个采样点,测定表层土壤中重金属（Cd、Hg、Pb、Cu、Zn）的含量.利用自然邻点法对表层土壤中重金属含量进行插值拟合,以空间三维模型研究该地区农田土壤重金属污染特征,运用单因子指数、综合污染指数和潜在生态风险指数法对重金属污染程度进行评价,采用相关分析、主成分分析和聚类分析识别污染途径.结果表明：Cd、Hg、Pb、Cu和Zn的含量平均值（mg/kg）分别是云南省背景值的33.05、5.83、12.02、4.89和16.33倍;Cd、Hg、Pb、Zn含量空间分布表现为西北部浓度最高,且中部高于东西两侧,而Cu与此相反;单因子指数评价结果显示99.8%的土样达到Cd重度污染,其次是Cu（82.06%）、Zn（62.50%）;综合污染指数表明,研究区均处于重度污染程度,西北部尤为严重;综合生态风险评价表明,中部风险高两边低,Cd的贡献率最大占61%;相关分析结果显示,Zn、Cd、Pb、Hg之间呈显著正相关性（P < 0.01）,表明其污染途径相近;主成分分析和聚类分析表明,Cd、Hg、Pb、Zn污染途径主要与人类活动有关,Cu主要受自然因素影响,因此对该地区土壤重金属的修复和治理应综合考虑人为因素和自然因素的影响.     

鄂西北某农田保护区土壤重金属分布特征及生态风险评价

为了解鄂西北农田土壤重金属污染状况,采集了湖北省某农田保护区89份表层土壤样品,运用多元统计分析法和潜在生态危害指数法研究了土壤重金属分布特征和生态风险。结果显示:研究区Ni、Cd、Cu、Zn、As和Hg具有不同程度的累积效应,Cd均值含量超过了不同p H条件下农用地土壤污染风险筛选值;多元统计分析结果显示:化肥、农药的不合理施用是Ni、Cd、Cu、Zn和As的主要来源,Cr、Pb来源于自然源,Hg主要来源于锅炉燃煤等人为污染源;单因子指数、综合污染指数和生态风险指数结果均表明,研究区具有较强的Cd污染风险,Cd是主要的污染因子。     

湖南省某地农田土壤重金属生态风险评价研究

以湖南省某典型村庄农田土壤为研究对象,分析了其土壤中As、Cd、Cu和Zn的含量及其形态分布特征,在此基础上开展了潜在生态风险评估,并探讨了土壤中重金属的可能来源。结果表明,该研究区域土壤,除As外,Cd、Cu和Zn都存在不同程度的超标。其中超标最严重的为Cd,超标率为100%,最大超标倍数达35.7倍。不同重金属存在不同的形态分布特征,Cd的水溶态和可提取态最高(F1),平均值达到42%;Cu和Zn可还原态(F2)、可氧化态(F3)这两部分含量较高,两部分之和的平均值分别达到50.9%和39.7%;As主要以残渣态(F4)存在。重金属风险评价代码评价结果表明,该研究区土壤Cd和Zn的生态风险最高。潜在生态风险评价表明研究区域农田土壤存在很高的生态风险,86.7%的采样点都处于中等及以上的风险水平。重金属Cd是在潜在生态危害中贡献率较大,该地区土壤Cd的危害应引起高度关注。聚类分析等结果表明,As、Cd、Cu和Zn之间的相关性较强,表明其来源基本一致,可能主要来源于附近工业"三废"的排放,受人为影响较大。     

农田土壤重金属污染风险评价模型与方法研究

土壤重金属污染是当今重要的世界性环境问题之一,尤其近年来不断出现的农产品重金属超标问题与农田土壤重金属污染程度密切相关。因此,选择合理的模型和方法对农田土壤中重金属污染状况进行评价,这对于环境和健康问题显得尤为重要。本文综述了国内外常用于农田土壤重金属评价的传统指数模型和以指数模型为基础而延伸出来的一些评价方法,介绍了基于GIS技术、土壤重金属形态分析以及以农产品质量安全为基础的评价模型,分析了主要评价模型和方法的优缺点,提出了农田土壤重金属污染评价研究的方向。     

河池市某废弃冶炼厂周边农田土壤重金属污染特征及风险评价

为了解河池市某废弃冶炼厂周围农田土壤重金属的分布特征及潜在风险,研究了该区域不同深度土壤中5种重金属(Cd、Pb、Cr、Cu、Zn)以及主要农作物的污染状况,采用多元统计分析、改进的内梅罗指数法、潜在生态危害指数法结合GIS插值进行土壤污染调查及生态风险评价.结果表明:土壤中Cd、Pb、Cr、Cu、Zn的平均含量均高于...     

基于PMF模型的县域尺度土壤重金属来源分析及风险评价

为探究小尺度空间区域土壤重金属的污染特征、风险和来源,以广东省揭阳市榕城区为例,运用富集系数、污染负荷指数、生态风险评价模型、健康风险评价模型进行风险评价,结合相关性分析、空间分析和正定矩阵因子分解（PMF）模型进行来源解析.结果表明,土壤中ω（Cr）、ω（Hg）、ω（As）、ω（Pb）、ω（Ni）、ω（Cd）、ω（Cu）和ω（Zn）的均值分别为54.87、0.25、8.35、56.00、15.38、0.35、30.56和124.23 mg ·kg^-1,均超过广东省土壤背景值;Cr、As、Pb和Ni无富集,Zn和Cu轻微富集,Hg和Cd中等富集;污染负荷指数的均值为2.37,总体上属于重度污染水平,8种元素处于不同的污染水平.研究区土壤重金属整体处于重度生态风险,其中Hg和Cd属于强烈生态风险,其他元素属于轻微生态风险.不同元素在3种暴露途径下产生的非致癌风险处于可接受范围;成人和儿童的致癌风险分别为9.81E-05和5.59E-04,Cr和As是致癌风险的主要贡献者,需重点关注.研究区土壤重金属共有4种主要来源：交通来源（37.02%）、成土母质来源（18.53%）、大气沉降来源（26.49%）和工业来源（17.96%）.     

广西某赤泥堆场周边土壤重金属污染风险

为考察广西典型赤泥堆场周边农田土壤重金属污染环境风险,采集194个表层土壤样品,运用内梅罗综合指数法、Harkanson潜在生态危害指数法分析重金属污染状况,利用空间插值法、主成分分析法等对8种重金属元素进行源解析.结果表明,除V、Cu,其他元素的平均含量均超过广西区背景值,Cr、Ni、Zn、As、Pb、Co平均含量超过广西区土壤背景值倍数,分别为1.69、1.35、2.45、11.83、4.17、1.95,其中As为首要污染物;农田土壤呈现出"中度"生态风险,As的贡献率高达68%.8种重金属空间分布特征整体有一定相似之处,均在赤泥库东北方向和西南方向浓度较高,而在东南方向整体浓度较低,并非下风向的西北方向,仅Cr在西北角出现明显富集,可能受到赤泥库影响.农田重金属污染源不同,As污染主要受人为因素影响,V、Ni、Cu、Zn、Pb、Co主要受到自然成土母质的影响,Cr同时受到成土母质和人为因素的影响.     

基于UNMIX模型的矿区周边农田土壤重金属源解析

采集了云南省会泽县铅锌矿区周边42个农田土壤样品,测定了14种元素的含量,应用UNMIX模型进行了土壤重金属源解析的研究,并利用Arc GIS地统计分析模块中的反距离加权插值法分析了污染严重的6种重金属的空间分布,进一步验证源解析结果.结果表明:(1)研究区土壤中Pb、Zn、Cd污染较为严重,均超过当地土壤背景值的数十倍.(2)UNMIX模型解析出的3个土壤重金属污染来源分别为工业活动造成的人为污染源(源1),源贡献率为16.32%;燃煤和施肥导致的污染源(源2),源贡献率为68.26%;矿山开采导致的人为污染源及土壤母质造成的自然污染源的综合污染源(源3),源贡献率为15.42%.(3)研究区的农田土壤重金属污染的空间分布格局与当地的土地利用类型和UNMIX模型解析的结果基本吻合,表明UNMIX模型可以很好地应用于矿区周边农田土壤重金属源解析研究.     

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.     

宁夏引黄灌区农田土壤重金属生态风险评价及来源解析

农田土壤环境直接关系到农产品质量安全,为了解宁夏引黄灌区农田土壤重金属特征及主要影响因子,在2017～2021年连续5年采样分析了重金属分布特征和相关关系,评价了重金属污染状况和潜在生态风险,解析了农田重金属主要来源.结果表明,宁夏引黄灌区土壤ω(Pb)、ω(As)、ω(Zn)、ω(Ni)、ω(Cu)、ω(Hg)、ω(Cr)和ω(Cd)的平均值分别为19.74、11.67、66.88、29.09、22.55、0.03、62.27和0.19 mg·kg^-1,相对宁夏土壤环境背景值存在一定程度的富集,无中度及以上污染等级.其中,Hg和Cd有中、较高等级生态风险点位,但均未超过农用地土壤污染风险管控值,所有样点均无高风险和极高风险等级.正定矩阵因子分解模型(PMF)与相关分析结合得出的源解析结果表明,研究区农田土壤重金属来源有自然来源、工矿活动及居民生产生活的混合源、交通运输源、农业生产活动源和工业源等5个主要来源,贡献率分别为26.54%、25.59%、22.52%、15.63%和9.72%.综合来看,宁夏引黄灌区农田土壤重金属均无超标现象,且没有较高等级生态风险,农...     

南阳盆地东部山区土壤重金属分布特征及生态风险评价

通过分析南阳盆地东部山区表层土壤(0～20 cm)样品的As、Hg、Cd、Cr、Pb、Zn、Ni和Cu等8种重金属含量和p H值,对土壤重金属的空间分布特征、污染程度和生态风险进行研究,并对重金属的来源进行分析.结果表明,研究区内土壤Cd、Cu、Cr、Ni、Pb、Zn和As含量相比于土壤污染风险筛选值存在不同程度的超标.土壤重金属空间分布呈面状和岛状分布.含量高值区主要分布在研究区南部,且与矿区分布相吻合.除了少数样点的土壤以外,大部分样点未受到污染,Cd的污染最为严重.As、Cr、Pb、Zn、Ni和Cu在几乎全部地区的潜在生态风险系数为轻微风险等级,Cd和Hg的潜在生态风险系数为中等风险等级占比最高.研究区综合土壤重金属潜在很强和强生态风险指数占比较高,分别为58.93%和37.66%.土壤Hg、Cd和Pb主要受到矿产开采等人类活动的影响,As主要受到研究区地质背景的影响,Zn、Ni、Cr和Cu同时受到人类活动和地质背景的影响.研究区矿产资源的开采是造成土壤污染及生态风险的主要原因.     

基于APCS-MLR模型的开封市公交站周边灰尘重金属源解析及健康风险评估

为揭示城市交通系统对城市生态环境质量的影响,选择受交通影响扰动较强的环境指示物——公交站地表灰尘作为研究对象,利用电感耦合等离子体质谱仪（ICP-MS）和电感耦合等离子体发射光谱仪（ICP-ASE）分别测定灰尘中8种重金属（V、Cr、Co、Ni、Cu、Zn、Cd和Pb）含量,应用地累积指数和污染负荷指数法分析灰尘重金属的污染程度和空间分布特征,通过定性（相关性分析、主成分分析）和定量[绝对因子得分-多元线性回归模型（APCS-MLR）]相结合的方法开展公交站附近地表灰尘重金属来源探讨,应用克里格空间插值法明晰重金属不同来源的空间分布特征,利用美国环境保护署提出的健康风险评价模型来评价人体健康风险.结果表明,开封市公交站地表灰尘重金属ω（V）、ω（Cr）、ω（Co）、ω（Ni）、ω（Cu）、ω（Zn）、ω（Cd）和ω（Pb）平均值依次为:68.36、59.73、5.81、19.34、40.10、208.32、1.01和49.46 mg·kg^-1,灰尘中重金属（Cd、Zn、Pb、Cu、Cr）含量平均值均高于开封市周边灰尘背景值,分别是背景值的3.37、2.70、2.01、1.95和1.28倍;8种重金属的地累积指数顺序为:Cd > Zn > Pb > Cu > Cr > V > Ni > Co,其中Cd、Zn、Cu和Pb属于轻度污染水平,其他元素为无污染;源解析结果显示,Cr、Co和Ni为自然源元素,Cu、Zn、Pb和Cd为交通源元素,V则来源于工业-自然混合源.APCS-MLR结果表明,4种来源的平均贡献率依次为自然源为34.17 %,交通源为29.84 %,工业-自然混合源为14.64 %,未知源为21.35 %,其中交通源贡献率空间分布规律与交通量及公交线路密集度分布趋势一致.由健康风险评价可知,儿童的总致癌风险指数和总非致癌风险指数均高于成人,Cr为主要的非致癌因子,Cd为主要的致癌因子,自然源和交通源分别对非致癌风险和致癌风险的贡献率最高.