农用地土壤重金属污染评价及来源解析

以广东省梅州市五华县棉洋镇农用地为研究对象,测定农业用地土壤样品Cd、Hg、Cr、As、Pb重金属含量。通过反距离权重(IDW)的插值模型进行土壤重金属空间分布预测分析,采用内梅罗综合污染指数对棉洋镇重金属污染状况进行全面评价,采用地累积指数法和潜在生态风险指数法对土壤重金属进行生态风险评价,运用主成分分析法和相关性分析法探究土壤重金属的主要来源。结果表明：土壤中As、Cd、Cr、Hg、Pb的平均质量分数分别为7.18、0.13、26.03、0.10和33.87 mg/kg,均低于农用地土壤污染风险筛选值,土壤环境质量总体属于清洁水平,重金属污染潜在生态风险较低。其中,Hg、As、Cr元素在土壤中的积累主要受自然因素(成土母质)的影响,Pb、Cd元素不仅受成土母质影响,还受人类活动影响。     

基于属性识别理论的城市生态安全评价——以广州市为例

城市生态安全评价可以使管理者和公众及时了解城市发展中生态环境压力的严重态势,为城市可持续发展战略的制定和生态系统的管理提供依据和指导。文章构建了由活力、组织结构、恢复力、生态系统服务功能和人类健康状况5个要素构成的城市生态安全评价指标体系。在有序分割类和属性识别准则的基础上,建立了城市生态安全评价的属性识别模型。采用层次分析法（AHP）和熵权法赋予指标权重,充分利用了主观和客观评价方法的优势。根据此模型对广州市1991—2007年间的生态安全状况进行了实证分析。结果表明城市生态安全状况呈现出,从＂较不安全级＂上升到＂临界安全＂级。在5个评价要素中,除人群健康状况外,其他4个评价要素呈现出逐年改善的趋势。属性识别理论能对事物进行有效识别和比较分析,且原理直观、计算简便、评价结果准确,在评价、预测、决策等领域中具有广泛的适用性。     

海门市蛎岈山牡蛎礁海洋特别保护区生态系统健康评价

在分析海门市蛎岈山牡蛎礁海洋特别保护区海域生态系统现状及特点基础上,构建了包含环境、结构、稳定性3个方面24个指标的海洋特别保护区生态系统健康评价指标体系,并采用熵权综合指数模型和模糊综合评价模型对保护区的生态系统健康状况进行评价及对比分析。熵权综合指数法评价结果表明,保护区生态系统处于健康趋向亚健康的状态;熵权模糊综合模型评价结果表明,保护区生态系统处于健康状态。由于模糊综合评价模型能反映保护区各生态要素的健康状况,其评价结论更趋近于保护区客观现状,更适用于海洋保护区健康评价。     

基于分形插值模型的贵州农产品区土壤养分综合评价研究

以贵州省农产品区为研究对象,选取5个养分指标,利用分形维数权重的方法构建土壤养分分形插值模型,结合GIS技术对贵州省农产品区的土壤养分现状进行综合评价,并引入多种评价模型与分形插值模型评价结果进行验证分析.结果表明:(1)贵州省农产品区中速效钾含量丰富,中位数为162.00 mg·kg~(-1),全氮、有机质、有效磷含量为中等水平,中位数为1.35 g·kg~(-1)、20.30 g·kg~(-1)、10.30 mg·kg~(-1),土壤为微酸性土壤.(2)分形插值是解决复杂的非线性关系问题的模型方法,将其运用于土壤养分综合评价中既考虑了指标间的非线性关系又考虑了指标间的权重关系,通过与投影寻踪模型、熵权TOPSIS模型和数值化模型对比验证与分析,分形插值模型与其他三种模型方法的评价结果有较好的一致性,评价结果更加客观、合理,为土壤养分综合评价提供了一种较好的新方法.(3)土壤养分分形插值综合评价分布图显示,贵州农产品区北部地区较南部地区土壤养分较好,由中部向四周呈放射状递减的趋势,土壤养分各等级水平均有体现,其中等和缺乏水平分布面积占研究总面积的38.17%和36.99%,说明整个研究区土壤养分水平综合状况主要以中等和缺乏水平为主.     

广州市城市森林土壤重金属污染状况及其评价

城市森林土壤能储淤城市环境中的重金属污染元素,影响土壤环境质量.文章对广州市的城市森林区域中土壤重金属的污染状况进行研究,应用单项污染元素指数和综合污染指数对广州市城市森林土壤进行环境质量评价,结果表明:广州市机场高速林带林区土壤中As、Pb、Cd三重金属污染元素超标,广深铁路林带林区土壤中Cd重金属元素超标, 其他各林区严格控制环境重金属污染物未超标;帽峰山森林公园土壤重金属综合污染指数最低,表明森林群落对重金属污染元素的消减作用明显.土壤酶活性可以表征森林土壤中重金属污染状况,森林土壤中As、Cu、Zn含量与过氧化氢酶活性呈显著负相关性;对可能影响城市森林土壤重金属含量因素的10个因子进行主成分分析,建立了城市森林土壤环境质量评价综合模型.     

浙北地区农用地和建设用地土壤重金属污染及潜在生态风险评价

为了研究浙北地区农用地和建设用地2种不同土地利用方式下土壤重金属污染情况,采集并分析了159个表层(0～20 cm)土壤样品中的Cd、Hg、As、Pb、Cr、Cu、Zn、Ni 8种重金属含量,采用主成分分析法(PCA)进行来源解析,并运用单因子污染指数法、污染负荷指数法、潜在生态风险及预警指数法进行综合评价。结果显示,农用地和建设用地8种重金属元素的平均质量分数均未超过相关评价标准筛选值,但均超过浙江省土壤环境背景值,其中农用地中Cd和Hg污染,建设用地Cd、Cu、Pb和Zn污染明显。研究区农用地和建设用地土壤重金属综合污染负荷指数(PLI)均为轻度污染状态,且对土壤污染贡献率最大的重金属元素均为Cd,可为研究区土壤重金属的污染防治、风险管控提供依据。研究区农用地除Cd为中度污染外,其他7种重金属均为轻微污染;建设用地Cd为重度污染,Cu、Zn、Pb为轻度污染,Cr、Hg、As、Ni为轻微污染。研究区农用地土壤Ni、Zn、Cu、Cr主要受土母质影响,Cd和Pb主要来源可能为交通运输,Hg和As主要受人类活动影响;建设用地Cd、Hg、Pb、Cr、Cu、Zn、Ni可能具有不同程度的相同来源...     

上饶市某铜矿废弃地土壤重金属污染特征及健康风险评价

以上饶某铜矿废弃地土壤为研究对象,共采集50份采场边坡废弃地土壤样品,对该铜矿区废弃地土壤重金属污染特征、来源及其对人体的健康风险进行探析,为矿山开采及废弃地重金属污染防治提供理论依据。使用原子吸收分光光度计测定Cu、Cd、Cr、Pb和Zn含量并对其理化性质进行测定,分析该铜矿废弃地重金属含量及其与理化性质之间的相关性。采用单因子指数法结合内梅罗综合指数法和健康风险评价模型对该矿区废弃地土壤重金属污染状况及人体健康风险进行评价。结果表明,该矿区土壤重金属中Cu和Cd均远超过国家土壤环境二级标准和江西省土壤背景值,Zn、Pb和Cr含量都超过江西省土壤背景值;Cd、Pb、Cr、Cu和Zn的变异系数分别为95%、98%、71%、60%和18%。聚类分析结果表明,Cd受理化性质的影响较为显著。主成分分析表明,土壤样品中的Cd受TN的影响较大,各重金属均受到理化性质的不同程度影响,且在不同的主成分上的比重各异,表明它们具有同源性。污染指数评价结果表明,5种重金属中Cu和Cd的污染最为严重,Cr的污染相对较轻。健康风险评价结果表明,5种重金属对成人和儿童产生的非致癌暴露风险值均为CrCdPbCuZn,其中Cr对周围居民所产生的健康风险不容忽视。     

深圳市典型工业区土壤重金属污染特征及健康风险评价

为了解深圳市工业土壤重金属污染水平,对深圳市典型工业区——宝安区土壤进行调查采样,以当地森林土壤作为背景点,对照分析工业土壤Cu、Zn、Ni、Pb、Cr、Cd、Hg、As等8种重金属污染特征,采用单因子指数法并结合内罗梅综合指数法进行重金属综合污染评价,采用商值法进行生态风险评估,采用美国环保署(US EPA)推荐的健康风险评价模型对其进行健康风险初步评价,最后采用主成分分析并结合实地调查进行源解析,以期为当地的土壤环境管理提供参考依据。结果表明,同一种重金属元素在不同采样点土壤中的含量差异较大,其中,Cu和Pb的变异系数均大于1。8种重金属元素的测定值均高于当地森林土壤,污染累积指数均大于1,表明8种重金属均存在不同程度的累积现象。工业土壤样品各重金属元素的污染指数大小为:NiCuAsPbCdZnHgCr,综合污染指数为1.33,表明研究区工业土壤样品重金属综合污染处于轻度污染水平。除Ni存在低生态风险外,其他7种重金属生态风险均很低。Cu、Ni、Pb、Cd、As的总非致癌危害指数为0.6481,致癌总风险为4.79×10~(-15)10~(-6),可认为研究区工业土壤重金属不存在健康风险。主成分分析结果表明,Zn、Ni、Cr、Pb主要来源于金属表面处理、电镀等工业生产过程,其中,Pb还来源于交通源污染;Hg、As主要来源于燃煤、生活垃圾燃烧、印染废水排放等过程;Cu、Cd主要来源于电器生产、金属加工等过程。     

遵义东南部地区农业土壤重金属污染预警模型

于2003-2008年对遵义东南部地区耕作区的土壤重金属含量进行检测,选取Cd、Pb、Cr、Hg、As 5种重金属,将改进型层次分析法和时间序列法相结合建立农业土壤重金属污染趋势预警模型和恶化速度预警模型,采用二次指数平滑法预测未来农业土壤重金属综合污染指数及恶化速度.结果表明,如无人为保护措施,自2008年起再过37 a该地区土壤重金属含量将达轻度污染.校验结果表明预测值与实测值较为符合,平均相对误差小于6%.该模型适用于未受过人为大量污染的、重金属含量变化较为稳定的农业地区.     

江苏苏北湿地土壤重金属污染特征及评价

本文研究了苏北盐城湿地土壤重金属Pb、Cu、Cr、Cd、Zn污染状况,并采用相关性分析和主成分分析对土壤重金属的来源进行了分析,同时,通过内梅罗综合污染指数法、地质累积指数法和Hakanson潜在生态风险指数法对土壤重金属的污染情况进行了评价.结果表明,研究区的土壤中Pb、Cu、Cr、Cd和Zn的平均含量分别为26.28、27.55、57.71、1.04、70.05 mg·kg-1,除了Cd有97.1%超过土壤环境质量二级标准,其余均未超过二级标准.除Pb含量分布变化幅度较小外,其余4种重金属含量分布变化幅度都较大.相关性分析和主成分分析表明研究区域的Pb、Cu、Cr、Zn存在相关性,它们可能来自于相似来源,主要来源于工业排放;Cd与其它重金属无相关性,表明来源不同,可能主要来自于农业化肥的施用.内梅罗综合污染评价法及地质累积指数法结果表明,各重金属污染程度从大到小的顺序为:CdCuZnPbCr.土壤样品的内梅罗综合污染指数P综合=6.11,说明总体上该区域土壤已达到重度污染等级.研究区域的综合潜在生态风险指数RI为261.71,总体处于中度生态风险等级,并且Cd是主要贡献因子.     

矿粮复合区土壤-作物系统重金属污染风险性评价

为分析矿区污染农田农作物生产的生态安全性,以焦作市中马村矿区的典型农田为例,对矿区农田土壤及植物中Zn、Cr、Cd、Cu和Pb等重金属的质量分数进行了测定,并对重金属污染风险进行了评价。结果表明,根据重金属的单项污染指数,在矿井水污灌农田（F1样地）土壤中Zn和Cd的质量分数达到中度污染水平,Cr的质量分数达到轻微污染水平,Cu和Pb元素质量分数未达到污染水平。在煤矸石污染农田（F2样地）土壤中Zn、Cr和Cd的质量分数达到轻度污染水平,Cu和Pb元素质量分数未达到污染水平。在矿区公路侧农田（F3样地）土壤中各元素质量分数均未达到污染水平。采用潜在生态风险指数法对土壤重金属污染的生态风险进行评价,F1和F2样地综合生态风险指数分别为239．60和178．42,达到中等水平,F3样地土壤达到轻微生态风险水平。采用单项污染指数和综合污染指数法对小麦（Triticumaestivum）籽粒中重金属风险进行评价,在F1和F2样地中,小麦籽粒中Cu质量分数均未达到污染水平,Pb、Cd和Cr质量分数均达到重度污染水平。Zn质量分数在Fl样地中达到轻度污染水平,在F2样地中达到中度污染水平。在F3样地中,小麦籽粒中Cd和Cu质量分数未达到污染水平,Zn质量分数达到轻度污染水平,Pb、Cr质量分数达到重度污染水平。从综合污染指数评价来看,F1、F2和F33个样地小麦籽粒中重金属污染综合指数均达到重度污染水平。评价结果对科学治理矿区污染土壤,确保矿区农田生态安全、粮食生产安全具有重要意义。     

矿冶区周边水稻对不同来源重金属污染的指示作用

有色金属开采与冶炼可对周边环境造成严重的重金属污染,查明重金属污染来源对于矿冶周边重金属污染管理与控制具有重要意义.为探索利用矿冶周边水稻对As、Cd、Pb、Zn和Cu的富集与水稻体内元素的含量平衡特征指示重金属污染来源的可行性,选择了我国著名的水口山Pb-Zn矿山开采与冶炼周边区,根据重金属污染排放和迁移扩散特征,结合当地气象和地貌条件,确定了3个典型采样区,其中两个采样区分别邻近冶炼厂和尾砂库,另一处为位于两者之间的过渡区.采用蛇形采样法在稻田内采集33个成熟水稻及土壤样品,分析水稻不同部位(包括根、茎叶、籽粒)及土壤中As、Cd、Pb、Zn、Cu5种重金属和其他16种元素的含量.结果表明,3个采样区之间土壤中的As、Cd、Pb、Zn和Cu含量均存在显著性差异;各采样区水稻中除根际和籽粒中Cd含量外,各部位重金属含量也均有显著差异.靠近冶炼厂的水稻茎叶中As、Pb含量高于离冶炼厂较远的采样区水稻茎叶.尽管As、Pb在靠近尾砂库采样区土壤中含量最高,但在该区水稻茎叶中的含量却最低;在除As、Cd、Pb、Zn、Cu5种重金属以外的其他16种元素中,水稻根部仅有5种元素含量在各采样区之间存在差异,指示相同的土地利用类型及土壤母质条件;而在茎叶和籽粒中则分别有多达11和10种元素含量出现采样区差异,指示重金属污染来源影响水稻茎叶及籽粒中元素的含量平衡.多元统计分析结果显示,3个采样区水稻茎叶中元素含量平衡存在显著的分异,显示出明显的采样区属性.结合采样区域空间位置、污染物来源、水稻对重金属的富集与转运特征分析,3个采样区重金属主要污染特征可分别确定为水-气混合来源型、大气来源型和尾砂来源型.论文结果证明利用水稻茎叶指示矿冶周边重金属污染来源是可行的.     

污染场地土壤重金属空间异常值识别及其点源效应的分离

由点源污染导致的土壤重金属空间异常值的分布及点源效应的大小将影响场地风险评估和修复方案的制定,进而影响场地的环境管理.以某典型重金属污染场地为研究区域,以表层土壤Cd含量为研究对象,引入稳健变异函数模型,并筛选出合适的变异函数模型,结合平尾化方法对表层土壤Cd含量空间异常值进行识别和处理,并有效地分离出点源效应.研究表明：研究区表层土壤Cd含量空间变异大且存在明显的空间异常值;CressieHawkins稳健变异函数更适用于对研究区表层土壤Cd含量半方差函数的估计,采用稳健变异函数和平尾化方法能够有效地识别空间异常值和分离点源效应,空间异常值主要分布在受人为活动影响较大的区块;由于准点过程导致的变异较大,分离出的点源效应解释了异常值点位表层土壤Cd含量的大部分.     

贵州省典型矿区土壤重金属污染对蚯蚓的毒性效应评估

选取我国贵州省某矿区典型的重金属复合污染土壤开展28 d慢性毒性暴露试验,以蚯蚓体内2种抗氧化酶活性——过氧化氢酶(CAT)和超氧化物歧化酶(SOD)、8-羟基脱氧鸟苷(8-ODHG)和金属硫蛋白(MT)含量为生物指标,评估了以上生物指标与土壤重金属含量的相关性,探讨该研究方法用于矿区土壤重金属生态风险评估的可行性。结果表明,CAT和SOD在暴露周期内均出现先诱导后抑制的动态响应过程,表明蚯蚓通过提高CAT和SOD的活性来清除机体因污染胁迫而产生的自由基,以适应环境变化,在毒性缓解后,蚯蚓体内代谢产物的积累抑制了抗氧化氢酶活性,CAT和SOD活性下降并趋于稳定。暴露于重金属污染亚致死浓度时,蚯蚓体内的8-OHDG含量随着暴露时间的延长显著降低,随着暴露浓度的增加,损伤存在由低到高的转变。在28 d暴露周期内,蚯蚓体内MT在重金属胁迫下发挥了解毒作用,MT含量在蚯蚓暴露后第7天增加,随后逐渐降低。本文基于生物毒性试验综合评估了矿区典型重金属污染土壤的生态风险,研究结果对指导重金属复合污染土壤的修复与再利用具有重要意义。     

中国城市土壤重金属污染研究现状及对策

中国城市土壤重金属污染的主要来源是工业“三废”排放，金属采矿和冶炼，家庭燃煤，生活垃圾，汽车尾气排放。重金属在城市土壤中的分布规律表现为城市土壤重金属含量高于郊区，人类活动密集区和交通拥挤区重金属含量较高；人类活动的干扰导致土壤剖面重金属污染特征不明显。应采取预防与治理相结合的措施综合控制土壤重金属污染，并加紧制定我国的城市土壤健康评价标准。     

湘南某矿区菜园土中典型重金属的形态分析

分别运用Tessier连续提取法和Leleyter连续提取法研究湘南某矿区菜园土中Pb,Zn,Cu和Cd的形态分布特征.结果表明：菜园土中Pb,Zn,Cu和Cd的总浓度严重超过国家土壤环境质量标准.Pb,Zn,Cu和Cd的主要形态是残渣态,水溶态和交换态所占比例较小.重金属生物可利用性的研究表明,Pb,Zn,Cu和Cd生物可利用的含量较少;在Tessier方法中,除Cu之外,生物不可利用态是主要形态,其次是潜在生物可利用态,而在Leleyter方法中,潜在生物可利用态是主要形态,其次是生物不可利用态.     

神木煤矿区土壤重金属污染特征研究

通过对神府煤田开采区3个煤矿区周围土壤Cu、Cd、Cr、Mn、Ni质量分数进行测定及分析,评价了煤田开采对周围土壤的污染程度。结果表明,长期的煤炭资源开发、运输等活动,已导致周围土壤受到重金属不同程度的累积性污染,土壤中Cd、Ni质量分数高于陕西省土壤背景值,且Cd污染程度较高,Ni污染程度较低,而Cu、Cr、Mn基本不受污染。3个煤矿表层土壤各重金属元素质量分数均表现出污染区大于对照区,但这种变化幅度存在一定差异;Cu、Cr、Mn 3种重金属元素虽没有超出背景值,但已表现出一定程度的累积;煤矿周围土壤重金属污染受到开采年限、土壤质地、风向等因素的影响。3个煤矿污染区土壤剖面样品中,5种重金属元素质量分数基本上随着土壤深度的增加呈现降低的趋势,且这种趋势具有波动性。     

东莞市不同区域菜地土壤重金属污染状况研究

对东莞市及其不同区域菜地土壤重金属污染情况进行了调查和分析，参照国家土壤环境质量标准，运用单因子污染指数法和综合污染指数法对上述土壤质量进行了评价。结果表明，全市和各区土壤受到了不同程度的重金属污染，具体表现为：全市土壤Cd、Cu、Ni和Pb的超标率分别为4．9％，6．6％，3．3％和95．1％，均处于轻污染状态，以Pb污染最严重；土壤Cr未有超标，仅西北区域达到了警戒级水平。全市土壤重金属含量各样点间变异较大(Zn、Cr、Pb、Cd、Cu、Ni和有效Cu、Zn的变异系数分别为51．5％，54．1％，37．5％，48．8％，60．2％，57．3％和85．3％，64．7％)，但对各重金属元素而言却存在着不同程度的区域差异。     

重金属污染场地土壤风险筛选值关键影响因子研究——以砷为例

合理确定重金属土壤筛选值是污染场地风险识别和调查评估的基础,过松或过严的标准都会增加风险评估的不确定性,甚至可能会导致风险管控措施失效或修复资金浪费,确定重金属土壤筛选值的关键影响因子是合理确定重金属土壤筛选值的前提。选择工业污染场地中检出频率高、毒性大的砷作为研究对象,通过假设工商业用地下的暴露情景,根据《污染场地风险评估技术导则》(HJ25.3—2014)得到砷筛选值计算公式,利用基于蒙特卡罗模拟的Crystal Ball模型计算公式中各参数对结果的敏感性和贡献率来确定关键影响因子,通过调研国内外砷筛选值现状,从计算模型、毒性评估及关键影响因子等方面对引起各国砷筛选值差异的原因进行了分析探讨。结果表明:工商业用地下土壤砷筛选值取值为0.84～175.7 mg·kg~(-1),均值为21.4 mg·kg~(-1),95%的置信上限为24.19 mg·kg~(-1);风险可接受水平、每日土壤摄入量(IR)、暴露频率(EF)和暴露周期(ED)对砷筛选值的贡献率依次为41.3%、-27.3%、-16.3%和-12.7%,其余因子的贡献率均小于1%;关键影响因子按贡献率绝对值从大到小分别为风险可接受水平、每日土壤摄入量(IR)、暴露频率(EF)、暴露周期(ED)。计算模型和毒性评估存在差异是国内外土壤砷筛选值差异的基础原因,当计算模型和毒性评估差异不大时,关键影响因子才是决定性因素,其影响程度与模拟计算的结果一致。建议我国完善筛选值计算模型,对砷的毒性效应和符合我国暴露人群特征的关键影响因子展开深入研究。     

Spatial distribution and risk assessment of soil heavy metal contamination along roadsides of the northwestern Sichuan Plateau,China北大核心CSCD

Traffic activities in roadways are the major source of heavy metal contamination on the northwestern Sichuan Plateau, China. To characterize the spatial pattern of heavy metal distribution, we collected soil samples and measured the concentrations of five heavy metals (Cd, Cu, Ni, Pb, and Zn) from nine sites in Hongyuan County, Sichuan Province, including three transects that reflected typical gradients of traffic density. Each transect consisted of three levels of traffic density sites. We calculated single pollution index, Nemerow multi-factor index, and potential ecological risk index, to assess the ecological risk of the heavy metal contamination. Results showed that the soils were contaminated by Cd and Zn, with higher concentrations than that of the natural soil background values in all sampling sites. Moreover, Cd and Zn concentrations increased with increasing traffic density, suggesting that traffic activities were potentially responsible for the metal contaminations. The single pollution index indicated that the study sites were heavily contaminated by Cd and slightly polluted by Ni, Pb, and Zn, and the Nemerow multi-factor and potential ecological risk indexes indicated moderate potential ecological risks at the study sites. Specifically, the sites with high traffic density were moderately contaminated and the sites with low traffic density were mildly contaminated. In general, Cd and Zn were highly accumulated in soils of the study region; therefore focus should be on the high ecological hazard associated with soil heavy metal contamination, even in undeveloped regions. © 2018 Science Press. All rights reserved.