金华市富硒区表土重金属污染的磁学响应

该文通过对金华市富硒区表土磁性特征和金属含量的分析,探讨了金华市富硒区土壤的磁性特征及其对重金属污染的响应。结果表明:金华市富硒区表土样品的磁性特征以低矫顽力亚铁磁性矿物为主导,磁化率值整体较低,平均值为49.63×10-8m3/kg,不完全反铁磁性和亚铁磁性矿物含量较多,且表示磁性矿物含量的参数呈现基本一致的空间分布特征,由污染负荷指数(PLI)所得的污染分布规律也与部分表示磁性矿物含量的参数呈现类似的空间分布特征。在工业区范围内,磁性特征和PLI联系较非工业区更为密切,呈现面状高值分布特征,非工业区范围内为点状高值分布。污染较严重区域主要分布在工厂集中的工业园区、人流量较大的生产区、交通密集的干线旁和以水泥厂、热力厂及主要交通线路为中心的附近区域,而人为源影响较少的浙江师范大学周边及婺城区苗木种植区域、兰溪市生态良好的村庄等区域为磁化率低值区和污染负荷指数低值区。此外,磁参数与地球化学元素之间存在明显的共变关系,与磁性矿物浓度相关的参数可作为土壤重金属污染程度的代用指标。工业区磁化率与重金属元素之间相关性相对较高,非工业区较低,表明非工业区的磁性颗粒来源较为广泛。利用主成分分析法各得到4个公因子来表现磁参数与地球化学元素的显著代表性,发现水泥工业污染、交通污染、其他工业污染等污染源是构成金华市富硒区工业区范围表土污染的主要来源,而农业区污染源以农业活动污染为主,自然源影响较多,污染源较广泛。     

上海城市表土磁性特征对重金属污染的指示作用

选取上海市城市表土作为研究对象,结合磁学方法与传统化学方法,研究了上海市192件表土样品的磁性特征和重金属含量,并探讨了磁学参数指示重金属污染的可行性.结果表明,上海市表土磁化率平均值为187.66×10~(-8)m~3·kg~(-1),亚铁磁性矿物占主导地位,颗粒较粗.上海市表土重金属Zn、Pb、Cu、Cr、Ni、Mn、Fe含量均超过背景值,属于轻度污染.重金属和磁学参数(磁化率、饱和等温剩磁)具有相似的空间分布,高值集中在宝山区和闵行区,低值集中在崇明区.工业生产和交通活动是上海市表土重金属、磁性矿物的主要来源.磁化率χlf指示污染负荷指数的半定量结果为:χlf38.90×10~(-8)m~3·kg~(-1)时,土壤属于清洁状态,无污染;38.90×10~(-8)m~3·kg~(-1)≤χlf258.69×10~(-8)m~3·kg~(-1)时,土壤遭受轻度污染;258.69×10~(-8)m~3·kg~(-1)≤χlf793.45×10~(-8)m~3·kg~(-1)时,土壤遭受中度污染;χlf≥793.45×10~(-8)m~3·kg~(-1)时,土壤遭受重度污染.因此,磁学参数对城市表土重金属污染有着一定的指示意义.     

磁学方法在重金属污染研究中的应用

随着人类对环境安全的重视,重金属污染已得到广泛的关注和研究。环境磁学的诞生,使得利用环境载体的磁性特征来监测重金属污染的来源、污染范围和程度等成为可能。本文简述了重金属污染磁学监测的基本原理,并在介绍和归纳国内外磁学方法在重金属污染研究中的具体应用和研究进展的基础上,对磁学方法研究重金属污染存在的问题和今后的发展趋势进行了探讨。     

新疆喀纳斯景区道路沿线表土环境磁学特征

为验证环境磁学方法监测旅游景区道路沿线土壤污染的可行性,分别采集新疆喀纳斯旅游景区道路沿线区（距离道路 < 0.5 m）、远离道路区（距离道路>30 m）以及远离旅游活动区（作为对照区）的表土样品,利用磁测、扫描电子显微镜和能谱仪方法对其磁学性质、空间分布及其成因进行研究.结果表明:①道路沿线区表土样品χ_LF（低频磁化率）、SIRM（饱和等温剩磁）平均值分别为194.24×10-8 m3/kg和2 288.62×10-5 Am2/kg,显著高于远离道路区和对照区.②道路沿线表土样品SOFT（软剩磁）、HIRM（硬剩磁）及S_-ratio（300 mT反向磁场测试的等温剩磁与SIRM比值的相反数）平均值分别是对照区的4.35、3.66、0.99倍,S_-ratio平均值接近于1,SIRM/χ_LF平均值小于20 kA/m,χ_FD（百分频率磁化率）平均值为2.04%,IRM（等温剩磁）获得曲线呈先快后慢的上升趋势.③道路沿线区表土样品的χ_LF、IRM_{20 mT}（20 mT正向磁场测试的等温剩磁）、SIRM相互之间以及三者与SOFT之间均呈显著正相关.χ_LF与χ_FD、SIRM/χ_LF均呈显著负相关,χ_FD与SIRM/χ_LF呈显著正相关,S_-ratio与SOFT呈显著正相关、与HIRM呈显著负相关.④道路沿线区和远离道路区表土样品的磁性矿物均存在光滑完整的球粒状、不规则或片状颗粒,其元素组成主要是C、O、Si、Al、Fe等,并含有微量的Ni、Cr、Mn等重金属元素.研究显示,新疆喀纳斯旅游景区道路沿线表土样品磁性矿物含量较高,载磁矿物以多畴、假单畴粗颗粒的亚铁磁性矿物为主导,χ_LF、SIRM、SOFT的空间变化趋势类似,均在通往湖口的道路处出现高值区,并且磁性颗粒较粗,形成潜在土壤污染区.道路沿线区表土样品磁性增强可能与旅游交通活动产生的磁性颗粒外源输入有关.因此,环境磁学方法具有大范围监测景区土壤环境、判别污染物来源和圈定旅游交通土壤污染范围的能力.      

西北典型工矿型城市街道尘埃重金属污染的环境磁学响应

以甘肃省白银市为研究区域,系统采集43个城区街道尘埃样品,并对其进行环境磁学和重金属元素特征分析.结果表明,白银市街道尘埃磁性特征以低矫顽力的磁铁矿和磁赤铁矿为主导,磁晶体粒径为较粗的假单畴(PSD)和多畴(MD)颗粒;样品低频磁化率(χlf)变化范围为(43.75~1 340.08)×10-8m3·kg-1,平均值为245.98×10-8m3·kg-1,与国内综合型大城市相比,白银市街道尘埃磁性矿物含量相对较低,但呈现明显的空间分布差异,表现为工业区高于带状交通区,带状交通区高于商业区,新城区磁性矿物含量较低;白银市各功能区污染源相对单一,工业污染对强磁性矿物的贡献占主导,污染程度空间分异显著.白银市街道尘埃样品中Cu、Pb、Zn整体含量较高,污染负荷指数(PLI)与低频磁化率(χlf)、非磁滞剩磁化率(χARM)、饱和等温剩磁(SIRM)、"软"剩磁(SOFT)相关性较高,且空间变化特征较为一致,表明反映磁性矿物含量的参数可以有效监测城市重金属污染,进而圈定重金属综合污染区域和范围,为进一步的城市污染治理工作提供快速有效的证据支持.     

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....     

城市表土磁学特征对污染源的指示

分析徐州市城市表层土壤样品的磁学参数(磁化率、频率磁化率、饱和等温剩磁、非磁滞剩磁磁化率、热磁曲线和磁滞回线)变化特征,结果表明,徐州城市表土主要由单畴(SD)和多畴(MD)的亚铁磁性矿物控制,但也存在一定量的赤铁矿。人类活动导致徐州城市表土磁化率显著增加,交通区、居民区、绿地区的平均磁化率分别为:273.06×10~(-8)、111.02×10~(-8)和65.24×10~(-8)m~3/kg。交通运输是市中心交通区和居民区表土磁化率增加的主要来源,工业区附近道路表土中磁性矿物浓度大于远离工业区的交通道路和居民区,绿地区磁性矿物浓度较低。     

工业区户外儿童游乐场地表灰尘重金属污染的磁学响应

以南京一个工业区为例,采集户外儿童游乐场地表灰尘样品,并对其进行环境磁学测量以及重金属总量和酸可提取态测定,以探究磁学参数对工业区该类环境介质重金属污染的指示作用.结果表明,地表灰尘样品中磁性矿物以亚铁磁性矿物为主,主要以假单畴-多畴颗粒存在;样品低频磁化率和饱和等温剩磁的平均值分别为939.31×10~(-8)m~3·kg~(-1)和16 618.74×10~(-5)A·m~2·kg~(-1),与城市非工业区相比磁性矿物含量较高.地表灰尘样品平均受到中度到高度的重金属污染,部分磁学参数与重金属总量和酸可提取态占比均显著相关,且与总量的相关性较强,其中,Mn、Ni、Cr总量以及污染负荷指数与非磁滞磁化率和饱和等温剩磁的相关性较高(0.69≤r≤0.86,P0.01),并具有一致的空间变化特征,且主成分分析结果表明重金属和磁性矿物均主要来自工业活动.因此,部分磁学参数可作为指示工业区户外儿童游乐场地表灰尘重金属污染状况的有效指标.     

内蒙古草原某铜钼矿区土壤重金属污染特征研究

对位于内蒙古草原的某大型铜钼矿采选矿区土壤和尾矿库区周围土壤的重金属污染状况进行了调查研究。单项污染评价结果表明,矿区土壤中Cd、Cr、Cu、As、Hg、Ni、Pb和Mo 8种重金属元素的含量均低于国家土壤环境质量Ⅱ级标准限值;与内蒙古呼伦贝尔盟土壤重金属背景值相比较,8种元素均有不同程度的超标,超标率介于25.85%~100%,但超标倍数较低,从侧面说明了有色金属铜钼矿的开发对土壤环境造成了累积污染,但由于开发年限较短(2009年建成投产),累积污染并不严重。内梅罗综合污染评价结果表明,矿区147件土壤样品累积综合污染指数P_N在1以上(轻度污染以上)的有95件,所占比例为64.63%,说明矿区土壤已经受到不同程度的重金属累积污染。重金属含量纵向分布结果表明,表层土壤的重金属含量高于深层土壤。由于矿区周边地势较为平坦开阔,故该地区主导风向对矿区不同方位土壤重金属污染水平影响较为显著。     

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。     

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.     

垃圾填埋场污染土的电性与磁性响应研究

以武汉市二妃山垃圾填埋场为研究对象,运用污染土的电性、磁学以及地球化学等分析手段,借助多元统计方法,研究土壤剖面电性、磁学参数与元素含量之间的关系,探讨土壤电阻率法和环境磁学方法在城镇垃圾填埋场污染土快速监测中应用的可行性.研究表明,电磁法测深技术可获得污染土壤地层的垂向电阻率分布情况,污染后的地层电阻率呈现阶梯变化,具有明显分层现象.说明了电阻率法在污染区域划分具有一定的可能性.根据电阻率垂向特征,对剖面进行了环境磁学和重金属分析的样品采集和测定分析,发现土壤的磁学参数与电阻率、重金属含量具有良好的一致性.污染后土壤具有电阻率减小,磁化率增大,重金属含量升高等特点,证明了电阻率和磁化率都能较好反映出土壤的污染程度.污染土典型样品的热磁曲线表明,污染后的土壤比未受污染的土壤含有更多的铁磁性矿物.由此表明利用土壤电性和磁性对污染程度的指示作用都具有良好的响应,可替代繁琐的重金属检测.     

湛江湾表层沉积物重金属分布及污染评价

利用ICP-MS分析测定了湛江湾表层沉积物中Cr、Cu、Zn、Cd、Pb等重金属含量。各站位中Cr、Cu、Zn、Cd和Pb等元素全海湾平均含量分别为(84.84±3.86)×10-6、(29.51±1.44)×10-6、(110.02±10.14)×10-6、(0.205±0.003)×10-6、(56.49±1.31)×10-6。各站位表层沉积物中重金属含量较高及其富集系数较大的区域大多集中在人类活动较频繁的港口、码头等海域,体现了人类活动加速重金属沉积过程的痕迹。相关性分析结果表明,Cr与Cu、Pb、Zn等元素的沉积行为差异较大,可能与其在沉积物中主要赋存形态为氧化态和残渣态,而Zn、Cd和Pb等元素在各相中都有富集有关。与已有结果比较,湛江湾表层沉积物中Cr、Cu、Pb、Zn等引起的污染呈逐渐加重的演变趋势,须采取有效的预防措施。     

超声辅助EDDS/EGTA淋洗对土壤重金属形态、环境风险的影响及响应面优化

采用响应面法实验设计研究了超声辅助EDDS/EGTA淋洗对Cu、Zn、Pb和Cd等不同重金属的洗脱效果和对残留重金属化学形态分布的影响,以超声功率、初始pH、EDDS投加量、EGTA投加量作为考察对象,以各重金属去除率及其环境风险削减率为响应值进行了模拟和优化.结果表明,EDDS对Pb的洗脱效率最高,Cu、Zn次之,Cd最低;EGTA对Cd的洗脱效率最高,Pb、Zn次之,Cu最低;超声功率对Cu、Pb去除强化效果明显,对Cd影响小,对Zn无显著影响;初始pH值为酸性时,Cu和Zn去除率高,碱性时Pb去除率较高,Cd去除率有所下降.EDDS与EGTA投加量及EGTA投加量与初始pH值对环境风险总削减率存在交互作用.超声辅助EDDS/EGTA对可还原态重金属洗脱效果较好,但容易导致弱酸提取态Cu和Pb残留率有所升高.响应面优化结果表明,当EDDS和EGTA投加量分别为重金属总摩尔数的1.92和2.56倍、超声功率为600 W、淋洗液初始pH值为5.27时,环境风险总削减率达到77.58%,与模拟值相近,模型具有较好的模拟和预测能力.     

陕西某钼矿区土壤重金属污染特征及评价

针对陕西某钼矿区不同区域进行土壤样品采集,利用单因子污染指数、内梅罗综合指数和潜在生态风险指数法进行土壤污染评价与分析。结果表明:钼矿区周边土壤重金属Zn浓度最大,Cu、Zn变异系数分别为151.75%、137.85%,属于高等变异;土壤Cu污染最为严重,重度污染率达30.00%;矿坑下游河岸区域(Q2)和露天采矿区域(Q4)土壤综合潜在生态风险指数分别为323.84和382.24,为强潜在生态风险,周边农田区域为轻微潜在生态风险;研究区土壤各重金属潜在生态风险存在一定的差异性,其中Cd和Hg具有极强的潜在生态风险;土壤重金属污染在Q2、生活区域(Q3)和Q4区域内应重点防控,其中Cu、Zn、Cd和As的危害应引起重视。今后应加强矿产开采生产活动中的生态环境管控,避免和降低重金属污染转移;同时,钼矿区及周边区域整体上土壤重金属潜在生态风险可控,后期需进一步加强重点区域的环境风险监测。     

Effects of heavy metal pollution on soil microbial biomass

１Ｉｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎ１．１ＢａｓｉｃｃｏｎｃｅｐｔｏｆｍｉｃｒｏｂｉａｌｂｉｏｍａｓＳｏｉｌｍｉｃｒｏｂｉａｌｂｉｏｍａｓｉｓｄｅｆｉｎｅｄａｓｔｈｅｌｉｖｉｎｇｐａｒｔｏｆｓｏｉｌｏｒｇａｎｉｃｍａｔｅｒ，ｅｘｃｌｕｄｉｎｇｐｌａｎｔｒｏｏｔ...     

葫芦岛东北部土壤重金属分布特征及来源解析

选择典型辽宁省工矿型城市葫芦岛,以东北部的龙岗区、连山区和南票区为研究区,基于1：25万土地质量调查获取的重金属数据,分析探讨土壤重金属的分布特征、赋存形态及污染来源.结果发现：研究区表层和深层土壤8项重金属平均含量均高于辽宁省背景值,其中表层土壤Cd、Cu、Pb、Zn、Hg、As空间上呈现出龙港区沿海及内陆局部浓集的特点,Ni、Cr高值区主要分布在下白垩统和中侏罗统火山岩地层区.各重金属富集系数平均值表现为Cd > Hg > Pb > Zn > As > Cu > Cr > Ni,其中,Cd 3.41、Hg 2.93,空间上表现为大面积强烈富集.土壤中Cd主要以离子交换态为主,占全量的54.38%,生态风险最高.土壤剖面中Cd、Pb、Hg、Zn总体呈现出"表聚性"特征,而Cu、As、Cr、Ni呈现出"平稳性"特征,且不同成土母质对重金属具有明显的控制.各重金属单项污染指数平均值表现为Cd > Zn > Cu > Pb > Cr > Ni > As > Hg,其中Cd污染水平较高.来源分析显示,Zn、Cu、Cd、As、Pb主要受工业、交通、生活、采矿等人类活动的综合影响,Cr、Ni主要受地质背景控制,而Hg更多来源于煤炭燃烧.     

Effect of combined pollution by heavy metals on soil enzymatic activities in areas polluted by tailings from Pb-Zn-Ag mine

Some enzymatic activities were determined in the areas polluted by tailings from Tiantai Pb-Zn-Ag Mine in Zhejiang Province of China. The results indicated the soil enzymatic activities decreased significantly with increase of concentrations of heavy metals or the distance away from mining tailing center, especially dehydrogenase and urease activities. Multivariate regression analysis between heavy metal contents and soil enzymatic activities indicated that single dehydrogenase activity was very significantly correlated to combined effect of soil heavy metals in mine area. Moreover, single urease, protease and acid phosphatase activities were significantly related to the combined effect of heavy metals. The results suggest it is feasible to use soil enzymatic activities to indicate the pollution situation by combined heavy metals in the soil of mine area.     

铜矿弃渣场下游农田土壤重金属污染特征及健康风险评价

以江西省某铜矿弃渣场拦渣坝下游农田土壤为研究对象,对3个地块(1 ^#、2 ^#和3 ^#)土壤中重金属Cu、Pb、Cd、As和Sb污染现状进行分析和评价。结果表明:3个地块土壤中各重金属平均浓度均高于江西省土壤背景值,其中1 ^#地块Cu、Cd和3 ^#地块Cu、Sb、As的平均浓度均超过GB 15618—2018《土壤环境质量 农用地土壤污染风险管控标准(试行)》水田风险筛选值(pH<6.5);1 ^#、2 ^#、3 ^#地块的尼梅罗综合指数(P_综)分别为11.30、1.25、2.95,分属重度、轻度和中度污染水平;地累积指数法评价结果表明,1 ^#和3 ^#地块土壤均受到不同程度的Cu、Cd、Sb、Pb、As污染,2 ^#地块土壤受到不同程度的Cu、Pb、Sb、As污染;健康风险分析表明,3个地块土壤对成人和儿童均无非致癌风险,对儿童的致癌风险均超过美国国家环境保护局规定的最大可接受限值(1.0×10 ^-4),其中1 ^#和3 ^#地块土壤对成人的致癌风险也超过最大可接受限值,存在不可接受的致癌风险,3种致癌重金属的致癌风险(CR)表现为As>Cd>Pb,且3种暴露途径对致癌风险的贡献为口腔>皮肤>呼吸。     

中国水土重金属污染的防治对策

目前我国水土重金属污染的形势严重.现行执法的依据《污水综合排放标准》体现了对持久蓄积性污染物实行封闭零排放的原则精神.但目前从水质的监测评价到污染物的削减控制过程中,存在着一系列背离和混淆二类污染物排放标准和控制要求的问题.为扭转当前我国水土重金属严重污染,首要的应从端正环境保护系统的技术路线开始,并阐述了其技术要点;同时还提出对5种重点重金属实施独立的环境保护立法,才能保证源头严控超量排放技术路线的实施.