承德市滦河流域土壤重金属地球化学基线厘定及其累积特征

选择承德市滦河流域为研究区,系统采集了351个表层土壤样品(0～20cm),测定了Cu、Ni、Cd、Cr、Pb、Zn、Hg、V、Ti、Mn、As和Co共12种重金属的含量,运用基于参比元素的标准化方法和累积频率曲线法确定了12种重金属元素的地球化学基线值,结合主成分分析法与地统计方法统计结果,分析了重金属的空间结构和分布特征,利用地累积指数法对不同土壤类型和土地利用方式表层土壤重金属累积程度进行了分类评价.结果表明,滦河流域表层土壤V、Ti、Cd、Pb、Mn和Co元素地球化学基线值高于河北省背景值,As、Zn、Cr、Cu、Ni和Hg元素地球化学基线值低于河北省背景值.表层土壤重金属总体累积程度由强至弱为:Cd Pb Cu Ti Mn Zn Cr Ni Co V Hg As,80%以上的土壤样品中Pb、Ti、V、As和Co元素属无累积-中度累积水平,70%以上土壤样品中Hg、Mn、Ni、Cu、As、Cd和Cr元素属无累积-中度累积水平.土壤重金属总体累积程度在棕壤、褐土和潮土中依次增大;在工矿用地、灌木林地中较高,林地、草地中相对最低.农用地表层土壤中Pb、Cd元素累积程度相对较高,分别有27. 69%和25. 38%的样品属中等以上累积水平.滦河流域表层土壤Ti、V、Co、Ni和Cr元素同源性较高,与原生高地质背景相关; Cd、Pb、Zn,Mn、Cu和As元素污染累积受成土母岩和人为因素共同作用影响,Hg元素累积则主要来源于人为活动.     

煤炭型城市河流沉积物重金属地球化学基线厘定及应用[KH*9]——以安徽宿州市为例

煤炭型城市是重金属富集的重要区域,国内外学者对其河流沉积物重金属地球化学基线研究较少。本研究在煤炭型城市宿州市沱河和环城河沉积物39个采样点重金属含量测试的基础上,运用相对累积频率法对Fe、Ti、V、Cr、Cu、Zn、As及Pb8种重金属地球化学基线进行厘定,并以地球化学基线值为评价标准,通过沉积物富集系数法和内罗梅指数法进行污染程度分析。结果表明:Fe、Ti、V、Cr、Cu、Zn、As和Pb的地球化学基线值分别为2.37%、0.29%、61.7mg/kg、43.0mg/kg、33.9mg/kg、62.1mg/kg、13.0mg/kg和25.3mg/kg,其中Fe、Ti、V、Cr和Pb低于安徽省土壤背景值,而Cu、Zn和As高于安徽省土壤背景值;宿州煤炭产业及其相关产业的发展导致该区域河流沉积物重金属富集程度较高,其中市中心环城河流沉积物重金属污染程度高于沱河;与背景值相比,地球化学基线的探索能够反映水体沉积物重金属元素在水-沉积物界面的反应及迁移特性,其在污染程度分析和人为影响识别的应用更具有现实意义,。     

贵州龙里煤矿开采的独木河流域稻田重金属地球化学基线厘定

为了厘定贵州省煤矿开采流域稻田土壤地球化学基线。以龙里县独木河煤矿开采流域稻田为对象,采集稻田土壤和水稻各47个,测定了土壤中的As、Cd、Cr、Cu、Pb、Ni、V、Li和Ti共9种重金属含量,测定了稻米中的As、Cd、Cr、Cu、Pb和Ni共6种重金属含量。分别采用标准化方法和相对累积频率曲线法厘定As、Cd、Cr、Cu、Pb和Ni元素的地球化学基线值,并探讨地球化学基线适用性。结果表明,As、Cd、Cr、Cu、Pb和Ni的几何均值分别为17.665、0.489、49.374、23.842、18.97和12.874 mg/kg;标准化方法厘定的地球化学基线值分别为17.656、0.55、49.043、23.842、19.08和12.88 mg/kg;相对累积频率法厘定的地球化学基线值分别为21.643、0.54、40.39、22.303、20.53和13.08 mg/kg。结合土壤重金属基线值和稻米重金属含量限值进行分区投点分析,以标准化方法厘定的地球化学基线值为基准在投点区正确率较高的重金属元素是为Cr和Cu,以相对累积频率线法厘定的基线值为基准在投点区正确率较高的重金属元素是As、Pb和Ni,两种方法厘定的Cd基线值投点正确率相同。因此,在本研究区域可选用标准化方法厘定的Cr和Cu基线值作为参考值,相对累积频率法厘定的As、Pb和Ni基线值作为参考值,Cd元素基线值厘定可选择标准化方法或相对累积频率法。     

重庆市农地重金属基线值的厘定及其积累特征分析

为了确定重庆市农地土壤重金属基线值,了解重金属积累情况,明确优先控制元素,本研究基于地球化学基线原理,根据分层抽样采集6个土壤类型的表层土样共214个;在严格质量控制下,测定各个样品As、Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb、Zn的含量.采用数理统计法、迭代剔除法和累积频率曲线法确定8种重金属的基线值,并应用地球化学基线因子污染指数法和地质累积指数法评估了重庆市农地土壤重金属积累状况.结果表明,重庆市农地土壤As、Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb、Zn的基线值分别为5. 83、0. 25、66. 78、25. 45、0. 069、29. 90、26. 18、78. 44 mg·kg~(-1).地球化学基线因子指数法评估表明土壤As、Hg、Zn积累最为突出,分别有14. 65%、11. 82%、3. 88%样点达重度积累;地质累积指数法评估表明Cd、Cr、Cu、Ni、Pb超过93%的样点处于无积累,Hg、Zn、As轻度积累比例分别为26. 60%、21. 84%、21. 21%,仅As和Zn有5. 56%和0. 49%的样点为中度积累.水稻土、紫色土与潮土、黄壤、石灰岩土相比重金属积累程度轻.渝东北大巴山石灰岩中低山区、渝东南武陵山石灰岩低山区As、Zn点位积累率较高,渝西窟窿丘陵台地区、渝中中高丘平行岭谷区Hg、As点位积累率较高.两种评估方法均表明重庆市农地土壤主要积累重金属为As,其次为Hg、Zn,应加强管理防范.     

云龙水库周边土壤中重金属的危害评价

在云龙水库周边选取5个监测点位,测定土壤中的Cu、Zn、Pb、Cd、Cr和As 6种重金属元素的含量,利用地质累积指数法和生态危害指数法进行分析。结果表明:云龙水库周边土壤中的重金属指标地质累积指数Cd和As处于轻度级别; Cu、Zn、Pb、Cr处于偏中度级别;重金属的污染度单因子六项均处于低度污染,多因子也处于低度污染;生态风险指数单个金属指标和多个金属复合指标均处于轻微生态危害状态,土壤状况较好。     

基于铜陵地区地球化学基线的土壤重金属污染评价及分析

为研究铜陵地区土壤重金属污染现状,在明确环境地球化学基线意义的基础上,运用相对累积频率法计算了铜陵地区土壤中Cu、Zn、Cr、Co、Cd、Pb、As、Hg、Ni元素的环境地球化学基线。并以计算的地球化学基线值作为评价标准,用指数评价法和潜在生态危害法从不同角度对该地区做出污染评价并分析其原因。结果表明:计算得出的铜陵地区地球化学基线有可适用性,9种重金属元素具有不同等级的污染水平和潜在污染风险,其中Cd、As 2种元素同时具有较高污染水平和较高潜在生态危害风险。由空间分析可知:重金属元素的污染来源主要与人类的采矿、选冶过程有关。     

滇黔桂岩溶区河漫滩土壤重金属含量、来源及潜在生态风险

利用全国地球化学基准计划在滇黔桂岩溶区35个点位采集的70件河漫滩表、深层土壤样品,分析了As、Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb和Zn 8种重金属元素含量特征,探究了重金属来源、污染状况及潜在生态风险.结果表明,8种重金属元素含量大部分均高于全国土壤背景值,在滇东南地区含量最高,桂西北地区最低.表层土壤Cd、Hg明显富集,As、Cr、Cu、Ni与深层土壤含量相当;As、Cd、Hg、Pb、Zn在农田、菜地中明显高于深层土壤,Cr、Cu和Ni在各类土地中与深层土壤相当.因子分析结果显示,表层土壤中Cd、Cr、Cu、Ni受地质背景控制,As、Pb、Zn既与地质背景有关,也受人为活动影响,Hg受人为活动影响较严重;深层土壤中Cd、Cr、Cu、Ni、Cr、Zn继承了区域母岩特征,As、Hg和Pb受地质背景和人为活动双重影响.地累积指数法和富集因子法污染评价结果表明,研究区河漫滩表层土壤中Cd、Hg污染较重,As、Cr、Cu、Ni、Pb、Zn大部分为轻度污染或无污染.各重金属潜在生态风险指数高低顺序依次为Hg > Cd > As > Cu > Ni > Pb > Cr > Zn,Cd和Hg的生态风险指数之和占综合指数的82.43%,生态风险最高;滇东南地区重金属潜在风险综合指数最高,具重度生态风险.     

南极菲尔德斯半岛土壤重金属环境基线研究

运用电感耦合等离子体原子发射光谱法测定南极长城站所在的菲尔德斯半岛50个陆域表层土壤样品中8种重金属(Cr、Ni、Cu、Zn、As、Cd、Hg、Pb)的含量(mg/kg):Cr(4.21~42.13),Ni(6.37~29.01),Cu(28.12~165.32),Zn(14.32~102.16),As(0.28~30.83),Cd(0.01~0.88),Hg(0.005~0.214),Pb(0.10~2.80)。运用统计学方法中的相对累计频率分析方法计算了这些重金属元素的环境地球化学基线值(mg/kg):Cr(6.51),Ni(13.81),Cu(81.62),Zn(36.40),As(1.54),Cd(0.09),Hg(0.019),Pb(0.65)。运用主成分分析方法来识别重金属的影响因素,表明菲尔德斯半岛陆域表层土壤重金属元素Cd、Pb、Hg、As、Cr的分布可能受到人为污染影响。     

应用统计学方法建立矿山表层土壤重金属污染基线模型

环境地球化学基线是将某一地区或数据集合作为参照时某一元素在特定物质中（土壤、沉积物、岩石）的自然丰度,并可以表述为区分地球化学背景和异常的单一的极限,是区分自然的和人为的环境影响的重要参照,是进行环境污染状况分析的基础。因此采用科学合理的方法确定土壤环境地球化学基线具有重要意义。采用统计学方法建立了矿山表层土壤中重金属元素As、Cd、Co、Cr、Cu、Hg、Nn、Ni、Pb、Zn的环境地球化学基线,为下一步评价矿山表层土壤的重金属污染打下了良好的基础。     

兰州市城区河道表层沉积物重金属污染及磁学参数相关关系研究

以兰州市城区8条河流的表层沉积物为研究载体,通过Hakanson潜在生态风险指数法、地质累积指数法及富集因子评价法等3种污染评价指标以及环境磁学方法对As、Co、Cr、Cu、Ni、Pb、V、Zn共8种重金属元素污染特征进行分析.结果显示,①元素As、Co、Ni、V在8条河流中均表现为轻微生态危害;元素Cr、Pb、Zn在...     

顺德水道土壤及沉积物中重金属分布及潜在生态风险评价

水源地周边土壤及河道沉积物的环境质量状况极大程度影响着河流饮用水安全.为调查顺德水道水源地重金属空间分布特征及其污染来源,本研究采集了顺德水道周边表层土壤及其主要支流入河口沉积物,并测定各样品中Cd、Zn、Pb、Cu、Ni、Cr等6种重金属浓度,最后基于两种潜在生态风险评价方法对其生态风险进行评价.结果发现,顺德水道表层土壤中Zn、Cr、Pb、Cu、Ni和Cd平均含量分别为186.80、65.88、54.56、32.47、22.65和0.86 mg·kg~(-1),除Cu、Ni外其它重金属均超过顺德土壤背景值;8个主要支流入河口间表层沉积物中6种重金属元素平均含量依次为:Zn(312.11 mg·kg~(-1))Cr(111.41mg·kg~(-1))Pb(97.87 mg·kg~(-1))Cu(92.32 mg·kg~(-1))Ni(29.89 mg·kg~(-1))Cd(1.72 mg·kg~(-1)),除Ni之外其余均高于顺德土壤背景值.主成分分析结果发现表层土壤中Cr、Ni含量主要受自然母质影响,Zn、Pb、Cu和Cd主要来源于该地区制造业的废水排放;沉积物中6种重金属均来源于外源输入,受顺德水道周边的工业活动影响.基于环境生物可利用态的潜在生态风险评价结果发现顺德水道周边表层土壤中Cd呈现轻微的潜在生态危害,而入河口沉积物中Cd呈现中度的潜在生态危害,土壤和沉积物中Zn、Pb、Cu和Ni的潜在生态危害程度均表现为轻微.由于基于环境生物可利用态的潜在生态风险评价充分考虑了土壤理化性质及重金属形态,其结果低于Hakanson潜在生态风险评价结果,可避免对重金属的潜在危害程度的高估.     

新疆柴窝堡地区沉积物元素地球化学特征及其环境意义

通过对新疆柴窝堡地区湖泊沉积物和流域表层沉积物中元素含量的分析,研究了柴窝堡湖沉积物中元素的地球化学特征及其环境意义,并利用重金属潜在生态危害指数法对沉积物重金属的生态效应进行了简要评价。相关分析及主成分分析表明,柴窝堡流域Al、K、Na、Be、Ba、Ti、Ca、Mg、Sr等元素含量的变化主要受流域化学风化作用强度的影响,而Fe、Mn、Zn、Cu、Cr、Ni、Pb、Co等重金属元素与黏土含量之间相关性显著,反映了自然与人类活动的影响过程。1950年前,人类活动影响弱,湖泊沉积物重金属元素主要受控于流域水动力条件;1950年后,流域人类活动的加强使得湖泊沉积物中重金属含量显著增加。利用聚类方法进行了湖泊沉积物与流域表层沉积物元素组成的比较分析,结果显示不同湖泊沉积物元素的组合特征反映了流域人类活动和自然作用的影响。最后,通过重金属潜在生态危害指数法对柴窝堡湖泊沉积物中Cu、Cr、Zn、Pb等4种重金属的潜在危害程度进行初步评价,其中以沉积物中Pb和Cu危害程度较高,但潜在生态危害程度尚属轻微。     

包头-白云鄂博地区重金属基线值的厘定及其在重金属污染分级评价中的应用

论文运用地球化学基线原理,以参比元素标准化法和累积频率曲线法分别计算包头市区、白云鄂博矿区土壤As、Cr、Cu、Ni、Pb、Zn的基线值。结果显示,白云鄂博重金属基线值普遍高于包头。采用单因子指数法评价污染程度,以内蒙古背景值为标准时白云鄂博重金属轻微污染、轻度污染、中度污染样品比例分别为包头的1.0、1.5、1.7倍,白云鄂博重金属污染显著高于包头;以基线值为标准时包头和白云鄂博样品重金属均以无污染和轻微污染为主,且样品所占比例相当,表明两区污染程度没有显著差异。使用厘定的基线值进行重金属污染评价反映了包头和白云鄂博重金属污染的实际人为输入,而使用内蒙古土壤重金属背景值则无法反映两地重金属自然背景的差异,导致评价结果失真。     

连续施用污泥堆肥土壤剖面中重金属积累迁移特征及对小麦吸收重金属的影响

通过大田试验,定量研究连续施用污泥堆肥后土壤剖面中不同重金属积累迁移和对小麦吸收重金属的影响,为科学确定农田土壤重金属环境容量和农田土壤重金属污染防控提供依据.结果表明,连续4 a施用污泥堆肥农田耕层土壤(0~15cm)中Cu、Zn含量随污泥施用时间和施用量增加而显著增加,污泥施用带入的Cu、Zn在耕层土壤中积累率最高分别可达到75.3%和85.9%;污泥施用量较高时,Cu、Zn向土壤深层迁移,本试验条件下Cu可迁移至15~30 cm土层,Zn可迁移至60~90 cm土层;连续施用污泥堆肥4 a后,0~15 cm土层中Cd、Pb含量显著增加,与对照相比增幅分别是57.2%~165.2%、13%~34%,60~90 cm土层中Cr、As、Pb含量也显著高于对照;连续施用污泥堆肥小麦籽粒中Zn含量显著增加,增幅为13.3%~47.9%.部分污泥处理小麦籽粒中的Cr、Pb含量超出国家食品卫生标准(GB 2762-2012);4 a小麦收获对各重金属累计携出率均低于10%,小麦籽粒对Cu、Zn的累计携出量大于秸秆,而对Cr、As、Cd、Pb的累计携出量小于秸秆.随污泥施用量的增加,小麦收获对各重金属累计携出率降低.确定农田土壤重金属环境容量时要考虑重金属在土壤剖面中的向下迁移量.     

基于富集因子法与MLR-APCS模型应用的农田土壤重金属人为来源定量识别

准确定量识别农田土壤重金属的人为污染来源对于后续实施精准防控具有重要意义。采集典型农业区土壤样品,基于富集因子法和多元线性回归-绝对主成分得分(MLR-APCS)模型对农田表层土壤重金属的人为来源进行定量识别研究。结果表明:研究区农田表层土壤中Pb、Cu、Zn、Cr、Ni均受到不同程度的人为污染影响,其平均含量相比当地背景土壤分别提高了112.37%、71.21%、59.38%、69.67%和64.54%。5种重金属富集因子顺序为Pb>Cu>Cr>Ni>Zn。其中,Pb总体已达到中等富集水平,来自人为污染源含量占比超过50%。基于人为源重金属含量,大气沉降和有机肥施用被识别为该研究区2种主要人为重金属污染来源。MLR-APCS模拟进一步表明:大气沉降对Pb、Cr、Ni的污染贡献率分别为42.41%、37.58%和37.26%,而有机肥施用对Cu、Zn的污染贡献率分别为41.67%和39.39%。综上,提出了一种可靠的农田土壤重金属人为来源定量识别方法,可推广应用于其他相似区域。     

厦门西港近岸沉积物中重金属元素背景值的确定

重金属环境背景值是评价环境中重金属污染和制定环境质量标准的前提和基础,为确定厦门西港近岸海域沉积物中重金属元素的背景值水平,以厦门西港近岸海域柱状沉积物样品为研究对象,对不同深度沉积物样品的重金属元素含量进行测定,在分析重金属元素垂直分布特征的基础上,筛选未受人为活动影响的沉积层位,根据数据分布类型计算得到17种重金属元素的背景值(范围):Sc 13. 85(11. 52～16. 69)、V 101. 03(94. 61～107. 45)、Cr 63. 50(55. 00～69. 20)、Co 14. 62(13. 70～15. 54)、Ni 29. 92(27. 23～32. 54)、Cu 21. 48(17. 95～25. 01)、Zn 118. 81(96. 39～141. 23)、Pb 41. 80(38. 41～57. 35)、Sr 97. 78(93. 22～102. 34)、Mo 1. 39(0. 59～2. 19)、Sb 0. 58(0. 53～0. 63)、Ba 407. 00(378. 15～427. 00)、Tl 0. 93(0. 72～1. 05)、Bi 0. 71(0. 51～0. 82)、Fe 32 610. 27(19 903. 73～53 428. 67)、Mn 393. 20(306. 67～793. 63)、Cd 0. 066(0. 056～0. 076) mg/kg。以上背景值与福建省海岸带土壤、厦门A层土壤、中国陆壳、中国浅海沉积物和全国水系沉积物元素背景值相比,总体上比较接近,但Sr含量略低,Pb和Zn含量略高,说明可信度较高且具有地域性。影响厦门西港近岸海域沉积物中重金属元素背景值的主要因素是陆源物质、沉积物粒度和地球化学特征。