秦岭北麓矿区周边农田土壤重金属污染及风险评价

针对秦岭北麓潼关县矿区周边土壤污染进行现场调查、样品采集及样品中Zn、Cu、Pb、Cd、Cr等5种重金属元素含量分析,为矿区周边土壤重金属污染防治提供科学依据。采用单项污染指数法、内梅罗综合污染指数法、地质累积指数法和潜在生态危害指数法对土壤重金属污染进行了综合分析与污染风险评价。秦岭北麓潼关县矿区周边土壤重金属污染较严重,其中Cd、Pb污染明显,土壤污染潜在生态危害处于重度危害程度。以农用地土壤污染筛选值为标准,计算得到Zn、Cu、Pb、Cd的累积超标率分别为10.53%、52.63%、94.74%、100%,Cr含量未超标。不同重金属的污染程度由强至弱顺序为：Cd>Pb>Cu>Zn>Cr,各种重金属的潜在生态危害强度由强至弱顺序为：Cd>Pb>Cu>Zn>Cr,其中,Cd污染占绝对主导地位。潼关县矿区周边土壤重金属潜在生态危害较强,对周边土壤环境构成威胁,矿区环境污染治理迫在眉睫。     

德兴地区土壤重金属人为污染的地球化学评价

在系统采集德兴地区表层土壤样品的基础上,采用标准化方法确定了该区Cu、Pb、Zn、Cr、Cd、Hg、As的地球化学基线值,并采用富集因子对表层土壤的人为污染进行了地球化学评价.结果表明:1)土壤中7种重金属元素的基线值较江西省土壤背景值高;2)土壤中As、Hg、Cd、Cr、Pb、Zn的人为污染以轻微污染为主,Cu的人为污染为轻微污染和中度污染,人为污染的区域主要分布在德兴铜矿及其周边地区;3)土壤重金属污染源判别表明,Pb、Zn、Cd具有相似的来源,其污染与铅锌矿的采矿及冶炼活动有关,Cu的来源与德兴铜矿的采矿活动有关,其他重金属来源差异较大.     

铅锌冶炼厂周边农田土壤、苕子与荠菜的重金属污染特征

在云南某铅锌矿冶炼厂周边农田,采集当地主要绿肥(苕子)与野菜(荠菜)的植株和根部土壤样品,测定重金属(Pb、Zn、Cu和Cd)的全量和DTPA提取的有效态质量比,并进行污染评价.结果表明:1)综合污染指数评价显示,铅锌冶炼厂周边农田土壤以重度和中度重金属污染为主,Cd质量比为GB 15618-1995《土壤环境质量标准》三级标准限值的1.94～8.30倍,污染程度最重,其次为Pb和Zn;2)荠菜植株Pb、Zn和Cd质量比的最大值、平均值均大于苕子;荠菜对Cd的富集系数大于1,对Pb、Zn和Cd的转移系数大于或接近1;3)苕子和荠菜地上部与土壤的Cd、Pb质量比,苕子地下部与土壤的Pb质量比,荠菜地上部与土壤的Zn质量比均呈显著或极显著正相关.研究表明:铅锌冶炼厂周边农田存在严重的重金属污染,Cd是主要污染因子;苕子和荠菜植株重金属质量比高,且荠菜对重金属的富集能力大于苕子.     

沘江两岸耕地土壤重金属径流迁移模拟研究

为研究重金属污染土壤在暴雨径流条件下是否存在水环境风险,对亚洲最大铅锌矿所在地,即沘江两岸耕地土壤中重金属元素As、Zn、Cd、Pb累积状况进行系统调查,并选择上游、中游、下游污染程度不同的3个代表性供试土壤,通过人工模拟降雨方法,研究不同坡度(5°、15°和25°)和不同降雨强度(30 mm/h和60 mm/h)下沘江流域耕地土壤中重金属元素As、Zn、Cd、Pb随地表径流迁移流失的环境风险.结果表明:1)沘江两岸耕地土壤重金属累积存在不同程度的污染,流域内中风险组As、Zn、Pb、Cd的含量超标率分别为7.69％～85.71％、7.69％～100％、23.08％～46.67％和38.46％～60％,高风险组Pb和Cd的含量超标率分别为53.33％～71.43％和40％～100％,流域不同位置耕地土壤中重金属As、Zn、Cd、Pb平均累积量从大到小表现为上游、中游、下游;2)模拟研究结果显示,沘江流域耕地土壤的地表径流水中出现不同程度重金属污染,上游耕地土壤的径流中As、Zn、Cd、Pb均被检出,中游耕地土壤的径流中Zn、Cd、Pb被检出,下游耕地土壤的径流中只有Cd被检出,其中Cd和Pb质量浓度在地表水Ⅳ-劣V类之间波动,径流中As和Zn质量浓度均未超过I类水质标准;3)地表径流水中As、Zn、Cd、Pb的质量浓度和迁移量都随着坡度和降雨强度的增加而增大.沘江两岸耕地土壤中存在重金属污染,土壤污染程度、降雨强度和坡度都可能对研究区域耕地土壤重金属径流迁移造成影响.     

兰州市主城区大气降尘和表层土壤重金属污染特征与评价

同一区域大气降尘和表层土壤中重金属的污染特征能够反映出重金属污染物在大气-土壤系统中的迁移、传输和扩散规律。在兰州市主城区设置10个采样点,分别采集大气降尘及附近表层土壤样本,分析大气降尘和表层土壤中6种重金属(Cu、Pb、Zn、Cr、Cd和Ni)质量比、来源等污染特征,并对其污染水平和潜在生态危害进行评价。结果表明,大气降尘中6种重金属元素平均质量比由大到小为Zn(379.84 mg/kg)、Pb(133.78 mg/kg)、Cr(95.61 mg/kg)、Cu(84.25 mg/kg)、Ni(43.13 mg/kg)、Cd(3.89 mg/kg),表层土壤中6种重金属元素平均质量比由大到小为Zn(136.07mg/kg)、Cr (85.25 mg/kg)、Pb (55.99 mg/kg)、Cu (42.20mg/kg)、Ni(37.61 mg/kg)、Cd(0.55 mg/kg),在不同功能区6种重金属的平均质量比差异较大。大气降尘和表层土壤中,Cu、Pb、Cd、Zn的变异系数较大。因子分析结果表明,兰州市大气降尘中的重金属主要来源于燃煤、交通运输和工业生产。重金属污染水平评价结果表明,兰州市主城区大气降尘中的Cd已经构成偏严重污染,Pb达到偏重度污染,Cu、Zn为中度污染,Cr、Ni无污染;表层土壤中的Cd达到中度污染,Pb、Zn为轻度污染,Cu、Cr、Ni均为无污染。潜在生态危害评价结果表明,兰州市主城区大气降尘和表层土壤中Cd的潜在生态危害最大,分别达到极强污染水平和强污染水平; Cu、Zn、Cr、Ni均为低潜在生态危害。     

湘江长沙段洲滩菜园土壤重金属潜在生态风险评价

为研究湘江长沙段洲滩菜园土壤重金属污染现状及其潜在生态风险,采用火焰原子吸收法测定了土壤中重金属(Cu、Cd、Pb、Zn)的质量比,应用BCR三步连续提取法对土壤中重金属的化学形态进行了分析,采用改进的潜在生态风险指数法对土壤污染程度的潜在生态风险进行了评价。结果表明,土壤中Cu、Cd、Pb和Zn的平均质量比分别为36.40 mg/kg、12.87 mg/kg、164.41 mg/kg和431.21 mg/kg,土壤Cd、Zn污染严重,污染水平超过II级土壤水平。土壤中各重金属均以极高比例的可提取态存在,因而重金属在土壤中不稳定,Cd、Zn弱酸提取态质量比较高,容易释放,具有较强的潜在环境危害。4种重金属的潜在生态风险递减趋势为Cd、Pb、Cu、Zn,Cd为极强生态风险元素,Cu、Pb、Zn为轻微生态风险元素。研究区域所有采样点改进的潜在生态风险指数MRI均高于1 200,属于极强生态风险级别。4种重金属中,Cd的平均风险贡献率为98.21%,是最主要的污染物。因此,Cd污染应引起环境部门的高度重视。     

淋洗对农田土壤镉铅锌的去除、移动性和有效性的影响

以福建省Cd-Pb-Zn矿区周边的农田污染土壤为材料,通过室内连续振荡淋洗和ICP-MS测定,研究了4种常用的淋洗剂(柠檬酸、EDTA、FeCl_3和HCl)一次和连续5次淋洗对土壤Cd、Pb和Zn的去除效果,及对其形态、移动性和有效性的影响。结果表明,与一次淋洗相比,连续5次淋洗能够增加这4种淋洗剂对Cd、Pb和Zn的去除效果,FeCl_3、EDTA和柠檬酸分别对Cd、Pb和Zn的去除效果最好,5次淋洗后分别达到89. 29%、24. 95%和36. 72%。BCR形态分析结果表明,4种淋洗剂对土壤Cd和Zn的淋洗主要是通过对弱酸提取和可还原态的Cd和Zn去除而实现的;对于土壤Pb的淋洗主要是对可还原态Pb的去除;对可氧化态和残余态重金属影响不大。其次,淋洗可导致土壤Cd、Pb和Zn移动性和有效性的增加,从而会增加其生态环境风险而导致淋洗效果的丧失,在评价淋洗效果时应予以关注。最后,从淋洗前后土壤重金属有效态变化角度考虑,对Cd-Pb-Zn复合污染土壤,EDTA是较好的淋洗剂选择。     

成绵高速公路两侧土壤中4种重金属的污染特征及分布规律

对成绵高速公路两侧土壤中4种重金属(Cu、Zn、Pb和Cd)的质量比进行了测定,分析了其污染特征和分布规律,并利用单因子指数法和内梅罗综合指数法对土壤重金属污染程度进行了评价。结果表明:分析路段Cu、Zn、Pb、Cd的平均单项指数分别为0.52、0.37、2.33、3.18,Cu、Zn污染等级为安全,Pb为中度污染,Cd为重度污染。分析路段为东北至西南走向,路段南北两侧综合污染指数从大到小为南侧无防护林段(3.36)、南侧有防护林段(2.39)、北侧有防护林段(1.87),北侧为轻污染,南侧有防护林段为中污染,南侧无防护林段为重污染,防护林可有效降低高速公路上车辆对路旁土壤造成的重金属污染。Cu、Zn、Pb和Cd的质量比在路基两侧随公路路基距离的增加变化较大,除南侧无防护林的Cu外,其余路段分布趋势基本一致,峰值出现在35~50 m,随后逐渐降低,并不呈现简单的线性负相关。     

矿区土壤Pb的分布特征及植物修复应用性研究

对云南省某有色矿区采矿厂及选矿厂周围土壤Pb污染现状、土壤中Pb的形态分布特征及其植物有效性进行了分析.按照Tessier的重金属形态分级和浸提方法,Pb在土壤中主要以铁锰氧化物结合态及有机结合态为主,植物有效性较低.比较两样点土壤Pb活性,选矿厂高于采矿厂,这可能是由于Pb的来源不同.从土壤含Pb及植物有效态Pb含量来看,该矿区样点土壤Pb污染均较严重,开展污染修复工作势在必行.以植物体内Pb含量、地表上部有效富集系数及转移系数为指标,对20种植物对Pb的富集特性分析发现,类芦富集和转移Pb的能力较强,进一步研究价值很大.从土壤Pb的有效态含量及生态安全考虑,在该矿区进行土壤Pb污染的植物提取修复是可行的.     

云南个旧多金属矿区农田土壤-作物系统重金属污染现状——以乍甸镇为例

对云南个旧市乍甸镇农田土壤和农作物重金属污染现状进行了野外调查及评价。结果表明:农田土壤Pb、Zn、Cu、Cd、As质量比均超出GB 15618—1995《土壤环境质量标准》二级标准,Hg未检出,该地区农田呈现以As、Cd为主多种重金属复合污染。Pb、Zn、Cu、Cd、As土壤有效态质量比与土壤全量呈极显著正相关(p<0.01)。农作物中Cu、As质量比与土壤有效态Cu、As质量比无显著相关,Zn质量比与土壤有效态Zn呈极显著负相关(p<0.01),Cd、Pb质量比与土壤有效态Cd、Pb呈显著正相关(p<0.05)。89%的农作物As超标,油菜籽(Brassica napusL.)As质量比最高,均值达(23.04±14.33)mg/kg(鲜重,下同)。Pb超标率达72%,油菜籽Pb质量比最高,平均为(5.55±2.53)mg/kg。Zn、Cd超标率均为11.11%,超标最严重的油菜籽Zn质量比为(46.65±13.61)mg/kg,Cd质量比为(0.24±0.10)mg/kg。Cu超标率为5.55%,油菜籽Cu质量比最高,达(16.02±2.75)mg/kg。油菜籽对As、Pb、Zn、Cu、Cd的转移系数(农作物可食部分重金属质量比(鲜重)与土壤重金属质量比的比值)远高于其他作物。农作物对Pb、Zn、Cd、As的转移顺序依次为果实类、叶菜类、根茎类,对Cu的转移顺序为果实类、根茎类、叶菜类。农作物以As、Pb污染为主,总体属重度污染。聚类分析得出:油菜籽、青蒜(Allium ampeloprasumL.)和生菜(Lactuca sativaL.var.ramosaHort.)重金属污染严重,不适合在该地区继续种植和食用。     

西南某煤矿周边土壤重金属生态风险评价

为了解西南某煤矿周边农用地土壤重金属污染状况,分析测试了84件表层土壤样品8种重金属元素,进行了重金属污染评价和生态风险评价。结果表明,研究区土壤重金属均高于渝西地区背景值,Cd污染较明显。从潜在生态危害风险评价看,Hg、Cd是主要生态危害元素。     

尾矿库重金属污染物迁移的现代数值模拟方法

为了给研究重金属污染物迁移提供指导性的方法和步骤,力求总结出尾矿库重金属污染物迁移的一般性研究方法。以尾矿库重金属污染为研究对象,采用事故树和鱼刺图对尾矿库重金属污染进行分析,找出主要污染源,建立污染物迁移数学模型,系统地归纳尾矿库重金属污染物迁移数值模拟软件,对主要污染源进行分析得出结论。结果表明各种研究手段之间存在步步深入,前后承接的联系,由此建立尾矿库重金属污染物迁移的现代数值模拟方法,提出尾矿库重金属污染物迁移的数值模拟方法的一般操作步骤。     

奎屯河表层不同粒径沉积物中重金属空间分布及污染评价

在对新疆奎屯河表层沉积物粒径组成分析的基础上,采用原子吸收光谱仪测试了不同粒径沉积物中Co、Cr、Cu、Mn、Ni、Pb、Zn 7种重金属的质量比,研究了奎屯河表层沉积物不同粒径中各种重金属的空间分布特征,并运用单因子污染指数法与内梅罗综合污染指数法评价了各采样点重金属的污染状况。结果表明,奎屯河表层沉积物粒径主要分布在250μm的范围内,其中粉砂所占比例最大,平均质量分数达到63.66%;黏土次之,平均占16.77%。从上游到下游地区,各重金属污染物没有形成一定规律的分布特征。单因子污染指数评价表明除了Co,各采样点不同粒径沉积物中6种重金属存在着不同等级的污染,在粒径4μm、4~63μm、63~125μm、125~250μm的沉积物中,各重金属污染样品所占比例由大到小为Cu、Zn、Cr、Pb、Ni、Mn,Zn、Cu、Ni、Cr、Pb、Mn,Cu、Zn、Pb、Cr、Mn、Ni,Cu、Pb、Zn、Cr、Mn、Ni。内梅罗综合污染评价表明,各采样点均受到不同程度的重金属污染。     

最大熵模糊综合评价法在污灌区土壤重金属污染等级划分中的应用

以开封市化肥河污灌区为例,运用最大熵模糊综合评价法开展了土壤重金属(Cu、Zn、Cr、Pb、Cd、Ni、As)污染评价.结果表明: 在污灌区13个样点中,属于3级重污染的样点达11个,占总样点数的84.62%,只有位于化肥河上游的两个样点属于2级水平,污染较轻;在所有污染因子中,Cd和As的污染最为突出,其中Cd平均权重值为0.541 9,是最主要的污染因子.与内梅罗法综合指数法评价的结果相比较,最大熵模糊综合评价法能够显示更多的土壤污染信息,引入目标函数和隶属度,重视不同污染因子的权重,具有更高的准确性.     

秦岭安河铅锌尾矿复垦区重金属污染现状分析

系统采集秦岭安河铅锌尾矿复垦区尾砂、覆土、蔬菜、作物和中药材等样品,采用火焰原子吸收光谱法测定了样品中Pb、Zn、Cu、Cd 的质量比,并依据国家标准对其进行了评价.旨在调查当地铅锌尾矿复垦作物的重金属污染现状,探讨蔬菜、作物和中药材等重金属污染与覆上、尾砂的关系.提出防控铅锌尾矿复垦作物重金属污染的技术对策.结果表明:1)尾矿复垦与污灌作物中的重金属普遍超标,不能食用,其中污灌地菠菜叶Ph超标1 910倍,葱叶Cd超标1750倍.复垦地玉米籽粒Pb超标35倍,黄豆籽粒Cd超标.189倍;2)尾矿复垦作物中的重金属质量比与尾砂、覆土的重金属质量比具有高度的正相关关系,其污染与铅锌选矿活动有关;3)尾矿复垦地上的小麦、黄豆和玉米籽粒中重金属质量比趋势是:小麦最高,黄豆次之,玉米最低,重金属质量比与作物生长期呈正相关;4)不同植物组织部位中Zn、Cu、Pb、Cd等重金属质量比趋势均表现为:根最高,攀叶次之,耔实最低.     

基于灰色关联分析理论的典型区域土壤重金属污染评价研究

选择包头作为研究区,实地调研获得221个土壤试样,利用原子荧光光谱法和等离子体质谱法测试得到样品中8种重金属质量比。利用灰色关联分析,建立土壤中As、Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb、Zn与污染等级的关联度,结合Kriging空间插值方法对土壤污染等级的空间分布进行研究。统计结果表明,研究区主要为Pb和Zn污染。根据统计量所反映出的地区差异性,构建评价对象的因子集、评价因子等级标准,建立灰色关联土壤环境质量评价模型。并且利用Kriging插值将评价结果绘制成包头土壤环境污染等级专题图。研究表明:包头土壤环境呈现沿昆都仑河被污染的条带特点;市区郊区有Hg、Pb、Zn的点源污染。利用Kriging插值的线性无偏最优估计,可以得到研究区域的土壤污染评价专题图。实例验证了根据灰色关联分析建立的土壤重金属污染评价模型,能够充分利用污染数据的统计特性,克服内梅罗综合污染指数评价突显算术平均值与最大值的不合理性,通过对各污染属性的相对最优灰关联度进行排序,能够增强模型对灰关联度的分辨能力,更加客观地确定重金属在土壤污染等级评定中的权重,符合实际情况。     

海河干流、大沽排污河沉积物中重金属污染及潜在生态风险评价

采用单因子指数法和Hakanson生态风险指数法,分析了海河干流、大沽排污河沉积物中典型重金属污染物的质量比,评估了沉积物中重金属的污染程度,定量确定了其潜在生态风险程度.结果表明,综合污染程度海河干流比大沽排污河严重.海河干流、大沽排污河沉积物当中的典型重金属污染物的平均综合污染指数 C d分别达到20.89和12.47.海河沉积物中重金属的污染程度依次为Zn、Cu、Pb、Cr、Cd,其中Zn的污染最为严重,平均污染指数 Ci f达到11.24.而大沽排污河中重金属的污染程度依次为Zn、Cr、Cu、Cd、Pb,其中Zn污染较高,Cu、Cr、Cd均为中等污染.大沽排污河比海河潜在生态风险严重,除Cd在两条河流中均具有中等潜在生态风险,其他重金属均具有低等潜在生态风险.     

重庆蔬菜的重金属污染调查

本文于2002年对重庆市部分区县37个乡镇的菜地蔬菜进行了有针对性地采样、试验和评价以及对比分析。发现重庆蔬菜已经 受到了重金属Cd、Pb和Hg的污染。污染程度排序为近郊区>城郊区>远郊区,Cd污染>Pb污染>Hg污染。与1999年相比,重庆蔬菜 的重金属污染状况总的来说有很大的好转,但是,Cd的污染有加重趋势。     

基于BP模型的南通市农田土壤重金属空间分布研究

利用采样点实测数据,借助BP神经网络模型并结合GIS技术对江苏省南通市农田土壤重金属的空间动态分布进行了详细地描述.结果表明,BP神经网络模型能够智能地学习各个采样点的空间位置与该点各重金属含量之间的映射关系,并能够稳健地对各个空问插值点处的土壤重金属含量进行预测.运用Arcgis进行的分析结果显示,在该地区Pb和As造成的污染最严重,其他重金属污染相对较轻.其中南通市区、海门市和启东市重金属富集最严重;南通大部、通州、如东大部分地区含量较少,含量最少的地区是如皋市和海安县.在运用神经网络模型进行空间插值了解重金属空间动态分布的基础上,可以根据污染的分布状况确定农产品的生产布局和规划.     

太湖地区某地农田土壤及农产品中重金属污染及风险评价

对江苏省太湖地区某冶炼厂周围的稻田、菜地土壤及水稻等17种农产品中的Pb、Cd、Hg、As、Cu、Zn、Ni、Cr、Se等9种重金属元素进行采样分析,参照<国家土壤环境质量二级标准>和<食品中重金属限量卫生标准>进行评价,同时,依据美国联邦环境保护署推荐的RfD值和我国居民平均食物消费结构评估了农产品对当地人群的重金属暴露风险.结果显示,供试稻田土和菜地土中的重金属Cd、Pb污染严重;农产品样品中Cd、Pb含量全部超过国家食品中重金属限量卫生标准,且Cd、Pb、As对人群的暴露风险系数甚高.17种农产品中,对重金属富集能力最强的是茼蒿、空心菜、菠菜等茎叶类蔬菜,它们不适宜在该地种植.研究表明,在局部范围内,点源污染可能带来土壤环境的重金属污染及农产品重金属食物安全问题.