基于Kriging插值的路旁土壤重金属含量空间分布 ——以310国道郑州-开封段为例

分别在G310国道郑州-开封段的杏花营路段两侧150m×150m范围内布设7条垂直于公路的采样子断面,从路肩向两侧每隔10m采集1个表土混合样,共采集226个样品（包括2个对照样品）.用ICP-MS测定了土壤重金属（Pb、Cu、Zn、Cd、Cr和Ni）含量,并用Universal Kriging插值法分析路旁土壤重金属空间分布特征.结果表明,路旁土壤重金属呈与道路平行的带状分布,表明6种重金属含量均受公路交通影响,属于公路源重金属.土壤Cr和Cu含量在路基处含量最高,向两侧逐渐下降,呈指数分布;土壤Pb、Zn、Cd和Ni含量在距路基30～50m处出现峰值,呈偏态分布.路旁土壤Pb、Cu、Zn、Cd、Cr和Ni均为交通源重金属.     

RBF神经网络在土壤重金属污染评价中的应用

运用MATLAB软件的K均值聚类算法结合神经网络工具箱,通过建立RBF神经网络对郑汴路圃田—杏花营段路旁土壤进行了评价。结果表明,土壤重金属积累峰值污染峰值多出现在距路基50m范围以内,并随着距路基距离的增加,污染程度逐渐下降。风力因素和邻近铁路对路段两侧土壤重金属污染影响较大,且公路运营时间越早,对两侧土壤污染越严重。杏花营断面土壤质量以Ⅱ级为主,北侧断面土壤质量多为Ⅲ级。圃田断面各样点综合评价结果均为Ⅱ级,整体质量优于杏花营断面。RBF神经网络评价方法具有计算速度快,评价结果客观等优点。     

连霍高速郑商段路旁土壤重金属积累及潜在风险

以连霍高速郑商段不同通车时间的湾刘（通车11 a）和小王庄断面（通车4 a）为研究对象,根据距离公路远近不同布设土壤采样点,用原子吸收分光光度法测定土壤Cd、Cu、Pb、Zn、Ni和Cr含量.在计算表层土壤重金属积累速率和通量的基础上,探讨了路旁土壤重金属的分布特征、积累状况及潜在污染风险.结果表明,Cu、Pb和Cd是典型的交通源重金属,其含量在公路两侧随距离的增加呈先增加后减少的趋势,含量峰值出现在离路基25～50 m之间.湾刘断面土壤Pb、Cd、Cu的平均含量分别为14.52、 1.32、 73.54 mg·kg^-1,小王庄断面分别为12.41、 0.98、 43.64 mg·kg^-1.大部分样点Pb、Cu和Cd的积累速率和通量为正值,且Cu>Pb>Cd,小王庄断面大于湾刘断面. 2个断面土壤Cd已经发生污染;Cu的潜在污染风险在百年时间尺度之内,大部分样点在未来5～30 a中可能发生污染,潜在风险大;Pb的潜在污染风险都在千年尺度以上,潜在风险极小.     

公路两侧土壤和蔬菜中重金属的含量特征

不同公路两侧土壤重金属Cr、Ni、Cu、Zn、As、Cd、Hg、Pb含量同对照区差异较大 ,但Cu、Pb均为污染区大于对照区。蔬菜重金属Cr、Ni、Cu、Zn、As、Cd、Hg、Pb含量在不同蔬菜品种表现出不同特征 ,大葱、莴笋大部分重金属含量高于对照区 ,甘蓝大部分重金属含量低于对照区。不同公路两侧土壤和蔬菜重金属含量差异明显。两公路土壤和莴笋重金属Pb含量表现出一致性 ,因此公路边重金属累积较重的元素主要为Pb     

路旁土壤公路源重金属含量空间分布数值模型的探讨

公路源重金属产生后,赋存于大气颗粒物中,随颗粒物在大气中迁移沉降,最终沉降于路旁土壤中.本研究通过对公路源重金属迁移机理的分析,以高斯污染物扩散模型为基础,构建公路源重金属在路旁土壤中空间分布的数值模型,并用G310国道杏花营断面路旁土壤重金属(Cd、Cr、Cu、Ni、Pb和Zn)含量空间分布实测数据对模型预测能力进行验证.结果表明:土壤Cr和Cu含量呈指数分布,土壤Cd、Ni、Pb和Zn含量呈偏态分布,指数分布实质上是偏态分布的峰值十分接近路基的一种特例.研究表明,本文构造的数值模型可以较好地拟合上述两种路旁土壤重金属空间分布形式,模拟情景数n的取值越大,模拟结果越准确.     

城市污水回用于山地绿化灌溉土壤重金属的空间变异性

新疆乌鲁木齐市雅玛里克山国家级绿化示范基地的灌溉用水为雅玛里克山污水厂一级出水(乌鲁木齐生活污水出水). 在面积为59 hm2的污灌区布设了61个采样点,测定了表土(0～20 cm)中Cu,Zn,Ni,Cr,Pb,Cd的含量和pH,有机质(OM)含量,阳离子交换量(CEC)等土壤理化参数,并在此基础上进行了尼梅罗综合污染指数评价和基于地理信息系统(GIS)及地统计学的研究. 结果表明,6种重金属的平均含量均低于国家二级标准(GB15168-1995)限值;采样区的土壤重金属总体上属于轻度污染. Zn,Cr,Pb和Cd含量变异函数曲线的理论模型符合指数模型;Ni和OM含量及CEC的理论模型表现为高斯模型;Cu含量和pH的理论模型为球状模型. Pb,Ni,Cr,OM含量和pH,CEC表现为中等强度的空间自相关,Cu,Zn和Cd含量均表现出强烈的空间自相关. 重金属a值最大的是Pb (450 m),而其他重金属的a值多集中在100～200　m,采用普通克立格最优内插法对未测点重金属,pH,OM含量和CEC进行最优估计,绘制了空间分布图,更直观地反映出了重金属元素及土壤理化参数的空间变异特征.      

基于不同通车时间的路旁土壤重金属健康风险:以连霍高速郑州—商丘段为例

以连霍高速郑商段不同通车时间的湾刘断面(通车11 a)和小王庄断面(通车4 a)为研究对象,按距离公路0、5、15、25、35、50、100、200、300和1 500 m采集土壤表层样品,用原子吸收分光光度法测定土壤重金属(Cd、Cu、Pb、Zn、Ni和Cr)含量,采用美国环境保护署(US EPA)推荐的健康风险模型对其开展健康风险评价.结果表明,公路通车运营时间越长,土壤重金属含量和健康风险越严重;随着离开公路路基距离的增加,土壤重金属含量和健康风险呈偏态分布或3阶多项式分布,峰值多出现在距路基15～50 m之间;土壤重金属的HQ和HI均远远小于1,不存在非致癌健康风险;各样点CRCr和TCR均略超过US EPA推荐的土壤治理标准(1×10-6),但低于一些专家提出的宽松标准(10-6～10-4),存在致癌风险的可能性,CRCr对TCR贡献率高达97.83%,Cr是最主要的致癌风险因子.     

连霍高速宝鸡段路旁土壤重金属分布及潜在风险评估

为研究连霍高速宝鸡段路旁土壤重金属污染状况和潜在风险,选取了陈仓、蔡家坡和眉县三个断面,用原子分光光度法对路旁土壤重金属(Pb、Zn、Cu、Cr)的空间分布特征及潜在生态风险展开研究。结果表明:在5~300 m内,三个断面土壤中Pb、Zn、Cu、Cr四种重金属含量范围分别是23.41~45.76,72.67~135.54,24.58~44.99,63.83~89.22 mg/kg;重金属含量随路基距离的增加呈先降低后增加,再缓慢减少的趋势,峰值出现在25~125 m处;潜在风险评价结果表明,Pb、Zn、Cu和Cr在N年后可能存在潜在环境风险。     

包头城区土壤重金属空间分布特征及污染评价

为考察包头城区土壤重金属污染现状,在包头城区范围内布设88个采样点,测定土壤中Cd、Pb、Cu、Zn、Cr的含量,并分析其空间分布特征及相关关系,评价其污染状况。结果表明:人类活动强烈干扰了包头城区土壤,Cd、Pb、Cu、Zn普遍超标,且均在冶金工业区出现极大值;城区土壤重金属呈现由工业生产、交通运输及燃煤活动共同作用的复合污染态势;5种重金属综合评价结果为重度污染,其中Cd的单因子指数均值达到7.05,已对居民健康造成威胁和危害。     

平顶山市火葬场周边农田土壤重金属空间分布、富集与来源分析

火葬场在火化遗体时会向周边环境排放多种重金属,引起周边土壤重金属积累和污染.以河南省平顶山市火葬场为中心,布设西北(NW)、西南(SW)、东南(SE)和东北(NE)4条3 km长的采样断面.采集表层土壤 (0~20 cm)样品157份,测定其Hg、Cd、As、Pb、Cu、Zn、Cr和Ni含量,结合富集系数(EF)和正定矩阵因子分析(PMF)探讨火葬场周边农田土壤重金属富集特征及来源.结果表明:①除土壤As的平均含量低于河南省土壤背景值外,其余重金属均高于河南省和平顶山市土壤背景值,但总体上没有达到污染水平.在主导风向下风向的NW断面上,多数重金属平均含量高于其他断面.②土壤中8种重金属的平均EF均处于中等及以上富集水平,其中Cd处于强富集水平,Hg处于中富集至强富集水平,且具有NW>SW>NE>SE的趋势,表明土壤重金属存在不同程度的人为来源.③扣除非火葬场因素对土壤重金属空间分布的影响,Hg、Cd含量沿断面多呈单峰分布,Pb、Cu、Zn和As多呈双峰分布,Ni和Cr多呈递减分布,表明8种重金属不同程度地与火葬场烟尘排放有关.④火葬场周边农田土壤中的Hg是火葬源重金属,Cd、Zn、Cu和Pb是农业-火葬-交通混合源重金属,As、Ni和Cr是自然-火葬混合源重金属.     

絮凝学研究的新领域——具有重金属捕集功能的高分子絮凝剂

絮凝是水质净化的重要方法之一.絮凝剂的作用对象主要是水中由不溶性物质形成的憎液溶胶及悬浮颗粒.近年来的研究发现,将重金属离子的某些强配位基团通过化学反应连接到高分子絮凝剂分子上能赋予原有高分子絮凝剂捕集水中溶解性重金属离子的功能,因此制备出具有去除重金属离子功能的高分子絮凝剂.研究表明,这类高分子絮凝剂用于水处理时表现出显著的优点,如去除效率高、沉降速度快,分离效果好,尤其适合于处理重金属离子与浊度共存的体系,显示出很好的研究及应用前景.本项研究拓展了絮凝剂作用对象的种类,开创了水处理絮凝学研究的新领域.     

磷灰石-零价铁对底泥铜、铅释放的抑制效果及机理研究

以磷灰石-零价铁作为添加物,强化混凝应急处置Cu、Pb污染河道水体,并模拟构建产生沉积物,通过静态释放实验方式,研究了其对沉积物中Cu、Pb释放的影响和机理.结果表明:磷灰石复合零价铁介入应急混凝处置显著减少了沉积物中Cu、Pb的释放;45 d释放实验后,与对照组相比,添加磷灰石复合零价铁的沉积物中,Cu和Pb从生物有效性高的酸可提取态向生物有效性相对较低的可还原态、可氧化态、残渣态转化.投加磷灰石复合零价铁有利于应急混凝处置重金属产生沉积物的稳定,且零价铁掺杂比例越高,效果越好.     

重金属螯合剂在废水治理中的应用研究

研究重金属螯合剂的实验室合成及其捕集重金属的机理,对其处理重金属废水的效果与无机稳定化药剂Ｎａ２Ｓ进行了实验比较。     

化学淋滤法去除污泥中Cr、Cu的研究

文章利用柠檬酸、硝酸以及硝酸和过氧化氢混合液对污泥进行淋滤处理,研究了污泥中重金属Cr、Cu的去除率,实验结果表明,混合淋滤优于单独淋滤,随着溶液浓度和淋滤量的增大,重金属去除率也呈增大趋势。在柠檬酸浓度为0．5mol／L,硝酸和过氧化氢混合液浓度为1．0mol／L。淋滤量为1000ml／kg的混合淋滤条件下,污泥中Cr、Cu去除率可以分别达到70．97％、90．33％,经处理后的污泥符合国家污泥农用标准。     

重金属对农作物的影响初探

随着工农业的发展,重金属对农作物的影响日益严重.本文选取农作物中有代表性的一种-萝卜做为实验材料,研究的就是在不同浓度的重金属的影响下,萝卜的生长状况.通过所做的硝酸还原酶活性实验、过氧化物酶实验,针对重金属在生态系统中对农作物的影响问题,做了一个早期的、比较完整的分析.     

机械工业生产污水处理技术研究

针对机械工业生产废水污染物成分复杂,且可生化性差的特点,确定处理工艺为物化＋A／O生化＋化学法,并在实际工程的调试和使用过程中展开对机械工业污水的处理技术研究。得到了很好的处理效果,为污水处理设计,工程建设和运行管理提供了有价值的经验数据。     

环境pH对微生物生物膜吸附重金属的影响研究进展

重金属污染以其强毒性、富集性和持久性成为全球性的环境难题.在现有的重金属污染治理技术中,基于微生物生物膜的修复技术因其高效、低成本、可持续等优势,在预防、控制和修复重金属污染等方面被广泛应用,成为了新兴研究热点技术.为了进一步揭示微生物生物膜与重金属之间的内在关系.本文通过对最近二十年微生物生物膜吸附重金属等方面的文献...     

中国农田土壤重金属富集状况及其空间分布研究

在统计有关我国农田土壤重金属相关文献数据的基础上,探讨了我国农田土壤重金属Pb、Cd、Cu、Zn和Cr的空间富集现状.收集到有关土壤Pb、Cd、Cu、Zn和Cr含量的研究分别为173、138、156、139、140个.首先剔除异常值,然后利用剩余样本进行克里金插值,并统计各省地区重金属含量平均值.结果表明我国重金属空间分布具有明显的区域特征,西南地区土壤重金属含量较高,其他地区相对较低;与分省的土壤背景值相比较,农田土壤Pb和Cd的含量明显高于背景值.土壤Pb在云南省超出背景值最高,为背景值的1.91倍;Cd在辽宁省超出背景值最高,为23.02倍;Zn在云南省富集最为严重,是背景值的1.55倍,Cu最高的是广东省,达到背景值的2.92倍.     

中国城市土壤重金属空间分布与污染研究

研究对比分析了中国城市土壤重金属的空间变异、时间差异、污染水平以及环境风险,研究结果表明,中国城市土壤重金属含量均超过了中国土壤背景值,尤其是Cd和Pb的污染严重,其含量分别是中国土壤背景值的91.37倍和41.91倍,Ni的污染较轻,其含量是中国土壤背景值的1.59倍。中国城市土壤重金属的含量存在明显地区差异,东部、中部和西部地区的城市土壤重金属含量差异较大,省会城市和地级城市的污染程度不一,城市不同功能区之间也存在明显区别。同时,城市土壤中金属含量也因城市发展时间的长短而又一定差异。中国城市土壤重金属总体内梅罗综合污染指数是45.404,属于重度污染,中国城市土壤重金属综合潜在生态风险指数为71.56,潜在生态风险程度为高级。不同等级的城市污染程度不一,造成的环境风险也不同。