城市土壤和地表灰尘重金属污染研究进展与展望

随着城市化和工业化的不断推进,城市土壤和地表灰尘重金属污染日趋严重,对城市环境和人类健康构成威胁,已成为国内外城市环境研究的热点问题.从重金属污染水平及其时空特征、污染源解析方法、生态和健康风险这3个主要方面,对国内外城市土壤和地表灰尘重金属研究成果进行了梳理和归纳.分析了当前研究存在的不足,并对未来研究进行了展望,即研究土壤和地表灰尘重金属在不同条件下的相互影响机制,通过丰富验证方法加强重金属来源解析模型结果的可靠性研究,加强来源驱动下重金属化学形态差异和地表灰尘短期累积污染过程的研究,完善暴露参数并深入探究重金属的化学形态对其生态和健康风险的影响,以提高风险预测水平.     

土壤重金属污染来源及修复技术研究

土壤是生态环境的重要组成部分,与人类的生存和健康密切相关。土壤重金属污染问题是环境和土壤科学研究者关注的热点问题。对土壤重金属污染物来源的鉴别是准确、有效控制和治理污染源的前提。根据近年来国内外对土壤重金属污染的相关研究报道,综述了土壤中污染物的工业、农业和交通因子三大主要来源。目前重金属污染土壤修复主要采用工程技术、物理化学技术和植物修复技术。在此就修复技术的原理、适用范围以及研究现状与发展动态等方面进行了综述与分析。     

多元统计与铅同位素示踪解析旱地垂直剖面土壤中重金属来源

用电感耦合等离子体质谱仪(ICP-MS)分析了厦门市旱地2个垂直剖面土壤中26种重金属元素的含量,研究了剖面土壤中重金属元素的分布特征,环境风险及污染来源.综合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的评价结果,Cd为厦门市旱地土壤的主要污染因子;土壤重金属污染严重的为50~60 cm深度.多元统计分析结果表明,重金属的主要来源为农业生产活动与自然源,其中主要污染因子Cd来自于农业生产的影响.对垂直剖面土壤的酸可溶相铅同位素组成与厦门市潜在污染源的铅同位素进行对比分析.结果表明,厦门市旱地土壤中,铅主要来源于污泥和土壤母质层.根据剖面土壤在~(206)Pb/~(207)Pb-~(206)Pb/~(204)Pb图中的分布特征,利用铅同位素二元混合模型计算出P180剖面和P181剖面母质层的贡献率的平均值分别为54.36%和42.88%,污泥的贡献率平均值分别为45.64%和57.12%,表明旱地剖面土壤中铅主要来源为母质层和城市污泥,与多元统计分析结果相一致.     

城市表层土壤重金属污染扩散研究

随着城市经济的快速发展和城市人口的不断增加,人类活动对城市环境质量的影响日显突出。对城市土壤地质环境异常的查证,以及如何应用查证获得的海量数据资料开展城市环境质量评价,研究人类活动影响下城市地质环境的演变模式,日益成为人们关注的焦点。本文以某城市城区土壤地质环境调查获得的8种主要重金属污染物数据为例,通过建立重金属污染扩散数理模型,开展重金属空间分布、污染程度评价、传播特征研究,剖析重金属污染机理,追踪污染源,为城市土壤地质环境保护提供理论和方法依据。     

上海市土壤重金属污染研究进展

土壤重金属污染问题是环境和土壤科学研究者关注的热点问题。根据历年来学者们对上海市土壤重金属污染的相关研究报道,综述了土壤中重金属的污染现状,主要污染来源,分布和重金属形态研究及重金属与土壤理化性质,微生物种群数量,磁性等的相关性研究。并就存在的问题和今后的研究重点进行了分析研究。     

中国城市土壤重金属污染研究进展及治理对策

分析并阐述了中国部分主要城市土壤重金属污染的来源、危害、污染现状及污染特征,以及随着中国城市化进程的加快,今后应对于城市土壤重金属污染的研究引起广泛的关注。城市土壤重金属的来源非常复杂,目前的研究主要局限于定性描述和相关分析,因此在治理方面应根据城市土壤污染的特点及所处环境进行对策研究,并应结合人体健康评估和土地利用方式而制定相应的法规和标准。此外,对重金属的来源进行定量分析,对于控制日益严重的城市土壤重金属污染具有重要意义,也是今后土壤重金属研究分析的重点。     

铅锌厂周围土壤中重金属空间分布特征

通过对某铅锌厂周围土壤的地形、气候调查分析,在该铅锌厂周围纵向和横向共设27个取样点,进行实地取样和样品分析,根据分析结果探讨了该铅锌厂周围土壤中重金属空间分布特征并确定了铅锌厂的污染区域。重金属的描述性统计分析结果表明,造成土壤重金属污染的重金属主要是Pb、Cd和Cr;重金属空间分布表明,Pb和Cd主要分布在铅锌厂周围,Cu和Cr的浓度由东南向西北方向渐次增加,Ⅱ级污染区域为0~6 km,复合污染区域为0.5~3 km;重金属浓度相关分析表明,铅锌厂周围土壤中的重金属可能来自两个污染源,Pb和Cd的污染源是铅锌厂,其中通过研究土壤的空间分布特征与各重金属的同源关系,可以确定污染区域与污染源的数量,为后期确定污染源及土壤中重金属污染的防治提供基础数据 。     

城市土壤重金属污染来源研究

随着城市工业化和城市化进程的不断深入,人们越来越关注城市土壤重金属污染的问题.本文介绍了城市土壤的概念,城市土壤重金属污染的特征及其危害.重点从工业、交通、大气沉降、农用物资等自然和人为污染来源,探讨城市土壤重金属污染来源的种类和特点,并提出了城市土壤重金属污染的生物效应与食品安全、土壤重金属迁移转化规律、同位素地球化学示踪方法和城市土壤数据库建设等方面的研究展望,以期为城市土壤重金属污染的相关研究、环境改善管理和决策提供参考依据.     

城市土壤重金属污染现状与控制对策

阐述了城市土壤重金属的主要来源、空间分布特征、化学形态与影响因素,对人体的健康影响;提出预防与治理相结合的综合控制对策,并提出通过建立城市土壤重金属污染标准体系,为城市土壤重金属污染控制提供科学依据。     

福州市公交枢纽站地表灰尘重金属含量、来源及其健康风险评价

城市地表灰尘中的重金属已成为城市环境和人类健康最重要的威胁之一. 为评价地表灰尘重金属的污染水平,研究了福州市公交枢纽站地表灰尘中的重金属质量分数、来源及其可能产生的健康风险. 结果表明:福州市公交枢纽站地表灰尘中w(Cr)、w(Cu)、w(Zn)和w(Cd)分别是福州市城区土壤的2.74、4.21、4.01和4.68倍. 灰尘中重金属Co、Ni和Mn主要来源于城市土壤,Cd、Pb和Cu来源于交通运输过程,Cr来源于城市土壤和交通运输,Zn主要来源于交通运输、城市生活污染和工业活动等复合污染源. 不同暴露途径的重金属暴露剂量和非致癌风险大小排序为消化道>皮肤接触>呼吸吸入. 地表灰尘中重金属非致癌总风险为儿童高于成人. 致癌重金属的暴露风险为Cd>Ni>Cr. 城市公交枢纽站地表灰尘中重金属污染受交通运输影响较大.      

江苏省徐州市区街道灰尘重金属污染分析与评价

对江苏省徐州市区街道灰尘中Pb,Cd,Cu,Zn的含量水平进行了研究.结果表明,市区街道灰尘中Pb,Cd,Cu,Zn的平均含量分别为440.8,2.48,76.2,382.2 mg/kg,是徐州市土壤背景值的27.0,8.6,6.0,4.2倍;与国内其他城市街道灰尘重金属平均含量相比,上述重金属元素平均含量处于中等—偏高水平.采用地积累指数法和潜在生态危害指数法进行评价,结果表明,Pb处于重污染水平,Cd和Cu处于中度污染水平,Zn处于偏中度污染水平;市区街道灰尘重金属的潜在生态危害达到了强生态危害水平,在4种重金属中,Pb和Cd对街道灰尘的潜在生态危害贡献较大.通过研究以期为徐州市的城市环境污染防治和城市规划提供重要的科学依据.     

徐州市三环南路沿线土壤重金属污染及相关性分析

以徐州市三环南路沿线土壤为研究对象,经过野外调查取样和室内分析,对路旁土壤重金属污染及相关性进行了研究。结果表明:不同断面同一重金属含量之间存在显著性差异,这与重金属的种类、来源有关外,还与公路旁有无防护林及防护林的稠密度有关;土壤重金属污染最主要的贡献者是Zn,来自于机动车轮胎的磨损;根据土壤重金属元素之间及重金属与土壤理化性质之间的相关性分析可知,重金属Cu、Cr、Zn和Pb并不是来源于自然来源,而与人为来源有着紧密的关系。     

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。     

长沙市乔口镇土壤重金属地球化学基线值的厘定及应用

随着工业化和城市化等人类活动影响的加强,土壤表层重金属含量趋于上升.作为区分自然背景和人为影响的指标,土壤重金属地球化学基线为土壤的污染评价提供了重要的参考依据.本研究以湖南省长沙市乔口镇为研究区域,利用标准化方法和累积频率曲线法两种方法,计算了这一区域土壤重金属的地球化学基线值,并利用富集因子来评价当地的重金属污染状态.结果表明,除极少数样品外,这一区域绝大多数样品并未受到明显的人为污染.乔口镇地处湘江下游,其地球化学基线值可以为长沙-株洲-湘潭(简称长-株-潭)经济区的土壤重金属污染提供参考.     

两类典型重金属土壤污染研究

对贵州水城矿务局周围煤矸石污染土壤和Pb、Zn冶炼场污染土壤的重金属污染状况进行了研究和评估。研究结果表明：煤矸石风化形成的土壤有一定的重金属污染，污染程度取决于煤矸石的组成。Pb、Zn土法冶炼造成土地严重污染，在污染土壤中种植的农作物中重金属含量严重超标。重金属在土豆不同部位富集程度各不相同，而且Pb-Cd、PbZn、Zn-Cd在植物体内具有较高的正相性。     

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。     

宁夏干旱地区工业区对农田土壤重金属累积的影响

随着我国东部沿海地区产业向中西部地区转移,曾经被冠以"净土"的西北干旱地区受到了工业排放污染的威胁.本文以宁夏某县枸杞种植地为研究对象,采用GIS技术,以工业区为中心,结合当地主导风向,沿着黄河进行带状布点采样,分析工业区的建立对农田土壤重金属Zn、Cr、Ni、Mn、Co、Cu、Cd、Pb污染的影响.结果表明,研究区农田土壤重金属累积程度较轻,只有少数样点发生人为Zn和Cd累积;工业区土壤中除了Ni元素以外,其它7种元素都有累积,其中Cd元素浓度达到污染水平的样点占总样点数三分之一.空间分布格局分析结果表明,枸杞地土壤中Cd、Zn、Cu、Mn和Pb等5种元素的分布与工业区位置有较强的相关性.从土壤重金属含量的角度来看,研究区的工业区影响还未造成枸杞地土壤重金属污染,并且由于该区域土壤的pH值普遍较高(平均pH值为8.54),因此,可以认为目前还不存在农田土壤重金属污染问题.但是工业区对农田土壤中重金属累积趋势的影响较为明显.此外,工业区对灌溉水中重金属元素的浓度也有一定影响.     

城市土壤吸附重金属动力学特征及其与土壤理化性质的关系

以长春市土壤为对象,既研究了长春市土壤理化性质特征,又采用间歇法研究了城市土壤吸附重金属Pb、Cd和Cu动力学特征及其两者之间的关系。结果表明：长春市土壤pH接近于中性或者偏碱性;土壤碳酸钙、有机质含量升高;土壤砂粒化;土壤CEC和Eh具有逐渐降低的趋势。土壤吸附重金属动力学过程包括快速阶段和慢速阶段,不同重金属在不同吸附阶段吸附速率明显不同。双常数速率方程和Elovich方程基本上可以描述土壤对Pb、CA和Cu吸附的动力学过程。pH、碳酸钙和砂粒含量是影响Pb吸附速率的主要因子;碳酸钙含量是影响CA吸附速率的主要因子。     

呼和浩特市不同功能区土壤重金属污染特征及评价

选择呼和浩特市居民区、科教区、城市公园、商业区、道路、工业区和开发区为研究对象,共采集62个样品.通过分析不同功能区土壤重金属含量,采用单因子污染指数法和内梅罗综合污染指数法评价重金属污染程度,主成分分析重金属污染的成因和来源,旨在为防治城市土壤重金属污染提供理论依据.呼和浩特市不同功能区土壤7种重金属的含量表明,其中5种重金属的平均含量均超过内蒙古自治区土壤背景值,重金属Cu和Zn含量分别达到背景值的2.33倍和1.85倍;单因子污染指数评价表明,不同功能区土壤存在不同程度重金属的污染,重金属Cu在商业区呈重度污染.不同重金属元素平均污染程度为:Cu>Zn>Cr>Mn>As>Ni>Pb;内梅罗综合污染指数评价表明,商业区污染最严重,呈重污染程度;其次是道路,污染水平为中度污染;科教区和城市公园污染程度最轻.不同功能区土壤重金属的综合污染指数大小为:商业区(3.03)>城市道路(2.12)>居民区(1.98)>科教区(1.81)>工业区(1.72)>开发区(1.36)>城市公园(1.28);主成分分析表明,呼和浩特市土壤不同重金属来源存在差异,其中Cr、Cu、Mn、Pb和Zn主要来自交通污染源和生活废弃物的堆放,Ni和As目前仍然主要受自然因素控制,来源于自然源.呼和浩特市土壤重金属的污染已经对城市生态系统的健康发展构成了一定程度的威胁.     

典型小城市土壤重金属空间异质性及其风险评价:以临安市为例

城市土壤是城市生态系统不可分割的一部分,与城市居民的人体健康和生活质量密切相关.本研究以浙江省典型小城市——临安市为研究样区,共采集62个土壤表层样品(0~15 cm,样品采样密度:5个·km~(-2)),基于多元统计学、地统计学结合GIS技术研究该地区土壤重金属的污染特征、空间变异结构与分布规律.土壤重金属Mn全量、Cu全量、Zn全量、Pb全量、Cr全量、Cd全量的平均含量分别为439.42、42.23、196.80、62.55、63.65、0.22 mg·kg~(-1),与浙江省土壤背景值及环境质量标准相比较,这些重金属在临安市存在不同程度的累积,局部污染严重.单个重金属潜在生态风险危害指数表明,Pb的潜在生态危害指数最高.p H与大部分重金属全量以及重金属全量之间存在显著相关关系.研究区土壤Pb、Zn和Cu主要来自于城市交通运输工具的使用和尾气排放,而Mn和Cr主要来自于母岩,Cd主要由市区工厂的长期有害物质排放.研究区土壤重金属全量及其有效态均具有较强的空间自相关性[C_0/(C_0+C)50%],其空间分布特征受人为活动的影响极为明显.