重金属富集植物的富集能力评价指标

在分析了重金属超富集植物定义的基础上,针对衡量转移特征与富集系数特征评价指标的名称、定义比较混乱,不同学者对同一个含义的命名不一致,而同一个英文名称又对应于不同的中文,或者同样的中文名称对应于不同英文的现状,该文对常见评价指标bioconcentration factor、bioaccumulation factor、translocation factor、transfer factor、enrichment factor、enrichment coefficient和shoot-toroot ratio、shoot-root(shoot/root)ratio的起源、影响力、合理性、明确性等进行了梳理与总结,并给出了如何使用衡量转移特征与富集系数特征评价指标以便于学术交流的建议。     

草本植物对土壤重金属的富集研究

介绍中国土壤重金属污染的概况及对土壤、植物、人类的影响;对植物修复机理及技术做了简要的阐述.结合近些年来国内学者的研究,筛选出了对Cd有富集作用的草本植物如叶用红菾菜、东南景天、球果薛菜等;对Pb有富集作用的草本植物如香根草、土荆芥等;对Zn有富集作用的草本植物如圆锥南芥、小鳞苔草等;对Cu有富集作用的草本植物如鸭跖草、海洲香薷等;对As有富集作用的草本植物如蜈蚣草、大叶井口边草.     

煤矸石堆附近耕作层土壤中重金属污染状况与评价

通过对鲁西南煤炭基地若干混堆的煤矸石山周围(10～100m)耕作层土壤的实际调查及分析测试资料,研究了煤矸石堆附近耕作层土壤中重金属污染状况。结果表明,土壤局部已经受到Cd、Ni的污染,但未出现多金属复合污染状况。煤矸石堆附近土壤已经受到采矿等人类活动的影响,其中Cd、Hg的人为影响最大。从8种重金属元素含量随深度的变化曲线形态来看,Hg、Cd 2种元素与Cr、Ni、Cu、Zn、Pb、As6种元素曲线形态显示差异性,Hg、Cd元素在土壤中赋存、迁移等应具特殊性,有待进一步研究。     

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。     

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.     

北京冬季降尘重金属富集程度及综合污染评价

大气降尘可以反映大气颗粒物的自然沉降量,具有重要的环境指示意义.降尘重金属通过大气沉降进入土壤或水体,对人体健康、植物和水生生物等有危害作用.为了了解北京冬季降尘中重金属的含量水平、富集程度以及综合污染特征,于2013年11月~2014年3月收集了北京大气降尘样品49组,并用Elan DRC II型电感耦合等离子体质谱仪(ICP-MS)测试了降尘中Cd、Cr、Pb、Cu、Zn、Ni、Co、V、Bi、Mo等10种重金属的含量.结果表明,北京冬季降尘中重金属Cd、Bi和Mo的平均含量不足10 mg·kg~(-1),Co、Ni和V的平均含量在10~100 mg·kg~(-1)之间,而Pb、Cr、Cu和Zn的平均含量均超过100mg·kg~(-1);Cd、Zn、Cu的含量均超出土壤环境二级标准值,其中城区和近郊Cd、Zn、Cu的二级超标率分别为100%、97%、93.9%和100%、100%、81.2%.富集因子研究结果表明,Bi、Cu、Ni、Pb微量富集,主要来源于地壳或土壤源;Cd、Cr、Mo、Zn轻度富集,受自然源和人为源共同作用.论文在传统单一污染评价基础上,提出了"降尘重金属综合污染指数"模型,并探讨了北京降尘重金属的综合污染特征,结果表明北京城区冬季降尘中重金属的综合污染指数排序为CdZnCuPbCrNiVCo,并且Cd、Zn、Cu和Pb是冬季北京城区降尘中显著污染因子,其中Cd和Zn为极显著污染因子;北京近郊冬季降尘中重金属的综合污染指数排序为CdZnCuPbCrNiCoV,并且Cd、Zn、Cu、Pb和Cr是冬季北京近郊降尘中显著污染因子,其中Cd和Zn为极显著污染因子.     

重庆某铁矿区周边耕地土壤重金属污染评价及来源解析

为了解重庆市南部某历史遗留铁矿区周边耕地土壤重金属污染状况及污染来源,在铁矿渣场周边采集了34个耕地表层土壤样品,分析了重金属Cd、Hg、As、Pb、Cr、Cu、Ni和Zn的含量,采用地累积指数和潜在生态风险指数对铁矿渣场周边耕地土壤污染进行评价,并利用主成分分析（PCA）和绝对主成分得分多元线性回归受体模型（APCS-MLR）识别铁矿区周边耕地土壤重金属的污染来源及贡献率.结果表明,研究区土壤除Cr外,其余重金属含量平均值均超过重庆市土壤背景值,且有20.6%的土壤点位Cd以及2.94%的土壤点位Hg、Cu和Ni超过《土壤环境质量农用地土壤污染风险管控标准（试行）》（GB15618-2018）风险筛选值;地累积污染指数评价结果显示研究区土壤主要受Cd和Hg污染,呈现无污染到中度污染等级,并且Cd与Hg对潜在生态污染指数（RI）贡献率分别达到24.47%和60.33%.相关性分析与主成分/绝对主成分（PCA/APCS）受体模型分析结果表明,Cr、Cu、Ni和Zn主要来源于成土母质,Hg和Pb来源主要为化石燃料燃烧及交通运输,Cd和As主要来源于采矿冶炼、施用化肥等采矿工业活动及农业活动...     

南京不同功能区街道路面积尘重金属污染评价与源分析

以南京不同功能区(商业区、居住区、交通区、风景区、文教区、工业区和城乡结合区)的街道路面积尘为研究对象,测定其w(Cd),w(Cr),w(Cu),w(Ni),w(Pb),w(Zn),w(Mn),w(As),w(V),w(Fe)和w(Ti). 通过富集因子法和综合污染指数法评价重金属污染水平,采用主因子分析法分析重金属可能的污染源. 富集因子法评价结果表明,Cr和Ni为中度富集,其中Cr在商业区的富集程度最大,Ni在工业区的富集程度最大. Cd,Cu,Pb,Zn和As为显著富集,其中Cd在居住区的富集程度最大,Cu,Pb,Zn和As在商业区的富集程度最大. 内梅罗综合污染指数法评价结果表明,Cr在警戒限内,属于尚清洁;Cu,Ni和Zn属于轻度污染;Cd为重度污染. 不同功能区的内梅罗污染指数各不相同,如商业区、居住区和交通区的Pb,Zn,Ni和Cd的内梅罗污染指数较高. 主因子分析结果显示,污染可能来自3个方面:Ni,Mn,Fe,Ti和V可能来自于当地的土壤;Cd,Cu,Pb,Zn和As可能来自于混合源;Cr可能来自于石化工业源.      

粤东柘林湾沉积物重金属富集特征与环境质量评价

根据2003~2004年对柘林湾表层沉积物重金属调查资料,采用富集系数法和Hakanson潜在生态风险指数法对其富集特征和潜在生态风险进行了分析与评价。结果表明:柘林表层沉积物各重金属元素的富集顺序为HgCuPbCdAsZnC r,其中Hg,Cu,Pb的富集系数大于1;以潜在生态风险指数评价,柘林湾表层沉积物重金属潜在生态风险总体上处于低水平,从空间上看,只有S1达到中等强度。就各重金属元素而言,Hg是柘林湾的主要污染元素,决定了海湾重金属综合生态风险水平及其空间差异分布格局。     

中草药种植区土壤及草药中重金属含量状况及评价

通过野外调查和室内分析相结合的方法,研究了河北省安国市中草药种植区土壤重金属As、Hg、Pb、Cd的含量、空间分布特征及草药中重金属含量状况,以及不同中草药对土壤重金属的累积特征,并对种植区土壤和草药重金属污染程度进行了评价.结果表明,种植区土壤重金属As、Hg、Pb、Cd含量均值分别为12.9、 0.036、 15.6、 0.118 mg·kg-1,均低于相应<土壤环境质量标准>二级标准值;以土壤背景值为标准评价,单项污染指数评价结果显示,16个中药种植区中土壤 As、Hg、Pb、Cd达轻度污染的比例分别为18.75%、43.75%、0%、100%,且6.25%的种植区土壤Hg污染达到中度水平.综合污染指数评价结果表明,12.5%种植区土壤重金属污染等级为警戒级,其余各地区均处于轻度污染水平;而以<土壤环境质量标准>二级标准值评价,各种植区单项污染指数及综合污染指数结果均<0.7,土壤环境清洁;绝大多数(>95%)种植区草药样品污染指数<1,不同中草药对土壤重金属的累积能力存在明显差异:紫菀、知母对Cd的富集系数及白芷、北沙参对Hg富集系数均>1.因此,在中药GAP(优良农业生产)基地土壤质量评价过程中,应重视中草药自身特性对重金属吸收和累积的影响.     

洪水淹没对矿区下游农用地土壤重金属污染特征的影响

为评估洪水淹没对西南某有色金属矿区下游农用地土壤重金属污染状况及土壤质量的影响,采用单因子指数法、内梅罗指数法、潜在生态风险指数法,对矿区下游淹没区及非淹没区农用地进行评价.结果表明,研究区域内主要重金属污染物为Cd、Sb、Pb、As、Zn,淹没区6种重金属As、Cr、Pb、Zn、Cd、Sb的平均含量分别为36.66、63.48、82.54、128.21、0.61、39.46 mg·kg~(-1),非淹没区6种重金属As、Cr、Pb、Zn、Cd、Sb的平均含量分别为7.38、71.44、13.27、35.27、0.16、5.62 mg·kg~(-1),除重金属Cr外,淹没区与非淹没区重金属平均含量存在显著性差异(p0.05).淹没区As、Pb、Zn、Cd、Sb的超标率分别为52.23%、44.54%、48.14%、72.03%、88.25%,非淹没区As、Pb、Zn、Cd、Sb的超标率分别为4.12%、3.23%、2.16%、15.03%、22.00%,淹没区土壤环境质量类别为安全利用,综合潜在环境风险为很强生态风险(RI=600.3),非淹没区土壤环境质量呈现优先保护状态,综合潜在环境风险为轻微生态风险(RI=69.1).有色金属矿区下游农用地被洪水长期淹没导致As、Pb、Zn、Cd、Sb的污染加重,由于研究区域特殊的地质背景,土壤中大量存在的铁锰氧化物胶膜对重金属具有强吸附作用,当洪水中存在大量重金属,随着水位上升洪水浸没土壤,铁锰氧化物胶膜把大量重金属截留在中下层土壤中,从而导致污染更为严重.     

北京市大兴区土壤重金属含量的空间分布特征

在面积为1039km2的北京市大兴区布设了70个取样点,测定了其表层土壤重金属Cu、Zn、Pb、Cr、Cd、Ni、As、Se、Hg和Co的含量.统计结果表明,除As和Se外,其它重金属平均含量均高于其背景含量.只有个别地方Cd的含量超过了国家二级标准限值,而其余重金属含量均没有超过其二级标准.通过半方差函数分析,发现10种重金属元素在一定范围内均存在空间相关性.采用Kriging最优内插法得到了表层土壤重金属含量的空间分布图,发现土壤重金属含量与土壤质地和有机质含量关系密切.目前大兴区土壤重金属的主要来源是污灌,特别是来自凉水河、新凤河和凤河的污水,应重点对这些河流周围的排污企业进行治理,严格执行达标排放.     

惠州市土壤重金属污染景观空间格局特征研究

采集了惠州市104个表层土壤样品,测试了Cu、Zn、Ni、Cr、Pb、Cd、As和Hg等8种重金属的含量.以景观生态学理论为指导,用地统计学与地理信息系统(GIS)技术研究8种重金属的单因子指数和综合污染指数的统计学及其空间格局特征.结果表明,8种土壤重金属的单因子指数和综合污染指数的算术平均值均0.6.惠州市东部及东北部重金属污染指数较低,南部重金属污染指数相对较高.8种重金属的斑块面积比例差异较大;Cu、Zn、Ni、Pb和Cd的景观形状指数从Class 1到Class 5基本呈递减趋势;Zn、Cr、Pb、Cd、As和Hg及土壤重金属综合污染指数的各类型的连通性指数均超过90.综合污染指数的各个景观指数反映出惠州市土壤重金属总体表现出高破碎化、景观的连通性较差等特点,但是单因子指数景观基本上是以低浓度为基底,高浓度斑块面积比例很小,形状较规则.     

我国南方四省集中连片水稻田土壤重金属污染评估研究

以2013—2014年南方湖南、江西、浙江、福建四省集中连片水稻田的63个采样数据为基础,利用单因子评价法和内梅罗指数评估南方水稻田土壤重金属的污染情况.结果表明:南方集中连片水稻田土壤Cd点位超标率为0;Hg、As和Ni 3种重金属含量超出《土壤环境质量标准》(GB15618-1995)二级标准的比例最大,分别为6.3%、4.8%和7.9%;研究区水稻田土壤重金属以清洁为主,70%以上符合农业生产和生活要求,但少量样点Hg为中度和轻度污染,As和Ni为轻度污染;从内梅罗综合指数看,研究区土壤重金属仅有3.18%和1.59%的为轻度污染和中度污染,主要分布在湖南和江西.     

Distribution and assessment of heavy metals in the surface sediment of Yellow River, China

Large amounts of heavy metals discharged by industrial cities that are located along the middle reach of Yellow River, China have detrimental impacts on both the ecological environment and human health. In this study, fourteen surface sediment samples were taken in the middle reach of the Yellow River. Contents of Zn, Pb, Ni, Cu, Cr, Cd, As were measured, and the pollution status was assessed using three widely used pollution assessment methods, including the single factor index method, Nemerow pollution index method and potential ecological risk index. The concentrations of the studied heavy metals followed the order: Zn > Cr > Cu > Ni > Pb > As > Cd. Nearly 50% of sites had Cu and Cr accumulation. The concentration of Cu at the Yiluo River exceeded the secondary standard value of the Environmental quality standard for soils. Comparison of heavy metal concentrations between this study and other selected rivers indicated that Cu and Cr may be the major pollutants in our case. The single factor index indicated that many samples were at high levels of pollution for Cu and Cd; the Nemerow pollution index indicated that the Yihe River, Luohe River, Yiluo River and Huayuankou were polluted. According to the results of potential ecological risk assessment, Cd in the tributaries of Luo River, Yihe River, and Yiluo River showed high risk toward the ecosystem and human health, Cd in Huanyuankou and Cu in Yiluo River showed a middle level of risk and other samples were at a low level of risk.     

丹江口水库新增淹没区农田土壤重金属源解析

丹江口水库是南水北调中线工程水源地,研究新增淹没区农田土壤重金属分布、富集特征并解析其来源,对水库的水质安全保障具有重要意义.通过测定新增淹没区169个农田土壤样品中8种重金属（Cd、Cr、Cu、Ni、Pb、Zn、As、Mn）含量,对土壤重金属污染状况进行了分析.结果表明：Cr的平均含量（45.11mg/kg）均低于库区土壤环境背景值,而Cd的平均含量（1.04mg/kg）均高于背景值;除Cu外,Cd、Cr、Ni、Pb、Zn和As在丹库的空间变异性较强,变异系数分别为0.58、0.72、0.58、0.74、0.35、1.12;Cd和As是丹江口水库新增淹没区的主要污染元素,其中Cd的富集系数高达10.3,中度以上污染区为86.6%,As中度及以上污染区为2.6%;新增淹没区农田土壤重金属来源主要为自然源（Cr、Cu、Ni、Pb、Zn、Mn）、农业源（As）、工业和生活源（Cd）,贡献率分别为44.7%、15.9%和15.4%.     

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.     

宝鸡城市土壤重金属生物活性与环境风险

在野外调查与前期研究的基础上,根据一点多样混合采样法收集宝鸡市工业区土壤分析样品50个,采用Tessier连续形态分析法对城市土壤重金属Pb、Zn、Cd、Cr、Cu、Sb形态进行分级并使用ICP-OES对其各形态含量进行测定.在对6种重金属活性系数(MF)、迁移系数(MJ)、综合潜在生态风险指数(RI)及人群健康风险研究的基础上,对重金属地球化学形态分布、迁移能力、生物活性与环境风险进行了探讨.结果表明,宝鸡工业区城市土壤重金属Zn、Cd、Cr、Cu、Sb形态均以残渣态为主,而Pb主要以铁锰氧化物结合态为主;在各形态含量所占百分比中,重金属Cr可交换态含量最低.化学形态分析结果显示,6种重金属整体迁移的顺序为:Pb(77.60%)Zn(47.36%)Cu(35.86%)Cd(30.91%)Sb(16.46%)Cr(11.31%);土壤Pb(MF=35.77%)的生物活性最强,Cd(MJ=0.091)的迁移能力最大.城市土壤重金属Cd和Cr对儿童和成人的致癌风险处于中低等水平,但Cr对儿童将产生较大的非致癌风险.而重金属Pb对儿童和成人均产生非常明显的非致癌风险和中等程度的致癌风险,可见,重金属Pb是宝鸡市城市土壤最主要的环境污染物与健康风险因子.重金属Pb、Zn、Cd、Cr、Cu、Sb工业排放与化石燃料燃烧的来源和城市儿童高铅血症的检出率说明宝鸡工业区重金属的干湿尘降污染应该引起高度重视.     

Pxrf土壤重金属检测的影响因素、模式与校正方法

针对便携式X射线荧光光谱（Pxrf）法测定土壤重金属检测精度不足的问题,提出一种以Pxrf测定值及场地参数的特性关系为基础的通用建模方法和流程,用以构建适用于各场地特性的Pxrf校正模型,以提高Pxrf的测量准确度.以北京某典型矿区污染场地为例开展研究,选取土壤中Pb、Sr、Cu、Fe、Mn、Zn 6种重金属,通过潜在相关因子（土壤有机质含量、含水率、实际污染物含量）及其不同数学变换形式（指数、对数、幂函数的数学变换）与Pxrf测定值的相关分析,识别显著影响Pxrf测定值的影响变量、影响程度及影响形式;基于影响因子识别结果,建立其与Pxrf的数学模型表达式,实现Pxrf测定值校正,准确值提高的目的.结果表明：Pb、Cu、Zn 3种重金属的Pxrf测量值与实际浓度呈现显著相关,相关系数值为0.75~0.82;重金属Sr、Fe、Mn相关系数值为0.25~0.52,其相关性稍差.含水率对Pxrf检测影响程度从小到大排列依次为Sr、Mn、Cu、Pb、Zn,相关系数值范围为0.1~0.7.所有重金属的Pxrf测量值受土壤有机质含量影响弱,相关系数均低于0.5.经模式变换后,重金属Zn、Pb、Cu的Pxrf测量值与实际浓度相关性呈增大趋势（增大了4%~13%）;其他重金属无显著变化.模型校验结果显示,Pb、Zn、Cu、Mn四种重金属的模型可用来提高该场地Pxrf法检测精度.相较于原始Pxrf测量值,可用模型中经校正后的Pxrf值的相对误差从32.4%~56.6%降至4%~29.9%.     

昆明市土壤重金属污染评价

对昆明市表层土壤中的8种重金属元素As、Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb、Zn的含量以及分布特征进行分析,发现元素的平均含量与中国土壤背景值相比有较大富集,同时采用单因子指数法和内梅罗综合指数法进行污染评价,结果表明昆明市西山区和五华区均存在一定程度的土壤重金属污染问题,盘龙区和官渡区的土壤环境质量较好;结合数据和昆明城市现状对土壤重金属的污染原因进行分析,重金属污染的来源主要是工业污染和交通污染。