雄安新区农田土壤-农作物系统重金属潜在生态风险评估及其源解析

为评估雄安新区农田土壤-农作物系统重金属潜在生态风险,分析测试新区小麦籽实和根系土壤中重金属含量及其赋存形态,利用综合污染指数（IPI_N）、潜在生态风险指数（RI）、生物富集系数（BFC）和风险评价指数（RAC）,采用主成分分析和相关分析等统计方法开展重金属潜在生态风险评估及来源解析.结果表明,新区根系土壤中Cd、Cu、Pb和Zn含量均值显著高于河北省表层土壤背景值.IPI_N介于0.2~5.18之间,94.83%的根系土样为安全无污染等级;土壤中Cd单指标潜在生态危害最大,其次为Hg元素,Cr、Ni和Zn潜在生态危害较小;总潜在生态风险以轻微和中等等级为主,占比分别为64.66%和30.17%.根系土壤中Cd生物活性形态组分（离子交换态和水溶态）占比达33.43%,生物有效性相对较高,其他各重金属元素赋存形态均以残渣态为主（残渣态占比>60%）.RAC指数由大到小为Cd > Ni > Hg > As > Cu > Cr > Zn > Pb,重金属Cd的RAC均值为22.75%,以中等风险为主,其他各元素RAC均为低风险或无风险.根系土壤重金属主要潜在来源是在地质背景的基础上叠加了人为活动.农作物籽实中重金属迁移、富集能力依次为Zn > Cu > Cd > Hg > As > Ni > Pb > Cr,其中As、Cd、Pb和Zn的生物有效组分对小麦籽实吸收重金属起促进作用,农作物籽实中重金属含量与土壤pH值呈负相关,土壤理化指标（OM和CEC等）双向影响土壤中重金属生物有效态组分比例.     

典型山区燃煤型电厂周边土壤重金属形态特征及污染评价

为了揭示毕节金沙电厂周边土壤重金属（Hg、As、Cd、Cr、Cu、Pb和Zn）污染状况,在电厂周围采集了32个土壤表层样品,采用改进的BCR连续提取法进行形态分析,并以Hakanson潜在生态危害指数法、改性灰色聚类法及风险评估编码法（RAC）进行生态风险评估.结果表明：重金属含量变化具有一定的空间变异结构和空间分布特征,除了Cd和Cr的含量平均值低于贵州省土壤平均背景值外,其余重金属含量的平均值均大于该背景值.土壤中的大部分重金属主要以残渣态形式存在,而Cd主要以酸可提取态和可还原态存在,具有很强的环境危害.相关性分析结果显示,Hg与As、Cd表现为极显著相关,而Zn与其余重金属元素相关性都较弱.生态风险评价得出7种重金属的生态风险大小顺序为Cd > Hg > As > Cu > Pb > Zn > Cr,综合潜在生态风险指数（RI）平均值为129.72,处于中等生态风险.通过改性灰色聚类法对土壤重金属污染进行分析评价,表明电厂西面污染明显高于东面,且Hg和Cd为主要污染物;由风险评估编码法得出元素Cd有效态占18.17%,对环境构成中等风险等级,元素Cr和Zn对环境的危害处于低风险状态,元素Hg、Pb、As和Cu处于无风险状态.综合以上研究结果,金沙电厂土壤受到不同程度的重金属污染,应特别重视Hg和Cd这两种重金属污染的治理.     

典型平原地区生活垃圾焚烧厂周边土壤重金属赋存形态分布特征及生物有效性评价

为考察并掌握典型平原地区生活垃圾焚烧厂周边土壤中重金属Cd、Cr、Cu、Pb、Ni和Zn的污染现状,以上海市某生活垃圾焚烧厂为例,研究其周边土壤中重金属赋存形态分布特征及生物有效性,采用Tessier连续提取法结合电感耦合等离子体发射光谱检测分析表层土壤中目标重金属总量及形态分布,并利用风险评估编码法（RAC）评价其生态风险水平.结果表明:研究区域土壤中Pb和Zn主要以Fe-Mn氧化物结合态和残渣态为主（>80%）;Cr、Cu和Ni则以残渣态为主（>60%）;Cd虽以残渣态为主（>50%）,但与其他重金属相比,其碳酸盐结合态占比相对较高.生物有效性分析结果显示,Cr、Cu和Ni以惰性态为主,生物有效性低,而潜在可利用态Cd、Pb和Zn占比较高,存在较高的释放风险.土壤中各重金属潜在生态风险水平由高到低依次为Cd > Zn > Pb > Cu > Ni > Cr,其中,Cu、Pb和Zn处于低风险水平,Cr和Ni处于无风险水平,而Cd处于中等风险水平.研究显示,该垃圾焚烧厂周边土壤中重金属已存在不同程度的污染累积,其中,潜在可利用态Cd的占比较高,已达中等风险水平,应引起重视.      

铜陵市惠溪河滨岸带土壤重金属形态分布及风险评估

为揭示惠溪河滨岸带土壤重金属(Pb、Cu、Zn、Ni、Cr、Cd和As)形态分布和生态风险状况,沿河采集12个采样点的土壤样品,采用改进的Tessier五步连续提取法开展形态分析,并以Hkanson潜在生态危害指数法进行生态风险评估. 结果表明:①As和Cr以残渣态占绝对优势,Zn、Pb和Ni以残渣态和Fe-Mn氧化物结合态为主,Cu则以残渣态和有机结合态为主,Cd具有形态多样的分布特征;②7种重金属污染程度排序为As＞Cd＞Zn＞Cu＞Pb＞Ni＞Cr,潜在生态风险大小排序为Cd＞As＞Cu＞Pb＞Ni＞Zn＞Cr,其中Cd和As属极高风险等级,Cu为中等风险等级,其他4种元素则为轻微风险等级;③根据潜在生态风险指数,小倪村、狼尾湖右岸和大倪村采样点属于高风险等级,其他9个采样点均属于很高风险等级;④由综合污染及潜在生态风险贡献率水平,初步判定As和Cd为惠溪河滨岸土壤重金属污染治理和修复的优先控制对象.      

基于信息扩散模型的沣东新城区土壤重金属潜在生态风险评估

我国目前大规模的新区建设导致严峻的区域土壤重金属污染形势.以沣东新城为研究靶区,进行重金属含量特征描述性统计及克里金插值分析,进一步结合潜在生态风险指数与信息扩散理论,构建基于风险评估的信息扩散模型,探讨了Pb、Cu、Cd和Hg的污染程度、污染风险及风险发生概率.结果表明,研究区内4种土壤重金属的含量均值远超土壤重金属背景值,分别是背景值的1.943（Pb）、1.419（Cu）、3.074（Cd）和3.567（Hg）倍,且重金属分布受人为干扰较大呈强变异性（CV>65%）.其中,Pb和Cu污染分布主要受到工业生产与建设用地开发的影响,工业活动、农业活动及交通运输是主要的Cd污染源,而工业建设是造成Hg污染的主要因素.重金属潜在生态风险指数平均值分别为9.716（Pb）、7.095（Cu）、92.292（Cd）和142.469（Hg）,区域综合潜在生态风险指数（RI）均值为251.573,表明区域整体处于较高的潜在生态风险状态.区域Pb和Cu整体处于轻度潜在生态风险,而Cd和Hg以中风险与较高风险为主,表明Cd和Hg是区域重金属污染的主导因素.信息扩散潜在生态风险模型评估结果显示,区域综合潜在生态风险各等级的概率排序为：较高（38.98%）>中度（38.55%）>高（5.89%）>轻微（5.15%）>极高（3.56%）,Cd、Hg元素各潜在生态风险等级的超越概率远大于Pb和Cu,Hg元素各污染等级的超越概率分别为轻微（94.89%）、中度（66.85%）、较高（23.62%）、高（3.9%）和极高（2%）,其中仅轻微等级的超越概率小于Cd.潜在生态风险等级的污染概率预测误差均小于5%,体现了基于风险评估的信息扩散模型的可靠性.研究结果可为样本受限地区的土壤重金属潜在生态风险监测与管控提供技术借鉴与支持.     

贵州铅锌矿区土壤和作物重金属生态风险与迁移特征

土壤中积累高含量的重金属对生态环境和人体健康存在潜在风险.以贵州省某铅锌矿区农田土壤和作物为研究对象,运用GIS空间制图分析了重金属的分布与来源,采用潜在生态风险指数(RI)评价了重金属的潜在生态风险,利用美国环保署(USEPA)推荐的人体健康风险评估方法量化了居民暴露于铅锌矿周围土壤重金属的健康风险.结果表明,土壤中ω(As)、ω(Cd)、ω(Cr)、ω(Cu)、ω(Hg)、ω(Ni)、ω(Pb)和ω(Zn)平均值分别为：58、7.9、175、64、0.461、65、1 539和2 513 mg·kg^-1,均显著高于贵州省表层土壤元素背景值.土壤As、Cd、Cu、Hg、Pb和Zn含量在空间分布上极不均匀,其受到了强烈的铅锌矿冶炼等人为扰动.RI评价显示,土壤重金属存在极强、较强等级为主的综合潜在生态风险,Cd为主要的生态风险因子. 22%和10%的玉米籽实样品中Pb和As分别超过了食品安全国家标准中的重金属污染阈值.人体健康风险评价显示,暴露于土壤重金属对成人和儿童存在非致癌健康风险,对儿童存在一定的致癌健康风险.土壤pH值是影响Cd生物有效性和土壤-作物系统C...     

南阳盆地东部山区土壤重金属分布特征及生态风险评价

通过分析南阳盆地东部山区表层土壤（0~20 cm）样品的As、Hg、Cd、Cr、Pb、Zn、Ni和Cu等8种重金属含量和pH值,对土壤重金属的空间分布特征、污染程度和生态风险进行研究,并对重金属的来源进行分析.结果表明,研究区内土壤Cd、Cu、Cr、Ni、Pb、Zn和As含量相比于土壤污染风险筛选值存在不同程度的超标.土壤重金属空间分布呈面状和岛状分布.含量高值区主要分布在研究区南部,且与矿区分布相吻合.除了少数样点的土壤以外,大部分样点未受到污染,Cd的污染最为严重.As、Cr、Pb、Zn、Ni和Cu在几乎全部地区的潜在生态风险系数为轻微风险等级,Cd和Hg的潜在生态风险系数为中等风险等级占比最高.研究区综合土壤重金属潜在很强和强生态风险指数占比较高,分别为58.93%和37.66%.土壤Hg、Cd和Pb主要受到矿产开采等人类活动的影响,As主要受到研究区地质背景的影响,Zn、Ni、Cr和Cu同时受到人类活动和地质背景的影响.研究区矿产资源的开采是造成土壤污染及生态风险的主要原因.     

小清河表层沉积物重污染区重金属赋存形态及风险评价

测定了小清河表层沉积物重污染区间隙水中重金属(Cu、As、Pb、Zn、Cr、Cd和Ni)的质量浓度,采用改进的BCR顺序提取法分析了沉积物中重金属的赋存形态,并分别基于美国水质基准(CCC、CMC)和风险评价编码法(RAC)、潜在生态风险指数法对间隙水和表层沉积物中重金属的毒性及生态风险进行评价.结果表明,小清河沉积物间隙水中的重金属基本不会对水生态系统产生毒性.除As外,表层沉积物中6种重金属的含量显著高于土壤背景值,呈现明显的累积效应.沉积物中Cu、As和Ni主要赋存于残渣态,Pb、Cr主要赋存于可氧化态和残渣态,Zn、Cd以酸可溶解态和可还原态为主.Cd、Zn、Cr和Pb的有效态含量高于残渣态,有较高的二次释放潜力.RAC的评价结果表明,沉积物中Cu、Pb、Cr和As处于无风险到低风险级,Ni处于低风险到中等风险级,Cd处于中等到高风险级,Zn处于中等到极高风险级,不同重金属RAC的平均值依次为CdZnNiAsCuCrPb.潜在生态风险指数法的评价结果表明,沉积物中除Cd有强~很强生态风险外,其他6种重金属均表现为低生态风险,RI值介于136.83~264.83,研究区采样点处于中等~强生态风险.     

环巢湖流域表层沉积物重金属赋存特征及潜在生态风险评价

以环巢湖流域表层沉积物为对象,对8种重金属(Cd、Cr、Cu、Zn、Ni、Pb、As和Hg)总量及形态进行分析并运用潜在风险指数法对重金属的生态风险进行了评价.结果表明,环巢湖流域表层沉积物中重金属元素Cd、Cr、Ni、Cu、Zn、Pb、As和Hg的总量总体呈现为南淝河-十五里河水系含量高,其次是裕溪河及支流,其他5条水系的重金属含量相对较低. BCR形态分析表明,重金属元素Hg、Cr、Ni和Cu主要以残渣态存在(分别占总量的77.56%、64.83%、56.52%和48.93%),Cd的可提取态含量比例最高(89.22%),其次为Zn、Pb和As(70.35%,69.50%和63.70%). 潜在生态风险危害指数(RI)表明,Cu、Zn、Pb、Cr、Ni和As均为低污染等级,Cd为较重污染等级,Hg为重污染等级,7个水系的重金属潜在生态风险指数排序为:南淝河-十五里河>裕溪河>柘皋河>杭埠河-丰乐河>派河>白石山河>兆河,重潜在风险和严重潜在风险的区域主要分布在南淝河-十五里河水系以及裕溪河水系,因此,今后对巢湖流域进行重金属整治时可着重考虑针对这两条水系的Cd和Hg元素的重点治理.     

密云水库入库河流沉积物中重金属形态分析及风险评价

研究了北京市密云水库入库河流潮白河水系沉积物中重金属的总量及形态分布特征,采用风险评价准则法（RAC）和Tucker3 模型探讨沉积物中重金属的潜在危害性.结果表明,Hg、Cd、Cr、Cu、V、Zn的平均含量均超过北京市土壤背景值,呈现一定的富集.形态分析表明,Cu的残渣态含量占总量的72%,其次为有机结合态,占22%;Mn的残渣态含量占总量的62%,铁锰氧化物结合态占23%,碳酸盐结合态占10%;Ni的残渣态含量占总量的73%,铁锰氧化物结合态占13%,有机结合态占11%;Pb、Cd、V、Zn均以铁锰氧化物结合态和残渣态为主,含量占总量的90%以上.Ti、Cr则以残渣态为主要形态.RAC评价结果显示,Cr、V、Ti对环境无风险,Ni处于无风险到低风险级,Cu处于低风险级,Cd、Pb、Mn处于低风险到中等风险级.研究结果将为北京市水源保护、人体健康安全保护措施的制定提供科学依据.     

太原市土壤重金属污染及其潜在生态风险评价

为全面了解太原市土壤重金属含量及其潜在生态危害程度,在研究区内共采集了80个土壤样品,测试了Pb、Cu、Ni、As、Cd、Cr、Hg、Zn共8种重金属元素含量,并采用地积累指数法和潜在生态危害指数法对土壤重金属污染进行了分析和评价.结果表明,太原市土壤环境总体污染程度处于无-中度污染,潜在生态危害处于轻微危害程度.相对...     

长江流域(安徽段)土壤-作物系统重金属污染特征及健康风险评价

为研究长江流域安徽段土壤-作物系统重金属的污染特征及健康风险,采集了水稻和小麦及其根系土样品338组,测定了8种重金属含量,采用污染指数法、潜在生态危害、多元统计分析和健康风险进行评价.结果表明,水稻根系土和小麦根系土重金属含量均超过江淮流域背景,根系土Cd、 Cu、 Cr和Ni具有明显的积累效应,水稻根系土较小麦土污染严重;潜在生态风险为轻微-中等风险等级,主要来源于Cd和Hg元素.多元统计分析显示Cu、 Pb、 Zn和Cd为工业源和农业源,Cr、 Ni为自然源,As和Hg为农业源.水稻对重金属的吸收富集强度依次分别为：Cd>Zn>Cu>Hg>Ni>As>Cr=Pb,小麦对重金属的吸收富集强度依次分别为：Zn>Cd>Cu>Hg>Ni>As=Pb>Cr;根系土重金属健康风险评估结果显示儿童更易受到重金属污染威胁,经口摄入是发生非致癌风险的主要暴露途径.非致癌风险评价表明小麦根系土对儿童具有一定的非致癌风险,但不存在致癌风险.摄入水稻和小麦对成人和儿童均有一定程度的非致癌风险和不可接受的致癌风险.     

三峡库区蓄水运用期表层沉积物重金属污染及其潜在生态风险评价

为全面了解蓄水运用期三峡库区表层沉积物中重金属含量及其潜在生态危害程度,在三峡库区干流及支流共采集了24个沉积物样品,测定了Cu、Pb、Zn、Cd、Ni、Cr、As和Hg的含量,并采用地积累指数法和潜在生态风险指数法对沉积物中的重金属污染进行了评价.结果表明,三峡库区重金属元素Cu、Pb、Zn、Cd、Ni、Cr、As和Hg的平均含量分别为:76.03、59.40、137.63、0.75、46.81、86.31、18.07和0.109 mg.kg-1,均高于长江沉积物背景值.地积累指数法评价结果显示:重金属元素污染程度顺序为:Cd>Pb>Cu>As>Zn>Ni>Hg>Cr.潜在生态风险指数法评价结果表明,各重金属污染对三峡库区构成的潜在生态危害由强至弱依次为:Cd>Hg>Cu>As>Pb>Cr>Zn,其中Cd的贡献因子最大.总体上讲,三峡库区蓄水运用期处于轻微生态危害等级,并未受到明显的重金属污染.     

白茅海潮滩重金属空间分布特征及生态风险评价

本研究于2020年8月测定了白茅海潮滩表层、次表层（50 cm深）沉积物及间隙水、排放废水中9种重金属（Zn、Cr、Pb、As、Cu、Cd、Ni、Fe、Mn）的含量,利用潜在生态危害指数法以及相关性分析法,结合沉积物粒度特征和TOC含量对白茅海潮滩重金属的分布特征、相关关系和污染风险进行了分析。结果表明,调查区表层沉积物以砂为主,粘土和粉砂含量极少,TOC平均含量为0.031%,重金属含量为Fe>Mn>Zn>Cr>Pb>As>Ni>Cu>Cd。沿岸方向上,P1剖面某些重金属含量高于整个调查区平均含量,出现富集趋势。表层沉积物中的重金属在垂岸方向未表现出明显的分布规律。不同深度沉积物Pb、Zn、Cu、Cr、As、Cd含量均低于国家海洋沉积物I类标准值。间隙水中重金属含量为Mn>Fe>Zn>As>Ni>Cu>Pb>Cr>Cd,Cr、Fe、Mn在不同介质中含量差异较大。调查区氧化还原类金属对重金属含量影响较大,粒度和TOC对重金属含量影响较小。调查区综合潜在生态风险指数ERI为113.03,表现为轻微潜在生态危害。各重金属潜在生态污染程度为Cd>As>Pb>Cu>Zn>Cr。Cd为调查区表层沉积物中的主要污染因子,应列为白茅海潮滩优先控制的重金属。     

舟山六横岛附近海域沉积物重金属污染及潜在生态风险评价

根据2010年3月、6月对舟山六横岛邻近海域表层沉积物重金属调查资料,采用单因子指数法和Hakanson生态风险指数法对Cu、Pb、Cd、Zn、Hg、As、Cr元素进行分析与评价,并与2010年8月舟山嵊泗近岸海域表层沉积物质量进行比较。研究结果表明:该海域沉积物综合污染程度为中等水平,各种元素污染程度高低依次为Zn>Cu>Cd>Pb>Cr>As>Hg,主要重金属污染因子为Zn、Cu、Cd元素。总体而言,该海域沉积物潜在生态风险性低,风险程度高低依次为Cd>Hg>Cu>Pb>As>Cr>Zn,其中各站位Cd的生态风险参数均值大于40,Cd为该海域的最大潜在生态风险因子。     

外度水库底泥重金属的分析及潜在生态风险评价

对莆田市外度水库底泥中Fe、Mn、Cu、Zn、Ni、Cr、Pb、Cd、As的含量进行分析。采用潜在生态风险指数法,研究了底泥中重金属的污染水平及其生态危害。结果表明:莆田市Mn、Cu、Zn和Cd的含量高于福建省土壤重金属含量背景值。底泥中重金属的潜在生态风险评价显示:外度水库底泥中重金属具有轻微的生态风险。各种重金属的污染程度为:Cd>Cu>As>Ni>Zn>Pb>Mn>Cr>Fe。外度水库底泥的重金属潜在生态风险主要是由于底泥Cd的潜在生态风险系数过高所造成。在此基础上,对产生的原因进行了分析并提出了治理的建议。     

农田-泥炭藓系统重金属富集特征与生态风险评价

为了解贵州省都匀市毛尖镇高寨水库附近土壤重金属污染现状和农田泥炭藓对重金属的富集能力和重金属的污染来源,选取了该区域附近的农田泥炭藓为研究对象,测定了泥炭藓及表层土壤中重金属含量;采用空间分析和多元统计分析方法对重金属进行污染评价及来源分析.结果表明,表层土壤和农田泥炭藓中的重金属含量排序分别为:V＞Zn＞Cr＞Pb＞...     

萍乡蔬菜种植区土壤中重金属含量及潜在生态危害研究

为了解萍乡蔬菜种植区土壤环境质量和污染状况,采用综合污染指数法和潜在生态危害指数法对采样区土壤的环境质量进行了评价.结果表明,所有重金属的均值均未超过土壤环境质量标准中的二级标准,其单项污染指数依次为Hg>Ni>Cd>Cu>Zn>Pb>As>Cr,其中Cd、Hg、Pb、Ni含量均高于对应元素的江西省土壤重金属背景值,但土壤的综合污染指数和潜在生态危害指数都较低.总的来说,萍乡蔬菜种植区土壤环境质量处于清洁和安全范围内,生态风险较低.     

密云水库上游某铁矿区土壤重金属含量及形态研究

应用富集因子法(EF)和风险评估编码方法(RAC)对北京市密云水库上游某铁矿矿区及其周边土壤中重金属的分布状况和潜在生态风险进行了研究.结果表明,各重金属元素含量除As外,其余均明显高于北京市土壤重金属背景值,矿区的选冶活动已经对下游的水体和土壤环境造成一定的影响.富集因子法评价表明Cd、Pb、Cr富集较为严重,达到显著污染水平.形态分析表明,残渣态是重金属元素的主要存在形态, Cd元素可交换态所占比例(2.88%~21.15%)最高,RAC评价结果显示Cd基本处于中等风险水平,Pb为无风险,风险等级由强至弱的顺序为:Cd>Mn>Zn>Cu>Co>Cr>Pb.     

天津北塘排污河沉积物的重金属污染及评价

北塘排污河是天津市海河以北市政污水的主要受纳水体,其污染十分严重。该研究于2009年沿河采集其沉积物,调查重金属Zn、Cu、Cr、Pb、Cd和Hg的污染状况。结果表明,沉积物中这6种重金属沿河呈波浪变化,其中Cu和Zn在西碱河入河口处最高,Pb、Cd和Hg在靖江桥处最高,而Cr在京津高速路桥处最高,其平均含量的大小变化顺序为Zn﹥Cu﹥Cr﹥Pb﹥Cd﹥Hg。采用地质累积指数法和潜在生态风险指数法对其评价表明,这6种重金属的整体污染和潜在生态风险均比较严重,京津高速路桥处污染最为严重;靖江桥处风险等级最高,潜在生态风险最大;就整条河而言,重金属污染程度大小顺序为Cd﹥Hg﹥Cu﹥Zn﹥Pb﹥Cr,而潜在生态风险大小顺序为Cd﹥Hg﹥Cu﹥Pb﹥Zn﹥Cr。