城市表层土壤重金属与磁化率的多尺度空间变异分析

采集徐州市城区167个表层土壤的样品,并分别测定了磁化率χ的数值及其5种重金属(Cu、Zn、Mo、Cd和Pb)的含量.利用多元因子克里金分析上述研究变量在局部尺度(1 km变程)和区域尺度(5.5 km变程)的空间变异特征.研究表明,徐州城市表土中的磁化率与重金属在局部尺度上主要受到交通、工业和农业等人为因素的影响,在区域尺度上,则以土壤母岩等自然因素为主导.磁化率#与Cu、Zn、Mo、Cd、Pb在局部尺度上的结构相关性较高,在此尺度内选择适当的采样间隔,有助于提高磁化率作为上述重金属污染替代指标进行空间制图的精度.     

许昌市典型区域土壤磁化率与有机质含量的相关性研究

为探讨土壤磁化率对有机质含量的指示作用,对许昌市典型区域土壤磁化率与有机质含量的相关性进行研究,结果显示:研究区域土壤样品Xlf变化范围在15×10~(-8)~125×10~(-8)m~3/kg,平均值为64×10~(-8)m~3/kg,说明研究区土壤样品中磁性矿物含量较低。Xfd值在4.67%~26.67%之间,平均值为10.02%,反映了样品中超顺磁颗粒含量很高,说明研究区域土壤磁性矿物主要由自然成土作用形成,现代工业生产活动和人类的生活活动贡献较小。土壤有机质含量范围为3.74~31.93 g/kg,均值为17.09 g/kg。研究区域土壤磁化率与有机质含量呈不显著正相关性,反映了在长期人工施肥活动和城市化进程中人类活动导致土壤各理化因子之间发生学联系的弱化。     

五台山北麓土壤重金属含量的空间分布与污染评价

为全面了解五台山北麓土壤重金属污染现状,在北麓3条河流域内布设24个采样点,测定土壤中Cr、Cd、Pb、As、Hg的含量及空间分布关系。结果表明:1)5种重金属含量均呈现富集状态,Hg和As达到污染状态;3条流域中,羊眼河富集最为明显;2)Cd、Pb、As空间分布相似,高值区位于羊眼河;Hg整体上污染较为严重;Cr的高值区位于东部;3)5种重金属的污染综合评价结果为"很强",其中Hg的单因子指数均值达19,污染比较突出;4)采用地积累指数法评价得出:该区域Hg、Cd、Pb是土壤污染的主要因子,羊眼河为中度-偏重污染,青羊河为轻微污染,峨河为清洁。     

基于BP神经网络的表层土壤重金属分布模拟

以新疆克拉玛依人工碳汇林为研究区,利用采样点实测数据及理化试验得出的表层土壤重金属含量数据,借助Matlab实现双隐层BP神经网络预测模型,并结合GIS技术分析模型误差,最终实现研究区域土壤重金属含量的三维空间分布格局的可视化表示。结果表明:用双隐层BP神经网络模型拟合精度达90%左右,检验精度以及实际评价效果均较好,说明利用BP神经网络模型对土壤重金属污染进行空间分析与评价具有可行性;整个研究区中部区域Cu、Zn、Fe、Mn、Ni 5种重金属含量相对较低,对环境的负面影响较小,而在研究区周边区域这5种重金属含量相对较高,对环境的负面影响较大。     

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。     

汾河水库周边土壤重金属含量与空间分布

基于95个表层土壤样品重金属实测含量,运用多元统计和地统计相结合的方法,对汾河水库周边土壤重金属含量的分布特征和来源进行分析.结果表明,研究区土壤重金属Cr、Cu、Ni、Pb、Zn的平均含量分别为38.45、19.09、24.02、11.98、55.01 mg.kg-1,均没有超过国家土壤环境质量一级标准和山西省土壤背景值,但各元素均有部分样品含量超过山西省土壤背景值,其中Pb、Cr和Cu的超标率较为显著,分别为28%、14%和13%.相关分析和因子分析结果显示,各元素超标部分的来源可分为三类,Cu、Ni和Zn为一类,Cr和Pb分别单独为一类.分析各重金属空间分布图发现,第一类元素的超标部分主要来源于城镇区域内的日常生活和生产活动,Cr和Pb的超标部分则分别主要来源于农业生产活动和交通运输等.Cr和Pb元素的高值区分别位于汾河水库的上游和下游区域.     

徐州城市土壤重金属污染空间分布研究

城市土壤作为城市环境中重金属的主要蓄积库,反映了城市环境受重金属污染状况。随着城市发展,环境压力增大,加强对城市土壤中重金属污染研究具有迫切性和重要性。为此,在土壤采样点数据基础上,利用GIS技术,对徐州市土壤重金属来源与空间分布关系进行了研究。研究结果表明:徐州城市土壤的重金属主要来源可以分为交通污染源、燃煤污染源和土壤母质,且分布明显地与产业活动呈一致性。     

基于MATLAB的城市表层土壤重金属污染空间分布的研究

为全面了解某城市表层土壤重金属污染的空间分布特征,对城市表层土壤中重金属元素As、Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb、Zn进行采样分析,采用域法识别特异值进行数据处理。通过Matlab软件,利用克里格法进行空间插值,绘出各重金属浓度与各坐标投影的一维空间分布图,并绘出全城等高地形图,再以数字大小标注样本点的污染浓度,拟合各元素浓度与海拔、平面坐标之间的关系模型,将重金属空间分布特征定量化、模型化。     

磁化率对城郊耕地土壤重金属污染的指示研究——以许昌市为例

为探讨磁化率对土壤重金属污染的指示作用,利用磁化率仪和X射线荧光光谱仪对许昌市的城郊耕地土壤样品磁化率和重金属含量进行定量分析。结果显示,许昌城郊耕地土壤磁化率为35×10~(-8)~126×10~(-8)m~3/kg,平均值为94×10~(-8)m~3/kg,频率磁化率变化范围在4.7%~11.6%之间,平均值为7.9%。土壤中Pb、Cu、Zn、Cr含量分别为18.35~53.29、18.66~43.86、55.88~169.81和60.28~82.13μg/g,平均值分别超过背景值1.31、1.23、1.41、1.11倍。磁化率与Pb和Cu呈显著正相关,与Zn和Cr相关性不显著,表明磁化率可以指示Pb和Cu含量。土壤的污染负荷指数为0.95~2.03,平均值为1.24,表明许昌城郊耕地土壤重金属污染主要为中度污染水平,土壤磁化率与重金属污染负荷指数呈显著正相关,磁化率可以指示土壤重金属污染水平。     

磁化率特征揭示出的昆玉高速公路跑马山段土壤重金属污染状况

利用环境磁学的手段对昆玉高速公路跑马山段左右两侧表层土壤进行监测,发现高速公路两侧表土磁化率（Xlf）有向公路增加的趋势,其中距离公路20m以内的地带这种趋势最为明显。频率磁化率（Xfd％）分析表明,磁化率值向高速公路增大趋势与成壤作用形成的超顺磁颗粒（SP）无关,预示着土壤受到了污染,而距离公路20m的地带污染最为明显。     

基于GIS的银川市不同功能区土壤重金属污染评价及分布特征

以银川市8种不同城市功能区表层土壤(0~20 cm)为研究对象,每个功能区各采集10个土样,共80个样.通过数理统计和地统计学方法,分析和评价银川市区不同功能区土壤重金属Zn、Cd、Pb、Mn、Cu和Cr污染现状及其来源,并在GIS支持下绘制土壤重金属含量空间分布图.结果表明,银川市Zn、Cd、Pb、Mn、Cu和Cr的平均值分别为74.87、0.15、29.02、553.55、40.37和80.79 mg·kg-1,均高于宁夏土壤背景值,呈现出重金属累积现象.通过单因子污染指数可知,银川市不同重金属污染程度依次为:CuPbZnCrCdMn.从空间分布可以看出,Zn、Cd、Pb和Cr在东北、西南和市区中部含量较高,Mn和Cu在东北方向和市区中部含量较高.通过内梅罗综合指数可知,银川市道路和工业区呈现中度污染,其它功能区均表现为轻度污染.不同功能区污染程度依次为:道路工业区商业区医疗区住宅区公园开发区科教区.说明伴随经济发展,银川市土壤重金属含量已受到城市中各种人类活动的影响.     

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.     

北固山湿地土壤氮磷及重金属空间分布

通过研究北固山湿地四个典型区域土壤中全氮、全磷及重金属元素空间分布规律,探讨湿地土壤中全氮、全磷及重金属元素的空间分布与周围环境之间的关系。结果显示,湿地虉草区各层的全氮、全磷含量均高于芦苇区;大东沟排放口表层土壤全氮、全磷含量明显高于其他区域,是水体富营养化的重点控制区;湿地土壤中的重金属污染物主要分布在0～15cm,且虉草区的有效Mn、Zn、Fe含量普遍高于芦苇区。研究结果表明,植被对调整湿地氮、磷及重金属的空间分布有一定作用,可以选择适宜的植物对湿地进行生态修复。研究为湿地生态修复和生态清淤提供理论依据。     

水稻土重金属空间分布的随机模拟和不确定评价

以杭嘉湖平原为样区,利用普通克立格法和序贯高斯模拟方法对土壤Cu的空间分布进行估值和模拟,并利用序贯指示模拟进行不确定性评价.结果表明,样区北部区域土壤Cu含量较高.由普通克里格法得到的土壤Cu的空间分布整体比较连续,具有明显的平滑效应,估值结果数据的分布频率趋于平缓.序贯高斯模拟结果整体分布相对离散,突出了原始数据分布的波动性,其模拟结果数据的分布频率相对集中.以35 mg·kg-1作为土壤Cu含量的阈值进行的序贯指示模拟结果显示,在土壤Cu含量较高的北部地区超过阈值的概率超过80%,而南部很多相对含量低的地区该概率值都低于10%.以超阈值概率为0.85和0.75来选取Cu的高污染风险区进行空间不确定评价结果表明,联合概率比单点统计的概率更为严格,在划分较大范围污染区域时,最好同时采用联合概率来进行信度评价.     

北京土壤重金属分布及评价——以五环以内为例

文章选择北京市五环内土壤为研究对象,对不同环、不同功能区等空间位置变化下的土壤进行了采样和分析,研究了北京市城市土壤重金属Pb、Cu、Cr、Cd的空间分布特征,以期为北京市环境保护和治理以及城市环境规划提供理论依据。研究结果表明,北京市五环以内地区土壤中Cu、Cr、Cd含量均超过背景值。在空间分布上,土壤中4种重金属的含量呈现出由内向外递减的趋势,而公园外重金属含量超过公园内,车流量大、堵车严重地区土壤重金属含量也较高。综合污染评价表明,北京市五环以内地区土壤重金属属于轻度污染,Cr、Cu、Pb属于清洁级,Cd已接近中度污染。     

广州市郊区农业土壤重金属污染评价分析

采用单项污染指数、单项平均污染指数、算术均数、加权均数、内梅罗污染指数法、聚类分析评价法和主成分分析法对广州市郊区土壤重金属Cu,Pb,Zn,Cr,Ni,Cd,As,Hg污染进行评价.从单项污染指数频率分布可以看出,8种重金属中Hg的污染频率最大,即轻污染、中污染和重污染的出现频率都较大,分别为25.4%,9.3%和16.1%;其次是Cd和Zn,也出现了较高频率的轻污染、中污染和重污染.聚类分析法将8种重金属共分为4组,第1组包括Pb,Ni,As,Cr和Cu,第2组、第3组和第4组分别是Zn,Cd和Hg,这4组的污染指数逐渐增大,并以Hg的污染指数最大.主成分分析中的前2个主成分就已经能解释信息的67.81%,尤其是第一主成分,它能解释接近50%的信息量.第一主成分主要反映重金属Cu,Pb,Zn,Ni,Cd,As和Hg的富集程度,第二主成分主要反映了重金属Cr和Ni的富集信息量以及Hg的释放信息.      

安徽省宿州市煤矿周边农田土壤重金属含量及污染评价

首先对宿州市朱仙庄矿、芦岭矿、祁南矿和桃园矿以100m、300m和500m为步点进行采样,利用X-Ray荧光光谱仪对Zn、Cr、Cd、Pb、As、Cu等六种重金属元素进行测定。针对多数综合评价研究中存在的信息遗漏和主观问题,采用物元分析法和主成分方法对宿州市煤矿周边农田土壤重金属污染程度进行评价。结果显示:1)在距矿100m处,Cr元素只有在朱仙庄矿属于中度污染,其余三矿均属于严重污染;Cd和As元素都属于轻度污染。距矿区300m处,Cr元素在祁南矿属于严重污染,其余三矿属于中度污染;As元素都属于轻度污染。在距矿500m处,除Cr和As元素外,其余元素大多属于清洁等级。2)对于区域综合关联度,各矿区在100m处均隶属于轻度污染,而在300m和500m处均属于清洁等级。3)在随着距矿距离增大时,土壤污染程度都在下降,即使属于同一等级,隶属度也在减弱。     

我国畜禽粪便重金属含量特征及土壤累积风险分析

由于饲料中微量元素的添加,造成畜禽粪便中重金属元素的环境污染风险增高.本文通过各地畜禽粪便样品采集分析和文献查阅等途径,搭建了我国畜禽粪便重金属元素含量数据库,使用统计学方法系统分析了我国畜禽粪便中重金属含量特征及不同来源畜禽粪便重金属的含量差异;在此基础上,借助农田土壤重金属流动模型进行情景分析,定量了施用畜禽粪便时土壤中主要污染元素的累积速率和对应的最大施用年限.结果表明,我国畜禽粪便中各重金属元素含量分布为偏态分布,镉(Cd)、铅(Pb)、铬(Cr)、砷(As)、汞(Hg)、铜(Cu)、锌(Zn)和镍(Ni)的含量(mg·kg~(-1))范围分别为未检出(ND)～147、ND～1 919、0. 003～2 278、ND～978、ND～103、ND～1 747、ND～11 547和1. 22～1 140,均值(中位值,mg·kg~(-1))分别为2. 31(0. 72)、13. 5(8. 96)、36. 3(12. 0)、14. 0(3. 52)、0. 97(0. 07)、282(115)、656(366)和21. 8(13. 1),均值比中位值高1～13倍.依据我国有机肥行业标准NY 525-2012,畜禽粪便中Cd、Pb、Cr、As和Hg的超标率分别为12. 3%、2. 58%、2. 76%、20. 6%和3. 69%;按照德国腐熟堆肥标准,Cu、Zn和Ni的超标率分别为53. 9%、45. 7%和0. 59%.我国畜禽粪便中Cd、As、Cu和Zn的超标率比较高,达到10%以上.不同区域畜禽粪便重金属含量也有明显差异,山东省畜禽粪便As、Cd平均含量最高,分别是全国平均含量的1. 7倍和10. 1倍,江西省畜禽粪便Cu、Zn含量相对最高,分别是全国含量均值的2. 1倍和2. 4倍;华东沿海地区畜禽粪便重金属含量相对较高.不同来源畜禽粪便重金属含量存在一定差异,猪粪中Cd、As、Hg、Cu、Zn、Ni这6种元素平均含量分别是牛、羊、家禽粪便的1. 0～3. 0、1. 8～6. 8、1. 1～15. 8、4. 9～17. 5、2. 7～12. 0和1. 7～2. 1倍;家禽粪的Pb含量最高,其均值分别是对应猪、牛、羊粪便的2. 8、2. 5和2. 2倍.进一步预测施用不同来源动物粪便后土壤重金属累积风险,发现超过90%的情形下,Cd的累积速率低于0. 02 mg·(kg·a)~(-1); Pb累积速率均低于0. 15 mg·(kg·a)~(-1),施用家禽粪便情景下Cr累积速率最大,最大值达到了0. 28 mg·(kg·a)~(-1).