广西典型碳酸盐岩区农田土壤-作物系统重金属生物有效性及迁移富集特征

为揭示碳酸盐岩地质高背景区土壤重金属生态风险,选择广西典型的成土母岩为碳酸盐岩的土壤重金属高背景区,采集水稻籽实及对应根系土样品68套,在分析测试土壤、农作物籽实样品中砷(As)、镉(Cd)、铬(Cr)、铜(Cu)、汞(Hg)、镍(Ni)、铅(Pb)和锌(Zn)这8种重金属含量及土壤中重金属赋存形态的基础上,采用统计学、地累积指数、生物富集系数及相关性分析等方法开展土壤重金属生态风险研究.结果表明,研究区土壤中8种重金属平均含量明显高于全国和广西表层土壤的平均水平,其中Cd、As和Cr超过农用地土壤污染筛选值的比例分别达95. 6%、86. 8%和69. 1%,超过土壤污染管控值的比例分别为27. 9%、17. 6%和5. 9%.区内土壤中As、Cr、Cu、Ni、Pb和Zn主要以残渣态为主(残渣态占比> 80%),显示出较低的生物活性; Cd的生物活性相对较高,生物有效态组分占20. 99%,但仍明显低于全国其它非碳酸盐岩地区的土壤; Hg的潜在生物有效态组分占44. 04%,然而土壤中Hg全量较低,因此其潜在生物有效态的绝对含量较低.与土壤相比,研究区水稻籽实中重金属超标率明显...     

钒钛磁铁矿区农用地污染特征及风险评价

文章以鄂东南某钒钛磁铁矿区周边农用地为研究对象,对土壤和水稻糙米重金属含量进行分析和评价。结果表明：研究区内农用地综合质量影响指数平均值为1.5,15.9%点位的土壤受到轻微污染,污染物为V、Cu、Ni、Cd,其中V和Cd分别呈现重度、中度累积;通过主成分分析溯源研究区内重金属污染成因,土壤Cu、Ni、V、Cr、Zn主要来源于钒钛磁铁矿历史开采活动,Pb、Cd来源于化肥农药和畜禽粪便等的施用,As主要受成土母质的影响,Hg来源于周边生活污染源;水稻糙米中重金属含量高低为Cu>Ni>Cr>As>无机As>Cd>Pb>V,其中Cu、Cd、Cr含量超过标准限值,水稻对于V的吸收能力要低于其他重金属;根据剂量-反应关系采用健康评价模型分析,糙米中As、Cu、Cr、Cd的重金属复合危害对该地区人体健康的影响较大,男性的健康风险总体略高于女性,儿童的健康风险高于成人。     

金属冶选尾矿库周边土壤重金属污染诊断

通过对某尾矿库周边15个取样点的土壤进行取样调查,根据国家土壤环境质量标准(GB 15618—1995),采用单项污染指数法、综合污染指数法对该区的土壤重金属(Cu、Zn、Cd、Pb)含量进行评价。结果表明:所有采样点的土壤重金属含量均未超过GB 15618—1995二级标准值,各金属污染程度为Zn>Cu>Cd>Pb;采样点土壤中Cu含量均未超过GB 15618—1995一级标准值,Pb在采样点GW-3、GW-5、GW-6、GW-7的含量超过了GB 15618—1995一级标准值,Zn在采样点GW-2、GW-8的含量也超过了GB 15618—1995一级标准值,Cd在采样点GW-5、GW-7的含量超过GB15618—1995一级标准值;尾矿库四周污染程度依次为:东侧>南侧>北侧>西侧。     

典型硫铁矿区农田土壤-作物系统重金属生态风险及迁移富集特征

为揭示硫铁矿区地质高背景和人为活动影响叠加区下土壤-作物系统重金属生态风险,分析测试了某硫铁矿区农田土壤-作物系统中重金属含量及其赋存形态,利用生物富集系数(BFC)、潜在生态风险指数(RI)、风险评估指数(RAC)和相关分析等方法开展了重金属生态风险评估及迁移富集影响因素研究.结果表明,土壤中Cd、 Cu、 Pb和Zn含量均值均显著高于浙江省和全国表层土壤背景值.土壤中Cd单指标潜在生态风险危害最大,其次是Hg;重金属综合潜在生态风险(RI)以轻微等级为主,占比为52%.土壤中Cd的生物有效组分和潜在生物有效组占比分别为46%和33%,生物有效性相对较高;Cu和Pb以潜在生物有效组分为主,占比分别为60%和73%; As、 Cr、 Hg、 Ni和Zn均以残渣态为主(残渣态占比>60%).RAC评价显示,元素风险等级大小依次为：Cd>Zn>Cu>Pb>Ni>As>Cr>Hg,土壤Cd潜在生态风险最大,以高和极高风险等级为主,其他各元素RAC均为无风险或低风险.与土壤中Cd含量相比,研究区作物中Cd含量超标率明显较低,仅8件水稻籽实样品Cd...     

某铁矿尾矿库及周边土壤重金属污染评价

在对某铁矿尾矿库及周边土壤(含水系沉积物、农田表层土壤)重金属含量和理化性质分析测试的基础上,着重分析土壤中重金属元素分布特征,同时运用地累积指数方法对研究区域重金属污染程度进行评价。重金属污染评价结果显示:尾矿库内重金属污染程度排序为CdAsCuZnPbNiCr,元素Cd、As、Cu、Zn均达到严重污染级别;水系沉积物重金属污染程度排序为CdCuAsZnPbNiCr,元素Cd、Cu、As达到严重污染级别;农田表层土壤污染程度CdCuAsZnPbNCr,元素Cd达到严重污染,Cu、As总体虽为中度污染,但个别样点达到重度污染。尾矿库对周边土壤的影响不容忽视,需加强重金属污染的预防和治理。     

矿业废弃地复垦土壤-作物硒吸收特征及其对重金属拮抗效应

针对矿业废弃地复垦土壤硒与重金属"双高"现象,为充分开发其富硒土地资源,确保作物安全,本文基于"点对点"采集的土壤和玉米样品,利用反距离权重(inverse distance weighted,IDW)、多元线性回归(multiple linear regression,MLR)、偏最小二乘回归(partial least squares regression,PLSR)和随机森林回归(random forest regression,RFR)等方法,开展了西南某硫磺矿复垦区玉米硒元素吸收预测的同时,分析硒(Se)对重金属(Hg、As、Cd和Cr)的拮抗效应.结果表明研究区土壤中硒资源丰富,土壤Se平均含量达到0.83mg·kg^-1,是中国土壤Se平均含量的2.87倍,玉米籽粒硒含量处于0.02～0.16mg·kg^-1之间.由相关性分析和模型预测可知,研究区玉米籽粒硒含量主要影响因素为土壤硒、pH值、有机质和重金属As等,多元线性回归(MLR)对其预测最为有效,决定系数R²为0.52.通过比较研究区土壤硒不同含量梯度下玉...     

土壤-蔬菜中重金属生物可利用性及迁移系数

农田土壤重金属污染不利于农产品质量以及人群健康,土壤重金属的生物可利用性揭示了重金属在土壤-农作物间的迁移信息,该文以广东省顺德市农田土壤为研究对象,通过分析土壤-蔬菜系统的重金属含量与化学形态,并利用相关性分析和聚类分析对土壤-蔬菜系统的重金属生物可利用性及迁移系数进行研究。结果表明:研究区As、Cu、Hg、Mn、Ni、Pb的平均含量均大于广东省背景值的2倍,尤其是Hg,86.2%超过国家农田土壤环境质量二级标准,而蔬菜重金属含量大多数低于卫生部颁布的最新食品卫生标准。土壤重金属可利用态含量表现为:Mn>Cu>Pb>Hg>Ni>As,表明Mn、Cu、Pb和Hg具有更强的活性,同时,土壤属性(pH值和OM值)对重金属的生物可利用性和环境毒性具有影响意义。相比于土壤重金属全量,土壤中重金属的生物可利用态与蔬菜中重金属含量之间具有更显著的相关性,表明土壤重金属可利用态较全量更适合表征重金属对环境的毒性效应。基于重金属可利用态的土壤-蔬菜迁移系数(TF_(avail))表现为:Hg>As>Ni≥Mn≥Cu≥Pb,表明可利用态Hg、As和Ni更容易被蔬菜吸收,并且随着土壤重金属可利用态含量的升高,重金属的迁移富集程度呈幂函数式降低,这可能是缘于植物生理学自我保护机制,使蔬菜对重金属的吸收富集量保持在可控制范围内。     

江浙地质高背景区土壤-水稻系统重金属迁移富集特征研究

为了解地质高背景区农田土壤的重金属富集及迁移特点,该文对2种不同地质高背景（江苏玄武岩区和浙江黑色页岩区）农田土壤及水稻籽实中元素（Cd、Cr、Cu、Ni、Pb、Zn、As）分布特征进行分析;研究2个地区土壤-水稻系统中重金属迁移富集差异及主要影响因素,并结合土壤基本理化性质和有效态重金属建立对水稻籽实中主要重金属含量的预测模型。研究结果表明,Cd是江浙地质高背景区农田土壤中暴露风险最高的重金属元素,其中重金属元素Zn、Cu、Cd的生物富集因子最高,Ni和As相对较高,Cr和Pb最低,江苏玄武岩区农田土壤中Ni的迁移能力较强而浙江黑色页岩区Cd的迁移能力较强。土壤pH、CaO和Fe2O3等理化性质是影响农田土壤中重金属迁移能力的关键因素。回归预测模型表明,水稻籽实中重金属累积受到pH、CEC、黏土矿物和碳酸盐矿物的显著影响,而EDTA提取的有效态重金属更容易在水稻籽实中迁移富集。     

河南某污灌区土壤-作物-人发系统重金属迁移与积累

开展污灌区土壤-作物-人发系统(SCHS)重金属迁移与积累研究,对于维护农田生态系统和人体健康具有重要意义.以河南某污灌区为例,采集土壤和小麦籽粒样品各27份、人发样品355份,用原子吸收法测定Cu、Zn、Pb、Cd含量,用二乙基二硫代氨基甲酸银分光光度法测定As含量,开展重金属在SCHS中的迁移与积累探讨.结果表明,污灌区土壤和小麦籽粒发生了不同程度的重金属污染.土壤Cu、Zn、Pb、Cd和As平均含量分别为40.63、203.47、22.10、1.84、26.87 mg·kg-1,小麦籽粒中上述重金属平均含量分别为10.10、25.83、0.87、0.56、0.35 mg·kg-1,都高于对照区.污灌区人发中上述重金属平均含量分别为14.11、143.13、13.24、0.19、1.97 mg·kg-1,高于对照区,人发多数重金属含量随年龄增长呈增加趋势,男性高于女性.污灌区人发对小麦籽粒重金属的富集系数(BAF人发/小麦)远大于小麦籽粒对土壤重金属的富集系数(BAF小麦/土壤),人发对大多数重金属的放大作用显著.在SCHS中,大多数重金属沿土壤→小麦籽粒→人发的迁移与积累曲线呈不规则"V"形,长期污灌样点的土壤和小麦籽粒重金属污染程度、人发重金属含量都高于"清污"混灌的样点.     

浙江省某尾矿库周边农田土壤重金属污染特征及来源解析

尾矿库周边生态环境安全受到高度关注,土壤重金属污染是农田治理和保护的风险源之一。以地处浙东丘陵山地的浙江省某铜矿尾矿库周边农田为研究对象,测定了农田土壤中8种重金属元素Cd、Hg、As、Pb、Zn、Cu、Cr、Ni的浓度,运用地累积指数法、污染指数法、潜在生态风险指数法和生态风险预警指数法对农田土壤重金属污染程度以及生态风险进行评价,结合正定矩阵受体模型（PMF）,定量解析农田土壤重金属的来源。结果表明：1）研究区农田土壤中Cd、Hg、Cu、Zn浓度分别是土壤元素背景值的5.36、2.06、8.19、5.36倍,具有高度变异性;污染指数评价结果表明,Cu、Zn、Cd重度污染占比均达到10.5%,中度污染占比为5.26%,靠近尾矿库（<300 m）的15.8%的点位处于重度污染等级;地累积指数评价结果表明,Cd、Cu、Zn和Hg可能具有累积风险。2）潜在生态风险评价结果表明,Cd为很强生态风险,Hg为较强生态风险,Cu为中等生态风险,其余重金属均为轻微风险;综合潜在生态风险指数（RI）为308.91,综合潜在风险为较强风险。生态风险预警评估结果表明,Cu为重警,Cd和Zn为中警,Hg为轻警,As为预警,Pb、Cr和Ni为无警;综合生态风险预警指数（IER）为16.06,综合生态风险预警为重警。RI和IER空间分布基本一致,主要受Cd、Cu、Zn和Hg的影响。3）PMF解析出3个源,Cd、Zn、Cu主要受铜矿尾矿库尾砂和坝下渗水的混合源影响,贡献率分别为94.4%、94.3%和67.1%;Hg可能是以肥料、农药施用等农业活动源为主,贡献率为61.5%;Cr、Ni、Pb和As主要受成土母质和交通运输活动混合源的影响,贡献率分别为89.7%、82.7%、75.0%和68.3%。

     

贵州省典型污染区土壤重金属的污染特征分析

为了解贵州省不同来源典型污染区土壤重金属的污染特征,为重金属污染防治提供科学依据,对贵阳市、六盘水市、毕节市、都匀市等11个研究区耕地土壤进行调查,采用电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)对189个土壤样品的Cr、Cu、Zn、As、Cd和Pb等6种重金属进行测定,并运用聚类分析和主成分分析等方法对结果进行分析。结果表明:开阳县金中镇土壤污染最轻,综合污染因子为0.897,属于磷质石灰岩地球化学背景下Cd较高的土壤类型;处于轻度污染水平的研究区是贵阳市青岩镇二关村、白云区曹官村、花溪区久安乡和清镇市后午;受污灌影响,贵阳市乌当区土壤已处于中度污染水平,特征污染因子是Cd;水城县倮摩村、赫章县野马川、大湾镇安乐村、幸福村和都匀市坝固村分别受到铅锌矿和煤矿开采的影响,属重度污染区,坝固村由于存在独立镉矿床,镉单项污染因子为77.88,综合污染指数达到56.22。主成分分析结果显示,研究区内重金属Cd和Cu是背景值较高的典型元素,Zn、Pb是铅锌矿区污染较重的元素,而Cr和As是外源叠加较严重的重金属元素。研究区内表层土壤以酸性为主,土壤重金属与pH值没有明显相关性,主要受到污染源强度的影响,以污染源为中心,呈现辐射状递减的分布特征。     

电子废物酸浴处置区附近农田土壤重金属污染特征

分析了我国南方某典型电子废物酸浴提取贵重金属场地周围农田土壤剖面pH,重金属含量以及重金属的形态分布特征.结果表明:酸浴提取贵重金属场地周围土壤酸化现象明显,随着距酸浴源距离的增大以及土层深度的增加,酸化程度均减弱;底层土壤酸污染范围较小,仅限于距离污染场地很近的范围内.调查区土壤Cu和Ni 2种重金属的污染较为严重,Cd和Pb污染相对较轻.与酸污染相似,土壤中Cu和Ni的污染随着距酸浴源距离的增大以及土层深度的增加而减弱,表层最高分别超过对照点6倍和4倍.酸浴污染土壤中重金属活性态比例普遍较高,活性态比例随距酸浴场地距离和土层深度的变化趋势与土壤酸污染相似.      

典型区土壤重金属空间插值方法与污染评价

选择最优的空间插值方法对土壤重金属空间分布特征的反映和污染评价具有重要的意义.以湖北省恩施市典型区表层土壤重金属As和Cd为例,选取常用的反距离权重法(IDW)、径向基函数法(RBF)、局部多项式法(LPI)和普通克里格法(OK)进行空间插值,对比分析了不同插值方法的插值精度及结果差异.同时采用地累积指数和指示克里格法(IK)评价了土壤重金属污染状况.结果表明,不同插值方法对于同一种元素的预测误差相差较小,但对土壤重金属含量的空间分布特征存在明显差异,其中LPI法表现出明显的平滑效应,OK法次之,而IDW法和RBF法极大地保留了元素含量的极值信息,插值结果较详尽.为准确了解局部高背景区土壤重金属的空间分布状况,应优选IDW法或RBF法进行插值.以湖北省深层土壤重金属含量算术均值作为背景值,地累积指数污染评价结果显示:As和Cd的超标样点分别占5.5%和99.0%,研究区Cd污染程度较高.IK法污染评价显示:Cd中度-强污染以上的高概率污染区域主要位于研究区的中部,应重视土壤Cd污染分布,并对其有效治理与修复.     

喀斯特地区典型风化剖面重金属超标程度及元素迁移特征研究

我国西南喀斯特地区是著名的重金属元素地球化学异常区。除了人类活动所导致的土壤污染问题以外,地质背景很可能是造成土壤重金属超标的重要因素。为了弄清岩石风化和成土过程中重金属的释放规律及其环境效应,本次研究以贵州省罗甸县典型的碳酸盐岩和碎屑岩风化剖面为载体,采用实地调查、地球化学测试分析等手段,结合质量平衡系数的计算方法对研究剖面的重金属元素超标程度及元素迁移规律展开调查。研究结果表明:碳酸盐岩比泥质岩具有更高的重金属元素释放潜能,其风化和成土过程向环境中释放重金属的量与风化壳的发育程度有关。研究区石灰土剖面重金属元素超标程度严重,且以Cd和As的超标程度最大。地带性黄壤中Cr、Ni元素的富集很可能与剖面发育过程中铁氧化物的沉淀富集有关。综合分析认为岩性不同所导致的风化速率的差异很可能是造成碳酸盐岩和泥质岩剖面重金属淋失程度差异的主要原因。而且,重金属元素在风化剖面中的迁移规律受元素自身地球化学性质、母岩类型和风化壳发育程度等多重因素控制。     

典型行业再利用土壤重金属含量分布、来源解析及生态风险评价

为深入探究典型行业再利用土壤重金属污染特征及生态风险状况,基于上海市嘉定区49个地块315个不同深度剖面土壤样品数据,采用地累积指数和潜在生态风险指数评估Cd、Pb、Cu、Zn、Ni、Hg和As这7种重金属含量特征和潜在生态风险程度,并利用源解析受体模型（APCS-MLR）和正定矩阵因子分解模型（PMF）解析其污染来源.结果表明：①研究区土壤中除As外,其余重金属均不同程度超过上海市土壤背景值,表层土壤中Cd、Pb、Cu、Zn、Ni和Hg含量分别是背景值的3.54、2.34、2.91、1.20、3.75和4.40倍;7种重金属含量随着土壤垂直剖面深度的增加逐渐降低,重金属在表层土壤中存在一定程度的富集,人类活动影响了重金属在土壤中的分布规律.②研究区内APCS-MLR和PMF两种受体模型均识别出土壤重金属4种主要来源,源1（Cu、Zn和Pb）为金属制品和汽车制造混合源,源2（Ni和Cd）为电镀企业来源,源3（Hg）主要为化工企业来源,源4（As）为自然源,两种受体模型结合运用,进一步提高源解析的精准度和可信度.③地累积指数由大到小表现为：Hg（1.54）>Ni（1.32）>Cd（1.21）>Cu（0.96）>Pb（0.64）>Zn（-0.33）>As（-1.02）;潜在生态风险指数结果显示,研究区综合潜在生态风险指数RI值在32.50~4 910.97,均值为321.40,整体呈现较强潜在生态风险,再开发利用工业场地土壤中重金属Hg、Ni和Cd的污染值得进一步关注.     

黄河下游典型区域土壤重金属来源解析及空间分布

选取黄河下游典型区域——山东省高青县为研究区,系统采集了234个表层土壤样品(0~20 cm),测定了As、Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb和Zn等8种重金属的含量,综合运用相关分析、主成分分析和方差分析辨识了土壤重金属的来源以及与土地利用、成土母质之间的关系,并采用地统计方法分析了重金属的空间结构和分布特征.结果表明:(1)研究区8种重金属元素的平均值均超过黄河下游背景值,尤其是As、Cu、Hg的平均含量分别为各自背景值的1.23、1.20和1.29倍,存在不同程度的富集现象.(2)8种元素可辨识为两个主成分,PC1(As、Cd、Cr、Cu、Ni、Pb、Zn)主要受工农业活动和交通排放等人类活动与成土母质综合影响;PC2(Hg)主要受纺织、石油化工和塑料制造等工业活动控制.(3)不同土地利用类型和成土母质中的重金属含量差异明显.8种元素在城镇建设用地的平均含量显著高于其他地类;除了Hg以外,其余7种元素在湖积物母质发育土壤中的含量最高.(4)土壤重金属空间分布各异.As、Cd、Cr、Cu、Ni、Pb、Zn含量的高值区主要集中于中部城区和东南部,而Hg的高值区集中于西南部和东北部,说明工农业活动和交通排放加剧了当地土壤的重金属污染.     

贵州省典型铅锌矿区土壤重金属污染特征及来源解析

以贵州省丹寨县兴仁镇某典型铅锌矿区为研究对象,测试了土壤中Pb、Zn、Mn、Cu、Cd、Hg、As的含量,分析其空间分布特征,应用内梅罗综合污染指数法(P_N)和地累积指数法(I_geo)开展生态风险评价,并用主成分分析法(PCA)和正定矩阵因子分解法(PMF)对土壤重金属来源进行解析。结果表明,研究区土壤中Pb、Zn、Mn、Cu、Cd、Hg和As的平均含量分别是贵州省土壤重金属元素背景值的0.69、1.51、0.89、0.99、0.21、15.36、0.36倍,其中,Cu平均含量与背景值接近,Zn、Hg平均含量均超过背景值,存在不同程度的富集。Pb、Zn、Mn和Cd在尾矿堆积区含量较高,Cu、Hg和As含量较高的区域分别为尾矿堆积区下游村寨、尾矿堆积区农田和尾矿河流区下游河流分支口。Pb、Zn、Cd、Hg和As为强变异(CV>0.30),空间异质性强,可能受人为来源控制。内梅罗综合污染指数法和地累积指数法评价发现,研究区土壤Hg处于较高生态风险等级,是生态风险的主要贡献因子。相关性分析表明,铅锌矿区土壤存在一定程度的Pb、Zn、Cd复合污...     

河南洛阳市不同功能区土壤重金属污染特征及评价

以河南洛阳市居民区、科教区、城市绿地、商业区、城市主干道、工业区和城乡结合处这7个功能区为研究对象,共采集63个样品.分析不同功能区土壤重金属含量,采用单因子污染指数和内梅罗综合污染指数评价重金属污染的程度,Hakanson潜在生态风险指数法评价土壤重金属潜在生态风险,主成分分析重金属污染的成因和来源.结果表明,6种重金属平均含量均超过河南省土壤重金属背景值.不同功能区重金属的单因子污染指数平均污染趋势为CdZnPbCuNiCr.内梅罗综合污染指数显示工业区重金属总含量最高,污染最为严重.单个重金属潜在生态危害指数Eir表明,Cd的潜在生态危害指数最高.不同功能区土壤多金属潜在危害危险指数RI依次为工业区(548.87)主干道(466.06)商业区(392.81)居民区(226.27)科教区(189.76)绿地(153.72)城郊(117.45),工业区、主干道和商业区达强生态危害水平,居民区、科教区和绿地达中等生态危害水平,而城乡属轻微生态危害.Cu、Zn、Pb和Cd为人为因子,主要来源于工业废物和交通排放;Cr和Ni为自然源因子,受成土母质的控制.