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.     

金矿区农田土壤重金属空间分布特征及污染评价

为了解岷县某村无主金矿矿区历史活动对周边农田的影响,使用指数法对土壤质量进行评价,使用GIS地统计学模型对土壤重金属空间分布进行分析。结果表明,研究区土壤环境质量整体处于清洁水平,但存在重金属累积现象,并且整体呈现自西向东递减趋势。其中以汞的累积现象最为严重,这可能与当地混乱开采活动关系密切,因此,为控制重金属在该区域的持续积累,相应的管控措施是必不可少的。     

铅锌冶炼厂周边农田土壤重金属污染空间分布特征及风险评估

以焦作某铅锌冶炼厂为例,采用网格布点法在冶炼厂周围64 km2范围内采集表层农田土壤样品135个.在实验室测定了土壤重金属(Cu、Zn、Pb、Cr、Cd、Ni、V、Co)含量,利用Arcgis 10.1进行克里格插值分析研究区域农田土壤中重金属的空间分布特征,并利用富集因子法、潜在生态风险以及健康风险模型对研究区域农田土壤中重金属污染状况及潜在风险进行评价.结果表明,研究区域农田土壤中Cd、Pb、Cr、Zn的平均值均高于河南省A层土壤元素背景值,Cd的平均值为国家土壤环境质量二级标准的2.8倍;研究区域内总体污染分布呈西高东低,中部冶炼厂附近为Pb、Cd重度污染区,在3 km范围内距离工厂越近污染越严重.在研究区域内,Cd为重度污染,部分样点Pb、Cu、Zn污染较严重,Cr、Co为轻度污染,Ni和V几乎不受工厂影响.风险评估结果显示,研究区域内Cd存在严重的潜在生态风险和健康风险,Pb、Cu存在较严重潜在生态风险,Cr存在较严重的致癌风险.     

环鄱阳湖区农田土壤重金属空间分布及污染评价

为了解环鄱阳湖区农田土壤重金属污染状况,采用单因子指数法、内梅罗指数法、地质累积指数法、潜在生态危害指数法对环鄱阳湖区农田表层土壤(0~20 cm)中7种重金属元素进行污染及生态风险评价,并将地统计学方法与GIS技术相结合分析环鄱阳湖区农田土壤重金属的空间分布特征.结果表明:(1)土壤中重金属Hg、As、Pb、Cd、Cu、Cr、Zn的平均含量分别为0.12、13.15、35.44、0.18、38.45、81.91、80.45 mg·kg~(-1),与江西省土壤环境背景值相比较,均有不同程度累积,Cr、Cu、Cd累积富集情况最严重,内梅罗指数法与潜在生态危害指数法评价结果均表明,环鄱阳湖区土壤重金属综合污染情况为轻度污染,鄱阳县、进贤县、乐平市、南昌县、万年县、新建县以及余干县累积污染情况较严重.(2)以国家土壤环境质量二级标准为评价标准,超标率12.24%=CuCdAsHgCr=8.85%ZnPb,表明研究区部分农田土壤样点Cu、Cd、As、Hg、Cr累积程度已威胁到农作物产量和质量,但总体上为清洁状态.土壤中Hg、Cd达到中等生态危害程度,研究区农田土壤中重金属总体表现为轻微危害程度.(3)半方差函数模型拟合结果显示,Hg、Pb、Cr、Zn符合指数模型,As符合球状模型,Cu、Cd符合线性模型.As、Pb、Cd、Cu的含量总体上呈现出东部地区高、西部地区低的趋势,主要在鄱阳县、乐平市、万年县及余干县等地富集.Zn的含量在中北部地区偏低、在东南部地区较高,乐平市、万年县富集相对严重.Hg、Cr是由西南地区向东北地区递减的梯度变化,两种重金属元素均主要在南昌市各县区累积.     

铅锌矿区农田土壤重金属污染现状与评价

调查研究了福建省西部某铅锌矿区附近的农田(2.34 hm~2)土壤中Cd、Pb、Zn、Cu的污染状况,并探讨了4种重金属在矿区农田土壤上空间分布的变异状况。结果表明:调查区土壤Cd、Pb、Zn和Cu含量均超过福建省土壤背景值。土壤重金属单因子污染指数与地累积污染指数评价结果基本一致,Cd的污染程度最严重,Pb和Zn的污染程度次之,Cu的污染程度最轻。调查区土壤重金属的内梅罗综合污染指数平均值为9.13,重度污染的农田数占总数的97.44%,表明调查区农田土壤受重金属综合污染严重。土壤中Cd的潜在生态危害风险较高,Pb、Zn和Cu的潜在生态危害风险很低。不同田块土壤Cd、Pb、Cu、Zn含量的变幅分别达21.5、10.6、5.8和10.8倍,表明矿区农田土壤重金属空间分布的高度复杂性。     

上海浦东新区农田土壤重金属空间结构及分布特征

对上海浦东新区农田土壤中Cu、Zn、Pb、Cd、Cr、Hg、As进行测定分析,利用地统计学方法研究了7种重金属的空间结构与分布特征。结果显示,Pb、As、Hg的积累不显著,而Cu、Zn、Cd、Cr平均含量显著高于背景值。结构分析表明,7种重金属元素在一定范围内均存在空间相关性,其中Cd、Cr、As的变程分别为11.54、11.0、7.0 km,其余重金属的变程范围为0.81~1.73 km。采用克里格和逆距离加权插值法得到了浦东新区表层土壤重金属单指标评价结果分布图,发现土壤质量受Zn、Cu、Cd、Cr的影响较大,而受Pb、Hg、As的影响较小,在分布上存在显著的空间分异特征。     

某钢铁厂土壤重金属砷空间分布特征分析

采用网格布点法,分析某钢铁厂主厂区土壤样品(0～5 m)每层重金属砷的含量变化及迁移过程,综合运用GIS空间分析与统计方法研究土壤中砷的统计特征、空间分布等。结果表明,厂区各层土壤砷浓度均值低于《场地土壤环境风险评价筛选值:DB11/T811—2011》中居住用地20 mg/kg的筛选值,总体上污染程度不高;从深度上,第一层、第二层属中度污染水平,第三层、第四层、第五层属轻度污染水平,自表土向下,土壤中重金属砷的含量逐渐下降;采用Kriging(克里格)空间插值和地统计分析,中部及南部地区污染较重,深度上由大块状转变成零星状,东部及北部地区基本无污染。使用美国RBCA Version2.5模型进行统计分析,对重金属砷进行致癌风险计算,其风险水平均超过10~(-6),危害商超过1,因此,需要对土壤进行修复治理。不同暴露途径的致癌风险中以经口摄入为主。     

基于改进LUR模型的区域土壤重金属空间分布预测

以江苏省常州市金坛区为例,借鉴传统LUR模型思路,考虑土壤重金属的源汇关系,加入土壤属性因子,构建LUR-S模型模拟预测了研究区土壤重金属含量空间分布,并与传统LUR模型及普通克里格插值模型结果进行对比,结果表明:(1)研究区土壤重金属含量受到以土地利用为主的源因子及反映重金属在土壤中赋存环境的汇因子的共同影响.就源影响因子而言,土壤Cu、Zn含量分别与2 000 m缓冲区内交通用地面积、2 000 m缓冲区内城市建设用地面积极显著相关(P0.01);就汇影响因子而言,土壤Cr、Cu、Zn含量与OM、Corg、TC、TN极显著相关(P0.01).(2)研究区土壤重金属Pb、Cr、Cu、Zn空间分布预测的LUR-S模型方程R2较传统LUR模型分别提高了0.041、0.406、0.102、0.501,精度检验R2较普通克里格插值模型分别提高了0.147 7、0.011 6、0.231 0、0.081,RMSE较普通克里格插值分别减少了2.413、0.631、1.112、2.138,表明考虑了源汇关系的LUR-S模型预测精度高于传统LUR模型和普通克里格插值模型;(3)LUR-S模型对污染较低、变异较小重金属空间分布预测的适用性较好,而对污染较高、变异较大重金属则较差.     

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。     

河北曹妃甸某农场农田土壤重金属空间分布特征及来源分析

对唐山市曹妃甸某农场农用地土壤开展详细调查,采集了研究区内325个表层土壤样品,分析了土壤中8种重金属元素的含量,评估了重金属的结构和空间分布特征,并揭示了重金属的主要来源,为该区域土壤重金属污染防控、治理提供重要信息.该研究区土壤中各元素普遍低于河北省土壤背景值,而Cd元素含量较高,超过土壤背景值和风险筛选值.通过8种重金属元素的地质学统计、元素间相关性分析、PMF模型分析和污染源调查,结果表明Cr、Ni、Cu、Zn和As元素在研究区内呈正态分布,受人类影响较小,主要来自成土母质.Cd元素呈偏态分布,土壤含量表现为北低南高的空间特征,主要由农业活动采用污水灌溉所导致.Pb元素存在部分区域含量较高现象,主要来自于大气沉降,而Hg元素则主要与农业产品投入使用相关.     

中国农田土壤重金属污染分析与评价

为掌握中国农田土壤八大重金属元素（As、Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb和Zn）的污染现状,探究其时空变化和在不同耕地类型之间的差异,通过中国知网和Web of Science收集并整理了2005~2021年449篇相关文献数据,采用基于“样点数”、“研究区面积”和“标准差”的加权方式进行Meta分析.结果显示,中国农田土壤八大重金属的含量平均值为：ω（As）11.00 mg·kg^-1、ω（Cd）0.350 2 mg·kg^-1、ω（Cr）62.91 mg·kg^-1、ω（Cu）28.87 mg·kg^-1、ω（Hg）0.135 1 mg·kg^-1、ω（Ni）28.91 mg·kg^-1、ω（Pb）34.67 mg·kg^-1和ω（Zn）90.24 mg·kg^-1.与土壤背景值相比,中国农田土壤中各重金属元素（除As外）均存在一定累积,其中Cd和Hg的累积量最大,分别超过对应土壤背景值177.9%和340.3%.污染评价结果表明,我国农田土壤重金属污染以Cd和Hg为主,人类活动是造成其在土壤中累积的主要影响因子;从时空变化上看,云贵高原和东部沿海是污染案例最集中的区域,污染重心随时间变化由长江中游向西南地区偏移;不同耕地类型之间土壤重金属含量存在差异,蔬菜地和水田中重金属的累积量明显大于其他耕地类型.     

葫芦岛市土壤、蔬菜重金属污染空间变化规律

采用Ｋrige插值法分析葫芦岛市土壤重金属的空间变化规律,测定葫芦岛市土壤、蔬菜、粮食中Hg、Pb、Cd、Zn、Cu的含量,应用指数方程和幂指数方程描述重金属与污染源的关系,分析土壤重金属的来源,并通过对当地种植和市售蔬菜、粮食重金属的比较,研究冶炼-氯碱工业对土壤与农作物生态系统的影响.结果发现葫芦岛市土壤受到重金属污染严重,Hg、Pb、Cd、Zn、Cu的平均含量分别是1.422、 443.1、 60.94、 4 084、 247.8 mg·kg^-1,最大值分别达到6.092、 3 195、 341.7、 35 157、 1 557 mg·kg^-1,Cd、Zn污染属于重污染,Hg、Pb、Cu属于中度污染.土壤中Hg、Pb、Cd、Zn、Cu的污染主要呈现以葫芦岛锌厂为中心,向外围辐散降低的规律,其中Hg还受到氯碱工业的影响.葫芦岛市土壤重金属主要来源于大气沉降,指数方程和幂指数方程均能很好地描述Pb、Cd、Zn、Cu在土壤中随距离的变化趋势.地产农作物的重金属含量远高于市售农作物,则进一步说明了重金属对葫芦岛市土壤生态系统带来了严重影响.     

中国农田土壤重金属空间分布特征及污染评价

土壤是农业生产过程中不可或缺的自然资源,掌握农田土壤重金属的空间分布特征及污染水平,对于农田生态系统安全及人类健康具有重要意义.基于2002年来中国各行政区农田土壤重金属实测数据,探讨了农田土壤Cr、Cd、Pb、Zn、Cu、As和Hg等7种重金属的空间分布特征,并采用地累积指数法对污染状况展开评价.结果表明中国农田土壤重金属的空间分布特征差异较为明显,南方农田土壤重金属含量明显高于北方;平均值统计结果表明,湖南、云南、贵州、四川、福建、广西以及上海的农田土壤重金属含量较高;污染评价结果显示7种重金属的污染程度大小依次为Cd>Hg>Pb>Cu>Zn>As>Cr,其中福建、广东、海南、浙江、湖南、陕西、甘肃、河南、重庆、山西、天津、内蒙古和安徽的富集程度较高.     

武汉市土壤重金属空间分布研究

选取武汉市为研究对象,均匀采集土壤样品,分析了6种土壤重金属含量。结果显示,As,Cr,Cu,Ni,Pb,Zn的平均含量超过武汉市土壤重金属背景值。根据克里金空间插值分析,As和Zn主要由人为因素污染造成。     

滇西地区土壤重金属来源解析及空间分布

以滇西重金属地质高背景区为研究区,系统采集了4193件表层土壤样品,分析测试了As、Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb和Zn 8种重金属元素的含量,综合运用相关分析、主成分分析和单因素方差分析等经典统计方法探讨了土壤重金属来源和土壤重金属含量与成土母质、土地利用方式之间的关系,并利用地统计方法对重金属的空间分布特征进行...     

江苏海岸带土壤重金属来源解析及空间分布

以江苏省响水如东段海岸带为研究区,系统采集了239个表层土壤样品,分析测试了Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb和Zn等7种重金属元素,综合运用多元统计和地统计方法,探讨了研究区土壤重金属的主要来源,绘制了重金属的空间分布图.结果表明:(1)江苏响水如东段海岸带土壤Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb和Zn的平均含量分别为0.14、64.23、24.15、0.026、29.16、22.24和77.94 mg·kg~(-1),Cd、Cu、Hg、Pb和Zn存在较为明显的富集,Cr和Ni的平均值低于江苏滨海土壤背景值.(2)Cd、Cr、Cu、Ni、Pb和Zn在海积物母质发育土壤中的含量显著低于河流冲积物、潟湖相沉积物和三角洲沉积物母质;Cd、Cu、Hg、Pb和Zn在城镇建设用地的平均含量显著高于其他地类.(3)Cr和Ni为自然来源元素,受到成土母质的控制;Cd、Cu、Pb和Zn受到成土母质和人类活动的共同影响,人为源主要包括工业、交通排放和农业活动;Hg为人为来源,受到人为排放的大气沉降的影响.(4)Cd、Cu、Pb和Zn的高值区分布在研究区的北部、南部和西部,Hg的高值区分布在研究区的西部和南部的城镇密集区.     

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.     

矿区周边农田土壤重金属分布特征及污染评价

为探索潼关矿区周边农田土壤重金属的空间分布及其生态风险,于2020年9月采集了潼关矿区周边的地表土壤样本,分析了样本中Pb、Cu、Cd、Hg、Cr、Ni、Zn和As这8种重金属元素的含量和分布特征,利用内梅罗综合污染指数和潜在生态风险指数评价了土壤污染程度.结果表明,该地区8种重金属元素的含量均超标,超标率分别为97....     

垃圾焚烧厂周边土壤重金属浓度水平及空间分布

城市生活垃圾焚烧是重金属的重要人为排放源.为研究垃圾焚烧厂周围土壤重金属的浓度水平与空间分布,利用多元统计方法分析了深圳市清水河垃圾焚烧厂周围80个典型土壤样品中Hg、As、Cd、Cr、Cu、Ni、Pb、Se、Zn共9种重金属浓度.参照自然背景,该垃圾焚烧厂周围土壤上述重金属浓度分别为0.012～0.136、0.23～...     

平顶山市火葬场周边农田土壤重金属空间分布、富集与来源分析

火葬场在火化遗体时会向周边环境排放多种重金属,引起周边土壤重金属积累和污染.以河南省平顶山市火葬场为中心,布设西北(NW)、西南(SW)、东南(SE)和东北(NE)4条3 km长的采样断面.采集表层土壤 (0~20 cm)样品157份,测定其Hg、Cd、As、Pb、Cu、Zn、Cr和Ni含量,结合富集系数(EF)和正定矩阵因子分析(PMF)探讨火葬场周边农田土壤重金属富集特征及来源.结果表明:①除土壤As的平均含量低于河南省土壤背景值外,其余重金属均高于河南省和平顶山市土壤背景值,但总体上没有达到污染水平.在主导风向下风向的NW断面上,多数重金属平均含量高于其他断面.②土壤中8种重金属的平均EF均处于中等及以上富集水平,其中Cd处于强富集水平,Hg处于中富集至强富集水平,且具有NW>SW>NE>SE的趋势,表明土壤重金属存在不同程度的人为来源.③扣除非火葬场因素对土壤重金属空间分布的影响,Hg、Cd含量沿断面多呈单峰分布,Pb、Cu、Zn和As多呈双峰分布,Ni和Cr多呈递减分布,表明8种重金属不同程度地与火葬场烟尘排放有关.④火葬场周边农田土壤中的Hg是火葬源重金属,Cd、Zn、Cu和Pb是农业-火葬-交通混合源重金属,As、Ni和Cr是自然-火葬混合源重金属.