贵州省毕节市威奢乡农田土壤环境质量特征研究

本文采用元素地球化学的研究理论与方法对贵州省毕节市威奢乡耕作土壤环境特征进行研究并采用单因子指数法和综合污染指数法对其环境质量进行科学评价,得出如下主要研究结果:威奢乡现代耕作土壤总体呈弱酸性,pH值介于5.10~7.38之间,平均值为6.12;有机质含量丰富,介于3.29%~12.06%之间,平均值为5.85%;土壤全氮含量介于1735~6325mg/kg之间,平均值为3722 mg/kg;全磷含量介于667.2~1579.69 mg/kg之间,平均值为1161.4 mg/kg;全钾含量介于5016.06~15063.03 mg/kg之间,平均值为9186.2 mg/kg,对比全国第二次土壤普查养分分级标准,研究区土壤全氮、全磷含量为一级,无需补充,但全钾含量为五级,应适量施加含钾元素肥料,以提高土壤肥力;研究区Ca、Mg元素含量均低于贵州省表层土壤平均值,应注意适量补充Ca、Mg元素;有害重金属元素Cr、Cd、As、Pb含量具有CrPbAsCd的区域特征,且Cr、Cd含量均高于贵州省表层土壤平均值。单因子污染指数法评价结果显示研究区农耕土壤Cd已经明显污染,成为该地区最主要的污染物。内梅罗综合污染指数法评价结果显示,研究区大部分土壤已达到严重污染程度(P综3)。其中,重金属Cd、Zn主要来源于外源污染,且大部分富集在土壤表层,给农业生产带来极大风险。     

鄱阳湖及周边经济区土壤镉的含量与分布

采用双层网格布点法,在研究区分别采集表层和深层土壤样品9829和2467个,测定了样品的镉含量和pH值。表层土壤镉含量呈对数正态分布,含镉范围0.024~4.619mg/kg,宜用几何平均值0.157mg/kg表征其平均含量。深层土壤镉含量显著低于表层,含量范围0.010~1.982mg/kg,算术平均值和几何平均值分别为0.098mg/kg和0.080mg/kg。研究区7地市表层土壤镉含量几何平均值较30年前上升34.6%~165%。据《土壤环境质量标准GB15618-1995》,以镉为评价指标时,研究区以Ⅰ类土壤为主,分布面积占总面积的78.36%,次为Ⅱ类土壤、分布面积占总面积的15.92%,Ⅲ类和劣Ⅲ类土壤仅占总面积的5.72%,显示土壤环境质量良好,但仍须采取有效措施遏制镉污染的迅猛发展。     

洞庭湖平原区耕地环境质量初步评价

对洞庭湖平原区城郊耕地土壤中重金属Hg、Pb、Cr、Cd、Cu以及类金属As进行分析和测定,并对土壤重金属污染进行了环境质量评价。结果表明:城郊耕地土壤中重金属含量分别为Hg0.26mg/kg、Pb106.24mg/kg、Cr88.89mg/kg、Cd0.23mg/kg、Cu50.55mg/kg、As11.15mg/kg。与土壤背景值相比,除As外,5种重金属在土壤中均有不同程度的富集。耕地重金属污染物超标以铅、铜为主,镉、汞次之,其它元素均未超标。土壤综合污染指数为1.02,属轻度污染。     

黑色岩系地质高背景区土壤锌富集特征与环境活性

锌（Zn）既是生物体必需元素又是有害元素，在复合污染的情况下，Zn在植物吸收、转运和富集镉的过程中发挥着重要作用。以往研究主要关注镉的活性，忽略了Zn的环境活性。基于此，本研究以黑色岩系地质高背景区自然富Zn土壤为对象，重点研究了土壤Zn的活性态和潜在活性态，讨论了Zn活性的影响因素和环境意义。结果表明，研究区土壤Zn富集，平均含量可达457 mg/kg，80%的土壤样品超过我国农用地土壤污染风险筛选值。CaCl₂提取态Zn含量平均值为0.92 mg/kg，平均提取率仅为0.26%，说明研究区土壤Zn的生物活性低，且随着pH升高而降低。EDTA提取态Zn的平均含量为12.7 mg/kg，平均提取率为2.74%，潜在有效态比例也较低。活性态在潜在活性态中占比为7.63%，活化潜力较大，且随着土壤pH的升高而降低。研究区土壤溶液中Zn∶Cd比较低，可能有利于植物对镉的吸收。开展土壤Zn活性的研究，对理解复合污染区土壤镉的活性变化及调控具有重要意义。     

三峡库区消落带土壤镉环境风险研究

以三峡库区重庆段消落带土壤为研究对象,通过采样、分析重金属含量,评价土壤潜在环境风险和健康风险。结果表明,消落带土壤中镉平均含量0.18 mg/kg,为重庆市土壤平均背景值(0.13 mg/kg)的1.4倍,表明消落带土壤具有一定的镉富集趋势。通过单因子评价、地累积指数评价和生态潜在污染指数评价,除个别地方受中等影响外,其它地方的镉的环境影响都在安全范围。通过健康风险评价,表明消落带土壤镉含量对人体基本不会产生危害。     

广东揭东土壤硒的分布特征及影响因素研究

以揭东区为调查研究对象,采集211个表层土壤样品(0～20 cm)和52个深层土壤样品(>150 cm),测定了区域土壤全硒含量,结合相关性分析、回归分析、地统计分析研究土壤硒的分布特征及其影响因素。结果表明,揭东区土壤全硒含量变化于0.112～1.315 mg/kg,平均值为0.496 mg/kg,总体上处于中硒及高硒水平,不存在缺硒和硒过剩土壤。区域富集面积达63%,强富集区域主要分布在以花岗岩为母质的侏罗系和白垩系地层区。不同成土母质中,硒富集区域主要分布在以花岗岩为母质的侏罗系和白垩系地层区;不同土壤类型中,花岗岩风化形成的黄壤硒含量最高,平均值为0.729 mg/kg,以花岗岩为母质发育的赤红壤硒含量次之,平均值达0.563 mg/kg;第四系沉积物发育形成的水稻土硒含量最低,平均值为0.408 mg/kg。回归分析表明,土壤全硒含量与铁铝含量、pH具有极显著正相关。影响揭东土壤硒含量的主要因素是成土母质,土壤p H、铁铝含量、土地利用方式及海拔高度对土壤全硒含量分布与富集也有一定的影响。     

贵阳市表层土壤中镉的环境地球化学基线研究

以土壤环境地球化学研究为主线,以贵州省贵阳市8　046　km²为研究区域,将土壤重金属污染元素镉的空间分布规律与环境地球化学机理研究相结合,建立区域土壤环境地球化学基线,选用合适的判别指标判识自然作用过程与人类活动过程对土壤环境的影响.通过对487个样品的镉含量的统计分析,结果表明,贵阳市表层土壤中镉的基线值为0.068　mg/kg,镉元素含量大于1.010　mg/kg的样品可能遭受人为污染的影响.地质累积指数分析结果显示,贵阳市40%的表层土壤未受镉污染,19%的表层土壤在无污染与中度污染之间,14%受中度污染,19%的表层土壤介于中度污染到强污染之间,7%受强污染,1%的表层土壤介于强污染到极强污染之间.污染程度指数分析则显示,贵阳市57.9%的表层土壤未受到镉污染,镉的污染程度最大为12.1,96%的表层土壤污染程度小于4,总污染程度大于0,即总体受到污染.     

桂中典型碳酸盐岩区水稻及根系土硒含量特征

硒对人体的健康具有重要意义。水稻作为中国南方的主要粮食作物,研究水稻籽实与根系土硒含量特征及其影响因素,可为富硒水稻种植、富硒产业开发、提升土地利用价值提供科学依据。本文以桂中典型碳酸盐岩地区为研究区,通过采集、测试400套水稻籽实及对应的根系土样品,研究讨论其含硒水平及影响因素。结果表明:(1)水稻根系土硒含量为0.11～3.82 mg/kg,平均值为0.61 mg/kg,明显高于全国其他省份表层土壤硒含量值。(2)根系土中Cd、Cr、Hg、S元素含量高于全国土壤背景值,Cd、Cr、Hg富集现象显示了广西典型碳酸盐岩区土壤重金属高背景属性,碳酸盐岩区Se与Cd等重金属元素次生富集特征近似。(3)根系土中硒含量主要受成土母质岩系控制,土壤中Se高含量主要与石炭系、泥盆系、二叠系、三叠系地层碳酸盐岩、硅质岩的分布密切相关。此外,与土壤有机质呈明显正相关,土壤中的有机质能对硒起吸附固定作用,使得硒在土壤表层富集。(4)研究区水稻籽实硒最小值为0.015 mg/kg,最大值为0.532 mg/kg,平均值为0.08 mg/kg,富硒率高达81.5%。水稻籽实硒含量除了与根系土硒含量有关外,还与土壤中的有机质、S、pH呈显著负相关性。     

碎米荠对硒、镉超富集特性研究

超富集植物在营养元素生物强化及重金属污染植物修复技术领域有重大应用前景。通过野外调查和栽培实验,研究了碎米荠植物对硒镉的吸收富集特征。研究表明:野生碎米荠中Se含量达数百mg/kg,叶片中Se最高含量为1 365 mg/kg。地上部Se的生物富集系数在2.8~43.8的范围内,大部分超过10;生物转移系数在0.46~1.88之间,大部分大于1。地上部Cd含量都超过了100 mg/kg,叶中的Cd含量大部分在400~800 mg/kg之间。富集系数都大于1,且农田及小溪流域植株地上部Cd的生物富集系数高达几十甚至上百,Cd的生物转移系数大部分超过1。露天栽培条件下,碎米荠中的硒镉含量随盆栽土壤中硒镉浓度的上升呈现出先增加后降低的特征,当Se含量为50 mg/kg时植物中的Se含量最高,此时地上部Se含量为995 mg/kg,地下部Se含量1 100 mg/kg。当Cd浓度为80 mg/kg时,植株当中Cd含量最高,地上部和地下部中的Cd含量分别高达550 mg/kg、337 mg/kg。研究认为湖北渔塘坝发育的碎米荠植物是硒镉多元素超富集植物,在硒镉生态环境污染修复方面具有重大应用前景。     

旺盛期烟草对镉富集敏感性研究

采用盆栽试验方法,揭示了旺盛期烟草（云烟99）对镉的富集特点以及光合等生理指标对镉胁迫的响应.结果表明：当土壤镉含量分别为4.43,7.94,17.33和49.79mg/kg时,烟草茎、叶及地上部镉的富集系数（植物镉含量与土壤镉含量的比值）均大于1,转移系数（地上部镉含量与根镉含量的比值）也大于1,但镉含量未达到镉超富集植物的临界含量标准100mg/kg.当土壤镉含量为4.43mg/kg时,烟草的耐性较强.当土壤镉含量大于7.94mg/kg时,烟草的生物量、叶片光合色素含量、净光合速率、蒸腾速率、气孔导度和SOD活性均显著下降（P<0.05）,胞间CO₂浓度和MDA含量显著提高（P<0.05）.旺盛期烟草对镉富集比较敏感,建议烟草的种植要远离镉污染土壤或镉背景值较高的土壤.     

喀斯特高镉地质背景区水稻镉的富集、转运特征与机理

西南喀斯特地区土壤镉(Cd)具有"高地质背景、低污染风险"特征,但超过《土壤环境质量农用地土壤污染风险管控标准》风险管制值的区域是否仍具有低风险性,是迫切需要回答的问题.本文在罗甸县喀斯特峰丛谷地选择一个高Cd 土壤水稻种植区,开展土壤-水稻系统Cd含量特征和土壤Cd赋存形态等方面的研究,评价水稻各部位Cd的富集、转运...     

喀斯特高原石漠化治理示范区土壤和农作物重金属含量特征

通过采集贵州毕节撒拉溪石漠化治理示范区土壤和主要农作物样品,分析了土壤和农作物样品中重金属Cr,Co,Cu,Cd, Pb,Zn,As和Ni含量,采用富集因子评价了土壤中重金属的污染状况,并分别采用潜在生态风险指数(RI)和生物富集系数评价了示范区土壤重金属的潜在生态风险和农作物对重金属的富集特征.结果表明,示范区土壤中Cr,Co,Cu,Cd,Pb, Zn,As和Ni平均含量分别为123,28.0,67.8,1.52,32.7,132,25.6和56.5mg/kg,除Cd外,其他均低于农用地土壤污染风险筛选值;其中森林土重金属污染程度的评价等级均为无污染-轻度污染,旱地土中Cd和Cu个别样点存在中度污染,其他均为无污染-轻度污染.潜在生态风险评价结果表明,示范区土壤重金属Cr,Co,Cu,Pb,Zn,As和Ni的单项潜在危害指数分别为1.23,4.67,3.39, 1.36, 0.53,8.54和2.83,潜在危害等级均为轻微生态危害,Cd的单项潜在危害等级为中等生态危害,8种重金属的综合生态危害等级为轻微生态危害.Cd在土豆中的生物富集系数为4.05,其他重金属的富集系数均小于2.不同农作物对土壤中不同重金属的富集能力有较大差异,其中Cd,Zn,Co,Cu, Pb和Ni在土壤-土豆系统中的迁移富集能力相对较高,Cr和As在土壤-玉米系统中的迁移富集能力相对较高,其他农作物对重金属的迁移富集能力较弱.     

珠江三角洲冲积平原土壤重金属元素含量和来源解析

利用全国地球化学基准计划在珠江三角洲地区的22个点位上采集的44件冲积平原土壤样品,分析了As、Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb、Zn等8个重金属元素的含量特征,并利用多元统计分析方法和铅同位素示踪技术研究了重金属元素的来源.结果表明,珠三角地区冲积平原土壤8个重金属元素含量均高于全国土壤背景值,Hg在表层土壤中显著富集,As、Cd、Cu、Pb、Zn在表层土壤的含量略高于深层土壤中含量,Cr、Ni在表层土壤和深层土壤中含量相当.因子分析结果显示,土壤Cu、Cr、Ni主要受地质背景控制,Zn、Cd的高含量既与地质背景有关,也受人类活动影响,As、Pb、Hg的异常则受人为活动影响较严重.富集因子法得出8个重金属元素受人类活动影响程度大小排序为：Hg > As > Cd > Cu > Pb > Zn > Cr > Ni,当深层土壤某元素有外源输入时,会导致其富集因子偏低.铅同位素示踪结果显示,表层土壤铅含量与²⁰⁶Pb/²⁰⁷Pb呈显著的负相关关系,根据二元混合模型推测表层土壤中有超过30%的外源铅输入.综合来看,珠三角地区冲积平原土壤Hg、Cd、As、Pb受到较为严重的人为污染.     

农田土壤重金属垂直分布迁移特征及生态风险评价

为探讨农田土壤环境中重金属的垂直分布迁移特征及潜在生态风险,以我国湖南省湘潭县某镇为研究对象,系统分析了8种常见毒性重金属（Cd、Cr、Cu、Zn、Pb、As、Hg、Ni）在农田土壤剖面中的含量及垂直分布迁移特征,并通过Hakanson潜在生态风险指数法对其进行评价。结果表明:研究区域土壤Cd、Cr、Cu、Zn、Pb、As、Hg和Ni均有一定积累,但仅有表层土壤Cd含量均值为0.59 mg/kg,超过了土壤污染风险筛选值（0.3 mg/kg,pH<5.5）,说明该区域农田土壤表层受Cd污染;分析农田土壤剖面重金属的垂直分布迁移特征得到,除Cr和Ni外,Cu、Zn、As、Cd、Hg和Pb 6种重金属主要富集在表层;重金属的潜在生态风险单项系数评价中,Cd在表层和中层土壤中表现为强生态危害,底层表现为中等生态危害,而Cr、Ni、Cu、Zn、As、Hg和Pb在表层、中层和底层土壤中均表现为轻微生态危害,表明Cd是该区域不同土层中的主要生态风险因子;综合潜在生态风险指数评价表明,研究区域表层土壤为中等生态危害,中层和底层土为轻微生态危害。综上,该区农田土壤表层重金属生态风险较高,主要由Cd污染引起,应当采取农艺调控或替代种植等安全利用措施进行风险管控,以保障农产品质量安全。     

长株潭典型污染区稻田剖面土壤重金属的累积及形态特征

为探究长株潭地区不同污染源影响下稻田土壤中重金属的分布特征,对该区有机肥施用区、沼液灌溉区、铅锌矿污染区以及工业污染区剖面土壤中重金属的总量和形态进行分析,采用单项污染指数和综合污染指数进行风险评价,并利用已知污染源区的土壤重金属形态特征对未知污染源区的土壤进行污染源解析. 结果表明:①研究区表层(0~10 cm)土壤中Cd、Pb、Cu、Zn、Cr和Ni的平均含量分别为0.8、54.5、43.6、158.6、106.2和23.3 mg/kg. 相对于长株潭地区土壤背景值,表层土壤中Cd、Pb和Zn均有累积,且Cd平均含量超过《土壤环境质量 农用地土壤污染风险管控标准(试行)》(GB 15618—2018)中农用地土壤污染风险筛选值;随着土壤深度增加,Cd、Pb、Zn和Cr在次表层(10~20 cm)土壤也有累积,其平均含量分别比当地背景值高出6.9%、19.8%、101.4%和67.0%;在深层(80~100 cm)土壤中,Zn和Cr的平均含量仍分别比当地背景值高出30.4%和48.4%. ② Cd、Pb的单项污染指数高值集中在表层土壤,部分采样点呈轻微或轻度累积,少数采样点呈中度累积;Zn以轻微累积和中度累积为主,极少数采样点为重度累积,个别采样点存在污染风险;综合污染指数显示,研究区内表层土壤为重度或中度累积. ③有机肥施用区TOC含量与可氧化态Cu、Zn含量呈显著或极显著相关;沼液灌溉区TOC含量则与可氧化态Cu、Zn含量均呈极显著相关;铅锌矿污染区可交换态Pb含量与可交换态Cd、Zn含量均呈极显著相关;而工业污染区则只有可交换态Pb含量与可交换态Cd含量呈极显著相关. 研究显示,污染源的不同造成长株潭地区稻田土壤中不同重金属的累积程度及其主要赋存形态间的相关性存在明显差异,因此,可以借助土壤中重金属的累积程度、主要赋存形态及其相关性对土壤中重金属的主要来源进行初步识别,为源头防治污染土壤提供理论依据.      

阜阳市城郊菜地重金属污染调查与评价

通过野外采样和实验室分析,对阜阳市城郊菜地土壤土壤中Pb、Cr、Cu、Ni、Zn和Cd等六种重金属的含量特征进行了研究,并利用单因子污染指数法、地累积指数法和潜在生态风险指数法对各种重金属的污染状况进行了评价。结果表明:研究区域菜地土壤中除Pb、Ni、Zn的平均值超过安徽省土壤背景值外,Cd、Cu、Cr平均值均低于安徽省土壤背景值,除部分区域Pb超标外,其它全部符合国家土壤环境质量二级标准要求。单因子污染指数法评价表明阜阳市城郊菜地表层土壤Ni有一定程度污染外,其它区域属于清洁区域。地累积指数法评价研究区域有不同程度的Pb、Ni、Zn的污染。六种重金属均未对采样点生态系统造成风险。整个研究区域土壤综合潜在生态风险程度属于轻微水平。     

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。     

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%.