某铀尾矿库周围农田土壤重金属污染潜在生态风险评价

为能够定量评价铀尾矿库周围农田土壤重金属污染程度及其潜在生态危害性,采用Hakanson潜在生态风险指数法对土壤中重金属进行综合污染评价。结果表明,铀尾矿库周围部分农田土壤中重金属Cd、Ni、As、Cu、Hg、Zn含量存在积累和超标情况,尤以Cd的污染最严重,Ni、As次之;Pb、Cr含量能够满足标准限值要求。潜在生态风险评价结果显示,铀尾矿库周围农田土壤重金属潜在生态风险较高,主要潜在生态风险因子为Cd,其次是Hg、As,Cr、Pb、Ni、Cu、Zn并不构成潜在生态风险。铀尾矿库周围农田土壤中较高水平的Cd在构成环境污染的同时,也构成了较严重的生态危害,应加强对重金属Cd、Hg的生态风险防治。     

天津近郊农田土壤重金属污染特征及潜在生态风险评价

以天津近郊西青区主要农产品生产基地农田表层土壤(0～20cm)作为调查对象,分析了土壤中重金属As、Hg、Zn、Pb、Cu、Cr和Cd的含量,通过数据统计分析,各项重金属平均含量均低于《土壤环境质量标准》(GB 15618—1995)二级标准,但高于天津土壤背景值和全国土壤背景值,Cd、Cu、Hg在个别点位出现超标现象。多数点位土壤内梅罗综合污染指数处于清洁水平。潜在生态风险评价表明,各点位土壤重金属潜在生态风险指数(RI)为12.96～104.49,均处于轻微生态风险水平。     

天津近郊农田土壤重金属含量特征及潜在生态风险评价

以天津近郊西青区主要农产品生产基地农田表层土壤(0~20cm)作为调查对象,分析了土壤中重金属As、Hg、Zn、Pb、Cu、Cr和Cd的含量,通过数据统计分析,各项重金属平均含量均低于土壤环境质量标准(GB15618-1995)二级标准,但高于天津土壤背景值和全国土壤背景值,Cd、Cu、Hg在个别点位出现超标现象。多数点位土壤内梅罗综合污染指数处于清洁水平。潜在生态风险评价表明,各点位土壤重金属潜在生态风险指数(RI)范围值为12.96~104.49,均处于轻微生态风险水平。各村庄潜在生态风险指数由大到小排序依次为邓店上辛口边村小南河王台大南河当城大沙窝无公害基地水高庄第六埠,各调查区域潜在生态风险指数由大到小排序依次为李七庄街南河镇辛口镇。     

湖南省某冶炼厂周边农田土壤重金属污染及生态风险评价

利用野外采样与实验室分析相结合的方法,以湖南省某冶炼厂周边农田土壤(0~20 cm)为研究对象,监测了Cd、As、Pb、Cr、Cu、Zn、Hg等7种重金属的含量,并对重金属污染程度与潜在生态风险进行了评价。结果表明,7种重金属都存在不同程度的超标或污染,其中Cd、As、Pb等的污染较为严重。统计学分析结果表明,Pb、As、Hg、Zn、Cd等来源相同,可能主要都来自于人为污染,即冶炼作业造成的污染。7种重金属化学形态不尽相同:在重金属有效态中,Cd的水溶态和可提取态较高;Pb、Cu、Zn可还原态、可氧化态这两部分含量较高。而Hg、As、Cr的残渣态含量较高。风险评价代码评价结果表明,Cd的生态风险较高,4.5%的样点Cd为极高生态风险,52.8%的样点Cd为高生态风险,42.7%的样点Cd为中度生态风险;100%的样点Zn为中度生态风险;Cu有60.1%的样点属于低生态风险,39.9%的样点属于中度生态风险;As、Pb主要以低生态风险为主(所占比例分别为77.2%、80%);Hg主要以无生态风险为主(所占94.3%)。Hakanson潜在生态风险指数法计算的综合潜在生态风险指数(RI)的范围为46.4~1 627.5,表明研究区域农田土壤存在很高的生态风险。上述各项结果综合表明,研究区农田土壤受到了严重的重金属污染,由此引起的重金属生态风险应引起高度关注。     

会泽某铅锌矿周边农田土壤重金属风险评价研究

采用现场采样与室内测试方法测定了会泽某铅锌矿周边农田土壤中Cd、As、Pb、Cr、Cu、Zn、Ni的含量,利用地积累指数法、潜在生态指数法对其土壤环境质量进行了评价,并应用US EPA推荐的健康风险评价法对重金属的健康风险进行了初步评价。结果表明,7种重金属均存在不同程度的富集或污染。多种重金属潜在生态风险指数属于中等及以上的风险状态,重金属潜在生态风险指数排序为CdPbAsCuNiZnCr。7种重金属在3种暴露途径下对儿童的非致癌健康风险均大于成人,但对成人、儿童均不存在显著的非致癌健康影响、非致癌健康总风险。As、Ni、Cr、Cd重金属的致癌风险值与4种元素总致癌风险值均未超出10-6~10-4的范围,尚不具备致癌风险。     

德宏州耕作土壤表层重金属含量特征及潜在生态风险评价

利用Hakanson潜在生态危害指数法,对云南省德宏州耕作土壤表层重金属Pb、Cd、Hg、As、Cr和Cu进行分析评价。结果表明,德宏州耕地土壤中Pb、Cd、Hg、As、Cr、Cu含量分别为ND~249、ND~0.68、0.01~0.55、0.04~52.18、ND~195、0.79~64.3 mg/kg。6种重金属元素富集系数Cif均小于1,平均值从大到小依次为CuCdCrPbHgAs,属于轻微污染;单因子潜在生态风险指数Eir均小于40,平均值从大到小依次为CdHgCuAsPbCr,属于轻微生态风险危害;7种土壤利用方式潜在生态危害指数RI均小于150,平均值从大到小依次为菜园胶园蔗园玉米地茶园稻田果园。研究区潜在生态危害水平为轻微危害,不同利用方式重金属元素富集存在差异,局部表现出中度污染现象。总体上,德宏州耕地土壤清洁安全,潜在生态危害以Cd、Hg为主,Pb、Cr危害较小,菜园土壤重金属生态危害风险最高。     

花溪水库表层沉积物重金属污染及潜在生态风险评价

以现代工业化前正常颗粒沉积物中重金属含量的最高背景值为参比值,结合潜在生态风险指数法对花溪沉积物中重金属的生态危害进行了评价。结果表明,花溪水库沉积物中重金属的富集顺序为Cu>Zn>Pb>Cr>As>Cd>Hg,污染水平顺序为Hg>Cd>Cu>As>Pb>Cr>Zn;重金属的潜在生态风险系数(Eir)表明,除个别样点外,大多属于轻微生态危害范畴;多种重金属的生态系统的潜在生态风险指数(IR)表明,花溪水库沉积物重金属污染属于轻微生态危害。     

吐鲁番盆地葡萄园土壤重金属污染状况及其潜在生态风险

为探讨中国葡萄主产区土壤重金属污染状况及生态风险,从吐鲁番盆地葡萄园采集了101个土壤样品,测定As、Cd、Cr、Ni、Pb和Hg等6种元素的浓度。利用地质累积指数(I_geo)、潜在生态风险指数(RI)和生态风险预警指数(I_ER),对葡萄园土壤重金属污染状况及其潜在生态风险进行了评估。结果表明:吐鲁番盆地葡萄园土壤中6种元素的平均含量均小于《土壤环境质量农用地土壤污染风险管控标准(试行)》(GB 15618—2018)中的筛选值,但As、Cd、Cr、Hg的平均含量分别为新疆灌耕土背景值的1.05、1.58、1.49、1.15倍。各元素I_geo平均值排序为Cd(0.0)>Cr(-0.02)>As(-0.53)>Hg(-0.62)=Pb(-0.62)>Ni(-0.88),均表现为无污染;单项生态风险指数排序为Cd>As>Ni>Hg>Cr>Pb,均呈现轻微生态风险;RI平均值为17.33,属于轻微生态风险;I_ER平均值为-4.87,属于无警态势。Cd是...     

土壤重金属污染生态风险评价方法综述

生态风险评价是风险论与生态学、环境科学、地学等多种学科相互交叉的边缘学科.以土壤生态系统为对象,介绍了目前已有的几类重金属污染生态风险评价方法,包括概念模型法、数学模型法、指数法、形态分析法、植物培养法等.指出根据研究目的与污染特性选择适当的评价方法,可以为土壤生态风险管理提供科学信息.     

典型涉污企业周边土壤重金属污染特征及潜在生态风险评价

分析和评价典型涉污企业周边土壤环境质量,对于加强企业用地环境风险管控,实施土壤重金属污染精准防控,进一步保障农产品质量安全具有重要意义。以18类典型涉污企业周边土壤为研究对象,对475家企业周边的2 017个监测样点进行土壤重金属Cd、As、Pb、Hg、Cr、Cu、Zn和Ni元素含量测定,并采用主成分分析法、Hakanson 潜在生态风险指数法进行分析及评价。结果表明:典型涉污企业周边土壤重金属污染以Cd、Pb和As元素为主,各元素含量超过土壤污染风险筛选值的样品比例为9.82%~31.0%,超过土壤污染风险管控值的样品比例为4.46%~13.1%,其次是Zn、Cu、Hg和Ni,Cr无明显污染;主要污染元素Cd、Pb、As、Zn和Cu来自相同污染源且主要分布在有色金属矿采选业(B9)、黑色金属冶炼和压延加工业(C31)、有色金属冶炼和压延加工业(C32)、生态保护和环境治理业(N77)等行业企业周边;黑色金属冶炼和压延加工业(C31)、有色金属矿采选业(B9)、有色金属冶炼和压延加工业(C32)等行业企业周边土壤重金属潜在生态风险等级较高,中等风险及以上比例分别为76.0%、53.0%和54.1%。可见,典型涉污企业周边土壤重金属存在一定程度的污染,尤其是有色金属矿采选业(B9)等采矿业以及黑色金属冶炼和压延加工(C31)等制造业等,污染程度高,潜在生态风险大,需要加强监测和管控。     

基于Hakanson潜在生态风险指数的某垃圾填埋场土壤重金属污染评价

将Hakanson提出的潜在生态风险指数法应用于垃圾填埋场及周边土壤重金属污染评价,扩充了评价因子,确定了各重金属的毒性系数及参比值。研究结果表明,评价区土壤中Hg的潜在生态风险较重,其后依次为Cd、As、Ni、Cu、Pb、Co、Cr、Mn和Zn。对污染场地的风险评估及生态修复有一定的指导意义。     

基于区间数排序法的农田土壤重金属生态风险分析

将土壤中重金属浓度以区间形式表示,运用土壤重金属生态风险分析模型得出风险区间。为区分风险等级并引入区间数排序法,建立了一种基于不确定性的区间数排序法的土壤重金属污染风险评价模型。运用该模型对不同研究区域土壤重金属生态风险和同一研究区域土壤中不同重金属生态风险进行分析。结果表明,A采样区的风险最大,其区间排序向量为0.275 5,区间向量排序为ABDEC,与内梅罗综合污染指数排序结果一致。区间数排序法考虑到评价过程中的不确定性,避免主观因素的影响。因此,土壤重金属生态风险量化结果更加客观直观,为风险管理提供较为精确的理论依据。     

涪江绵阳段表层沉积物重金属污染特征及风险评价

为准确掌握涪江绵阳段表层沉积物重金属的污染特征,分析了7个监测断面表层沉积物中Cd、Se、Mn等19种重金属质量浓度,采用地累积指数法、潜在生态风险评价法和污染负荷指数法评估了沉积物重金属的污染程度及潜在风险。结果表明:涪江绵阳段表层沉积物中Se、Cd、Ba和Hg等元素含量显著超过其土壤背景值,重金属的污染程度依次为Se＞Cd＞Ba＞Hg＞Mo＞Mn;潜在生态风险评价和污染负荷指数评价结果均显示,断面的污染程度排序为楼房沟＞李家渡＞福田坝＞丰谷＞涪江铁路桥＞百顷＞平武水文站断面。楼房沟断面沉积物微观形貌主要为片状或块状,物相主要为石英及少量白云母、方解石和菱锰矿等,与铅锌矿、电解锰渣等主要矿物组成相似,重金属主要来源为尾矿渣在河床的沉积及金属矿开采等外源输入。     

粤北某离子吸附型稀土矿山土壤和地表水重金属分布及风险评价

对粤北某离子吸附型稀土矿24个土壤样品中的As、Cd、Cr、Cu、Mn、Ni、Pb、Zn和Hg,以及15个地表水样品中的As、Cd、Cu、Hg、Mn、Pb和Zn进行了检测,并以多元统计分析与土壤潜在生态风险指数法、地表水健康风险评价模型相结合的方式,研究了重金属的分布特征及风险水平。结果表明:在土壤中,Mn、Zn、Cd和Pb的平均含量均超过了背景值;Mn、Cr、Ni、Cu、Cd和Zn在采区有较明显集聚,As、Pb和Hg的高含量分布相对均匀;Cr、Ni、Cu和Pb含量主要受区域背景影响,Zn、As、Cd和Hg含量与矿区人类活动关系密切,Mn含量受自然和人为因素共同控制;重金属造成的土壤潜在生态风险整体处于轻微水平,Ⅱ采区和Ⅶ采区生态风险较高;Cd和Hg是造成土壤生态危害的主要重金属元素。在地表水中,Mn的平均浓度超过了《地表水环境质量标准》(GB 3838-2002)规定的限值,其余重金属的含量均满足该标准中的Ⅲ类水质要求;重金属浓度在靠近采区及位于河流中下游的位置偏高;Mn、Cd、Pb、Zn和Cu浓度受稀土开采影响较大,As、Hg浓度主要受自然因素影响;重金属产生的健康总风险(9.39×10^-7~1.01×10^-6 a^-1)低于国际辐射防护委员会推荐的参考标准(5×10^-5 a^-1),但儿童通过饮水途径受到的健康风险(1.01×10^-6 a^-1)略超过部分机构的推荐限值;Cd和As是地表水中产生健康风险的主要重金属元素。综上,研究区重金属污染风险管理的主要对象是Cd和Mn。     

江苏沿海滩涂土壤重金属风险分析

以江苏沿海滩涂作为研究区,通过采样检测,结合统计分析方法和潜在生态风险指数,研究不同滩涂围垦类型下土壤/沉积物重金属总量、有效态含量及其潜在生态风险。研究结果表明：滩涂土壤重金属总体呈轻度污染,高值区位于养殖区和行道树林;不同土地利用类型下的重金属以中等偏下变异为主,空间异质性弱;重金属有效态与总量呈显著正相关;潜在生态风险主要由Cd、Hg贡献,64.78%和35.21%的土壤点位呈现Cd强度和中度生态风险,养殖池塘和农田重金属潜在生态风险最严重。     

秦皇岛石河口海域沉积物重金属污染及生态风险评价

为了研究石河口海域的沉积物环境,于2009年9月对石河口海域表层沉积物的Cu、Pd、Zn、Cd、Hg、As含量进行了测定,探讨了重金属含量的分布特征和相关关系,采用地累积指数法和潜在生态风险指数法对重金属的富集程度和潜在生态风险进行了评价。结果表明:Cu和Pd、Cu和Cd、Pd和Cd之间存在显著正相关性。重金属富集程度排序为CdHgCuZnPdAs。石河口海域多种重金属潜在生态风险指数属于轻微风险状态。重金属潜在生态风险指数排序为CdHgPdCuAsZn,Cd的生态风险指数属中度风险状态,研究区域在一定程度上受到了Cd的污染。     

Potential Use of the Plant Antioxidant Network For Environmental Exposure Assessment of Heavy Metals in Soils

In recent years, awareness has risen that the total soil content of pollutants by itself does not suffice to fully assess the potential ecotoxicological risks involved. Chemical analysis will require to be complemented with biological assays in a multidisciplinary approach towards site specific ecological risk assessment (SS-ERA). This paper evaluates the potential use of the plants' antioxidant response to metal-induced oxidative stress to provide a sensitive biological assay in SS-ERA. To this end, plants of Phaseolus vulgaris were grown for two weeks on 15 soils varying in contamination level. Morphological parameters and enzymatic plant responses were measured upon harvest. Foliar concentrations of the (heavy) metals Al, Cu, Cd, Cr, Fe, Mn, Ni, Pb, Zn were also determined. Metal mobility in the soil was further assessed by determining soil solution and NH₄OAc extractable levels. In general more significant correlations were observed between plant responses and foliar metal concentrations or exchangeable/soluble levels than between plant responses and the total soil content. The study demonstrates the potential use of the plants' antioxidant defence mechanisms to assess substrate phytotoxicity for application in SS-ERA protocols. However, the system, based on calculation of a soil Phytotoxicity Index (PI), will require adaptation and fine-tuning to meet the specific needs for this type of environmental monitoring. Large variation was observed in phytotoxicity classification based on the various test parameters. The thresholds for classification of the various morphological and enzymatic response parameters may require adaptation according to parameter stress sensitivity in order to decrease the observed variation. The use of partial PI's (leaves and roots separately) may in addition increase the sensitivity of the system since some metals show specific effects in one of both organs only. Loss of biological functionality of enzymes, as was observed for ICDH in one of the more strongly contaminated soils, may also be recognized as an additional stress symptom when assigning phytotoxicity classification, whereas the current system only considers increasing enzymatic capacities. Other easily distinguishable parameters, which could be added to the current indexation are: failure to germinate and the incapacity to develop roots in the toxic substrate.Additional research will be required to determine the possible application range of soil properties for this biological assay and to further improve its performance in SS-ERA.