兰州市主城区大气降尘和表层土壤重金属污染特征与评价

同一区域大气降尘和表层土壤中重金属的污染特征能够反映出重金属污染物在大气-土壤系统中的迁移、传输和扩散规律。在兰州市主城区设置10个采样点,分别采集大气降尘及附近表层土壤样本,分析大气降尘和表层土壤中6种重金属(Cu、Pb、Zn、Cr、Cd和Ni)质量比、来源等污染特征,并对其污染水平和潜在生态危害进行评价。结果表明,大气降尘中6种重金属元素平均质量比由大到小为Zn(379.84 mg/kg)、Pb(133.78 mg/kg)、Cr(95.61 mg/kg)、Cu(84.25 mg/kg)、Ni(43.13 mg/kg)、Cd(3.89 mg/kg),表层土壤中6种重金属元素平均质量比由大到小为Zn(136.07mg/kg)、Cr (85.25 mg/kg)、Pb (55.99 mg/kg)、Cu (42.20mg/kg)、Ni(37.61 mg/kg)、Cd(0.55 mg/kg),在不同功能区6种重金属的平均质量比差异较大。大气降尘和表层土壤中,Cu、Pb、Cd、Zn的变异系数较大。因子分析结果表明,兰州市大气降尘中的重金属主要来源于燃煤、交通运输和工业生产。重金属污染水平评价结果表明,兰州市主城区大气降尘中的Cd已经构成偏严重污染,Pb达到偏重度污染,Cu、Zn为中度污染,Cr、Ni无污染;表层土壤中的Cd达到中度污染,Pb、Zn为轻度污染,Cu、Cr、Ni均为无污染。潜在生态危害评价结果表明,兰州市主城区大气降尘和表层土壤中Cd的潜在生态危害最大,分别达到极强污染水平和强污染水平; Cu、Zn、Cr、Ni均为低潜在生态危害。     

海南香蕉园土壤中重金属现状及变化趋势分析

为了解香蕉种植园土壤重金属含量及香蕉种植尤其是施肥对土壤重金属含量的影响,采集海南岛5大香蕉种植区(儋州、临高、东方、乐东、昌江)各大香蕉基地的共计49个蕉园土壤样品及与之对应的18个对照样品,分析了Zn、Cu、Hg、Cd、Pb及Ni的含量.研究表明,相对于对照土壤,全区蕉园土壤Zn、Cu、Ni含量增加(Cu上升0.02～24.24mg/kg,Zn上升6.3～58.2 mg/kg,Ni上升2.81～6.40mg/kg);Cd、Hg含量增加较少(Cd上升0.09～0.45 mg/kg,Hg上升0.01～0.04mg/kg);Pb有下降趋势(下降0.32～7.88 mg/kg).与我国土壤环境质量标准相比,蕉园土壤中Cu、Zn、Hg、Pb含量为二级,而79.6%土壤样品的镉含量和24.3%土壤样品的镍含量高于相应二级标准.     

芜湖市区地表灰尘中重金属空间分布特征及来源分析

为初步探讨芜湖市区地表灰尘重金属空间分布特征及主要来源,于2008年4月采集了芜湖市高新技术开发区、中心城区、经济技术开发区地表灰尘样品,用电感耦合等离子体发射光谱仪(ICP-OES)测定了9种重金属质量比.结果表明,Zn、Cd、Pb、Co、Ni、Mn、Cr、V和Cu的质量比分别为313.53 mg/kg、1.95 mg/kg、138.61 mg/kg、8.19 mg/kg、21.38 mg/kg、589.87 mg/kg、110.31 mg/kg、55.19 mg/kg和135.42 mg/kg.主要污染元素依次为Cd、Pb、Cu、Zn,其质量比超出背景值4倍以上.重金属总体上由南向北呈逐渐增加的趋势.Co、Cu、Cr和Ni具有相似的分布规律,最高值均出现在经济技术开发区;V和Mn主要富集在研究区东南角和东北角,往西逐渐下降;Zn和Pb的最高值出现在中心城区和研究区的最东北角;Cd则出现多个高污染中心,且整个研究区质量比较高,污染较为严重.空间分布及统计分析表明,芜湖市区地表灰尘中重金属主要有两个来源:1)工业排放,特征元素为Co、Ni、Cu、V、Mn;2)城市交通活动,特征元素为Zn、Cd、Cr、Pb.     

云南个旧多金属矿区农田土壤-作物系统重金属污染现状——以乍甸镇为例

对云南个旧市乍甸镇农田土壤和农作物重金属污染现状进行了野外调查及评价。结果表明:农田土壤Pb、Zn、Cu、Cd、As质量比均超出GB 15618—1995《土壤环境质量标准》二级标准,Hg未检出,该地区农田呈现以As、Cd为主多种重金属复合污染。Pb、Zn、Cu、Cd、As土壤有效态质量比与土壤全量呈极显著正相关(p<0.01)。农作物中Cu、As质量比与土壤有效态Cu、As质量比无显著相关,Zn质量比与土壤有效态Zn呈极显著负相关(p<0.01),Cd、Pb质量比与土壤有效态Cd、Pb呈显著正相关(p<0.05)。89%的农作物As超标,油菜籽(Brassica napusL.)As质量比最高,均值达(23.04±14.33)mg/kg(鲜重,下同)。Pb超标率达72%,油菜籽Pb质量比最高,平均为(5.55±2.53)mg/kg。Zn、Cd超标率均为11.11%,超标最严重的油菜籽Zn质量比为(46.65±13.61)mg/kg,Cd质量比为(0.24±0.10)mg/kg。Cu超标率为5.55%,油菜籽Cu质量比最高,达(16.02±2.75)mg/kg。油菜籽对As、Pb、Zn、Cu、Cd的转移系数(农作物可食部分重金属质量比(鲜重)与土壤重金属质量比的比值)远高于其他作物。农作物对Pb、Zn、Cd、As的转移顺序依次为果实类、叶菜类、根茎类,对Cu的转移顺序为果实类、根茎类、叶菜类。农作物以As、Pb污染为主,总体属重度污染。聚类分析得出:油菜籽、青蒜(Allium ampeloprasumL.)和生菜(Lactuca sativaL.var.ramosaHort.)重金属污染严重,不适合在该地区继续种植和食用。     

云南不同产区白花蛇舌草中5种金属元素含量分析及健康风险评价

利用微波消解-原子荧光光谱法、火焰-石墨炉原子吸收法对云南23个产地白花蛇舌草中Cu、Pb、Cd、Hg和As 5种金属元素质量比进行了测定;并通过靶标危害系数(THQ)和总危害指数(HI)对Cu、Pb、Cd和Hg 4种元素进行非致癌风险评价,用终生致癌风险(R)对As进行致癌风险评价。结果表明,23个产地白花蛇舌草中Cu、Pb、Cd、As和Hg 5种金属元素平均质量比分别为9.65 mg/kg、5.14mg/kg、3.23 mg/kg、0.82 mg/kg和0.04 mg/kg。依据中国药典(2015版)和中国绿色行业标准,这些样品中Cu、As、Hg平均质量比未超标,而Cd、Pb超标,超标率分别为100%和43.47%;少量样品存在Cu、As超标,超标率分别为4.3%和8.96%。瑞丽市勐秀乡样品Cu质量比超标,文山市小街镇样品中Pb、Cd、As质量比远高于标准值,红河州个旧市大屯镇样品As质量比是标准值的4倍多。白花蛇舌草中Cu、Pb、Cd和Hg 4种重金属元素THQ从高到低依次为Cd、Pb、Cu、Hg,且THQ和HI均小于1,表明4种重金属元素中Cd的非致癌风险最高,且THQ/HI达64.58%。此外,23个样品中As的R为4.87×10-5,超出世界卫生组织建议的致癌风险值(1.00×10-5)。研究表明:人体通过白花蛇舌草摄入Cu、Pb、Cd和Hg 4种重金属元素不会对人体造成非致癌伤害;除红河州个旧市和文山市小街镇样品外,云南其他产地白花蛇舌草摄入总As存在低致癌风险。     

贵州草海表层沉积物重金属分布特征及污染评价

以Cu、Pb、Zn、Cd、Cr、As和Hg 7种重金属为研究对象,均匀布点采集草海表层0~30 cm沉积物,测定样品重金属质量比,分析其空间分布,并应用地累积指数法、潜在生态风险指数法和生物效应浓度法对重金属的潜在生态风险进行了评价。结果表明,湖泊表层沉积物中Cu、Pb、Zn、Cd、Cr、As和Hg质量比分别为14.8~50.8 mg/kg、26.1~108.0 mg/kg、72.0~473.0 mg/kg、0.6~10.1 mg/kg、25.6~136.0 mg/kg、6.0~22.6 mg/kg和0.039~0.088 mg/kg,其中Cd超标率为100%,最大超标达50.5倍,为主要污染物,S1和S2两站位污染严重。Cd处于强~极强污染级别,具有强生态风险,负面生物毒性效应频繁发生;Cu、Cr、As、Pb和Zn处于无~中度污染级别,具有中等生态风险,负面生物毒性效应发生但不频繁;草海几乎不受Hg污染。空间分布上,靠近威宁县城且受人工码头航运影响的东北湖区(代表站位S1和S2)及白家嘴码头附近湖区(代表站位S4)污染严重,重金属污染分布规律大致呈由东向西逐渐降低的趋势。     

重金属元素在樟树人工林中的累积与迁移

结合樟树人工林生态系统生物产量研究,采用Hp3510原子吸收分光光度法测定樟树人工林生态系统不同组分中Cu、Zn、Mn、Pd、Ni、Cd的含量,探讨了重金属元素Cu、Zn、Mn、Pb、Ni、Cd在湖南株洲市樟树人工林中的累积与迁移.结果表明,樟树人工林地土壤层(0～100 cm)中,6种重金属元素的平均含量以Pb为最高,为67.929 mg/kg,Cd最低,仅为0.699 mg/kg,排序为Pb＞Zn＞Mn＞Ni＞Cu＞Cd,总储量为2 737 174 kg/hm2.在樟树不同器官中,Cu、Zn、Mn、Pd、Ni、Cd的含量范围分别为6.849～13.178 mg/kg,3.776～37.443 mg/kg,32.214～659.130 mg/kg,1.626～15.544 mg/kg,0.218～3.719 mg/kg,1.033～9.506 mg/kg.樟树对土壤中6种重金属元素富集能力排序为Cd＞Mn＞Zn＞Cu＞Pb＞Ni.在樟树林中,6种重金属元素的总积累量为11.124 kg/hm2,且排序为Mn(8.097 kg/hm2)＞Zn(1.429 kg/hm2)＞Cu(0.763 kg/hm2)＞Pb(0.491 kg/hm2)＞ Cd(0.272 kg/hm2)＞Ni(0.072 kg/hm2),重金属元素积累量空间分布为叶(3.447 kg/hm2)＞枝(2.863 kg/hm2)＞皮(1.685 kg/hm2)＞干(1.635 kg/hm2)＞根(1.307 kg/hm2).樟树林与环境之间,Mn的交换能力最强,其次是Cd、Zn、Cu,再次为Ni、Pb.     

蚌埠地区主要谷物重金属含量及健康风险评价

测定了蚌埠地区主要谷物(稻米、小麦和玉米)中重金属的质量比,分别采用单因子污染指数法、综合污染指数法及健康风险指数法对重金属污染程度和健康风险性进行了评价。结果表明,谷物中Zn、Cu、Cr、Pb、Cd、As、Hg的平均质量比分别为21.233 7 mg/kg、4.7819 mg/kg、0.265 1 mg/kg、0.251 3 mg/kg、0.182 4 mg/kg、0.081 0 mg/kg、0.006 7 mg/kg。除Cd、Pb质量比高于国家食品安全标准外,其他5种重金属元素平均质量比均低于标准。谷物中Cd、Pb为轻污染,Zn、Cu、Cr、As、Hg为清洁水平。稻米和小麦为轻污染等级,玉米处于警戒线水平。谷物中Cd、Cu、Cr、Pb、Zn会对儿童引起健康风险;Cd会对成人引起健康风险,其他各元素每日摄入量均低于美国环保局的参考暴露剂量,安全性较好。食用本地产谷物,稻米和小麦中的重金属对儿童及成人均存在健康风险;玉米对儿童存在健康风险,而对成人健康风险不明显。     

某城区重金属扩散模型研究

以As、Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb、Zn为研究对象,探讨了它们在城市土壤的浓度分布特征,并进行了重金属元素的扩散模型研究。分析表明,As、Cd、Hg、Zn存在3个污染源,Cr存在一个污染源,Cu、Ni、Pb存在2个污染源.而且Cr和Ni存在相同的污染源,Hg和Pb,Cr和Cu以及Cu和Cd也存在相同的情况。     

保定城市土壤重金属污染及潜在生态危害评价

为了解保定城市土壤重金属污染状况及潜在生态危害,以保定城市土壤为研究对象,采用单因子指数法、尼梅罗综合指数法、潜在生态危害指数法对保定城市土壤重金属污染特征及潜在生态危害进行评价。结果表明,保定城市土壤As、Cd、Hg、Pb、Cr、Cu、Zn、Ni的平均值分别为9. 75 mg/kg、0. 18 mg/kg、0. 21 mg/kg、38. 99 mg/kg、66. 30 mg/kg、29. 10mg/kg、122. 36 mg/kg、28. 05 mg/kg。保定城市土壤中重金属元素平均值(除As、Ni、Cr外)均高于河北省土壤背景值,其中Hg、Pb、Zn元素的平均值较大,分别是河北省土壤背景值的5. 28倍、1. 74倍、1. 75倍,表明这些元素受到人为因素及工业活动的影响。保定城市土壤重金属污染程度从大到小依次为Zn、Pb、Hg、Cd、Cu、Cr、Ni、As,其中Cd、Pb、Cu以清洁状态为主,Hg以安全状态为主,As、Cr、Ni元素处于完全清洁状态,Zn元素出现污染,面积达到研究区面积的2. 08%。整体而言,保定城市土壤环境良好,局部污染,清洁、安全、警戒土壤面积比例分别为64. 58%、33. 33%、2. 08%,主要出现在保定市北部地区,其形成可能与工业生产及人类活动有关。保定城市土壤重金属潜在危害程度由大到小依次为Hg、Cd、As、Pb、Cu、Zn、Cr、Ni。各重金属元素中,产生潜在生态危害的重金属主要是Hg,已达到很强潜在生态危害水平,其余重金属均为轻度潜在生态危害;综合潜在生态危害指数(RI)达到中等生态危害程度,达到强生态危害和很强生态危害程度的面积之和占研究区总面积的35. 41%,其形成可能与工业生产有关。     

城市植物叶面尘粒径和几种重金属(Cu、Zn、Cr、Cd、Pb、Ni)的分布特征

为研究城市植物叶面尘粒径及重金属元素(Cu、Zn、Cr、Cd、Pb、Ni)的分布规律和污染特征,以西安市不同功能区大叶女贞(Ligus-trum lucidum)和小叶女贞(Ligustrum quihoui)叶面尘为研究对象,用激光粒度分析仪测定叶面尘的粒径分布,用原子吸收分光光度计测定叶面尘重金属质量比,并探讨了叶面尘重金属的可能来源。结果表明,大叶女贞和小叶女贞叶面尘粒径小于50μm。前者叶面尘粒径累积曲线呈双峰分布,平均粒径和粒径峰值从大到小为相对清洁区、工业区、居住文教区、交通枢纽区、商业区;后者呈单峰分布,平均粒径和粒径峰值由大到小为工业区、居住文教区、交通枢纽区、商业区和相对清洁区。不同功能区叶面尘中Cu、Zn、Cr、Cd、Pb、Ni有明显的富集,其质量比分别为(325.5±72.6)mg/kg、(3 965.6±1 112.9)mg/kg、(349.2±149.3)mg/kg、(35.3±6.8)mg/kg、(1 182.0±355.1)mg/kg、(324.1±129.5)mg/kg,为陕西省土壤背景值的7.9～20.8、29.7～77.9、2.6～11.1、262.8～489.4、26.4～71.8和6.9～18.9倍。不同功能区2物种叶面尘各重金属质量比差异显著(p<0.001),物种间差异不显著(p>0.05)。叶面尘中Zn、Pb、Ni、Cr的质量比以工业区最高,Cu、Cd以交通枢纽区最高,其次为商业区,居住文教区和相对清洁区负荷最低。研究认为,叶面降尘中的重金属可能来自外源输入。     

我国城市街道灰尘中重金属的成分分析

收集了国内39个大中城市的3 720个城市街道灰尘重金属数据,通过描述性分析、评价分析、聚类分析和功能分异分析,初步确定了我国大中城市街道灰尘中重金属的成分及其污染程度。结果表明,我国城市街道灰尘中As、Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb、Zn的平均赋存量分别为17.82mg/kg、3.67 mg/kg、152.85 mg/kg、143.58 mg/kg、0.66 mg/kg、46.74mg/kg、220.88 mg/kg、602.30 mg/kg,且变化幅度较大,呈偏态分布。除As、Cr、Hg外,其余重金属均低于国外相应平均值。富集系数、Nemerrow指数、地质累积指数和潜在生态危害指数评价表明,污染最为严重的重金属是Cd、Hg、Pb。39个城市中,铜陵、广州、株洲、湘潭、惠州、韶关属于Cd-Hg-Pb-Zn-Cu极严重污染型,南京、上海、北京、芜湖、沈阳、香港、石家庄、杭州、合肥、乌鲁木齐等15个城市属于Cd极严重污染,成都、金华、镇江属于Pb-Zn-Cu强度污染型,其余15个城市的其他重金属为一般中度污染型。南方片区城市街道灰尘重金属污染整体比北方片区严重,中小城市的Cd、Hg、Cu、Zn等污染比特大城市严重,Pb、Cr则相反。城市街道灰尘重金属污染按功能区从高到低为工业区、居民区、商业区、风景区。     

上海市苏州河支流--桃浦河底泥重金属的污染特征

对桃浦河底泥15个柱样(75个样品)测试分析了8种金属元素.结果表明,这些金属元素的平均含量都比较高,超标顺序为Zn＞Cu＞Cd＞Hg＞Pb＞As＞Ni＞Cr,均高于苏州河的浓度.除As、Hg与其他元素的相关性较小外,Pb、Cd、Cu、Zn、Ni、Cr等之间均具有较为显著的相关性,相关系数介于0.616～0.890间.沿河各段重金属污染程度不同,上游和下游污染最严重.底泥金属的垂直分布与其底质沉积特征相对应.这在底泥疏浚时应具体考虑.     

贡嘎山东坡土壤重金属质量比的初步分析及风险评价

对贡嘎山东坡土壤中Cd、Pb、Cr、Ni、Hg和As的质量比进行测定,用单因子污染指数法和内梅罗综合污染指数法对其进行风险评价。结果表明:研究区表层土壤中Hg、Pb和As质量比低于国家一级标准,属未污染等级,Cd、Cr和Ni质量比存在不同程度的超标现象,土壤被污染;Cd、Pb、Cr、Ni、Hg、As的单因子污染指数分别为1.88、0.87、1.15、1.06、0.45、0.26,对土壤的污染程度从大到小依次为Cd、Cr、Ni、Pb、Hg、As;内梅罗综合污染指数PN为0.92～4.89,都属于不安全级别,其中22.2%的土壤属尚清洁等级,66.7%的土壤属轻度污染,11.1%的土壤属严重污染。     

喀斯特山区水库底泥养分与重金属的含量特征——以阿哈水库为例

为摸清喀斯特山区阿哈水库底泥的养分情况和重金属污染状况,评价底泥农业资源化利用潜力,根据水库地形地貌、入库河流和出库口分布等特点,采集0~100 cm深度的底泥样品12个,分析和评价了阿哈水库底泥的养分状况及重金属污染水平。结果表明:底泥的有机质、总氮、总磷和总钾平均质量比分别为92.25 g/kg、3.35 g/kg、0.76 g/kg和14.18 g/kg,对照全国第二次土壤普查有关标准,有机质和总氮处于很高水平,总磷处于中上水平,而总钾处于中下水平,各养分指标的变异系数为25.49%~41.06%,空间差异较强;底泥Cr、Cd、Pb、As、Hg、Cu和Zn的平均质量比分别为104.86 mg/kg、1.12 mg/kg、75.87 mg/kg、26.68 mg/kg、0.27 mg/kg、59.53 mg/kg和164.65mg/kg,均高于贵州省土壤重金属背景值、贵州表生沉积物背景值和全国水系沉积物平均值,各重金属元素的变异系数为31.41%~132.34%,具有很强的空间变异性;以《食用农产品产地环境质量评价标准》为评价标准,底泥重金属內梅罗综合污染水平和潜在生态危害程度均为中等,且Cd的贡献最大。综上,阿哈水库底泥养分丰富,但污染较严重,不适于耕地利用,可考虑用于园林绿地。     

西安市大气降尘中Cu、Pb、Zn、Ni的化学形态及生物有效性——以燃煤电厂、生活垃圾电厂、产业开发区和建材商业区为例

为了解垃圾焚烧、燃煤发电和相关产业排放对重金属污染水平和生物有效性的影响,利用Tessier提取法和原子吸收光谱仪分析法研究了西安市垃圾发电厂、西郊热电厂、灞生态园、未央工业园、大明宫建材市场和高新区降尘中Cu、Pb、Ni、Zn的化学形态。结果表明:垃圾发电厂Cu(358.3 mg/kg)、Pb(851.3 mg/kg)、Ni(163.5 mg/kg)、Zn(1 226.1 mg/kg)的总量,超过热电厂、生态园、工业园、建材市场和高新区;生活垃圾焚烧、燃煤、石化和机械加工等对降尘中这些元素的贡献超过电子和先进制造业;降尘中Cu、Pb、Zn质量比约是土和道路灰尘平均值的若干倍,表明垃圾焚烧、燃煤和相关产业排放的贡献显著高于表土扬尘、道路扬尘。高新区Cu、Pb的生物有效性系数超过其他区域,表明电子和先进制造业排放的重金属元素具有更大的潜在生态风险。Cu、Pb、Ni(除垃圾焚烧厂外)的生物有效性系数均大于0.2,而Zn的生物有效性系数均小于0.2,说明降尘中Cu、Pb、Ni存在潜在风险,而Zn是安全的。     

城市土壤重金属污染多元统计及空间评估

为确定徐州市城区土壤重金属的污染情况,对167个城市土壤样品的Mn,Fe,Ni,Cu,Zn,Cd和Pb等7种重金属元素进行多元统计和空间分析。结果表明,7种重金属元素中,Ni,Cu,Zn,Cd,Pb含量均高于背景值。聚类分析和因子分析显示,研究区域土壤中Pb,Cd,Cu,Zn具有相似来源,Ni,Fe,Mn具有相似来源。Pb,Cd,Cu,Zn,Mn,Ni的块基比在0.25~0.75之间,表明变量具有中等程度的空间相关性,其空间变异性同时受土壤母质和人类活动的影响。研究区域土壤中,Zn,Cd,Pb的空间分布基本一致,同时受到交通运输和工业排放的影响;道路交通污染为研究区域Cu的主要来源。Fe和Ni同时受土壤母质和人类活动的影响,徐州钢铁厂附近区域土壤Fe含量整体偏高,在市中心主要交通干道附近表土中,Fe也表现出一定量的富集,Mn主要来自于土壤母质。