农用地土壤Cd有效态含量的安全阈值研究

为科学评估利用累积概率分布曲线研究土壤有效态Cd含量安全阈值的可行性,该研究参考物种敏感性分布法(SSD)的方法原理,以江西省上饶市Cd污染农田为研究对象,在统计分析区域农田土壤重金属总量、有效态含量和水稻籽粒中重金属含量的基础上,采用土壤总Cd含量-土壤有效态Cd含量线性回归方程以及基于Logistic函数分布模型的累积概率分布曲线模拟计算,分别推导土壤中有效态Cd的安全阈值并对比分析. 结果表明:研究区农用地土壤存在较大范围的Pb、Cd超标现象,点位超标率分别为54.70%和68.38%,土壤有效态Cd含量较高,平均值为0.22 mg/kg;研究区有34.98%的点位存在糙米Cd含量超标,Cd是研究区农用地土壤和糙米中的主要污染物. 通过线性回归方程和《土壤环境质量 农用地土壤污染风险管控标准(试行)》(GB 15618—2018)中的土壤筛选值,反推计算研究区农用地土壤中有效态Cd含量的阈值为0.149~0.183 mg/kg. 利用Logistic函数分布模型拟合基于有效态Cd含量的累积概率分布曲线,保护当地95%的糙米不超标的土壤有效态Cd含量的安全阈值为0.160 mg/kg. 研究显示,基于累积概率分布曲线法推定重金属有效态含量安全阈值较为科学,建议用作当地重金属污染农用地土壤钝化修复目标值,并对其他Cd污染农用地土壤的修复治理具有参考意义.      

土壤重金属有效态含量检测与监测现状、问题及展望

随着社会和科技的发展,土壤重金属污染逐渐危及粮食卫生安全及人类的身体健康。为了进一步了解土壤中重金属的污染情况,以及在土壤中生存植物的相关指标,就需要尽快的检测出土壤中的有效态含量。本文将土壤-植物-人作为一个整体,阐述了重金属有效态在该系统中的迁移机理,在此基础上选择合适的土壤重金属检测方法,使传统检测法与现代化检测方法相结合,把握住促进社会经济与生态环境的健康发展,维护人民身体健康的大方向。     

不同土壤中Zn有效态含量与全量关系的统计研究

以"全国重点区域土壤环境质量数据库"为数据源,依据pH值、有机质含量、阳离子交换量筛选出时间、空间分布不连续的3组402个土壤样品,对土壤中Zn有效态含量与全量的相关性进行了统计分析.结果表明,在pH值5.0～6.5、有机质含量1.0%～2.5%,pH值5.0～6.5、有机质含量2.5%～4.0%,pH值7.5～8.5、有机质含量1%～2.5%等3类土壤条件下(阳离子交换量均介于15～30cmol·kg-1),土壤中的Zn有效态含量与全量之间均存在显著的相关性,且均能在Zn有效态含量与全量之间建立起有意义的回归方程.     

土壤重金属镉标准值差异比较研究与建议

伴随我国工农业生产的快速发展,土壤污染物超标等问题逐年加剧,由土壤镉污染导致水稻出现"镉米"等食品安全事件频发,引起社会对土壤镉环境标准的广泛关注.建立土壤环境标准是开展土壤环境质量现状评价的基础,世界各国虽皆以镉对动植物和人体健康影响的最大允许值作为定值的基础依据,但定值方法、标准应用目标各有侧重,因而标准限值差异较大.通过对国内外土壤重金属镉标准限值和我国土壤镉背景值的研究,给出了全国各省级行政区域土壤表层镉背景含量范围值和部分土壤类型镉背景含量范围值;报告了我国现行土壤镉环境质量标准存在的突出问题,提出土壤环境质量标准中应设置土壤镉梯度标准限值、有效态与总量标准限值并存以及严格区分人为污染与高背景等建议.     

基于风险评估的陶粒砌块中重金属含量限值研究

为控制用于建材的陶粒中重金属的环境风险,采集利用电镀污泥烧制的陶粒制取的陶粒砌块样品,分析其重金属含量、浸出毒性浓度和有效量,识别其特征重金属及潜在风险,建立陶粒砌块用于墙体材料和路面铺设2种暴露场景时,基于风险评估方法的重金属含量限值制订方法,并采用该方法计算了陶粒砌块中重金属含量限值。结果表明:陶粒砌块中特征重金属为Cr、Ni、Cu、Zn和Ba,其浸出(释放)浓度分别为30.0~48.6、37.2~132.0、28.7~50.6、12.9~169.0和609~674 μg/L,低于GB 5085.3—2007《危险废物鉴别标准 浸出毒性鉴别》中的标准限值,利用电镀污泥制取陶粒砌块是可行的资源无害化处理方法;废陶粒砌块中Cr、Ni、Cu、Zn、Ba浸出(释放)浓度限值分别为1.50、0.20、10.00、10.00和7.00 mg/L,含量限值分别为186 198、3 313、8 740、36 703和3 272 mg/kg。提出的重金属含量限值制订方法可为陶粒中重金属环境风险控制提供依据,为建材中重金属含量限值制订提供参考。     

山西临汾煤焦铁铸工厂周边土壤磁化率和有效态微量重金属含量的空间变异性

通过对黄土高原山西临汾煤焦铁铸工厂周边农田土壤小尺度60个表层土样的分析测定,采用经典统计学和地统计学理论,研究土壤磁化率和金属Cu、Zn、Fe、Mn有效态含量的空间变异性。结果表明：土壤pH值、低频磁化率、频率磁化率百分含量、有机质、有效Cu、有效Zn和有效Mn含量符合正态分布,而高频磁化率和有效Fe含量符合对数正态分布;除pH值为弱变异外,其余土壤性质为中等变异水平;土壤各属性的半方差函数理论模型能用球状和高斯模型来拟合;土壤pH值和频率磁化率百分含量空间自相关部分起主要作用,由结构因素所引起的变异性占主导地位,受人为因素影响较小;而土壤低频磁化率、有效Cu、有效Zn、有效Fe、有效Mn含量空间变异性主要受人为因素影响较大。     

广州市郊区农业土壤重金属含量特征

调查了广州市郊区(海珠区、天河区、黄埔区、芳村区、白云区)农业土壤重金属的含量,分析测定了Cu、Pb、Zn、Cr、Ni、Cd、As和Hg 8种重金属元素的全量和有效态含量.结果表明,广州郊区土壤中Hg和Cd的污染程度较大,Pb和Zn次之;Cd元素的有效性系数最高,Hg元素的有效性系数最低;广州5郊区中白云区土壤重金属元素的全量和有效态含量最低;8种重金属元素的有效态均与其全量呈正相关;污水灌溉、固体废物和农药的影响是广州市郊土壤重金属含量较高的主要原因.     

肥料对土壤重金属有效态及水稻幼苗重金属积累的影响

为探究施用不同肥料对红黄泥和河沙泥农田土壤中Cu、Zn、Pb、Cd有效态含量的影响,通过盆栽试验,研究了施用7种肥料（猪粪、鸡粪、紫云英、商品有机肥、磷肥、复合肥、化肥）对土壤重金属有效态含量及水稻幼苗重金属积累的影响.结果表明:①红黄泥中复合肥处理能显著增加Zn有效态含量,比对照增加57.0%,猪粪处理显著降低了Cu、Pb、Cd有效态含量,比对照降低22.1%、13.4%、20.0%.②不同处理河沙泥中Cu有效态含量变化不显著,复合肥处理显著增加Zn有效态含量,比对照增加23倍,化肥处理显著增加Pb有效态含量,比对照增加31.6%,施用复合肥显著增加Cd有效态含量,比对照增加30.6%.③红黄泥中商品有机肥、紫云英处理显著增加水稻根Cd含量,且紫云英处理效果更明显,比对照增加1.92倍,猪粪、鸡粪、商品有机肥、磷肥处理均降低了水稻秸秆Cd含量,且商品有机肥作用更明显,比对照降低58.7%.④在河沙泥中商品有机肥、紫云英处理显著增加了水稻根Cd含量,且商品有机肥处理效果更明显,比对照增加4.27倍,猪粪、鸡粪处理均降低了水稻秸秆Cd含量,且鸡粪作用更明显,比对照降低29.2%.研究显示,不同处理土壤中Cu、Zn有效态含量差异明显;磷肥处理能显著降低红黄泥中Pb有效态含量,猪粪、鸡粪、紫云英处理可显著降低红黄泥中Cd有效态含量,复合肥处理能显著增加河沙泥Cd有效态含量;猪粪、鸡粪处理均能降低红黄泥和河沙泥中水稻秸秆Cd含量.      

干旱区绿洲农田土壤微量元素有效态含量空间分布特征

采用地统计学和GIS相结合的方法,对甘肃省张掖山丹县和民乐县农田耕层土壤中有效态Fe,Cu,Zn,Mn,Ni和Co含量的空间变异特征、分布规律及影响因素进行了研究. 结果表明,研究区有效态Fe和Zn含量较缺乏,6种微量元素均属中等变异强度. 有效态Cu,Zn和Ni含量的最适半方差模型为球状模型,Fe和Co为指数模型,Mn为高斯模型;有效态Fe,Cu,Mn,Ni和Co含量具有强烈空间相关性,有效态Zn含量具有中等空间相关性;6种微量元素有效态含量的变程大小顺序为Fe＞Ni＞Zn＞Co＞Mn＞Cu. 有效态Fe和Ni含量呈明显的带状分布,总体上为由南向北递减,有效态Mn和Co含量呈岛状分布;有效态Fe和Zn含量处于中等及偏低水平,而有效态Cu,Mn和Ni含量处于中等及丰富水平. 此外,土壤有机质含量对研究区主要微量元素(Cu除外)有效态含量的影响最大.      

铅锌矿区土壤中有效态重金属的稳定化研究

为研究铅锌矿区土壤中重金属的稳定化方案,实地采集了四川省攀枝花市米易县某铅锌矿区污染土壤,采用稻壳、秸秆-木材和动物粪便3种不同来源的生物炭对土壤中弱酸提取态Pb、Zn、Cd、Cu和水溶态Zn进行了静态实验,并在此基础上选择动物粪便炭添加到污染土壤中进行了35 d的培育实验。结果表明:动物粪便炭对矿区污染土壤中弱酸提取态Zn、Cd、Pb、Cu稳定化性能最好,去除率分别为13.16%、15.68%、96.33%、65.39%,3种来源生物炭对水溶态Zn去除率均>90%;培育实验中施用30%动物粪便炭的土壤中弱酸提取态Pb降低了97.36%,水溶性Zn也得到了有效降低。因此动物粪便炭的施加可降低矿区污染土壤中重金属的迁移能力,对于铅锌矿区土壤重金属污染的防范与治理提供了参考。     

北京市土壤重金属含量背景值的系统研究

在大规模、系统取样布点的基础上,从803个土壤样品中选出其中120个的"清洁"土壤样品,分析统计后提出了北京市土壤重金属的背景值.研究结果表明,北京市土壤As含量的背景值为7.09 mg/kg、Cd为0.119 mg/kg、Cr为29.8 mg/kg、Cu为18.7 mg/kg、Ni为26.8 mg/kg、Pb为24.6 mg/kg、Zn为57.5 mg/kg.与以前研究中所提出的背景值相比,本研究新提出的土壤Cd背景值提高125%,Pb和Ni的背景值没有明显的差异,但是As、Cr、Cu、Zn的土壤背景值则降低19%～55%.     

施用海泡石对铅、镉在土壤-水稻系统中迁移与再分配的影响

以浙江省绍兴市某铅(Pb)、镉(Cd)复合重污染地区土壤(全Pb含量为2 028.22 mg·kg~(-1),全Cd含量为2.36 mg·kg~(-1))及具有低Pb、Cd积累特性的浙江省典型晚粳稻品种嘉33为对象,通过土培盆栽试验,研究了海泡石的施用对铅、镉复合污染土壤中有效态Pb、Cd的含量以及水稻植株对Pb、Cd的吸收和分配关系的影响.结果表明:供试土壤中有效态Pb、Cd的含量与添加的海泡石量呈显著负相关,其相关系数分别为-0.940、-0.952,均达到显著水平(P0.01).随着海泡石添加量的增加,水稻根、茎、叶和精米中Pb、Cd的含量有不同程度地降低,水稻根、茎、叶及精米对Pb、Cd的富集系数显著下降,同时茎对根系吸收的Pb、Cd以及精米对茎中Pb、Cd的转运系数也显著下降.当海泡石的添加量为9.00 g·kg~(-1)土时,嘉33精米中的Pb、Cd含量分别为(0.14±0.02)mg·kg~(-1)、(0.03±0.01)mg·kg~(-1),均低于国家的限量指标(GB 2762-2012);相比于对照组而言,水稻根、茎、叶及精米对Pb的富集系数分别下降了8.83%、29.96%、49.20%、79.41%,对Cd的富集系数分别下降了23.08%、63.22%、44.00%、82.35%;另外,茎对根吸收的Pb、Cd的转运系数分别下降了23.18%、52.19%,精米对茎转运的Pb、Cd的转运系数分别下降了70.83%、52.00%,意味着在铅、镉复合重污染土壤上,海泡石同时对重金属Pb、Cd在土壤-水稻系统的迁移与再分配具有较好的阻控作用,合理施用海泡石与低重金属积累品种相结合可以实现污染浓度相对较高的重金属Pb、Cd复合污染土壤的农业安全利用.     

农产品视角的城郊黑土地农田重金属风险分区

农产品是重金属经土壤-作物系统危害人体健康的直接途径,其质量安全是我国粮食安全体系的重要组成部分.针对目前农田重金属分区研究对农产品考虑的不足,以农产品重金属累积特征及其导致的人体健康风险为指标,构建了基于农产品视角的农田重金属风险分区体系,同时以黑土地中重金属污染风险更高的城郊地带为研究区进行实例探讨.结果表明,农产...     

调理剂耦合水分管理对双季稻镉和铅累积的阻控效应

土壤重金属生物有效性和水稻自身的生理活动共同决定糙米的重金属累积.选取广州市郊一土壤镉(Cd)总量未超标但糙米Cd存在超标风险的稻田开展田间小区试验,以土壤重金属有效态和水稻生理阻隔为切入点,研究富硅调理剂(JD)、钙镁调理剂(YY)、富硅调理剂+淹水灌溉(JD+YS)和钙镁调理剂+淹水灌溉(YY+YS)处理对早、晚稻...     

东北地区污染黑土中重金属与有机质的关联作用

通过对东北地区污染农田黑土剖面的取样调查,对重金属Cd,Pb,Cu,Zn在农田黑土中不同采样点的全量、有效态和有机质结合态的分布特征及其与有机质的关系进行了研究,并分析了土壤有机质对重金属有机质结合态的影响.结果表明,Pb以有机质结合态存在的量较大,能与有机质形成较多的络合物,而Zn的有机质结合态占全量的比例相对较小,Cd和Cu有机质结合态占全量的比例处于Pb和Zn之间.由于外源污染的影响,土壤有机质含量与重金属有机质结合态相关性并不显著.由于土壤样品的不同解离功能团结合重金属的能力不同,采样区的重金属有机质结合态未表现出明显的分布规律.      

上海宝山区农用土壤重金属分布与来源分析

以上海宝山区为典型区域,在获取216个农用表层土壤样品重金属实测数据的基础上,运用多元统计和地统计相结合的方法,对上海宝山区农用土壤重金属的含量水平、分布特征和来源进行系统分析.结果表明,上海市宝山区农用土壤重金属Cd、Hg、As、Cr、Pb、Cu、Zn的平均含量值分别为0.195、0.148、7.44、82.5、29.1、33.2、124.5 mg.kg-1,均没有超过国家土壤环境质量二级标准,但Cd、Zn、Cr、Pb、Cu、Hg元素平均含量值超过上海市土壤背景值,其中Cd、Hg、Zn最为显著,分别是对应背景值的1.50、1.48、1.45倍,呈现出明显的累积趋势.相关分析和因子分析结果显示,各元素的来源可分为三类,Zn、Cd、Hg和Pb为一类,Cr和Cu为一类,As单独为一类;前两类元素含量远高于对应元素背景值,来源主要受各种人为活动影响,As元素含量与背景值相当,各样品含量的变异程度最低,来源主要与成土母质有关.空间结构分析表明,As元素以土壤母质、地形等结构性变异为主,其它元素主要受人为活动等随机因子影响;通过对临界值概率等值线的分布分析发现,Cd、Zn、Cr、Cu、Hg来源以点源为主,来源较为集中,Pb来源相对较为分散.     

西南地质高背景区蔬菜Pb的安全生产阈值与土地质量类别划分

为确保西南地质高背景区与人类活动交互叠加的农田土壤Pb污染蔬菜品种的安全生产,选取西南地区广泛食用的蔬菜作物32种,利用相关性分析和多元线性回归分析等方法研究了土壤-蔬菜中Pb累积规律和关键制约因子,西南地区农田土壤Pb生态安全阈值采用物种敏感度分布法确定.结果 表明,研究区土壤ω(Pb)为47.59 ～ 462.38...     

江苏盐城地区水产品重金属含量与安全评价

为初步了解江苏盐城地区水产品重金属污染现状及摄入风险,于2012年5月采集了该地区海水鱼类、淡水鱼类、甲壳类、贝类、头足类5类22种主要水产品,采用原子吸收分光光度法检测肌肉中Cd、Cu、Zn、Pb、Cr等5种重金属含量,并采用单因子污染指数(P i)、重金属污染指数(MPI)、每周可耐受摄入量(PTWI)及致癌与非致癌年风险(Rc ig、Rn ig、R’总)指标分别评价其污染程度、食用安全性和健康风险.结果表明,目前盐城地区水产品均受到一定程度的重金属污染,其中Cd、Pb、Cr超标较为严重,超标率分别为31.8%、31.8%、40.9%;P i结果显示,各水产品Cd、Pb、Cr含量均超过轻污染水平,其中淡水鱼类Cd、Pb含量,贝类Pb、Cr含量,头足类Cr含量达到重污染水平,Cu、Zn含量尚处于正常范围内;MPI结果显示,贝类、甲壳类重金属污染高于淡水鱼类、头足类和海水鱼类,污染程度为贝类>甲壳类>淡水鱼类>头足类>海水鱼类;总体而言,盐城地区水产品重金属的食用安全性尚在可接受范围内,但贝类和头足类的Cr摄入量已接近PTWI值,个别海水鱼类Cr的摄入量已超过PTWI值,存在较高风险;健康风险模型结果显示,各类水生生物总重金属摄入健康风险数值(R’总)均未超过国际辐射防护委员会(ICRP)推荐的最大可接受水平5.0×10-5a-1,但贝类和头足类的Cr摄入健康风险均已接近该数值,值得关注.当前,盐城地区水产品存在较严重的重金属污染,尤其是Cr污染,其污染等级、摄入风险和健康风险均较高,需引起高度重视.     

长三角典型区土壤重金属有效态的协同区域化分析、空间相关分析与空间主成分分析

以昆山市为典型区,采集了126个表层土壤样品,通过多元统计学、地统计学与GIS技术相结合,采用基于协同区域化理论的因子克立格法探讨了长三角多个土壤重金属有效态的区域分异,并在剖析不同空间尺度有效态重金属的空间结构特征基础上,应用空间相关分析和空间主成分分析来揭示引起这种分布格局的成因和污染来源,结果表明,昆山土壤有效态重金属服从正态或对数正态分布,变异系数较大,有效态Cd污染最重.重金属有效态在空间上可划分为块金尺度、小空间尺度（15 km左右）和大空间尺度（40 km左右）,它可用3个尺度的实验（交叉）变异函数的协同区域化模型线性拟合.空间相关分析中,Cd和Zn在3个尺度中的相关性均极显著,且元素在小尺度和大尺度的相关性比块金尺度更强,大尺度的负相关特征较其它尺度明显.空间主成分分析表明,不同尺度的空间污染来源不同.重金属有效态第一、二主成分的空间分布格局结果表明重金属有效态含量与工业活动、污水灌溉和土壤性质密切相关.     

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.