土壤重金属形态与溶解性有机物的环境行为

土壤中重金属的污染已成为日趋严重的环境问题,重金属在土壤中的富集过程和迁移转化规律与土壤中重金属赋存形态有着密切的联系。文章阐述了土壤中重金属的赋存形态及其影响因素,并介绍了溶解性有机物质(DOM)与土壤中重金属间的环境化学行为,为更加科学合理利用和修复受重金属污染土壤以及为土壤环境污染风险评估与预测提供准确、可靠的理论支持。     

土壤污染及其防治

X53200601428土壤中重金属形态分析及其环境学意义/韩春梅(中科院沈阳应用生态研究所)…∥生态学杂志/中科院沈阳应用生态研究所.-2005,24(12).-1499～1502环图Q-28介绍了土壤重金属的形态及各种分析方法,重点说明了土壤中重金属形态分布及影响因素;讨论了影响土壤环境中重金属形态转化的因素,重金属形态与重金属在土壤中的迁移性、可给性、活性的关系,重金属污染土壤修复与重金属形态分布的关系。形态分析在一定程度上反映自然与人为作用对土壤中重金属来源的贡献,并反映重金属的生物毒性。重金属可以因形态中某一个或几个方面不同而表现…     

土壤和沉积物中重金属积累及其Pb、S同位素示踪

对榨子厂附近一个废弃多年的古老土法炼锌点土壤和沉积物中重金属的积累及污染程度进行了研究。研究区土壤、沉积物样品中Pb、Zn、Cd含量已大大高于该地区的背景值,zn的积累明显大于Pb的积累程度。相关分析表明,土壤和沉积物中Fe2O3对重金属有强烈的固定作用。沉积物和土壤中有很高的综合污染指数,显示出重金属的污染程度很高。化学形态分析表明重金属以碳酸盐结合态、残渣态和铁锰氧化物结合态为主,有效态所占的比例很低,但其含量并不很低,在酸性条件下,有释放导致污染的可能性。同位素示踪结果显示,研究区土壤和沉积物中积累的Pb、S为矿山物质来源。     

土壤环境重金属污染风险的综合评价模型

综合考虑了土壤环境中重金属的总量富集污染及各重金属在土壤中不同赋存形态的生物有效性差异,将风险评估指数(RAC)嵌入地累积指数模型,建立了土壤环境重金属污染风险的综合评价模型。应用所建模型评价某典型污灌区土壤中各重金属污染的风险程度,通过分析评价结果以及和同类模型评价结果的对比,所建模型更全面、真实地表征了该区域土壤重金属污染的风险水平,为我国土壤资源管理和优先控制因子的选取提供了新思路。     

不同来源重金属污染土壤中重金属的释放行为

根据重金属来源的不同把重金属污染土壤分为2类:外源重金属污染土壤和内源重金属污染土壤,后者重金属来自成土母质.2类污染土壤中的重金属在不同颗粒中的分布有很大差异:外源重金属污染土壤的重金属主要分布于细颗粒中,重金属具有明显的向细颗粒富集的特点;而内源重金属污染土壤的重金属颗粒分异特征相对不明显.提取试验表明,内源重金属污染土壤中重金属主要以残余态形式存在,较为稳定,释放较缓慢,内源重金属污染土壤颗粒磨细程度对土壤重金属释放的影响明显高于外源重金属污染土壤.pH对外源和内源重金属污染土壤中重金属的溶出均有较大影响.连续淋溶试验表明,外源重金属污染土壤释放重金属的强度虽然较高,但其释放持续时间较短;而内源重金属污染土壤释放重金属的强度较低,但其持续时间较长.      

呼和浩特市不同功能区土壤重金属污染特征及评价

选择呼和浩特市居民区、科教区、城市公园、商业区、道路、工业区和开发区为研究对象,共采集62个样品.通过分析不同功能区土壤重金属含量,采用单因子污染指数法和内梅罗综合污染指数法评价重金属污染程度,主成分分析重金属污染的成因和来源,旨在为防治城市土壤重金属污染提供理论依据.呼和浩特市不同功能区土壤7种重金属的含量表明,其中5种重金属的平均含量均超过内蒙古自治区土壤背景值,重金属Cu和Zn含量分别达到背景值的2.33倍和1.85倍;单因子污染指数评价表明,不同功能区土壤存在不同程度重金属的污染,重金属Cu在商业区呈重度污染.不同重金属元素平均污染程度为:Cu>Zn>Cr>Mn>As>Ni>Pb;内梅罗综合污染指数评价表明,商业区污染最严重,呈重污染程度;其次是道路,污染水平为中度污染;科教区和城市公园污染程度最轻.不同功能区土壤重金属的综合污染指数大小为:商业区(3.03)>城市道路(2.12)>居民区(1.98)>科教区(1.81)>工业区(1.72)>开发区(1.36)>城市公园(1.28);主成分分析表明,呼和浩特市土壤不同重金属来源存在差异,其中Cr、Cu、Mn、Pb和Zn主要来自交通污染源和生活废弃物的堆放,Ni和As目前仍然主要受自然因素控制,来源于自然源.呼和浩特市土壤重金属的污染已经对城市生态系统的健康发展构成了一定程度的威胁.     

复合稳定剂对砷污染土壤的稳定研究

重金属污染土壤均含有多种元素,使用一种药剂对土壤进行稳定的效果不佳且处理费用较高.本研究采集富含砷(As)、镉(Cd)、锌(Zn)的重金属污染土壤,选用无机和有机稳定剂对土壤进行快速化学稳定化实验研究,利用酸浸提程序(TCLP法)评价土壤中重金属的浸出毒性,结果表明,含钙物质、含硫物质以及含铁物质对于降低金属流动性非常有效,6种试剂中稳定效率排序为:氧化钙>硫化钠>有机硫>壳聚糖>硫酸亚铁>二乙基二硫代氨基甲酸钠.根据不同试剂稳定重金属的靶向特性对两种类型稳定剂进行组合,对复合稳定剂的稳定效果进行评价,分析结果显示复配试剂的综合稳定效率更高:铁钙复配(3%硫酸亚铁+5%氧化钙)对土壤中3种金属的稳定率为81.7%、97.2%、68.2%,而有机硫氧化钙复配试剂(3%氧化钙+5%有机硫)对3种金属的稳定率达到76.6%、95.7%、93.8%.重金属形态测试的结果认为重金属从可交换态转变为还原态(无机类试剂)或氧化态(有机类试剂)是重金属稳定的主要原因,且形态转变程度决定了土壤的稳定程度.     

两类典型重金属土壤污染研究

对贵州水城矿务局周围煤矸石污染土壤和Pb、Zn冶炼场污染土壤的重金属污染状况进行了研究和评估。研究结果表明：煤矸石风化形成的土壤有一定的重金属污染，污染程度取决于煤矸石的组成。Pb、Zn土法冶炼造成土地严重污染，在污染土壤中种植的农作物中重金属含量严重超标。重金属在土豆不同部位富集程度各不相同，而且Pb-Cd、PbZn、Zn-Cd在植物体内具有较高的正相性。     

形态分析对土壤重金属污染修复的意义

近年来,经济的快速发展和城镇化的深入促使人类活动加剧了对自然环境的“侵蚀”。土壤,作为人类生产和生活赖以生存的基石,受到重金属污染的问题日益凸显。文章基于近30年土壤重金属淋洗修复的研究成果,总结了其修复进展,并归纳了土壤重金属形态分析在修复进展中的运用及必要性,提出土壤重金属形态分析对于土壤重金属修复工作的指导意义。为之后研究不同土壤条件下重金属修复研究提供思路,同时为今后开展工程上的土壤重金属污染修复提供指导意见。     

基于三角模糊数和重金属化学形态的土壤重金属污染综合评价模型

将三角模糊数理论引入环境评价领域,构建了量化表征不同重金属自身生物毒性及同一重金属不同化学存在形态生物毒性的土壤重金属生物毒性双权重评价体系,并结合地累积指数评价模型,建立了土壤重金属污染综合评价模型.最后,采用该综合评价模型评价了寺庄顶典型污灌区的土壤重金属污染状况.评价结果表明,寺庄顶典型污灌区土壤中5种重金属的综合污染评价值差异较大,各重金属的综合污染程度排序为:Cd＞Ni＞Cu＞Zn＞Cr,Cd、Ni、Cu应成为今后该地区土壤污染治理的主要控制因子.与确定性模型评价结果的对比分析表明,综合评价模型较好地弥补了确定性评价的不足,并能更全面、真实地综合表征评价区域土壤重金属富集污染和潜在生物毒性风险信息,为科学决策提供了理论基础.     

含磷物质与活性炭复配稳定土壤重金属研究

利用含磷物质、活性炭及两者复配组合对污染土壤中的重金属进行稳定化处理,根据稳定效率对稳定剂进行筛选,并分析稳定前后土壤重金属的生物有效性、赋存形态变化。结果表明:经磷矿粉+5%煤基活性炭稳定7 d后,土壤中Pb、Zn、Cu、Cd稳定效率分别达75.85%、61.03%、52.80%、49.92%,土壤重金属的DTPA和PBET生物有效态均降低。BCR形态分级实验表明:该复合稳定剂对土壤重金属的稳定化效应较好,重金属的酸可提取态均有所减少,转化为其他难以分解转移的形态。结果表明,磷矿粉和煤基活性炭可作为资源回收利用,应用于土壤重金属污染修复。     

重金属污染土壤修复治理技术概述

综合阐述土壤重金属污染的现状、土壤中重金属污染物的来源、重金属在土壤中的赋存形态,总结了现存可行的一些土壤重金属污染治理措施并提出防治建议。     

污泥中重金属污染程度和生态风险评估优化

重金属是城市污水处理厂污泥中的一种典型无机污染物。对重金属污染程度和生态风险的准确识别对于污泥的安全处理或处置至关重要。目前,有关污泥中重金属污染程度和生态风险的评估方法主要包括2种:总量因子法和形态因子法,但各方法之间缺乏统一的分类等级。此外,有关污泥中重金属污染程度和生态风险评估的总量因子法和形态因子法不够完善。该研究首先在参考河流底泥和土壤中重金属污染程度和生态风险评估研究成果的基础上,进一步完善污水处理厂污泥中重金属污染程度和生态风险评估方法,并建立统一的分类等级。然后,以南昌市4个主要污水处理厂污泥为研究对象,应用上述建立的方法对污泥中重金属的污染程度和生态风险进行评估。最后,依据评估结果对总量因子法和形态因子法之间的关联性和一致性进行探讨。研究结果表明:在评估Cu、Zn、Ni和Cr单一重金属污染程度时,总量因子法和形态因子法呈现显著正相关和较高的一致性;在评估Zn和Ni单一重金属生态风险时,总量因子法和形态因子法呈现显著正相关和较高的一致性;在评估重金属综合污染程度和生态风险时,总量因子法和形态因子法呈现正相关和较高的一致性。该研究的开展将进一步为污水处理厂污泥中重金属的污染程度和生态风险评估提供理论参考,与此同时可为南昌市污水处理厂污泥中重金属的污染风险管理提供数据支撑。     

土壤重金属累积对土地利用与景观格局的响应

土地利用/覆被既能反映重金属污染物的主要来源,亦能通过改变土壤物理、化学和生物性质从而控制重金属在土壤中的迁移性和活性,造成土壤中重金属的累积直至污染.基于2003年和2013年宁波市区土壤重金属采样点数据和土地利用数据,采用面向对象的决策树分类方法进行土地利用/覆被分类,采用单项污染指数、内梅罗综合污染指数评价土壤重金属污染状况,采用景观格局指数探索重金属不同累积程度下的土地利用变化和景观格局演变,采用冗余和偏冗余分析识别对研究区土壤重金属累积影响最为显著的景观格局因子及不同因子之间的交互作用.结果表明:①2003～2013年研究区8种土壤重金属元素均出现了不同程度的累积,其中以Hg、Ni和Cr的累积程度最高;研究区大多数区域已受到了土壤重金属的污染且重度污染区的污染程度仍在加剧.②较高的重金属累积程度并不完全出现在土地利用类型一直为建设用地的区域,或由其他类型转为建设用地的区域,有相当一部分发生在利用类型一直为耕地或者是由其他类型转为耕地的区域.③重金属污染地区都有着破碎、复杂和聚集的景观格局特征,其中耕地、住宅用地和工业用地的这种特征与土壤重金属累积的相关性最大;④建设用地的斑块聚集程度越高,大多数重金属元素的累积程度会显著增加;景观的多样性程度和农用地的形状复杂程度越高,Cu、Hg、Pb和Cd的累积程度会显著增加;距离采矿用地越近,Cd含量增加的效应越明显.     

北京市再生水灌溉对土壤、农作物的重金属污染风险

如何准确、客观表征再生水长期灌溉的重金属污染风险是人们关注的主要问题之一。研究通过调查不同水源灌溉条件下土壤、小麦重金属含量,结合不同输入途径对再生水灌区土壤重金属的贡献,评估再生水灌溉对土壤、农作物的重金属污染风险。结果表明,污灌区、再生水灌区土壤均呈现不同程度的重金属累积,但不同灌区小麦籽粒的重金属含量之间没有差异。北京市再生水重金属浓度远远低于农田灌溉水质标准,再生水灌渠中采集的水样重金属浓度与地下水重金属浓度之间的差异并不显著。通过再生水灌溉途径带入的重金属与地下水灌溉相当,低于大气沉降和有机肥施用等输入途径带入的重金属。当前再生水灌溉导致土壤重金属污染的风险较小,并不会导致农作物重金属超标。再生水灌区土壤重金属污染并不一定是由于再生水灌溉导致,更大程度是早期的污水灌溉或有机肥施用造成的。     

农田土壤重金属污染风险评价模型与方法研究

土壤重金属污染是当今重要的世界性环境问题之一,尤其近年来不断出现的农产品重金属超标问题与农田土壤重金属污染程度密切相关。因此,选择合理的模型和方法对农田土壤中重金属污染状况进行评价,这对于环境和健康问题显得尤为重要。本文综述了国内外常用于农田土壤重金属评价的传统指数模型和以指数模型为基础而延伸出来的一些评价方法,介绍了基于GIS技术、土壤重金属形态分析以及以农产品质量安全为基础的评价模型,分析了主要评价模型和方法的优缺点,提出了农田土壤重金属污染评价研究的方向。     

内蒙古草原某铜钼矿区土壤重金属污染特征研究

对位于内蒙古草原的某大型铜钼矿采选矿区土壤和尾矿库区周围土壤的重金属污染状况进行了调查研究。单项污染评价结果表明,矿区土壤中Cd、Cr、Cu、As、Hg、Ni、Pb和Mo 8种重金属元素的含量均低于国家土壤环境质量Ⅱ级标准限值;与内蒙古呼伦贝尔盟土壤重金属背景值相比较,8种元素均有不同程度的超标,超标率介于25.85%~100%,但超标倍数较低,从侧面说明了有色金属铜钼矿的开发对土壤环境造成了累积污染,但由于开发年限较短(2009年建成投产),累积污染并不严重。内梅罗综合污染评价结果表明,矿区147件土壤样品累积综合污染指数P_N在1以上(轻度污染以上)的有95件,所占比例为64.63%,说明矿区土壤已经受到不同程度的重金属累积污染。重金属含量纵向分布结果表明,表层土壤的重金属含量高于深层土壤。由于矿区周边地势较为平坦开阔,故该地区主导风向对矿区不同方位土壤重金属污染水平影响较为显著。     

土壤重金属污染及修复技术

土壤是环境的重要组成部分,而土壤的重金属污染是当今危害人类健康的重要因素,重金属的迁移性不仅和重金属的总量有关,还与其在土壤中的不同形态有密切联系.介绍了Teesier的重金属形态五步分级法,影响重金属在土壤-植物体系中迁移的因素,土壤污染评价方法以及目前比较成熟的土壤修复方法,并对未来的研究方向提出了看法.     

中国城市土壤重金属空间分布与污染研究

研究对比分析了中国城市土壤重金属的空间变异、时间差异、污染水平以及环境风险,研究结果表明,中国城市土壤重金属含量均超过了中国土壤背景值,尤其是Cd和Pb的污染严重,其含量分别是中国土壤背景值的91.37倍和41.91倍,Ni的污染较轻,其含量是中国土壤背景值的1.59倍。中国城市土壤重金属的含量存在明显地区差异,东部、中部和西部地区的城市土壤重金属含量差异较大,省会城市和地级城市的污染程度不一,城市不同功能区之间也存在明显区别。同时,城市土壤中金属含量也因城市发展时间的长短而又一定差异。中国城市土壤重金属总体内梅罗综合污染指数是45.404,属于重度污染,中国城市土壤重金属综合潜在生态风险指数为71.56,潜在生态风险程度为高级。不同等级的城市污染程度不一,造成的环境风险也不同。     

广东清远电子垃圾拆解区农田土壤重金属污染评价

简单粗放的电子垃圾回收活动给周边环境带来了一系列污染问题,污染物通过食物链的累积最终将对人体健康产生危害.为了解广东省清远市电子垃圾拆解地周边农田土壤重金属污染现状,在该市龙塘镇和石角镇电子垃圾拆解区域内采集22个农田土壤样品,并分析了土样中重金属的含量水平、空间分布特征和化学形态.结果表明,与广东省土壤背景值相比,农田表层0~20 cm土壤中Pb、Cu、Cd、Zn、Ni和Cr元素含量表现出不同程度的富集.从单项污染指数来看,72.7%的表层土壤样品存在一种或几种重金属超标,以Cd、Cu、Pb和Zn污染为主,其中Cd污染比例最高,其次是Cu,最后是污染比例相当的Pb和Zn.内梅罗综合污染指数分析发现68.2%的土壤样品受到重金属污染,其中更有53.3%为重污染等级.大部分重金属之间具有良好的相关性,简单粗放的回收活动成为电子垃圾拆解地周边农田重金属污染的重要来源.Cd、Pb、Zn和Cu在表层土壤中含量较高,深层土部分(20~100 cm)并未表现出随深度增加而显著降低的趋势.Cr和Ni元素在整个采样剖面中含量基本一致,无统计学意义上的差别.重金属化学形态分析结果显示Pb、Cu和Cd的活性形态比例范围分别为36.9%~90.6%、39.6%~93.9%和43.7%~99.6%,平均值分别为61.3%、65.3%和80.7%,绝大多数土壤样品中3种重金属活性形态在总量中的比例占到一半以上,具有极大的生态风险.