岩溶区不同母质土壤Cd地球化学特征及玉米籽实Cd含量预测

碳酸盐岩风化形成的Cd自然高背景值区一直以来都备受关注,但由于岩溶区不同母质土壤的理化性质、 Cd含量和生物有效性存在显著差异,导致利用土壤Cd总量对耕地进行环境质量分类存在一定的局限性.通过系统采集典型岩溶区残坡积母质和冲积母质表层土壤及玉米样品,分析玉米Cd、土壤Cd、 pH和氧化物等指标,揭示了不同母质土壤Cd地球化学特征及其生物有效性的影响因素,并基于预测模型提出科学有效的耕地利用区划建议.结果表明,岩溶区不同母质土壤理化性质分异明显,冲积母质土壤Cd含量较低,但生物有效性高,玉米籽实Cd超标率高.玉米籽实Cd生物富集系数与土壤CaO、 pH、 Mn和TC呈极显著负相关关系,相关系数分别-0.385、-0.620、-0.484和-0.384.与多元线性回归预测模型相比,采用随机森林模型预测玉米Cd富集系数的准确度更高.研究结果提出了一种基于土壤Cd和预测农作物籽实Cd含量的地块尺度耕地安全利用新方案,充分利用耕地资源,确保农作物安全.     

海南岛西部地区砖红壤中微量元素含量及其分布特征

对海南岛西部地区发育典型的5个砖红壤剖面微量元素的组成特征进行研究发现,5个剖面微量元素的含量变化趋势具有一定的相似性,其中Cu、Pb、Zn、As平均含量大多高于中国南方砖红壤的平均值,而Ni、Mo、Cd、Sn、Sb等微量元素则刚好相反。各剖面微量元素含量的纵向变化规律显示,土壤中微量元素含量及其垂直变化从根本上取决于土壤母质的特征。受区内自然条件影响,区内土壤微量元素的垂向迁移能力相对较弱,而人类的工业活动、农业活动也可导致少量As、Cd、Pb等有害外源微量元素进入土壤并趋向于在土壤的浅层富集。     

农业土壤中水溶性氟的分布特征与影响因素分析——以湖北省荆州市为例

土壤中氟是人体必需元素,但过量的氟摄入影响人体健康。本研究以湖北省荆州地区为例,通过该地区典型利用方式和土壤类型共177个代表性样点取样分析,摸清了该地区农业土壤水溶性氟含量状况,探讨了土壤基本理化性质与土壤水溶性氟含量的关系。结果表明,该区域土壤水溶性氟在0.22 mg/kg~4.57 mg/kg之间,平均值为1.74 mg/kg,变异系数高达50%。潮土中水溶性氟含量最高(1.86 mg/kg),其次是水稻土(1.76 mg/kg),棕红壤(0.55 mg/kg)水溶性氟含量最低。土壤水溶性氟含量在pH值低于7.5时与土壤pH值呈极显著正相关关系。旱地与草地土壤的水溶性氟含量随着有机质的增加而显著增加,但水稻土有机质含量与土壤水溶性氟含量无明显相关性,表明研究区内土壤高氟含量的形成与当地的母质主要为冲积母质有直接关系。     

韩江三角洲典型地区土壤镍的空间分布特征

以韩江三角洲典型地区揭阳市为研究区域,依据标准格网进行土壤样本采集(表层土壤样本1330个,深层土壤样本331个),利用常规统计学及地统计学方法研究了土壤镍的空间结构及分布特征。结果表明:揭阳市表层土壤镍含量为0.92-88.90 mg/kg,平均镍含量为9.16 mg/kg,低于揭阳市土壤背景值和国家农用地土壤污染风险筛选值;富集系数EF均值<1,富集程度较低,处于损耗状态,在研究区也没有显著污染、强烈污染或极强污染的地区。采用半变异函数及MoranⅠ相结合的方法探讨空间自相关性,镍含量半变异函数表现出明显的块金效应,块金值C_0在基台值(C_0+C)中所占的比例约为27.59%,MoranⅠ为0.38,具有强的空间自相关性;研究区内Ni的分布具有明显的各向异性,有南北、东北-西南2个方向分布迁移的趋势。土壤镍在揭阳中部平原地区含量高且集中,南北两端的山地和沙滩地含量偏低,沿河分布且在流域内冲积平原区域富集;不同母质、土壤类型和不同土地利用方式对土壤Ni的含量造成不同程度的影响,其中揭阳市表层土壤Ni含量主要受位于冲积或沉积平原区的成土母质沉积物控制。     

河台金矿矿山土壤-植物系统微量元素地球化学和生物地球化学特征

在广东省河台金矿矿山采取土壤、植物样品,并对其中的微量元素含量采用ICP-MS法测定,研究了金矿矿山土壤、植物的根、茎、叶微量元素地球化学和生物地球化学特征。结果表明:在成矿和表生地球化学过程中金矿土壤各层的微量元素发生迁移和分异,在表土层和心土层含量高于底土层;土壤各剖面层中Au及Au的伴生元素As、Hg、Cu、Pb明显高于背景对照区和中国土壤背景值;植物体内微量元素的含量特征受所处土壤环境影响,同时表现出每种植物独特的生物地球化学特征和对金矿环境的耐性机制;运用微量元素的生物吸收系数和生物转移系数表征植物对微量元素的吸收富集能力以及在各个器官的迁移状况。     

土壤污染指标元素钛、锆、钇在吐鲁番地区土壤中的分布及应用

本文根据新疆吐鲁番地区八种母质发育的土壤中Ti、Zr、Y的X射线荧光法分析数据,对这三种元素在土壤中的分布以及用它们之间的比值来判断该地区土壤剖面各层次的母质来源是否相同等问题进行初步探讨。结果表明,不同母质发育的土壤中元素含量有一定差异,而在大多数母质发育的土壤的表、底土间元素含量无明显差异;该地区土壤中zr/Y比和Ti/Zr比可用来判断土壤剖面不同层次的母质来源,两个结果较为一致,对于各层次间元素对比值较接近的剖面,认为是同一母质来源。     

中国东部花岗岩上发育的森林土壤微量元素含量地域分异趋势

测定了中国东部花岗岩上发育的不同地带性森林土壤的微量元素含量，研究了单一母岩条件下成土过程对微量元素含量及分异规律的影响。所测定的大多数元素含量低于世界和中国土壤的均值。研究的元素Ｍｎ，Ｃｏ，Ｃｒ，Ｃｕ，Ｎｉ，Ｖ，Ｃｄ，Ｚｎ有从高纬度向低纬度含量降低的趋势。但在暗棕壤和棕壤地带出现峰值。元素沿土壤剖面的纵向分布规律与成土过程密切相关。     

杭嘉湖平原土壤中氟元素的空间分布特征

以杭嘉湖平原13个地区的耕层土壤(0～20cm)中氟元素为研究对象,利用地统计与GIS技术相结合的方法研究了该地区土壤中氟的空间分布特征.结果表明,全氟具有较高的空间相关性,说明受母质、地形、土壤类型等自然的结构性因素影响较大;水溶态氟、交换态氟具有中等的空间相关性,说明施肥、管理水平等随机因素引起的空间变异起很大作用.采用Kriging最优插值法得到了表层土壤氟含量的空间分布图,显示土壤氟元素的3种形态与土壤母质、pH值、有机质、土壤质地等含量关系密切;全氟含量集中在200～300mg/kg;水溶态氟含量集中在0.5～1.0mg/kg;交换态氟含量集中在2.0～4.0mg/kg.全氟、水溶态氟、交换态氟的空间分布均表现为中、东部比西部高.     

江汉平原沙洋地区表层土壤中硒的分布特征及富硒原因分析

以江汉平原沙洋地区为研究区,采集154个表层土壤样品,综合表层土壤样品的主微量元素含量、pH值和有机碳(TOC)等地球化学指标,系统地探讨了沙洋地区表层土壤中硒(Se)含量的分布特征、硒来源以及土壤理化性质对硒分布的影响。结果表明:沙洋地区表层土壤中Se含量介于0.07～1.48mg/kg之间,90%以上表层土壤样点呈足硒状态;富硒土壤主要分布于西荆河东岸的李市镇和官垱镇,面积约为80km2;沙洋富硒区土壤中主微量元素含量及主要参数与汉江沉积物相近,而与长江沉积物和沙洋过渡区土壤有一定的差异,指示其物源为汉江沉积物;表层土壤中硒的含量与土壤酸碱度(pH值)、TOC含量以及铁铝氧化物(Fe2O3、Al2O3)含量具有良好的相关关系,说明沙洋地区表层土壤中硒分布不仅受控于成土母质,还受土壤理化性质的影响。     

海南土壤中稀土元素含量及分布特征

对海南四种不同母质来源的土壤样品中的稀土元素含量及分布特征进行了研究,结果表明:除砂岩母质外,海南省其它母质的土壤中稀土元素总量都高于全国土壤、世界土壤和地壳中稀土元素的平均含量;各母质类型土壤中Eu亏损明显。花岗岩上发育的土壤中稀土元素含量最高,总量达419.42mg/kg。砂岩和花岗岩上发育的土壤中LREE相对富集。LREE和HREE在不同母质来源的土壤剖面中的富集、迁移等地球化学行为不完全相同,这说明:土壤发育过程中,稀土元素的含量和分布不仅仅和成土过程、气候及其它地球化学因素有关,而且与母质也有重要的关系,母质往往制约着风化成土过程中稀土元素的地球化学行为。     

三门峡某铅厂遗留场地土壤重金属空间分布特征及来源解析

我国各大城市目前正在进行大规模的工业企业搬迁,并产生了众多污染搬迁遗留场地,其中重金属污染尤为严峻.为了分析三门峡某铅厂遗留场地土壤重金属的污染状况、空间分布和污染来源,采用地统计学分析场地土壤重金属的空间变异规律和分布特征,并利用PMF模型解析场地土壤重金属的主要来源.结果表明,土壤中As、Cd、Cu、Pb、Hg和Ni的平均值远超过河南省土壤环境背景值,As、Cd、Pb和Hg含量超过场地土壤污染风险筛选值,As、Pb和Hg含量超过场地土壤污染风险管控值.Cr的高值区位于废渣堆场北侧,Ni和Cd高值区位于废渣堆场北侧和场地南侧,As的高值区位于废渣堆场南侧与生活区之间,Cu和Pb高值区较为分散,主要集中于中部的原料堆场和炼炉区,Ni和Cd、Cu和Pb具有相同的空间分布特征.基于PMF模型可知,7种重金属有3种主要来源,Cd以废渣堆积源为主,贡献率为87.60%;Cu、Pb和Hg以土壤母质源为主,贡献率分别为92.50%、75.20%和95.40%;Cr、Ni和As以原料粉尘废气源为主,贡献率分别为80.80%、83.30%和62.00%.     

影响北京地区土壤元素背景值的因素分析

用主成份分析研究了影响北京地区土壤元素背景值的主要因素。分析结果表明,影响土壤元素背景值的主要因素,在平原地区是地貌条件,在山区是成土母质。     

包头某铝厂周边土壤重金属的空间分布及来源解析

以包头市某铝厂周边500 m内土壤为研究对象,土壤按0~5 cm、5~20 cm、20~40 cm和40~60 cm分层取样,共采集64个土壤样品,测试了Cu、Pb、Zn、Cr、Cd、Ni、Mn共7种重金属含量,运用相关性分析和主成分分析区分厂区周边重金属的来源.结果表明Cu、Pb、Zn、Cr、Cd、Ni和Mn含量分别为32.9、50.35、69.92、43.78、0.54、554.42和36.65 mg·kg~(-1),受测的7种重金属与内蒙古背景值相比均超标;重金属空间分布表明,重金属在西南方向明显富集,且在表层土壤(0~5 cm)重金属含量最高,重金属含量随深度的增加而降低,在20 cm以下的土层趋于稳定;来源分析表明,土壤周边重金属Cu、Zn、Cr和Mn的来源可能受铝厂及周边工业活动的影响;Pb和Cd来源可能主要与道路交通有关;Ni的主要来源可能受农业活动和土壤母质共同作用.     

滇西地区土壤重金属来源解析及空间分布

以滇西重金属地质高背景区为研究区,系统采集了4193件表层土壤样品,分析测试了As、Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb和Zn 8种重金属元素的含量,综合运用相关分析、主成分分析和单因素方差分析等经典统计方法探讨了土壤重金属来源和土壤重金属含量与成土母质、土地利用方式之间的关系,并利用地统计方法对重金属的空间分布特征进行了分析.结果表明：①研究区8种重金属含量平均值均超过全国土壤背景值,但是低于农用地污染风险筛选值;与云南省土壤背景值相比,As、Cd、Cu、Ni、Pb和Zn含量平均值与云南省背景值相当,Hg和Cr的平均含量分别是其背景值的2.35和1.60倍,土壤重金属存在不同程度累积现象.②Cr、Cu和Ni主要受成土母质的控制;Cd、Zn和Pb主要受人类活动影响,人为来源主要为铅锌矿开采选冶、交通运输和煤炭燃烧,Cd、Zn在一定程度上受成土母质的影响;As和Hg以人为来源为主,受汞矿采选、农业活动及煤炭燃烧的影响.③不同成土母质和土地利用方式的土壤中重金属含量差异显著.Cd、Cr、Cu、Hg和Ni在沉积岩母质区土壤中平均含量最高;草地中As、Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Zn平均含量最高.④Cu、Ni、Cr高值区与沉积岩母质区及区内分布的铜矿和铁矿空间耦合性良好;Pb、Cd和Zn的高值区与区内的铅锌矿分布范围基本一致;As和Hg高值区与区内汞矿等热液型金属矿的分布具有较高的空间一致性,在人类活动密集地区也呈高背景分布.     

汞矿区周边土壤重金属空间分布特征、污染与生态风险评价

为探明汞矿开采对周边土壤环境及人体健康的影响,在重庆市酉阳县某汞矿聚集区周边采集表层土壤组合样42件,分析了土壤中重金属（Cd、Hg、Pb、As、Cr、Cu、Zn和Ni）的含量及pH,对土壤重金属含量的空间分布特征、污染程度和生态风险进行了研究.结果显示,研究区土壤重金属表层富集明显,参照《土壤环境质量农用地土壤污染风险管控标准（试行）》（GB15618-2018）发现,土壤Cd、Hg、Pb、As和Zn存在不同程度的超标现象.土壤存在一定程度的污染和生态风险,土壤重金属中度-重度污染和强生态风险区均分布在矿点周围,说明矿业活动对土壤环境的影响.土壤Cr、Cu和Ni含量可能受到母岩的风化和成土作用的影响,土壤Hg、Pb和Zn可能受到矿产开采等人为活动的影响,土壤Cd和As同时受到地质背景和人为活动的影响.重金属对成人的健康影响较小,对儿童造成健康风险的概率较大,土壤As是造成人体健康风险的主要贡献因子,8种重金属均以经口摄入途径的贡献率最高.汞矿的开采是造成研究区土壤污染及生态风险的主要原因.     

晋江河口沉积物重金属污染历史与来源

为研究沉积物重金属元素的主要来源,分别采用电感耦合等离子体质谱法和冷原子吸收法,测定了晋江河口柱状沉积物中15种重金属元素(Pb、Sr、Cr、Cd、Zn、Cu、Fe、Mn、V、Ni、Co、Cs、Sn、Sb和Hg)的质量分数,结合210Pb定年技术,运用Pb、Sr同位素示踪技术及多元统计分析方法(聚类分析法),探讨沉积物中15种重金属元素的垂向分布特征及污染历史. 结果表明:①近300 a来晋江河口受到不同程度的重金属污染. ②柱状沉积物中的Pb主要来自于上游流域的采矿活动(贡献率为47.5%~83.7%)和土壤母质(贡献率为16.3%~52.5%). ③沉积物的87Sr/86Sr为0.716 37~0.719 26,高于人为源(≤0.711 72),说明沉积物中的Sr受人类活动影响较小,主要来源于土壤母质. ④聚类分析结果显示,15种重金属元素可分两大类,Ⅰ类为Sr、Hg、Cr、V、Ni和Cs,以自然源为主;Ⅱ类为Pb、Fe、Mn、Zn、Cd、Sb、Sn、Cu和Co,以人为源为主,主要与上游流域的采矿活动有关.      

哈尔滨市土壤表层重金属污染特征及来源辨析

鉴于确定土壤重金属来源是降低土壤重金属人为输入和控制土壤重金属面源污染扩散的必然要求,以哈尔滨市9个市辖区中4个主要老城区（道里区、道外区、南岗区、香坊区）为研究区,依据标准格网进行土壤样本采集（表层土壤样本307个,深层土壤样本77个）,分析土壤中w（As）、w（Hg）、w（Cd）、w（Cr）、w（Cu）、w（Ni）、w（Pb）、w（Zn）;并利用主成分分析法、地累积指数法和指示克里格插值法,分别对该区不同成土母质区域表层土壤重金属的污染特征和来源进行分析.结果表明:① 哈尔滨市四区表层土壤中As、Cr、Cu、Ni、Pb、Zn主要来源于成土母质,Hg和Cd受人类活动的影响显著.② 以各类成土母质中重金属含量平均值为评价依据,哈尔滨市表层土壤中Hg、Cd表现出较大范围的重金属污染,依据土壤样本所在格网覆盖范围,污染范围分别占研究区的60%、65%.③ Cu、Pb、Zn污染范围小且污染程度低.研究显示,人口集聚、工业发展、交通发达等因素已经造成研究区表层土壤中Hg、Cd、Cu、Pb、Zn不同程度、不同范围的污染,需要合理有效地处理生活垃圾、控制工业和交通排放,以缓解表层土壤重金属污染.      

基于GIS杭嘉湖平原土壤氟的质量评价

测定分析了浙江省杭嘉湖平原13个县市的土壤氟含量,以GIS软件平台为基础,利用克里格插值法揭示了该地区土壤全氟及其影响因素的空间分布特征,按照土壤全氟指数法评价杭嘉湖平原土壤氟的健康质量.结果表明:全氟含量的空间分布是中、东部比西部的高,与土壤母质、pH值、有机质、阳离子交换量、土壤质地等关系密切;整个研究区域土壤全氟含量较低,大多在200～300mg/kg之间,有23.7%的土壤全氟含量低于200mg/kg;其中又以余杭的土壤全氟含量最低,均在100mg/kg以下.     

银川市黄河滩区土壤重金属污染特征、生态风险评价与来源解析

为了解银川市黄河滩区土壤重金属污染现状及来源,采用电感耦合等离子体质谱法（ICP-MS）测定了银川市黄河滩区共92个采样点土壤样品中Zn、Cu、Cr、Pb、Ni、Cd、As和Mn这8种重金属的含量,采用富集因子、地累积指数法与潜在生态风险指数法对重金属污染特征进行分析和评价,并结合相关性分析、绝对主成分-多元线性回归受体模型（APCS-MLR）、正定矩阵因子分解（PMF）模型和地统计学对土壤重金属进行来源解析.结果表明,Cu和Pb含量平均值低于银川市土壤背景值,Zn、Cr、Ni、Cd、As和Mn含量平均值分别是背景值的1.28、1.06、1.08、1.79、1.11和1.19倍,所测8种重金属元素含量平均值均低于农用地土壤污染风险筛选值;不同用地类型之间重金属含量平均值表现为：荒地>退耕地>林地>耕地;研究区Zn和Cd呈轻微富集,其余6种元素无富集;Cd属于中度潜在生态风险水平,其余重金属处于轻度水平;联合受体模型表明交通和农业等人为活动来源对Zn和Cd的贡献较大,其余重金属受土壤母质等自然源影响较大.研究结果可为银川市黄河生态保护与可持续发展提供科学依据.     

基于PMF模型及地统计的土壤重金属健康风险定量评价

为定量评估不同土壤重金属来源带来的人体健康风险差异,选取山东省章丘市为研究区,系统采集425处土壤样品,测定As、Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb和Zn共8种土壤重金属含量,采用描述性统计特征评估土壤重金属富集状态,进一步利用受体模型正定矩阵分解法（positive matrix factorization,PMF）和地统计技术确定土壤重金属的来源及分配,最后基于重金属来源构建健康风险定量评估模型.结果表明：①表层土壤中As、Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb和Zn含量均超出背景值,但未超出农用地土壤污染风险筛选值,表明土壤重金属出现一定的富集.②土壤重金属来源可分为3类,Cr和Ni的空间分布大致相当,且与风化母岩空间分布趋势相近,为自然来源,Cd、Cu和Zn受道路运输控制为交通来源,空间分布上受道路布局影响明显,Hg、Pb和As元素含量高值区与工业区城区分布相对应,工业排放和燃煤加剧Hg在土壤中的富集,属于工业来源,其来源占比最大约为41.85%,交通来源和自然来源分别为33.79%和24.36%.③不同种元素在手口、呼吸和皮肤接触暴露途径下产生的非致癌与致癌风险处于可接受范围内,儿童最大致癌（36.53%）与非致癌风险（36.01%）的重金属来源均为工业源,而交通源是成人的最大致癌（34.98%）与非致癌风险（37.06%）来源,重金属来源和暴露途径的差异化规避是降低重金属健康风险的关键.