新疆典型城-郊-乡梯度带土壤微量元素空间分布与来源

从新疆某地典型城-郊-乡梯度带采集了77个表层(0~20 cm)土壤样品,基于GIS技术与多元统计分析方法,研究各梯度带表层土壤中Hg、As、V、Co、Ni、Cu、Zn、Cd、Pb和Sb等10种微量元素的空间分布特征与主要来源。结果表明:Hg元素在城区、郊区和乡村表层土壤中的平均含量均超出研究区土壤背景值,As元素在城区和郊区表层土壤中的平均含量超出背景值,Zn和Pb元素在城区表层土壤中的平均含量超出背景值,其余元素在3个梯度带表层土壤中的平均含量均低于相应的背景值。研究区表层土壤中,V、Co、Ni、Zn、Cd、Pb和Sb等7种元素的空间分布格局基本相似,均呈现沿城市化梯度带分布的地带性格局;As、Cu和Hg等3种元素的空间分布呈现岛状格局。来源分析结果表明,各梯度带表层土壤中的微量元素的来源各不相同。     

Oasis land-use change and its effects on the eco-environment in Yanqi Basin, Xinjiang, China

Satellite data and the published coefficients about the world's and China's ecosystem were used to analyze the effects of land-use changes on the ecosystem service in the Yanqi Basin. Both economic developments and arid, fragile ecosystems have strongly affected the land use. A sensitivity analysis determined the effect of manipulating the coefficients on the estimated values. Results indicated that (1) the total value of ecosystem services in the Yanqi Basin were 9,374.66, 10,450.52, 9,964.20, and 9,8707.77 million Yuan in 1990, 2000, 2005, and 2011, respectively. The net increase in ecosystem service values were about 496.11 million Yuan within 1990–2011; (2) The aggregated ecosystem service values of water body, wetlands, grasslands, and croplands were about 99.25 % of the total value; (3) Waste treatment and soil formation were the top two ecological functions with high service values and contributing about 61.70 % of the total service values; and (4) Ecosystem service values estimated in this study were inelastic with respect to the value coefficients; therefore, the estimation was robust in spite of uncertainties on the value coefficients. A reasonable land-use plan should be based on rigorous environmental impact analyses for maintaining stability and sustainable development of the Yanqi Basin.     

新疆焉耆盆地农田土壤重金属污染及健康风险评价

为研究新疆焉耆盆地绿洲农田土壤重金属的污染及潜在健康风险,选取194个样点采集土壤样品,测定As、Cd、Cr、Cu、Ni、Pb和Zn共7种重金属元素含量。利用地质累积指数(I_(geo))评价农田土壤污染水平,采用US EPA健康风险评价模型,对农田土壤重金属污染的潜在健康风险进行评估。结果表明,研究区农田土壤7种重金属平均含量均未超出《食用农产品产地环境质量评价标准》中的限值,但Cd、Cr、Ni、Pb和Zn含量平均值分别超出新疆灌耕土背景值的1.67、1.41、1.30、3.01和6.78倍。农田土壤中Zn呈现轻度污染,Cd与Pb呈现轻微污染,As、Cr、Cu与Ni呈现无污染态势。健康风险评估结果表明,经手-口摄入是研究区农田土壤重金属日均暴露量及健康风险主要途径。农田土壤7种重金属通过3种暴露途径的非致癌风险商(HQ)与非致癌风险指数(HI),单项致癌风险指数(CR)与总致癌风险指数(TCR)均小于安全阈值,属于可接受风险水平。研究区农田土壤重金属对儿童的非致癌风险低于成人,致癌风险高于成人。研究区农田土壤中As与Pb是最主要的非致癌风险因子,As是最主要的致癌风险因子,研究区农田土壤中As对人体的健康风险应当引起重视。     

典型石油城市道路积尘重金属污染及健康风险评价

从新疆典型石油城市克拉玛依市采集52个道路积尘样品,测定其中As、Cd、Cr、Cu、Pb和Hg 6种重金属元素的含量,采用地质累积指数法与美国环境保护署(USEPA)推荐的健康风险评价模型,分析了道路积尘重金属污染及潜在健康风险。结果表明,克拉玛依市道路积尘中As、Cd、Cr、Cu、Pb、Hg的平均值分别为新疆土壤背景值的1.62、1.75、0.99、1.50、1.24、2.94倍,道路积尘中6种重金属元素的地质累积指数(I_(geo))平均值排序为HgAsCuPbCrCd。其中,Hg处于轻度污染,其他5种元素均处于无污染水平。总体上,As、Cu、Hg的I_(geo)从西北向东南呈减小趋势;Cd的I_(geo)空间分布较为离散,出现两个同心圆状分布格局;Pb、Cr的I_(geo)呈现均匀分布格局。健康风险评价结果表明,克拉玛依市道路积尘中重金属元素的非致癌风险及致癌风险均处于安全范围内,主要暴露途径为手-口摄入,儿童受到的健康风险高于成人,As是克拉玛依市道路积尘中最主要健康风险元素。     

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(Igeo)、潜在生态风险指数(RI)和生态风险预警指数(IER),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...     

开都河下游绿洲耕地土壤重金属污染及潜在生态风险

开都河下游绿洲采集98个耕地土壤样品,测定其中As、Cd、Cr、Cu、Mn、Ni、Pb和Zn等8种重金属元素的含量.基于地统计法,污染负荷指数法和潜在生态风险指数法研究耕地土壤重金属污染和潜在生态风险,并对重金属的来源进行讨论.结果表明:(1)研究区Cd含量平均值超出《国家土壤环境质量标准》中Ⅱ级标准的11.08倍.Cd、Cr、Ni、Pb和Zn含量的平均值分别超出新疆灌耕土背景值的55.42、1.32、1.36、3.40和5.14倍.重金属元素空间分布各不相同,部分区域出现高值区,表明人类活动对耕地土壤环境具有负面效应.(2)研究区耕地土壤Cd呈现重度污染,Pb呈现中度污染,Cr、Cu、Ni和Zn呈现轻度污染,As和Mn呈现无污染态势.Cd是污染面积最大,污染程度最高的元素.研究区污染负荷指数PLI的平均值为1.68,呈现轻度污染.(3)各重金属元素单项生态风险指数(E)的平均值从大到小依次为:Cd、Ni、As、Cu、Pb、Cr与Zn.研究区综合生态风险指数(RI)的平均值为355.31,属于较强生态风险.(4)研究区耕地土壤As、Cd、Pb和Zn主要受到人类活动的影响,Cr、Cu、Mn和Ni主要受到土壤地球化学特征的控制.Cd是研究区耕地土壤主要的污染因子,对PLI和RI的贡献很大,耕地土壤中Cd污染必须关注.     

Oasis land-use change and its effects on the oasis eco-environment in Keriya Oasis,China

Land-use change in oases of arid zones play a significant role in the sustainable development and stability of oases. This paper presents a typical case of successful efforts to mitigate land-use change, its drivers and effects on the oasis eco-environment at Keriya Oasis in the western arid zone of China using remotely-sensed data, official statistics, and data collected by field investigation. Mathematical models were developed to quantify important elements related to land-use change, including net change and total change. The results indicate that: (1) approximately 17% of land-use types of Keriya Oasis changed between 1991 and 2002; (2) socioeconomic development, climate change, and economic polices contributed to land-use change in the oasis; (3) inappropriate human activities were the main cause of land-use change and eco-environmental degradation in the oasis; and (4) the stability of the oasis is threatened by land-use change and unexpected eco-environmental changes in the oasis and oasis–desert ecotone. The study suggests irrational human activity in arid zones, and that caution should be exercised to maintain stability and sustainable development of oases.     

吐鲁番盆地葡萄园土壤重金属环境容量评价与预测

土壤与农产品重金属污染风险评价是当前国内外研究的热点领域。从新疆吐鲁番盆地葡萄园采集101个代表性土壤样品，测定其中As、Cd、Cr、Ni、Pb和Hg等6中元素的含量。采用综合环境容量指数法（PI），分析葡萄园土壤重金属环境容量特征及其空间分布规律，估算静态和动态环境容量，并预测其近百年变化趋势。结果表明：（1）吐鲁番盆地葡萄园土壤中As、Cd、Cr、Ni、Pb与Hg含量平均值均未超出《农用地土壤污染风险管控标准（GB15618-2018）》中的土壤风险筛选值；（2）葡萄园土壤各重金属元素单项环境容量指数平均值由大到小依次为：Ni > Pb=Hg > As > Cr > Cd其中，Ni元素的环境容量指数处于高容量状态As、Cd、Cr、Pb与Hg等5种元素环境容量指数均处于中容量状态。研究区98.02%的葡萄园土壤处于中容量区，研究区中部葡萄园土壤重金属元素的PI值较高，研究区东部和西部葡萄园土壤重金属元素的PI值较低；（3）静态年容量和动态年容量排序相同大小依次为：Cr > Ni > Pb > As > Hg > Cd。20~40 年之内的静态和动态年容量变化速度大于其他年限的变化速度，各年限动态年容量均大于静态年容量。     

博斯腾湖流域浅层地下水重金属分布特征

从新疆博斯腾湖流域采集67个浅层地下水样品,测定其中Cu、Cd、Cr、Mn、Ni和Zn 6种重金属元素的含量,采用Nemerow综合污染指数对地下水中重金属污染程度进行评价,借助GIS技术与地统计法分析地下水中重金属含量与污染水平空间分布格局。结果表明:①博斯腾湖流域地下水6种重金属元素平均含量均未超出《国家地下水质量标准》(GB/T14848—2017)中Ⅲ类标准的限值;②研究区地下水重金属Cd、Cu、Ni与Zn的最佳变异函数理论模型为指数模型,Mn为球状模型,Cr为高斯模型。地下水中6种重金属元素空间分布格局各不相同,均出现含量高值区;③研究区地下水中Cd呈现中度污染,Ni存在点源污染,其它4种元素均呈现无污染。地下水中重金属元素综合污染指数介于0. 23～2. 22之间,平均值为0. 73,呈现轻微污染。Cd与Ni是研究区地下水中污染最高的元素,研究区地下水Cd与Ni污染值得关注。     

新疆焉耆盆地农田土壤重金属环境容量分析

为进一步了解土壤环境容量状况,从焉耆盆地采集191个农田土壤样品,测定其中As、Ni、Cr、Cu、Pb、Cd和Zn 7种重金属元素的含量,基于GIS技术,采用综合容量指数法分析农田土壤重金属环境容量特征与空间分布规律。结果表明:1）焉耆盆地农田土壤中As、Cd、Cr、Cu、Ni、Pb与Zn含量平均值均未超出GB 15618—2018《土壤环境质量农用地土壤污染风险管控标准（试行）》中的土壤风险筛选值;2）农田土壤各重金属元素单项环境容量指数平均值由大到小依次为:As、Cr、Ni、Cu、Pb、Cd、Zn。As的环境容量指数处于高容量状态,Ni、Cr、Cu、Pb、Cd、Zn等元素环境容量指数均处于中容量状态;3）研究区7种重金属元素环境容量空间分布情况不同,研究区各容量区土壤面积顺序为:中容量区 > 高容量区 > 低容量区 > 超载区 > 警戒区。该结果可为研究区农田土壤环境保护和管理提供依据。