不同土壤生境下斑茅对重金属的富集特征

为了筛选Cu、Zn、Pb、Cd多重金属离子的富集植物,对不同土壤生境(铜铁矿、钨矿、铅锌矿和无矿场污染)的优势种斑茅(Saccharum arundinaceum(Retz.)Jeswiet)对Cu、Zn、Pb、Cd离子富集情况进行了调查。结果表明,斑茅对Cu、Zn、Pb、Cd离子有富集优势并以Cu富集显著,斑茅根系土壤与斑茅地上部Cu含量存在相关性(P<0.05),斑茅对Pb和Cd的富集与转运存在极显相关性(P<0.01);在强酸、多金属污染弃耕农田土壤中,斑茅不仅符合Cu超富集植物的特征,而且其对Zn、Pb和Cd3种重金属的富集系数和转运系数均>1。在Cd、Cu、Pb和Zn均低于国家土壤环境质量二级标准(GB15618-1995)的弃耕农田中,斑茅对Cu、Zn和Cd的富集系数均>1。研究表明,斑茅可以作为Cu、Zn、Pb、Cd多金属污染土壤的富集植物进行人工修复。     

华南地区典型燃煤电厂周边土壤重金属分布、风险评估及来源分析

为了解华南地区典型燃煤电厂周边表层土壤重金属空间分布特征,对韶关市燃煤电厂周边20处农田表层土壤中7种重金属(镍(Ni)、铜(Cu)、锌(Zn)、镉(Cd)、铅(Pb)、铬(Cr)及砷(As))的总量进行检测,并分析了其相应的空间分布规律,同时评估了周边土壤重金属的生态风险并分析其来源。结果表明:该燃煤电厂周边土壤中重金属Ni、Cu、Zn、Cd、Pb、Cr及As的平均含量分别是17.79、19.59、159.08、3.14、111.01、96.61 mg/kg和21.48 mg/kg,Cd、Pb污染情况突出,重金属Zn、Cd、Pb、Cr的分布与盛行风向密切相关。综合污染指数法表明,Cd、Pb及Zn处于重污染状态;潜在生态风险指数法表明,Cd处于严重潜在生态风险状态;地累积指数法表明,Ni、Cu整体处于无污染状态,Cd整体处于高污染状态。多种统计方法表明,Zn、Cd、Pb及Cr受燃煤电厂影响明显,Cu、As的来源不仅受燃煤电厂等工业的影响,还与该地区农业灌溉用水密切相关,Ni的分布最为均匀,受自然因素影响明显。     

铜尾矿库剑叶金鸡菊根际尾矿和植株的重金属元素含量及相关性分析

以安徽省铜陵市杨山冲铜尾矿库复垦区(覆土复垦)和未复垦区生长的剑叶金鸡菊(Coreopsis lanceolata Linn.)为研究对象,对2个区域剑叶金鸡菊根际尾矿的基本理化性质和6种重金属元素含量进行了比较,并对2个区域剑叶金鸡菊不同器官的重金属元素含量及其转移系数和富集系数,以及Ca和总磷含量及其比值(R)进行了比较;在此基础上,对不同器官重金属元素含量与根际尾矿相应重金属元素含量以及相应器官Ca和总磷含量及R值进行了Pearson相关性分析。结果表明:2个区域的根际尾矿均偏碱性;复垦区根际尾矿的电导率及有机质、总碳、总氮、总磷、速效磷、速效钾、Cu、Zn、Pb和Cd含量均高于未复垦区;并且,2个区域根际尾矿的Cu、Zn、As和Cd含量均超过国家土壤二级标准。2个区域剑叶金鸡菊各器官的Cu、Zn和Mn含量均较高,而Pb、Cd和As含量较低;主根和须根的Cu和As含量以及茎叶的Cd和Zn含量均较高。与未复垦区相比,复垦区剑叶金鸡菊主根的Zn、Pb、Cd、Mn和As含量较高,而茎叶的重金属元素含量却较低。2个区域剑叶金鸡菊中Cd的转移系数最大,而Cu和As的转移系数分别为最小和未检出;并且,复垦区剑叶金鸡菊中Zn、Pb、Cd和Mn的转移系数显著(P0.05)低于未复垦区。2个区域剑叶金鸡菊不同器官重金属元素的富集系数大多较低。另外,复垦区剑叶金鸡菊主根的Ca和总磷含量以及须根和茎叶的总磷含量均高于未复垦区。相关性分析结果表明:剑叶金鸡菊主根和须根的Pb含量与根际尾矿的Pb含量分别呈显著和极显著(P0.01)正相关,茎叶的Cu和Zn含量与根际尾矿的相应重金属元素含量分别呈极显著和显著负相关;主根的Mn含量与Ca和总磷含量呈显著正相关;须根的Cd和As含量与Ca含量分别呈极显著和显著负相关,Mn含量与总磷含量呈显著负相关;茎叶的Cu、Zn和Cd含量与Ca含量以及Cu和Mn含量与R值均呈显著正相关,Mn含量与Ca含量呈极显著正相关。综合分析结果显示:剑叶金鸡菊对6种重金属元素均有一定的吸收和积累能力,属于多重金属耐性植物;并且,覆土复垦可显著降低重金属元素从剑叶金鸡菊根部向茎叶转移,建议将其作为Cu和As污染地植物固定修复的物种。     

某农药工业园区周边土壤重金属含量与风险评价

以苏南某农药工业园区周边30km2区域为研究区,采用同心圆法采集土壤样品183个,分析了农药工业园区周边土壤Cd、Cr、Cu、Ni、Pb、Zn、Hg和As8种重金属含量、空间变异性、来源及潜在风险.结果表明:以自然背景值为评价标准,研究区表层土壤Hg、Cu、Cd和Pb平均含量超过自然背景值,其中Hg和Cu含量最高;以国标二级标准为评价标准,土壤Cd、Cr、Ni、Pb、Zn、As6种重金属的单项污染指数平均值均小于1,Hg和Cu分别为1.59和1.05.在农药工业园区周边土壤重金属污染较重的东南方向和西北方向,随着与园区距离的增加,土壤Cd、Ni、Pb、Cr、As、Hg、Zn和Cu含量先上升、后下降、再趋于平稳.通过分析农药工业园区周边土壤重金属综合污染指数发现,距离园区约200～1000m周边土壤污染的风险较大,而1000m以外逐渐达到安全范围.利用地统计学和GIS相结合进行分析发现,8种重金属污染指数有明显的空间变异.依据相关分析与主成分分析结果推测,Zn、Ni、Cr、Pb和As主要来源于成土母质,而Hg、Cu和Cd主要与人类活动有关.     

哈尔滨市不同类型人工林土壤重金属含量

以东北林业大学城市林业示范研究基地9种人工林(兴安落叶松林、樟子松林、黑皮油松林、黄波罗林、胡桃楸林、水曲柳林、白桦林、蒙古栎林和针阔混交人工林)为对象,分析林地土壤不同层次(0～10 cm和10-30 cm)A8、Cd、Cu、Ni、Pb、Zn 6种重金属含量,并以哈尔滨市土壤背景值为标准,采用综合污染指数法评价各林型土壤重金属污染状况.结果表明:不同类型人工林同一土层重金属含量差异显著;除了As和Ni,同一人工林土壤重金属含量均随土壤深度增加呈下降趋势.各类型人工林同一土层重金属含量以Zn最高(62.29～126.35mg·kg-1),Cd最低(0.06～0.47 mg·kg-1).6种重金属含量由高到低顺序为:Zn＞Pb＞Cu(Ni)＞Ni(Cu)＞As＞Cd,累积程度为:Cd＞Pb＞Zn＞Cu＞Ni＞As.林地土壤Pb、Cd、Cu、Zn间(除水曲柳林)及其与土壤有机质、N、P、K(除水曲柳林和蒙古栎林)显著相关,且以上4种重金属含量高于背景值,为人为输入;Ni和As含量与本地背景值相当,为自然因素,不同林型土壤内梅罗综合污染指数依次为:水曲柳林＞黄波罗林＞针阔混交林＞胡桃楸林＞樟子松林＞黑皮油松林＞兴安落叶松林＞白桦林＞蒙古栎林.     

广州市花都城区绿地土壤肥力与重金属污染分析

在对广州市花都城区绿地土壤取样调查的基础上,采用全国第二次土壤普查养分分级标准和内梅罗污染指数法等对其土壤肥力和重金属污染情况进行分析评价,揭示花都城区绿地土壤存在的问题。结果表明,花都城区绿地土壤容重变幅在1.25～1.75 g·cm–3之间,孔隙度变幅在30.81%～47.42%之间,pH在6.16～7.68之间,有机质含量在四级及以下标准,严重缺乏氮素和磷素。不同绿地类型中,厂区路旁绿地土壤重金属污染最严重,其次为主干道两侧绿地;研究区As污染最严重,Pb次之,未受Zn污染,存在不同程度的Cu、Cd、Cr、Ni、Hg污染。相关性分析表明,土壤pH与全钾、碱解氮含量极显著相关,有机质与全氮极显著相关,全氮、全磷分别与碱解氮、有效磷显著正相关,全钾与碱解氮显著负相关;重金属元素中,Cu与Zn、Cr、Ni极显著相关,Zn与Cu、Pb、Cd、Cr、Ni极显著相关,Pb与Zn、Cd极显著相关,Cr与Cu、Zn、Ni极显著相关,As和Hg与其他重金属元素均无显著相关性。     

黄河口盐地碱蓬湿地土壤-植物系统重金属污染评价

以黄河口盐地碱蓬湿地为例,评价了淹水和非淹水区湿地表层土壤As、Cd、Cu、Cr、Pb和Zn 6种重金属的污染程度及其在土壤-植物系统中的迁移、富集特征,分析了不同积水深度和土壤理化性质对研究区土壤重金属含量的影响.研究结果表明,与土壤或沉积物质量标准相比,黄河口盐地碱蓬湿地土壤受As和Cd污染最严重,而其它重金属污染较轻;非淹水土壤Cd、Cr和Zn含量高于淹水湿地,而As、Cu和Pb则较低;而且淹水土壤As含量随积水深度增加而呈下降趋势,但积水深度对其他重金属含量的影响不明显.相关性分析结果表明,按照受土壤关键影响因子的不同重金属(除As外)可以分为两类:第一类为Cd、Cr和Zn,这些重金属含量受土壤pH值和盐分影响较大,且相互间存在显著正相关关系,表明它们可能有相同的来源;第二类为Pb和Cu,它们受土壤pH值、盐分和有机质的影响,且Pb和Cu之间存在显著正相关关系.除Cr、Cu和Zn外,重金属在盐地碱蓬的根系内一般不发生显著富集,但绝大多数重金属都表现出地上部分的含量比根系更高的现象.     

刺楸年轮中重金属含量动态变化及富集特性

为探索刺楸对受污染土壤重金属的富集和修复效应, 以南京栖霞山的乡土树种刺楸及其根际周边土壤为研究对象, 截取其根基部年轮盘及根际土壤样本, 采用ICP-AES法测定年轮及土壤样本中重金属(Cu、Cd、Cr、Mn、Ni、Pb、Zn)元素含量。结果表明: 栖霞山样地中的土壤受Mn、Pb和Zn污染最为严重, 存在Cu、Cd、Mn、Pb、Zn元素的高度复合污染, Cd、Cr、Cu、Ni、Zn在土壤和年轮中存在相关性, Mn和Pb则没有表现出明显的相关性; 刺楸修复受Cd、Mn、Pb、Zn污染的土壤效果并不显著, 更适用于Cr、Cu、Ni污染的土壤修复; 鉴于Cu元素含量变化特征, 刺楸也可以作为反映当地污染历史的记录载体; 刺楸年轮中的重金属元素之间存在交互作用, 其中Cd与Zn元素含量高度相关(r=0.984, p<0.01), 在刺楸年轮吸收重金属元素的过程中, Cu与Cd、Cr、Mn、Zn元素具有协同作用, Mn元素对其他元素有一定的拮抗作用。     

蚯蚓对不同厚度复垦土壤中重金属生物有效性的影响

煤矸石充填复垦土壤理化状态和重金属水平能显著影响后续生态利用.为查明蚯蚓对矸石上不同厚度覆土中重金属(Cr、Cu、Pb和Zn)总量和有效态的影响,采用土柱实验,将蚯蚓接种到矸石上覆土,设置10、20、30、50、70 cm五种覆土厚度,通过测定不同厚度覆土pH、有机质(OM)、总氮(TN)、总磷(TP)、总钾(TK)和...     

长沙城市森林土壤7种重金属含量特征及其潜在生态风险

采用调查分析方法,研究长沙城市森林土壤Zn、Cu、Ni、Pb、As、Cd、Hg7种重金属含量,并以长沙市土壤背景值和湖南省土壤背景值为参比值,采用Hakanson潜在生态危害指数法评价不同城市化梯度森林土壤重金属潜在生态风险.结果表明:7种重金属的平均含量均随着城市化程度提高而增加,Pb增幅最大,As增幅最小.同一城市化梯度森林土壤均以Zn平均含量最高,Cd最低,但均未超过土壤环境质量标准(GB15618-1995)Ⅱ级标准值.在城市中心区,桂花树林、樟树+桂花树混交林土壤Zn、Cu、Pb、As、Hg平均含量普遍较高,而樟树+马尾松混交林、桂花树+杜英混交林土壤Cu、Ni、As、Cd、Hg平均含量普遍较低,Pb、Zn空间分布差异明显,Cd、Ni、As空间分布比较均匀,Cu、Ni、Pb、As、Cd、Hg之间(除Cd与As、Ni之间外)均存在显著(P＜0.05)或极显著(P＜0.01)的相关性,与土壤有机质之间也呈显著(P＜0.05)或极显著(P＜0.01)的相关性,Zn、Cu、Ni、Pb、As、Cd、Hg主要是人为输入;中心区森林土壤重金属的潜在生态危害已达到中等生态危害程度,边缘区接近中等生态危害程度,郊区为轻微生态危害程度,Zn、Cu、Ni、Pb、As均为轻微生态危害程度,Cd、Hg已达到中等生态危害程度以上.     

重金属污染区土壤酶活性变化

从福建龙岩新罗区特钢厂污灌区农田采集土壤,测定土壤基本理化性质及脲酶、纤维素酶、碱性磷酸酶、多酚氧化酶、过氧化氢酶活性和Cu、Cd、Pb、Zn含量,探讨重金属污染和土壤性质对土壤酶活性的影响.结果表明： 4种全量或有效态重金属与土壤脲酶、纤维素酶、碱性磷酸酶和多酚氧化酶活性呈显著正相关,与过氧化氢酶活性呈显著或极显著负相关;土壤pH与碱性磷酸酶活性呈极显著正相关,粉粒含量与过氧化氢酶活性呈显著负相关.经通径分析,重金属污染刺激了脲酶、多酚氧化酶和纤维素酶活性,但对碱性磷酸酶活性的影响较小.有效态Cu、Cd、Pb、Zn对过氧化氢酶活性的直接影响并不大,但通过间接途径抑制了过氧化氢酶活性.土壤理化性质对5种土壤酶活性的影响较大,碱解氮直接抑制了脲酶活性;全磷直接刺激了碱性磷酸酶和过氧化氢酶活性,并通过有效磷刺激了纤维素酶活性;有效磷直接刺激了纤维素酶活性,直接抑制了碱性磷酸酶和过氧化氢酶活性;全钾直接抑制了碱性磷酸酶和多酚氧化酶活性;速效钾通过有效磷刺激了纤维素酶活性;土壤颗粒组成明显影响多酚氧化酶和过氧化氢酶活性.5种酶活性与土壤Cu、Cd、Pb、Zn含量之间的关系不明确,因此其活性不是指示土壤Cu、Cd、Pb、Zn污染的良好指标.     

Heavy metal contamination of soil and tree-ring in urban forest around highway in Shanghai,China

The heavy metal (HM) pollution of forest soil has been known as one of the most challenging pollution issues due to their characteristics. In order to know the HM pollution condition in urban forest, identify the possible source of HM, 102 sub-samples of soil in 34 sites and 39 tree rings sub-samples in 7 sites were collected in the outer-ring greenbelt (ORG) in Shanghai, China. Concentrations of Cu, Zn, Pb, and Cd in soil and tree rings were analyzed, and the soil properties pH, total nitrogen, total phosphorous, and organic matter were analyzed too. Geo-accumulation index and potential ecological risk index were used for assessing the contamination level of HMs. Nonparametric tests, one-way analysis of variance, correlation analysis, and principal component analysis were applied. The results showed that: (1) concentrations of Cu, Zn, and Cd in soil were significantly higher than their corresponding background values of Shanghai (BVs); concentrations of Cu, Zn, and Pb in tree rings increased gradually in the past 10 years; (2) Zn and Cd were in unpolluted to moderately polluted level, Cd has moderate degree potential ecological risk; (3) vehicle exhausts and abrasion of vehicle parts of tires and historical agricultural activities were the main sources of HM contamination; (4) Cinnamomum camphora (L.) Presl. has the potential to reconstruct the change of Cu, Zn, and Pb as a bioindicator. In conclusion, Cd should be considered as a priority control component. The relationship between plant and soil should take further focus and more studies of the behavior of HMs in soil and plants are required.     

重金属污染区土壤酶活性变化——以福建龙岩新罗区特钢厂污水灌溉区为例

从福建龙岩新罗区特钢厂污灌区农田采集土壤,测定土壤基本理化性质及脲酶、纤维素酶、碱性磷酸酶、多酚氧化酶、过氧化氢酶活性和Cu、Cd、Pb、Zn含量,探讨重金属污染和土壤性质对土壤酶活性的影响.结果表明:4种全量或有效态重金属与土壤脲酶、纤维素酶、碱性磷酸酶和多酚氧化酶活性呈显著正相关,与过氧化氢酶活性呈显著或极显著负相关;土壤pH与碱性磷酸酶活性呈极显著正相关,粉粒含量与过氧化氢酶活性呈显著负相关.经通径分析,重金属污染刺激了脲酶、多酚氧化酶和纤维素酶活性,但对碱性磷酸酶活性的影响较小.有效态Cu、Cd、Pb、zn对过氧化氢酶活性的直接影响并不大,但通过间接途径抑制了过氧化氢酶活性.土壤理化性质对5种土壤酶活性的影响较大,碱解氮直接抑制了脲酶活性;全磷直接刺激了碱性磷酸酶和过氧化氢酶活性,并通过有效磷刺激了纤维素酶活性;有效磷直接刺激了纤维素酶活性,直接抑制了碱性磷酸酶和过氧化氢酶活性;全钾直接抑制了碱性磷酸酶和多酚氧化酶活性;速效钾通过有效磷刺激了纤维素酶活性;土壤颗粒组成明显影响多酚氧化酶和过氧化氢酶活性.5种酶活性与土壤Cu、Cd、Pb、Zn含量之间的关系不明确,因此其活性不是指示土壤Cu、Cd、Pb、Zn污染的良好指标.     

江苏省典型区农田土壤及小麦中重金属含量与评价

为了研究江苏省典型区地震带农田土壤和小麦中重金属的污染,在具有代表性的农田采集收获期小麦及耕层土壤,分析和评价了土壤和小麦中重金属Cu、Pb、Cd、Ni、Cr、Hg、As和Zn的含量及污染程度。结果表明,土壤样品中Cd、Zn、Pb的含量均超过江苏省土壤背景值,Cr、Cu、Ni和As分别有25.64%、97.44%、92.31%和92.31%的土壤样品中超过江苏省土壤背景值,Hg的含量均在背景值以下;与国家土壤环境质量标准(GB15618—1995)中Ⅱ级标准相比,Cd的含量均超出标准限值,其它7种重金属元素含量均在标准限值以下。土壤中重金属相关分析表明,Cd、Cu、Cr、Ni、Pb、Zn、As具有相同的来源的可能性较大,而Hg与Cd、Cu、Cr、Ni、Pb、Zn、As的来源均不相同。以NY 861—2004为评价标准,小麦籽粒Pb、Cr、Hg、Ni、As样品超标率分别为100%、58.97%、33.33%、10.26%、2.56%,Cu、Zn和Cd没有样品超标,由此可见小麦籽粒中Pb的污染最为严重。采用单因子污染指数法、综合污染指数法和Hakanson潜在生态评价指数法以国家土壤环境质量标准(GB15618—1995)和江苏省土壤背景值为参比值,对农田土壤重金属污染进行评价,结果显示,从单项污染指数来看只有Cd达到重度污染水平,其它元素均在安全范围以内,从综合污染指数来看土壤重金属污染达到中度污染水平,从潜在生态评价指数法来看,研究区域表现为很强的生态危害,并以Cd为主要污染因子。     

新疆焉耆盆地辣椒地土壤重金属污染及生态风险预警

从新疆加工辣椒主产地(焉耆盆地)采集105个辣椒地典型土壤样品,测定其中As、Cd、Cr、Cu、Mn、Ni、Pb和Zn等8种重金属元素的含量。采用污染负荷指数(Pollution load index,PLI)、潜在生态风险指数(Potential ecological risk index,RI)和生态风险预警指数(Ecological risk warning index,I_(ER))对辣椒地土壤重金属污染及生态风险进行评价。结果表明:(1)焉耆盆地辣椒地土壤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1.65、1.40、1.32、3.21、6.42倍。辣椒地土壤Pb和Zn呈现重度污染,Cd、Cr和Ni轻度污染,As、Mn和Cu无污染。(2)土壤PLI平均值为1.40,呈现轻度污染。各重金属元素单项生态风险指数从大到小依次为:Cd、Ni、As、Cu、Pb、Cr、Zn。土壤RI平均值为18.40,属于轻微生态风险态势,IER平均值为-4.78,属于无警态势;博湖县辣椒地污染水平、潜在生态风险程度与生态风险预警等级最高,焉耆县污染水平、潜在生态风险程度与生态风险预警等级最低。(3)辣椒地土壤As、Cd、Pb与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作用的控制。Cd是焉耆盆地辣椒地生态风险等级最高的重金属元素,研究区农业生产过程中要防范Cd的污染风险。     

金属矿区芒草种群对重金属的积累及其与土壤特性的关系

通过分析大型综合金属矿区中经历不同污染强度与污染时间胁迫的芒草（Miscanthus sinensis）种群对4种主要重金属的积累状况,初步揭示芒草对这些重金属的积累特性与土壤重金属含量的关系。结果表明,1芒草根茎叶对4种重金属的的积累顺序为：根〉叶〉茎;2芒草对Cd、Pb的积累量与土壤中这两种重金属含量之间存在显著（P〈0．05）正相关关系;对Cu、Zn的积累量与土壤含量之间无显著相关,主要是因为土壤最高Cu与Zn含量已超过芒草对这两种元素积累所需的最大量,成为对芒草构成胁迫的主要因子。在该矿区的酸性条件下,芒草对Pb、Zn、Cu3种重金属的吸收率随pH值升高而升高,pH接近的样地,芒草的吸收率主要受土壤重金属含量的影响。结合各种群对四种重金属的积累状况判断,强度胁迫下的种群可能已发生耐性分化,从而产生较其它种群更强的耐重金属特性。总体上芒草是一种多重金属耐性植物,对这四种重金属的耐性顺序是：Cd〈Cu〈Zn-Pb。     

Pollution characteristics and risk assessment of heavy metals in the soil of a construction waste landfill site

Heavy metals found in construction waste can enter soil and water bodies through surface runoff and leachate, where they represent an environmental hazard. In this study, we investigate the pollution characteristics and ecological risks of eight heavy metals (Cd, Cr, Cu, Mn, Ni, Pb, Zn, and As) in the soils of an unofficial construction waste landfill site in Beijing, China. The results indicate that long-term disposal of construction waste in the dry riverbed can reduce the pH value of the soil, increase the soil organic carbon content, and affect the total amount and distribution of heavy metals. Moreover, the landfill site pollutes the external soil environment, with Cd, Zn, Pb, and Cu as the characteristic pollutants. According to the Nemerow comprehensive pollution index and potential ecological risk assessment, heavy metal pollution decreases in the following order: internal soil > bottom soil > boundary soil. Cd, Zn, Pb, and Cu pollution is higher in the internal region, with single heavy-metal pollution indexes (Pi) of 1.41, 1.65, 1.26, and 1.28, respectively. Conversely, the Pi for Cr is higher in boundary and bottom soils (1.91 and 1.94, respectively). Risk assessment codes indicate that Cd and Mn pose the greatest environmental risk (31.9% and 17.8%, respectively) as they have the highest effective content, bioavailability, and mobility. Thus, environmental monitoring is a necessity for these metals.