设施菜地重金属的剖面分布特征

以山东省寿光市种植1～12年的蔬菜大棚及相邻的小麦地为对象,研究了设施菜地中As、Cd、Cu、Zn、Cr、Ni 6种重金属在土壤剖面中的分布特征.结果表明:在0～150 cm土层内,随着土层深度的增加,设施菜地与小麦地中6种重金属含量均呈下降趋势;与小麦地相比,相同土层设施菜地中6种重金属的含量均明显较高,设施菜地0～20 cm土层中As、Cd、Cu、Zn、Cr、Ni的含量分别比小麦地相同土层高出35.0%、146.2%、65.6%、36.4%、21.5%和14.0%,120～150 cm土层分别高出10.6%、178.5%、19.4%、20.2%、15.2%和9.3%,20～120 cm各土层中的含量亦高于小麦地.设施菜地0～20 cm土层中,Cd、Cu、Zn含量与种植年限呈显著正相关,随着种植年限的增加,其累积速率分别为0.027、1.153和2.830 mg.kg-1.a-1;设施菜地中6种重金属的含量与土壤有机碳、全氮含量呈正相关,除Ni和As外的4种重金属含量亦与土壤全磷含量呈极显著相关,有机肥等的施用可能在一定程度上导致设施菜地中重金属的累积.     

长期种植蔬菜后土壤中氮、磷有效养分和重金属含量变化

利用区域采样调查的方法,研究了长沙市郊3类不同种植年限菜地土壤有效态氮、磷和重金属的累积差异,并对其累积风险和可能来源作了初步分析.结果表明:随着种植年限的增加,长沙市郊菜地土壤硝态氮(NO3--N)、有效磷(Olsen-P)和重金属累积量均显著增加,蔬菜种植1～2年(宁乡县)、10～15年(长沙县)和30年(开福区)后土壤NO3 - -N平均含量分别达21.1、42.0和49.5 mg·kg-1;Olsen-P平均含量分别达31.9、146.9和219.9 mg·kg-1;重金属以Cd累积最明显,平均含量分别达0.33、0.52和1.40 mg·kg-1.重金属按累积指数排序为:Cd＞＞Cu＞Pb＞Ni＞Zn.主成分分析和聚类分析表明,速效钾、pH、有机质、铵态氮等主要由自然因素决定,而Olsen-P和NO3-N等与重金属具有相似的累积特征,主要受人为施肥影响.长沙市郊菜地土壤环境和健康质量不容乐观,种植年限越长,氮、磷和重金属累积量越高,菜地土壤重金属与氮、磷来源相似,可能与菜地长期施肥活动有关.     

临安市雷竹林土壤重金属污染特征及生态风险评价

为了解临安市雷竹林土壤重金属污染特征,采集并测定了160个土壤样品的Hg、As、Cu、Pb、Zn、Cd、Cr、Ni、Co、Mn等重金属含量,采用单因子污染指数和内梅罗综合污染指数对雷竹林土壤重金属污染程度进行分析,并应用Hankanson潜在生态风险指数法对雷竹林土壤重金属潜在生态风险进行评价.结果表明:雷竹林土壤重金属Hg、As、Cu、Pb、Zn、Cd、Cr、Ni、Co、Mn的平均含量分别为0.16、7.41、34.36、87.98、103.98、0.26、59.12、29.56、11.44、350.26mg·kg-1,Pb、Cd、Zn和Cu平均值超过浙江省土壤背景值,分别是对应背景值的2.89、1.70、1.12、1.12倍.经单因子污染指数评价,不同重金属元素的平均污染程度大小依次为Pb＞Cd＞Cu=Zn＞Hg＞As＞Ni＞Co＞Cr＞Mn,其中Pb有中度污染,Cd、Cu和Zn有轻度污染.经内梅罗综合污染指数评价,160个样点都受到不同程度的重金属污染,轻度污染、中度污染和重度污染水平所占比率分别为55.6％、29.4％和15.0％.各重金属单因子潜在生态风险指数平均值评价结果显示,只有Cd污染达到中等生态风险,其他重金属均为轻微生态风险,而局部采样点Cd和Hg单因子潜在生态风险指数最大值分别达到256.82和187.33,存在很强生态风险.重金属综合因子潜在生态风险指数评价结果表明,临安市雷竹林土壤整体上存在轻微生态风险.     

贵阳花溪区石灰土林地土壤重金属含量特征及其污染评价

选取贵阳市花溪区典型石灰土林地土壤作为研究对象,分析了林地石灰岩和土壤中7种重金属(Cu、Zn、Mn、Cd、Ni、Pb、Co)的含量特征,以贵州省土壤背景值和全国石灰(岩)土类背景值为评价标准进行林地土壤重金属污染评价和潜在生态风险评价.结果表明:林地石灰岩以Pb的平均含量(40.21mg·kg-1)最高,Zn的(5.78 mg·kg-1)最低,7种重金属平均含量高低顺序为:Pb＞Ni＞Mn＞Co＞Cu＞Cd＞Zn;林地土壤中以Mn的平均含量(451.16 mg·kg-1以上)最高,Cd的(2.87mg·kg-1以下)最低,7种重金属含量的变异系数在8.57%～63.10%之间,Zn的平均含量明显低于贵州省土壤背景值和全国石灰(岩)土类背景值,Cu、Mn、Cd、Pb、Ni、Co的平均含量高于或接近于贵州省土壤背景值和全国石灰(岩)土类背景值.Cu、Zn、Mn、Ni、Co,Ni与Pb,Cd与Pb,Cd与Co来源相同的可能性较大,而Cd与Cu、Ni,Pb与Mn、Cu、Co的来源不同;石灰土偏碱性,富含Ca、Mg元素,有利于重金属Cd、Pb的累积.单因子污染指数和多因子综合指数(内梅罗指数法)与Hakanson潜在生态危害指数的评价结果一致,林地土壤重金属综合污染指数在3.67以上,达到重污染程度,以Cd的污染指数(4.94以上)最高,污染程度最为严重,其次是Pb(1.82以上),Zn、Mn污染程度最低,林地土壤重金属潜在生态危害指数(RI)为173.75以上,为中度生态危害程度,产生最大生态危害的是Cd,其次是Pb、Ni、Co、Cu,危害程度最小的是Mn、Zn,在相同的成土母岩和人为活动影响下,无林地土壤重金属的综合污染指数和潜在生态危害指数均明显高于有林地.     

强还原过程对设施菜地土壤重金属形态转化的影响

设施菜地由于污水灌溉、粪肥施用等导致重金属污染.本文通过土柱淹水同时添加玉米秸秆培养和后期通水淋洗,研究强还原法对设施土壤重金属(Cd、Cu、Pb和Zn)形态转化的影响.结果表明: 强还原处理使土壤pH显著降低,玉米秸秆处理变化更显著;土壤氧化还原电位(Eh)迅速下降至-280 mV左右.玉米秸秆处理可以促进土壤中Cd、Cu、Pb和Zn活化,第9天土壤中有机物及硫化物结合态和残渣态Cd、Cu、Pb和Zn含量比重下降;至15 d培养结束,土壤中4种重金属含量较对照分别减少18.1%、19.0%、16.1%和15.7%.玉米秸秆处理可以增加土壤中Cd和Zn的溶出量,但是Cu的溶出量减少;胶体结合态Cd和Pb含量较对照增加、Cu较对照显著减少、Zn没有显著变化.强还原可以引起设施土壤重金属活化,提高蔬菜积累重金属的风险,而且其随土壤水分的运移可能导致水体的污染.     

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。     

湘南某矿区蔬菜中Pb、Cd污染状况及健康风险评估

通过采集湘南某矿区周边农田中种植的蔬菜和对应耕作层土壤样品,探究了农田蔬菜Pb、Cd的污染状况,蔬菜和土壤重金属含量之间的相关性,蔬菜中重金属对人体的健康风险。结果表明:(1)污染区土壤重金属污染非常严重,叶菜类蔬菜重金属超出了食品卫生标准限值,但是果菜类蔬菜中重金属没有超出食品卫生标准限值。(2)不同蔬菜不同器官所含Pb、Cd有明显差异;不同种类蔬菜Pb、Cd含量不同,一般是叶菜类果菜类;同种蔬菜不同部位重金属含量的顺序也不同,一般为根茎叶果,或根叶茎果。(3)二类蔬菜中重金属Pb、Cd的富集系数顺序为叶菜类果菜类。(4)蔬菜中Pb、Cd含量与土壤中相对应元素含量均无显著相关性。(5)就农产品安全性而言,果菜类蔬菜比叶菜类蔬菜更适合在此矿区栽培。     

景观格局对农业表层土壤重金属污染的影响

景观格局是决定诸多生态过程的重要因素,但其对农业土壤重金属污染的影响尚未明确.鉴于此,本研究基于珠江三角洲2005年的300个表层土壤As、Pb、Cd、Ni样点数据和土地利用/覆盖图,使用地统计分析、景观格局分析、单因子污染指数和Pearson相关分析,揭示4种农业表层土壤重金属的污染特征及空间分布格局,探讨样点缓冲区内景观格局与农业表层土壤重金属污染的定量关系.结果显示:1)235个农业表层土壤样品中,As、Pb、Cd和Ni超过国家土壤质量二级标准的比例分别为3.8%、0.4%、17.0%和9.4%,高污染区主要位于广州、佛山和中山;2)耕地表层土壤样品中重金属的平均污染水平大于林地和果园,但除了Cd,其他3种重金属污染水平在不同农用地类型上的差异并不显著;3)缓冲区内水体的比例、平均斑块规模、破碎化程度、景观形状复杂度和聚集度/连接度与4种表层土壤重金属污染水平呈显著正相关;缓冲区内城市用地的部分景观格局与土壤Pb和Cd污染水平呈现类似的显著正相关.相反,缓冲区内林地的比例、平均斑块规模和聚集度越大,土壤Pb和Ni污染水平越低(呈显著负相关,P<0.05);4)距离工业用地越近,农业表层土壤Pb、Cd和Ni污染水平越高.景观多样性仅与土壤Cd污染呈显著正相关.研究结果可为珠江三角洲农业土壤重金属污染防治提供理论依据.     

贵阳市城郊两处菜地土壤垂直剖面重金属迁移规律及来源解析

以贵阳市某城郊菜地0—100 cm垂直剖面土壤为实验对象, 分析剖面土壤中8种重金属元素垂向分布迁移规律, 并采用主成分分析(PCA)、正定因子分解模型(PMF)和Pb同位素示踪技术对重金属污染来源进行解析。结果表明, 剖面土壤大部分深度的重金属含量超出背景值; Ni、Cu、Pb、Cd和Hg均存在不同程度的富集, As在整个剖面表现为丢失, Cr和Zn变化较小; 淋洗迁移特征表明, Pb和Cd淋洗迁移现象较为活跃, 富集因子分析表明仅Hg含量受人为源输入相对较多, 其他重金属受人为污染程度较弱; PCA、PMF和Pb同位素示踪研究表明, 剖面土壤重金属主要为自然来源, 其次为农业污染和燃煤消耗等人类活动。三种源解析方法结果吻合, 能够构成互补的多元源解析体系。     

葫芦岛锌厂周边农田土壤重金属浓度的空间变异及污染评价

以葫芦岛锌厂为中心在15 km范围内采集农田表层及剖面土,对Cr、Cu、Ni、Pb、Zn、Cd、Hg和As共8种重金属的含量和空间分布进行分析,采用单因子污染指数法、内梅罗综合污染指数法和富集因子法对其污染现状进行评价,分析重金属污染的特征,并通过主成分分析探究其污染源。结果表明,锌厂周围农田土壤重金属呈现不同程度的富集,其中Hg和Cd的污染程度最大,研究区总体处于重度污染水平。土壤重金属污染多以锌厂为中心,距锌厂越远,污染越小。主成分分析表明,第1主成分中Zn、Cd、Cu、As、Pb和Hg负荷较高,结合相关性分析结果,推断上述重金属主要受工业生产、交通运输等人为活动影响;第2主成分中Ni、Cr负荷最高,且Ni、Cr与土壤背景值接近,主要受成土母质及其风化物的影响。