湘江流域工业污染源对农田生态系统土壤动物群落影响的研究

对湘江流域工业污染区的土壤动物群落研究表明,接近污染源和污染物质富集的农田,土壤动物的种类和数量减少;工业污染区土壤的污染主要是重金属有毒物质的过量累积。调查共获得29类土壤动物,隶属于4门10纲,动物的种类与数量随着重金属污染程度的增加而递减,土壤动物密度与重金属元素Hg、Cd,zn、Cu、As、Pb的浓度密切相关,这在污染模拟实验中也得到证明。     

基于转移方程的蔬菜镉累积预测和土壤风险阈值推导

重金属镉(Cd)在土壤-蔬菜系统中转移方程的建立是农田Cd污染控制和风险评估的关键.本研究通过调查湖南省攸县745个土壤-蔬菜样品Cd含量,应用转移方程、敏感性分布曲线(SSD)和多元回归方法分析不同类别蔬菜Cd累积特征和影响因素,预测不同土壤条件下蔬菜Cd含量并推导相应土壤Cd风险阈值.结果表明: 叶菜对Cd胁迫较根菜敏感;土壤pH、土壤总Cd和土壤有机质(SOM)是影响蔬菜Cd富集的3个主要因子;转移方程对叶菜和根菜的解释程度分别为54.2%和69.1%.土壤Cd风险阈值随土壤pH和SOM的增加而增加,根菜在严重酸化土壤区Cd累积风险较高.当前国家土壤环境质量标准对于严重酸化、有机质含量较低的土壤过于宽泛.     

重金属污染土壤毒性的斜生栅藻生长抑制实验诊断

应用斜生栅藻 (Scenedesmusobliquus)对重金属污染土壤的毒性进行诊断 ,结果表明 ,斜生栅藻的增长率与土壤中的重金属含量明显相关 ,并且随重金属投加量的增加 ,其增长率逐渐降低 .对两种测试参数进行比较 ,发现采用细胞数增长率作为土壤毒性的检测指标要比采用光密度增长率更为敏感 .当采用细胞数增长率作为检测指标时 ,4种重金属的EC50 顺序为 :Pb >Cu >Zn >Cd ;采用光密度增长率作为检测指标时 ,4种重金属的EC50 顺序为 :Pb >Cu >Cd >Zn .复合污染情况下 ,由于金属间的协同作用 ,使土壤的毒性比单一重金属污染时有明显增强 ,从而为污染土壤的优先修复提供了理论依据     

芦竹修复镉汞污染湿地的研究

以湿土盆栽方法研究了芦竹在Cd和Hg污染模拟湿地中的富集能力及其在植株中的分布.结果表明,芦竹在101mg·kg^-1Hg污染环境中生长8个月后,对Hg的富集量是根系>茎>叶片,植物地上部分对Hg富集量为200±20mg·kg^-1DW;而在115mg·kg^-1Cd污染环境中生长8个月后,其对Cd的富集量是叶片>根系>茎,芦竹叶片对Cd的富集量在160±26mg·kg^-1DW.重金属在芦竹各器官内的含量随种植时间的延长而增加,8个月生长期富集量比4个月生长期富集量高30%～50%.芦竹生物富集系数(Bio concentrationfactorBCF)随土壤中重金属含量增加而减小.在污染土壤中,芦竹叶、茎对Hg的BCF为1.9和2.1、对Cd为1.5和0.3;在未受污染的空白对照湿土中(含Hg6.8mg·kg^-1,Cd8.5mg·kg^-1),芦竹叶、茎对Hg的BCF为6.8和12.2,对Cd为7.0和2.7,表明芦竹具有生物量大、根系发达、适应性强等特点,对Cd、Hg有较大富集量和较好的耐受性.     

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。     

环境重金属污染物的生物有效性

利用生态系统研究了白银有色金属冶炼矿区周围环境中重金属的分布及生物有效性。结果表明 ,工厂在冶炼过程中已造成 Pb、Cd、Cu、Zn对周围环境不同程度的污染 ,其含量与距工厂的距离呈负相关 ;重金属在各种生物体内均有不同程度的吸收和累积 ,其吸收累积量随重金属和生物种类的不同而有差异 ;土壤的污染 ,使农作物和牧草中 Pb、Cd含量超过动物的最大耐受量和中毒的临界值 ;动物研究发现 ,肾脏、骨骼和肝脏是机体内重金属蓄积的主要器官。因此 ,放牧动物可作为环境重金属污染状况的标识 ,对评价重金属环境污染对当地人群的危害也有重要意义     

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.     

镉胁迫下春小麦中镉的分布、富集及转移规律

采用盆栽试验,研究了镉胁迫下重金属镉(Cd)在春小麦中的分布、富集及转移规律。结果表明:Cd胁迫下,小麦根、茎、叶和籽粒中Cd积累量随外源Cd的增加而增加,小麦不同部位Cd积累量为根叶茎籽粒;籽粒中Cd含量与土壤中Cd显著相关;小麦不同部位对Cd的富集能力差异显著,且随外源Cd处理浓度的增加,各部位富集系数逐渐降低,低Cd浓度时各部位更易富集Cd;小麦植株地上部的转移系数亦呈递减趋势为茎、叶籽粒;在春小麦全生育期,土壤中Cd含量无明显变化,根对外源Cd的富集吸收于生育期70d左右达峰值,小麦植株中的Cd也在80d左右达到峰值后逐步减少,表明植株中的Cd,随籽粒的成熟逐步转移至籽粒。     

重金属污染区农田土壤动物群落结构及富集研究——以山西省临汾钢铁厂周围农田为例

本文对重金属污染区山西省临汾钢铁有限公司(临钢)周围农田土壤动物的群落结构特征及其对重金属污染的富集进行了研究。采用手拣法和干漏斗法对临钢周围农田28个样点的土壤动物进行了调查,共获取土壤动物样品数2348,隶属于4门11纲。其中优势类群仅有前气门亚目,常见类群16类,12类稀有类群。对临钢周围农田土壤进行理化性质检测,结果显示土壤呈微碱性,肥力中等,重金属综合污染指数较大。综合土壤动物多样性及周围土壤环境的重金属污染数据,通过统计分析表明:(1)重金属污染地区土壤动物与土壤理化性质的相关性不显著(P>0.05);(2)土壤动物的种类和数量随污染指数的增加而减少;在垂直分布上,表聚性削弱,甚至出现逆分布现象;(3)随着土壤中重金属浓度的增加,蚯蚓和等足目体内的重金属含量也在上升。蚯蚓对Ni元素富集,对6种重金属元素的富集系数依次为Ni>Mn>Cu>Pb=Cr>Zn;等足目对Cu元素富集,对6种重金属元素的富集系数依次为Cu>Mn>Pb>Zn>Ni=Cr。     

长期重金属胁迫对农田土壤微生物生物量、活性和种群的影响

调查了沈阳张士灌区长期污水灌溉造成的原位农田土壤重金属污染状况,从土壤微生物生物量、微生物活性和微生物种群数量的角度评价了长期重金属污染对农田土壤生态系统的影响.结果表明,张士灌区土壤存在严重的Cd污染,土壤Cd含量达1.75～3.89 mg·kg ^-1,部分区域还伴有Cu、Zn复合污染.在目前污染程度下,土壤微生物生物量碳(C_mic)、微生物商(qM)、土壤脱氢酶活性以及自生固氮菌数量随土壤重金属含量增加呈下降趋势,代谢商(qCO₂)随土壤重金属含量增加显著升高,而底物诱导呼吸强度(SIR)、纤维素酶活性以及细菌、放线菌和真菌数量无明显变化.相关性分析表明,土壤Cd含量变化是影响微生物参数变化的主要因素,在微生物参数中微生物商和代谢商对重金属污染最敏感.     

工矿区不同类型生物结皮对大气降尘重金属的富集规律及其影响因子

大气降尘是矿区土壤重金属的主要来源,而生物结皮对大气降尘重金属有显著的富集作用。为探究不同类型生物结皮对大气降尘重金属的富集规律及其影响因子,选取宁东典型火电厂周边生物结皮广布区作为试验样地,3类生物结皮作为研究对象,并以临近裸土作为对照,对比分析了生物结皮富集大气降尘过程中土壤理化性质、酶活性及重金属含量的变化,采用相关分析、冗余分析和方差分解方法探讨了不同类型生物结皮的结皮层(A层)和层下土壤(B层)重金属含量与其土壤物理、化学性质及酶活性之间的关系。结果表明：燃煤烟尘是矿区大气降尘重金属污染的主要来源,涉及重金属元素包括Cd、Cr、Hg、Pb、Zn、As。生物结皮对源自大气降尘的重金属元素均具有显著的富集作用,且在不同演替阶段生物结皮间的富集规律完全一致：藓结皮>混生结皮>藻结皮;重金属综合污染指数评价结果显示：生物结皮对重金属具有表层富集效应,表现为A层污染程度高于B层。不同类型生物结皮A、B层综合污染指数存在显著差异,排序为：藓结皮>混生结皮>藻结皮;和对照相比,三类生物结皮均能通过富集大气降尘增加其A、B层养分和细颗粒物含量并改善土壤质地。方差分解结...     

赣江上游沉积物重金属空间分布及污染特征

为了解赣江上游表层沉积物重金属污染特征,采集赣江上游38个样品,采用电感耦合等离子体质谱仪(ICP-MS,Agilent 8800)分析沉积物中重金属含量,结合内梅罗综合污染指数法、地累积指数法、主成分分析及沉积物质量基准等研究赣江上游沉积物中重金属污染程度,分析污染物可能的来源及评价其存在的生态风险。结果表明:赣江上游沉积物中W、Cr、Mn、Cu、Zn、As、Cd、Hg、Pb等9种重金属的平均含量分别为12.30、4.40、999.84、9.72、293.81、47.66、2.85、1.34、63.68 mg·kg-1;除Cr和Cu外,其余7种重金属的平均值均超过江西省土壤背景值。内梅罗综合污染评价表明,赣江上游表层沉积物中47.37%的采样点呈严重污染,28.95%采样点污染明显,其中污染程度章水段>桃江段>贡江段;地积累指数法显示,Mn、As、W、Pb呈轻度污染,Cd和Hg呈中度或偏重度污染;主成分分析显示,As、W、Hg、Pb具有相似的污染源,Cr和Mn具有相似的污染源;沉积物质量基准分析表明,对底栖生物可能产生毒性效应的重金属主要是Cd和Hg,主要分布在章水段和桃江段。     

Evaluation of heavy metals uptake by wheat growing in sewage water irrigated soil

Present research work was carried out in Sahiwal, Sargodha, Pakistan. Diverse treatments of domestic wastewater were used for ascertaining the contamination level in grains of wheat crop. Food crop exposure to heavy metals has been a subject of great concern due to potential health risks to humans. It was observed that increased proportion of wastewater resulted in elevation of heavy metals both in soil and wheat grains. The iron was found to be higher in comparison to all other studied metals in soil. Similarly, wheat grains had high Cd level. Cadmium had the highest values for daily metal intake, health risk index, and pollution load index. Except Co, all metals were positively and significantly correlated between wheat grains and soil. Zinc had the highest bioavailability due to its highest bioconcentration factor. Value of enrichment factor was highest for Mn. It was thus concluded, on the basis of this study, that wastewater-irrigated crops accumulate more metals. Treatment of wastewater prior to application to plants must be commonly practiced to save crops from contamination.     

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.     

重金属污染可能改变稻田土壤团聚体组成及其重金属分配

采集了太湖地区污染与非污染稻田表土,采用原状土低能量分离-分散技术提取土壤团聚体粒组,分析土壤中不同粒径团聚体颗粒组质量组成和Pb、Cd、Hg、As等重金属元素的含量, 讨论重金属污染下土壤团聚体组成和重金属团聚体分配的变化.结果表明：在重金属污染下,供试水稻土砂粒级团聚体减少,而较细粒径团聚体相对增多;4种重金属元素在不同粒径团聚体颗粒组中的含量存在差异,但随粒径的变化趋势基本一致,即在<0.002 mm粒径的颗粒组中最高, 其次是0.2～2 mm粒径的颗粒组,而在0.02～0.2 mm和0.002～0.02 mm粒径的团聚体中呈现亏缺现象（富集系数为0.56～0.96）.表明重金属污染可能减弱了较大土壤团聚体的形成,导致细粒径团聚体相对增多,从而明显提高了重金属元素在粉砂和粘粒组团聚体中的分配,这可能进一步提高了污染农田重金属的水迁移和大气颗粒物迁移的风险.对于重金属污染对稻田土壤生物物理和生物化学过程的影响及其机制还需要进一步研究.     

Contamination and spatial distribution of heavy metals in soil of Xiangxi River water-level-fluctuating zone of the Three Gorges Reservoir,China

The Three Gorges Reservoir is the largest hydroelectric project in China. It forms water-level-fluctuating (WLF) zones with a water level difference which can reach 30 m and a total area of 349 km² along the Yangtze River. To determine the pollution level and spatial distribution of heavy metals in WLF regions, Xiangxi River (XXR), the largest first-order tributary, was selected as the study area. Both single-factor and multi-factor evaluation methods were employed to assess the contamination indices of heavy metals in soil. The results showed that the pollution degree for sampling sites varied from slight to moderate pollution levels, where 64% were in slight pollution degree and 4% were in moderate pollution degree. Approximately 68% of the sites were polluted. The ranking of 6 different kinds of heavy metals according to pollution degree was Cd > Pb > Cr > Hg > Ni > Cu. While Cd and Pb contributed the most to the pollutions, the contributions of the other four remained minor. Furthermore, a spatial distribution map of the comprehensive contamination index for the XXR basin is generated. The concentrations of heavy metals in sediments along 4 transects showed an overall decreasing trend with increasing elevation.     

Soil Heavy Metal Pollution Assessment Near the Largest Landfill of China

To assess the extent and potential hazards of heavy metal pollution at Shanghai Laogang Landfill, the largest landfill in China, surface soil samples were collected near the landfill and concentrations of Cu, Zn, Cd, Pb, and Cr were determined. The results revealed that the concentrations of heavy metals, except Pb, were higher in the surface soil near the landfill than in the background soil. Principal component analysis and hierarchical cluster analysis suggested that the enrichment of Cu in soil was probably related to agricultural activities and Cd and Pb to landfill leachates, whereas Zn and Cr concentrations were probably controlled by soil matrix characteristics. The pollution indices (PIs) of the metals were: Cd > Cu > Cr > Zn > Pb. Among the five measured metals, Cd showed the largest toxic response and might cause higher ecological hazards than other metals. The integrated potential eco-risk index (RI) of the five metals ranged from 26.0 to 104.9, suggesting a low-level eco-risk potential. This study indicated the accumulations of Cu, Zn, Cd, Pb, and Cr did not reach high pollution levels, and therefore posed a low eco-risk potential in surface soil near the landfill.     

湖北铜绿山古铜矿遗址区木本植物对重金属富集能力的分析

对湖北铜绿山古铜矿遗址区的木本植物种类组成及生长概况进行了调查,并采用原子吸收光谱法测定了木本植物地上部和地下部及其根际土壤中重金属含量;在此基础上,分析了各树种对Cu、Cd和Pb的富集作用,并对木本植物的生态修复意义进行了初步评价。结果表明:在该古铜矿遗址区共有木本植物13科14属14种,其中乔木13种、灌木1种;木本植物的树龄4~25 a、株高3.7~22.6 m、胸径5.3~29.0 cm,长势均较好。木本植物根际土壤中Cu、Cd、Pb、Cr、Mn和Zn的平均含量分别为3 166.73、3.66、137.06、31.32、1 774.43和208.32 mg·kg-1,其中,土壤中Cu、Cd和Pb的含量达到重度污染等级。各树种地上部和地下部的Cu、Cd和Pb的含量差异明显,且均为Cu含量最高、Cd含量最低;各树种的地上部和地下部对Cu、Cd和Pb的富集系数及综合富集系数也均有明显差异,但对Cd的富集系数均最大。法国冬青〔Viburnum odoratissimum var.awabuki(K.Koch)Zabel ex Rumpl.〕、梧桐〔Firmiana platanifolia(Linn.f.)Marsili〕、桂花〔Osmanthus fragrans(Thunb.)Lour.〕和刺槐(Robinia pseudoacacia Linn.)地上部的综合富集系数较高,苦楝(Melia azedarach Linn.)、女贞(Ligustrum lucidum Ait.)、法国冬青和樟树〔Cinnamomum camphora(Linn.)Presl〕地下部的综合富集系数较高;总体上看,法国冬青、苦楝、女贞、梧桐和桂花对Cu、Cd和Pb的平均综合富集系数均大于1,具有较高的重金属富集能力。根据研究结果,建议在Pb污染区域可选择栽植二球悬铃木〔Platanus×acerifolia(Ait.)Willd.〕和构树〔Broussonetia papyrifera(Linn.)L’Hert.ex Vent.〕等树种,在Cd污染区域可选择栽植法国冬青、梧桐、刺槐和苦楝等树种,而在Cu-Cd-Pb复合污染区域应栽植法国冬青、苦楝、女贞、梧桐、桂花和刺槐等树种。     

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。