桂北典型锰矿区周边土壤重金属污染状况及主要植物富集特征

为探究桂北某典型锰矿尾库区周边土壤和农作物重金属污染状况,筛选适合该地区污染土壤修复的植物材料,该研究在矿区周边采集了9种农作物和23种主要植物及其根际土壤,并测定了Cd、Mn、Cr、Pb和Zn 5种重金属含量,采用单因子污染指数法和综合污染指数法评价了矿区农田土壤、农作物中重金属的生态风险,通过计算植物对重金属的富集和转运系数评估其应用潜力。结果表明:(1)研究区土壤Cd、Mn污染最为严重,单因子污染指数分别为18.53、147.09,达到重度污染级别。(2)研究区花生和小白菜等作物可食用部位中的Cd、Cr、Pb含量均超过食品国家安全标准(GB 2762—2017)中的阈值,具有较高健康风险。(3)23种主要植物中青葙、鬼针草、一点红、蜈蚣草等对多种重金属转运系数大于1,具备富集型植物特征; 一把伞南星、蓖麻、千里光等根部重金属含量较高,转运系数较低,具备根部囤积型植物特征; 响铃豆、筒轴茅、苣荬菜等富集的重金属含量相对较低,且在重金属污染土壤中能健康生长,具备规避型植物特征。该研究结果表明,研究区土壤存在较严重的Cd/Mn复合污染,青葙等植物用于修复该复合污染土壤极具应用潜力。     

白银市不同功能区土壤重金属污染特征及其健康风险评价

调查了白银市生活区、工业区、交通区、公园绿地和山区5个功能区表层土壤中重金属As、Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb和Zn含量,并采用单因子指数法、内梅罗综合指数法和健康风险表征模型评价重金属污染水平及对人体的健康风险。结果表明,白银市各功能区土壤Cu、Cd、Hg、Pb和Zn含量显著高于甘肃土壤背景值,且工业区土壤Cu含量超过了国家土壤质量二级标准。内梅罗综合指数表明:各功能区污染程度表现为工业区交通区公园绿地生活区山区;除山区外,各功能区受Hg、Zn、Pb和Cd污染较严重,其中以Hg污染最为严重。健康风险表征模型表明:重金属对儿童的HI(总非致癌风险)和TCR(总致癌风险)均大于成人,各功能区HI和TCR均表现为工业区、生活区交通区公园绿地山区;土壤As、Cr和Pb是各功能区非致癌风险最主要的3个贡献因子;土壤As和Cr是各功能区致癌风险最主要的2个贡献因子。     

污泥不同利用形式及利用量对土壤生态环境的影响

为评估污泥短期土地利用对土壤环境质量的影响, 对比分析了污泥堆肥、生污泥及化肥对照区土壤表层化学性质, 土壤重金属含量差异, 并利用潜在生态危害指数法对不同处理下土壤环境质量进行评价。研究结果表明: 施用污泥堆肥和生污泥可以提高土壤氮磷及有机质含量, 降低土壤pH 值, 对土壤全钾含量和盐分含量影响较小; 与对照区CK 相比, 污泥土地利用各小区仅增加了土壤中汞含量, 其余各重金属元素与CK 差异不大, 各处理重金属含量均在土壤环境质量II 级范围内, 污泥短期土地利用没有显著增加土壤重金属含量; 污泥土地利用各小区潜在生态风险指数RI 在64.63-127.11 之间, 部分处理土壤重金属污染达到中等污染, 镉是主要的污染因子, 其对潜在生态风险指数贡献比例达到31.73%-53.36%, 其余重金属生态风险指数较低。     

玛曲高寒退化草甸土壤重金属污染风险评价

为了分析玛曲高寒草甸土壤重金属含量分布及重金属污染风险,采集玛曲高寒退化草甸土壤样品,分析研究区表层土壤(0—20 cm)中Cr、Ni、Cu、Zn、As、Cd、Hg、Pb等八种重金属含量,描述玛曲高寒草甸土壤重金属的空间分布特征,采用单因子污染指数、内梅罗污染指数、地累积指数评价重金属污染程度并分析重金属污染潜在生态风险,以相关性分析、主成分分析和聚类分析表征同源性重金属。结果表明:(1)研究区内As、Cd的质量分数高于背景值, Ni的质量分数偏低,变异系数大小为Cr> Hg> Cd> Cu> As> Ni> Zn> Pb;(2)Cd单因子污染指数为轻微污染,地累积指数反映As属于未受污染与轻微污染之间,各重金属元素均无潜在生态风险;以国标和土壤背景值为标准,内梅罗综合污染指数表明玛曲未受到重金属污染;(3)主成分和相关性分析表明玛曲土壤中Ni、Cu、Zn、As、Cd、Pb等元素具有相同或相似的来源, Ni和Pb的来源优先顺序最大, Cr和Hg含量呈现弱相关。     

贵州省典型汞铊矿区周边农田土壤跳虫群落特征

大量的采矿活动导致矿区周边土壤重金属污染, 严重危害土壤生物安全。汞、铊等重金属元素毒性强, 相关污染的土壤生态风险鲜有研究。跳虫作为土壤环境变化指示生物, 能很好地反映土壤质量的健康状况。本研究以贵州省某汞铊矿区周边的农田土壤为研究对象, 按离矿区距离和作物类型设置4个采样区, 每个采样区种植2种作物, 每种作物农田设置3个样方。研究土壤跳虫群落结构和多样性及其影响因子。结果表明, 调查区内跳虫平均密度为12,000 ind./m²; 采样区距离矿区越近, 土壤重金属污染程度越大, 综合污染指数越高, 跳虫种数、密度、多样性和丰富度指数均呈先增加再降低的趋势; 环境因子分析表明重金属显著影响跳虫群落结构: Folsomides americanus、Isotomiella minor和Protaphorura encarpatus数量与汞、铊和砷含量呈负相关。高有机质含量能缓解重金属对土壤跳虫的影响, 但作物类型(玉米与薏仁)对土壤跳虫群落结构的影响无显著差异。本研究结果表明土壤有机质或能反向调节重金属污染对土壤跳虫群落的影响。     

北方农牧交错典型区土壤重金属空间分布及污染风险评价

随着农牧经济的快速发展, 大量重金属进入土壤, 使土壤结构和功能发生改变、土壤质量下降, 不仅影响农牧业的产量和品质, 最终会危及到人类的健康。选取北方农牧典型交错区扎鲁特旗作为研究区, 采集62个土壤表层(0-20 cm)样品, 测定了铜(Cu)和铅(Pb)两种重金属的含量, 采用简单克里金插值分析了重金属Cu和Pb含量的空间分布特征, 利用污染指数和潜在生态风险指数评价了重金属的污染及生态风险状况, 以及运用反距离权重插值法分析了潜在生态风险的空间分布特征。结果表明: 土壤Cu和Pb平均含量分别为24.28和19.54 mg·kg–1。Cu含量呈现由中心向四周辐射状递减, 其峰值主要分布于中部偏东位置, 低值主要分布于西北部区域; Pb含量呈现由西北向东南地区递增的趋势, 其区域变化较明显, 北部地区含量较少。农田Cu和Pb含量显著高于草地。土壤重金属含量的空间分布与年平均降水量、土壤有机碳、土壤容重有显著的相关性。Cu污染比较严重, Pb为轻度或中度污染, 综合潜在生态风险均在中等及以下, 风险区主要分布在中部。     

桂西北地质高背景区有色金属冶炼对周边土壤重金属污染与生态风险评价

广西碳酸盐岩分布区是典型的土壤重金属地质高背景区,有色金属冶炼活动进一步增强了土壤重金属累积程度,准确区分冶炼活动与地质背景对区域土壤重金属污染的贡献是源解析研究的难点.本文选定广西典型地质背景区某有色金属冶炼区为研究区域,研究了土壤中Cd、Hg、As、Pb、Cr、Cu、Zn、Ni等重金属的分布特征和潜在生态风险,采用...     

东洞庭湖莲藕种植区土壤重金属污染及其对莲藕重金属含量的影响

通过对东洞庭湖莲藕种植区的野外调查, 揭示了土壤重金属污染的潜在生态风险及其对莲藕重金属含量的影响。土壤重金属镉(Cd)、铅(Pb)、铜(Cu)、锌(Zn)含量均高于洞庭湖背景值, 以Cd 污染最为严重, 潜在生态风险指数高, 属极重度生态风险级。莲藕干物质中重金属含量较高, 其中Cd、Pb 含量分别达到3.43 mg·kg^-1 和6.84 mg·kg^-1。不同种植区域之间, 莲藕重金属含量差异显著, 以君山区挂口镇的莲藕重金属含量最高。莲藕重金属含量的高低与土壤重金属含量呈显著正相关关系(P<0.01)。可见, 东洞庭湖莲藕种植区土壤重金属污染是导致莲藕重金属含量过高的直接原因, 建议在污染较重的区域, 减少莲藕种植, 开展土壤重金属污染治理, 引导莲藕产业健康发展。     

贵州织金县贯城河上游煤矿区富硒高镉土壤重金属的分布特征及生态风险评价

通过对贵州省织金县贯城河上游煤矿区煤(矸石)、周边土壤Cd、Cr、Ni、Cu、Zn、Pb、As和Se含量进行测定,分析了煤(矸石)、土壤重金属及Se的含量特征,探讨了土壤重金属元素的来源,运用单因子污染指数、内梅罗综合污染指数、地积累指数和潜在生态风险指数4种方法评价了土壤重金属污染程度及潜在生态风险。结果表明:(1)煤(矸石)中Cr、Se、Pb含量均高于世界煤的平均含量,Ni、Cu、Zn、Cd含量均高于世界和中国煤的平均含量。(2)除Pb外,土壤样品中Cd、Ni、Cu、Cr、Zn、As、Se含量较高,其平均含量均高于贵州省土壤背景值,尤其以Se、Cd和Cu突出。(3)研究区土壤具有富硒高镉、局部酸化的特点,土壤Cd、Se、Cr、Ni和Zn的来源具有一定共性,这与长期的采煤活动有关。(4)研究区土壤重金属的单因子污染指数排序为:CdCuNiZnCrAsPb,土壤重金属综合污染处于重度污染水平;土壤Cr、Ni、Cu、Zn、As、Pb的环境风险等级属于轻微级别,Cd的环境风险程度总体上处于很强级别;4种方法的评价结果基本一致,Cd的单因子污染指数最大、地积累指数最高、污染情况和潜在生态危害程度最严重,对潜在生态风险指数贡献最大。     

天津城市公园灰尘重金属污染健康风险评价

分析了天津市中心城区41个代表性公园灰尘样品的重金属含量,借助健康风险评价模型,对天津市公园灰尘重金属的污染状况进行了健康风险评价。结果表明,天津市公园灰尘在不同程度上受到了重金属Cu、Pb、Cr、Cd和Ni的污染,其中,重金属Cu、Pb、Cr、Cd和Ni的含量平均值分别为113.18、63.32、103.18、1.14和40.58 mg·kg-1,均高于天津市土壤重金属元素的背景值。健康风险评价模型计算表明,人体经手-口接触行为直接摄入是公园灰尘暴露风险的主要途径,重金属日平均暴露剂量依次为手-口直接摄食剂量皮肤吸收剂量呼吸道吸入剂量。本研究的5种重金属元素对人体造成的慢性非致癌风险值依次表现为:CrPbCuNiCd,对人体不会造成危害,儿童的非致癌风险大于成人。致癌重金属的致癌风险依次为NiCrCd,均低于癌症风险阈值,尚未形成致癌风险。     

湘潭莲子种植区土壤和莲子重金属污染的生态风险评价

为探讨湘潭莲子种植区土壤重金属的污染特征及潜在生态风险, 以6个主要的莲子种植区为研究对象, 分析了土壤和莲子籽粒中锰、铜、砷、镉、铅和铬的含量和污染特征, 并利用潜在生态危害指数法评价了土壤重金属的综合潜在生态风险。结果表明: 6种重金属中镉含量平均值高于风险筛选值, 低于风险管制值, 其它重金属含量的平均值低于或接近风险筛选值。各元素生态风险从大到小依次是镉、铅、砷、铜、铬、锰。6个位点的综合生态危害指数平均值为224.7, 属于中等污染风险水平。各位点对应的莲子也受到一定程度的重金属污染, 籽粒中镉和铅存在超标现象。通过以上分析说明, 莲子种植区土壤重金属整体呈现出中等生态风险状态。为了确保莲子的安全生产, 有必要加强莲子种植区的土壤检测和治理。     

深圳市不同功能区土壤表层重金属污染及其综合生态风险评价

在综合考虑深圳市城市功能区分异特征的基础上,进行全市表层土壤系统采样,全面监测土壤表层8种重金属元素污染状况,分析不同重金属元素含量的统计学特征,探讨不同城市功能区对土壤表层重金属污染的影响,采用内梅罗指数和潜在生态危害指数评估不同重金属元素和不同城市功能区的生态风险水平,分别进行基于两种方法的全市重金属污染生态风险分区。结果表明: 1)深圳市土壤表层的Mn、Ni、Cr和Pb 4种元素受人为活动的影响程度较低,Cd、Zn、Cu和As 4类元素受人为活动影响较大。地表环境约束因素背景下的高强度城市化和工业化过程,是各种重金属污染区域分异和功能区分异的决定性因素。2)深圳市土壤重金属污染风险较高的重金属元素为Cd、Zn、Cu和Pb,特别是Pb污染问题尤为突出,必须加强管控工作。深圳市总体土壤表层重金属污染风险水平高于国内相关城市,需要引起足够重视。3)内梅罗指数法和潜在生态危害指数法的侧重点不同,在单一重金属元素风险判断、不同城市功能区生态风险的总体评价,以及市域土壤重金属污染生态风险分级评价方面结果差异较大,组合使用效果更好。     

大兴安岭森林土壤重金属含量空间变异与污染评价

重金属是危害森林生态健康的主要污染物之一,迄今有关大兴安岭森林土壤重金属含量、空间变异和污染程度鲜见报道。本文通过野外调查采样,应用GIS空间分析技术,结合经典重金属污染评价方法,分析了大兴安岭森林土壤Cd、Cr、Pb、Cu、Zn、Ni、Hg及As含量的空间变异与污染程度。结果表明:(1)研究区8种重金属含量具有中等空间异质性,变异系数在16.67%~35.39%。Cd、Cr、Pb、Zn、Hg、As的块金值/基台值[C0/(C0+C)]25%,其空间变异主要由母质、地形等结构性变异引起,Cu和Ni的C0/(C0+C)在25%~75%,即非结构性因素人类活动对二者的影响较大。土壤重金属含量呈斑块状、条带状和岛状分布。(2)大兴安岭森林土壤8种重金属含量主要表现为累积的特征。8种重金属含量的平均值与最大值均未超过《国家土壤环境质量标准》(GB 15618—1995)二级标准限值,其中Cu、Zn、As的最大值超过一级标准,而其他5种元素的最大值均未超过一级标准。(3)地积累指数表明,土壤Cr、Pb、Ni无污染风险,其他5种元素污染风险较低。内梅罗综合污染指数表明,土壤整体质量已经处于轻污染状态。单因子潜在生态风险指数分析表明,Cu、Ni、Pb、Cr、Zn、As不具有潜在生态风险,Hg、Cd的部分样点的单因子生态风险指数Eri值存在生态风险,其中Hg的个别特征点已经达到Ⅲ级(中等风险)水平;潜在生态风险指数表明,研究区80%的样点无潜在生态风险,20%样点处于一般生态风险水平。     

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.     

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。     

郑汴路路旁土壤-小麦系统重金属积累及其健康风险评价

按离路基不同距离采集土壤、麦苗和籽粒样品, 在测定样品重金属 (Pb、Cd、Zn、Cr和Cu) 的基础上, 开展了路旁土壤-小麦系统重金属分布、积累和污染状况分析, 并对膳食小麦 (Triticumaestivum) 引起的健康风险进行了评价。结果表明:1) 土壤-小麦系统重金属含量随着离开路基距离的增加呈先增加后减少的趋势, 土壤重金属含量>麦苗重金属含量>籽粒重金属含量。2) 麦苗和小麦籽粒对土壤重金属富集能力的大小顺序均为Cu>Cd>Zn>Pb>Cr, 麦苗对重金属的富集能力大于小麦籽粒。3) 膳食小麦所致的Cd个人健康风险较大。     

基于文献计量的细菌-生物炭协同修复重金属污染土壤研究进展

为提高重金属污染土壤可持续修复效能,研究生物炭与细菌对重金属污染土壤的协同修复作用。基于文献计量学分析及重金属污染土壤修复背景,总结了细菌与生物炭对土壤重金属的稳定化特征及菌炭间的相互作用,分析了单一生物炭或细菌对重金属污染土壤修复的局限性,强调了细菌-生物炭协同修复技术的优势,阐述了细菌与生物炭主要通过离子交换、固定作用、氧化还原作用和迁移作用等重要机制有效修复重金属污染土壤,揭示了细菌-生物炭协同作用在重金属污染土壤修复中的巨大应用价值。文献计量学研究表明,生物炭与细菌对重金属污染土壤的协同修复已得到广泛关注。目前认为:生物炭与细菌的协同作用可有效改良土壤理化性质及提高土壤修复效率,也可促进植物生长及植物修复进程;生物炭对细菌影响具有双重性质,可促进细菌生长,也可能对细菌产生毒害;细菌可改变生物炭的理化性质,进而强化生物炭的重金属固定性能;细菌协同生物炭联合修复重金属污染土壤过程中,生物炭主导吸附和固定,细菌则发挥活化和解毒等功能;优化细菌-生物炭组合形式,发展混合细菌与多种类生物炭协同技术,是复合重金属污染土壤可持续修复亟待解决的重要问题;进一步揭示细菌与生物炭对重金属污染土壤的耦合作用及长效作用机制,规避生物炭生产和应用中的潜在生态健康风险,研发新型高效能细菌与生物炭复合体是细菌协同生物炭可持续修复重金属污染土壤应用领域面临的挑战。     

土壤重金属污染评价方法

土壤中的重金属长期停留和积累在环境中,对生态环境和人体健康存在诸多现实和潜在风险,受到越来越多的关注.因此,评价土壤中的重金属污染程度对于环境和健康问题有着重要意义.评价土壤中重金属的污染程度需选用一种或几种正确的评价方式.本文综述了目前国内外常用于土壤中重金属评价的指数法、模型指数法和基于重金属形态分析、有效态含量和总量、人体健康风险以及GIS和地统计学的评价方法.其中,指数法主要包括内梅罗指数法、富集因子法、地累积指数法、潜在生态危害指数法;模型指数法则主要包括模糊数学模型、灰色聚类模型及层次分析法等.文章对各种评价方法进行了综述,并指出使用各种方法的优越性、局限性.     

三七对土壤中镉、铬、铜、铅的累积特征及健康风险评价

我国传统珍贵草本药用植物三七Panax notoginseng(Burk.)F.H.Chen重金属污染问题已引起广泛关注,但相关研究却非常有限。调查了三七种植区土壤重金属污染状况,揭示了三七对土壤中重金属的吸收转运规律及其健康风险。结果表明,三七种植区土壤镉(Cd)、铬(Cr)、铜(Cu)的超标率分别为75%、38%、50%,污染程度分布表现为丘北县文山县砚山县马关县;种植区三七存在较为严重的Cd、Cr、铅(Pb)污染,其不同部位的超标率范围分别为81%—100%、75%—100%、25%—63%;三七具有较强的Cd富集能力及Cd、Cu转运能力;三七不同部位Pb、Cd、Cr、Cu对人体的摄入风险贡献依次为13.46%—46.40%、8.67%—24.67%、1.90%—14.40%、0.38%—0.79%,其中主根中Cd、Cr、Cu对人体的健康风险与土壤中相应的重金属浓度呈线性正相关。研究可为解决三七种植区,乃至其他中草药种植区的重金属污染问题提供重要的科学依据。     

磷酸盐修复重金属污染土壤的研究进展

从研究方法、反应机理以及风险评价等方面综述了磷酸盐修复重金属污染土壤的研究进展,分析和讨论了其中存在的问题和不足,提出了今后加强研究的重点。目前磷酸盐修复重金属污染土壤时,使用的主要研究方法有化学形态提取法、化学平衡形态模型法和光谱及显微镜技术,各个方法都有其优缺点,应该结合使用并探索新方法。磷酸盐稳定重金属的作用机理主要有3个:磷酸盐诱导重金属吸附、磷酸盐和重金属生成沉淀或矿物和磷酸盐表面吸附重金属,但磷酸盐与重金属反应的机理十分复杂,人们尚不完全清楚,因此难以有效区分和评价诱导吸附机理和沉淀机理或其它固定机理,相应地对磷酸盐修复重金属的长期稳定性难以预测。磷酸盐修复重金属污染土壤时由于其较高的施用量可能会造成磷的积聚从而引发一些环境风险,如磷淋失造成水体富营养化,营养失衡造成作物必需的中量和微量元素缺乏以及土壤酸化等。所以应该谨慎选择磷肥种类和用量,最好是水溶性磷肥和难溶性磷肥配合、磷肥与石灰物质等配合施用。今后应着重研究磷酸盐与重金属相互作用的机理区分和评价;关注磷酸盐修复重金属污染土壤时存在的潜在风险,特别是加强植物长期不断吸收磷或其它环境条件变化致使土壤磷素持续减少过程中稳定的重金属溶解性和移动性的研究,磷酸盐修复重金属污染土壤的长期田间实践等。