205国道两侧农田土壤和水稻叶片及糙米中重金属含量的空间分布特征

对205国道无林带典型路段东西两侧200 m范围内的农田表层土壤、稻(Oryza sativa L. )叶及糙米中Al、Cd、Cr、Cu、Fe、Ni、Pb、Zn和As的含量及空间分布规律进行了分析研究.结果表明,205国道两侧农田表层土壤中Cd、Cr、Cu、Ni、Pb和Zn的含量达到土壤环境质量一级标准(GB15618-1995),As含量超过土壤环境质量三级标准.西侧表层土壤中的Al、Cr、Fe、Ni、Zn和As含量,稻叶中的Al、Cd、Cr、Fe和Ni含量及糙米中的Al、Cd、Cr、Cu、Fe和Ni含量均比东侧高,表明路西侧受汽车尾气扩散沉降影响比东侧明显,并与该路段主风向为偏东风有关;西侧表层土壤中的Ni和Zn含量及东侧表层土壤中的Cd含量、西侧稻叶中的Al和Zn含量、西侧糙米中的Fe含量和东侧糙米中的Al含量均有随路侧距离增加而显著递减的规律,负相关关系显著或极显著;稻叶和糙米中某些重金属的含量有明显的峰值区域,均位于路侧10～20 m区域内,并与土壤中的含量有显著或极显著的正相关关系;在糙米中未检出As,且Al、Cd、Cr、Cu和Zn含量均未超出国家食品卫生标准,但部分样本Ni和Pb含量略有超标.主成分分析结果显示,稻叶中的Pb主要来源于土壤,而稻叶中其他重金属含量明显受到公路环境污染物扩散沉降影响.研究结果显示,重金属元素已在205国道两侧的农田表层土壤中显著累积,其中As的积累最严重;稻叶和糙米中重金属的含量水平明显受到公路汽车尾气扩散沉降的影响,且扩散沉降集中在距离公路边缘10～20 m的区域内.     

海河低平原区农田重金属含量的空间变异性——以河北省肥乡县为例

随着工业和农业的快速发展,农田受到重金属污染的压力越来越大,其土壤环境质量的及时监测和掌握重金属在其空间的变异规律对农业生产具有十分重要的意义。利用地统计学和GIS技术对海河低平原区（肥乡县）农田土壤耕层（0—20Cm）8种重金属含量空间变异性进行了研究。结果表明：去除异常值后,8种重金属含量都符合正态分布,且其含量算术平均值未超过国家土壤环境质量二级标准。通过变异函数分析,Ph和Cr具有纯块金效应,Cu和Zn符合指数模型,Ni和Cd符合球状模型,地和As符合带基台值的线性模型。在该地区以2．0km为取样间距较大,以后调查时应该缩小间隔。Zn和Cd的空间变异性受人为因素影响较小,而Cu、Ni、Hg和As的空间变异性受人为因素影响较大,Ph和Cr在整个研究尺度上具有恒定的变异。Cu、Zn、Ni、Hg、As和Cd的变程差异较大,在2．5—13．7km之间。通过普通kriging法局部插值,Cu、Zn、Ni和As含量由西南部向东北部含量逐步升高,但是Hg却表现出相反的分布趋势。这将为当地正在开展的优势农产品区域布局规划提供理论依据。     

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.     

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.     

城市绿化树种香樟不同器官对土壤重金属的富集特征

为了了解不同土壤重金属浓度梯度及污染梯度下香樟不同器官的富集特征,测定了香樟树叶、树枝、树干和根际土壤中6种重金属元素(Cu、Zn、Pb、Cr、Mn、Ni)的含量.结果表明: 香樟地上部分重金属含量因器官、元素种类、根际土壤重金属浓度的不同而存在差异.香樟树叶和树枝重金属含量的大小顺序均为:Mn＞Zn＞Cu＞Cr＞Pb＞Ni,树干重金属含量为:Mn＞Zn＞Cr＞Pb＞Ni＞Cu.树叶对Mn的富集系数较高,为2.409;树干对Ni的富集系数较高,分别为树叶、树枝的8.6和17倍,且在不同土壤重金属浓度梯度下,香樟树干对Cu、Zn、Pb、Cr、Ni的富集系数均明显高于其他器官.香樟地上部分器官对Cu、Zn、Pb、Cr、Mn、Ni 6种重金属元素的综合富集能力大小顺序为:树叶＞树干＞树枝.随着土壤重金属污染等级的增加,香樟地上部分各器官的富集系数均逐渐降低.研究区域平均胸径为22 cm的单株香樟对重金属元素富集效能的大小顺序为:树叶＞树干＞树枝,其中树干对Cu、Zn、Pb、Cr、Ni的积累量均显著高于树叶和树枝.表明香樟对6种重金属元素均有一定的富集能力,并且树干对Pb和Ni的富集效能明显,分别占地上部分总积累量的82.7%和91.9%,能很好地富集并稳固土壤中的Pb和Ni,可作为修复治理土壤重金属污染的备选树种.     

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。     

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。     

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.     

东苕溪沉积物重金属生态风险评价和源解析

由于重金属毒性大, 且易在食物链中富集, 沉积物中的重金属会对水体生态环境造成严重污染, 因此对东苕溪23个采样点表层沉积物中主要的重金属As、Cd、Co、Cr、Cu、Pb、Zn、Mn和Ni含量及分布特征进行研究, 分析各种重金属来源, 并对重金属污染状况进行生态风险评价。结果表明: 东苕溪沉积物重金属平均浓度Mn>Pb> Zn> Cr> As> Cu> Ni> Co> Cd, As、Cd、Co、Cu、Pb、Zn和Mn的平均浓度均高于它们的环境背景值。多元统计分析结果表明沉积物中Cd、Co、Cr、Mn和Ni可能来源于自然环境, Cu、Pb 和Zn可能来源于生活污水和工业废水的排放, Pb还源于交通工具尾气和柴油机械排放的废弃物, As主要来源于农业活动, 例如化肥和农药的使用。地积累指数法和潜在生态危害评价法的结果表明, 东苕溪沉积物中的重金属整体上呈现中等的潜在生态危害, 东苕溪沉积物中的主要污染物为As和Cd, 由于东苕溪流域散布着大量的农田和一些工业园区, 农田中使用的肥料农药和工业活动中排放的废弃物是造成As和Cd含量高的原因。     

迁安市农田重金属含量空间变异性

利用地统计学和GIS相结合的方法,对河北省迁安市农田土壤耕层（0～20 cm)8种重金属含量的空间变异性进行了研究.结果表明,农田中8种重金属含量均值未超过土壤环境质量(GB15618-1995)二级标准,属于中等变异.Cu、Zn、Ni、Cr和As含量的变异函数理论模型符合指数模型,空间相关程度强;Hg和Cd含量的变异函数理论模型符合球状模型,空间相关程度中等;Pb含量具有纯块金效应,空间相关程度弱.在整个研究尺度上,Pb含量具有恒定的变异,其余7种重金属含量由空间自相关部分引起的空间变异性起主要作用,空间相关距离为11～20 km.用普通Kriging方法对Cu、Zn、Ni、Cr、Hg、As和Cd含量空间局部插值表明,北部山地重金属含量较高,而中部盆地重金属含量较低.     

Distribution of Heavy Metals and Arsenic in Greenbelt Roadside Soils of Pudong New District in Shanghai

We studied the distribution of seven heavy metals and As in typical municipal greenbelt roadside soils in Pudong New District, Shanghai, China. As and Ni showed no significant accumulation compared with the background values of the local soils, but there was strong evidence of accumulation of Cd, Cr, Cu, Hg, Pb and Zn in the roadside soils. However, only Zn and Cd contents were higher than the pollution thresholds of the Chinese National Soil Quality standard. The concentrations of heavy metal(loid)s in the soils were significantly affected by the length of time since the roads were constructed. Soils from areas adjacent to an older road had higher levels of Cu, Pb, Cd and Zn. In terms of spatial distribution, more Cd, Cu, Pb and Zn were found in the soil from the green areas of median between carriageways than from those of the roadside verges. Vertical distribution analysis shows that the contents of Pb, Cd, Cu and Zn had maximum values in the topsoil and were substantially lower in the deeper layers of the soil profile. Moreover, correlation analysis reveals that these four heavy metals originated from the same pollution sources and their contents were directly associated with the traffic density.     

Analysis of Spatial Variations and Sources of Heavy Metals in Farmland Soils of Beijing Suburbs

To understand the effect of intense human activities in suburbs on environmental quality, we obtained 758 measurements of the heavy metals in certain farmland soils of the Beijing suburbs. Multivariate statistical analysis and geostatistical analysis were used to conduct a basic analysis of the heavy metal concentrations, the distribution characteristics and the sources of pollution of the farmland soils in these suburbs. The results showed the presence of eight heavy metals in the agricultural soils at levels exceeding the background values for As, Cd, Cr, Cu, Hg, Ni, Pb, and Zn. In particular, all the measured Cr concentrations exceeded the background value, while As, Cd, Cr, Cu, Hg, Ni, Pb, and Zn were present at 1.13, 1.68, 1.95, 1.43, 1.63, 0.79, 0.92 and 1.36 times their background values, respectively. The results of correlation, factor and spatial structure analyses showed that Cd, Cu, Pb and Zn were strongly homologous, whereas Cr and Hg showed a degree of heterogeneity. The analysis further indicated that in addition to natural factors, Cd, Cu, Pb and Zn in the soil were mainly associated with distribution from road traffic and land use status. Different agricultural production measures in the various areas were also important factors that affected the spatial distribution of the soil Cr concentration. The major sources of Hg pollution were landfills for industrial waste and urban domestic garbage, while the spatial distribution of As was more likely to be a result of composite pollution. The regional distribution of the heavy metals indicated that except for Cr and Hg, the high heavy metal levels occurred in districts and counties with higher organic matter concentrations, such as the northwestern and southeastern suburbs of Beijing. There was no significant Ni pollution in the agricultural soils of the Beijing suburbs.     

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。     

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%、.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.     

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。     

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。     

The spatial distribution,contamination, and ecological risk assessment of heavy metals of farmland soils in Karashahar–Baghrash oasis,northwest China

The issue of heavy metal pollution is of high concern due to its potential health risks and detrimental effects on human beings, animals, and plants. In this study, farmland soil samples from 79 sampling sites were collected in Karashahar–Baghrash oasis, northwest China, and the contents of eight heavy metal elements (As, Cd, Cr, Cu, Mn, Ni, Pb, and Zn) were determined by standard methods. The spatial distribution, pollution, and ecological risks of heavy metals were analyzed based on Geographical Information System (GIS) technology, contamination factor (CF), pollution load index (PLI), and potential ecological risk index (RI). Results indicated that: (1) The average contents of Cd, Cr, Ni, Pb, and Zn exceeded the background values of irrigation soils of Xinjiang by 54.0, 1.34, 1.39, 3.44, and 5.01 times, respectively. The average contents of Cd exceeded the national standard of China by 10.80 times; (2) The pollution order of CF was ranked as Cd > Zn > Pb > Ni > Cr > Cu > As > Mn, and the ecological risk order of E_rⁱ was ranked as Cd > Ni > As > Cu > Ni > Pb > Cr > Zn. The average PLI of the study area showed heavy pollution level, and the average RI of the study area fell into considerable risk; (3) The moderately polluted areas with moderate potential ecological risks distributed in the northern parts, whereas heavily polluted areas with considerable potential ecological risks distributed in the southern parts of the study area; (4) Cr, Cu, and Mn of farmland soils were mainly originated from natural factors. Cd, Ni, and Pb were mainly originated from anthropogenic factors. As and Zn may be associated with both natural and anthropogenic factors. Cd contributed most to the PLI and RI of the farmland soils in the study area.