佛山城市典型森林群落土壤重金属分布、流通及枯落物富集特征

富集重金属的枯落物分解可能提高重金属暴露率,增加人体接触健康风险。为了解南方城市土壤重金属在森林生态系统中的分布及流转情况,通过调查研究了佛山市8个典型森林群落土壤及枯落物重金属含量,分析了各森林群落枯落物对不同重金属的富集效应及重金属随枯落物回归土壤流通量。结果表明：1）城市森林各土壤重金属含量在不同典型群落间差异显著（P<0.05）,差异最大为Pb、Cr、Zn,As、Cu、Ni次之,Hg、Cd最小;土层深度（0-20,20-40,40-60 cm）对重金属含量影响显著（P<0.05）,差异最大为Cd、Hg,其次为As、Cu,最小为Zn、Ni、Pb、Cr。整体上,Cd、Hg、As、Pb、Zn在0-20 cm最高,表层富集特征明显,Cr和Ni在40-60 cm最高。2）8个森林群落中阴香-白楸-醉香含笑群落（CMMC）枯落物对8种重金属的综合富集系数（TBCF,66.76）最高,其中以Cd的富集效果最突出,富集系数为44.45,且对Pb、Cu、Zn也相对富集;最低的为黧蒴锥-香椿-樟树群落（CTCC）,综合富集系数（TBCF）为8.09,仅对Cd、Cr、Cu相对富集,对其余重金属富集效应不明显。3）相关分析显示,群落重金属枯落物流通量与0-60 cm土壤重金属平均含量（Cr和Ni除外）无显著相关性。本研究对城市森林建设管理及筛选重金属富集植物及群落具有较强理论及实践意义。     

中亚热带典型森林生态系统对降水中铅镉的截留特征

实验于2012年9月到2013年8月期间,在重庆市江津四面山对常绿阔叶林生态系统大气降水、林内降水、枯透水及土壤渗滤液中的铅(Pb)和镉(Cd)进行了持续一年的动态变化特征的研究。结果表明:研究期间,大气降水中Pb和Cd的质量浓度分别为(22.92±13.57)μg/L、(2.82±1.46)μg/L,月均沉降量分别为(3.06±2.74)mg/m2、(0.32±0.27)mg/m2,该林区降水受到轻度的Pb污染,但并未受到Cd污染;该林区重金属Pb和Cd的主要污染源为大气沉降,林区中常绿阔叶林对重金属Pb和Cd有很好的截留净化作用,总截留系数高达98.52%和99.09%,经过该系统各层次的净化后,重金属Pb和Cd含量均符合国家地面水环境质量标准(GB3838-88)的Ⅰ类水质标准;其中,林冠层的截留能力最强,对Pb和Cd的截留系数分别为91.67%和86.84%,枯落物层次之,分别为67.86%和79.74%;土壤层对Pb和Cd的截留特征截然相反,土壤层对Pb的解吸量大于吸附量,导致渗滤液中Pb的平均质量浓度相对枯透水升高。     

包头南海子湿地三种鹭鸟羽毛与环境中重金属含量的关系

于2016年7至10月采用电感耦合等离子体发射光谱法(ICP-OES),测定了内蒙古包头南海子湿地繁殖期过后的白琵鹭(Platalea leucorodia)、苍鹭(Ardea cinerea)和夜鹭(Nycticorax nycticorax)3种鹭鸟初级飞羽及环境因子(水、土壤、食物)中As、Cd、Cr、Cu、Ni、Pb、Zn、Fe、Mn、Hg 10种重金属的含量,采用单因素方差分析方法比较了不同鹭鸟种类羽毛重金属含量差异,并通过生物富集系数及Pearson相关性检验分析了羽毛与环境因子间重金属含量之间的关系,以揭示包头南海子湿地环境中重金属污染现状及生物富集特征。结果表明:(1)被检测的10种重金属中,As、Cd、Cr、Cu、Pb、Zn、Hg 7种元素在湿地环境中均已超标,尤其土壤中Fe、Zn、Cu已达到重度污染的程度。(2)不同重金属元素在鹭鸟羽毛中的含量存在差异,其中Fe元素在白琵鹭羽毛中的含量水平最高(388.77 mg/kg),Cd元素在夜鹭羽毛中的含量最低(0.12 mg/kg)。在鹭鸟羽毛中重金属含量由高至低的顺序分别为,白琵鹭Fe、Zn、Mn、Cu、Hg、Cr、Ni、Pb、As、Cd,苍鹭Zn、Fe、Cu、Cr、Ni、As、Mn、Hg、Pb、Cd,夜鹭Zn、Fe、Mn、Cu、Ni、Pb、Hg、Cr、As、Cd。除Pb和Cd元素外,其他8种元素含量在3种鹭鸟羽毛中的含量种间差异显著。(3)相关分析表明,鹭鸟羽毛中的重金属含量与环境因子中的重金属含量显著相关且呈现富集特征,为此可作为监测当地环境污染的指示性材料。     

渭河陕西段沉积物重金属空间分布及来源解析

为了了解渭河陕西段河道沉积物重金属空间分布特征,本研究对渭河陕西段干流及其支流17个采样点沉积物中的10种重金属元素(Cd、Sb、As、Co、Cu、Pb、Ni、Cr、Zn、Mn)含量进行测定及来源辨析。结果表明: 重金属元素Cd、Sb、As、Co、Cu、Pb、Ni、Cr、Zn、Mn的平均含量分别为0.10、1.24、11.73、11.95、24.90、24.91、29.31、54.18、72.74、626.85 mg·kg^-1, 除Cd的变异系数大于1以外,其他元素的变异系数均低于0.5。其中,Cd、Pb、Cr含量于灞河入渭处达到峰值,Co和Mn在黑河入渭处达到峰值,Cu和Zn在清姜河入渭处达到峰值, Sb、As和Ni分别于沙王渡、咸阳铁桥和林家村处达到峰值。相关性分析、主成分分析和聚类分析表明,Cd、Co、Cu、Pb、Ni、Cr、Zn、Mn主要来源于以工业源和生活源为主的污染源;Sb、As主要来源于农业和地球化学污染源。     

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。     

海口城市地表水体重金属的空间分布特征及环境质量评估

城市地表水中重金属污染备受关注。通过研究海口市地表水体6 种重金属(Cd、Cu、Ni、Pb、Zn 和As)的空间分布特征, 并采用中国水体环境质量标准对水体环境质量进行评估。结果表明, 海口城市地表水体中重金属平均含量分别为Cu 7.4 μg·L–1、Pb 0.1 μg·L–1、Zn 15 μg·L–1、Cd 0.52 μg·L–1、As 2.6 μg·L–1 和Ni 7.0 μg·L–1。海口市地表水体重金属As、Cu、Ni 的含量受水体pH、温度和电导率的影响。从空间分布来看, 海口市区水体中Cu、Ni 元素含量明显低于周边水体, 其他重金属空间分布无明显规律。从水体质量评估结果来看, 海口城市地表水体重金属含量均符合中国水质标准(GB 3838-2002)I 类水质的限值规定。     

北亚热带3种典型森林群落对降水中氮、磷、硫的截留及分配特征

森林群落在净化空气、截留沉降污染物、改善地表水质等方面具有重要作用。本研究以北亚热带地区3种典型森林群落（毛竹林、杉木林、青冈阔叶林）为研究对象,通过分析沉降污染物（NH₄⁺-N、NO₃^--N、NO₂^--N、TP和SO₄^2-）在大气降水、林内穿透雨、树干茎流、枯透水和地表径流中的浓度和通量变化特征,探讨不同森林群落对氮、磷、硫的截留净化作用和分配特征。结果表明,该区域大气降水中NH₄⁺-N、NO₃^--N、NO₂^--N、TP和SO₄^2-年均浓度分别为1.06、0.61、0.04、0.07、1.84 mg/L,其年均pH为5.88;各森林群落林冠层能够调升降雨的pH且全年稳定,对TP和NH₄⁺-N均有吸附作用,截留率分别为79.09%-84.68%和30.88%-69.36%;而枯落物层则是林下氮、磷、硫的主要释放源,对NH₄⁺-N、NO₃^--N、TP和SO₄^2-均具有淋溶作用;此外,由地表径流（输出）与大气降水（输入）的对比分析可知,各林地对沉降污染物中氮、磷、硫的截留率均超过98%;3种森林群落对沉降污染物中氮、磷、硫的截留能力依次为：青冈阔叶林 > 毛竹林 > 杉木林,阔叶林对沉降污染物的净化能力要高于毛竹林及针叶的杉木林。     

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。     

南亚热带季风常绿阔叶林水文功能及其养分动态的研究

 根据在鼎湖山季风常绿阔叶林集水区3年的观测结果,对这一南亚热带地带性植被的水文功能进行了较深入的探讨。由于林分结构复杂,季风常绿阔叶林对大气降水具有较高的林冠截留率,截留率的季节变化动态与降水量的季节分配有关。该森林土壤结构良好,其渗水速度快,加上有较厚的枯落物层,对于减缓地面径流,减少水土流失,功效甚大。但由于土层较薄,其蓄水功能有限。该森林的径流量占总降水量的比例特别是地表径流所占比例较小,分别为50.22％和14.19％。其季节分配有利于保持水土和植物生长。由于土壤蓄水量变化出现负值,用水量平衡法计算得出鼎湖山季风常绿阔叶林年蒸发散量为1323.98mm,占大气降水量的51.81％。该森林的降水中主要营养元素浓度较高,降水带来大量的养分,特别是氮素的年输入量高达35.29kg·hm-2。淋溶也给该森林带来较高的养分归还量,其中钾的淋溶量高达35.65kg·hm-2;镁的淋溶量高达8.9kg·hm-2,为林外雨输入的2.37倍。径流中的氮输出为28.35kg·hm-2,降水中的氮素净输入量为6.94kg·hm-2;但镁的净输入呈负值。     

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。     

Effectivity of host-Rhizobium leguminosarum symbiosis in soils receiving sewage water containing heavy metals

Disposal of sewage water in cultivated soils often containing considerable amount of potentially toxic metals such as Cu, Zn, Ni, Cd, Pb and Cr can be beneficial or harmful to plant growth, rhizobial survival, nodulation and nitrogen fixation. Soil samples from 14 such locations were collected. Symbiotic effectivity of host-Rhizobium leguminosarum symbiosis in these soils was assessed. The total metal contents of Cd, Cu, Zn and Ni in all the 14 samples collected from farmer's fields receiving sewage water ranged between 1.3 and 6.7, 55.8-353.2, 356.0-1028.0 and 90.0-199.7 mg kg(-1) of soil, respectively. In Rohtak 1 soil, levels of Cd, Cu and Zn were highest while Ni was highest in Sonipat 2 soil. The content of available Cd, Cu, Zn and Ni in these soils ranged from 1.0-29.3; 6.2-47.0; 2.4-13.5, respectively, and was 2-9 percent of their total metal contents. All the N2 fixing parameters in pea and Egyptian clover were adversely affected by the presence of heavy metals. Available Cd and Cu contents significantly affected the N contents of pea and Egyptian clover plants, whereas Ni contents were negatively correlated with the plant biomass of pea and Egyptian clover.     

浙江油茶产地土壤和果实金属元素含量特征

为探讨油茶(Camellia oleifera)产地土壤和油茶果实中金属元素分布和富集特征,在油茶果实成熟期,对浙江5个油茶产地土壤及油茶果实中金属元素进行污染分析和富集能力评价.结果表明,浙江油茶产地土壤中Pb、Cr、Cd、As、Hg、Ni、Cu和Zn含量低于农用地土壤污染风险筛选值,综合污染等级为安全.个别产区常山...     

行道树毛白杨树干中重金属元素分布

采用电感耦合等离子体发射光谱法(ICP),测定分析首都机场高速公路旁毛白杨(Populus tomentosa Carr.)树干中Pb、Cd、Cr、Cu、Zn、Ni和Mn 7种重金属元素的含量及积累量,比较分析树干不同组织、不同方位、不同龄级年轮重金属含量差异及与交通量、关键气候因子的相关性。结果表明:树干木质部中各重金属平均含量由大到小依次为Zn、Cu、Cr、Mn、Ni、Pb、Cd,树皮中依次为Zn、Mn、Cr、Pb、Cu、Cd、Ni,树皮中各重金属元素的含量明显高于木质部;同一树干木质部中,各重金属元素在不同方位的分布有所差异,其中,靠近车道一侧的各重金属元素含量均高于背离车道一侧,南北向比较中,Ni、Zn为南侧含量高于北侧,其他5种重金属元素均为北侧高于南侧;以5a为一个龄级将年轮划分为5个龄组,各龄级年轮中重金属含量随时间的变化趋势各异,其中Pb、Cd、Cu、Zn总体呈递减趋势,且与年降水量、最低气温、日照时数、雨天日数和大风日数呈正相关趋势,与年平均气温和最高气温呈负相关趋势;各元素在毛白杨树干木质部中的积累量表现为ZnCrCuMnPbNiCd。     

Fluxes and budgets of Cd, Zn, Cu, Cr and Ni in a remote forested catchment in Germany

The input of heavy metals by atmospheric deposition to forested watersheds substantially decreased during the last decades in many areas. The goal of our study was to identify the present sinks and sources of metals and factors influencing metal mobility at the catchment and soil profile scale. We determined concentrations and fluxes of Cd, Zn, Cu, Cr and Ni in precipitation, litterfall, soil solutions (Oi, Oe, Oa horizon percolates, 20 and 90?cm soil depth) and runoff in a forest ecosystem in NE-Bavaria, Germany for 1?year. The metal concentrations in solutions were mostly <10???g?l^?1 beside Zn (<1200???g?l^?1). The present total deposition was estimated at 1.0, 560, 30, 1.2 and 10.4?g?ha^?1?year^?1 for Cd, Zn, Cu, Cr and Ni, respectively. The mass balance (total deposition minus runoff) at the catchment scale indicated actual retention of Zn, Cu and Ni, but an almost balanced budget for Cr and Cd. Considering the soil profile scale, the Oi horizon still acted as a sink, whereas the Oe and Oa horizons were presently sources for all metals. The solid?Csolution partitioning coefficients indicated higher mobility of Cd and Zn than of Cu, Cr and Ni in forest soils. In the mineral soil horizons, K_d values derived from field measurements were substantially larger than those predicted with empirical regression equations from Sauv?? et al. (Environ Sci Technol 34:1125?C1131, 2000; Environ Sci Technol 37:5191?C5196, 2003). The mineral soil acted as a sink for all metals beside Cd. Dissolved organic C and pH influenced the metal mobility, as indicated by significant correlations to metal concentrations in Oa percolates and runoff. The solid?Csolution partitioning coefficients indicated higher mobility of Cd and Zn than of Cu, Cr and Ni in forest soils. Overall, the decreased deposition rates have obviously induced a source function of the Oe and Oa horizon for metals. Consequently, mobilization of metals from forest floor during heavy rain events and near surface flow conditions may lead to elevated concentrations in runoff.     

Distribution of nutrients and phytotoxic metal ions in the soil and in two forest floor plant species of a beech (Fagus sylvatica L.) stand

In a beech (Fagus sylvatica L.) stand in north-west Germany vegetation of two transects (25m:1m and 20m:1m) was mapped and contents of macronutrients (Ca, Mg and K), micronutrients (Fe, Mn, Zn and Cu), and potentially phytotoxic metals (Pb, Cd, Ni and Al) were measured in different soil compartments and in roots, rhizomes, stems and leaves of two forest floor plant species (Mercurialis perennis L. and Polygonatum multiflorum L.). NH₄Cl extractable cation contents, pH and other soil variables were also determined.The highest macronutrient contents could be found in the leaves of M. perennis and P. multiflorum. Heavy metals and Al accumulated in the roots. Correlation analysis suggests a considerable translocation of Zn and Cd between below- and above-ground organs of both investigated forest floor plants. No significant correlation was found between the contents of the other elements in the below- and above-ground parts.Available data indicate a considerable uptake by the plants not only of nutrients, but also of heavy metals from the upper mineral soil. Amounts of heavy metals and Al solubilized in the presence of NH₄Cl increased with decreasing pH, whereas levels of soluble Ca and Mg were maximal at high pH-values of the extracts. It can be concluded that element uptake in the investigated plants is indirectly controlled by the pH of the upper mineral soil.     

广西马尾松人工林对重金属元素的吸收、累积及动态

探讨了广西马尾松人工林对重金属Cu、Zn、Mn、Pb、Ni、cd元素的吸收、累积及动态。结果表明:马尾松林地土壤层(0~60 cm)中重金属元素Cu、Zn、Mn、Pd、Ni、Cd的平均含量,分别为23.02,24.46,235.46,5.93.8.45和0.14 mg·kg-1,储量大小依次为Mn>Zn>Cu>Ni>Pb>Cd。马尾松林不同组分中,重金属元素的含量范围分别为Cu 2.97-13.47,Zn 12.09-42.93,Mn 143.14-751.78,Pd 2.87-25.12,Ni 0.19-25.05和Cd 0.16~1.24 mg·kg-1,对土壤6种重金属元素富集能力的大小依次为Cd>Mn>Pb>Zn>Ni>Cu。马尾松林中,重金属元素的总储量为39.791kg·hm-2,其中Mn、Zn、Pb、Cu、Cd、Ni元素的储量分别为34.047,3.351,1.226,0.874,0.245,0.084 kg·hm-2,各组分中重金属元素储量的空间分布为干>皮>根>叶>枝。Cu、Zn、Mn、Pd、Ni、Cd的周转期分别为13.9、7.0、3.1、20.4、2.1、12 a,流动系数为Ni>Mn>Zn>Cd>Cu>Pb。     

施用污泥对油菜根际养分和不同种类重金属的影响

根际是控制植物养分动态的重要因素,养分动态也影响着根际土壤环境。当土壤被污水污泥改良后,根际土壤中的养分和重金属性质也会发生变化。目前很少有人研究施用污泥的土壤中植物根系对根际重金属有效性和分布的影响。采用根垫—冰冻薄层切片法对施用污泥后土壤中油菜根际的养分和重金属分布情况进行研究,以期探明污泥改良土壤中根际重金属的活化特征。当土壤施用污泥后,根际土壤中DTPA提取态Zn,Cd,Ni,Mn,有效磷,有效钾和铵态氮被显著消耗,而根际土壤中DTPA提取态Cu没有明显的消耗或积累。当土壤中施用大量污泥时,根际土壤的pH值随着离根表面距离的增加而增加。无论土壤是否用污泥处理,油菜根际土壤中可交换态Cu都显著减少。当土壤被50%污泥改良时,在距离根表面0—2 mm处的油菜根际土壤中碳酸盐结合态,铁锰氧化物结合态,有机物结合态,残渣态的Cu和Zn都被消耗较多。污泥的施用对油菜的生长有促进作用。随着污泥施用量的增加,油菜地上部分Cu和Zn的含量没有显著变化。施用污泥量小于25%的土壤中,污泥没有增加重金属的可利用性和移动性。除了Cu,油菜根际土壤中DTPA提取态Zn,Cd,Ni的减少表明施用污泥的土壤中重金属的活化是非常有限的。