江西省赣县沙地土壤重金属的来源及环境等级评价

为研究赣县沙地土壤中重金属的来源,进行环境等级影响评价,在研究区采取了2708件土壤样对Cd、Cr、As、Hg、Cu、Pb、Zn、Ni八种重金属元素及pH进行分析测试,按照现有环境地球化学等级标准进行评价,利用地质统计分析法和空间分析法,探讨分析重金属元素可能来源。结果表明:研究区土壤中的As、Pb和Cu平均值均低于赣州市背景值,Cd、Hg、Cr、Zn和Ni平均值略高于赣州市背景值。与全国土壤背景值相比,Cd、Pb平均值高于全国土壤背景值,As、Co、Ni、pH、Cu低于全国土壤背景值,土壤中Hg、Zn背景值含量与全国背景值相差不大;各重金属元素具有较好的空间相关性,空间变异主要受结构性因素为主,受随机性因素较小;基于各元素半差函数块基比,结合元素间相关系数及因子载荷分析,研究区中Cd、Cr、Cu、Pb、Zn和Ni主要受地球化学成因影响,得出AS、Cd和Pb土壤污染主要来自地质高背景。     

承德市土壤重金属空间结构与分布特征

基于地统计学和GIS相结合的方法,对承德全域表层土壤重金属As、Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb、Zn、微量元素Se正态分布特征、主导分布趋势及相互作用规律进行了分析,确定了不同元素最适宜的地统计插值模型并厘定出其空间分布规律。结果表明:As、Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb、Zn的质量含量平均值分别为8.28,0.200,60.85,24.37,0.034,27.76,26.65,77.10 mg/kg,Cd、Cu、Hg和Pb变异系数分别为385%、143%、350%、118%,分异性强。Zn含量均值受土壤类型影响显著,Cr、Cu、Ni含量均值则受土地利用类型影响显著。经过不同趋势阶数元素插值误差的综合对比,确定As、Cr、Pb、Zn、Ni、Se适宜选择无趋势参数,Hg和Cu适宜选择一阶趋势参数,而Cd适宜选择二阶趋势参数。As的理论模型为指数模型,主要受到结构性因素的影响;Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb、Zn、Se的理论模型为线性模型,主要受到随机性因素的影响。通过普通克里格插值图可见区内9种元素具有北低南高的特点,中部地区形成了一条较宽的Pb高值带,与Cd相似。按照含量分布特点,土壤中Cr和Ni、Cu和Hg、Zn和Pb、Se和Cd之间的高值空间展布区具有相似性且来源相同,仅As具有个性,分析结果与传统统计学结果数据保持部分一致性。     

合肥义城地区土壤重金属污染评价中典型插值方法的对比

空间插值对于土壤中重金属元素的空间分布及污染评价具有重要意义。对合肥义城地区土壤中的Cu、Pb、Zn、Cd、As、Hg等污染重金属元素,以常用且具有代表性的反距离加权法、径向基函数法、普通克里格法,进行了空间插值的对比验证分析和评价。通过对各种元素的空间插值各种误差进行综合比较的结果表明：Cu、Pb、As元素采用普通克里格法进行插值结果最优,而Zn元素采用反距离加权法最优,对于Cd、Hg元素则径向基函数插值法最优。     

密云某流域土壤重金属污染特征及评价

对北京市密云水库上游某流域周边土壤重金属(As、Hg、Zn、Cu、Cd、Pb、Ni、Cr)的空间分布、来源及污染现状进行评价。地累积指数法、单因子指数与内梅罗综合污染指数法、多元统计分析(相关性分析、主成分分析)表明,Cu、Pb、Zn、Cd和As五种元素主要来源于矿山开采、选矿以及运输等过程;Cr和Ni污染主要来源于旧金属垃圾及铁矿开采伴生元素;Hg元素污染主要来自于金矿的采选过程。Cr元素在该流域内污染比例较大,Hg与Cd两种元素变异程度较大,污染较为严重的区域主要集中在金矿和尾矿库附近。Pb和As两种元素污染程度处于相对安全水平。     

柿竹园矿山东河区域土壤重金属含量分布特征分析

柿竹园矿区有色矿产资源丰富,矿山地质环境问题严峻,土壤重金属污染尤其突出。本文使用数理统计分析等方法对研究区土壤环境介质中的重金属元素的组分含量和空间分布特征进行分析。通过组分含量特征分析可知:土壤重金属呈正偏离态分布,Pb、Cd、As、Cu、Zn属于空间强变异,Cr、Hg属于空间弱变异; Cd-Zn、Cu-As、CuZn、Cu-Cd、Cd-As相关性显著,表明土壤Cd、Zn、As和Cu主要受矿山开采活动控制。通过空间分布特征分析可知:矿集区易向土壤中释放Ni、Cu、Cd、Zn、Pb和As并且输入量较大,尾砂库、矿集区和选矿厂向土壤中释放Cr的能力较小;尾砂库、矿集区和选矿厂没有向土壤中释放Hg。研究结果对柿竹园矿山流域的水资源、土地资源、矿山资源及生态资源的开发与保护具有借鉴意义。     

长江沉积物环境地球化学特征及生态风险评价

为了进行长江流域沉积物生态风险评价,对长江流域干流以及主要支流的沉积物统一进行采样分析。首先对其元素的组成特征及重金属元素的富集特征进行分析。常量元素含量在流域空间上的变化主要受其携带矿物含量变化的影响;Cu、Pb、Cd、As、Hg 5种微量元素富集程度较大,存在异常。同时采用潜在生态风险指数法对长江沉积物Cr、Mn、Co、Ni、Cu、Zn、Pb、Cd、As、Hg 10种元素进行了评价研究。结果表明,潜在生态风险指数较大的地区分布在湖南湘江、安徽铜陵等地区,中等的地区分布在四川、重庆及江西等地区,这些潜在污染指数与矿产的开采冶炼以及工业的布局有一定的关系,很大程度上是由人为因素造成的。从元素的潜在污染程度看,长江流域Cd、As、Hg污染程度较重,Cu、Zn、Pb次之,而Cr、Mn、Co、Ni基本没有污染。本研究为探讨长江流域沉积地球化学过程和环境保护提供了科学依据。     

雄安新区土壤重金属和砷元素空间分布特征及源解析

研究雄安地区土壤重金属和砷元素空间分布特征及其来源,对于支撑新区土地资源和环境管理具有重要意义。基于雄安新区土壤环境调查,运用地统计学方法和ArcGIS 技术分析模拟了土壤中As、Hg、Cd、Cu、Pb、Zn、Ni、Cr等8种元素空间分布特征,综合运用空间分析、多元统计学方法和正定因子矩阵模型解析这些元素的主要来源。结果表明:（1）区内土壤质量总体良好,4.35 %的土壤样品Cd和Cu含量超过农用地土壤污染风险筛选值,但均低于农用地土壤污染风险管控值;与河北省背景值相比,Cd、Cu、Pb、Zn和Hg存在不同程度中度和显著富集。（2）As、Cd、Cu、Pb、Zn、Ni、Cr含量呈现出由北部向南部逐渐增高的趋势,高值区主要分布在新区西南部;Hg元素分布分散,高值区主要分布在城镇及工业企业周边。（3）不同土地利用类型土壤剖面重金属和砷元素垂向分布受pH值、有机碳和铁铝氧化物等理化性质影响显著。（4）研究区土壤重金属和砷元素富集受人类活动影响明显,人为来源贡献率达67.12 %,Hg元素主要来源于人为排放的大气沉降富集,As元素富集受到废渣堆放和利用的影响,Cd、Cu、Pb和Zn元素富集受工业生产、污水灌溉以及尾气排放等活动影响。研究成果可为雄安新区合理制定土地资源开发利用和生态保护措施提供技术支撑。     

北京市密云区农业土壤重金属元素地球化学特征及生态风险评价

在北京市密云区西南部农业区系统地采集了1 065件表层土壤样品,对其中Ni、V、Cr、As、Cd、Pb、Zn、Hg 8种重金属元素的含量开展了测试分析。采用多元统计分析法及空间分析法,阐明了这些重金属元素的地球平均化学分布特征,并探讨了其可能的主要来源。结果表明,8种重金属元素主要分为3类：第一类为Ni、V、Cr、As,其含量低于北京地区背景值,其分布主要受成土母质等自然因素的影响;第二类为Cd、Pb、Zn,其平均含量高于背景值,且居民区含量最高。除继承成土母质外,此类元素的分布特征受人为活动影响较大,其中Cd受人为活动影响的程度明显高于Pb和Zn;第三类为Hg,推断大气沉降为影响Hg分布的主要因素。主要采用Hakanson法评价了土壤中重金属的生态风险,结果表明该地区潜在生态危害指数较低。     

沈阳市新城子区土壤重金属元素的空间变异性

利用地质统计学方法,系统地研究了沈阳市新城子区土壤重金属元素的空间分布及空间变异性特征。研究结果显示,土壤中Cd和Pb的含量明显高于全国平均值和辽宁省土壤背景值。变异函数分析结果表明,Hg具有明显的空间自相关性,Cd、Pb和As均具有中等空间自相关的特征。Cd和Pb含量较高,并呈显著的正相关,主要受灌溉、施肥等外在因素的影响。重金属元素空间变异性的研究对当地土壤环境评价和土地质量评估具有一定的指示和引导作用。     

云南省安宁地区土壤重金属等元素生态地球化学调查与评价

云南省安宁市是长江上游滇中经济发展和生态文明建设的重要地区。本文以2018～2020年度在安宁地区系统采集的表层土壤样品为研究对象,对研究区表层土壤重金属等元素含量特征和富集程度进行研究,利用地累积指数和潜在生态风险评价指数对土壤重金属的生态风险进行评价,并采用相关性和主成分分析其来源。结果表明,研究区土壤重金属Cr、Zn、As、Cd、Pb、Hg以及放射性元素U显著高于云南省土壤背景值,且变异程度较高,空间分布不均;重金属Cr地质异常累积程度最高,As、Cd和Hg潜在生态风险等级高,生态风险主要集中在磷矿采区及螳螂川流域钢铁厂、化工厂周边。研究区土壤中Cr、Ni、Cu可能更多地来源于成土母质;Cd、Pb、Zn和As高含量区受人为活动的影响较为显著;Hg可能存在复合污染源。本研究结果将为识别安宁地区土壤重金属的来源及当地土地资源安全管护提供科学依据。     

陕西潼关县金矿矿区周边农田土壤重金属生态健康风险评价

为了解潼关金矿矿区早期粗放式的矿业活动对矿区周边农田土壤的重金属污染状况的影响以及对暴露人群的不良健康效应的评价,采用地质调查工程选取了矿区附近6块农田土壤为研究对象,通过X射线荧光光谱分析法测定了68个土壤样本中Cd、Hg、As、Pb、Cr、Cu、Ni、Zn等8种土壤重金属含量,采用地累积指数法、潜在生态危害指数法和健康风险评估模型分别评价该区土壤重金属污染程度、潜在生态风险和人体健康风险。结果表明,该区农田土壤中Cd、Hg、Pb、Cu、Ni、Zn 6种重金属平均值高于潼关县土壤背景值,呈现不同程度的积累;Pb、Hg、Cd的土壤积累含量不仅超出了土壤重金属污染对农产品质量存在安全风险的最低限值农用地土壤污染风险筛选值,还分别以41.2%、72.1%、14.7%的超标率超出了土壤重金属污染对农产品质量存在安全风险的最高限值农用地土壤污染风险管制值;研究区土壤重金属污染评价显示,土壤中Hg、Cd、Pb总体污染程度最重,Cu、Zn总体呈现轻—重污染,Ni、Cr、As总体呈现无污染状态。生态风险评价显示,Hg、Cd、Pb为主要生态危害元素,Hg为极强风险,Cd和Pb为强风险。人体健康风险表明,研究区重金属对儿童的非致癌风险显著,Pb、Hg为主要非致癌因子;致癌风险均在合理范围,Cd致癌风险最大,手-口摄入为最主要的暴露途经,儿童更易受到重金属污染威胁。     

重庆秀山西北部农田土壤重金属生态健康风险评价

为了解矿业活动较多的重庆秀山县西北部农田土壤重金属污染状况,采集了表层土壤样品386件,分析测定As、Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb、Zn、Mn等9种重金属元素,采用地累积指数法、潜在生态危害指数法和健康风险评估模型,对该区土壤重金属污染程度、生态风险和健康风险进行评估。结果表明,该区农田土壤9种重金属平均值都高于重庆市土壤背景值,呈现不同程度的积累;Cd、Hg明显超出国家农用地土壤污染风险筛选值,超标率分别为75.2%和44.6%。土壤中Hg污染较严重,处于中污染或重污染状态,Mn、As、Cd总体呈轻污染,其余重金属基本无污染。生态风险评价显示,Hg、Cd为主要生态危害元素,Hg以强、很强和极强风险为主,Cd以中等风险为主。人体健康风险评价显示,儿童更易受到重金属污染威胁,重金属对成人不具有非致癌风险,对儿童具有非致癌风险,As、Cr是主要非致癌因子;成人致癌风险在可接受范围内,个别土壤样对儿童具有致癌风险,As致癌风险最大。     

武水河上游区域土壤重金属污染风险及来源分析

生态功能区在涵养水源、保持水土、维系生物多样性等方面具有重要的作用。本文以位于南岭生态功能区的流域——武水流域为研究对象,采集流域上游交通运输用地、采矿用地、工业用地、耕地及林地5种土地利用类型土壤样品,分析7种重金属Cd、As、Cu、Hg、Ni、Pb、Zn的含量特征,采用内梅罗综合污染指数评价重金属污染的程度,Hakanson潜在生态风险指数法评价土壤重金属潜在生态风险,并应用主成分分析法探究重金属污染的来源。研究结果显示,武水河上游地区土壤重金属Cd、As、Cu、Hg、Ni、Pb、Zn平均含量分别为1.28、72.44、54.62、0.27、68.32、72.29和158.42mg/kg,均高于土壤背景值,其中采矿用地土壤重金含量除Hg外均高于其他类型土壤。均值状态下土壤中Cd和As单因子污染指数分别为5.07、3.25,其中采矿用地中Cd单因子污染指数可达13.59;土壤重金属综合污染指数表明,采矿用地污染最为严重,其次是工业用地,林地呈安全状态。潜在生态危害指数评价结果显示,采矿用地和工业用地达到了强生态危害,其他类型土壤为轻微生态危害,而采矿用地土壤中Cd达到极强生态危害,As为强生态危害。土壤重金属来源研究结果表明,As、Cd、Cu和Zn来源于矿山开采及工业活动,Ni和Hg主要来源于成土母质,Pb则来源于交通运输。研究认为:武水流域上游区土壤重金属污染情况较为严重,Cd和As是区内主要的风险因子,主要来源于矿山开采以及工业活动。     

小秦岭金矿区小麦和玉米重金属的健康风险评价

重金属污染引发的农产品质量安全问题已成为全社会关注的焦点。为了解小秦岭金矿开发引起的重金属污染风险,采集了同点位的农田土壤、小麦和玉米籽粒样品,测定了其中Hg、Pb、Cd、Cr、As、Cu和Zn的含量及其在土壤中的形态;采用指数法和RAC风险评价法分析了土壤重金属的污染风险,采用转移因子和目标风险指数法评价了小麦、玉米籽粒中重金属的健康风险。结果表明:小秦岭金矿区土壤中Hg、Pb、Cd、Cu、Zn含量受矿业活动影响强度大,在土壤中累积明显;土壤中Hg、Cd、Pb、Cu总量超过了国家限值,呈现污染;Cd、Hg、Cu具有潜在生态风险。小麦和玉米籽粒中Pb以及玉米籽粒中的Cd的平均含量高于国家标准,呈现一定程度的污染;部分小麦样品中的Hg、Cd和部分玉米样品中的Cd超过WHO/FAO安全限值,小麦和玉米籽粒中度Pb平均含量超过欧盟安全标准,说明具有潜在的健康风险。重金属的转移因子表明Cd、Zn及Cu比其他重金属更容易从土壤转移到小麦和玉米籽粒中;通过小麦对重金属的摄入量略高于玉米,远低于WHO/FAO推荐剂量;目标风险指数评价表明,只消费小麦或玉米基本不产生健康风险,但同时消费矿区生长的小麦和玉米具有较高的Pb健康风险。     

某矿区土壤重金属分布特征及来源解析

为探究赣南某矿区土壤重金属污染状况及来源,以该矿区内40个土壤样品为研究对象,分析了土壤中Cu、Pb、Zn、Cr、Ni、Cd、As和Hg等8种重金属元素的含量,并采用频率直方图、相关性分析、主成分分析等多种统计方法探究了土壤重金属含量的分布特征及来源。研究结果表明:(1)研究区8种重金属中有7种不同程度地超过了江西省土壤重金属元素背景值;(2)Pb、Zn、As和Hg的含量接近正态分布,而Cu、Cr、Ni和Cd的含量则呈现出右偏分布的趋势,这可能与研究区矿山开采活动及土地利用类型等因素有关;(3)矿区土壤重金属相关性分析表明,Cu、Cr、Ni的同源性较高,可能具有相同的污染源,而Pb、Zn、Cd等元素与Cu、Cr、Ni相比,其来源可能存在一定的差异;(4)主成分分析结果显示,矿区内土壤中8种重金属元素含量可以由2个主成分来解释,所代表的实际意义按贡献率排序分别是成土母质和人为采矿活动;(5)矿区内土壤重金属污染物主要为Pb、Zn、Cd,人为采矿活动是这三种重金属污染的主要来源。     

河北省保定市平原区土壤重金属污染及潜在生态危害评价

以河北省保定市平原区土壤为对象,采用单因子指数法和尼梅罗综合指数法对土壤重金属的环境质量及污染特征进行评价,并采用Hakanson提出的潜在生态危害指数法对土壤中重金属的潜在生态危害进行评价。结果表明：重金属污染程度依次是Cd＞Zn＞Hg＞Cu＞Pb＞Cr＞Ni＞As,其中Cr、Pb、Ni、As都处于清洁安全状态,Hg和Cu绝大部分样点处于清洁安全状态,分别只有0.15%和0.40%处于警戒状态,Cd、Zn元素都出现污染,其中Cd面积最大,达到0.22%;综合污染评价土壤环境整体良好,清洁、安全、警戒、污染土壤面积比例分别为94.39%、5.00%、0.50%、0.11%,其中警戒及污染土壤面积为0.61%,其形成可能与工业生产及人类活动有关;各重金属元素中,产生潜在生态危害的重金属主要是Hg,已达到中等潜在生态危害水平,其余重金属均为轻度潜在生态危害,综合考虑多种重金属的潜在生态危害性,其轻微生态危害、中等生态危害、强生态危害、很强生态危害的百分比分别为93.71%、4.71%、1.29%、0.29%,整体表现为轻微潜在生态危害。     

煤矸石堆附近耕作层土壤中重金属污染状况与评价——以鲁西南煤炭基地为例

通过对鲁西南煤炭基地若干混堆的煤矸石山周围耕作层土壤的实际调查及分析测试资料,研究了煤矸石堆附近耕作层土壤中重金属污染状况。结果表明,土壤局部已经受到Cd、Ni的污染,但未出现多金属复合污染状况。煤矸石堆附近土壤已经受到采矿等人类活动的影响,其中Cd,Hg的人为影响最大。从8种重金属元素含量随深度的变化曲线形态来看,Hg,Cd2种元素与Cr,Ni,Cu,Zn,Pb,As6种元素曲线形态显示差异性,Hg,Cd元素在土壤中赋存、迁移等应具特殊性,有待进一步研究。     

Mercury and other metal and metalloid soil contamination near a Pb/Zn smelter in east Hunan province, China

The spatial distributions of contaminant metals (Hg, Pb, Zn, Cd, Cu) and a metalloid (As) in vegetable plots and paddy fields located near a large scale Pb/Zn smelter in Hunan province, China, were investigated. Soil located 4 km from the smelter was severely contaminated, with maximum concentrations of Hg, Pb, Zn, Cd, Cu and As as high as 2.89, 1200, 3350, 41.1, 157 and 93 mg kg⁻¹, respectively. Concentrations of soil metal and As decreased with distance in the dominant wind direction. Single-factor assessment indicated pollution levels of Hg, Pb, Zn and Cd were most severe, while pollution levels for Cu and As were less severe. Results from a potential ecological risk assessment indicated high risk associated with the soil within a 4 km radius, with the contribution for each contaminant calculated as follows: Cd (70.0%), Hg (19.4%), Pb (4.8%), As (3.0%), Cu (1.7%) and Zn (1.1%). The forest soil in the nearby city park was also affected by the atmospheric depositions from smelting activities. Soil profiles demonstrated the pollutants were mostly accumulated in the upper 20 cm layer. Contamination of the topsoil with Hg, Pb, Zn, Cd, Cu and As indicated remediation should be considered.     

金矿区农田土壤重金属污染的环境效应分析

通过对比研究小秦岭某金矿区土壤重金属综合污染区和对比区内的小麦、玉米籽粒中重金属的含量,结果表明污染区内小麦籽粒中汞、铅、镉累积程度显著高于土壤对比区对照样,铬、砷、铜、锌与对照区几乎没有差异,汞、铅、镉、锌、铜的超标率分别为86.67%、60%、33.33%、6.67%、20%。在污染区,玉米中铅、镉、铬较对照区明显累积,但仅有汞超标,超标率为15.15%。同一采样地点,金矿区小麦籽粒比玉米更易吸收累积重金属。小麦中重金属含量与立地土壤重金属污染程度存在较好的相关性。与1990年比较,小麦中汞、镉累积效应非常显著。研究区土壤重金属污染已经造成了小麦严重污染。