自贡市龙潭镇土壤中重金属的地球化学基线及污染状况研究

地球化学基线是区分地球化学背景和异常的重要参数.在采集和测试自贡市龙潭镇内168个表层土壤样品的基础上,采用了地质统计学方法建立了研究区内重金属元素As、Cd、Cr、Pb、Hg、Cu、Ni、Zn的地球化学基线.在此基础上,应用地质累积指数方法评价了表层土壤重金属的污染状况.结果表明:区内各重金属元素基线值为As(3.86 μg/g)、Cd(0.183μg/g)、Cr(66.41 μg/g)、Pb(28.19 μg/g)、Hg(0.037 μg/g)、Cu( 23.1 μg/g)、Ni(24.5 μg/g)、Zn(62μg/g);研究区内Cd和Hg的污染较突出,各重金属元素的地质累积指数排序为:Cd＞H g＞Zn＞Cu＞As＞Cr＞Ni＞Pb.     

西南重金属高背景区农田系统土壤重金属生态风险评价

西南地区是我国典型重金属高背景区,在重金属高背景区开展生态风险评价对保障粮食安全有重要意义。采集云南省重金属高背景区土壤表层(0～20 cm)样品242件,农作物及对应的根系土样品74件,分析土壤和农作物样品中8种重金属(Cd、Cr、As、Hg、Pb、Cu、Zn、Ni)含量以及土壤中重金属赋存形态。研究发现,受地质背景因素影响,Cd、Cr、Cu、Hg、Ni和Zn含量平均值均超过云南省土壤背景值,Cd、Cu和Ni含量平均值均超过农用地土壤污染风险管控标准规定的筛选值,土壤pH值多呈酸性,有机质含量较低。土壤中As、Cr、Cu、Ni、Pb和Zn主要以残渣态形式存在,生物有效性低,是由地质背景引起的;Cd残渣态占比较低,生物有效组分较高,Cd元素的地累积指数分布显示,Cd受人为污染和地质背景交互叠加的影响,是研究区污染风险最高的重金属元素。Hg来源较为复杂,全量较低,污染风险较小。研究区大宗粮食作物(马铃薯和玉米)重金属含量均不超标,生物富集系数(BCF)均小于0.03,粮食作物较安全,生态风险较低。黄烟中Cd含量远远超过目前初步制定的安全限量标准,BCF为3.13,说明烟草特别能富集Cd,存在一定的生态风险。表层土壤重金属潜在生态风险指数(RI)统计结果显示,土壤重金属RI贡献降序依次为Cd(73.71)Hg(57.40)Cu(25.25)Ni(8.76)As(7.39)Cr(4.15)Pb(4.04)Zn(2.0),Cd和Hg是研究区最重要的风险元素,但均以中等生态危害为主,很强生态危害分布面积较小,研究区生态风险整体较低,风险可控。     

雅鲁藏布江表层沉积物地球化学元素研究

雅鲁藏布江流域还没有大的工业污染源,仍然属于自然河流.对雅鲁藏布江16个表层沉积样品的全样、小于20μm 和小于63μm 粒级的32种元素含量进行了测定,并分析了与人类活动密切相关的元素 Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、As、Cd 和 Pb 的含量分布特征,以及这些元素含量与粒径之间的关系.结果表明,多数元素(Cs 除外)与西藏土壤元素背景值相差不大, B、Cr、Ni、As 和 Cs 含量高于中国陆壳元素丰度值,但这些元素主要来源于该流域富含这些元素的页岩、片岩和千枚岩等母岩.由于相似的地球化学行为,沉积物中 Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn 之间显著正相关;除 Pb、As 外,一些元素(如 Zn、Ni)与沉积物的粒径显著负相关     

南京东郊沿江地区农用地土壤重金属分布特征及风险性评价

为查明南京东郊沿江地区农用地土壤重金属污染物类型及其影响范围,在该区采集了688个表层土壤样品,测定了pH值及As、Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb、Zn等重金属元素含量,采用单因子指数法、内梅罗综合污染指数法、潜在生态危害指数法进行污染风险性评估.结果 表明:与南京市土壤元素背景值相比,除Hg外,As、Cd、Cr、...     

石家庄城市土壤重金属空间分布特征及源解析

文章对石家庄市土壤重金属含量水平进行了研究,通过采集的220个城市土壤样品,分析了Al2O3、As、Cd、Cr、Cu、Ni、Pb、Zn等8个元素。结果表明,与土壤背景值相比,石家庄市土壤中除As和Al2O3外的重金属含量总体明显升高。采用相关分析和主成分分析,对土壤重金属元素来源进行解析,认为有3种主要来源:一是Cu、Zn、Pb与人类的工业生产、汽车尾气排放有关。二是Ni、Cr、Cd除与工业生产有关外,还与燃煤活动排放有关。三是As、Al2O3主要与土壤母质有关(自然来源)。石家庄城市土壤的重金属含量高值区与工业区域、交通分布相吻合。     

云南典型地质高背景区土壤重金属含量特征及污染风险评价

云南峨眉山玄武岩和碳酸盐岩分布区为典型重金属地质高背景区,选取云南鲁甸县典型地质高背景区为研究对象,采集1406件表层土壤样品,系统研究土壤中重金属含量特征,评价土壤重金属污染风险,重点探讨不同地质岩性对土壤重金属含量的影响,分析土壤重金属的来源。结果表明:(1)表层土壤中Cu、Cr、Cd、Zn和Ni含量均超出云南省背景值,土壤重金属含量明显受成土母质影响,碳酸盐岩明显富集Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb、Zn,飞仙关组碎屑岩明显富集Cr、Cu、Ni、Cd,玄武岩明显富集Cu、Cd、Zn、Cr,均为典型的地质高背景区;(2)表层土壤重金属综合评价等级以风险可控为主,碳酸盐岩、飞仙关组碎屑岩和玄武岩土壤中污染风险较高的重金属元素主要为Cd、Cu、Cr、Ni,且明显受玄武岩岩浆活动影响;(3)主成分和空间分析结果显示,地质高背景区土壤重金属高含量主要为成土母岩中重金属高含量及其风化成土过程中次生富集作用导致,人为影响相对较小。     

承德中部土壤-黄芩系统重金属生物有效性及迁移累积特征

土壤重金属含量是影响黄芩产量和质量的重要因素。选取承德市中部金沟屯和五道岭两处黄芩种植示范区为研究区,采集表层土壤样品355件,黄芩样品30件,重金属形态样品15件。在分析土壤Mn、Zn、Cu、Cr、Cd、As、Pb、Ni、Hg、V、Co、Sb和土壤有机质含量（SOM）及pH值,黄芩Zn、Cu、Cr、Co、Cd、Pb、Ni、Hg和As含量基础上,采用描述性统计、地累积指数、主成分和RDA分析、重金属生物富集系数、生物活性系数和迁移系数等方法论述了土壤-黄芩系统重金属生物有效性及迁移累积特征。结果表明:金沟屯和五道岭区土壤各重金属累积程度总体属无-中度累积水平。五道岭Cu和Hg累积程度高于金沟屯区,其它元素累积程度低于金沟屯区。五道岭区表层土壤Cr、Cu和Cd含量超标率分别为2.82%、1.69%和1.13%;金沟屯区土壤Cd、Cr和Ni,五道岭区土壤Zn和Hg含量超标率均为0.56%。五道岭区黄芩Cu元素含量高于金沟屯区,Co和Cu元素生物富集强度高于金沟屯区,其它元素含量和生物富集强度则均低于金沟屯区。土壤Cd和Hg元素生物活性系数相对最高,Ni、Zn和Pb元素次之,Cu、Cr和As生物活性系数相对较低。金沟屯区根系土具有较低的pH值和较高的SOM含量,区内黄芩根部As、Cd、Cr、Ni、Zn和Pb元素BCF平均值高于五道岭区,Cu元素富集强度低于五道岭区。土壤重金属生物有效性和黄芩重金属生物富集强度受土壤pH和SOM含量影响,其中Cd和Cu元素受SOM含量影响最为明显。     

土壤中重金属元素电感耦合等离子体质谱定量分析方法的研究

分别采用HNO3-HF、HNO3-HF-HCl和HNO3-HF-H2O2三种消解体系,通过微波和PTFE密封罐电热板对土壤标准物质进行前处理,采用电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)对样品中的重金属元素Cr、Ni、Cu、Zn、As、Cd和Pb进行定量分析。探讨了前处理试剂(主要为HNO3、HCl和HF)以及土壤基体效应对Cr、Ni、Cu、Zn、As、Cd和Pb定量分析的影响。研究结果表明,前处理试剂对Cr、Ni、Cu、Zn、As、Cd和Pb的定量分析具有不同程度的影响;对于土壤基体,在三种消解体系下均可观察到基体抑制效应;采用PTFE密封罐电热板消解方法前处理,待测元素及相同元素不同同位素的方法空白和检出限均较低,效果整体优于微波消解法。特别是HNO3-HF-HCl消解体系,通过选用52Cr、60Ni、65Cu、66Zn、75As和206Pb等同位素,重金属元素Cr、Ni、Cu、Zn、As、Cd和Pb的测定值均能保证在标准值的允许误差范围内,可以满足大批量土壤样品中重金属元素同时定量分析的需要,为高效准确地开展土壤的风险评估以及为土壤的修复治理提供科学依据。     

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。     

海南琼中岩-土体系重金属迁移特征及表土环境质量评价

地球关键带和土壤重金属污染是当今研究的前沿与热点,岩-土体系是地球关键带的重要组成部分。目前海南岛针对不同成壤母质岩-土体系的详细研究较少,并且重金属亟需基于新标准进行评价。为了查清岩-土体系中重金属元素迁移特征及污染状况,本文以海南岛琼中3个土壤垂向剖面及7115件表层土壤样品为研究对象,采用电感耦合等离子体质谱/发射光谱法(ICP-MS/OES)和原子荧光光谱法(AFS)等分析方法,测定岩石和土壤中Cu、Pb、Zn、Cr、Ni、Cd、As和Hg共8种重金属元素含量,利用土壤环境质量农用地土壤污染风险管控标准、内梅罗指数法和潜在生态危害指数法定量评价了表层土壤样品重金属污染状况及生态风险。结果表明,(1)海南岛琼中二长花岗岩岩-土体系中,不同重金属元素表现出明显的分异特征,Cu、Pb、Zn、Cr、Ni、Cd元素以亏损为主,As元素以富集为主,Hg元素则表现出不同的富集或亏损特征,As、Hg元素尤其富集在表层。(2)琼中绝大多数表层土壤中重金属元素含量低于土壤环境质量农用地土壤污染风险筛选值,土壤污染风险低。(3)以琼中和海南岛背景值为评价标准时,应关注Cr、Ni和As污染以及Hg、A...     

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。     

南京市大气降尘重金属含量特征及来源研究

文中对南京市大气降尘重金属含量水平进行了研究,从2006年12月起连续收集一年的大气降尘样品,分析了As、Cd、Cr、Cu、Hg、Mn、Mo、Ni、Pb、Se、Zn等11个元素。结果表明,与土壤背景值相比,南京市大气降尘中除Cr、Fe、Mn外的重金属含量总体明显升高。采用相关分析和主成分分析,对降尘重金属元素来源进行解析,认为有三种主要来源:一是As、Cu、Hg、Pb、Se与燃煤活动、汽车尾气排放有关。二是Cd、Ni、Zn、Mo可能与化学工业有关,但Mo还受工业活动、土壤颗粒物的影响。分析还表明,在化工业园附近的样点,这些元素含量普遍较高。三是Mn、Cr主要与土壤颗粒物有关(自然来源)。以Fe作为参考元素计算重金属的富集因子表明,自然来源的Cr、Mn具有较小的富集因子,而受工业活动影响的Cd、Pb、Se、Zn具有较大的富集因子。     

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。     

河北阜平县表层土壤重金属对人体健康的风险评估

河北省阜平县矿产资源丰富,矿产开发会产生大量重金属污染物,近年来大力发展果农业,也会对表层土壤造成一定影响,目前该县表层土壤重金属现状尚不清晰.为评估阜平县农业重点区表层土壤重金属污染特征和对人体健康的影响,本文按照1:5万土地质量调查规范要求,布设标准网格在该县农业重点区采集表层土壤样品647组,采用原子荧光光谱、电...     

雄安新区某金属冶炼区土壤重金属污染程度及风险评价

为支撑雄安新区土地资源科学管理,完善中国土壤污染评价体系,文章以雄安新区某废旧金属冶炼区为研究区开展地质调查,采集541件表层土壤样品,测定了土壤中的Cd、Hg、Pb、As、Cu、Zn、Cr、Ni八种重金属元素的含量和pH,采用主成分分析法研究重金属元素的组合及分布特征,通过单因子指数法、内梅罗综合指数法、地质累积指数法、潜在生态风险评价法和人体健康风险评价法对土壤重金属的污染程度及风险进行评价。结果显示：研究区土壤中Cu、Zn、Cd、Pb元素超标主要受冶炼活动影响,As、Hg元素高值异常主要由受唐河污染的地下水灌溉引起;单因子污染指数超标比例大小顺序为Cd>As>Cu>Zn>Pb>Hg>Cr=Ni;内梅罗综合指数评价结果显示54%的样品达到了污染水平;地质累积指数超标比例大小为Cd>Cu>Pb>As>Zn>Hg>Ni>Cr,Cu、Cd、Zn、Pb、As极重污染比例分别为13.5%、10.2%、9.1%、10.9%、17.2%;Cd和Hg是主要的生态危害元素,Cd中等-强生态危害比例为65.2%,Hg中等-强生态危害比例为71.3%;非致癌风险因子主要为As、Cr、Pb,95.2%样品对儿童的非致癌风险超过了1,29件样品中As对儿童的致癌风险超过10^-4,研究区土壤重金属对儿童具有较高的健康风险。     

Concentrations and solubility of heavy metals in muck sediments from the St. Lucie Estuary,U.S.A.

To evaluate muck sediments as a potential soil amendment, total and Mehlich III-extractable concentrations of Cd, Cu, Cr, Ni, Pb, Zn, and Co in 59 muck sediment samples from the St. Lucie Estuary were analyzed. A seven-step chemical fractionation procedure was used to assess the potential mobility of heavy metals. Except for Cd, the average total concentrations of the metals are lower than the reported average concentrations of these elements in municipal composts in the U.S.A. The concentrations were also below critical levels for the safe use of wastes and byproducts in agriculture, as established by the United States Environmental Protection Agency. The Cd, Cu, Cr, Ni, Pb, Zn and Co in the sediments were predominantly associated with silicate minerals in the residual form. Most metals in the muck sediments occur predominantly in weakly mobile or nonbioavailable forms. Use of mucks in neutral pH upland soils should not pose any significant hazards or risk to the environment. However, Cd, Cu, Cr, Ni, Pb, Zn, and Co, especially Zn, Cu, and Pb, could be more readily released from the muck sediments under acidic soil conditions.     

Selective chemical extraction of heavy metals in tailings and soils contaminated by mining activity: Environmental implications

Total concentrations of chemical elements in soils may not be enough to understand the mobility and bioavailability of the elements. It is important to characterise the degree of association of chemical elements in different physical and chemical phases of soil. Another geochemical characterisation methodology is to apply sequential selective chemical extraction techniques. A seven-step sequential extraction procedure was used to investigate the mobility and retention behaviour of Al, Fe, Mn, Cu, Zn, Pb, Cr, Co, Ni, Mo, Cd, Bi, Sn, W, Ag, As and U in specific physical–chemical and mineral phases in mine tailings and soils in the surroundings of the abandoned Ervedosa mine. The soil geochemical data show anomalies associated with mineralised veins or influenced by mining. Beyond the tailings, the highest recorded concentrations for most elements are in soils situated in mineralised areas or under the influence of tailings. The application of principal components analysis allowed recognition of (a) element associations according to their geochemical behaviour and (b) distinction between samples representing local geochemical background and samples representing contamination. Some metal cations (Mn, Cd, Cu, Zn, Co, Cr, Ni) showed important enrichment in the most mobilisable and bioavailable (i.e., water-soluble and exchangeable) fractions due likely to the acidic conditions in the area. In contrast, oxy-anions such as Mo and As showed lower mobility because of adsorption to Fe oxy-hydroxides. The residual fraction comprised largest proportions of Sn and Al and to a lesser extent Zn, Pb, Ni, Cr, Bi, W, and Ag, which are also present at low concentrations in the bioavailable fractions. The elements in secondary mineral phases (mainly Fe, Mn, Cu, Zn, Cd, Pb, W, Bi, Mo, Cr, Ni, Co, As and U) as well as in organic matter and sulphides are temporarily withheld, suggesting that they may be released to the environment by changes in physico-chemical conditions.     

Comparison of arsenic and heavy metals contamination between existing wetlands and wetlands created by river diversion in the Yellow River estuary,China

Samples were collected at 71 sites in the Yellow River Delta Natural Reserve in December 2010 to represent soil conditions before and after the Yellow River (YR) diversion. The As, Cd, Cu, Pb, Zn, and Ni concentrations were measured to determine metal contamination levels. Results suggest that Cd concentrations were significantly higher after the YR diversion than before. The As, Cd, Cr, Cu, Ni, Pb, and Zn soil contamination indices did not exceed contamination levels, although the heavy metal content increased after the YR diversion. The mean concentrations of these heavy metals were lower than the Class I criteria. Correlation analysis shows significant correlations between As and Cr, Cu, Ni, Pb, and Zn concentrations both before and after the YR diversion. However, no significant correlations were observed between heavy metal concentration and pH before the diversion, and no heavy metal concentration was correlated with salinity. The principal component analysis indicates that these trace elements, including As, were closely correlated with each other and therefore likely originated from shared pollution sources before the diversion. These results are useful for assessing the heavy metal contamination and proposing feasible suggestions to improve soil quality.     

南宁市郊周边农田土壤-农作物系统重金属元素迁移特征及其影响因素

通过采集南宁市郊农田中玉米、蔬菜、水稻可食部分及其根系土150组,研究重金属元素在不同土壤-农作物系统中迁移特征及其影响因素,结果表明:根系土中Hg、Cd、Cr、Cu、Ni、Pb、Zn平均含量分别为0.116、0.202、56.76、22.12、14.49、25.18和56.28 mg·kg-1。农作物对应平均含量分别为0.001 1、0.037、0.054、1.153、0.205、0.011和9.37 mg·kg-1。根系土富集因子表明Cd受到不同程度人为活动影响,Cr和Ni主要受地质背景控制;不同作物系统元素富集因子表明Pb在土壤-农作物系统中迁移能力最低,Zn迁移能力最强。Cd、Cr、Cu、Ni、Pb和Zn在土壤-水稻系统重迁移能力显著高于蔬菜和玉米。根系土中pH、CaO、有机质、Fe2O3、K2O、MgO与重金生物富集系数呈显著性负相关,但在土壤-叶类蔬菜系统中根系土中K2O、MgO与Hg生物富集系数呈显著正相关。