基于污染指数法和GIS技术评价江西德兴矿区土壤重金属污染

以江西德兴大型矿区为例,进行大尺度的土壤环境调查和重金属污染评价。系统采集该区域919个土壤样品,在应用X荧光光谱仪和电感耦合等离子原子发射光谱仪为主体的分析配套方案分析土壤样品中重金属含量的基础上,采用单因子污染指数法和综合污染指数法,分别从原始含量、污染指数以及基于GIS的污染空间分析3个方面进行该矿区的土壤重金属污染评价。结果表明,矿山开采对该区的土壤环境造成了不同程度的As、Cd、Zn、Cu重金属污染。污染区域主要分布在德兴铜钼和铅锌矿区、乐安河下游乐平附近的煤矿区以及南部电化学厂附近。     

基于GIS技术的江西德兴地区水系沉积物重金属污染的潜在生态危害研究

矿山开发必然对矿区及周边地区的生态环境造成危害。对矿山及其周边地区的生态环境进行现状调查和评价,为生态环境治理客观依据,显得极为重要。在江西德兴地区,系统采集该区域330个水系沉积物样品,并采用X荧光光谱仪和电感耦合等离子原子发射光谱仪为主体的分析配套方案分析样品中重金属的含量基础上,采用潜在生态危害指数法和GIS空间分析技术研究该地区的水系沉积物重金属污染的潜在生态危害。研究结果表明,德兴地区水系沉积物重金属污染的潜在生态危害范围较大,强—很强的生态危害区主要集中德兴铜钼和铅锌矿区、德兴河与大坞河流域及其周边地区,而乐安河下游沿岸以及乐平附近与西北部景德镇附近的少数煤矿区、婺源县城附近和东南角玉山县北西的铜钼矿点附近地区主要为零星中等生态危害。     

内蒙古废弃钨钼矿区周围土壤重金属污染生态环境评价及成因分析

为研究内蒙古赤峰市废弃钨钼矿区周围土壤重金属污染特征、潜在生态风险及成因分析，共采集83份表层土壤样品和6个土壤钻孔。采用ArcGIS空间插值分析方法研究As、Cd、Cr、Cu、Ni、Pb、Mo和Zn的空间分布，构建重金属扰动指数函数研究重金属受人类活动的污染程度，利用地累积指数法验证矿区周围土壤重金属污染程度，通过相关性分析判断重金属来源并讨论污染成因。结果表明：矿区周围土壤As、Cd、Cu、Pb、Zn和Mo平均含量明显高于矿区周边背景值，高含量主要分布尾矿库周围，主要来源为矿山采选活动；Cr和Ni基本无污染，主要来源为母岩风化。通过重金属扰动指数函数计算发现：采用区域背景值对矿区周围进行重金属污染评价夸大了矿山采选活动对矿区周围土壤重金属的污染，矿区周围土壤重金属污染是由于天然重金属富集和采矿活动共同作用下的“双驱动模式”导致，尾矿库周围土壤重金属污染程度随着与尾矿库水平距离的增加和深度的加大而逐渐降低。降水量丰富程度是影响重金属迁移能力的关键因素，该矿处于降水量匮乏地区，尾矿库对周围土壤重金属污染范围有限，对生态环境影响轻微。     

南京栖霞山铅锌矿地区土壤重金属污染评价

针对不同的土地利用类型选用不同的采样方式和评价标准,对南京栖霞山铅锌矿地区土壤重金属污染特性和现状进行调查和评价。研究区主要土地利用类型有露天采矿区、菜地和风景区栖霞寺。露天采矿区和菜地土壤采用梅花布点采样方式,栖霞寺由于属于山地,采用随机布样方式;评价标准参考国家土壤环境质量标准(GB 15618—1995)的要求,对矿区和栖霞寺林区土壤采用土壤环境质量三级标准进行评价,对菜地土壤采用二级标准评价。调查分析结果表明,矿区、菜园和栖霞寺土壤中铅、砷、镉和锌等重金属污染严重,其部分土壤中存在铜的轻度污染,而未受铬污染;内梅罗综合污染指数评价结果均大于3,属于重度污染;污染严重区集中在选矿厂、矿口和坑道排风井口等周围,并且污染程度随着远离矿区而逐渐减小。     

广西矿区重金属污染现状与治理对策

为了解广西矿产开发对周边土壤及农作物等造成的重金属污染情况,首先对广西矿区重金属污染源分布进行概述,阐述矿区重金属的污染现状,并分析矿区重金属污染对人类健康的危害,总结出当前矿区的重金属污染的治理措施及存在问题,提出今后在重金属污染方面调查和治理的发展趋势,为进一步开展广西矿区重金属污染的治理提供借鉴和参考。     

基于模糊数学的广东大宝山矿横石河下游土壤重金属元素污染评价

对广东大宝山矿横石河下游地势平坦的农耕区上坝村表层土壤中6种重金属元素进行测试分析,并构建模糊数学污染评价模型对重金属的污染程度进行评价。结果显示,研究区土壤受到重金属Cd、Cu、As的复合污染,显示为重度污染,Cd污染最为严重,Cu、As为轻度污染,传统的综合污染指数和内梅罗综合污染指数评价显示为轻度和重度污染。模糊数学污染评价法有多个影响因子引入,更加符合矿区及周围地区重金属污染的现状,因而能够在矿区及周边地区土壤重金属的污染评价中得到应用,该方法基于传统的污染评价法进行优化和改良,因此具备良好的可操作性和广泛的适用性。     

基于模糊数学的广东大宝山矿横石河下游 土壤重金属元素污染评价

对广东大宝山矿横石河下游地势平坦的农耕区上坝村表层土壤中6种重金属元素进行测试分析,并构建模糊数学污染评价模型对重金属的污染程度进行评价。结果显示,研究区土壤受到重金属Cd、Cu、As的复合污染,显示为重度污染,Cd污染最为严重,Cu、As为轻度污染,传统的综合污染指数和内梅罗综合污染指数评价显示为轻度和重度污染。模糊数学污染评价法有多个影响因子引入,更加符合矿区及周围地区重金属污染的现状,因而能够在矿区及周边地区土壤重金属的污染评价中得到应用,该方法基于传统的污染评价法进行优化和改良,因此具备良好的可操作性和广泛的适用性。     

基于农作物食用安全的土壤重金属风险阈值

采用单项超标指数法对德兴铜矿区土壤和农作物重金属含量进行评价,发现土壤中与农作物中的重金属超标不一致,尤其是Pb、Cd在土壤中不超标或超标很少,但在农作物中超标极其严重。为了解决土壤超标与农作物超标不匹配问题,依据国家食品卫生标准,提出基于农作物安全的土壤重金属风险阈值方法,给出德兴地区农田土壤重金属超标风险阈值。该方法解决了国家标准评价时出现的超标界限偏差和考虑土壤使用情况单一的问题。很好地为德兴铜矿地区水稻和小白菜种植地点的选择和超标土壤的治理提供科学依据,更加灵活地应用于农业生产过程中。     

云南个旧锡矿区大屯盆地土壤重金属污染与生态风险评价

土壤中的重金属直接影响农业安全生产,掌握不同耕地和土壤类型中重金属的污染程度可为削减生态风险提供依据。通过实地调查,对云南个旧锡矿区松树脚矿大屯盆地不同耕地和土壤类型的重金属含量,采用单因子指数法、内梅罗综合污染指数法进行污染评价,基于潜在生态危害指数法进行生态风险评价。结果表明,As、Cd、Cu、Cr、Ni、Pb和Zn七种元素中,As和Cd是大屯盆地农田土壤的主要污染因子,两者对污染程度的贡献率为97%,其中Cd的贡献率为68%;两者对生态风险的贡献率为87%。旱地重金属污染程度和生态风险大于水田,红壤中重金属的污染程度和生态风险大于红色石灰土。从空间来看,个旧大屯盆地重金属污染程度总体呈现从西南向东北逐渐降低的趋势。     

浙西桐村斑岩型钼(铜)矿床与德兴斑岩铜矿岩浆岩对比研究

桐村地区与德兴矿区岩石系列相似,为高钾钙碱性系列;在岩石结构上,桐村地区花岗闪长岩为似斑状结构,德兴矿区花岗闪长斑岩为斑状结构。两者均为钙碱—碱质镁质I型花岗岩。桐村岩石富Si和K,A/CNK和K/(K+Na)值均小于德兴岩石。微量元素、同位素及岩石学特征表明桐村地区的物质来源以壳源为主,而德兴地区为有大量幔源物质参与的壳幔混合型,其原因可能与两区不同的构造位置有关。中晚侏罗世时,太平洋板块西向俯冲,下插板片发生部分熔融形成的岩浆与岩石圈地幔楔发生作用从而形成斑岩岩浆是桐村和德兴地区可能的成因模式。桐村矿床含矿斑岩的氧逸度、演化程度和地壳混染程度均较德兴斑岩铜矿高。对于同时代、近距离的岩浆岩形成如此规模悬殊的矿床还有许多问题值得研究和思考。     

雄安新区西南部土壤重金属污染特征及生态风险评价

土壤重金属污染具有巨大的生态环境风险和危害。本文以雄安新区西南部(老河头镇、同口镇和芦庄乡)的表层土壤和大宗农作物小麦、玉米为研究对象,在对8种重金属As、Ni、Cu、Cr、Pb、Hg、Cd和Zn含量测试分析的基础上,开展了土壤重金属污染和生态风险评价。结果表明:研究区表层土壤局部存在重金属超标情况,重金属的污染程度依次为:Cd>As>Cu>Zn>Pb>Hg,Cr和Ni土壤环境清洁;研究区表层土壤重金属污染是人为源输入,老河头镇及周边大量有色金属冶炼活动是可能的主要污染源;8种重金属的潜在生态危害程度由强至弱依次为:Cd>Hg>As>Cu>Pb>Zn>Cr>Ni;多金属潜在生态风险指数RI的平均值为252,土壤整体的重金属潜在危害程度为中等风险,其中Cd对潜在生态风险指数RI的贡献最大,且Cd的活性最强,迁移能力强,易被植物吸收。研究成果可为雄安新区的土地利用规划提供重要依据。     

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。     

Eco-Environmental Geochemistry of Heavy Metal Pollution in Dexing Mining Area

An eco-environmental geochemical investigation was carried out in and around the Dexing mining area to determine the concentrations of heavy metals in the surface water, sediments, soils and plants. The main objective of this study is to assess the environmental situation and evaluate the transferring of heavy metals from mining activities into the food chain. Some samples of water, sediment, topsoil and plant were collected along the Lean River in the Dexing mining area. The total concentrations of Cu, Pb, Zn, Cd, and As were determined by AAS, and Hg was analyzed by cold-vapor AAS. Some indices such as ‘contamination degree‘ , ‘geoaccumulation index‘ , and ‘biological absorption coefficient‘ were used to assess eco-environmental quality. The investigation indicated a highly localized distribution pattern closely associated with the two pollution sources along the Le‘an River bank: one is strong acidity and a large amount of Cu in the drainage from the Dexing Cu mining area; and the other is the high concentrations of Pb and Zn in the effluents released from many smelters and mining, processing and extracting activities in the riparian zone. Results from the investigated localities indicated, at least in part, that some problems associated with environmental quality deterioration should be solved in the future.     

锦州市土壤重金属污染特征及生态风险评价

以锦州市为研究区,分析8种土壤重金属As、Cd、Hg、Cr、Cu、Pb、Zn、Ni的污染特征,采用单因子污染指数法、地累积指数法、内梅罗综合指数法和Hakanson潜在生态风险指数法确定锦州市土壤重金属污染程度,评价土壤重金属潜在生态风险.结果表明,锦州市土壤重金属Cd和Cr含量高于全国土壤及辽宁省土壤背景值,Cu、Hg、Ni和Pb含量高于辽宁省土壤背景值.采用单因子污染指数评价,Cd为中度污染,Hg、Pb、Cr、Ni和Cu为轻度污染.经地累积指数法评价,Cd为轻中度污染,其他重金属为无污染.内梅罗综合污染指数平均值为2.25,为中度污染等级.研究区综合潜在风险指数平均值为157.34,处于中等生态风险,造成局部地区土壤潜在生态风险较高的重金属为Cd和Hg.     

山东淄博城市和近郊土壤元素地球化学特征及生态风险研究

以淄博城市土壤为研究对象,应用统计学方法对土壤地球化学特征进行研究,采用单因子指数和尼梅罗综合指数法对土壤环境质量进行评价,同时采用Hakanson提出的潜在生态危害指数法对土壤重金属的潜在生态危害进行评价,并对其产生的生态环境效应进行研究。结果表明:Hg、Cd、S、Pb、Se、Org C等元素或指标在表层土壤中的含量明显大于深层,二者间相关性较差,且表层土壤存在明显碱化特征,受到不同程度人为活动影响;单因子评价Cd、Cu、Hg、Ni、Zn都出现污染,其中Cd污染面积最大,达到5.11%,综合污染评价土壤环境质量整体良好,污染土壤占9.84%,其形成可能与工业生产和人类活动有关;潜在生态危害程度最强的重金属是Hg、Cd,局部地段已经达到强、极强潜在生态危害水平,综合重金属潜在生态危害水平整体表现为中等,其轻微、中等、强、很强生态危害的比例分别为29.32%、55.02%、12.85%、2.81%,从空间分布上来看,强、很强潜在生态危害区分布与各类工业空间布局相吻合,种植的蔬菜中Cd、Pb、Zn、Hg等重金属有不同程度超标现象,需加强对土壤及农产品进行协同监测与评价,防止土壤重金属污染加重影响人体健康。     

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。     

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。     

Heavy metals pollution and the identification of their sources in soil over Xiaoqinling gold-mining region,Shaanxi, China

In order to determine the characteristics of heavy metals’ pollution and identify their sources in the soil over the Xiaoqinling gold-mining region, Shaanxi, China, 133 soil samples were collected over the region, one sample was from a close point as background, and concentrations of Hg, Pb, Cu, and As in all samples were analyzed. Results indicated that the soil was polluted by these heavy metals, as their concentrations in the soil over the studied region were higher than that in the background zone. In addition, the result indicated that these metals had their specific spatial characteristics. Among the samples, those with higher concentrations of Hg, Pb, and Cu were mainly collected from the Shuangqiao river alluvial terrace area, the loess ravine tableland, and the piedmont alluvial–pluvial inclined tableland, which are the areas of gold-mining activities. Meanwhile, the samples with higher concentrations of As were distributed over the loess ravine tableland around Tongguan County, where agricultural activities were conducted intensively. Furthermore, the sources for all the heavy metals Hg, Pb, Cu, and As in the soil over each landscape were determined through analyzing the concentration correlation of these metals and comparing the maps of metal concentration distribution and land-use types. In Yellow river–Weihe river alluvial plain area, these heavy metals were mainly from agricultural activities. In the other landscapes, As was also mainly from agricultural activities; the other metals were contrarily from the gold-related activities. Interestingly, the correlation coefficients of As concentrations with Hg, Pb or Cu concentrations were positive in the samples from Yellow river–Weihe river alluvial plain area, and on the contrary, they were negative in the samples from the other landscapes. This result showed that the correlation can be used as an index to indicate properly the effect of the gold-related or agricultural activities on the heavy metals in the soil and identify their main sources over each landscape. As human activities resulted in the site-specific characteristics in the concentrations and sources of the heavy metals in each landscape, site-specific control strategies should be selected intensively to remedy landscape soil pollution. In Yellow river–Weihe river plain area, effective control strategies should be aimed at remedying As pollution caused by agricultural activities; in the other landscapes, Hg, Pb and Cu pollution caused by gold-mining activities should be considered.     

廊坊地区土壤重金属污染程度评价

利用河北省多目标地球化学调查资料,研究了廊坊地区表层土壤中重金属元素As、Cd、Cr、Hg、Pb的富集特征与污染程度.与我国土壤元素背景值相比,廊坊地区表层土壤中Hg的富集系数较大;与研究区元素背景值相比,Cd、Hg富集系数较大,富集程度依次为Hg＞ Cd＞ Pb＞ Cr＞ As.地积累指数污染评价结果表明,以全国土壤...