北京市延庆区土壤重金属元素地球化学特征及其来源分析

北京市延庆区是首都生态涵养区,开展土壤重金属分布特征及来源解析研究对保障土地安全利用、防控生态环境风险具有重要意义。采集延庆区2 354件表层土样及44件深层土样,测试分析了重金属元素As、Cd、Cr、Hg、Ni、Pb、V、Zn及Sc等含量。采用空间分布分析、多元统计分析与受体模型相结合的方法,阐明了土壤重金属元素分布特征,解析了土壤重金属潜在来源,并计算了不同来源对土壤重金属的相对贡献率。结果表明,表层土壤中V、Cr、Ni、As元素主要来源于成土母质,Cd、Zn、Pb含量高值区集中分布于人口密集区域,人为活动对该3种元素影响较大,而Hg主要受大气干湿沉降的影响。深层土壤中Hg元素在居民区含量较高,而其余元素均未受到人为活动的影响。     

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。     

攀枝花钒钛磁铁矿区土壤重金属地球化学特征及污染评价

为了解攀枝花钒钛磁铁矿区土壤重金属的特征及污染程度,采集了矿区表层土壤样品和两个土壤剖面,用多种分析方法有针对性地分析了Cu、Pb、Zn、Ti、V、Co、Ni、As、Cd、Cr、Hg、Mn十二种元素。在分析分布特征基础上,对重金属进行了污染物负荷指数评价,结果发现:1)攀枝花钒钛磁铁矿矿区表层土壤大部分属于中等污染,少数属于强污染,个别达到了极强污染;2)Co、V、Cu、Cd、Ti几种元素的最高污染系数大,Zn、Mn、Ni、Cr四种元素的最高污染系数次之,Hg、Pb两种元素的最高污染系数较小,As的最高污染系数最小;3)从各区域的污染物负荷指数来看,排土场周围和朱矿采矿场下游附近污染程度较大,远离矿区以及矿区上游污染较小。     

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。     

石家庄市大气降尘重金属元素来源分析

本文对石家庄市大气降尘重金属含量水平进行了研究,从2007年11月起连续收集一年的大气降尘样品,分析了As、Cd、Hg、Pb、Cr、Cu、Zn、Ni、Mo、Mn、Al2O3、K2O等12项。结果表明,与土壤背景值相比,石家庄市大气降尘中除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,对降尘重金属元素来源进行解析,认为有3种主要来源:一是Pb、Cr、As、Hg、Mo、Cd、Mn与燃煤活动、道路交通有关;二是Ni、Cu、Zn除与燃煤活动有关外,还与工矿企业废气排放有关;三是Al2O3主要与土壤颗粒物有关(自然来源)。以Al作为参考元素计算重金属的富集因子表明,受工业活动影响的Cd、Hg、Zn具有较大的富集因子,大气降尘中的重金属含量高值区与工业区域的分布相吻合。     

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。     

北京某金矿区土壤重金属污染特征及风险评价

使用网格布点法采集144个浅层土壤样品,分析测定As、Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb和Zn共8种重金属元素的含量.通过多元统计方法、土壤重金属含量空间分布及极值点分析,揭示了金矿地区土壤污染特征及污染风险.结果显示,区内浅层土壤重金属含量超过该地区背景值较高的元素为Pb、As、Cd,与背景值接近的元素为Cr与Ni.重金属污染风险较高的区域集中分布在金矿开采区、尾矿库、选矿厂及其下游约1.5 km范围内,主要污染元素为As、Cd、Pb、Cu、Zn,基本不存在Cr、Ni、Hg污染.相关性与主成分分析结果显示,矿山开采及冶炼是土壤重金属污染的主要来源.污染物的主要迁移途径为金矿开采区、尾矿库及选矿厂的废渣和尾矿析出的重金属通过废渣及尾矿堆的孔隙下渗进入底垫土壤,通过地表径流进入下游土壤中.     

北京某金矿区土壤重金属污染特征及风险评价

使用网格布点法采集144个浅层土壤样品,分析测定As、Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb和Zn共8种重金属元素的含量.通过多元统计方法、土壤重金属含量空间分布及极值点分析,揭示了金矿地区土壤污染特征及污染风险.结果显示,区内浅层土壤重金属含量超过该地区背景值较高的元素为Pb、As、Cd,与背景值接近的元素为Cr与Ni.重金属污染风险较高的区域集中分布在金矿开采区、尾矿库、选矿厂及其下游约1.5 km范围内,主要污染元素为As、Cd、Pb、Cu、Zn,基本不存在Cr、Ni、Hg污染.相关性与主成分分析结果显示,矿山开采及冶炼是土壤重金属污染的主要来源.污染物的主要迁移途径为金矿开采区、尾矿库及选矿厂的废渣和尾矿析出的重金属通过废渣及尾矿堆的孔隙下渗进入底垫土壤,通过地表径流进入下游土壤中.     

内江市双桥乡土壤重金属含量及风险评价

以四川省内江市双桥乡为研究区域,调查分析各类土壤中重金属（Cu、Pb、Zn、Cd、Cr、As、Hg、Ni）含量情况。采用单因子污染指数、内梅罗综合污染指数和富集因子评价方法,对土壤重金属污染状况进行评价。研究结果表明,该地区Cd、Cr、Cu、Ni、Pb、Zn元素平均含量高于成都经济区、四川省、中国土壤背景值,有一定程度的Cd、Cr、Cu、Ni、Pb、Zn富集,Hg元素有个别样点含量偏高,并且单因子重金属的污染程度依次为：Cd〉Ni〉Zn〉Cu〉Cr〉Pb〉As〉Hg,Cd在绝大部份区域存在轻微污染,由内梅罗污染指数和富集因子评价得出区域综合污染程度为轻度。     

安徽省宣城市南部地区土壤重金属元素地球化学特征

利用1∶25万土地质量地球化学调查数据分析和研究了安徽省宣城市南部地区土壤中As、Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb、Zn 8种重金属元素的地球化学特征以及重金属异常来源。调查发现地质背景是土壤元素含量的主控因素,调查区表、深层土壤重金属元素含量空间分布特征与地质背景、沉积环境表现出显著的空间一致性,重金属高含量成土母岩(荷塘组、皮园村组、蓝田组等地层)是土壤重金属元素高异常的主要影响因素,此外矿山开采、大气干湿沉降也是土壤重金属高异常的影响因素之一,土壤中Pb、Hg、Cd、Cr元素具有大气干湿沉降的输入来源。调查区土壤重金属污染风险主要影响指标为Cd,土壤Cd超过农用地土壤污染风险管制值的样品比例为2.56%,形态分析结果显示土壤Cd以离子交换态为主,结合农作物调查发现在土壤Cd高异常区存在一定的生态风险。     

中国西南典型地质背景区土壤重金属分布及生态风险特征

中国西南有22.3%的耕地重金属含量超标,区内广泛分布的峨眉山玄武岩和碳酸盐岩被认为是土壤中重金属的主要母质来源。目前,中国西南地区,尤其是峨眉山玄武岩分布区土壤重金属生态风险的研究程度仍有待提升,不同地质背景区(成土母岩)土壤中重金属含量、空间分布与生态风险缺乏对比。本文选择四川省典型地质背景区采集土壤样品,采用原子荧光光谱法、电感耦合等离子体质谱/发射光谱等方法测定重金属元素(As、Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb、Zn)含量和pH数据,结合地累积指数法和潜在生态风险指数法,研究了重金属元素的含量、空间分布特征和土壤重金属生态风险。结果表明:(1)玄武岩区土壤中Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Zn的含量高于碳酸盐岩区,也高于四川和全国背景值。各元素含量分别为四川背景值的3.25、1.08、5.08、1.72、1.55、1.63倍和全国背景值的2.60、1.40、6.87、1.47、1.87、1.91倍;(2)As、Cr、Pb的高含量区域与碳酸盐岩分布区对应,Cd、Cu、Hg、Ni、Zn的高含量区域与峨眉山玄武岩的空间分布对应;(3)地累积指数表明玄武岩分布区土壤中Cd、Cu、Ni、Zn污染程度高于碳酸盐岩区;(4)研究区内生态危害程度较高的元素为Cd、Cu和Hg;其在玄武岩分布区"强生态危害"及以上的比例比碳酸盐岩区分别高出22.4%、1.15%和26.0%。本研究揭示:(1)研究区内土壤中重金属元素的含量、分布及生态风险与地质背景密切相关;(2)产生这一规律的原因在于母岩中元素含量的差异、成土过程中元素的地球化学行为及元素次生富集等因素综合作用的结果;(3)研究区土壤酸碱度偏低(pH平均值为5.5),需预防土壤进一步酸化引起的重金属活化风险。     

济南市土壤元素地球化学特征及环境质量

以济南市土壤为研究对象,采用R-2.6.1程序、半方差函数模型和因子分析法对区内土壤元素含量统计特征、结构特征和分布特征进行了分析研究,并对土壤环境质量进行评价。结果表明:研究区土壤中多数元素含量总体受自然空间格局控制,但人类活动对市区土壤Cd、Hg、Pb、Se、As、p H值等元素(指标)含量有明显影响,表层土壤p H值呈现从外围向市区中心增加的碱化趋势;盛行风向对表层土壤重金属的分布叠加也产生影响,沿顺风向产生漂移。受人类活动(主要为工业污染)历史长短及强度的不同,济南市区、历城区和章丘市总体为轻度污染,局部存在Hg、Cu、Cr、Cd等中度或重度污染,污染区分布与各类工业空间布局相吻合,而长清、济阳土壤环境质量较好,总体属警戒限级。按土壤综合污染指数排序,土壤综合环境质量从优到劣为济阳长清章丘历城市区。     

河北平原农田土壤重金属元素Pb、Hg地球化学行为的影响因素

土壤重金属元素地球化学行为是目前国内外研究的热点。研究显示重金属元素地球化学行为与土壤理化性质有密切关系。本文选择河北平原农田为研究区,采集了325个根系土样品,测定了Pb、Hg有效态含量,并探讨了影响其地球化学行为的主要因素。研究表明:(1)Pb、Hg水溶态和离子交换态与土壤p H值呈显著负相关关系,土壤酸化使Pb、Hg有效性增加,直接导致农作物中Pb、Hg含量增加,保持土壤p H值在弱酸性至弱碱性范围,防止土壤酸化,可以降低重金属危害。(2)土壤中有机质含量与Pb、Hg全量呈显著的正相关性,但与水溶态和离子交换态呈负相关。所以土壤中有机质的增加可以降低Pb、Hg元素水溶态和离子交换态含量。(3)随着土壤黏粒的增加,Pb、Hg水溶态和离子交换态含量降低,说明黏粒可以吸附一定量的重金属离子,与重金属元素Pb、Hg地球化学行为存在一定关系。土壤p H值、有机质、黏粒是控制重金属元素Pb、Hg地球化学行为的重要因素。     

Statistical characteristics of heavy metals content in groundwater and their interrelationships in a certain antimony mine area

In recent years, most of domestic and foreign researches about heavy metal pollutions of metal mine mainly focus on water, soil and plants on the surface. There is lack of researches about heavy metal pollution in groundwater of metal mine. In this research, a certain antimony mine area is selected as a typical study area. Also, the study about statistical characteristics of heavy metals in groundwater has been carried out. Furthermore, the interrelationships have been preliminarily discussed through related analysis, such as relevant analysis, cluster analysis and principle component analysis. The results show that: the excessive elements in groundwater of study area are Sb, As, Pb, Se, and Ni. The average mass concentration of Sb, As, and Pb is higher than that of drinking water standards (GB5749-2006). The concentration of most heavy metals in dry season is lower than or equal to that in wet season for groundwater. Zn is the only metal in groundwater showing a different pattern, the concentration of which in dry season is higher than that in wet season. Under the impacts of stratum leaching and absorption effect, the concentration of heavy metals (except Pb and Ba) in groundwater are lower than or equal to that in surface water. As and Se, the two heavy metals have a significant positive correlation, which shows the two elements might have gone through similar environmental geochemical effect. Also, the connection among Zn, Hg, Pb, and Mn is not obvious; therefore, the sources of those elements are quite different. In addition, the elements of Se and As have obvious positive interrelationship with elements of CO32- and F-. Also, the Pb has significant positive correlation with PO43-, H2SiO3 and oxygen consumption. The results of cluster analysis show that 9 different heavy metals in the study area can be divided into 3 categories: Zn, Cd, Mn, Hg, Cu, and Cr belong to the first category, Se and As belong to the second one, and the last category is Pb. Also, the principle component analysis divides 6 heavy metals (Zn, As, Hg, Pb, Mn, and Se) into 4 different principle components, which can be utilized to assess heavy metals pollution situations in groundwater. The reliability of this method is higher than 91%. Moreover, the research provides theory basis and models for establishing evaluation index system and exploring the evaluation method of heavy mental pollution in groundwater.     

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.     

矿业活动区农田土壤重金属累积风险的评判方法--以小秦岭金矿区为例

金属矿产资源开发活动通常会导致矿区土壤重金属含量的累积,选用科学的评价标准及方法成为评判、区分矿业活动农田土壤重金属累积影响和风险的关键问题。在简述土壤背景值和土壤环境质量标准含义的基础上,提出采用与矿区其他环境条件基本相同或相近的邻区耕作层土壤重金属元素的平均含量作为评判矿业活动重金属对耕作层土壤的累积影响的对照值。以2011年小秦岭金矿区80件耕作层土壤重金属含量为例,金矿开发活动区耕作层土壤重金属的累积风险研究表明,土壤重金属低风险以上样品数占总样品数百分比的排序为Hg＞Cd＞Pb＞Cu,矿业活动对土壤重金属累积的贡献率排序为Hg＞Cu＞Pb＞Cd＞Zn。土壤中的Cr、As、Zn元素有轻度累积但无风险。土壤中Hg元素的累积风险面积达到了187.77km＾2,占到研究区总面积的47.08%。其中,中、高风险的面积为99.55km＾2,土壤重金属累积风险极其严重。研究结果科学地评判了矿业活动对耕作层土壤重金属的累积影响及其贡献,为土壤污染防治指明了方向。     

内蒙古托克托地区土壤重金属含量分析及模糊综合评价

选取内蒙古河套平原东部的托克托地区作为研究对象,以1 564个表层土壤样品的测试数据为基础数据,基于GeoExpl多元地学数据空间数据管理与分析系统,对土壤中重金属元素(Cd、Hg、As、Cu、Pb、Cr、Zn、Ni)含量进行系统描述统计及空间分布分析,区内这几种重金属元素中Hg变异系数最大,Pb变异系数最小;8种重金属元素的高含量区主要集中在研究区西北部的农田和居民用地区。在此分析基础上,采用模糊综合评价法对土壤重金属污染等级进行评价,其评价结果为一级,即研究区内的表层土壤大部分暂未受重金属污染;但区内大黑河流域重金属含量较高,容易受重金属污染,结合其地表覆盖情况,推断此处土壤重金属元素的高含量与人类农田灌溉、化肥及农药的使用有关。      

土壤重金属地球化学特征及环境评价——以张北县二台镇为例

张家口北部坝上草原地区属于典型的半干旱草原牧区, 近年来受到人为活动影响, 土地荒漠化加剧, 草原生态系统受损严重。本研究依据张北县二台镇土地利用现状边界布设了136个土壤采样点, 测定了土壤21个指标。运用主成分分析法与GIS空间插值(IDW)方法来分析土壤中重金属元素的空间迁移富集与分异机理, 并采用地累积指数法、潜在生态危害指数法对表层土壤9种重金属元素(Cd、Hg、Mn、Cr、Cu、Pb、Zn、Ni和As)污染程度、生态风险进行评价。结果显示: 研究区9种重金属元素土壤环境质量单指标等级评价以一等、低风险土壤为主。根据因子分析和主成分分析, Hg、Pb受人类活动及成土母质控制, 其余7种元素均受成土母质的控制。地累积指数结果显示, 9种重金属元素除Hg以外地累积指数均小于0, 总体为无污染等级, Hg为中污染等级。潜在生态危害指数结果显示Hg和Cd为潜在危害元素, 其中Hg整体达到很强生态危害程度, Cd达到中等生态危害程度, 其他元素为轻微生态危害程度。重金属综合生态危害指数(RI)表明在研究区七间窑村—哈拉勿素村以西地区为中等生态危害风险区, 其余地区为轻微生态危害风险区。