土壤修复过程中重金属形态的研究综述

重金属污染土壤的修复是现阶段污染土壤治理中的难点之一,在土壤修复过程中对重金属的形态研究已在多个领域中开展,并且在重金属形态及其与生物有效性和毒性等研究领域取得了一定的成果。本文综述了现阶段在污染土壤修复过程中对重金属形态研究的主要领域,分析研究重金属形态的必要性,总结出土壤修复过程中重金属形态方面应当从重金属在土壤与植物中的存在形态入手,研究重金属元素在不同界面间的迁移转化规律,通过阻断重金属元素在污染源、土壤、生物之间的传递链条,以阻止重金属对生物体造成危害,从而为土壤重金属污染的治理修复提供理论基础。     

黄河包头段不同粒级沉积物中重金属形态分布特征

以黄河包头段为研究对象,探讨了该河段不同粒级沉积物中重金属的形态分布特征,并估算了各粒级沉积物对各形态重金属的贡献率。结果表明,铁锰氧化物结合态是黄河干流各粒级沉积物中Cu、Pb和Zn非稳定态的主导形态;总体上,黄河干支流沉积物中3种重金属各形态含量均随粒级增大而减小,表现明显的粒度效应;重金属形态分布的粒度效应是沉积...     

金昌市铜镍矿区周围土壤中重金属的迁移特征

对金昌矿区不同区域土壤5~20 cm层中重金属各化学形态及活性态的迁移行为进行了研究,结果表明：土壤中重金属不同化学形态迁移率不同,弱酸提取态、可还原态、可氧化态和残渣态平均迁移率分别为0.13、0.51、0.30和0.54。重金属总量和活性态（包括弱酸提取态、可还原态、可氧化态）迁移率也表现出很大差异,尾矿区土壤Cr总量迁移率较高为0.65,而其活性态迁移率较低为0.26,Ni与Cr迁移特征完全相反,总量迁移率为0.26,而活性态迁移率为0.67;农田土壤中Pb总量迁移率低而活性态迁移率高,Ni与Zn特征相似,总量迁移率高而活性态迁移率相对较低;大棚地土壤中重金属迁移率均较低,Cu和Ni活性态几乎未发生向下迁移。可见,重金属的迁移与其化学形态分布关系密切,与重金属总量的迁移率相比,活性态迁移率能够更有效地反映出土壤中重金属的迁移特征和潜在危害性。     

恬矿库周围土壤中重金属存在形态特征研究

通过对大冶铜绿山铜铁矿尾矿库周围土壤中重金属形态分析实验,研究了重金属各种形态在土壤中的分布特征。由对比实验可知,尾矿库周围土壤中Ｃｕ、Ｐｂ、Ｚｎ、Ｃｄ等重金属含量都显著地高于对照样品,书经受到重金属的严重污染。土壤中重金属形态分布征为：ｗ（Ｃｒ、Ｚｎ、Ｆｅ）;可变换态〈碳酸盐态〈有机态〈铁锰氧化态〈残渣态;ｗ（Ｃｕ、Ｐｂ）：可变换态〈碳酸盐态〈有机态〈残渣态〈铁锰氧化态;ｗ（Ｃｄ）：残渣态,有机     

重金属在水环境中形态分布的随机模拟

水环境中重金属的毒性，生物可给性，以及活性均与其存在形态密切相关。而重金属的存在形态是由其容量控制参数决定的。水环境中，重金属的容量控制参数在空间上和时间上发生随机变化。本文的目的在于研究容量控制参数的随机变化对重金属形态分布的影响。作者以洋河汞污染为例，将形态分布模型同Ｍｏｕｔｅ Ｃａｒｌｏ方法相结合模拟了河水中ｐＨ值，有机质浓度，总汞含量，以及悬浮物含量的随机变化对汞形态分布的影响。研究结果表     

长江口海域表层沉积物重金属元素赋存形态特征

通过长江河口地区水下表层沉积物样品多种化学元素的赋存形态分析测试数据,综合分析重金属元素的赋存形态特征。研究结果显示：镉、汞、铅残渣态所占比例均小于50%,锌、砷、铬、铜、镍残渣态占比均大于50%;8个元素的残渣态与全量呈显著正相关关系。沉积环境和沉积物粒径对重金属元素赋存形态具有重要影响。沉积物的物质来源、矿物组成特征、水动力作用与沉积物粒度和物理化学条件等是长江口地区表层沉积物重金属元素赋存形态的主要控制因素。     

土壤粒级中重金属元素的形态分析与环境风险评价

研究评价不同粒级组分中重金属的活性和潜在环境风险,对3个地区土壤颗粒的分析表明,重金属在土壤中分布并不均匀,随着颗粒粒径的减小,重金属Cu、Cd元素及有机质的浓度有不断增高的趋势。线性分析显示,Cu、Cd元素浓度与有机质的浓度显著相关。形态分析表明,Cd主要以环境高活性的形态存在,其次以低活性的形态存在,环境惰性的形态仅占极小部分,Cu主要以低环境活性和环境惰性的形态存在,高环境活性的形态只占小量,Cu在土壤中的存在形态可能与土壤性质有关。     

贵州典型重金属高背景区耕地土壤重金属生态风险评价

耕地土壤重金属污染问题是热点也是要点问题,开展小尺度土壤重金属生态风险调查,能够更精准地掌握重金属的污染状况及机理。对贵州威宁县盐仓—炉山一带典型重金属高背景区的耕地土壤和主要农作物进行重金属生态风险调查,采用地累积指数和Hakanson潜在生态风险指数法对土壤重金属的污染状况和生态风险进行评价,结果显示：耕地土壤存在重金属复合污染,其中Cd的污染程度和生态风险最高;农作物马铃薯和玉米存在Cd超标情况,与水溶态和离子交换态Cd密切相关,今后应更加重视土壤污染监测与修复中重金属污染与形态的研究。     

海河流域沉积物重金属形态分布特征及生态风险评估

海河流域中含有重金属的生活、工业污水排入量较大,致使重金属大量进入水环境并聚集在沉积物中。传统的生态风险评估方法忽略了重金属形态分布特征因素,造成生态风险评估可靠性较低的问题。本文以海河流域平原段河流为研究对象,提出了海河流域沉积物重金属形态分布特征及生态风险评估研究,在海河流域设置采集点,采集沉积物样品,并在实验室中使用混合酸处理样品,采用原子吸收法测定样品中重金属含量,分析沉积物重金属形态分布特征。在生态风险评估中,借助丰度计算完善生态风险评估指数,设计重金属生态风险评估标准。实验结果表明,设计方法得到的各个采样点和各类重金属评价与实际情况更加接近,可靠性更高,评估性能更好。     

北京平原区两年内土壤中五种重金属元素化学形态变化及生物有效性

为了监测北京市平原区2015年和2016年土壤中5种重金属As、Cd、Hg、Pb、Zn化学形态的变化趋势,运用Tessier连续提取法对土壤重金属进行了形态分析,并对影响重金属元素生物有效性的因素进行研究。结果表明,2年内研究区表层土壤重金属元素的形态变化微弱,有效态含量以Cd元素最高,达到45.67%,故潜在生态危害性最大;其次为Zn元素,达12.16%,其中碳酸盐结合态占比虽大,但由于研究区土壤呈偏碱性,Zn元素的迁移能力较弱,潜在危害性较小;As、Hg、Pb均以难迁移态存在,故潜在危害性也较小。土壤重金属元素的生物活性系数及迁移系数分别为:CdZnPbAsHg和CdAsZnPb=Hg,其中Cd元素2年的生物活性系数和迁移系数最高,展现出较强的生物活性和迁移能力,其余重金属元素的活性系数和迁移系数较低,潜在危害性较弱。影响重金属元素生物有效性的因素较复杂,以重金属元素全量为主,p H、有机质、CEC等理化性质次之。     

应用毒性淋溶提取法评价天津市某工业用地及周围农田土壤中重金属生态风险

毒性淋溶提取法(TCLP)是美国法定的一种生态环境风险评价方法,通过提取土壤中的重金属有效态判断土壤重金属污染状况和评估污染区域生态风险。本文应用TCLP法提取天津市某工业园区内及周围农田土壤中的有效态Cu、Pb、Zn、Cd,采用电感耦合等离子体质谱法和原子吸收光谱法分别测定重金属全量和有效态,结合单项污染指数和内梅罗综合污染指数评价了重金属生态风险。结果表明:研究区Zn是首要污染物,主要来源于镀锌厂、金属制品厂和电镀厂,其次是Pb和Cu污染,Cd无污染;Pb、Zn可能具有同源性或伴生关系;大部分土壤处于安全水平,重金属污染率不到30%,但农田土壤出现了Zn的轻度污染。重金属全量是影响重金属有效态含量较大的因素,当Zn全量大于环境质量标准限值(300 mg/kg),Pb全量大于80mg/kg时,有效态Zn、Pb与其全量均呈正相关。因此,可以使用TCLP法将土壤重金属全量与有效态进行量化评价重金属生态风险。     

Effect of electrode configuration on pH distribution and heavy metal ions migration during soil electrokinetic remediation

Generation, migration, and distribution of H⁺ and OH^? have remarkable influence on heavy metal removal from soil during electrokinetic remediation. A series of experiments were carried out to investigate the effects of electrode configuration and voltage on pH distribution and heavy metal migration, based on the preliminary exploratory experiments. In the first phase, three soil samples were used to observe the effect of electrode configuration on pH distribution. Then, three more soil samples were used to explore the effect of voltage on ion migration. Finally, three other soil samples were used to explore the effect of electrode configuration (i.e. angle CAC) on pH distribution and heavy metal migration. The results showed that the soil was divided into acid, base, and pH-jump zones and that heavy metals migrated under low pH conditions and were deposited at the pH-jump zone. Heavy metal distribution was fairly consistent with pH distribution. Under the optimal condition of $ \angle $ CAC 60º and voltage 2.33 V/cm, 4.22 mg copper and 0.51 mg zinc migrated from acid zone and deposited in pH-jump zone with 6.44 kJ energy consumption.     

重金属元素摄入总量与健康安全评估 ——以湖南洞庭湖地区为例

粮食中重金属元素的含量水平直接关系到人体健康和社会安定与发展,是粮食安全性的重要反映。以洞庭湖产粮区系统采集的180套水稻、120件蔬菜样品为基础,采用相关标准分析、评价了样品中Cd、Hg、Pb、As等重金属元素的分布情况和安全性。研究结果表明：在以稻米为主食的每人日摄入量中,Hg、Pb均没有达到ADI（日允许摄入量）的限值,食品相对安全．而Cd的食品安全令人担忧。研究区稻米中绿色食品比例仅为60％,食品安全形势不客乐观,必须采取措施,保障人体健康的安全。     

重金属元素摄入总量与健康安全评估——以湖南洞庭湖地区为例

粮食中重金属元素的含量水平直接关系到人体健康和社会安定与发展,是粮食安全性的重要反映。以洞庭湖产粮区系统采集的180套水稻、120件蔬菜样品为基础,采用相关标准分析、评价了样品中Cd、Hg、Pb、As等重金属元素的分布情况和安全性。研究结果表明：在以稻米为主食的每人日摄入量中,Hg、Pb均没有达到ADI（日允许摄入量）的限值,食品相对安全．而Cd的食品安全令人担忧。研究区稻米中绿色食品比例仅为60％,食品安全形势不客乐观,必须采取措施,保障人体健康的安全。     

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。     

山东省小清河沿岸土壤重金属污染分布及迁移规律

通过对山东省小清河流域土壤重金属污染现状的调查研究,查明土壤重金属污染状况,元素来源和分布迁移规律,从而为该区土壤重金属污染的科学治理提供有效依据。研究发现,小清河沿岸地区的重金属污染主要表现为As、Cd、Cr、Ni等元素的污染;依据内梅罗污染指数评价方法发现研究区存在重金属污染的土壤总面积为880.5 km2,未受到重金属污染的土壤面积为1 822.1 km2,分别占全区总土壤面积的32.58%和67.42%,其中上游的济南市城区北园镇至华山镇区域的小清河两岸是重污染区。对小清河流域土壤重金属来源的探析表明,大气干湿沉降是土壤重金属污染的主要来源;土壤重金属的生物有效性评价显示重金属元素Cd的活动态比例高达56.17%,活化迁移能力强,是该区对生态环境危害性最大的污染因子。此外,As、Cd、Cr、Pb等重金属元素的活动态含量明显受pH值和Corg含量的制约,在低pH值、高Corg含量的土壤区应高度重视As和Cd的污染问题。     

海南土壤中Zn、Pb、Cu、Cd四种重金属含量及其生物有效性的研究

对海南0个土壤样品中的nl、Pb、Cu、0四种重金属的总量和生物有效态含量以及45个植物样(根、茎、叶)中的重金属含量分别进行了测定，采样点基本上覆盖了海南全省，测定结果表明，土壤中nl总量低于全国平均值，而Pb、Cu、Cd高于全国平均值，土壤中重金属生物有效态含量一般低于其总量的10％，其中Pb最高为7．71％，而Cu仅为1．13％，具有较大的变异性；植物中重金属含量与土壤中重金属总量呈现负相关性，但与土壤中有效态重金属含量一般呈现正相关性，叶中的重金属含量与土壤中有效态重金属含量之间的相关性更为显着，叶中的重金属含量与土壤中有效态重金属含量之间的相关系数分别为：Zn(0．726)，Cu(0．626)，Pb(0．n4)，Cd(0．512)。这说明土壤中重金属总量并不能全面的评价土壤的环境效应和重金属的生物有效性，应该把重金属总量和生物有效态含量结合起来加以研究，并应将土壤中重金属的含量与植物中该元素含量之间作相关分析，根据其相关系数的大小来判断其生物有效性的程度。     

内蒙古某矿矿井水重金属污染特征及来源分析

确定矿井水中重金属污染程度及主要来源,对矿井水的再利用及矿区生态环境保护具有重要的理论意义。以内蒙古某矿区为研究对象,采集地表水、第四系潜水、承压水及矿井水水样49组,检测水体中Zn、Pb、Fe、Mn、As、Cu、Cd、Cr、Hg、Se 10种重金属浓度,分析矿井水中重金属污染特征及超标情况,利用HPI模型定量评价重金属污染程度,并综合数理统计、不同类型水样重金属浓度箱形图及煤/顶板重金属浸出试验,分析矿井水重金属主要来源。结果表明:内蒙古某矿矿井水中Zn、Pb、Fe、Mn、As 5种重金属浓度值超标,其中Fe和Zn的超标率高达100%;7个矿井水样中6个矿井水的HPI值大于临界值100,矿井水重金属污染程度较高;矿井水中的Pb、As主要来源于采煤及运输机械油类物质泄漏,Mn主要来源于Ⅲ含地下水,Fe、Zn主要来源于Ⅲ含地下水及煤层中含Fe、Zn矿物的溶滤。该结论将为矿井水中重金属污染防治提供基础与依据。      

福州市主要蔬菜基地土壤重金属的影响评价

采集了福州市不同区、县(市)主要蔬菜基地的土壤样品与蔬菜样品,分析其中Pb、Cr、Cd、As、Hg等重金属含量特征,应用数理统计方法研究和比较了各种蔬菜的重金属富集能力.研究结果表明,福州城郊区蔬菜基地的土壤与蔬菜中重金属含量高于其他区域.叶菜类蔬菜中的重金属含量相对高于其他种类的蔬菜,蔬菜对重金属的富集能力为叶菜类＞花菜类＞根菜类＞瓜果类＞茎菜类;不同重金属元素富集顺序为Cd＞Hg＞Cr＞As＞Pb.     

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。