山东烟台金矿区及城镇周边土壤重金属化学形态分布及转化

土壤中不同形态重金属及其转化的影响因素研究对于了解重金属的地球化学行为具有重要意义。以山东烟台金矿区及城镇周边典型土壤为例,探讨了土壤中不同形态重金属与土壤有机质、黏粒、磁化率和pH值的关系及其生态危害性。结果表明:土壤中大多数重金属以残渣态和铁锰氧化态存在,而Cd以离子交换态为主;土壤酸化可使Ni、Zn、Cd、Hg的活动态含量增加;对于Pb污染严重的土壤,使土壤pH维持在中碱性环境,可以降低Pb危害;防止土壤盐碱化是消除土壤As污染的有效措施;土壤有机质含量增加可明显降低Pb、Hg、Ni等活动态含量,随黏粒含量增加,Pb、Zn等离子交换态含量占总量的比例略有减小;土壤磁化率对了解土壤酸化的状况和土壤污染程度有较好的指示作用。     

合肥市土壤重金属元素异常及其生态效应

通过对合肥市及其周边地区表层土壤重金属元素异常空间分布特征的分析，查明了生活和工业排污是形成Hg、Cd、Pb、Zn异常的主要原因；相对于深层土壤，表层土壤具有明显的富集特征，自地表向下重金属元素含量呈迅速下降趋势。探讨了土壤重金属元素全量与有效量、土壤pH值的关系，土壤重金属元素有效度大小排序为：Cd〉Pb〉Zn〉Hg，Cd、Pb有效量与全量相关性显著，且与pH值呈负相关，随着土壤cd、Pb元素全量的增加以及土壤不断酸化，其生态风险将显著增大。异常区土壤重金属的累积已造成部分蔬菜重金属超标，进而影响到蔬菜食用安全性，因此，加强土壤环境质量保护，对保证合肥市社会经济可持续发展具有重要意义。     

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。     

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。     

陕西潼关金矿区土壤Pb和Cd生物有效性的影响因素及其意义

土壤中重金属形态与其赋存条件之间的关系是评估土壤重金属风险的关键问题。以受金矿开发影响的土壤中Pb、Cd为研究对象,采用动力学方程分析了土壤有机质、粘粒、pH、Eh等对Pb、Cd生物有效性的影响。结果表明,研究区影响Pb、Cd生物有效性的主要因素有土壤有机质、pH及Eh;有机质与土壤中的Pb、Cd总量呈现正相关性;但当有机质含量增加时,Pb、Cd的水溶态和离子交换态含量反而降低;土壤粘粒对Pb、Cd生物有效性的影响不甚明显;虽然较低的土壤pH值会加剧重金属离子的活性,增强其生物有效性,但过高的pH值又会提高Cd碳酸盐态、铁锰氧化态的含量;Pb、Cd生物有效性随着土壤氧化—还原电位的降低而减弱。研究发现,对于Pb、Cd污染的土壤,通过增施有机肥可提高农产品的安全性;保持土壤处于弱酸—弱碱有利于降低农产品风险;在农作物成熟期实施淹水灌溉,降低土壤氧化—还原电位,可抑制Pb、Cd在籽粒中的累积。     

土壤中重金属元素Pb、Cd地球化学行为影响因素研究

通过研究湖南洞庭湖地区水稻土中Pb、Cd与土壤有机质、粘粒和pH值的关系,结果表明,(1)土壤中有机质含量与Cd、Pb有着显著的正相关性,土壤中有机质含量增加可明显降低Cd和Pb的离子态和可交换态含量。(2)随着粘粒含量增加,Pb和Cd离子可交换态占全量的比值略有增加,这说明粘粒表面吸附的Pb和Cd容易进入植物体中,对生态系统安全具有危害的组分。(3)Cd离子交换态与土壤pH值呈显著相关关系,土壤酸化使Cd的离子交换态比例上升,可直接导致农作物中Cd含量增加,防止土壤酸化是控制Cd对生态系统危害的有效途径;Pb的离子交换态与全量的比值与pH值具有显著的相关性,对于Pb污染严重的土壤,保持土壤pH值在弱酸性至弱碱性范围,防止土壤酸化和盐碱化,可以降低Pb危害。土壤有机质含量、pH值等是控制重金属元素地球化学行为的重要因素之一。     

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。     

福建省龙海市南部表层土壤重金属元素累积特征研究

基于2004年和2015年福建省龙海市南部表层土壤获得的重金属元素和pH值测试数据,采用数理统计方法分析该区土壤Cd、Hg、Pb、As、Cu、Zn及pH值等指标的累积变化特征及影响因素。龙海市南部表层土壤Cd、Cu、As等重金属元素呈一定程度的正累积趋势,其中As和Cu的平均相对累积率分别为4.943%和5.486%;Hg呈明显贫化趋势,平均相对累积率为-12.833%;pH值呈显著酸化趋势,在研究区不同土壤中具有一定的差异性;Pb、Zn变化不显著。研究区玄武岩地质背景区平均累积率较高的元素最多,主要为Cd、Pb、As;中酸性火山岩地质背景区平均累积率较低的元素最多,主要为Cu、Pb、Zn、As;园地土壤平均累积率总体较高的元素最多,主要为Cd、Pb、As、Hg;耕地土壤平均累积率较低的元素最多,主要为Cd、Cu、As、Hg。此外,人类活动也是造成龙海市南部土壤重金属元素累积或贫化的重要因素。     

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。     

湖州市土壤磁化率与重金属元素分布规律及其相关性研究

通过对84个地表土样、17个剖面土样和11个基岩样的磁参数与化学分析测试,对湖州市进行了土壤磁化率与重金属元素分布规律、成因及两者的相关性研究.结果表明:表层土壤磁化率高值异常区与土壤重金属元素高值分布区吻合程度非常高,剖面土壤磁化率值与重金属元素含量总体上均呈向下递减的相同特点;表层土壤磁化率与重金属元素高值异常均系人类经济工程活动影响所致,主要与当地城镇生活垃圾随意堆放、垃圾施肥、工业粉尘、废气、废物和污水排放、农药和化肥的过量使用等有关;表层土壤磁化率值与重金属元素Cd、Hg、Pb、As和Cr含量之间在不同环境条件下相关性有着明显的差异.在旱地土壤中磁化率与重金属元素Hg、Pb高度相关,与Cd、As和Cr不相关;在水田土壤中磁化率与重金属元素Pb、As高度相关,与Cd显著相关,而与Hg、Cr不相关.     

Comparative analysis of heavy metal concentration in secondary treated wastewater irrigated soils cultivated by different crops

The use of treated urban wastewater for irrigation is a relatively recent innovation in Botswana and knowledge is still limited on its impact on soil heavy metal levels. The aim of this study is to analyze and compare heavy metal concentration in secondary wastewater irrigated soils being cultivated to different crops: olive, maize, spinach and tomato in the Glen Valley near Gaborone City, Botswana. The studied crop plots have been cultivated continuously under treated wastewater irrigation for at least 3 years. Most crop farms have sandy loam, loamy sand soils. Based on food and agriculture organization, heavy metal threshold values for crop production have been studied. Results showed that the wastewater irrigated soils in the Glen Valley have higher cadmium, nickel and copper than desirable levels, while the levels of mercury, lead and zinc are lower than the maximum threshold values recommended for crop production. The control sites show that the soils are naturally high in some of these heavy metals (e.g copper, zinc, nickel) and that crop cultivation under wastewater irrigation has actually lowered the heavy metal content. Comparing between the crops, mercury and cadmium levels are highest in soils under maize and decline linearly from maize to spinach to olive to tomato and control site. By contrast, concentrations of the other metals are at their lowest in maize and then increase from maize to spinach to olive to tomato and to control site.     

广西某铅锌矿区废水汇集洼地土壤重金属污染调查与评价

对某铅锌矿废水汇集的岩溶洼地土壤重金属镉、铜、铅、锌、铬、砷和汞的含量进行调查分析,运用单项污染指数与综合污染指数相结合的方法对土壤环境质量状况和采用Hakanson潜在生态指数法对土壤重金属污染潜在生态风险进行评价。结果表明,该区块土壤受到重金属镉、锌、汞、铅的严重污染,其污染指数均大于1,尤其是镉污染指数高达88.4,其后依次为锌和汞,铅最小;剖面上,A、B、C层,即0~30 cm、30~60 cm和60~90 cm土壤,均已受到不同程度的重金属污染,而且污染程度A层>B层>C层,其综合污染指数分别为67.0、11.9和8.8,各自的潜在生态风险指数分别为2 921.0、543.4、421.2,对应的潜在生态风险程度分别为极强、强、强。由此可见,该岩溶洼地土壤不仅镉、锌、汞、铅污染严重,而且其生态风险也很大,但土壤中基本没有受铜、铬、砷污染。在该洼地土壤重金属污染物没有清除前,建议禁止种植食用农产品,而改为种植非食用型经济作物。      

云南省武定县土壤重金属地球化学分布特征及其来源浅析

为探明西南地区耕地土壤重金属污染的分布特征及来源,选取云南省武定县优耕区为研究区,在分析1802件表层土壤和4条剖面土壤重金属含量的基础上,运用地累积指数法评估重金属污染风险,利用地统计分析、单因子方差分析、正定矩阵分析探讨重金属的空间分布特征、污染水平及潜在来源。8种重金属与云南省背景值相差较小,其中Cr、Ni平均含量高于云南省背景值,是其背景值的1.75和1.14倍,As、Cu、Hg、Ni、Pb和Zn低于其背景值。8种重金属元素呈现东高西低、南高北低的分布趋势,异常区分布规律明显。地累积指数结果表明,8种重金属中仅Cd存在轻微污染,其余元素均处于无污染水平,与以往认为西南地区是地质高背景区、土壤污染严重有较大出入,需要对西南重金属高背景区的观点进行重新认识和修订。研究区内8种重金属主要有3个污染源:矿业开采源、肥料和交通污染源和成土母质源。其中,As、Cu、Hg主要受迤纳厂铜矿开采的影响; Pb、Cd、Zn受刺竹箐铅锌矿床的开采、交通污染和肥料施用的共同影响; Cr、Ni受成土母质影响较大。     

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。     

氨基膨润土对铜镍镉污染土壤的钝化修复研究

采集土壤,加入铜、镍和镉制成重金属污染土壤。以四乙烯五胺改性膨润土和膨润土原土作为修复剂,通过模拟酸雨和混合提取剂提取有效态重金属,评价膨润土和氨基膨润土对土壤中铜、镍、镉的钝化效果。结果表明:p H=3. 5的模拟酸雨对各污染土壤中重金属离子的提取率均在0. 1%以下。混合提取剂对污染土壤中有效态金属的提取能力比模拟酸雨强很多。添加膨润土原土和氨基膨润土均能钝化土壤中的铜、镍和镉,氨基膨润土上嫁接的氨基对金属有络合作用,因而比膨润土原土对铜、镍和镉具有更强的钝化能力。综合评价表明氨基膨润土是一种对铜、镍和镉污染土壤具有应用前景的钝化修复材料。     

氨基泡塑的合成及其应用于富集地质样品中的痕量金

采用泡塑(PUF)富集,AAS或ICP-OES测定地质样品中痕量金是常用的分析方法。与活性炭相比,PUF的选择性好,但吸附容量偏低,可将泡塑负载不同的萃取剂或修饰不同的官能团提高吸附容量。本文将聚醚型泡塑经盐酸水解制备成氨基泡塑(PUF-NH_2)。红外光谱和扫描电镜表征显示,PUF-NH_2峰形发生了明显红移(3376.5 cm-1),其中的氨基数量显著增加,另外PUF-NH_2的高分子出现明显断裂,发生水解后裸露出的氨基具有还原性,在吸附金的过程中易与金离子在PUF-NH_2表面发生氧化还原反应,形成金纳米颗粒。改性后的PUF-NH_2吸附容量达到96 mg/g,与PUF相比提高了8倍。将PUF-NH_2应用于富集地质样品中的金,经炭化灼烧、50%王水提取后用ICP-OES测定,金的加标回收率在95.0%~105.0%之间,检出限为0.15μg/g。实验证明用PUF-NH_2处理样品提高了富集倍数和分析灵敏度,有利于低品位矿石的分析。     

烟台市土壤环境质量现状及重金属元素分布迁移规律

烟台市是山东半岛蓝色经济区核心城市之一。通过对山东省烟台市生态地球化学资料的系统整理,发现土壤主要污染因子是Cd、As、Hg、Cu、Pb、Zn等重金属元素,工矿三废排放是土壤重金属的主要来源;过量施用化肥和工矿污染形成的酸雨使区内土壤明显酸化,土壤根系土中镉等元素在酸性环境中活化迁移能力明显增强,有毒重金属镉等通过土壤-水-植物活化迁移量大,经食物链向人体中转移危险性增大。土壤重金属污染和土壤酸化成为烟台市域内两项重大的生态环境问题,为土地污染防治提供了科学依据。     

Capability of vis-NIR spectroscopy and Landsat 8 spectral data to predict soil heavy metals in polluted agricultural land (Iran)

Heavy metals are toxic elements that have hazardous effect on the environment. They cause soil pollution as a result of their toxicity, potential reactivity, and mobility in soils. There are so many methods for the measurement of heavy metal concentrations in soils and aquatic systems. The traditional methods used for detecting heavy metal distribution in soil involve laboratory analysis and raster sampling. Both of them are expensive and time-consuming for large areas. Remote sensing techniques are used for obtaining the earth’s surface information, and these techniques have been used in the investigations of heavy metal distributions in preliminary analysis of soils as a rapid method. Today, near-infrared reflectance spectroscopy (NIRS) of soil characteristics has been of interest as a significant object. The present investigation is focused on the detection of heavy metals in contaminated soils by the application of reflectance spectroscopy in the spectral range of 350 to 2500 nm. This study also discusses the circumstances of the applied current methods for the detection and estimation of arsenic (As), cadmium (Cd), nickel (Ni), and lead (Pb) in contaminated agricultural soils. In the first part of laboratory spectroscopy, estimations were done using heavy metal reflectance spectroscopy and partial least square regression (PLSR) approaches, while in the second part, the heavy metal estimations were done using soil organic carbon reflectance spectroscopy through the PLSR approaches. Similar to the tasks above, estimations of As, Cd, Ni, and Pb by using Landsat 8 images were done in the forms of direct and indirect methods and the distribution of heavy metals in the study area was determined. Finally, the results obtained using direct and indirect methods were compared with the wet chemical measurements of heavy metals and organic carbon. It was found that although the direct detection of heavy metals using the images of Landsat 8 produced more accurate results than the indirect detections, the results obtained from laboratory spectroscopy corresponded more with the results from atomic adsorption spectroscopy. On the other hand, based on the fact that the soil has a complex content, the use of nonlinear methods, such as artificial neural networks in predicting soil heavy metal contents, could be regarded as a trusted method.     

Sources of very high heavy metal content in soils of volcanic island (La Réunion)

The objective of this study was to conduct an inventory of heavy metal concentrations (Cd, Cr, Cu, Hg, Ni, Pb and Zn) in the soils of La Réunion. 39 sampling sites were selected to cover the distribution of soils of the island. The results show that soils of La Réunion are rich in heavy metals: most of them exceed the French standard values beyond which sewage sludge spreading is not authorized. To identify the sources of heavy metals, we used: (i) the relationship between the heavy metal content in soils and the origin of the volcanic parent material; (ii) the comparison of heavy metal content between cultivated and uncultivated soils; and (iii) the heavy metal distribution in soil profiles. Cd and Pb evolution in soil profiles indicate an impact of human activities. High Hg concentrations in soils can be explained by the volcanic activity of the island. For Cr, Cu, Ni and Zn, we demonstrate that high concentrations in soils are mainly determined by the natural pedo-geochemical background.     

改性Mg(OH)2对多种重金属污染土壤的修复效果

为了研究一种高效的多种重金属污染土壤修复剂,本文采用了一种具有OH^-缓释功能的改性Mg（OH）₂,通过重金属污染土壤稳定化修复实验,探讨了改性Mg（OH）₂对污染土壤中多种重金属（Pb、Cd、Cu、Zn）的稳定效率及对多种重金属形态分布的影响。结果表明,投加改性Mg（OH）₂对土壤中多种重金属均有稳定作用,对Pb、Cd、Cu、Zn的稳定效率分别为72.42%、34.53%、87.64%和97.65%,且改性Mg（OH）₂的投加使重金属交换态质量明显减少、残渣态质量增加,进一步提高了重金属的稳定性,降低了重金属生物有效性;另外,改性Mg（OH）₂具有OH^-缓释性,可使土壤长期保持一定的碱性,是一种经济有效的土壤修复剂。