农田表层土壤中重金属潜在生态风险效应研究

皖江经济区南陵县是我国商品粮生产基地之一,该区农田表层土壤中重金属元素潜在生态风险效应研究对于提高粮食安全具有重要意义。文章以南陵县基本农田区作为主要研究区,按土地质量地球化学调查评价要求,布设和采集了0~20 cm深度的表层土壤样品500组,分别监测了土壤中Cd、Pb、Cr、Hg、As、Cu、Fe、Mn和Zn等重金属含量现状,并采用地质累积指数法和潜在生态风险指数法量化解析了这些重金属在土壤中的潜在生态风险效应。结果表明:（1）土壤中除了Cr元素,其余重金属元素都不同程度存在异常;（2）局部土壤中Cd、Hg和Fe等元素含量存在异常,平均含量分别是所在区域背景值的1.92,1.95,7.13倍,存在潜在生态风险的影响;（3）土壤中重金属元素的潜在生态风险值（平均RI值）为164.5,Cd和Hg元素为主要影响元素。     

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。     

华北地区某工业场地土壤重金属分布特征

以华北地区某工业场地为研究对象,采用数理统计和地质统计学方法,对该场地土壤中重金属元素的空间分布特征及元素之间的相互关系进行研究。结果显示:各重金属元素在研究区已有一定程度的积累,其中Hg的平均含量高于国家《土壤环境质量标准》三级标准值和当地土壤背景值,污染最严重,是该场地土壤重金属污染的主要因子;各重金属元素污染程度整体上为Hg>Zn>Cd>Mn>Pb>Cu>Cr>As,其中As平均含量与当地土壤背景值接近。重金属元素Hg、Cd、Mn、Fe和Co具有中等程度的空间相关性,表明这些元素具有相同或相似的污染源。场地内1、4、8、9厂区的土壤重金属污染最严重,污染物种类与其特殊的工艺流程有一定关系,这为以后的污染防治工作提供了重要依据。     

福州城市土壤中铜等13种元素的分布特征

调查了福州城市土壤中13种元素的含量,结果表明As、Cd、Cu、Hg、Mn、Pb、Sn、Zn在表层土壤中表现出不同程度富集,在空间上表现出不同程度的异常分布特征,这些元素在城市中心土壤中的含量明显高于外围土壤,其含量受人类活动影响较大;城市土壤中Cr、Ni、Th、U、Fe2O3在空间上含量变化不大,这些元素的分布特征主要受自然背景的影响。     

河套平原表层土壤元素含量与空间分布特征

文中分析了河套平原不同表层土壤的元素含量,并运用统计学方法探讨了河套平原表层土壤元素的组成和空间变化。结果表明:河套地区土壤Al、Fe等元素与Na、Sr化学活动性元素的特征差异较大;而重金属元素Cu、Mn、Pb、Zn等元素存在异常,变异系数较大,明显受人类活动的影响,可作为人类工业活动的指标。表层土壤元素的空间变异特征表明,Ca、Mg等稳定元素存在明显的空间相关性,反映了土壤母质对元素含量影响较大;P元素的理论模型为线性,与河套地区大面积农田使用磷肥过量有关;重金属元素为中等强度的空间相关性,表明受到工农业生产等小尺度因素的影响。河套平原地区重金属元素空间分布总体呈现北部和南部地区较高,且北高南低,东西向变化不明显的特征,这与当地的工业开矿、城市化发展以及工农业的生产等人类活动密切相关。     

云南中高山丘陵区土壤重金属元素空间分布格局及驱动机制

【研究目的 】查清滇中中高山丘陵区土壤重金属地球化学特征及驱动机制,服务于高原特色农业发展和乡村振兴战略的实施。【研究方法 】以滇中大姚县、姚安县和南华县为研究区,依据1∶25万土地质量地球化学调查数据,采用地统计学分析土壤重金属来源、空间分布格局及驱动机制,建立滇中中高山丘陵区土壤重金属表生地球化学过程驱动模式。【研究结果 】研究区表层土壤中Cd、Hg含量均值高于深层土壤背景值,Cr、Ni高于云南省土壤背景值,除As、Hg、Sb外的其他重金属显著高于全国土壤背景值,局部地区土壤可能存在As、Cd、Pb生态风险。构建的最小数据集的元素为As、Co、Cr、TFe、Ni、Pb、Sb、Sn、V、Zn,莫兰指数显示均具有显著的正空间自相关性。空间分布特征呈现变质岩和侵入岩重金属含量高、碎屑岩和第四系冲积物含量低的特点。多元统计分析与重金属空间分布特征表明Co、Cr、TFe、Mn、Ni、V主要来源于成土母质,As、Sb、Sn受原生地层与成矿地质背景影响较大,Cd、Pb、Zn主要受工矿活动等人类活动影响。【结论 】重金属元素的分布与地层分布高度耦合,地质背景控制了表层土壤重金属的空间分布格局,不同...     

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。     

黄河流域（济南段）土壤元素地球化学组合特征研究

为查明黄河流域土壤元素地球化学组合特征及重金属元素异常分布区域,采集该流域济南段表层土壤、不同土壤类型样品,以及重金属异常区域水平剖面-垂向剖面土壤样品,测定N、P、Mn、Mo、Zn、As、Cr、Hg、Pb、Ni和V等29项土壤指标,通过元素聚类分析（皮尔逊相关系数法）、因子分析（Bartlett球度检验,KMO检验验证,最大方差旋转）和重金属元素异常区域立体化分析进行评价。研究表明：受人类活动影响较明显的元素有第一簇群元素（Pb、Zn、Cu、Mo、Cr、V、Co）及Hg元素,第一族群元素在街道中心区域各元素含量普遍较高;As、F等元素受人为影响较小,与河流分布有一定的关系。另外,不同土壤类型中各元素丰缺情况有一定差异性。重金属元素异常区分布相对分散,较为集中的两个异常区域是大桥街道东北部和太平街道与孙耿街道交界处。在调查区东西方向上,各重金属峰值分布有明显差异性,纵向剖面元素分布情况各异。黄河流域（济南段）大部分地区元素含量受背景值控制,小部分区域(面积<0.3%)存在轻度的人为重金属污染,整体土壤环境较好,适合发展农业。     

鄱阳湖区农业环境质量地球化学分区

在《江西省鄱阳湖及周边经济区1∶25万多目标地球化学调查》成果的基础上,依据地球化学特征(包括土壤酸碱度、营养元素、有益元素丰缺、有机质含量、重金属污染情况等)和环境质量情况(包括地貌类型分区和光、热、水影响条件),将全区划分为优质农业区、中等农业区、低级农业区等3种类型。其中,优质农业区农业营养元素Mg比较丰富,Mn、Cu、Zn及Mo等有益元素出现高背景分布,As、Cd、Pb和Hg含量呈正常分布,土壤重金属元素综合污染指数属无污染等级;中等农业区营养元素Mg在背景值及高含量分布范围,Mn等有益元素含量在低背景和高含量范围内,表层土壤重金属As等综合污染指数为轻度污染;低级农业区营养元素Mg含量属中等和缺乏,Mn等有益元素在背景值和低含量分布,属缺乏的元素含量,As等有害元素为轻度污染和中度污染。     

太原盆地土壤微量元素的地球化学特征

文章分析了太原盆地土壤微量营养元素Fe、Mn、Cu、Zn、Mo、B和有害重金属元素As、Cd、Cr、Hg、Pb的含量变化特征.太原盆地土壤中微量营养元素与世界土壤和全国土壤的平均值相比趋于缺乏状态,而高于全国黄土和山西省土壤的平均含量.有害重金属元素在太原盆地表层土壤的富集已较明显,原有的地球化学特征已发生较大变化.Hg、Cd、Pb对环境的危害作用应引起重视.     

辽河流域人发中重金属元素分布特征

对辽河流域人发中重金属元素含量分布、分配规律研究结果表明：重金属元素尤其是铅、镉、汞、砷、铬元素，分布规律有很大相同之处，高含量数据点均围绕沈阳、锦州等重工业城市及阜新、柴河铅矿及其下游等地区分布，且城市居民平均含量明显高于乡村居民平均水平。通过进一步对典型污染区的研究发现：人发分布特征与背景环境有很大相关性，即土壤、浅层地下水、作物中重金属含量高的地区，人发中重金属含量亦较高。     

基于CASI & SASI航空高光谱的雄安新区西南部农田土壤 重金属镍含量反演研究

农田土壤中重金属元素富集会严重制约农作物的生长,且对人类健康造成潜在威胁。高光谱遥感数据具有极高的光谱分辨率,因而可在土壤重金属污染元素信息的定量研究中发挥重要作用。本文以雄安新区西南部及其周边农田土壤作为研究对象,在实验室测定土壤重金属元素Ni的含量,并与土壤可见-近红外高光谱数据建立土壤重金属Ni含量的定量估测模型,进一步基于CASI&SASI航空高光谱数据快速反演研究区农田土壤重金属Ni的含量,获取其分布特征。本文研究并建立了研究区土壤重金属元素基于不同光谱变换形式的多元逐步回归、偏最小二乘回归和BP神经网络统计估算模型,通过模型验证与对比,探索研究区土壤重金属Ni元素含量的最优反演模型。研究结果表明: （1）基于各光谱变换的BP神经网络模型的建模和预测精度整体上大于偏最小二乘法和多元逐步回归法模型,模型拟合精度高,预测能力较好;（2）综合来看,一阶微分处理能普遍改善模型预测效果,其中BP神经网络模型的一阶微分变换结果最佳,对于Ni元素建模精度R2高达97.1%,验证集精度R2高达98%以上;（3）选用精度最好的BP神经网络模型,通过CASI&SASI高光谱数据对研究区重金属Ni含量进行反演,反演结果与实测Ni含量数据一致性很好。     

Characterization of heavy metal pollution in the paddy soils of Xiangyin County, Dongting lake drainage basin, central south China

The heavy metal accumulation in soils caused by industrialization has attracted broad attention. To evaluate the soil environmental quality of Xiangyin County, an important food production base in China, 99 top paddy soil samples were analyzed for total concentrations of As, Cd, Cr, Cu, Hg, Ni, Zn and Pb. Kriging interpolation was used to determine the spatial distribution of the metals. The assessment of soil environmental quality was performed according to pollution index methods. As the results showed, except for Cu, Cr and Ni, the mean concentrations of Zn, Pb, Cd, As and Hg in soils were elevated to different extents when compared with the background values. Moreover, except for Cd, contents of seven other elements in most soil samples were below the Class II criteria for Chinese environmental quality standards, which established the maximum allowable concentration of heavy metal in the farmland. Therefore, the soils were believed to be polluted mainly by Cd. All of the elements showed a similar spatial distribution pattern with low contents in the east upland area, and high contents in the middle by the west area, located close to Dongting lake. The long-term practice of using the Xiangjiang river as irrigation water was believed to be the main reason resulting in the enrichment of heavy metals in soils around Dongting lake. In addition, the evaluation results showed that about 45.8, 51.1 and 3.1?% of the study area were classified as slightly, moderately and seriously polluted with Cd, respectively. As for the other seven elements, soil environmental quality was fairly well because of their grades belonging to clean or excellent. By integration of the assessment results for individual elements, it was found that about 3.8?% of the study area was clean, 82.2?% was slightly polluted and 14.1?% was moderately polluted. On the whole, most of the study area was at safe and guarded level. However, appropriate measures still should be adopted to control the levels of heavy metals in agricultural soils. The findings obtained in this study were useful for establishing policies for protecting the local soil environments and guaranteeing the food quality as well as the people??s health.     

广西红水河中下游马山地区地下水重金属含量及分布特征

为了解红水河中下游马山地区地下水重金属含量及分布特征,以西南岩溶地下水污染调查评价中广西红水河中下游马山地区地下水数据为基础,对该地区27件样品的重金属含量特征、重金属间相关关系、重金属与其它化学组分的相关性以及地下水重金属分布特征进行了研究。结果表明:研究区地下水中重金属含量整体偏低,平均质量浓度顺序为Fe＞(Al)＞Zn＞Mn＞Pb＞Se＞As＞Cd,重金属平均质量浓度均小于中国生活饮用水标准值,且绝大部分重金属含量远远低于该标准值。Mn与Fe、As、Al存在显著或极显著的正相关关系,Zn与Pb、Cd存在明显的相关性,Se与其它７种重金属的相关性均不明显,可能是由于Se与其它重金属的来源差异较大所致。地下水的酸碱性对重金属的富集影响较小,但地下水中主化学成分HCO3-和Ca2+对重金属的富集有较大影响,TDS对绝大部分重金属的影响较小,对As和Cd具有一定的影响。地下水中Mn、Zn、As、Pb、Cd、Se、Al、Fe质量浓度在空间上表现出一定的地区分布特点,整体上重金属高浓度点主要集中在马山县城周围以及古寨、乔利街乡镇周围。      

Environmental assessment of soil,groundwater, and surface water quality in the south of the Riyadh,Saudi Arabia

To understand the impact of the influence of treated wastewater, a study was undertaken in the downstream side of Wadi Hanifa in the southern part of Riyadh City in Saudi Arabia. Chemical elements from 17 groundwater samples, 9 surface water samples (treated wastewater), and 14 soil samples were analyzed. Water facies analyses showed that both groundwater and surface water belong to the SO₄-Cl class. However, the groundwater is characterized by high salinity (average value of 3547 mg/l), which may be result of the greater rock-water interaction and limited rainfall recharge. The NO₃ values are also high in the groundwater samples (average value of 40 mg/l) and are mainly attributed to the agricultural practices in the study area. The surface water samples (treated wastewater from the plant) shows an average salinity value of 1232 mg/l and is better suited for irrigation purposes. Heavy elements analyzed in the soil samples show high concentrations of all the elements except Mn and Ni as compared to their background concentration. Enrichment factor and index of geoaccumulation calculated from the soil samples indicate that they are severely enriched with respect to Cd and Se. The spatial distribution maps were prepared based on kriging interpolation technique to estimate the concentrations of the analyzed elements at unknown locations. The treated wastewater in the study area is better suited for agricultural and domestic activities as compared to groundwater.     

Distribution and evolution features of salinized soil in Hebei Plain

In order to study the distribution and evolution features of saline soil, the correlations between the groundwater depth, salinity and salinization of soil are examined through analyzing the hydrometeorological data and distribution maps of saline soil, groundwater depth and salinity in 1957 and 2005. The results show that the area of salinization has generally decreased. The area of salinization decreases with the increasing groundwater depth, and the dynamic evolution characteristics appeared between the groundwater depth and area of salinization. The area of heavy salinization is greatest when the groundwater salinity is > 5 g/L, the area of moderate salinization is greatest when the groundwater salinity is between 2-5 g/L, the area of light salinization is greatest when the groundwater salinity is 1-2 g/L and the area of non-salinization is greatest when the groundwater salinity is <1 g/L. The area of heavy salinization was characterized with groundwater depth <2.5 m and salinity >1.8 g/L. The area of non-salinization was characterized with groundwater depth >4.0 m and salinity 0.2-1.5 g/L.     

黑龙江省松嫩平原南部黑土的元素含量特征

通过对黑龙江省松嫩平原南部开展多目标地球化学调查工作,全面查清了测区8.15万km2内元素分布特征及不同土壤类型中元素含量特征。通过对不同土壤类型中元素含量特征进行分析研究,发现松嫩平原南部的黑土类土壤中主要营养元素含量较丰富,而有毒有害元素含量较低,土壤呈中性,适宜多种农作物生长。按照土壤环境质量标准对测区土壤环境质量进行等级划分,结果显示:重金属元素均未超标的一级土地质量占调查区总面积的96.08%;农业用地的黑土区域均属于没有重金属污染的净土,有利于农业种植。     

山东烟台环境介质中重金属元素富集特征及与酸化土壤的关系

利用山东省烟台市生态地球化学调查及相关专题研究所取得的分析测试数据,通过高灵敏度的识别系统和多参数地球化学评价体系的建立,揭示了在重金属污染区内酸化的土壤环境中Cd、Hg、Pb、As等重金属元素活化迁移的地球化学机制、影响因素,以及浅层地下水和玉米等主要粮食作物籽实中重金属超标的原因及生态危害。与全国土壤基准值和背景值对比,研究区内Cd、Cr、Ni、Pb等元素的基准值相对偏高,Cd、Cr、Pb、Cu、Ni元素的背景值相对较高。As、Cd、Cr、Ni、Hg、Pb等存在于Ⅲ级及Ⅲ类以上土壤,是主要致污因子。典型金矿污染区内浅层地下水和玉米籽实中均检出超标重金属元素,影响浅层地下水环境质量的主要指标是Pb。达到Ⅲ类及以上水质标准的采样点数占研究区总采样点数的3.47%;玉米中的Cd含量相对较高。表层酸性、弱酸性土壤占土壤总面积的55.29%,土壤酸化趋势明显。随着土壤酸化程度的加深和范围扩大,导致土壤耕作层可给性营养元素的损失及某些毒性元素(Cd、Pb等)的释出和活化,提高了土壤中主要污染因子Cd、Hg、Ni、Pb、As等重金属的活化迁移能力;富含有机质的土壤中有利于对Cu、Zn、Pb、Cd的吸收,固重金属元素于土壤中,降低了土壤重金属污染的环境风险水平。研究结果为土壤修复、降低土壤重金属毒性提供了重要的科学依据。