重金属污染元素在天津土壤剖面中的纵向分布特征

文章阐述了天津市不同地貌单元8个土壤剖面中重金属污染的纵向分布特征,并对土壤中重金属污染的形成原因进行了分析.结果表明,重金属元素随土壤质地不同而有所不同.镉、汞、铜、铅、锌等在城市附近污染比较重,污染主要集中在0～50 cm土层内.污水灌溉、污泥施用和城市降尘是造成土壤多种重金属元素污染的主要原因.     

不同石漠化等级条件下土壤性状变化规律研究——以贵州喀斯特中心普定站为例

以贵州喀斯特中心普定站土壤检测数据为基础,通过分析不同石漠化等级条件下土壤质量特征,探讨土壤质量变化与石漠化等级间的关系,揭示不同石漠化程度下土壤理化性质的变化规律。结果表明:（1）毛管孔隙及自然含水量随石漠化程度的加重而降低;（2）土壤饱和导水率随着土壤侵蚀程度的增加而增加;（3）土壤容重随着石漠化程度加剧而增大;（4）石漠化程度与土壤养分状况关系紧密,石漠化程度越高,土壤有机质、氮、磷、钾等养分含量越低。      

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。     

珠江三角洲西部典型乡镇稻米与根系土重金属元素含量关系研究

农田土壤环境质量与稻米食用安全性关系非常密切,已有研究表明在采矿、交通、电子工业等影响下,珠三角地区积累了大量环境问题,镉汞砷等污染越来越严重。重金属在土壤-稻米系统中的迁移转化,受其总含量、土壤理化性质、有机质以及微量或大量元素的交互作用影响。为查明广东省佛山市高明区典型乡镇重金属在土壤-稻米系统中的迁移影响因素,为稻米食用安全性预测提供依据,本文在高明区明城镇、更合镇主要农田区,采集了151组稻谷及对应根系土样品,采用电感耦合等离子体发射光谱法(ICP-OES)、原子荧光光谱法(AFS)等技术测定了土壤重金属、养分元素含量、土壤理化指标以及稻米重金属含量,分析了重金属含量特征及其迁移的影响因子,建立并验证了稻米中重金属含量定量预测模型。结果表明:(1)土壤重金属含量均低于第一次全国土壤污染调查获得的广东省土壤重金属含量均值,并且均低于《土壤环境质量农用地土壤污染风险管控标准》(GB 15618—2018)中的土壤风险管制值,土壤污染风险低;(2)稻米中除Cd、Pb存在轻微超标外,其余重金属含量均低于食品卫生标准限值;(3)土壤重金属总量、土壤理化性质(土壤pH,土壤质地,土壤有机质含量,土壤N、P、K等)是重金属在土壤-稻米系统中迁移的关键控制因素。如土壤Cd、Cu总量与其在稻米中含量呈显著正相关;除Pb外,土壤有机质土壤全氮与各稻米中各重金属含量呈显著负相关;除Cd外,土壤全磷与稻米重金属含量呈显著负相关;土壤质地(SiO_2/Al_2O_3)与稻米各重金属含量均呈显著正相关;(4)根据随机抽取的130组数据,以土壤重金属总量及土壤理化指标为自变量,建立了稻米As、Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb含量多元回归方程,均达到显著相关,经剩余21组数据的验证,预测方程的平均误差的中位数与平均数最大为31%,最小为7.8%,总体来说预测效果较好,模型可以用来预测高明区及其相似地区的稻米重金属含量。本研究通过探讨土壤理化性质的影响,引入土壤大量营养元素作为影响因素进行探究,可为研究大量营养元素对土壤重金属迁移至稻米的影响以及科学施肥指导提供参考;同时获得的土壤-稻米系统元素迁移影响因素,可对开展重金属生物有效性研究以及水田土壤污染修复、相似地区生态风险评价提供参考;简单探讨了降低研究区重金属生物有效性的方法以及抑制重金属的迁移、降低重金属生物危害的措施,为探究重金属迁移规律特征与地方病、流行病之间的关系提供了思路。     

粉煤灰污泥添加剂对地下水质影响的模拟研究

通过测定土柱和淋洗液中重金属的含量,研究石灰岩质土壤应用粉煤灰污泥添加剂改良后重金属在土壤剖面上的分布移动特征及对地下水质的影响.结果表明:仅试验层内除As和Ni外,Zn、Cd、Pb、Cu、Cr、Hg含量明显增加,未出现明显向下移动的趋势;同时重金属淋出量明显增加,但未超过地下水Ⅲ级标准.初步认为与添加剂自身、重金属的特性及石灰岩质土壤滤层的截固作用相关.粉煤灰污泥经过合理的配施和预处理应用于石灰岩质矿区退化土壤的改良,短期内不会对地下水的质量产生明显的影响.     

基于土地整治的复垦耕地生态质量研究

土地整治是增加耕地面积、推动农业发展的重要措施,是我国生态文明建设的基石。为了解土地整治后耕地土壤的环境生态质量,本研究以上海市某市级土地整治区域为研究对象,通过测定土壤基本理化性质、土壤肥力、土壤酶活性和土壤动物多样性相关指标,对比研究了经土地整治后的两处典型新增耕地(XZ1、XZ2)与质量建设耕地(ZL)土壤的理化指标和生物多样性等生态质量的变化。结果表明:XZ2的土壤有机质含量与阳离子交换量(CEC)显著高于ZL(P<0.05),XZ2地块的土壤全氮含量比ZL高20.21%,新增耕地全钾(TK)含量低于质量建设耕地;XZ2耕地的中性磷酸酶(NP)、蔗糖酶(SC)、脲酶(UE)活性以及土壤动物优势度高于ZL地块。相关性分析表明,蜱螨目动物有利于土壤氮磷矿化和阳离子交换量(CEC)的提高,新增耕地土壤的动物的丰富度较高但多样性较低,客土土源直接影响土地整治后土壤的理化性质和肥力,且根据耕地的利用需求采用不同土源,在达到耕地土壤生态质量提高的前提下保证客土土壤的合理化利用。本研究为后期生态土地整治项目的实施提供理论参考。     

云南省宣威市农耕区土壤重金属元素分布影响因素及生态风险评价

为探究云南省碳酸盐岩风化区重金属污染特征及分布影响因素,选取云南省宣威市农垦区为研究对象,利用1:5万土地质量地球化学调查成果,通过分析表层土壤重金属元素累积特征及分布规律,并结合土壤理化性质及地形因素等数据,研究驱动农垦区土壤重金属元素富集的影响因素,并利用富集指数法(EF)和潜在生态风险评价(RI)进行污染评价.结...     

云南省安宁地区土壤重金属等元素生态地球化学调查与评价

云南省安宁市是长江上游滇中经济发展和生态文明建设的重要地区。本文以2018～2020年度在安宁地区系统采集的表层土壤样品为研究对象,对研究区表层土壤重金属等元素含量特征和富集程度进行研究,利用地累积指数和潜在生态风险评价指数对土壤重金属的生态风险进行评价,并采用相关性和主成分分析其来源。结果表明,研究区土壤重金属Cr、Zn、As、Cd、Pb、Hg以及放射性元素U显著高于云南省土壤背景值,且变异程度较高,空间分布不均;重金属Cr地质异常累积程度最高,As、Cd和Hg潜在生态风险等级高,生态风险主要集中在磷矿采区及螳螂川流域钢铁厂、化工厂周边。研究区土壤中Cr、Ni、Cu可能更多地来源于成土母质;Cd、Pb、Zn和As高含量区受人为活动的影响较为显著;Hg可能存在复合污染源。本研究结果将为识别安宁地区土壤重金属的来源及当地土地资源安全管护提供科学依据。     

不同土壤类型多氯联苯土壤残留特征变化分析

为了解多氯联苯（PCBs）在不同土壤类型中的环境分布行为,在“中国网格化农药排放残留模型”的基础上,开发了“中国网格化工业污染物排放残留模型”,并用以对PCBs的研究。进行了PCBs的单源排放和包括城市土壤、旱田、水田、草地、林地及荒地等6种不同类型的土壤残留特征的数值模拟,并对土壤残留特征的变化进行了分析。研究结果表明：PCBs在土壤中的残留浓度与土壤的含气和含水率及其理化性质有关,对排放期末6种类型土壤质量分数与土壤含水体积作相关分析,其相关系数为R=-0.999 5,显著性水平P<0.000 1;PCB同系物在不同土壤层的残留浓度的变化与其理化性质有关。低氯取代的PCB同系物由于其水溶解度高,更容易向深层土壤迁移,其在土壤纵向分布随时间变化较快;随着土壤深度的增加,高氯取代的PCB同系物向深层土壤的扩散能力较弱,其在土壤纵向分布较为稳定。     

石漠化对峰丛洼地土壤有机碳储量的影响——以广东英德市岩背镇为例

为掌握石漠化对岩溶地表土壤碳量的影响,选择粤北英德市岩背镇塘边村岩溶峰丛不同石漠化程度样地进行系统调查,采用单位面积土壤有机碳指标分析石漠化过程对土壤有机碳储量影响。结果表明：（1）极重度石漠化使土壤厚度、地表生物量显著减少,使岩石裸露率显著增加,但在潜在、轻度至中度石漠化中,差异不显著;（2）极重度石漠化土壤有机碳含量显著高于其他石漠化,中度石漠化土壤有机碳高于轻度石漠化,轻度高于潜在,但差异不显著;（3）10-20 cm 土层有机碳含量明显低于表层,岩石裸露及土壤主要在溶蚀缝隙中分布和发育是造成极重度和中度石漠化单位重量土壤有机碳增加的主要原因;（4）中度、轻度和潜在石漠化单位面积土壤有机碳分别是极重度的49.23倍、47.9倍和29.4倍;（5）岩石裸露率是影响岩溶地表生态的最主要因素,它和地表生物量之间存在极显著的负相关,与单位面积土壤有机碳总量呈显著的负相关关系,和土壤厚度也存在显著的负相关关系,此外,岩溶植物的高度适应性可以削弱石漠化的影响。     

西南岩溶环境中典型植物适应机制的初步研究

岩溶生态系统是受岩溶环境制约的生态系统,中国西南7省1市岩溶环境中存在石漠化趋势。植被的恢复和生态重建具有非常重要的意义。土壤微生物和植物的碳酸酐酶(carbonic anhydrase,简称CA)在生物岩溶作用中扮演重要角色,对岩溶生态系统的良性演化具有重要作用。从元素迁移的生物地球化学特性和植物、微生物的碳酸酐酶等生理生化指标出发,考察西南岩溶环境中典型植物可能的适应机制,即植物适应偏碱性逆境、高钙逆境、土壤贫瘠逆境、干旱逆境的机制。根据典型植物在西南岩溶环境中的适应机制和植被演替规律,从改善立地条件入手,先草后灌木、乔木来进行石漠化治理。与非岩溶区植物相比,西南岩溶区植物的铝含量较低,重金属(如铅、汞)的含量较低,是一种较优良的绿色植物。由于岩溶区土壤含水量较低等原因导致植物脯氨酸含量的显著增加,脯氨酸具有抗氧化活性,螯合金属离子减少其毒性等特性,可以开发富含脯氨酸的特种食品。这表明在岩溶环境中经济植物的地域性开发意义重大。     

Changes in physical and chemical properties of three soil types in India as a result of amendment with fly ash and sewage sludge

The use of coal fly ash and domestic sewage sludge in agriculture is being considered as one of the methods for recycling of these wastes in an environmental beneficial manner. Mixtures with soil were prepared at different proportions of fly ash and sludge, either alone or in combination at a maximum application rate of 52 t ha^-1. The changes in the selected properties and heavy metal contents of three soil types in India were studied after incubating the respective mixtures for 90 days at near field capacity moisture level. Sewage sludge, due to its acidic and saline nature, high organic matter and heavy metals content, had more impact on soil properties than the fly ash. Sludge application produced several changes including an increase in available nitrogen, organic carbon, salinity and water-holding capacity of the soils. The concentrations of major cations and heavy metals also increased because of the sludge application and the pH was decreased. However, the levels of individual metal concentrations in all the mixture types were below the allowable limits prescribed by several environmental agencies. Using fly ash either alone or in equal quantity with sewage sludge had little influence on soil properties and heavy metal content. The relative availability (RA) of heavy metals in three soils amended with 52 t ha^-1 of sewage sludge was observed to be highest in oxisol, followed by alfisol and vertisol.     

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。      

贵州巨木地下河流域石漠化地学治理实验及其意义

贵州巨木地下河岩溶流域石漠化治理工程是一项从地学的角度探索石漠化治理的实验,实验以改善石漠化区岩溶地质环境为目标,以地下河的开发利用、农作物生长过程中矿物元素补偿等为手段,解决了实验区人畜饮水安全和农田灌溉缺水问题,提高了农作物产量和农产品品质,使地区经济得到了明显发展,有效地控制了不合理的人为工程活动的发生。遥感监测成果对比表明,经过治理实验区内的石漠化面积明显减少、石漠化程度显著降低。由此认为改善地质环境是石漠化治理的有效途径之一,值得提倡与推广。然而,由于西南岩溶石山区岩溶系统复杂、小型多样,不同的岩溶系统差别较大。因此,只有在查清岩溶流域系统具体的地质条件的基础上,合理制定综合治理方案,进行石漠化地学治理才能更有效。      

岩溶红土地基中的软土类型及其工程特性

根据岩溶红土地基软土的形成条件划分出了岩沟型、层间型及洞中型三种不同的软土类型,在此基础上,通过取样测试并结合前人已有成果,对不同类型软土的工程地质特性进行了分析。研究结果表明:(1)岩溶红土地基软土是一种与岩溶作用关系密切的特殊软土;(2)岩溶红土地基软土的天然含水量和压缩性均明显小而重度又普遍高于泻湖相软土;(3)60%的岩沟型残积软土其天然含水量均小于液限含水量;(4)岩溶红土地基软土的工程地质问题主要表现为地基不均匀沉陷、边坡失稳和诱发土洞塌陷等。基于岩溶红土地基软土形成条件及其工程地质性质比较特殊,建议把它叫作"岩溶软土",以示与其它成因软土相区别。     

喀斯特石漠化景观及其土地的生态效应——以贞丰县为例

利用喀斯特石漠化生态脆弱区贵州贞丰县2004年的ASTER遥感影像,解译了全县的喀斯特石漠化现状,并从景观生态学的角度指出轻、中、强、极度石漠化存在不同的空间分布格局.与此同时,作者还把石漠化的景观格局和其土地生态价值的分布频率结合起来,并从生态系统服务功能的角度定量计算了相应喀斯特石漠化土地的相对生态价值,评价了研究区石漠化土地的生态效应.结果表明,贞丰县270个村的生态价值整体偏低,全县极大值为1.016,极小值为0.286;不同区域之间的总体生态价值差异较大,生态价值相对较好的地区主要集中在非喀斯特地带,而在中度、强度、极强度石漠化地区生态价值很低.     

黎塘岩溶区土壤铁锰结核的地球化学特征研究

对黎塘岩溶区土壤铁锰结核的地球化学特征研究表明:与土壤相比,铁锰结核的化学组成中仍以SiO2、Al2O3和Fe2O3为主,但Fe2O3的含量明显增加,成为铁锰结核中含量最多的氧化物,MnO含量也有一定程度增加,它们富集系数分别为5．19和3．40;铁锰结核对重金属具有明显的富集效应,其富集顺序为Cr（M）〉Pb〉Co〉Zn〉Ni〉Ba〉Li,它在土壤中的含量受成土母质及浅层地下水活动的影响。元素的相关分析及因子分析表明,铁锰结核在形成过程中还具有成核富集效应、专性吸附效应和成核易淋溶效应。      

福建龙海土壤重金属含量特征及影响因素研究

为有效预防土壤重金属生态风险,以福建龙海市表层土壤为研究对象,应用经典统计分析、随机森林等方法,研究重金属元素含量特征及其影响因素。结果表明：(1)第四纪冲洪(海)积成因水稻土中多数重金属元素含量较高;(2)燕山期中酸性岩风化形成的残坡积红壤中重金属元素活动态含量较高;(3)As、Cu、Ni形态含量与全量相关性较好,而Cd、Cr、Hg的多数形态含量与全量相关性较差;(4)除元素全量外,土壤有机质对弱有机结合态重金属(不包括Ni、Pb元素)以及离子交换态、碳酸盐结合态Cd、Zn有重要影响,阳离子交换量对各形态Ni,(Fe×Al)/Si对各形态Cu具有重要影响,而土壤成因、土壤类型对重金属形态组成的影响较小。研究表明土壤重金属形态组成及其富集区与其全量不尽一致,土壤重金属生态风险评价应考虑土壤重金属形态分布特征。     

基于支持向量机的喀斯特山区土壤环境质量评价——以贵州北部一茶叶园区为例

以贵州北部一茶叶园区80个表层土壤样品为研究对象,对其Hg、As、Cd、Pb、Cr和Cu含量进行测定,在MATLAB中应用支持向量机构建土壤环境质量评价模型,并与模糊综合评价法和内梅罗综合污染指数法的评价结果对比分析,探究支持向量机模型在喀斯特山区土壤环境质量评价中的适用性,其结果表明:研究区土壤质量Ⅰ类与Ⅱ类样品比例为33∶7,土壤环境质量大多数为I类;支持向量机方法的评价结果与模糊综合评价法和内梅罗综合污染指数法结果的相同率分别达到82.5%和80.0%,并分析结果有差异的样品,发现支持向量机评价结果更符合实际情况,这说明该模型适用于土壤环境质量的评价。      

基于土壤重金属污染风险管控的土壤质量评价:以某县级市为例

近年来农用地土壤质量受重金属污染影响进而导致农产品受到威胁的问题愈发严重,然而关于土壤质量评价的研究很少考虑土壤污染状况,忽略了土壤污染风险对土壤质量的影响。本文以某典型制造业县级市为例,在以土壤理化性质为主要指标的土壤肥力状况评价基础上,对研究区土壤重金属进行污染风险管控类型划分。通过建立分段函数将土壤污染风险管控类型划分结果引入土壤质量评价体系,对农用地土壤质量进行评价。结果表明：研究区土壤理化指标的变异系数从大到小为速效磷(AP)含量>土壤电导率(SEC)>全磷(TP)含量>土壤有机碳(SOC)含量>阳离子交换量(CEC)>全氮(TN)含量>pH。土壤肥力状况随地势降低和河流增加呈现升高的趋势,高肥力区主要分布在平原区西北部和平原区东北部,低肥力区主要分布在东南部丘陵山区和西部低洼区,肥力过渡区环绕低肥力区分布。农用地土壤污染风险管控类型的划分结果表明,Cd、Hg、As、Pb、Cr、Ni、Cu和Zn 8种重金属中至少有88.89%的Cd样点和98.61%的Cr样点属于优先保护类,11.11%的Cd样点、1.39%的Cr样点属于安全利用类,该区重金属污染以Cd为主。土壤质量评价结果表明,土壤质量总体分布与土壤肥力状况分布规律类似,但由于受土壤污染风险的影响,研究区西南部低质量土壤范围向东扩张,东南部低质量土壤分布范围更小,更密集化。上述研究结果说明,引入土壤污染风险管控类型划分结果一般会对土壤肥力状况作减幅修正,并在一定程度上改变原土壤肥力状况的空间分布格局。