锦州市土壤重金属污染特征及生态风险评价

以锦州市为研究区,分析8种土壤重金属As、Cd、Hg、Cr、Cu、Pb、Zn、Ni的污染特征,采用单因子污染指数法、地累积指数法、内梅罗综合指数法和Hakanson潜在生态风险指数法确定锦州市土壤重金属污染程度,评价土壤重金属潜在生态风险.结果表明,锦州市土壤重金属Cd和Cr含量高于全国土壤及辽宁省土壤背景值,Cu、Hg、Ni和Pb含量高于辽宁省土壤背景值.采用单因子污染指数评价,Cd为中度污染,Hg、Pb、Cr、Ni和Cu为轻度污染.经地累积指数法评价,Cd为轻中度污染,其他重金属为无污染.内梅罗综合污染指数平均值为2.25,为中度污染等级.研究区综合潜在风险指数平均值为157.34,处于中等生态风险,造成局部地区土壤潜在生态风险较高的重金属为Cd和Hg.     

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HgCdPbCu,矿业活动对土壤重金属累积的贡献率排序为HgCuPbCdZn。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187.77km2,占到研究区总面积的47.08%。其中,中、高风险的面积为99.55km2,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。     

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。     

江西德兴铜矿集区土壤地球化学基准值方法的适用性

确定矿集区土壤地球化学基准值是矿山环境地质调查与评价的重要任务,而遴选出合适的地球化学基线值的定值方法是该问题的关键。以江西德兴铜矿集区表层土壤地球化学数据为依据,运用地球化学对比法、相对累积频率方法和标准化的方法分别计算了德兴铜矿集区表层土壤6种重金属元素的地球化学背景值,并将其与江西省土壤背景值对比。结合成土母岩重金属含量分析了各种基准值定值方法的适用性,结果证明标准化方法较适用于确定研究区表层土壤地球化学基准值。     

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。     

赣南离子吸附型稀土矿区土壤重金属形态分布特征及生态风险评价

稀土矿的露天开采易造成土壤重金属污染等环境问题。已有研究表明赣南离子吸附型稀土矿区土壤存在以Cd、Pb为主的轻、中度重金属污染。常见环境质量评价以主要污染因子(如重金属总量)作为衡量污染程度的指标,仅能反映重金属的富集程度。为查明赣南稀土矿区土壤重金属的赋存状态、迁移能力以及生物有效性,本文在利用电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)测定土壤重金属各形态含量的基础上,采用地累积指数法、潜在生态危害指数法及RAC风险评价法对赣南稀土矿区土壤重金属的生态风险进行评价。结果表明:(1)研究区土壤重金属主要以残渣态存在,占总量的65.5%。(2)土壤样品中Cd、Pb含量平均值分别是江西省土壤背景值的1.72倍和2.14倍;流域内位于矿山下游河流沿岸农田土壤Cd的平均值、尾矿库附近农田Pb的平均值分别是土壤背景值的2.33倍和3.06倍,22.7%样品的Cd或Pb含量超过风险筛选值,其中可交换态所占比例仅次于残渣态,分别占总量的47.1%和13.5%。(3)地累积指数与潜在生态风险评价结果表明Cd、Pb累积程度及生态风险水平较高,Co、Ni、Cu、Zn较低;RAC风险评价结果显示Cd生态风险较高,Co、Zn、Pb生态风险中等,Cu、Ni生态风险低。(4)针对矿区农田土壤的三种评价方法各有侧重,其评价结果异中有同,均表明研究区土壤Cd具有较高的污染程度和迁移活性,生态风险较高。本研究结果将为识别稀土矿周边农田土壤的潜在环境风险,提出有效的防范、应急与减缓措施提供科学依据。     

扬州江都区邵伯农田土壤环境质量及生态风险评价

选取扬州邵伯地区作为研究区,根据评价标准（GB 15618—2018）对其农田土壤环境质量及生态风险进行评价。研究区农田土壤中8种重金属元素平均含量均低于农用地污染风险筛选值,除Ni外其余7种重金属元素的平均含量均超过江苏土壤平均背景值,其中Hg含量均值为江苏土壤平均背景值的2.16倍;通过对比内梅罗指数法和综合指数法评价结果,认为综合指数法能更客观准确地反映研究区农田土壤环境质量状况,结果显示研究区农田土壤轻度污染以上样本占总样本的2.35%;研究区农田土壤属中度生态风险,综合潜在风险指数平均值为200.56,主要贡献因子是Hg。     

系统动力学在太原盆地重金属地球化学预警模型中的应用

系统动力学是一门研究信息反馈系统的科学.以太原盆地土壤重金属元素背景值为评价标准,对太原盆地重金属元素数据进行分析,利用系统动力学软件(Vensim PLE)建立重金属系统动力学模型,结合地质累积指数方法对As,Ni,Cr,Zn,Cu,Pb,Hg,Cd等8种重金属元素的累积进行预测,并对结果进行了有效的分析.     

云南个旧锡矿区矿业活动对土壤重金属的累积贡献

矿业活动是土壤重金属累积的重要原因之一。分析云南个旧锡矿区矿业活动区、与矿业活动区地质条件相同的矿业活动影响区和未受矿业活动影响的参照区表层土壤7种重金属元素之间的相关性,以参照区表层土壤重金属总量、参照区土壤重金属似背景值分别评价矿业活动对矿业活动区和矿业活动影响区土壤重金属的累积贡献量和贡献率。结果表明,矿业活动区重金属累积贡献率排序为PbZnAsCuCdCrHg,影响区重金属累积贡献率排序为PbZnAsCuCdCrHg,Pb、Cd、As、Zn、Cu与矿业活动关系密切,矿业活动区Pb、Cd、As均表现为极高累积和极高风险,应作为矿业活动治理的重点元素。     

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。     

软黏土固结系数确定方法探讨

根据揭普高速原状软土的室内固结试验结果和现场实测结果,对7种固结系数确定方法的原理、精度、使用简便性、优缺点等进行了比较研究。研究结果表明,三点法和时间平方根法是较好的方法,但采用时间平方根法时其固结试验应采用较大的加载比。研究还发现,同一场地单元、同类软土、不同土样的固结系数离散性较大。实际工程中,同一单元地段应进行多组固结试验计算固结系数,剔除较高值者,取余下均值为该地段的固结系数。     

黄土隧洞支护结构设计方法探讨

采用ANSYS软件,对宝兰铁路二线码头隧道的双层模筑复合式衬砌试验断面进行建模分析,应用有限元强度折减法,求得隧洞的围岩的安全系数,应用有限元法按土体与结构共同作用原理求衬砌的安全系数。黄土隧洞设计须满足的两个要求：初步建议初期支护后土体围岩的安全系数不小于1.15～1.2,初期支护安全系数不小于1.3;二次支护后衬砌结构的安全系数大于2.0～2.4,确保工程施工与运行安全。对求得的围岩和衬砌安全系数进行评价分析,形成黄土隧洞支护结构设计的定量方法。     

Relationships among some locally conservative discretization methods which handle discontinuous coefficients

This paper presents the relationships between some numerical methods suitable for a heterogeneous elliptic equation with application to reservoir simulation. The methods discussed are the classical mixed finite element method (MFEM), the control-volume mixed finite element method (CVMFEM), the support operators method (SOM), the enhanced cell-centered finite difference method (ECCFDM), and the multi-point flux-approximation (MPFA) control-volume method. These methods are all locally mass conservative, and handle general irregular grids with anisotropic and heterogeneous discontinuous permeability. In addition to this, the methods have a common weak continuity in the pressure across the edges, which in some cases corresponds to Lagrange multipliers. It seems that this last property is an essential common quality for these methods. T.F. Russell: Partially supported by the National Science Foundation Grant Nos. DMS-0084438 and DMS-0222300.     

碎石土及碎石土-基岩地基斜坡场地m值研究

四川山区输电线路常在陡峻斜坡走线,碎石土、基岩二元结构地层分布普遍。针对此类场地和地基,斜坡桩基水平抗力系数的比例系数m值取值是陡峻边坡输电线路铁塔桩基设计中亟待解决的问题。根据单桩水平静载试验获取m值,采取现场试验、室内模型试验、数值模拟3种方法进行综合分析,研究了陡峻边坡碎石土、碎石土-基岩地基基桩水平作用力参数m值的变化规律、影响因素及取值。得出以下结论：斜坡场地m值随坡度的增大呈线性减小,且碎石土地基减小幅度大于碎石土-基岩地基;对m值影响程度最重要的因素依次为场地坡度、土体密实度、桩长、桩径;提出陡峻边坡碎石土、碎石土-基岩场地考虑以上重要影响因子的m值估算公式,并给出了修正系数。     

三轴试验抗剪强度参数值回归分析法的区别与修正

对岩土三轴试验数据采用两种线性回归法计算所得的抗剪强度参数c、φ值会有差别。为了揭示这两种回归方法差别的根本原因,深入最小二乘法线性回归的基本原理指出,按大小主应力回归的结果是最佳估值,而按p-q曲线回归的计算结果不可靠,为了得到统一的结果,对后者所基于的最小二乘法进行了修正;推导了修正后的回归系数计算公式,证明了修正后两种方法得到的结果相同,并用一组千枚岩三轴试验数据进行了验证。结果表明,修正后用这两种方法确定三轴试验抗剪强度参数值都将得到同样的最佳无偏估值。     

不同水泥土混合桩周围土体的扰动与强度恢复

针对由深层搅拌法或高压旋喷法施工的水泥土混合桩周围土体的扰动与强度恢复的问题,采用两种常用的施工法：高压旋喷混合法（简称旋喷法）和水泥浆搅拌混合法（简称湿法）,在日本有明黏土中施工以观测周围土体力学特性的变化。测试结果表明,水泥土混合桩周围土体的扰动程度与其施工方法有关;两种不同施工方法施工后周围土体的当日强度与原状土的强度之比分别是0.42（旋喷法）和0.68（湿法）,施工30 d后,旋喷法有44 %,湿法有40 %的初始强度得到恢复。结果亦表明周围土体模量恢复要慢于强度恢复的速度。     

基于两种收缩试验的膨胀土地基变形预测方法的对比研究

基于两种收缩试验的膨胀土地基变形预测方法进行了比较研究。分析表明,两种预测方法的计算结果存在较大差异,其原因在于其考虑的膨胀土地基的侧限状态不同,分别为无侧限状态和完全侧限状态下的预测结果。基于以上分析成果,并考虑膨胀土的裂隙性和实际地基的侧限状态,给出了膨胀土地基变形预测的经验公式,并将其应用于实际工程,为膨胀土地基变形的准确预测及合理处置方案的制定提供了可靠的依据。     

宁夏固原地区土壤地球化学背景值分析

土壤背景值反映了一定范围内自然环境与人类活动作用下元素指标含量的本底值。依据宁夏固原地区1∶25 万土地质量地球化学调查取得的2 638件土壤样品,利用遍历循环迭代剔除和统计分析方法,得到了研究区表层土壤中53项元素的地球化学背景值和特征参数。通过与中国表层土壤丰度对比,发现研究区Cd、S含量明显高于全国表层土壤丰度,但处于安全限值内; 不同地貌类型下的元素含量差异不仅受成土母质、成壤环境等外部自然条件的影响,也反映了人类活动对土壤环境的扰动。研究可为农业可持续开发与合理利用提供较为可靠的数据支撑。     

滁州地区土壤地球化学基准值与背景值研究

基于滁州地区多目标区域地球化学调查数据资料,统计获得了表、深层土壤地球化学基准值、背景值及相关的地球化学参数。研究表明：成土母质类型对土壤元素地球化学基准值影响显著,表层土壤元素含量相对于深层土壤既有继承性,又有差异性。在不同的土壤层的一些元素含量明显不同。土壤的形成过程和人类活动已经对土壤中元素含量的分布有显著的影响。因此,土壤地球化学基准值与背景值研究中应多考虑地质背景、物质来源等因素的影响,     

花江峡谷喀斯特区土壤质量两种定量化评价方法研究

选取贵州省花江峡谷喀斯特区5种主要的土地利用类型（灌丛、乔木林、人工林、耕地、草坡）研究土地利用方式对土壤质量的影响。研究结果表明:不同土地利用类型下土壤质量有显著差异。本文应用土壤质量指数法及退化指数法对花江峡谷喀斯特区不同的土地利用方式下土壤质量的变化情况进行定量化的对比研究,得出相同的变化趋势,即灌丛>乔木林>人工林>耕地>草坡。并且相关性分析表明,两种定量评价方法的土壤综合质量指数与土壤退化指数之间存在线性相关性（R2=9.277）,说明两种评价方法都能有效地反映不同土地利用方式下土壤质量的变化情况。