基于多种方法的土壤重金属污染风险评价对比——以江汉平原典型场区为例

以江汉平原典型场区周边农田土壤为研究对象,分析了土壤重金属元素Cd、Pb、As、Hg的总量和赋存形态特征,选用修正单项污染指数法、潜在生态风险指数法、风险评估编码法(RAC)和次生相与原生相比值法(RSP)四种评价方法开展了土壤重金属的污染风险评价,并对评价结果进行了对比讨论。分析结果表明:（1）基于总量的两种方法对比,潜在生态风险指数法优于修正单项污染指数法。（2）基于形态的两种方法对比,RAC法的评价结果比RSP法更为合理。（3）基于总量和形态方法对比,潜在生态风险指数法和RAC法各有其优缺点,潜在生态风险指数法能直观反映重金属在土壤中的富集信息和环境危害性,而RAC法则可以利用形态来阐明重金属在土壤环境中的行为特性和生态活性。因此,在进行土壤重金属污染风险评价时,综合考虑重金属种类、累积程度、生物毒性和生物可利用性等参数指标,才能更加科学准确地评估重金属在土壤中的环境风险。综合上述评价结果,江汉平原典型场区周边农田土壤重金属元素Pb、As污染程度较低,对周边环境无影响;重金属元素Hg累积程度不高,但由于其具有较高的生物毒性,对周边环境存在潜在威胁;重金属元素Cd是研究区最主要的污染因子,对周边环境影响大,亟需采取相应措施减轻Cd带来的风险。     

海南省胡椒种植基地土壤中重金属元素污染评价

在对海南省胡椒主要种植区--文昌区和琼海区胡椒种植地土壤中重金属元素含量进行调查的基础上,运用单项污染指数法和内梅罗综合污染指数法,结合绿色食品产地环境技术条件及土壤环境质量二级标准,对其含量现状进行了评价.结果表明,文昌区中仅有东阁镇种植地区符合绿色食品产地环境技术条件要求,玄武岩风化的铁质砖红壤区及花岗岩风化的黄色砖红壤区的重金属元素污染因子主要为Cr、Ni,其次为Cu;琼海区只有长坡花岗岩及变质岩风化区两种植地土壤中Pb、As超标,其他母质类型的土壤均符合绿色食品产地环境技术条件要求.整体看,研究区胡椒种植地土壤中重金属元素含量受人为活动因素影响较小,母岩母质类型是造成土壤重金属含量高的重要原因.     

不同方法评价喀斯特煤矿区农田土壤重金属生态风险比较

采用TCLP法、内梅罗综合污染指数、嵌入Igeo综合污染指数法等方法对贵州织金县某煤矿区周边农田土壤重金属进行评价。土壤中Cd、Cr、Cu、Ni、Hg和Zn的含量范围分别为0.79～2.08 mg·kg-1、144.20～464.40 mg·kg-1、91.63～187.50 mg·kg-1、48.13～104.47 mg·kg-1、0.14～2.33 mg·kg-1、144.35～265.89 mg·kg-1,所有土壤样点的Cd、Cr、Cu和Ni含量均已超过国家土壤环境质量二级标准,部分土壤样点的Hg和Zn含量超过二级标准。TCLP法评价结果所有土壤样点均未受到重金属污染;内梅罗综合污染指数法评价结果为农田土壤重金属生态风险处于安全水平;嵌入Igeo综合污染指数法评价结果表明,90%的土壤达到中度污染以上,其中65%的土壤处于中度污染,25%的土壤受到中度至重度污染;潜在生态危害指数法评价表明,所有土壤样点重金属均处于轻微生态风险水平。针对不同评价方法得出的结果存在差异的情况,在评价土壤重金属污染状况时,应根据评价目标的差异选择合适的评价方法。      

基于污染指数法和GIS技术评价江西德兴矿区土壤重金属污染

以江西德兴大型矿区为例,进行大尺度的土壤环境调查和重金属污染评价。系统采集该区域919个土壤样品,在应用X荧光光谱仪和电感耦合等离子原子发射光谱仪为主体的分析配套方案分析土壤样品中重金属含量的基础上,采用单因子污染指数法和综合污染指数法,分别从原始含量、污染指数以及基于GIS的污染空间分析3个方面进行该矿区的土壤重金属污染评价。结果表明,矿山开采对该区的土壤环境造成了不同程度的As、Cd、Zn、Cu重金属污染。污染区域主要分布在德兴铜钼和铅锌矿区、乐安河下游乐平附近的煤矿区以及南部电化学厂附近。     

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。     

煤矿塌陷区复垦土壤环境质量评价

通过对煤矿塌陷区复垦土壤采样测试,研究土壤中重金属铜、锌、镉、汞、砷、铅、铬的含量对土壤环境的影响。研究结果表明:按单因子污染指数法和内梅罗综合污染指数法,结合国家土壤环境质量标准对复垦土壤的质量进行评价:研究区内土壤环境质量良好,基本上可以达到国家土壤环境质量二级标准,安全清洁级别;参照《无公害食品蔬菜产地环境条件标准》、《绿色食品产地环境质量标准》和《有机农业生产基地环境质量标准》,对复垦土壤的农用环境进行评价:研究区内土壤全部达到绿色食品产地环境质量标准,如果选择合理的修复方法,对部分有轻微污染的土壤进行,则可以达到有机农业生产基地环境质量标准;以潜在生态危害指数RI分析,复垦区内土壤重金属潜在生态危害指数相对较低,复垦区农业生产具有良好的发展前景。     

南昌市土壤环境质量评价

选取As、Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb、Zn、F、Se、Cl、P、S 13种元素作为评价因子,采用尼梅罗综合污染指数法,参照国家土壤环境质量标准和土壤背景值,用四种评价标准分别对南昌市规划区进行土壤环境质量评价,划分为安全、警戒、轻度污染、中度污染和重度污染五个等级.由于浅层背景值人为活动作用较大,以浅层背景值为评价标准,评价结果以警戒和轻度污染为主;而深层背景值受人为活动干扰较小,以深层背景值为评价标准,则评价结果表现为轻度和中度污染为主.     

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.     

潮白河流域土壤重金属生态风险评价方法研究

为了研究潮白河流域某段土壤重金属环境质量现状及潜在生态风险评价,系统采集了42件土壤样品,对其7种重金属(Cu、Pb、Zn、Cr、Ni、Cd和As)进行了测试分析,利用《土壤环境质量标准》评价土壤重金属污染现状,并参考北京市土壤重金属背景值,采用环境质量指数与环境潜在生态危害指数、内梅罗综合指数法相结合的方法,探讨土壤中7种重金属的累积污染现状及潜在生态风险。研究表明,土壤样品中Cu、Zn、Cr含量超标分别为97.62%、100%、100%;Cu、Zn、Cr含量重度污染等级以上的分别占2.38%、2.38%、4.76%;潜在生态危害指数法评价表明,Cu、Zn、Cr含量处于轻微生态危害等级分别占97.62%、100%、100%,Cu含量2.38%处于强生态危害等级。内梅罗综合指数法评判表明,所有样点均已污染,其中达到轻度污染、中度污染、重度污染的样点分别占28.57%、42.86%、28.57%;而潜在生态危害指数法评价显示土壤样品点中97.62%处于轻微生态风险等级,根据悲观原则可以判断该段流域重金属污染均处于轻度污染以上。     

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。      

不同茶园茶叶氟含量及土壤氟的形态分布

通过对我国中西南产茶区12个茶园土壤样品和茶叶样品的采集,探讨了不同茶园茶叶氟含量和茶园土壤氟的形态分布规律。老叶和嫩叶氟含量分别为221～1 504 mg/kg和49.0～602 mg/kg,老叶氟含量是嫩叶的2.5～8.1倍。各形态氟含量随土壤层次加深没有统一变化规律,但各层土壤不同形态氟含量均为残渣态铁锰氧化物态＞有机结合态＞水溶态＞交换态。土壤pH值、有机质含量和阳离子交换量对茶园土壤氟的形态分布有不同程度的影响。老叶和嫩叶氟含量随水溶态氟含量的增加均呈显著增加趋势,但与其他形态氟含量没有显著的相关关系。     

贵州湄潭云贵山优质茶叶产地岩-土系统元素分配迁移与茶叶品质关系研究

通过岩-土剖面地球化学元素测试,分析了云贵山优质茶叶产地岩-土系统元素的迁移分配规律。研究结果表明,岩石中N、P、Mn、Zn、Mo、B元素含量高于中国主要地球化学标准物质的标准值,表土层中N、P、B、Mn、Zn、Mo、Al2O3、K2O、Fe2O元素和氧化物含量高出中国土壤背景值。岩石和表土层元素中N、P、S、B表现明显富集,元素迁移系数在0.73 1.26之间,显示了具有相似化学行为的元素具有相似的迁移规律。土壤层中元素含量与茶叶中元素含量呈正相关,岩-土系统元素对优质茶叶生长及品质有着重大影响。在相似环境下,寒武系碎屑岩分布区有利于茶树生长和品质的提高。     

固相吸附-茜素红分光光度法测定茶水中铝的形态

研究了茜素红和铝的显色反应,在pH4.5的HAc-NaAc缓冲介质中,茜素红和铝(Ⅲ)反应生成红色络合物,λmax=500 nm,铝的含量在0～50 μg/25 mL内符合比耳定律.建立了邻苯二酚螯合树脂分离/富集-茜素红分光光度法测定天然水样中铝的新方法,对茶水样中铝形态进行测定,结果满意.     

DEPAQ分光光度法测定茶叶中微量锰

本研究了５－（４－二乙氨基苯偶氮）－８－羟基喹啉（ＤＥＰＡＱ）与锰（Ⅱ）的显色反应，在斐了子型面表面活性剂ＴｒｉｔｏｎＸ－１００存在下，ｐＨ８．５的缓冲介质中，锰（Ⅱ）与ＤＥＰＡＱ形成１：２的红色配合物，最大吸收波长为５３０ｎｍ，表现摩尔吸光系数ε＝７．３×１０＾４Ｌ．ｍｏｌ＾－１．ｃｍ＾－１，锰量在０～２０μｇ／２５ｍＬ范围符合比尔定律，试验了常见阴阳离子的干扰情况，本法用于茶叶微量锰的测定，     

从茶叶中微量元素含量特征试论福建“天然富锌茶”的开发

从福建省主要茶区的地理、地质环境分析,对全省主要产茶区茶叶中锌等11种主要徽量元素的含量特征作出评价。根据茶的浸泡试验结果及有关标准．对福建省“天然富锌茶”古锌量提出了一个参考指标。在充分分析形成茶叶富锌的有利条件的基础上,肯定了福建省具有丰富的“天然富锌茶”潜在资源．建议予以开发利用。     

茶园土壤不同形态镍的含量及其影响因素

通过自然茶园土壤采样和室内实验分析,探讨浙江、江苏和安徽13个茶园土壤镍的污染状况、形态分布规律以及不同形态镍的含量与土壤镍总量和土壤理化性质的关系。结果表明：部分茶园土壤受到不同程度的镍污染;茶园土壤镍的形态分布有一定差异,按镍的含量多少排序,一般为残渣态＞交换态＞铁锰氧化物结合态＞有机结合态＞碳酸盐结合态;除了交换态以外的所有其他形态的镍含量均随土壤镍含量的增加而显著增加;碳酸盐结合态、铁锰氧化物结合态和残渣态镍含量随土壤pH的升高呈显著增加趋势,而交换态镍则呈减少趋势,但不显著;随土壤有机质含量的增加,铁锰氧化物结合态镍显著减少,而其他形态增加或减少的趋势均不显著;碳酸盐结合态、有机结合态和残渣态的镍含量均随阳离子交换量的增加显著增加;随粘粒含量的增加所有形态中的镍呈增加趋势,但除了残渣态外增加趋势均不显著。     

日照茶叶生产基地绿茶品质评价分析

研究了日照茶叶生产基地BDC,BBSZ和BYQ3个茶园的福鼎大白、黄山群体和鸠坑3个绿茶品种主要生化成分的含量,并将其与浙江龙井、福建乌龙茶名种等南方优质绿茶的各生化成分进行对比分析。结果表明,3个绿茶品种中,鸠坑的品质最好,福鼎大白次之,黄山群体最差,但日照绿茶总体品质要．优于各南方绿茶。     

优质信阳毛尖茶叶的岩石学背景及其农业地质意义

岩石的结构和成分在一定程度上决定着土壤的结构和成分,茶园土壤结构和对应岩石结构存在依存关系,茶叶、土壤和岩石中无机元素含量间也有一定关系,通过这些关系的对比分析发现：优质信阳毛尖主产区的成土母质结构较粗、硅铝钾含量高而钙钠含量低;优质茶园土壤要求成土母质粒状矿物多、硅铝钾高而钙钠低,符合这些特点的所有岩石都适合作为茶园成土母质,但s型和A型花岗岩更为优越,开辟新的茶园应该循此规则。     

贵州凤冈县田坝村茶园土壤硒的含量及评价

运用氢化物原子荧光光谱法,较系统测定了研究区三大茶园土壤硒的含量。分析结果表明,土壤中硒的平均含量值为1.22 mg/kg,平均值均高于全国土壤硒含量（0.29 mg/kg）及贵州省土壤硒含量（0.369 mg/kg）的水平。据我国硒元素生态景观界限值的划分等级标准,研究区属于富硒的土壤环境,对当地今后种植富硒茶、调整农业种植结构、有效利用特种土地、生态环境学研究,可提供地球化学方面的基础资料和参考依据,具有重要的现实意义。     

Geochemical characteristics affecting the cultivation and quality of Longjing Tea

Geochemical environment, landscape and climate conditions are important factors affecting the distribution and quality of agricultural products. Methods and techniques of exploration geochemistry were applied to study geochemical rock and soil characteristics which affect the cultivation and quality of world famous Longjing Tea. The study shows that soil type and its total and bioavailable element content directly affect the quality of Longjing Tea. Geochemical factors can be used in recommending the siting of Longjing Tea plantations to obtain high quality tea, and to assist in tea-garden management.