等离子质谱法测量土壤中铅、镉、铬的消解方法比对

通过高压罐密闭消解、微波消解与聚四氟乙烯坩埚常压消解,等离子质谱法测量土壤中重金属铅、镉、铬,结果表明三种方法均满足土壤质量评价要求,其中聚四氟乙烯坩埚常压消解除铬元素系统稍偏低。聚四氟乙烯坩埚常压消解具有简单,快速,稳定,方法线性范围为(0~200)ng/m L,相关系数均在0.999以上,铅、镉、铬检出限分别是0.7,0.03,3 ng/m L,能满足农业土壤重金属测量要求。     

四酸消解-电感耦合等离子体发射光谱法(ICP-OES)测定土壤中6种重金属元素

建立了四酸消解-电感耦合等离子发射光谱法(ICP-OES)同时测定土壤中Cu、Pb、Zn、Cr、Mn、Ni 6种重金属元素含量的方法.通过试验确定了6种重金属元素的特征分析谱线,同时确定了仪器的最佳工作参数为:高频发生器射频功率1 300 W,等离子体气流速15 L/min,辅助气流速0.3 L/min,雾化器流量0.55 L/min,泵流速1.5 L/min,观测方式为水平观测.根据仪器参数,方法中6种重金属元素的检出限为0.25～1.00 μg/g,工作曲线的相关系数均大于0.9990.选取土壤标准物质GBW07406(gss-6)验证方法,6种重金属元素准确度和精密度均能达到分析测试的要求.     

土壤中重金属有效态分析方法研究

土壤中重金属的不同形态决定了对于生物的有效性。自然界的重金属元素参与生态迁移能够被生物吸收利用的部分为生物有效态。土壤重金属可交换态的研究可以为其生物有效态研究提供参考。本文对于土壤中砷、汞、铬、镉、铅和铊的酸溶态、络合态和盐溶态这几种单一提取方式的可交换态的分析方法进行了研究比较,以其提取效率高的为有效态的表现方式,以p H值7.5为土壤酸碱度的界限,建立了土壤中的砷、汞、铬、镉、铅和铊在不同酸碱度下的分析方法。本方法的Cr的方法检出限为4.65ng/g;Cd的方法检出限为0.49ng/g;Pb的方法检出限为9.73ng/g;As的方法检出限为21.89ng/g;Hg的方法检出限为0.30ng/g;Tl的方法检出限为0.54ng/g。采用GBW7412,GBW7413,GBW7416这三个国家一级标准物质样品测得的方法精密度范围6.01%~19.3%。本方法适用于土地质量评估的要求。     

电感耦合等离子体质谱法测定土壤重金属普查样品中铬铜镉铅的关键环节研究

土壤重金属普查样品的基质复杂、数量大、待测元素性质各异,现有土壤中重金属的电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)存在样品分解方式不适宜、上机测定参数需优化等问题。本文采用电热板-酸分解样品,研究了ICP-MS测定土壤中Cr、Cu、Cd、Pb四种主要重金属在分解和上机测定中的关键环节。结果表明采用"硝酸+盐酸+氢氟酸+50%硫酸"体系,样品分解完全且待测元素无损失,并使用工作曲线校准仪器可降低基体效应;优选质谱测定同位素和采用碰撞反应池或数学校正可减少质谱干扰;质谱积分驻留时间和重复次数对痕量元素Cd的精密度有较大影响,宜设为0.4 s和3次。本方法对Cr、Cu、Cd、Pb的检出限分别为1.74、0.89、0.015、0.08μg/g,为普查工作提供了一种可借鉴的分析手段。     

江西赣州梓山地区富硒土壤 重金属元素安全性评价

在江西梓山地区采集土壤样712件、水稻样46件,分析该区土壤、水稻中As、Cd等重金属元素含量及其在土壤—水稻系统中的安全性.研究区土壤环境质量总体优良,清洁和较清洁土壤图斑面积为11883.06 hm2,占全区面积的96.82%;轻微污染的土壤图斑面积为368.66 hm2,占全区面积的3.00%;重金属污染的土壤图斑主要分布于富硒土壤区.水稻中As等重金属元素含量较低,均符合国家食品安全标准.水稻对As等元素的吸收富集能力受其土壤总量及其有效性制约,而重金属元素的生物有效性主要受重金属总量与TFe2 O3的控制.研究区土壤脱硅富铁铝的特征表明,该区土壤As等重金属元素的生物有效性较低,可开发富硒水稻.     

广西废弃矿区土壤中Cd、Pb、As污染特征及环境质量评价研究

文中对广西某废弃稀土矿区9个采样点0～20 cm(表层)和20～60 cm(深层)以及2个土壤剖面共38个土壤样品进行取样分析,采用地积累指数评价法和潜在生态风险指数评估模型评价了Cd、Pb、As三项重金属污染状况和潜在生态风险并应用相关性分析了重金属来源。结果显示：(1)表层和深层土壤中重金属元素Cd、Pb存在明显的重金属超标现象,尤其是Cd含量超标情况严重,在表层和深层土壤中,Cd的超标率均达到了100%,Pb的超标率分别达到了33.3%和22.2%,As含量正常处于未污染状态。(2)表层和深层土壤3种重金属元素的相关性分析显示,Cd和Pb的相关性不明显,As元素表现出极显著正相关;(3)污染评价显示,表层土壤重金属元素中Cd处于偏中度污染水平,Pb处于轻度污染水平,深层土壤中Cd、Pb均处于偏中度污染水平,表层和深层土壤中As元素均显示无污染。(4)As元素在矿区和非矿区0～100 cm剖面I_geo值均小于-1属于无污染等级。非矿区剖面土壤重金属Cd、Pb的污染程度整体上小于矿区Cd、Pb污染。在矿区范围内,Cd、Pb含量均表现出随着土壤深度增大先升高后降低...     

雄安新区西南部耕层土壤重金属的地球化学分布特征及评价

为查明雄安新区西南部耕层土壤的重金属元素污染状况,以唐河-唐河新道、清水河-府河流经区域的农田土壤为研究对象,采用野外采样和室内分析相结合的方法,调查研究耕层(0~20 cm)土壤As、Cu、Zn、Ni、Pb、Cr、Cd和Hg元素的质量分数和分布特征,分析评价重金属元素的污染状况及潜在生态危害风险等级。调查表明,除Cd外,其它重金属元素的平均值均低于土壤风险筛选值,有55%的Cd元素样本超出筛选值,其平均值超出筛选值约26.67%;土壤中As、Cu、Zn、Pb和Cd元素均有不同程度污染,污染程度排序为Cd＞Cu＞As(Zn)＞Pb,其中Cd的污染风险区大面积分布在研究区的中东部,具有典型面状污染特征,Cd元素重度和中度污染的比例分别为3.09%和12.74%;8种重金属元素潜在的生态危害程度排序为Cd＞Hg＞As＞Pb＞Cu＞Ni＞Cr＞Zn,其中Cd的生态危害为强、很强和极强的超标率分别为32.43%、31.27%和4.63%;RI值为强生态危害及其以上的比例占38.61%,平均值为287.39。综上表明,雄安新区西南部耕层土壤整体存在重金属元素的污染,重金属的潜在危害程度为中等风险。     

河北中南部平原土壤重金属元素存在形态及生物有效性分析

本文以河北省中南部平原农田表层土壤为研究对象,对表层土壤中7种重金属元素的形态含量进行了统计和分析,对重金属元素的生物有效性进行了评价,并运用相关分析法,对影响重金属元素生物有效性的因素进行了研究。结果表明,研究区表层土壤7种重金属元素的有效态含量以Cd最高,达36.83%,潜在生态危害性较大;其次为Pb,达13.37%,其中碳酸盐结合态达到12.38%,由于土壤呈中性或偏碱性,Pb元素的迁移能力较弱,其潜在危害性较小;Cu、Hg、Cr、As、Zn重金属元素含量均以稳定态的含量存在,之和均在90%以上,表明其潜在危害性较小;研究区土壤重金属元素的活性系数和迁移系数大小顺序为:CdPbHgCuZnAsCr和CdHgAsCuPbZnCr,其中Cd的活性系数和迁移系数平均值分别达到0.330和0.160,展现出较强的生物活性、不稳定性和迁移能力,其他重金属元素在土壤中活性系数(Pb除外)和迁移系数均较小,生物活性较弱,在土壤中稳定存在,由土壤中向植物中的迁移能力弱;研究区不同的重金属的生物有效性与其影响因素的关系不尽相同,其主要因素是土壤重金属元素全量,其次为p H、TOC、CEC、粘粒含量等,二者关系复杂。     

小秦岭某金矿区农田土壤重金属污染的潜在生态危害评价

土壤重金属元素污染的潜在生态危害程度及空间分布是土壤污染防治的前提和基础.为揭示土壤中重金属元素的潜在生态危害程度,在前期土壤污染调查评价的基础上,采用Hakanson的潜在生态危害指教,以研究区西邻无工矿影响的农田土壤重金属元素含量均值作为参比值,对矿区农田土壤进行了重金属元素污染的潜在生态环境危害评价.结果表明,Hg是农田土壤中潜在生态危害最严重的元素,其次是Cd和Pb.Hg、Pb、Cd对土壤污染危害的贡献率之和达97.41%.仅Hg的贡献率就达84.37%.多个重金属元素潜在生态危害很强、极强的土壤样品占样品总数的49.62%,影响面积达74.54%.从西北向东南,土壤重金属元素潜在生态危害程度激增,这种空间分布与目前金矿选冶的布局一致.土壤重金属元素潜在生态环境危害的后果已被前期研究成果所证实.     

唐山城市土壤重金属污染及潜在生态危害评价

以唐山城市土壤为对象,采用单因子指数法和尼梅罗综合指数法对土壤重金属的环境质量及污染特征进行评价,并采用Hakanson的潜在生态危害指数法对土壤中重金属的潜在生态危害进行评价。结果表明,没有重金属元素出现污染状态,其中Hg、Ni、Cr、As都处于清洁状态,Pb、Zn、Cu绝大部分样点处于清洁状态,7.94%、6.35%、1.59%处于安全状态,Cd元素绝大部分样点处于清洁安全状态,只有1.59%处于警戒状态;综合污染评价土壤环境整体优良,清洁、安全土壤面积比例分别为98.41%、1.59%,没有出现警戒和污染土壤;各重金属元素中,产生潜在生态危害的重金属主要是Hg,已达到强潜在生态危害水平,其余重金属均为轻度潜在生态危害,综合考虑多种重金属的潜在生态危害性,其轻微生态危害、中等生态危害、强生态危害、很强生态危害的百分比分别是73.02%、26.98%、0%、0%,整体表现为轻微潜在生态危害。     

海南岛琼中黎母山—湾岭地区土壤重金属元素分布特征及生态风险评价

为了解琼中黎母山—湾岭地区土壤重金属元素分布特征及其潜在生态风险,采集了表层（0~20 cm）土壤样品2682件,对应中层（80~100 cm）及深层（180~200 cm）土壤样品各304件。分析测定Cu、Pb、Zn、Cr、Ni、Cd、As、Hg八种重金属元素。对8种重金属元素空间分布特征进行多元统计分析,并采用地累积指数法、潜在生态危害指数法对该区土壤重金属污染程度、生态风险进行评估。结果显示,表层土壤中8种重金属元素均值均高于海南岛土壤重金属背景值,表现出不同程度的积累;不同土地利用类型及种植类型对表层土壤重金属富集影响较大;垂向上,由表层至深层,土壤Pb、Zn、Cu、Cr、Ni五种重金属元素含量依次降低,但差异不大;Cd、As、Hg在垂向上表现出明显的表聚性。Pearson相关性分析与因子分析结果显示,Cu、Cr、Ni主要受地质背景影响,其余5种元素均受地质背景及人为因素影响。地累积指数结果显示,8种金属元素均值除Hg（0.08）外,均小于0,总体为无污染-轻微污染;生态风险评价显示,Cd和Hg为主要危害元素,Cd以轻微-中等危害为主,Hg以中等-强风险为主,其余元素危害指数均为轻微级,96%的土壤总体潜在生态危害指数在中等以下。     

青海省典型高山农业区域土壤重金属污染评价及来源探析

土壤中重金属污染往往是多种成因来源和作用途径叠加综合的结果,简单地判别重金属元素来源不足以为区域土壤重金属污染治理提供足够信息,需定量计算各类排放源对元素的相对贡献率,确定主要污染源。中国青藏高原表土重金属含量近年来有聚集趋势,但是对于重金属来源的定量解析缺乏,位于青藏高原东部区域以及农业土壤的研究也有待补充。为深入了解青藏高原东部典型高山农业区的土壤重金属分布特征、生态风险及污染来源,本文对青海省泽库县的表层土壤（0~20cm）样品进行了采集,对As、Cd、Co、Cr、Cu、Hg、Mn、Ni、Pb、Zn等10种重金属含量进行了分析。采用原子荧光光谱法（AFS）、电感耦合等离子体质谱/发射光谱法（ICP-MS/OES）等方法测定元素含量,结合基础统计分析方法及对比分析法,研究了重金属含量和空间分布特征;应用富集因子（EF）、地累积指数（Igeo）和潜在生态风险指数（PERI）确定了研究区土壤重金属污染程度和生态风险情况,并利用主成分分析-绝对主成分分数-多元线性回归模型（PCA-APCS-MLR）定量解析了重金属主要潜在来源。结果表明：①As元素的含量均值高于土壤国家环境质量标准,其他重金属含量均小于土壤环境质量标准值。②与中国土壤环境背景值与青海省表层土壤背景值相比,Cd、Hg含量均小于背景值,As、Mn均值含量远超背景值,Co、Cr、Ni、Pb、Zn含量略大于背景值,Cu基本接近于背景值。③富集因子（EF）、地累积指数（Igeo）和潜在生态风险指数（PERI）分析结果基本一致,As表现出的危害趋势最高,其他重金属均较低。④空间分布上,泽库北部重金属含量明显要高于其他区域,位于泽库县东北部的麦秀镇表现出多种重金属含量高的现象。⑤与青海湖流域、公路沿线土壤、玉树县等青藏高原其他区域相比,泽库县表层土壤中As、Mn含量较高。Cd、Co、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb、Zn元素含量基本上要高于青海湖流域地区,但是与公路沿线、玉树县等人为活动较为丰富的区域相比则含量低。与三江平原、淮北平原等典型平原地区农田土壤相比,泽库县作为典型高山区域的农田区域,其重金属含量绝大部分要低于平原地区农田土壤。⑥根据相关性分析、主成分分析和PCA-APCS-MLR的结果,研究区重金属主要有4个来源,自然源对Cr、Co、Mn、Ni贡献率分别为64.49%、48.35%、67.68%、77.99%,交通源对Cd、Pb、Zn影响大,贡献率分别为75.46%、50.75%、55.54%,矿业冶炼对于As、Cu影响较大,贡献率分别为43.52%、37.29%,大气沉降的远源因素对Hg的影响最显著,贡献率达到43.39%。其他源对As、Cr、Hg、Cu 和 Pb的影响也较大,需进一步研究明确。综上,对于泽库县,As较其他重金属元素富集明显,但富集程度不高,需进一步预防土壤中As的深度污染。研究区内重金属有自然源、交通源、矿业冶炼及大气沉降的远源等主要4种来源,其他源的定性未能明确需进一步加强研究,而4个主要来源中有3个来源属于人类活动性质,因此人类活动对于泽库县这类典型高山农业土壤的重金属影响需受到关注,采取相关措施避免重金属污染富集现象加重。     

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.     

石灰性土壤中有效磷的电感耦合等离子体发射光谱法测定

方法采用0.5 mol/L NaHCO3浸提石灰性土壤中的有效磷,电感耦合等离子体原子发射光谱法测定。研究了土壤滤液的酸化、颜色、浸提温度以及振荡时间等对浸提结果的影响,方法检出限(3s)为0.18 mg/kg,定量限(6s)为0.36 mg/kg,通过对石灰性土壤有效态标准物质GBW07413a、GBW07459和GBW07460的12次测定,方法准确度和精密度均小于4.5%。     

支持向量机对长沙、株洲、湘潭土壤质量的未来变化的预测

为了定量预测长沙、株洲、湘潭三市土壤质量未来变化,通过分析人类活动对土壤重金属元素富集影响,建立了基于人类活动的土壤重金属元素分布未来变化预测模型.工业、农业总产值、国内生产总值、人口总数等影响因子的数据输入模型后,即可获得土壤重金属污染等级所占比例,达到定量预测由于人类活动的变化对土壤质量产生的影响.     

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。     

基于随机模型的土壤重金属元素空间分布特征研究——以浙江绍兴地区为例

土壤中重金属元素的空间分布特征,受到成土母质、地形地貌、土地利用、pH和Corg等多种因素控制。在多目标区域地球化学调查工作的基础上,以绍兴地区为研究区,应用随机森林模型定量,评估了不同环境变量对重金属元素空间分布特征的影响程度,并基于有限混合分布模型(FMDM),拟合出表层土壤中重金属元素自然源和人为源分布特征及其权重占比。结果表明,影响土壤重金属元素空间分布最重要的因素为成土母质,其次为pH和Corg,As和Hg相比于Cd、Cu和Zn受土壤类型和土地利用的影响更加显著。研究区内As、Cd、Cu和Zn的自然源权重占比大于90%,受人类活动干扰小,Hg的空间分布特征则显著受到自然源和人为源共同控制,拟合结果表明,区域上表层土壤中平均约62%的Hg来源于自然背景,约38%的Hg来源于人为输入。     

广西贵港岩溶地质高背景区富含铁锰结核土壤的矿物学与重金属地球化学特征

岩溶地质高背景区土壤中普遍存在的铁锰结核对重金属的赋存状态和有效性有重要影响。选择广西贵港覃塘岩溶地质高背景区富含铁锰结核的表层土壤(0~20 cm)为研究对象,筛分出不同粒径的铁锰结核(10~120目)和细粒径土壤(<120目)样品进行化学分析,针对以下三个方面开展研究:(1)重金属(As、Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb和Zn)在铁锰结核和细粒径土壤中的分布分配规律和铁氧化物矿物的组成;(2)铁氧化物矿物对富含铁锰结核的土壤中Cd等重金属富集的影响;(3)重金属在富含铁锰结核的土壤中的赋存机制。研究发现,铁锰结核中的Fe和Mn以及Cd等重金属含量随着粒径的增大而不断增加,说明Cd等重金属元素更倾向于在大粒径铁锰结核中富集;土壤中Cd等重金属总量的约90%赋存在结核中,表明研究区土壤中重金属主要以结核形式赋存;富含铁锰结核的土壤中赤铁矿和针铁矿的平均含量分别为0.61%和4.94%,且结核粒径越大,针铁矿和赤铁矿含量越高;除Hg外,Cd等重金属含量与针铁矿和赤铁矿的含量均呈现极显著正相关,与赤铁矿的相关性稍优于针铁矿,表明铁氧化物矿物与富含铁锰结核土壤中的Cd等重金属元素富集密切相关。铁锰结核的存在既能促进Cd等重金属在土壤中的富集,又能降低土壤中重金属的生物有效性,研究结果为解释岩溶地质高背景区土壤Cd等重金属元素高含量、低生物有效性提供了理论依据。     

土壤重金属环境质量矿物学评价方法

利用环境矿物学理论和方法阐明了土壤矿物控制重金属活动状态,具体分析了重金属在矿物表面、层间域和孔道内可能的赋存位置。实验研究结果表明,矿物吸附重金属的作用受到介质pH值、介质离子强度等因素的影响。采用系统聚类分析方法,能定量地分析稳定的硫化物结合态微量有毒有害重金属元素的数量。利用粉晶X射线衍射分析方法,能定量地测定土壤矿物组成和含量。新提出土壤环境质量矿物学方法评价流程。该方法是在利用生态地球化学方法所完成的元素总量调查成果的基础上,开展单元性与剖面性土壤矿物组成与含量测定,查明表层土壤和深层土壤的矿物组成和分布,评价土壤中重金属的赋存状态及其对食物链的影响。旨在为农业地质环境评价提供新方法,切实提高农业地质环境调查质量与服务水平。     

小秦岭某金矿区农田土壤重金属元素污染的潜在生态危害评价

土壤重金属元素污染的潜在生态危害程度及空间分布是土壤污染防治的前提和基础。为揭示土壤中重金属元素的潜在生态危害程度,在前期土壤污染调查评价的基础上,采用Hakanson的潜在生态危害指数,以研究区西邻无工矿影响的农田土壤重金属元素含量均值作为参比值,对矿区农田土壤进行了重金属元素污染的潜在生态环境危害评价。结果表明,Hg是农田土壤中潜在生态危害最严重的元素,其次是Cd和Pb。Hg、Pb、Cd对土壤污染危害的贡献率之和达97.41%,仅Hg的贡献率就达84.37%。多个重金属元素潜在生态危害很强、极强的土壤样品占样品总数的49.62%,影响面积达74.54%。从西北向东南,土壤重金属元素潜在生态危害程度激增,这种空间分布与目前金矿选冶的布局一致。土壤重金属元素潜在生态环境危害的后果已被前期研究成果所证实。