黔北某锰矿区土壤重金属污染特征及潜在生态风险评价

黔北某锰矿区紧邻主城区,上世纪至本世纪初,大量开采及粗加工产生的矿渣随意堆放,可能导致周边土壤环境恶化,评价其土壤重金属污染特征及潜在生态风险,对于土壤生态环境保护及污染防治具有重要意义。在黔北某锰矿区共采集有效土样188个,测定As、Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb、Zn含量及pH,分析其污染特征及综合潜在生态风险。结果表明,区内土壤中8种重金属元素平均含量均不同程度超过贵州省土壤背景值,Cd、Cu、Ni、Hg、As属于强变异,Zn、Pb、Cr属于中等变异。单因子污染评价结果表明,除Hg、Pb为清洁以外,其余6种重金属总体上处于轻度污染。内梅罗污染指数显示区内主要受到轻度污染,局部受到重度污染。综合潜在生态风险总体上处于轻微生态危害,中等及强生态危害区主要分布在研究区北部,其轻微、中等及强生态危害分布面积占比分别为6910%、2990%及101%,主要影响因子为Cd和Hg。相关性分析结果表明,区内矿渣堆周边土壤中Cd、Cr、Ni、Zn可能来自未处置锰矿矿渣;研究区南西侧Cr、Ni、Zn可能来自于工业园区及交通运输。     

西安主城区土壤重金属污染评价

西安城区一体化进程加快,土壤环境资源承受压力巨大,以As、Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb、Zn作为评价因子,采用单因子及内梅罗综合污染指数法对西安主城区土壤重金属污染进行评价。结果显示,Cd、Hg、Ni、Zn总超标率分别为40.4%、18.2%、1.0%、2.0%,As、Cr、Cu、Pb未超标;污染程度顺序为CdNiHgZnCuAsCrPb,其中As、Cr、Pb污染等级为清洁,Cu属尚清洁,Hg、Zn属轻度污染,Cd、Ni属重污染;重污染区分三部分展布于西郊到北郊,其外围中度、轻度污染区及尚清洁区依次呈环状分布,清洁区分布面积广泛。     

河北省保定市平原区土壤重金属污染及潜在生态危害评价

以河北省保定市平原区土壤为对象,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提出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：重金属污染程度依次是Cd＞Zn＞Hg＞Cu＞Pb＞Cr＞Ni＞As,其中Cr、Pb、Ni、As都处于清洁安全状态,Hg和Cu绝大部分样点处于清洁安全状态,分别只有0.15%和0.40%处于警戒状态,Cd、Zn元素都出现污染,其中Cd面积最大,达到0.22%;综合污染评价土壤环境整体良好,清洁、安全、警戒、污染土壤面积比例分别为94.39%、5.00%、0.50%、0.11%,其中警戒及污染土壤面积为0.61%,其形成可能与工业生产及人类活动有关;各重金属元素中,产生潜在生态危害的重金属主要是Hg,已达到中等潜在生态危害水平,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为93.71%、4.71%、1.29%、0.29%,整体表现为轻微潜在生态危害。     

铁矿区复垦土壤重金属含量变化趋势及其污染评价

通过齐大山矿区不同复垦年限土壤重金属含量变化的趋势,应用内梅罗综合污染指数法和潜在生态危害指数法对土壤重金属污染状况进行了评价。结果表明:未复垦土壤重金属含量(除As外)均高于辽宁省背景值,随复垦年限的增加,矿山复垦土壤重金属含量多数呈先增加后减少的趋势。以国家《土壤环境质量标准》(GB15618-1995)为评价标准,Ni处于警戒级;Cd在未复垦地区处于警戒级,复垦后处于安全级;其他元素皆处于安全级。以辽宁省土壤背景值为标准,产生潜在生态危害的主要为Hg和Cd;Zn、Cu、Ni、Pb、Cr和As属轻微危害水平;复垦后总的潜在生态风险程度由中等变为轻微。     

用水系沉积物分析数据评价浙江土壤环境质量

以第二代区域地球化学重新扫面获得的元素定量分析数据为依据, 按国家土壤环境质量标准, 用水系沉积物资料对全省土壤环境质量级别进行划分。指出1990年前浙江土壤质量整体是好的, 评价环境质量(元素含量)指标, 几乎都在国标一、二级范围内。上世纪90年代前, 本省土壤重金属面型污染主要是As、Cd、U、Ni, 其次是Hg。Cd、As、Ni、U污染区主要分布在皖浙边界一带本省内侧, Ni、Cr严重污染区集中在嵊县、新昌附近;Sn、Hg污染区主要展布在宁波、绍兴、杭州、嘉兴等市、县范围。除Hg属次生污染外, 其他元素均属原始污染类型。     

内蒙古河套地区土壤环境质量评价

土壤污染已成为抑制农业可持续发展的一个重要因素,土壤环境质量与研究区的地质条件、自然物理化学条件和人类活动有关。以河套地区多目标区域地球化学调查取得的表层土壤元素资料为依据,参照《土壤环境质量标准》(GB15618—1995)中As、Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb、Zn分级标准,对研究区土壤的单元素环境质量进行分级并评价。以单元素土壤环境质量分级为基础,以单元素中最差的级别作为该单元土壤环境质量综合分级,评价研究区的土壤综合环境质量。通过单元素评价及综合评价认为,研究区内土壤环境质量总体状况优良,大部分地区为绿色、无公害的环境。     

石家庄城市土壤重金属污染及潜在生态危害评价

以石家庄城市土壤为对象,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提出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,重金属污染程度依次是Cd>Zn>Hg>Cr>Ni>Pb>Cu>As,其中Cu、Pb、As都处于清洁安全状态,Ni绝大部分样点处于清洁安全状态,只有0.45%处于警戒状态,Cd、Hg、Zn、Cr元素都出现污染,其中Cd污染面积最大,达到1.36%;综合污染评价土壤环境整体良好,清洁、安全、警戒、污染土壤面积比例分别为65%、31.82%、2.73%、0.45%,其中警戒及污染土壤面积为3.18%,其形成可能与工业生产及人类活动有关;各重金属元素中,产生潜在生态危害的重金属主要是Hg、Cd,已分别达到强潜在生态危害和中等潜在生态危害水平,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38.6%、53.2%、7.3%、0.9%,整体表现为中等潜在生态危害。     

济南市土壤元素地球化学特征及环境质量

以济南市土壤为研究对象,采用R-2.6.1程序、半方差函数模型和因子分析法对区内土壤元素含量统计特征、结构特征和分布特征进行了分析研究,并对土壤环境质量进行评价。结果表明:研究区土壤中多数元素含量总体受自然空间格局控制,但人类活动对市区土壤Cd、Hg、Pb、Se、As、p H值等元素(指标)含量有明显影响,表层土壤p H值呈现从外围向市区中心增加的碱化趋势;盛行风向对表层土壤重金属的分布叠加也产生影响,沿顺风向产生漂移。受人类活动(主要为工业污染)历史长短及强度的不同,济南市区、历城区和章丘市总体为轻度污染,局部存在Hg、Cu、Cr、Cd等中度或重度污染,污染区分布与各类工业空间布局相吻合,而长清、济阳土壤环境质量较好,总体属警戒限级。按土壤综合污染指数排序,土壤综合环境质量从优到劣为济阳长清章丘历城市区。     

承德市土壤重金属空间结构与分布特征

基于地统计学和GIS相结合的方法,对承德全域表层土壤重金属As、Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb、Zn、微量元素Se正态分布特征、主导分布趋势及相互作用规律进行了分析,确定了不同元素最适宜的地统计插值模型并厘定出其空间分布规律。结果表明:As、Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb、Zn的质量含量平均值分别为8.28,0.200,60.85,24.37,0.034,27.76,26.65,77.10 mg/kg,Cd、Cu、Hg和Pb变异系数分别为385%、143%、350%、118%,分异性强。Zn含量均值受土壤类型影响显著,Cr、Cu、Ni含量均值则受土地利用类型影响显著。经过不同趋势阶数元素插值误差的综合对比,确定As、Cr、Pb、Zn、Ni、Se适宜选择无趋势参数,Hg和Cu适宜选择一阶趋势参数,而Cd适宜选择二阶趋势参数。As的理论模型为指数模型,主要受到结构性因素的影响;Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb、Zn、Se的理论模型为线性模型,主要受到随机性因素的影响。通过普通克里格插值图可见区内9种元素具有北低南高的特点,中部地区形成了一条较宽的Pb高值带,与Cd相似。按照含量分布特点,土壤中Cr和Ni、Cu和Hg、Zn和Pb、Se和Cd之间的高值空间展布区具有相似性且来源相同,仅As具有个性,分析结果与传统统计学结果数据保持部分一致性。     

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。     

柿竹园矿山东河区域土壤重金属含量分布特征分析

柿竹园矿区有色矿产资源丰富,矿山地质环境问题严峻,土壤重金属污染尤其突出。本文使用数理统计分析等方法对研究区土壤环境介质中的重金属元素的组分含量和空间分布特征进行分析。通过组分含量特征分析可知:土壤重金属呈正偏离态分布,Pb、Cd、As、Cu、Zn属于空间强变异,Cr、Hg属于空间弱变异; Cd-Zn、Cu-As、CuZn、Cu-Cd、Cd-As相关性显著,表明土壤Cd、Zn、As和Cu主要受矿山开采活动控制。通过空间分布特征分析可知:矿集区易向土壤中释放Ni、Cu、Cd、Zn、Pb和As并且输入量较大,尾砂库、矿集区和选矿厂向土壤中释放Cr的能力较小;尾砂库、矿集区和选矿厂没有向土壤中释放Hg。研究结果对柿竹园矿山流域的水资源、土地资源、矿山资源及生态资源的开发与保护具有借鉴意义。     

黄石市城市边缘区土壤重金属分布特征、风险评价及溯源分析

为掌握黄石市城市边缘区农用土壤环境质量现状,在高密度表、深层土壤采样的基础上,重点分析了土壤重金属元素的分布规律和特征,对其进行了生态环境风险评价,并对重金属元素成因进行了溯源分析。结果表明:研究区土壤中的重金属元素As、Pb、Hg、Cd、Zn、Ni、Cu和Cr含量范围分别为(5.2～155.9)×10~(-6)、(19.2～426.1)×10~(-6)、(0.012～1.823)×10~(-6)、(0.03～4.59)×10~(-6)、(34.8～529.6)×10~(-6)、(8.5～86.2)×10~(-6)、(16.52～104.39)×10~(-6)和(51.2～145.5)×10~(-6),平均含量均超过区域土壤环境背景值,且Cd超过农用地土壤风险筛选值。重金属污染物主要集中在表层40 cm以上土壤中,土地类型中以水田和旱地污染为主,污染物中以Cd、As和Pb为主要特征。水田中As、Pb、Cu和Zn为轻度污染,Cd和Hg为中度污染,而Cr和Ni无污染;旱地和林地中As、Pb和Hg为轻度污染,Cd为中度污染,而Cr、Cu、Ni和Zn无污染。多元统计分析表明,研究区土壤中Cr和Ni为自然源成因,与成土母质相关;Cd和Pb、As和Hg主要为人为源污染,与黄石市高强度工矿业生产和硫化物矿物酸化释放有关;而Cu和Zn为混合源成因,部分来源于土壤环境背景,部分来源于人类活动和工业生产排放。     

应用富集系数法和地累积指数法研究济宁南部区域土壤重金属污染特征及生态风险评价

评价土壤中重金属污染的方法有单因子指数法、内梅罗综合指数法、地累积指数法、潜在生态危害指数法等,但迄今尚没有成熟的、统一的标准。本文以济宁城区南部农田为研究区域,采集77件土壤样品进行调查,光谱、质谱等技术分析结果表明土壤环境中8种重金属(As、Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb、Zn)平均含量分别为16.7、0.270、88.4、33.0、0.050、40.4、29.3、89.1 mg/kg,与黄淮海平原土壤生态地球化学基准值相比,Hg、Cd分别高于基准值的1.50倍、1.39倍,其他重金属高于基准值的0.26~0.52倍。Hg与As、Cr、F、p H、Cu、Ni、TFe2O3呈显著负相关,表明土壤受到了Hg的不同程度人为污染。用富集系数法和地累积指数法分析区内8种重金属元素的污染(富集)程度,均表明土壤环境中Hg、Cd为轻微污染(富集)程度,其他6种元素均为无污染。将该区域重金属含量与其生物毒性系数、生态效应、环境效应相结合,运用潜在生态危害指数法对重金属污染进行生态风险评价。结果显示,8种重金属的潜在生态危害由强至弱依次为:HgCdAsCuPbNiCrZn,与污染(富集)程度排序差异明显;尽管Hg、Cd在研究区内仅仅为轻微(富集)程度,但都具有较高的毒性响应系数,两元素对土壤综合潜在生态危害的贡献率之和达到了81.26%。借助Map GIS绘制研究区潜在生态风险程度评价图,表明区内土壤环境总体上处于"中度"潜在生态风险,约6.83%的面积呈"强"和"很强"潜在生态风险,其中复兴河、姚楼河、京杭运河3条河流交汇处的局部区域(占研究区面积的0.50%)达到了"很强"潜在生态风险。通过调查可疑人为污染源发现,"强"和"很强"潜在生态风险区域的布局恰好与区内煤矿生产开采活动相关。本文提出,应当注重对煤矿开采矿井周边区域土地复垦及污染防治工作,尤其是加强土壤中Cd、Hg的物理化学改良及生物治理修复工作,防止Hg、Cd进一步污染扩散。     

黄山城市土壤重金属污染及其潜在生态风险评价

提要：以黄山市城区（屯溪区、徽州区、经济开发区）和城郊的表层土壤为研究对象,采用地积累指数法和潜在生态危害指数法对区内表层土壤重金属（As、Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb、Zn）污染进行了分析和评价;应用SPSS处理软件,采用因子分析法对表层土壤重金属元素含量数据进行分析研究。结果表明：研究区土壤重金属污染总体处于0~2级,8种重金属的污染程度由强至弱依次为：Hg＞Cd＞Cu＞As＞Zn＞Cr＞Pb＞Ni;各种重金属的潜在生态危害由强至弱依次为：Hg＞Cd＞As＞Cu＞Pb＞Ni＞Cr＞Zn;潜在生态危害综合指数平均值为211.80,表明黄山市土壤总体处于中等危害程度,其中Hg对潜在生态危害指数RI值的贡献最突出,其次是Cd;总体上讲,黄山土壤重金属污染及其潜在生态危害主要是由城镇区域和耕地区域内的日常生活和生产活动所致,如农业施肥、污水灌溉、工厂排污、生活垃圾局部泛滥、燃煤排放等。     

长寿地区土壤重金属元素污染特征及评价

为查明长寿城区及周边区域表层土壤中As、Cd、Hg等8个重金属元素的污染情况,进行土壤测量结果显示,区内Cr、Hg、Ni等大部分元素的平均含量高于三峡库区深层土壤背景值,Hg、Pb的后期叠加作用最为强烈;除Hg外,其余7个元素含量间存在显著正相关,其中Cr、Ni最为显著;随着p H值增加,Ni、Cr、Cd、Cu含量显著增加;单因子污染指数评价和内梅罗综合指数评价均显示研究区内土壤环境质量总体较好,污染区域较少,以轻度污染-中度污染为主,重污染约占全区面积的0.3%,Hg元素为研究区内最主要的污染元素。     

江苏南部典型地区耕作层土壤及农作物中重金属评价

在江苏省南部太湖水网地区676 km2范围内采集了0~20 cm耕作层土壤样品3 121件,水稻和小麦籽实及其根系土壤样品103件,测定了As、Cd、Cr、Cu、Hg、Pb、Zn等重金属含量及pH值土壤理化指标。统计分析表明,研究区耕作层土壤重金属平均含量除As、Hg略低于江苏省背景值外,其他重金属都有不同程度的富集。与土壤环境质量标准(GB156018-1995)中Ⅱ级标准相比,各重金属污染程度为HgCdCuZnAsPb。从污染区分布看,Hg为片状污染,Cd以点状污染为主。运用内梅罗指数评价法研究表明,城市周边耕作层土壤已处于警戒状态,主要污染因子为Hg,其次为Cd和Cu;其他地区耕作层土壤总体处于安全状态。根据GB2762-2005标准和NY861-2004标准,研究区水稻籽实As、Cd、Cr、Hg、Pb含量均有不同程度的超标;小麦籽实Cd、Zn和Pb也存在不同程度的超标。相关分析表明,水稻籽实中Cd、Cu、Hg和小麦籽实中Cd、Cu与其土壤含量相关性好,显示可能主要来自土壤,其他重金属可能受降尘、灌溉、施肥、农药等因素的影响较大;土壤pH值与水稻籽实中的As、Cd、Cu、Hg、Zn和小麦籽实中的Zn、Cd呈负相关性,与其他重金属表现为正相关性;分析推断,这一地区耕作层土壤As和Hg主要来源于成土母质,但过量的Hg也反映出它叠加了人为活动的影响,其他重金属元素受人为源输入作用明显。     

京津冀平原区土壤环境质量和土地资源分布特征

以京津冀平原区多目标区域地球化学调查数据为基础,研究土壤中As、Pb、Cd、Hg、Cu、Cr、Zn和Ni等8个重金属元素的含量特征,对土壤环境质量进行综合评价。评价结果表明京津冀平原区土壤环境质量整体优良,部分地区土壤为轻度、中度和重度污染,主要分布在北京中心城区、天津城区和蓟县、河北省石家庄市、保定市、唐山市和秦皇岛市等地区,该成果为京津冀协同发展生态优先保护方面提供了土壤环境质量状况依据,对重度污染土地要进行严格管控,做到京津冀协同治污。结合土壤中硒和钾的含量特征,以硒含量大于0.3mg/kg和全钾含量大于2.5%圈定了富硒和富钾土地资源区,主要分布在京津冀平原东北和冀西南地区,该成果可为京津冀现代农业协同发展提供依据。     

石家庄污灌区土壤元素评价

本文参照土壤质量内涵的三个方面,对石家庄污灌区表层土壤元素进行了评价。研究认为,反映土壤肥力质量的肥力元素大部分处于丰富或适宜状态,只有Mo、Co、碱解氮、有效Mo等处于相对缺乏状态;反映土壤环境质量的重金属元素含量都低于《土壤环境质量标准》(GB-15618-95)中二级标准限值,其中Cu、Ni、As、Hg、Pb元素100%达到了土壤一级环境质量标准,同时通过对研究区重金属元素的形态分析认为:Cd的生物有效性和潜在危害性较大,是研究区最具有生态危害的重金属;反映土壤健康质量的土壤元素F处于丰富或适宜状态,I处于相对缺乏状态。     

内蒙古托克托地区土壤重金属含量分析及模糊综合评价

选取内蒙古河套平原东部的托克托地区作为研究对象,以1 564个表层土壤样品的测试数据为基础数据,基于GeoExpl多元地学数据空间数据管理与分析系统,对土壤中重金属元素(Cd、Hg、As、Cu、Pb、Cr、Zn、Ni)含量进行系统描述统计及空间分布分析,区内这几种重金属元素中Hg变异系数最大,Pb变异系数最小;8种重金属元素的高含量区主要集中在研究区西北部的农田和居民用地区。在此分析基础上,采用模糊综合评价法对土壤重金属污染等级进行评价,其评价结果为一级,即研究区内的表层土壤大部分暂未受重金属污染;但区内大黑河流域重金属含量较高,容易受重金属污染,结合其地表覆盖情况,推断此处土壤重金属元素的高含量与人类农田灌溉、化肥及农药的使用有关。      

雄安新区土壤重金属和砷元素空间分布特征及源解析

研究雄安地区土壤重金属和砷元素空间分布特征及其来源,对于支撑新区土地资源和环境管理具有重要意义。基于雄安新区土壤环境调查,运用地统计学方法和ArcGIS 技术分析模拟了土壤中As、Hg、Cd、Cu、Pb、Zn、Ni、Cr等8种元素空间分布特征,综合运用空间分析、多元统计学方法和正定因子矩阵模型解析这些元素的主要来源。结果表明:（1）区内土壤质量总体良好,4.35 %的土壤样品Cd和Cu含量超过农用地土壤污染风险筛选值,但均低于农用地土壤污染风险管控值;与河北省背景值相比,Cd、Cu、Pb、Zn和Hg存在不同程度中度和显著富集。（2）As、Cd、Cu、Pb、Zn、Ni、Cr含量呈现出由北部向南部逐渐增高的趋势,高值区主要分布在新区西南部;Hg元素分布分散,高值区主要分布在城镇及工业企业周边。（3）不同土地利用类型土壤剖面重金属和砷元素垂向分布受pH值、有机碳和铁铝氧化物等理化性质影响显著。（4）研究区土壤重金属和砷元素富集受人类活动影响明显,人为来源贡献率达67.12 %,Hg元素主要来源于人为排放的大气沉降富集,As元素富集受到废渣堆放和利用的影响,Cd、Cu、Pb和Zn元素富集受工业生产、污水灌溉以及尾气排放等活动影响。研究成果可为雄安新区合理制定土地资源开发利用和生态保护措施提供技术支撑。