郴州工业场地重金属和PAHs复合污染特征及风险评价

研究了郴州市焦电、煤矿和冶炼等三类工业场地土壤中Cu、Pb、Zn、Cr、Cd、As等重金属和16种PAH的污染状况及评价。结果表明:冶炼类工业场地主要存在Pb、Zn、Cu、As及PAHs污染,超标率均在50%以上,最高超标近百倍。煤矿类场地主要存在As和PAHs污染,其中As超标率为87.5%,最高超标2.4倍;PAHs超标率为75%,最高超标6.7倍。焦电类场地主要为PAHs污染,超标率达81.2%,最高超标34倍。对三类工业场地PAHs进行源解析,发现焦电类工业场地主要为煤燃烧源,而煤矿类主要为石油源,冶炼类场地主要为煤和石油的混合来源。三类工业场地存在不同程度的复合污染,其中As与PAHs复合污染最为普遍,Pb与PAHs在三类工业场地均显著相关。对三类工业场地PAHs和重金属进行污染评价的结果为,冶炼类>焦电类>煤矿类,其中焦电类工业场地以PAHs污染最严重,冶炼类工业场地以重金属污染为主。     

博斯腾湖流域绿洲农田土壤重金属污染及潜在生态风险评价

新疆博斯腾湖流域绿洲采集195个农田土壤样品,测定其中As、Cd、Cr、Cu、Mn、Ni、Pb和Zn等8种重金属元素的含量,基于地统计法分析农田土壤重金属空间分布规律,采用污染负荷指数（PLI）和潜在生态风险指数（RI）评价农田土壤重金属污染和潜在生态风险程度,并对重金属的来源进行讨论。结果表明：① 博斯腾湖流域农田土壤Cd、Cr、Cu、Ni、Pb和Zn含量平均值分别超出新疆土壤背景值的1.67倍、1.13倍、1.15倍、1.29倍、2.11倍和1.65倍。② 农田土壤中8种重金属元素空间分布基本呈现岛状分布格局,各金属元素在部分区域出现高值区,表明研究区人类活动对农田土壤环境具有负面效应。③ 农田土壤Pb呈现中度污染,Cd、Cr、Cu、Ni和Zn轻度污染,Mn轻微污染,As无污染。农田土壤重金属污染负荷指数的平均值为1.09,呈现轻度污染态势。④ 各重金属元素单项生态风险指数平均值从大到小依次为：Cd、Ni、As、Cu、Pb、Cr、Zn。综合生态风险指数平均值为18.63,处于轻微生态风险态势。从生态风险程度的区域差异来看,各县生态风险指数从大到小依次为：和硕县、博湖县、焉耆县、和静县。⑤ 农田土壤Cr、Cu、Mn、Ni与Zn主要受到土壤地球化学成因的控制,As、Cd和Pb主要受到人类活动的影响。Cd与Pb是研究区主要的污染因子,研究区农田土壤中Cd与Pb污染必须关注。     

乐安江两支流河滩表层土重金属污染五节芒叶片光谱特征响应对比研究

为了解五节芒叶片光谱特征参数对河滩表层土重金属污染响应特征的流域差异,分别在乐安江两支流采集河滩表层土和五节芒叶片样本并测量五节芒叶片光谱.利用污染物富集因子和污染指数对两支流河滩表层土壤重金属污染状况和特征进行对比,并结合采矿点分布和矿种分析两支流河滩表层土污染成因.将五节芒叶片光谱特征参数、可见光波段反射率积分值(A1)和近红外波段反射率积分值(A2)分别与五节芒叶片中重金属含量进行回归分析,结果表明:1)大坞河五节芒叶片光谱特征参数对单一重金属Cu有较好的响应,而在洎水河五节芒叶片光谱特征参数受多种重金属共同影响.这与两支流河滩表层土重金属污染特征一致,并且重金属污染特征与采矿点分布和矿种关系密切.2)乐安江两支流五节芒叶片光谱特征参数均能反映流域河滩表层土的重金属污染规律.在今后的矿山环境调查中应将联系紧密的流域作为一个整体进行研究,加强流域对比.     

沅江下游入湖段河床沉积物重金属污染特征

对沅江入湖沉积物进行钻探取样,利用等离子质谱仪（ICP-MS）对沉积物重金属进行分析。结果表明：重金属Ba、Sc、V、Th、U、Cu、Co、Ni、Cr等在沉积物中含量变化相对稳定,分布相对均匀;而Mn、Zn、Pb、Mo、Cd、Tl、Bi等重金属的含量变化大,分布不均匀。重金属含量柱状剖面变化特征及富集系数（EF值）的计算结果显示：沉积物中Cd达显著富集,而Sc、V、Mn、Pb、Bi等为中等富集程度。沉积物中存在3个重金属富集层,即中下部Pb、Tl、Bi富集层;中上部Pb、Cr、Ni、Cu富集层;浅表部V、Cr、Mn、Ni、Cu、Zn、Pb、Cd、Tl、Bi等多种重金属富集层。地累积指数（I_geo）和综合富集指数（EI）评价结果显示：沅江入湖沉积物重金属污染程度自河床深部向浅部,污染程度趋于增强,污染元素组合趋于由Pb-Bi的单一元素组合向由V-Cr-Mn-Ni-Cu-Zn-Pb-Cd-Bi组成的复合元素组合变化。且自上游向下游,沉积物重金属污染程度趋于降低。这种重金属污染空间变化特征与区域人为活动有关,值得进一步研究。     

株州市土壤重金属污染的对应分析

株州市土壤重金属污染的主要原因是工厂排放有害气体，或是水体污染物随灌溉进入土壤。采用对应分析方法，将市区土壤重金属污染分析３种类型。靠近人业污染源附近，镉的含量及污染指数高；大部分土壤受多种重金属污染；水稻土主要表现为铅的污染。     

长江三角洲地区土壤重金属污染特征及潜在生态风险评价——以江苏太仓市为例

太仓市表层土壤Zn、Cu属强变异强度,呈对数正态分布;Cd、Ni、Hg、As、Cr和Pb属中等变异强度,呈正态分布。Cu、Hg、Zn、As显著高于当地背景值,以As累积指数和超背景值率最高;8种重金属除As自表层向下递增外,其余元素均为表层向下递减。土壤复合污染严重,土壤潜在生态风险达中等水平,黄泥土生态风险高于沙夹垅;重金属生态风险以印染厂最大,其次为电镀厂和养殖场,产生潜在生态风险为Hg、Cd,而As、Cu、Zn、Cr、Ni、Pb等多属轻微水平。     

澜沧江河床沉积物重金属污染评价

河床沉积物是河流水体与泥沙环境中重金属的主要积存载体,能反映水环境的重金属污染状况。本文选取澜沧江为对象,通过对澜沧江干流西藏和云南境内22个河段的河床沉积物重金属测定分析,得到了8种主要的重金属元素(Cr、Mn、Ni、Zn、As、Pb、Cu和Co)的含量,并采用沉积物富集系数法与地质积累指数法分别对所测得沉积物的重金属污染程度进行了评价。结果表明:①澜沧江干流大部分河段污染情况并不明显,但在中游的旧州和功果桥河段,因该区域的地质金属背景值和支流沘江流域铅锌矿开采,地表的重金属元素被雨水冲刷到该河段,导致沉积物重金属富集现象明显,出现了轻度到较强度污染;②澜沧江流域受人为干扰的区域集中于中游与下游,部分河段(功果桥附近)Cu、Pb和Zn等元素呈轻度或偏中度污染;③大坝对河流的阻隔效应使得干流沉积物重金属污染呈现片段化分布,河流沿岸城市化等人类活动对附近河段沉积物重金属污染状况也有较明显的影响。     

沅江下游入湖段河床沉积物重金属污染特征北大核心CSCDCSSCI

对沅江入湖沉积物进行钻探取样,利用等离子质谱仪(ICP-MS)对沉积物重金属进行分析。结果表明:重金属Ba、Sc、V、Th、U、Cu、Co、Ni、Cr等在沉积物中含量变化相对稳定,分布相对均匀;而Mn、Zn、Pb、Mo、Cd、Tl、Bi等重金属的含量变化大,分布不均匀。重金属含量柱状剖面变化特征及富集系数(EF值)的计算结果显示:沉积物中Cd达显著富集,而Sc、V、Mn、Pb、Bi等为中等富集程度。沉积物中存在3个重金属富集层,即中下部Pb、Tl、Bi富集层;中上部Pb、Cr、Ni、Cu富集层;浅表部V、Cr、Mn、Ni、Cu、Zn、Pb、Cd、Tl、Bi等多种重金属富集层。地累积指数(Igeo)和综合富集指数(EI)评价结果显示:沅江入湖沉积物重金属污染程度自河床深部向浅部,污染程度趋于增强,污染元素组合趋于由Pb-Bi的单一元素组合向由V-Cr-Mn-Ni-Cu-ZnPb-Cd-Bi组成的复合元素组合变化。且自上游向下游,沉积物重金属污染程度趋于降低。这种重金属污染空间变化特征与区域人为活动有关,值得进一步研究。     

土壤重金属污染现状及其治理方法

随着社会的快速发展,土壤重金属污染日益严重。本文介绍了土壤重金属污染的现状,治理和修复技术的基本原理和方法,给出了各种重金属污染治理与修复方法的优缺点和适用范围,并对土壤重金属污染修复技术研究进行了展望。     

路域农田大型土壤动物对公路运营过程重金属累积的响应

高速公路运营过程汽车尾气中的重金属长期在周围环境累积,使得周围环境处在不稳定的状态,影响路域农田土壤动物群落特征。本文垂直距离京哈高速公路德惠段南侧和北侧5 m、20 m、100 m、200 m和1600 m的玉米田依次划分了5条取样带。5月、8月和10月不同季节进行采集样品。测定了不同样带土壤重金属Ni、Cu、Zn、Cd、Hg和Pb含量,手捡法收集不同样带大型土壤动物。探究了大型土壤动物群落组成,结构对公路运营过程重金属累积的响应。结果表明：① 不同季节样带随着与高速公路距离增加,土壤综合污染指数逐渐减小,公路两侧5 m、20 m和100 m样带土壤动物个体数逐渐增加;② 公路运营过程中的重金属受气候因素和微地形因素影响,对大型土壤动物影响具有季节差异;③ 公路运营过程中的重金属Hg和Ni主要影响公路两侧不同样带大型土壤动物群落结构。     

Magnetic investigation of heavy metals contamination in urban topsoils around the East Lake, Wuhan, China

Magnetic measurements and heavy metal analyses were performed on 133 samples from the urban soils around the East Lake in Wuhan, China. Samples were collected from four areas with different environmental settings: a heavy industrial area well known for thermal power generation and steel works; villages located in the downwind area of the industrial area; a main road with heavy traffic and roads around the East Lake. Results show that concentrations of magnetic particle and heavy metals in urban topsoils are significantly elevated due to the input of coarser-grained magnetite from industrial (e.g. power generation and steel production) and other anthropogenic activities (e.g. vehicle emissions). Concentration-related magnetic parameters, for example, magnetic susceptibility, saturation isothermal remanent magnetization and anhysteretic remanent magnetization, significantly correlate with the concentration of heavy metals. Moreover, in terms of grain sizes, the magnetic particles of different origins can be efficiently discriminated at the studied region. Therefore, magnetic measurements provide a basis for discrimination and identification of different contamination sources, and can be used as an economic alternative to chemical analysis when mapping heavy metal contamination in urban soil around the East Lake region, Wuhan, China.     

典型矿业城市的土壤重金属分布特征与复合污染评价——以“镍都”金昌市为例

通过对甘肃省金昌市(镍矿城市)建成区的土壤重金属调查研究,揭示了其重金属来源、污染现状及其环境风险。结果表明:当地主要矿产品Ni和Cu两种重金属的土壤污染最严重,与《土壤环境质量标准》(GB15618-1995)的III级标准比较,样品Ni和Cu的超标率分别为70%和57%,污染面积分别为26 km2和24 km2;土壤As和Cd污染主要集中在矿冶区和尾砂库附近,居民区土壤污染程度低;土壤Cr污染出现在尾砂库和采矿区附近,污染面积为3 km2。在城区土壤中,Co、Cu、Cd、Pb与Zn的污染来源及空间分布具有相似特征,而土壤As污染与Ni污染特征相近。Nemero综合指数评价结果表明,高风险区域主要分布在东部矿冶区、北部尾砂库和西南角采矿区,城市居民区的土壤重金属污染水平较低。     

中国公路交通的重金属排放及其对土地污染的初步估算

本文研究了全国各省市机动车Pb、Cu、Zn、Cd排放总量和公路两侧土壤中Pb含量的分布及其面积。结果表明,东部发达省份机动车的重金属排放量较西部地区大。使用含铅汽油的1990~1996年期间,北京市公路两侧土壤中Pb的年输入量为2.48~3.17 mg/ (kg · a)、累积量为11.4 mg/kg;1997~2003年使用无铅汽油后,两者分别下降到0.26~0.29 mg/(kg · a)和1.30 mg/kg。公路两侧的土壤中Pb含量随垂直距离的外延呈指数形式下降。公路交通对道路两侧土壤产生严重和轻度Pb污染的范围分别为距公路0~10 m和10~65 m。2003年北京市和全国受公路交通Pb污染的土地面积为2310 km²和28900 km²。公路交通的重金属排放是导致我国土地污染的重要原因之一。     

平顶山矿区丘陵坡地土壤重金属分布及污染特征

对平顶山矿区周边丘陵坡地土壤进行采样,分析了Cu、Zn、Cr、Ni、Pb 在不同海拔与矿区下风向不同距离处的分布特征及污染水平。结果表明：① 矿区丘陵坡地土壤存在不同程度的重金属累积,以Ni、Cr、Cu累积较重。② 五种元素均在矿区、坡底附近及近坡顶含量较高,而在矿区下风向以50 m内含量最高,之后呈递减趋势。③ Cu、Cr、Pb 随坡度减小而含量增大,Zn、Ni 在坡度5°~15°时含量最大;土地利用对坡面土壤重金属的分布不产生明显影响,林地、草地、坡耕地之间重金属含量也无显著差别。④ 五种元素均在矿区附近产生污染,矿区以下存在Cu、Ni、Pb污染,而矿区以上只有Ni 出现轻度污染;矿区下风向Cu、Ni 污染且迁移距离较远,Cr、Pb 仅在100 m内出现轻度污染,Zn 尚未达到污染水平。⑤ Ni、Cu、Pb 以人为活动源为主,Cr 和Zn以自然源为主。     

GWR模型在土壤重金属高光谱预测中的应用

目前土壤重金属高光谱反演模型大多忽视了重金属与光谱变量间相关关系的空间异质性,这与实际情况不相吻合,而地理权重回归（GWR）模型能有效地揭示变量间关系的空间异质性。本文以福州市土壤重金属Cd、Cu、Pb、Cr、Zn、Ni为对象,构建土壤重金属预测的GWR高光谱模型,并将预测结果与普通最小二乘法回归（OLS）结果进行比较分析,探讨GWR模型在土壤重金属高光谱预测中的适用性及局限性。结果表明：① GWR模型在土壤重金属高光谱预测中适用与否取决于重金属对光谱变量影响的空间异质性程度：对于Cr、Cu、Zn、Pb等对光谱变量影响空间异质性大的元素,其GWR预测精度较OLS提高明显,表现为GWR模型的调节R²较OLS模型有了明显提高,分别为OLS模型的2.69倍、2.01倍、1.87倍和1.53倍;而AIC值以及残差平方和较OLS模型却明显降低,AIC值减少量均大于3个单位,残差平方和则仅分别为OLS模型的25.33%、30.09%、47.22%和86.84%;对于Cd和Ni等对光谱变量影响空间异质性小的元素,相较于OLS模型,GWR模型的调节R²分别提高了0.015和0.007,残差平方和分别减少了5.97%和4.18%,但AIC值却分别增加了2.737和2.762,GWR预测效果改善不明显;② 光谱变换可以有效增强土壤重金属的光谱特征,其中以光谱的倒数变换效果最好,而且该变换及其微分形式可以很好地提高模型的预测效果;③ GWR模型的应用前提是变量间关系的空间非平稳性,适合在与土壤光谱变量间关系具有显著空间异质性的重金属高光谱预测中推广。     

淮南矿区重金属在土壤—女贞根系界面的迁移特征研究

以淮南煤矿复垦区木本植物女贞为例,根据木本植物吸附土壤重金属特点,提出新的采样方案,布设采样点,采用石墨炉法,测定样品中Cu、Zn、Cd、Cr和Pb等重金属含量,通过多参数统计回归趋势分析,探寻重金属在土壤—根系系统中的迁移特征。结果表明：木本植物根系对重金属吸收富集能力强,其迁移能力就较强,且迁移特征沿着根系遵循三次曲线模型（y=ax³+bx²+cx+d）;随着根系对重金属的吸收富集能力降低,其迁移能力也逐渐降低,且迁移特征沿着根系由三次曲线模型向直线模型趋势过渡。研究煤矿复垦区土壤—根系系统重金属空间分布特征,对于煤矿复垦区土壤的污染风险评价以及植物修复土壤效应研究,具有重要的理论意义和现实意义。     

人工苹果园持续时间对土壤重金属分布的影响

以陕西渭北旱塬典型苹果园为研究对象,运用SPSS数理统计软件进行数据分析,对该区洛川县不同种植年限苹果园土壤重金属含量进行研究,试图阐明种植年限对果园土壤发育过程的影响。结果表明:该区苹果园的高投入种植管理模式,能够影响重金属在土壤中的迁移与富集,使土壤重金属含量发生明显变化。随着树龄的增加(0→60 a),在0~20,20~40、40~60 cm各土层砷含量的差异逐渐减小(4.1→0.4 mg/kg);40 a树龄果园土壤铬含量在各个土层均达最高值(分别为:87.3、89.7和94.6 mg/kg),而60 a果园则在各个土层均达最低值(分别为:76.0、79.5和73.3 mg/kg);0~20 cm,铜含量与镍含量随树龄增加呈线性递增趋势(22.9→31.7 mg/kg与29.6→31.9 mg/kg);不同种植年限果园土壤铅含量均随土层深度的增加而降低;不同种植年限果园土壤锌含量随土层深度的变化没有明显的变化规律。不同树龄果园土壤环境指标的综合污染指数均小于0.7,土壤环境质量为清洁。     

中水灌溉下重金属在土壤中的垂直迁移及其对地下水的污染风险

中水灌溉是解决水资源短缺的潜在途径,关于中水灌溉条件下土壤中重金属的迁移行为及其对浅层地下水的污染风险至今仍缺乏研究。本文通过土柱模拟试验,分析中水灌溉条件下重金属在土壤中的迁移趋势及其对浅层地下水的污染风险。试验用添加重金属（As、Cd、Cu、Pb浓度分别为2、0.2、20、20 mg.kg-1）的人工污水和中水以1年、3年的灌溉量进行土柱淋溶实验。结果表明,淋溶20天（1年的灌溉量）以及60天（3年的灌溉量）,灌溉水中的As、Cd、Cu和Pb主要在表层（0¹0cm）累积。随着淋溶时间的延长,4种重金属（尤其是Cd）表现出向下迁移的趋势。但与地下水I级水质标准（GB/T14848-93）相比,淋滤液中4种重金属均未超标。因此,从本文的模拟试验来看,以北京市当前的中水进行灌溉,As、Cu、Pb对浅层地下水的污染风险不大。     

北京城市广场及校园表土(灰尘)中重金属水平与健康风险

通过对北京市城市广场和学校表层土壤与相应的地表灰尘中重金属含量调查,探讨土壤与灰尘之间元素分布的差异及来源,评估青少年在校期间通过灰尘摄入重金属的健康风险。研究表明:城市广场和校园土壤中Cu、Pb和Zn、灰尘中As、Cu、Pb、Zn和Cd显著高于北京市土壤重金属背景值,土壤(灰尘)中As、Ni、Cu、Pb、Zn和Cd超过背景值的样本比率分别为67%(27%)、13%(63%)、83%(100%)、73%(100%)、83%(100%)和53%(100%)。土壤中Cu、Pb和Zn存在一定积累,灰尘中Cd、Cu、Pb和Zn积累较重。灰尘中Cu、Pb和Zn显著高于土壤。校园土壤中Ni显著高于城市广场土壤,其他元素两者之间差异不大;校园灰尘中Ni、Pb和Zn显著高于城市广场。中学生通过校园灰尘摄入没有导致明显的健康风险。