土壤—作物系统中重金属元素的地球化学行为

对我国部分土壤和作物中重金属元素的分布特征作了概括性的论述，指出重金属元素的富集或贫化与成土母质、土壤环境等因素密切相关。母质母岩中元素含量高则相应土壤中该元素富集；土壤偏碱性或氧化条件下，重金属元素的有效性低；重金属元素通常富集于土壤表层0-20cm层位。不同种类的粮食、蔬菜对土壤中重金属元素具有不同程度的吸收和富集能力，叶类菜比茎类菜对重金属具有更强的吸收和富集能力，粮食作物的根比籽粒含重金属更多。对已污染的土壤大多采用生物修复和生态修复方法。     

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。     

北京东南郊土壤重金属元素分布及其在表层土壤中的富集特征

通过采集并分析北京东南郊地区表层(0～20 cm)和深层(160～200 cm)土壤样品的重金属元素,查明该地区土壤中元素分布特征,并通过建立半变异函数模型探讨重金属元素的空间自相关性,利用富集系数探讨元素在表层土壤中的富集特征,在此基础上划分出重金属元素显著富集区,并对富集原因进行了深入解释和分析.结果表明:研究区表...     

珠海市新马墩村农业园区土壤重金属分布特征及风险评价

农田土壤重金属污染问题日益凸显,已成为影响生态农业发展的主要问题之一,越来越受到人们的关注。小尺度范围的农田重金属空间分布特征研究能更为有效地指导土地精准管理。本文对珠海市新马墩村农业园区土壤、灌溉水、典型农作物、主要施用化肥进行采样分析,开展了小尺度农业园区土壤重金属分布特征及风险评价研究。结果表明:研究区表层土壤Cd元素含量较高,其平均值是珠江三角洲土壤背景值0.11mg/kg的3.7倍,处于中度污染级别、强生态危害程度,与长期大量施用含镉磷肥(磷肥Cd含量均值20.5mg/kg)有关。Cu、Pb、Zn、Cr、Ni、As、Hg元素含量平均值低于土壤环境质量一级标准值,处于轻微危害程度。4个土壤剖面中8种重金属分布呈现不同特征,主要受土壤质地的不均一性、岩性不连续性影响。灌溉水样品和5种典型农作物可食部分重金属均未超标,白菜、无花果对重金属富集能力较强,青枣、火龙果、天冬富集能力较弱。因此,本研究提出园区应减少磷肥使用量,重视镉潜在生态风险,优先种植对重金属富集能力较弱的品种,以降低土壤中重金属对农产品品质的影响。     

北京市延庆区土壤重金属元素地球化学特征及其来源分析

北京市延庆区是首都生态涵养区,开展土壤重金属分布特征及来源解析研究对保障土地安全利用、防控生态环境风险具有重要意义。采集延庆区2 354件表层土样及44件深层土样,测试分析了重金属元素As、Cd、Cr、Hg、Ni、Pb、V、Zn及Sc等含量。采用空间分布分析、多元统计分析与受体模型相结合的方法,阐明了土壤重金属元素分布特征,解析了土壤重金属潜在来源,并计算了不同来源对土壤重金属的相对贡献率。结果表明,表层土壤中V、Cr、Ni、As元素主要来源于成土母质,Cd、Zn、Pb含量高值区集中分布于人口密集区域,人为活动对该3种元素影响较大,而Hg主要受大气干湿沉降的影响。深层土壤中Hg元素在居民区含量较高,而其余元素均未受到人为活动的影响。     

甘肃嘉峪关市表层土壤重金属空间分布与评价

为研究嘉峪关市重金属分布对环境的影响,分析了嘉峪关市表层土壤重金属分布和含量变化,并评价其富集程度,判断其来源和影响因素。采用电感耦合等离子体质谱仪（ICP-MS）测量嘉峪关市134个表层土壤样品中六种重金属元素（Cr、Cd、Cu、Pb、Ni、Zn）的含量,其平均含量分别为281.6 mg/kg、0.35 mg/kg、60.68 mg/kg、51.39 mg/kg、108.65 mg/kg、161.0 mg/kg。在土壤重金属含量空间分布的基础上,用内梅罗指数法和地累积指数法对研究区土壤重金属富集程度进行了评价,六种元素地累积指数排序依次为: Cr > Cd > Pb > Cu > Zn > Ni,各功能区重金属元素整体富集程度依次为工业区 > 戈壁 > 生活区 > 农业区。戈壁采样点重金属元素含量（除Ni外）高于农业区,除工业因素外,地表植被的缺失加剧了戈壁地区重金属元素的富集。结合主成分分析,重金属元素空间展布,及内梅罗指数评价和地累积指数评价,分析了各元素可能的来源,认为Cr、Zn主要来自以钢铁生产加工为主的工业源,Cd、Cu、Pb来自于交通源,Ni可能与钢铁生产或当地背景值有关。通过分析嘉峪关市土壤重金属分布情况,以期为改善当地土壤质量提供科学依据,为我国西北地区土壤重金属的研究提供参考。     

南极长城站区土壤重金属含量特征及来源分析

频繁的人类活动对南极生态环境的影响越来越受到关注,在南极长城站周边人类活动密集区对土壤进行采样的基础上,分析长城站周边地区表层土壤中重金属含量特征,并结合近20年来长城站周边土壤中主要重金属含量的分布,展开对比研究,探讨长城站区主要重金属元素的来源。结果表明,8种主要重金属在长城站表层土壤中都有不同程度的富集,站区频繁的车辆活动使得汽车尾气排放及汽车轮胎磨损产生大量含重金属的有害气体和粉尘,这些物质沉降在站区土壤表层或许是南极长城站区土壤重金属富集的重要原因之一。     

合肥市土壤重金属元素异常及其生态效应

通过对合肥市及其周边地区表层土壤重金属元素异常空间分布特征的分析，查明了生活和工业排污是形成Hg、Cd、Pb、Zn异常的主要原因；相对于深层土壤，表层土壤具有明显的富集特征，自地表向下重金属元素含量呈迅速下降趋势。探讨了土壤重金属元素全量与有效量、土壤pH值的关系，土壤重金属元素有效度大小排序为：Cd〉Pb〉Zn〉Hg，Cd、Pb有效量与全量相关性显著，且与pH值呈负相关，随着土壤cd、Pb元素全量的增加以及土壤不断酸化，其生态风险将显著增大。异常区土壤重金属的累积已造成部分蔬菜重金属超标，进而影响到蔬菜食用安全性，因此，加强土壤环境质量保护，对保证合肥市社会经济可持续发展具有重要意义。     

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。     

土壤-水稻系统中重金属等元素的相互作用——以黑龙江庆安地区为例

在土壤-作物系统中,农作物吸收Cd、As等元素的影响因素非常复杂,其中,元素间的相互作用是影响生物富集系数的主要因素之一.为了研究土壤-水稻系统中重金属等元素之间的相互作用,在黑龙江省典型水稻生产基地庆安地区采集了89组水稻籽实及根系土样品,测试了样品中重金属元素含量,运用相关分析,探讨了水稻籽实及根系土中重金属等元素之间的相互关系.结果表明：水稻籽实重金属元素富集系数之间多呈正相关关系;籽实Cd元素富集系数与土壤Se,籽实Cu元素富集系数与土壤TOC均呈负相关关系;籽实重金属元素之间多呈正相关关系;籽实Zn与土壤As呈正相关关系,籽实Cu与土壤Cd呈负相关关系.研究区土壤-水稻系统中,水稻籽实对重金属元素吸收的影响因素非常复杂,元素间协同或拮抗作用多样,其作用机理有待深入研究.     

土壤—农产品系统中重金属含量关系的影响因素分析

针对浙江省主要粮食、油料大宗作物以及蔬菜、茶叶等各类典型经济作物,选择典型种植区开展了农产品及根系土壤调查,根系土壤样测定了土壤有机质、酸碱度及十多种重金属元素含量,农产品样测定了十多种重金属元素含量。采用分类统计、相关分析、含量分布散点图等方法,研究了农产品与土壤中重金属含量关系。结果表明,作物种类是决定农产品重金属含量的最主要因素;农产品与土壤中重金属含量总体上具有共消长的趋势;土壤有机质、pH值是影响作物对土壤重金属吸收累积的重要环境因素;作物样品采集、加工和分析过程中沾污问题可能会对土壤-农产品重金属含量的相关性产生较大影响。     

广西岩溶区土壤铁锰结核重金属富集的地质特征

广西岩溶区农田土壤重金属污染形势严峻。该地区土壤含有大量铁锰结核,其主要成分为铁和锰的氧化物,对重金属有着较强的富集作用。铁锰结核伴随着土壤形成过程而产生,也是反映土壤形成过程及成土环境变化的良好载体。研究铁锰结核中重金属的富集特征有助于了解广西岩溶区土壤中重金属元素的富集过程和富集特征。文章对广西柳江和桂平的土壤与其中的铁锰结核进行了成分分析,通过微量元素分析得到铁锰结核对Ni、Cu、Cd、Zn、Pb、Co、Ba、As、Cr等重金属元素的富集特征,通过Ti/Al2O3的比值关系推断了铁锰结核与土壤的物质来源。此外,还对铁锰结核进行了激光共聚焦显微拉曼光谱仪（Laser Microscopic Confocal Raman Spectrometer）、扫描电镜和能谱仪（SEM-EDS）分析。通过铁锰结核内部同心环带状圈层结构及其内部的元素分布周期性变化的特征,推测结核形成机制。铁锰结核的形成固定了大量重金属元素,减轻了土壤重金属污染负担;但如果铁锰结核发生了溶解则会导致Mn及受其控制的部分重金属（Co、Cu、Ni、Ba）重新释放回到土壤,加重重金属污染。     

太原盆地农田区大气降尘对土壤重金属元素 累积的影响及其来源探讨

通过研究太原盆地大气干湿沉降中重金属元素的含量分布特征及年输入通量,讨论其对土壤中重金属元素累积的影响。同时采用富集因子法探讨降尘物质的来源。研究结果表明,降尘中重金属元素As、Cd主要来源于人为活动,Pb的来源可能是人为源和自然源。而Hg则主要来源于自然源。     

云南省宣威市农耕区土壤重金属元素分布影响因素及生态风险评价

为探究云南省碳酸盐岩风化区重金属污染特征及分布影响因素,选取云南省宣威市农垦区为研究对象,利用1:5万土地质量地球化学调查成果,通过分析表层土壤重金属元素累积特征及分布规律,并结合土壤理化性质及地形因素等数据,研究驱动农垦区土壤重金属元素富集的影响因素,并利用富集指数法(EF)和潜在生态风险评价(RI)进行污染评价.结...     

黑龙江省松嫩平原南部大气颗粒物地球化学特征及来源解析

研究采集了黑龙江松嫩平原南部28个夏季大气颗粒物样品,分析了不同粒径(TSP、PM10、PM2-5)样品中常量和微量元素含量,对元素浓度含量特征、元素间相关性和空间分布特征进行了分析,并使用富集系数法和因子分析法进行元素来源解析。研究表明：在PM10-100中富集的元素多在地壳中含量很高,重金属元素在PM2-5中高度富集,不同粒径大气颗粒物中各元素质量浓度整体水平为：大庆>绥化>哈尔滨>齐齐哈尔。富集因子分析表明：Fe、K、Ti、Mn、Co的富集因子小于1或非常接近1,Ca、Mg、Ni、Cr的富集因子大于1但仍小于10,Na、Zn、Cu、Cd、Pb、Se的富集因子大于10,表现出较为明显的人为来源特征。参照颗粒物不同源主要标识元素,对各元素进行主因子分析结果表明：松嫩平原南部大气可吸入颗粒物的主要来源是土壤扬尘,此外还有燃煤、垃圾焚烧、汽车尾气、碱尘大气传输、燃油和工业来源。     

安徽省宣城市南部地区土壤重金属元素地球化学特征

利用1∶25万土地质量地球化学调查数据分析和研究了安徽省宣城市南部地区土壤中As、Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb、Zn 8种重金属元素的地球化学特征以及重金属异常来源。调查发现地质背景是土壤元素含量的主控因素,调查区表、深层土壤重金属元素含量空间分布特征与地质背景、沉积环境表现出显著的空间一致性,重金属高含量成土母岩(荷塘组、皮园村组、蓝田组等地层)是土壤重金属元素高异常的主要影响因素,此外矿山开采、大气干湿沉降也是土壤重金属高异常的影响因素之一,土壤中Pb、Hg、Cd、Cr元素具有大气干湿沉降的输入来源。调查区土壤重金属污染风险主要影响指标为Cd,土壤Cd超过农用地土壤污染风险管制值的样品比例为2.56%,形态分析结果显示土壤Cd以离子交换态为主,结合农作物调查发现在土壤Cd高异常区存在一定的生态风险。     

福建铁观音茶园生态地球化学特征

东南沿海是铅等重金属的地球化学高背景区。该地区广泛分布酸性红壤,酸雨沉降、不适当施肥导致土壤酸化以及由此引发土壤重金属生态风险令人关注。以福建省铁观音主产区为研究区,采集了79个茶园的表层和亚表层土壤样、茶叶样品,测定了重金属元素以及土壤常量元素和理化指标。研究表明,福建铁观音茶园土壤中Hg、Pb、Se、Zn高含量主要由地质背景所引起,土壤常量组分、有机质、酸碱度等理化条件对土壤元素含量有一定的影响;铁观音茶树老叶中As、Cd、Cr、Hg、Se、Pb、F等非植物营养元素含量明显高于嫩叶,显示这些元素随植物生长逐渐累积的特征,而嫩叶中植物生长必需的营养元素Cu、(Ni)、Zn则高于老叶,反映出微量营养元素在茶叶生长部位相对富集的特征;多数情况下土壤与茶叶间元素含量相关性差,说明茶树对土壤元素的吸收累积受到多种复杂因素的影响。研究表明茶叶与土壤Pb、Cr具有显著正相关性,为建立铅污染土壤生态效应预测评价模型提供了基础依据。     

长沙、株洲、湘潭三市土壤中重金属元素的来源

为追踪长沙、株洲、湘潭3个城市表层土壤中Cd、As、Pb等重金属元素的来源,分析了土壤、基岩、大气干湿沉降、水、悬浮物等介质之间重金属元素的质量平衡和土壤自身重金属元素含量随时间变化的特点。结果显示,除As外,区内基岩中的重金属元素含量低于克拉克值;残积物中Cd相对基岩贫化,As、Pb、Cu、Hg等重金属元素相对基岩的富集小于3倍;大气干湿沉降重金属元素相对土壤富集了数倍至数十倍;湘江水体主要向沿江潮土提供As、Cd物源:近50年内土壤重金属元素有较高的增加速率。不同介质间重金属元素的质量变化特点支持长沙、株洲、湘潭三市土壤重金属元素富集的主要物源为大气沉降,地表水及悬浮物是沿江湖土重金属元素的主要物源,基岩对土壤提供的物源有限的结论。     

云南典型地质高背景区土壤重金属含量特征及污染风险评价

云南峨眉山玄武岩和碳酸盐岩分布区为典型重金属地质高背景区,选取云南鲁甸县典型地质高背景区为研究对象,采集1406件表层土壤样品,系统研究土壤中重金属含量特征,评价土壤重金属污染风险,重点探讨不同地质岩性对土壤重金属含量的影响,分析土壤重金属的来源。结果表明:(1)表层土壤中Cu、Cr、Cd、Zn和Ni含量均超出云南省背景值,土壤重金属含量明显受成土母质影响,碳酸盐岩明显富集Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb、Zn,飞仙关组碎屑岩明显富集Cr、Cu、Ni、Cd,玄武岩明显富集Cu、Cd、Zn、Cr,均为典型的地质高背景区;(2)表层土壤重金属综合评价等级以风险可控为主,碳酸盐岩、飞仙关组碎屑岩和玄武岩土壤中污染风险较高的重金属元素主要为Cd、Cu、Cr、Ni,且明显受玄武岩岩浆活动影响;(3)主成分和空间分析结果显示,地质高背景区土壤重金属高含量主要为成土母岩中重金属高含量及其风化成土过程中次生富集作用导致,人为影响相对较小。     

延吉市城市生态地球化学研究

本文对延吉市区及建成区范围内的不同城市功能区进行大气降尘采样,对采集到的污染源样品进行化学组分分析;以Al为参比元素,以中国土壤A层元素背景值进行大气降尘重金属元素富集特征分析;采用地积累指数评价土壤、大气降尘沉积物中重金属的污染状况。研究表明,延吉市的降尘具有多源性特征,降尘对表层土壤元素质量分数的影响小,土壤中重金属污染物检出种类较少、浓度低且呈点状污染、部分地区集中检出的分布特征。