北京市密云区农业土壤重金属元素地球化学特征及生态风险评价

在北京市密云区西南部农业区系统地采集了1 065件表层土壤样品,对其中Ni、V、Cr、As、Cd、Pb、Zn、Hg 8种重金属元素的含量开展了测试分析。采用多元统计分析法及空间分析法,阐明了这些重金属元素的地球平均化学分布特征,并探讨了其可能的主要来源。结果表明,8种重金属元素主要分为3类：第一类为Ni、V、Cr、As,其含量低于北京地区背景值,其分布主要受成土母质等自然因素的影响;第二类为Cd、Pb、Zn,其平均含量高于背景值,且居民区含量最高。除继承成土母质外,此类元素的分布特征受人为活动影响较大,其中Cd受人为活动影响的程度明显高于Pb和Zn;第三类为Hg,推断大气沉降为影响Hg分布的主要因素。主要采用Hakanson法评价了土壤中重金属的生态风险,结果表明该地区潜在生态危害指数较低。     

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。     

云南省安宁地区土壤重金属等元素生态地球化学调查与评价

云南省安宁市是长江上游滇中经济发展和生态文明建设的重要地区。本文以2018～2020年度在安宁地区系统采集的表层土壤样品为研究对象,对研究区表层土壤重金属等元素含量特征和富集程度进行研究,利用地累积指数和潜在生态风险评价指数对土壤重金属的生态风险进行评价,并采用相关性和主成分分析其来源。结果表明,研究区土壤重金属Cr、Zn、As、Cd、Pb、Hg以及放射性元素U显著高于云南省土壤背景值,且变异程度较高,空间分布不均;重金属Cr地质异常累积程度最高,As、Cd和Hg潜在生态风险等级高,生态风险主要集中在磷矿采区及螳螂川流域钢铁厂、化工厂周边。研究区土壤中Cr、Ni、Cu可能更多地来源于成土母质;Cd、Pb、Zn和As高含量区受人为活动的影响较为显著;Hg可能存在复合污染源。本研究结果将为识别安宁地区土壤重金属的来源及当地土地资源安全管护提供科学依据。     

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。     

海南岛表层及深层土壤重金属分布特征及源解析

地学统计及多元分析是判断土壤中重金属元素来源和影响因素的有效方法。区域尺度上不同岩性地区表层及深层土壤中重金属元素含量和空间分布的对比分析,也可以为区分重金属元素来源提供有价值的信息。本研究在海南岛共采集了8 713件表层土壤样品和2 197件深层土壤样品,分别测定了其中8种重金属元素和Sc等元素含量。结果表明,表层和深层土壤中As、Co、Cr、Cu、Pb、Zn、Cd、Hg的平均含量分别为5.29 mg/kg、11.95 mg/kg、60.79 mg/kg、17.24 mg/kg、26.18 mg/kg、51.22 mg/kg、0.081 mg/kg、0.043 mg/kg和5.53 mg/kg、12.89 mg/kg、65.24 mg/kg、19.97 mg/kg、29.15 mg/kg、58.87 mg/kg、0.065 mg/kg、0.029 mg/kg。通过Pearson相关性分析和多元成分数据分析,发现影响海南岛表层和深层土壤中重金属元素分布的主要因素为成土母岩的岩性、成土过程以及人类活动。分析结果表明,As、Co、Cr、Cu、Pb、Zn元素主要继承于土壤母质并受成土过程影响,而Cd和Hg元素受到人为活动输入影响较大。     

福建龙海土壤垂向剖面元素分布特征

基于福建省龙海市4类典型成土母质的垂向土壤剖面样品分析数据,研究了常量组分和微量元素含量及剖面分布特征。结果表明:研究区在温暖湿润气候条件下,化学风化作用强烈,Ca、Mg、Na、Si、K淋失贫化,含量明显低于全国均值,Al、Fe则相对富集,风化淋溶系数(ba)和硅铝铁率(Saf)值远低于全国土壤,土壤风化程度达到脱硅富铝铁阶段,花岗岩类成土母岩区风化作用尤为强烈;剖面土壤环境质量总体较好,微量元素含量与成土母质密切有关,九龙江口冲海积成因(剖面1)土壤重金属含量明显高于其他3个剖面;多数微量元素垂向分布受常量组分的控制,As、Cd、Cu、Hg、Pb、Zn与土壤中Fe等组分具有显著正相关性。因表层土壤中细粒黏质组分随地表径流淋失或下渗迁移,导致表层土壤低Fe、Al和重金属元素;在生物地球化学循环和人为污染的影响下,Hg、Cd、Pb、Zn等在表层土壤呈富集特征;多数重金属元素的相对富集系数小于1.0,且表层土壤无明显富集特征,认为除Hg、Pb等少数重金属元素外,其他元素受人为污染影响较小。     

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。     

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。     

福建省龙海市南部表层土壤重金属元素累积特征研究

基于2004年和2015年福建省龙海市南部表层土壤获得的重金属元素和pH值测试数据,采用数理统计方法分析该区土壤Cd、Hg、Pb、As、Cu、Zn及pH值等指标的累积变化特征及影响因素.龙海市南部表层土壤Cd、Cu、As等重金属元素呈一定程度的正累积趋势,其中As和Cu的平均相对累积率分别为4.943％和5.486％;...     

漳州市城市土壤重金属含量特征及控制因素

讨论了 108个取自漳州市城区公园、生活区及环城菜地等不同功能区的表层 (0～ 20 cm)土壤样品中重金属含量及分布特点,根据土壤中重金属元素与主元素间的相关分析、聚类分析,探讨了影响土壤中重金属分布和来源的因素.结果表明,漳州市城市土壤 Hg、 Cd、 Pb、 Cu、 Zn、 As、 Cr和 Ni的平均含量分别为 0.471 mg/kg、 0.353 mg/kg、 75.9 mg/kg、 32.6 mg/kg、 106.7 mg/kg、 6.86 mg/kg、 29.7 mg/kg和 12.8 mg/kg,其中相对于区域土壤背景值与国家土壤环境质量标准,污染较突出的元素是 Hg和 Cd.深受人为污染活动影响的城区土壤和菜地土壤重金属平均含量也尤为突出,城区土壤 Hg平均含量最高,菜地土壤 Cd平均含量最高.元素的相关性分析和聚类分析结果表明 Hg相对于其他元素表现较独立, S对 Hg有一定的捕获能力;As、 Cr和 Ni是受控于成土母质的元素组合;Cd和 Pb是受人为污染影响较强的元素, Cu来源于地质成因的比例较大;Zn受控于土壤中锰氧化物粘粒.     

山东省沂南县东部土壤重金属地球化学特征及源解析

为查明山东省沂南县东部地区土壤重金属污染现状和污染源,系统采集了4 779件表层土壤样品,测试分析Cd、Hg、Pb、As、Cr、Ni、Cu、Zn元素含量及pH值,用地统计学、多元统计、空间分析等方法,探讨土壤重金属元素地球化学特征及其可能来源。结果表明,研究区土壤Hg含量均值略高于临沂市表层土壤背景值,另外7种元素含量均值与临沂市土壤背景值相当。与GB 15618—2018土壤环境质量农用地土壤污染风险管控标准筛选值相比,研究区土壤8种重金属元素浓度超标率低,但极大值的超标倍数较大,反映局部点式和小片污染较重。研究区8种元素含量水平总体表现出由西到东三级台阶下降的特征。研究区土壤中Cd、Pb、Zn、As高含量主要受控于自然源母岩,叠加了程度不同的工矿交通和农业活动因素;Cr、Ni几乎完全受控于成土母岩;Hg、Cu主要受控于沂南金场、铜井金矿采冶活动,其次受工业和交通排放以及农业粪肥、农药施用影响。     

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。     

首钢地区表层土壤重金属的分布特征及污染评价

利用多元统计分析和空间分析相结合的方法,分析了首钢地区表层土壤中Fe、Cr、Ni、V、As、Cd、Pb、Cu、Zn、Hg 10种重金属元素的地球化学特征。研究结果表明,10种元素可以归结为4类:第一类Ni、V、As的含量低于自然背景值,主要受成土母质等自然因素的影响;第二类Cd、Cu、Pb、Zn的含量已经超出自然背景值,其中Cu、Pb、Zn属于轻度污染,Cd属于中度污染,这一类元素主要受到交通和冶炼等人为因素的影响,高值区主要分布于居民区;第三类为Fe、Cr,同时受到自然因素和人为因素的共同影响,高值区集中分布在厂区和部分居民区;第四类为Hg,Hg因其是一种非点源污染的元素而单独聚为一类,主要受到人为因素的影响且高值样点位于河流区。总体而言,首钢地区表层土壤已经受到部分污染,需密切关注其对环境的危害及人群的潜在健康风险。本研究对该区域土壤污染风险评价和土地利用规划等具有一定的借鉴意义。     

云南省武定县土壤重金属地球化学分布特征及其来源浅析

为探明西南地区耕地土壤重金属污染的分布特征及来源,选取云南省武定县优耕区为研究区,在分析1802件表层土壤和4条剖面土壤重金属含量的基础上,运用地累积指数法评估重金属污染风险,利用地统计分析、单因子方差分析、正定矩阵分析探讨重金属的空间分布特征、污染水平及潜在来源。8种重金属与云南省背景值相差较小,其中Cr、Ni平均含量高于云南省背景值,是其背景值的1.75和1.14倍,As、Cu、Hg、Ni、Pb和Zn低于其背景值。8种重金属元素呈现东高西低、南高北低的分布趋势,异常区分布规律明显。地累积指数结果表明,8种重金属中仅Cd存在轻微污染,其余元素均处于无污染水平,与以往认为西南地区是地质高背景区、土壤污染严重有较大出入,需要对西南重金属高背景区的观点进行重新认识和修订。研究区内8种重金属主要有3个污染源:矿业开采源、肥料和交通污染源和成土母质源。其中,As、Cu、Hg主要受迤纳厂铜矿开采的影响; Pb、Cd、Zn受刺竹箐铅锌矿床的开采、交通污染和肥料施用的共同影响; Cr、Ni受成土母质影响较大。     

某矿区土壤重金属分布特征及来源解析

为探究赣南某矿区土壤重金属污染状况及来源,以该矿区内40个土壤样品为研究对象,分析了土壤中Cu、Pb、Zn、Cr、Ni、Cd、As和Hg等8种重金属元素的含量,并采用频率直方图、相关性分析、主成分分析等多种统计方法探究了土壤重金属含量的分布特征及来源。研究结果表明:(1)研究区8种重金属中有7种不同程度地超过了江西省土壤重金属元素背景值;(2)Pb、Zn、As和Hg的含量接近正态分布,而Cu、Cr、Ni和Cd的含量则呈现出右偏分布的趋势,这可能与研究区矿山开采活动及土地利用类型等因素有关;(3)矿区土壤重金属相关性分析表明,Cu、Cr、Ni的同源性较高,可能具有相同的污染源,而Pb、Zn、Cd等元素与Cu、Cr、Ni相比,其来源可能存在一定的差异;(4)主成分分析结果显示,矿区内土壤中8种重金属元素含量可以由2个主成分来解释,所代表的实际意义按贡献率排序分别是成土母质和人为采矿活动;(5)矿区内土壤重金属污染物主要为Pb、Zn、Cd,人为采矿活动是这三种重金属污染的主要来源。     

土壤重金属地球化学特征及环境评价——以张北县二台镇为例

张家口北部坝上草原地区属于典型的半干旱草原牧区,近年来受到人为活动影响,土地荒漠化加剧,草原生态系统受损严重。本研究依据张北县二台镇土地利用现状边界布设了136个土壤采样点,测定了土壤21个指标。运用主成分分析法与GIS空间插值(IDW)方法来分析土壤中重金属元素的空间迁移富集与分异机理,并采用地累积指数法、潜在生态危害指数法对表层土壤9种重金属元素(Cd、Hg、Mn、Cr、Cu、Pb、Zn、Ni和As)污染程度、生态风险进行评价。结果显示:研究区9种重金属元素土壤环境质量单指标等级评价以一等、低风险土壤为主。根据因子分析和主成分分析,Hg、Pb受人类活动及成土母质控制,其余7种元素均受成土母质的控制。地累积指数结果显示, 9种重金属元素除Hg以外地累积指数均小于0,总体为无污染等级,Hg为中污染等级。潜在生态危害指数结果显示Hg和Cd为潜在危害元素,其中Hg整体达到很强生态危害程度,Cd达到中等生态危害程度,其他元素为轻微生态危害程度。重金属综合生态危害指数(RI)表明在研究区七间窑村—哈拉勿素村以西地区为中等生态危害风险区,其余地区为轻微生态危害风险区。     

广东汕头市内海湾沉积物重金属环境质量调查与评价

内海湾底泥沉积物的环境质量状况与水生生物的生存和人体健康关系密切。在广东汕头市内海湾两岸23个点位采集了表层(0~20 cm)和深层(100~120 cm)底泥沉积物样品46件,对其pH值和Cd、Hg、As、Pb、Cr、Cu、Zn计7项重金属及K含量进行测试分析,调查底泥中这些重金属的含量特征,并参照农用地水田土壤污染风险管控标准对重金属环境污染质量进行评价。结果表明汕头内海湾底泥沉积物的pH介于7.00~8.82之间,平均值为7.83,在46件样品中41件样品的pH值大于7.5。内海湾底泥中7项重金属元素的含量均明显低于环境污染风险管制值,即对该区底泥重金属环境污染不需要管制。Cd、As、Pb、Cr这4项重金属含量均低于污染风险筛选值,其污染风险可以忽略。2件表层样品的Hg含量值高于污染风险筛选值,18件样品的Cu和Zn含量值高于污染风险筛选值,因此建议对底泥中Cu、Zn、Hg含量进行环境质量监测。K含量介于0.70%~2.59%,平均值为1.54%。基于表层底泥和深层底泥元素含量对比分析,认为该区Hg污染来源应为人为源;Cu、Zn的污染来源一部分为人为源,另一部分可能为人为源、自然源或二者的混合源。     

秀山-酉阳地区土壤环境地球化学特征

基于重庆秀山县、酉阳县土壤地球化学调查数据,对深、表层土壤中As、Cd、Cu、Cr、Hg、Ni、Pb、Zn等8个重金属元素的分布特征,土壤的酸碱度、母岩对土壤地球化学特征的影响等进行了分析。结果表明,不同类型土壤中各元素富集特征不同;表、深层土壤均以酸性为主,土壤酸碱度影响重金属的空间富集与贫化特征,适当提高土壤pH值使其呈弱酸性或弱碱性是降低重金属污染的一项有效措施。通过分析,将研究区土壤环境背景分为三类,其中,重金属元素高背景区空间分布的非自然源特征明显,主要为人类活动形成的点状或面状异常,是该区生态环境面临的主要问题。     

内蒙古赤峰锡伯河流Ⅱ土壤-中药材系统中的重金属元素——含量分布特征及生态效应评价

基于表层土壤、中药材及根系土等样品的测试数据,研究了赤峰市锡伯河流域牛家营子镇中药材种植区表层土壤As、Cd、Cu、Hg、Pb五种重金属元素的含量、空间分布特征、污染程度及不同中药材对土壤重金属元素的累积特征和草药重金属污染程度.结果表明,中药材种植区表层土壤As、Cd、Cu、Hg、Pb五种重金属元素成因来源一致,为伴生关系,主要来自成土母质,其含量均值分别为8.729×10^-6、0.142×10^-6、21.146×10^-6、0.036×10^-6、23.651×10^-6;Hg、Cd元素变异系数分别为0.639、0.472,达到强度变异,原因是二者土壤本底含量较低,更易受到各种因素影响.土壤重金属单项和综合污染指数均小于0.7,土壤质量清洁,符合中药材GAP基地建设土壤环境要求.桔梗、北沙参和牛膝3种中药材药用部位重金属富集系数或污染指数均小于0.50,其含量都远低于中药材重金属含量限定值,牛家营子镇中药材种植区产出的中药材均符合绿色行标要求.     

云南中高山丘陵区土壤重金属元素空间分布格局及驱动机制

【研究目的 】查清滇中中高山丘陵区土壤重金属地球化学特征及驱动机制,服务于高原特色农业发展和乡村振兴战略的实施。【研究方法 】以滇中大姚县、姚安县和南华县为研究区,依据1∶25万土地质量地球化学调查数据,采用地统计学分析土壤重金属来源、空间分布格局及驱动机制,建立滇中中高山丘陵区土壤重金属表生地球化学过程驱动模式。【研究结果 】研究区表层土壤中Cd、Hg含量均值高于深层土壤背景值,Cr、Ni高于云南省土壤背景值,除As、Hg、Sb外的其他重金属显著高于全国土壤背景值,局部地区土壤可能存在As、Cd、Pb生态风险。构建的最小数据集的元素为As、Co、Cr、TFe、Ni、Pb、Sb、Sn、V、Zn,莫兰指数显示均具有显著的正空间自相关性。空间分布特征呈现变质岩和侵入岩重金属含量高、碎屑岩和第四系冲积物含量低的特点。多元统计分析与重金属空间分布特征表明Co、Cr、TFe、Mn、Ni、V主要来源于成土母质,As、Sb、Sn受原生地层与成矿地质背景影响较大,Cd、Pb、Zn主要受工矿活动等人类活动影响。【结论 】重金属元素的分布与地层分布高度耦合,地质背景控制了表层土壤重金属的空间分布格局,不同...