理论α系数法波长色散X射线荧光测定土壤中的重金属

近年来,重金属带来的土壤污染问题日益严重,快速、准确、有效地测定土壤中重金属种类及含量对土壤重金属污染评估及后续污染防治具有重要意义。本研究建立了波长色散X射线荧光光谱法同时测定土壤样品中铬、铅、锌、铜、钴、镍、锰、钒8种重金属元素含量的检测方法,通过经验法与理论α系数法的结合,优化了实验条件,方法线性良好,准确度与精密度较高,并且极大的简化了测定过程,提高了工作效率。将应用于土壤重金属含量初步评估,与ICP-MS的测定结果吻合度高。土壤监测结果表明,目标区土壤均符合二级土壤限量标准,该区土壤环境质量总体较好。而且该法减少了实验前处理过程中化学试剂的使用,避免了前处理过程中带来的环境污染问题,适用于规模较大的地质、农业、环境监测分析等生产单位进行土壤中重金属元素的快速测定。     

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。     

南京东郊沿江地区农用地土壤重金属分布特征及风险性评价

为查明南京东郊沿江地区农用地土壤重金属污染物类型及其影响范围,在该区采集了688个表层土壤样品,测定了pH值及As、Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb、Zn等重金属元素含量,采用单因子指数法、内梅罗综合污染指数法、潜在生态危害指数法进行污染风险性评估.结果 表明:与南京市土壤元素背景值相比,除Hg外,As、Cd、Cr、...     

廊坊地区土壤重金属存在形态及有效性分析

通过对廊坊39个样点根系土中As、Cd、Cr、Hg、Pb共5种重金属元素各形态含量的统计与分析,总结出该区根系土重金属元素形态组成特征,初步分析了各重金属元素在土壤中的地球化学行为。运用相关性分析方法,对5种重金属元素有效态含量与全量及土壤pH、TOC的相关性进行分析。根据分析结果,重金属元素有效态含量的高低不仅受其全量的影响,而且与土壤pH、TOC亦有着密切关系。该结论为评估廊坊表层土壤重金属元素污染程度提供了理论依据。     

北京某金矿区土壤重金属污染特征及风险评价

使用网格布点法采集144个浅层土壤样品,分析测定As、Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb和Zn共8种重金属元素的含量.通过多元统计方法、土壤重金属含量空间分布及极值点分析,揭示了金矿地区土壤污染特征及污染风险.结果显示,区内浅层土壤重金属含量超过该地区背景值较高的元素为Pb、As、Cd,与背景值接近的元素为Cr与Ni.重金属污染风险较高的区域集中分布在金矿开采区、尾矿库、选矿厂及其下游约1.5 km范围内,主要污染元素为As、Cd、Pb、Cu、Zn,基本不存在Cr、Ni、Hg污染.相关性与主成分分析结果显示,矿山开采及冶炼是土壤重金属污染的主要来源.污染物的主要迁移途径为金矿开采区、尾矿库及选矿厂的废渣和尾矿析出的重金属通过废渣及尾矿堆的孔隙下渗进入底垫土壤,通过地表径流进入下游土壤中.     

北京某金矿区土壤重金属污染特征及风险评价

使用网格布点法采集144个浅层土壤样品,分析测定As、Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb和Zn共8种重金属元素的含量.通过多元统计方法、土壤重金属含量空间分布及极值点分析,揭示了金矿地区土壤污染特征及污染风险.结果显示,区内浅层土壤重金属含量超过该地区背景值较高的元素为Pb、As、Cd,与背景值接近的元素为Cr与Ni.重金属污染风险较高的区域集中分布在金矿开采区、尾矿库、选矿厂及其下游约1.5 km范围内,主要污染元素为As、Cd、Pb、Cu、Zn,基本不存在Cr、Ni、Hg污染.相关性与主成分分析结果显示,矿山开采及冶炼是土壤重金属污染的主要来源.污染物的主要迁移途径为金矿开采区、尾矿库及选矿厂的废渣和尾矿析出的重金属通过废渣及尾矿堆的孔隙下渗进入底垫土壤,通过地表径流进入下游土壤中.     

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。     

基于CASI & SASI航空高光谱的雄安新区西南部农田土壤 重金属镍含量反演研究

农田土壤中重金属元素富集会严重制约农作物的生长,且对人类健康造成潜在威胁。高光谱遥感数据具有极高的光谱分辨率,因而可在土壤重金属污染元素信息的定量研究中发挥重要作用。本文以雄安新区西南部及其周边农田土壤作为研究对象,在实验室测定土壤重金属元素Ni的含量,并与土壤可见-近红外高光谱数据建立土壤重金属Ni含量的定量估测模型,进一步基于CASI&SASI航空高光谱数据快速反演研究区农田土壤重金属Ni的含量,获取其分布特征。本文研究并建立了研究区土壤重金属元素基于不同光谱变换形式的多元逐步回归、偏最小二乘回归和BP神经网络统计估算模型,通过模型验证与对比,探索研究区土壤重金属Ni元素含量的最优反演模型。研究结果表明: （1）基于各光谱变换的BP神经网络模型的建模和预测精度整体上大于偏最小二乘法和多元逐步回归法模型,模型拟合精度高,预测能力较好;（2）综合来看,一阶微分处理能普遍改善模型预测效果,其中BP神经网络模型的一阶微分变换结果最佳,对于Ni元素建模精度R2高达97.1%,验证集精度R2高达98%以上;（3）选用精度最好的BP神经网络模型,通过CASI&SASI高光谱数据对研究区重金属Ni含量进行反演,反演结果与实测Ni含量数据一致性很好。     

济南市土壤重金属污染现状及其土壤生物学表征

以济南市区及郊区农田土壤为对象,研究土壤中重金属污染的特征,结果表明,土壤重金属污染不仅引起了生态环境的恶化,而且影响土壤生物多样性,降低了土壤活性。济南市土壤动物各类群的数量与土壤重金属元素含量的相关性统计结果显示:土壤原生动物数量与Co、Ni含量呈明显负相关;土壤线虫数量与Cu、Mo含量呈显著负相关;旱生土壤动物数量与Cu含量呈显著负相关;说明重金属元素对土壤动物多样性具有不利影响,土壤线虫是耐污种类,旱生动物多为不耐污种类,土壤线虫与旱生动物密度之比可以作为土壤重金属污染程度的生物学指标。通过对土壤地球化学元素含量与土壤生物学参数的相关性分析,找到了重金属的敏感生物指标:Pb污染的生物学指标为土壤线虫;As污染的生物学指标是真菌PLFA含量等,用土壤生物作为敏感、快速的重金属污染生物毒性的指示物,具有广阔的应用前景。     

冀东平原土壤重金属元素的存在形态及有效性分析

通过对冀东平原根系土中8种重金属元素形态含量的统计与分析,总结出其形态组成特征,初步分析了各重金属元素在土壤中的地球化学行为。笔者运用相关性分析方法,对重金属元素有效态含量与全量及土壤pH、TOC的相关性进行分析,从而得出重金属元素有效态含量的高低不仅受其全量的影响,而且与土壤pH、TOC亦有密切关系,这为表层土壤重金属元素污染程度的科学合理评价提供了理论依据。     

新庄孜矿塌陷区煤矸石中重金属迁移对覆土影响

针对淮南新庄孜矿覆土造地中煤矸石填充带来的重金属元素迁移污染进行了研究。结果表明:煤矸石中有毒元素Pb、As、Cd、Hg向覆土有一定迁移,且距离煤矸石越近的土壤中重金属含量明显增高;虽然覆土中重金属含量均超过淮南土壤的均值,但是该土壤中Pb、As和Cd含量均符合国家二级标准;其中土壤中Hg含量分别符合国家一级标准和二级标准。须对覆土中重金属元素进行跟踪研究。      

长江武汉段冲积土壤中重金属的环境地球化学特征

长江沿江全流域的重金属元素镉异常带引发了人们对沿长江流域城市的镉及其他重金属元素的环境地球化学特征及生态效应的关注。本文以长江流域具有重要的经济发展战略意义的武汉为研究区,对长江武汉段沿岸的冲积土壤中主要重金属元素镉、铜、铅、镍、铬的含量和以BCR法分步提取的弱酸提取态、可还原态、可氧化态和残渣态等4种形态的分量进行了较系统的分析,同时,配套分析了蔬菜样品中的重金属元素镉、铜、铅、镍、铬的含量,以便了解重金属元素的环境地球化学特征。结果显示,长江武汉段沿岸的冲积土壤中,重金属镉含量超标;铅、铜、镍元素含量接近国家土壤环境质量标准二级指标,基本上对植物和环境不造成危害和污染,满足一般农田、蔬菜地、茶园、果园、牧场等土壤环境标准;铬元素含量较低,接近其背景值。长江武汉段沿岸的冲积土壤中重金属元素的含量和活动性强的弱酸提取态分量随着采样点位置距离武汉钢铁厂越近而增大,显示重金属污染的部分原因可能是工业生产造成的。重金属元素在表层土壤中存在积累效应,表现为表层土壤中重金属元素含量高于对应深层的含量。重金属元素的形态分布特征与各自的地球化学性质有关,活动性强的弱酸提取态镉和铅分量高,具有潜在的环境危害。这些土壤中种植的蔬菜中,重金属元素镉含量普遍明显超标,部分蔬菜中铅元素含量超标,铜、镍、铬元素含量正常。     

海南琼中岩-土体系重金属迁移特征及表土环境质量评价

地球关键带和土壤重金属污染是当今研究的前沿与热点,岩-土体系是地球关键带的重要组成部分。目前海南岛针对不同成壤母质岩-土体系的详细研究较少,并且重金属亟需基于新标准进行评价。为了查清岩-土体系中重金属元素迁移特征及污染状况,本文以海南岛琼中3个土壤垂向剖面及7115件表层土壤样品为研究对象,采用电感耦合等离子体质谱/发射光谱法(ICP-MS/OES)和原子荧光光谱法(AFS)等分析方法,测定岩石和土壤中Cu、Pb、Zn、Cr、Ni、Cd、As和Hg共8种重金属元素含量,利用土壤环境质量农用地土壤污染风险管控标准、内梅罗指数法和潜在生态危害指数法定量评价了表层土壤样品重金属污染状况及生态风险。结果表明,(1)海南岛琼中二长花岗岩岩-土体系中,不同重金属元素表现出明显的分异特征,Cu、Pb、Zn、Cr、Ni、Cd元素以亏损为主,As元素以富集为主,Hg元素则表现出不同的富集或亏损特征,As、Hg元素尤其富集在表层。(2)琼中绝大多数表层土壤中重金属元素含量低于土壤环境质量农用地土壤污染风险筛选值,土壤污染风险低。(3)以琼中和海南岛背景值为评价标准时,应关注Cr、Ni和As污染以及Hg、A...     

滇西兰坪铅锌矿区土壤重金属含量的高光谱反演分析

滇西兰坪金顶超大型铅锌多金属矿床是我国最重要的铅锌矿产集中开发区之一。始于20世纪80年代的矿业开发活动逐渐增强,导致该区土壤重金属污染问题不断加重。本文系统开展了兰坪矿区土壤样本的Zn、Pb、As、Cd共4种重金属含量与光谱响应测试实验,详细分析了土壤样本中4种重金属的敏感波段位置及其与土壤中粘土矿物、铁氧化物及碳酸盐矿物之间的赋存关系,构建了4种重金属含量与土壤实测光谱之间的多元线性回归模型。结果表明:(1)区内4种重金属元素含量均超标,且具显著的相关性;(2)重金属含量与土壤光谱反射率、反射率的一阶微分及连续统去除变量具有较高的相关性;(3)用实测光谱的逐步回归方法预测土壤重金属含量的反演模型具有较高的精度,R2均高于0.816。本结果可为大尺度土壤重金属含量监测及其它污染信息提取提供借鉴。     

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（PCAAPCS-MLR）定量解析了重金属主要潜在来源。结果表明：(1)As元素的含量均值高于土壤国家环境质量标准,其...     

湖南锡矿山锑矿区农用土壤锑、砷及汞的污染状况初探

通过实地采样调查和对样品进行实验室分析,研究了湖南锡矿山锑矿区采矿区、冶炼区和尾矿区附近农用土壤的锑、砷及汞的污染状况。结果表明这3个区域8个采样点的农用土壤均受到这3种重金属元素较高浓度的污染,土壤中锑、砷及汞的浓度分别为:141.92～8733.26、14.95～363.19和0.16～5.68 mg/kg,均远高于湖南土壤中这3种元素的背景值。锑与砷的平均浓度是荷兰土壤中锑、砷最大允许含量的695和2.3倍,而锑矿区农用土壤中汞的平均含量与荷兰土壤中汞最大允许含量2.2 mg/kg接近。在3个研究区域中,冶炼区的土壤中这3种元素的浓度均为最高,采矿区和尾矿区的依次减少。通过用地累积指数法评估锑矿区农用土壤中上述3种重金属污染程度发现,锑矿的开采和冶炼是矿区农用土壤受到重金属严重污染的根本原因,其中锑对土壤重金属污染的贡献最大。     

北京城区土壤中Hg、Pb、Cd、Cu及Zn化学形态及环境效应

为弄清北京城区土壤中Hg、Pb、Cd、Cu及Zn五种重金属元素的化学形态分布特征,系统采集了126件城区表层土壤样品,采用连续提取法对重金属元素各化学形态含量进行了测定。结果表明:土壤中土壤中Hg、Pb、Cd、Cu、Zn含量差异显著。Hg元素以残渣态和强有机结合态为主,Cd元素离子交换态、碳酸盐结合态、残渣态、铁锰氧化物结合态含量较高,Pb、Cu、Zn元素以残渣态、铁锰氧化物结合态为主。Hg元素的有效态含量最低(不足1%),现情况下不会对环境造成污染;Cd元素的有效态含量最高(40%),生物有效性和潜在生态危害性较大,运用植物修复技术对其治理为经济有效的方法;Pb、Cu、Zn有效态含量较低(约10%),生物有效性和潜在生态危害性均有限。各元素形态与全量之间相关程度虽有差别,但基本呈正相关关系。     

黔西北土法炼锌区典型植物体内重金属的积累研究

本文测定了黔西北土法炼锌引起的重金属严重污染地区的自然植被及其根部土壤的重金属.土壤重金属形态用连续提取法区分为有效态和强结合态,结果发现植物体内的重金属含量与土壤中有效态的重金属含量成正比.所分析的4种植物体内的Pb、Zn、Cd含量为Zn＞Pb＞Cd.接骨草(Sambucus Chinensis)和柳叶苦荬菜(Ixeris gracilis)富集、运输重金属元素的能力很强,是对污染区生态重建颇有前景的植物.     

湖南典型地区大气降水与下渗水元素地球化学特征及其影响因素研究

对比了湖南典型地区大气降水与下渗水中阴离子含量、Cd等重金属元素含量特征,并研究了Cd等重金属元素下渗的影响因素。研究表明,郴州市和株洲市大气降水中SO42-含量均比桂东—汝城地区和岳阳市高,郴州市和株洲市大气受到较为严重的污染。郴州市和株洲市大气降水及土壤中Cd等重金属元素含量均明显高于桂东—汝城地区和岳阳市,但下渗水中Cd等重金属元素含量差异不大。用元素浓度下渗比(下渗水中重金属元素含量/大气降水中重金属元素含量)来表征水循环过程中土壤重金属元素的累积性,结果显示郴州市和株洲市降水对土壤Cd等重金属元素累积的贡献大于桂东—汝城地区和岳阳市。综合对比表明郴州市和株洲市表层土壤Cd等重金属元素累积明显。影响Cd等重金属元素下渗的因素非常复杂,其中土壤有机碳和pH是控制As、Cd和Pb下渗的主要因素。     

某铁尾矿库周边土壤典型重金属污染评价

通过测定某铁尾矿库周边土壤中4种重金属元素(Cu、Cr、Pb、Cd)的含量及其形态特征,采用地累积指数法和次生相与原生相比值法(RSP法),探讨了研究区土壤重金属的污染程度。研究结果表明:土壤中重金属Cr、Cu、Cd的平均含量超过北京市土壤背景值,呈现一定的累积效应,重金属元素含量变化趋势为CrCuPbCd。除Cd元素外,其它重金属形态以残渣态为主,占比均为50%以上,各样品重金属酸可溶态(F1)的含量占比大小顺序为CdPbCuCr。评价结果显示75%样品中的Cr、58%的Cu和33%的Cd达到了轻度—中度污染;8%样品中的Cr和17%的Cu达到了中等污染;17%样品中的Cr达到了中等—强污染。区域内各个采样点中Cd元素污染风险较大,除Pb有一个点达到轻度污染风险外,其它Cr、Cu元素基本处于无风险的状态。研究区重金属元素污染风险大小的顺序为CdPbCuCr。