滇东典型煤矿区土壤重金属生态风险及来源解析

【研究目的】研究区地处滇东重要煤炭和农业产区,弄清煤矿区土壤重金属空间分布特征、潜在生态风险和污染来源,对煤矿区生态环境保护治理和确保农业安全具有重要现实意义。【研究方法】基于网格布点法于2021年6月在典型煤矿区采集土壤样品497件,分析了土壤pH、SOM、As、Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb和Zn,运用污染负荷指数法和潜在生态风险指数法对重金属污染状况和潜在生态风险进行评价,通过主成分分析和正定矩阵因子分析（PMF）模型分析了重金属潜在来源。【研究结果】土壤pH平均值为5.39,以酸性为主,SOM含量平均值是云南省土壤背景值的1.20倍,Cr、Cu、Cd、Ni、Zn和Hg含量平均值和中位数均超过云南省土壤背景值,绝大部分采样点Cd、Cu、Cr、Ni含量超过风险筛选值,分别占94.97%、93.96%、91.35%、79.28%,少部分采样点As、Cd含量超过管制值,分别占0.20%、1.41%。污染负荷指数法评价结果显示,研究区整体呈现轻微污染。潜在生态风险指数法评价结果显示,研究区整体呈现中等风险。主成分分析和PMF模型解析结果显示,研究区土壤重金属主要来源于地质背景,其次为...     

北部湾海域表层沉积物中重金属元素分布特征及潜在生态危害评价

为深入了解北部湾海域沉积物污染现状及生态风险,分析了Cu、Pb、Zn、Cd、As、Hg 6种重金属元素在北部湾海域表层沉积物中的含量及分布特征,并运用潜在生态危害指数法评价了这些重金属元素对研究区生态系统的潜在危害。结果表明: Cu、Pb、Zn、As、Cd元素含量不高,仅部分站位Hg元素含量高于国家Ⅰ类海洋沉积物标准值; 6种重金属元素在雷州半岛、海南岛西北部以及海南岛南部分布趋势相似,高值区均出现在东方市附近。主成分分析结果表明,重金属来源主要有3个途径,分别是工业及生活排污、农业(农药、化肥等)残留和有机物降解,前3个主成分贡献率分别为47.13%、18.44%和18.35%。单项重金属元素潜在生态风险等级评价结果显示,研究区重金属元素潜在生态风险强弱次序为Hg＞Cd＞As＞Pb＞Cu＞Zn,As、Pb、Cu、Zn和Cd重金属元素潜在生态风险等级为轻微,而Hg潜在生态风险等级达到了强级。多项重金属元素潜在生态危害评价综合分析结果显示,北部湾海域生态风险等级为中等,部分区域生态风险等级达到了强级,特别是昌化江入海口附近地质环境较差,相关部门应予以足够重视。     

高邮湖底泥及出入湖河口表层沉积物重金属元素分布与潜在生态风险评价

为查清高邮湖底泥及出入湖河口表层沉积物重金属分布特征,评价其潜在生态风险,以湖区及周边25个底泥和沉积物样品为载体,重点研究8种重金属元素,选用单因子污染指数法、内梅罗综合指数法、地累积指数法和潜在生态风险指数法,相似比对重金属污染等级及评价潜在生态风险。测试数据表明,8种重金属元素中,仅Hg含量（平均值）未超过里下河浅洼平原表层土壤重金属元素背景值,As含量（最大值）超过农用地土壤污染风险筛选值。Pearson相关系数矩阵表明,重金属元素Ni与Cr、Pb、Zn、Cu之间具显著同源性;单因子污染指数法与内梅罗综合指数法评价结果显示,污染指数均值排序均为As＞Cd＞Pb＞Cu＞Zn＞Ni＞Cr＞Hg,但对As、Cd评价前者为轻度污染,后者为中度污染;地累积指数Igeo显示,仅As为轻度污染,其余元素均为无污染状态。沉积物单项潜在生态风险指数排序为Cd＞Hg＞As＞Pb＞Cu＞Ni＞Cr＞Zn,仅Cd属中风险,其余元素为低风险;研究区综合潜在生态风险指数RI均值为115.7,表明全区总体生态风险属于低风险状态,重金属有沿入湖河口向湖心区富集趋势。     

农田表层土壤中重金属潜在生态风险效应研究

皖江经济区南陵县是我国商品粮生产基地之一,该区农田表层土壤中重金属元素潜在生态风险效应研究对于提高粮食安全具有重要意义。文章以南陵县基本农田区作为主要研究区,按土地质量地球化学调查评价要求,布设和采集了0~20 cm深度的表层土壤样品500组,分别监测了土壤中Cd、Pb、Cr、Hg、As、Cu、Fe、Mn和Zn等重金属含量现状,并采用地质累积指数法和潜在生态风险指数法量化解析了这些重金属在土壤中的潜在生态风险效应。结果表明:（1）土壤中除了Cr元素,其余重金属元素都不同程度存在异常;（2）局部土壤中Cd、Hg和Fe等元素含量存在异常,平均含量分别是所在区域背景值的1.92,1.95,7.13倍,存在潜在生态风险的影响;（3）土壤中重金属元素的潜在生态风险值（平均RI值）为164.5,Cd和Hg元素为主要影响元素。     

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。     

西昌普诗碎屑岩地区紫色土剖面重金属迁移富集特征与生态风险评价

为探究西昌普诗碎屑岩地区紫色土中8种重（类）金属元素（Cu、Cd、Ni、Pb、Zn、Hg、As、Cr）的迁移富集特征及潜在生态风险,选取白垩系小坝组4个典型岩石-土壤剖面进行了系统的采样、测试和分析。结果表明,研究区土壤呈酸性—弱酸性,重金属元素Cd、Pb、Zn在剖面表层富集,与外源重金属元素叠加有关。此外,重金属元素的迁移富集特征还受到剖面风化程度、淋溶淀积作用、黏土矿物吸附作用及大气降尘等多种因素共同影响。单因子指数评价和内梅罗综合指数评价表明,研究区4个剖面均不存在土壤重金属元素污染问题。潜在生态风险评价表明研究区土壤整体处于低潜在生态污染水平,Hg和Cd元素存在中度潜在生态风险等级。建议相关部门加强土壤重金属元素的检测和监控力度,科学降低土壤重金属潜在生态风险。     

武水河上游区域土壤重金属污染风险及来源分析

生态功能区在涵养水源、保持水土、维系生物多样性等方面具有重要的作用。本文以位于南岭生态功能区的流域——武水流域为研究对象,采集流域上游交通运输用地、采矿用地、工业用地、耕地及林地5种土地利用类型土壤样品,分析7种重金属Cd、As、Cu、Hg、Ni、Pb、Zn的含量特征,采用内梅罗综合污染指数评价重金属污染的程度,Hakanson潜在生态风险指数法评价土壤重金属潜在生态风险,并应用主成分分析法探究重金属污染的来源。研究结果显示,武水河上游地区土壤重金属Cd、As、Cu、Hg、Ni、Pb、Zn平均含量分别为1.28、72.44、54.62、0.27、68.32、72.29和158.42mg/kg,均高于土壤背景值,其中采矿用地土壤重金含量除Hg外均高于其他类型土壤。均值状态下土壤中Cd和As单因子污染指数分别为5.07、3.25,其中采矿用地中Cd单因子污染指数可达13.59;土壤重金属综合污染指数表明,采矿用地污染最为严重,其次是工业用地,林地呈安全状态。潜在生态危害指数评价结果显示,采矿用地和工业用地达到了强生态危害,其他类型土壤为轻微生态危害,而采矿用地土壤中Cd达到极强生态危害,As为强生态危害。土壤重金属来源研究结果表明,As、Cd、Cu和Zn来源于矿山开采及工业活动,Ni和Hg主要来源于成土母质,Pb则来源于交通运输。研究认为:武水流域上游区土壤重金属污染情况较为严重,Cd和As是区内主要的风险因子,主要来源于矿山开采以及工业活动。     

莱州湾南岸滨海湿地表层土壤重金属元素分布与生态风险评价

为探索莱州湾南岸滨海湿地表层土壤重金属元素分布和生态风险,采集105件表层土壤样品,分析测定Cu、Cr、Zn、Ni、As、Pb、Cd和Hg 8种重金属元素含量。利用内梅罗综合污染指数法和Hakanson潜在生态危害指数法评价其污染程度,研究结果表明,该地区重金属元素含量均超标,内梅罗综合污染指数显示整体属于中度污染;相关性分析表明,研究区各重金属元素含量之间具有明显的正相关性,其中Cu、Zn、Cd、Pb和As的来源与工农业生产和交通活动相关,Cr、Ni的来源主要受到地质背景和地球化学作用的影响,Hg的来源主要受到大气沉降的影响;研究区土壤重金属元素单因子潜在生态危害程度为Hg>Cd>As>Cu>Pb>Ni>Cr>Zn,其中Hg处于较重危害程度,Cd处于中等危害程度,其他重金属元素处于低危害程度,大部分属于中、低程度生态危害。研究成果可为该地区土壤修复、生态环境保护提供数据支撑。     

黔西北典型铅锌矿区土壤重金属污染特征及其来源分析

研究矿区周边土壤重金属污染状况及其来源对土壤污染治理具有重要意义。本文以黔西北玉兰、永昌和杉树林铅锌矿周边农田土壤为研究对象,测定了土壤中的Pb、Zn、Ni、Cd、Cr、As、Hg和Cu含量,采用单因子污染指数、内梅罗综合污染指数和潜在生态风险指数评价了重金属污染状况,并结合多元统计分析探讨重金属的来源。结果表明,玉兰和永昌矿区Pb、Zn、Cd和Cu为重度污染,杉树林矿区Pb、Zn、Cd、Hg和As为重度污染,其余重金属为轻度或无污染,综合污染指数显示3个矿区均属重度污染。潜在生态风险指数表明玉兰和永昌矿区Cd、Hg和Pb及杉树林矿区Cd、Hg、Pb和As为中度或以上生态风险,其余重金属为低生态风险,综合生态风险指数显示玉兰和杉树林为极高生态风险,永昌为高生态风险。主成分分析表明,Pb、Zn、Hg、As和Cd主要源于矿山开采等人为活动,Ni和Cr主要源于成土母质,Cu污染是采矿作业和农业活动共同作用的结果。     

基于多种方法的土壤重金属污染风险评价对比——以江汉平原典型场区为例

以江汉平原典型场区周边农田土壤为研究对象,分析了土壤重金属元素Cd、Pb、As、Hg的总量和赋存形态特征,选用修正单项污染指数法、潜在生态风险指数法、风险评估编码法(RAC)和次生相与原生相比值法(RSP)四种评价方法开展了土壤重金属的污染风险评价,并对评价结果进行了对比讨论。分析结果表明:（1）基于总量的两种方法对比,潜在生态风险指数法优于修正单项污染指数法。（2）基于形态的两种方法对比,RAC法的评价结果比RSP法更为合理。（3）基于总量和形态方法对比,潜在生态风险指数法和RAC法各有其优缺点,潜在生态风险指数法能直观反映重金属在土壤中的富集信息和环境危害性,而RAC法则可以利用形态来阐明重金属在土壤环境中的行为特性和生态活性。因此,在进行土壤重金属污染风险评价时,综合考虑重金属种类、累积程度、生物毒性和生物可利用性等参数指标,才能更加科学准确地评估重金属在土壤中的环境风险。综合上述评价结果,江汉平原典型场区周边农田土壤重金属元素Pb、As污染程度较低,对周边环境无影响;重金属元素Hg累积程度不高,但由于其具有较高的生物毒性,对周边环境存在潜在威胁;重金属元素Cd是研究区最主要的污染因子,对周边环境影响大,亟需采取相应措施减轻Cd带来的风险。     

表层土壤重金属元素污染特征及潜在生态风险评价:以山东省东部为例

针对当前土壤污染研究中存在的问题,提出了一种模糊识别土壤重金属元素污染评价的方法。并对瑞典学者(Hakan-son)提出的潜在生态危害指数法进行了改进,用以评价重金属元素潜在生态风险。采用建立的方法对山东省东部地区土壤重金属元素潜在生态风险进行了评价,结果表明:本区土壤重金属元素污染程度为Hg>Cd>Cu>Pb>Zn>Cr>As;而重金属元素潜在生态风险大小则依次为Hg、Cd、As、Pb、Cu、Cr、Zn。总体来看,山东省东部地区存在一定程度的重金属元素污染,其潜在生态风险为强和很强的土壤占13.75%,这种综合危害特征主要受Hg和Cd元素制约,主要分布在莱州—招远—烟台和牟平—乳山金矿集中区以及人口密集的城镇地带,且已对农作物安全产生影响。认为地质背景和人类活动(采金污染、工业生产、城市人口密集生活等)的共同作用,是造成局部环境中潜在生态风险较高的主要原因。     

锦州市土壤重金属污染特征及生态风险评价

以锦州市为研究区,分析8种土壤重金属As、Cd、Hg、Cr、Cu、Pb、Zn、Ni的污染特征,采用单因子污染指数法、地累积指数法、内梅罗综合指数法和Hakanson潜在生态风险指数法确定锦州市土壤重金属污染程度,评价土壤重金属潜在生态风险.结果表明,锦州市土壤重金属Cd和Cr含量高于全国土壤及辽宁省土壤背景值,Cu、H...     

山东省沂南县东部土壤重金属生态健康风险评价

【研究目的】 山东是中国矿业与农业发达省份、沂南县东部堪称其代表。掌握当地土壤重金属污染及对生态健康风险的影响对生态环境保护有重要意义。【研究方法】 系统调查分析表层土壤样品4779件,获取Hg、Cd、Cr、Ni、As、Cu、Pb、Zn等元素分布最新数据,并用地累积指数法、潜在生态危害指数法和健康风险评估模型等评价研究了生态健康风险及相关问题。【研究结果】 （1）上述重金属均量与临沂市土壤背景值大致相当,仅Hg略偏高且变异系数最大,指示当地土壤Hg受人类活动影响明显。与国家农用地土壤污染风险筛选值相比,Cu、Cr、Ni是相对主要超标元素,As、Cd、Cu、Pb超标倍数大,它们均可能会产生生态健康危害;（2）据地累积指数平均值,该区土壤总体无污染,据单样值,Hg、Cu污染最突出,其他6元素污染较轻;（3）生态风险方面,Hg、Cd是主要生态风险元素,As、Cu次之。高生态风险区为铜井镇南东部、界湖镇西北金场附近以及县城西部主城区3个片区;（4）人体健康风险方面,重金属对成人不具有非致癌风险和致癌风险,极个别地区对儿童具有非致癌风险和致癌风险,Cr、As是主要非致癌风险元素,As致癌风险最大。【结论】 沂南县东部土壤质量总体较好,铜井镇南东部、界湖镇西北金场附近以及县城西部主城区3个片区为高生态风险区,Hg、Cr、As为主要生态健康风险元素。     

雄安新区某金属冶炼区土壤重金属污染程度及风险评价

为支撑雄安新区土地资源科学管理,完善中国土壤污染评价体系,文章以雄安新区某废旧金属冶炼区为研究区开展地质调查,采集541件表层土壤样品,测定了土壤中的Cd、Hg、Pb、As、Cu、Zn、Cr、Ni八种重金属元素的含量和pH,采用主成分分析法研究重金属元素的组合及分布特征,通过单因子指数法、内梅罗综合指数法、地质累积指数法、潜在生态风险评价法和人体健康风险评价法对土壤重金属的污染程度及风险进行评价。结果显示：研究区土壤中Cu、Zn、Cd、Pb元素超标主要受冶炼活动影响,As、Hg元素高值异常主要由受唐河污染的地下水灌溉引起;单因子污染指数超标比例大小顺序为Cd>As>Cu>Zn>Pb>Hg>Cr=Ni;内梅罗综合指数评价结果显示54%的样品达到了污染水平;地质累积指数超标比例大小为Cd>Cu>Pb>As>Zn>Hg>Ni>Cr,Cu、Cd、Zn、Pb、As极重污染比例分别为13.5%、10.2%、9.1%、10.9%、17.2%;Cd和Hg是主要的生态危害元素,Cd中等-强生态危害比例为65.2%,Hg中等-强生态危害比例为71.3%;非致癌风险因子主要为As、Cr、Pb,95.2%样品对儿童的非致癌风险超过了1,29件样品中As对儿童的致癌风险超过10^-4,研究区土壤重金属对儿童具有较高的健康风险。     

内蒙古新巴尔虎右旗土壤重金属生态风险与来源分析

【研究目的】新巴尔虎右旗地处呼伦贝尔草原深处,矿业活动频繁。了解该地区土壤中重金属来源以及生态风险是评估区域环境影响前提。【研究方法】本文系统采集了矿石、基岩及土壤样品共221件,测试并分析了Cd、Cr、As、Hg、Ni、Pb、Zn等7种重金属元素的含量。利用地积累指数法和潜在生态风险指数法评价了重金属的污染程度和生态风险,并综合运用相关分析、主成分分析法判断了土壤重金属的来源。【研究结果】研究表明,新巴尔虎右旗土壤重金属污染以轻度为主,Cd、Ni、As、Cr、Pb元素均存在一定程度的污染,污染区域集中于甲查矿区、准乌兰诺尔、呼伦湖西北岸以及克鲁伦河中游。Cr、Ni、Hg主要受人类活动影响;Cd、Zn、Pb受到自然因素与人类活动共同影响,As主要受自然因素影响。【结论】总体来看,本区生态风险整体较低,以Cd对生态风险的贡献最为突出,在本区土壤质量监测中应受到重视。     

都柳江上游沿岸喀斯特地区土壤重金属污染特征及风险评价

采集都柳江上游沿岸喀斯特地区62个土壤样品,利用地累积指数法、潜在生态风险指数法、克里金插值方法综合研究Sb、Cd、As、Cr和Pb五种重金属元素累积污染特征和潜在生态风险。结果表明,研究区土壤中Sb和Cd元素平均含量分别超过贵州省土壤环境背景值4.085倍和1.876倍。空间分布上,Sb元素严重污染面积占研究区总面积37.87%,主要受区内赋矿层位望城坡组、尧梭组和鸡窝寨组的影响。而Cd元素轻度累积污染面积为59.76%,其与碳酸盐岩分布密切相关。研究区土壤重金属污染潜在生态风险属于低风险等级,但是Cd和Sb元素单项污染潜在生态风险概率较大,Cd污染最高概率风险地层主要是石牛栏组和邦寨组,而Sb污染最高概率风险地层为邦寨组、鸡窝寨组和独山组。因此,研究区应重点防控石牛栏组、邦寨组、鸡窝寨组和独山组土壤Cd与Sb污染的潜在生态风险。      

秦岭山区某金属矿区土壤重金属污染评价及迁移路径解析

秦岭山区金属矿产资源丰富，但长期高强度、大规模的矿山开采遗留下来的矿山生态环境损害问题已经严重影响了秦巴地区的区域生态系统。为掌握秦岭山区金属矿山土壤中重金属污染物分布特征、生态风险以及迁移路径，本文以秦岭山区某金矿为研究对象，共采集69件样品(其中土壤样品50件、地表水样品19件)，对Cd、Hg、As、Pb、Cr、Cu、Ni、Zn等8种重金属含量与pH进行分析。采用电感耦合等离子体质谱/发射光谱法(ICP-MS/OES)、原子荧光光谱法(AFS)等方法测定元素含量，研究矿区土壤中重金属污染程度与空间分布特征，并对矿区重金属的迁移路径进行了解析，采用单因子指数法、内梅罗综合指数法和潜在生态风险指数法对研究区土壤重金属污染程度和潜在生态风险进行评价。结果表明：(1)研究区内As、Cd、Hg、Cu、Ni变异系数较大，人为影响因素显著，As与Cd的污染最为严重，每个区域的检出结果均超出背景值。(2)从空间含量分布来看，尾矿库受重金属污染最为严重，其中As、Cd、Cr、Cu、Pb最高分别可超背景值28.9、22.6、1.41、8.69、0.345倍，农用地与工业场地次之，这与单项指数法、内梅罗...     

数据挖掘技术支持下的珠三角土壤重金属来源解析

<正>对土壤中重金属的来源进行解析,进而定量评估人类活动对重金属污染的影响,这一直是重金属研究中的热点与难点。本次研究分析了珠三角地区表层土壤的重金属含量,考察了重金属污染的总体特征和空间分布情况,评估了珠三角地区污染现状和潜在生态风险;此外,进一步采用数据挖掘技术,包括有限混合分布模型(FMDM)和条件推断树模型(CIT),定量识别自然来源和人为污染对珠三角表层土壤中重金属含量的贡献。研究结果表示:珠三角地区整体处于中等潜在生态风险,主要的生态风险污染物为镉,高污     

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。