土壤剖面的磁学特征及其对交通污染的指示意义——以北京首都机场高速公路为例

对北京首都机场高速公路旁采集的土壤柱状T01剖面的磁学参数和金属元素分析,探讨了研究区内现代交通导致的土壤磁学性质的变化及其对环境污染的响应.结果表明,磁参数(χ,ARM和SIRM)与重金属含量呈同步垂向变化趋势.来源于交通运输排放的污染物是土壤剖面上部(0～8 cm)磁性和金属含量增强的主要原因,8cm以下,土壤基本未受到污染,磁性矿物和重金属含量较低,磁性颗粒变化稳定,基本代表了该地区土壤的自然背景.尽管土壤岩石磁学分析表明剖面上下部受污染和未受污染样品的磁载体均是粒度较粗的多畴磁铁矿,但是结合磁参数比值曲线,说明底部样品的磁颗粒的粒度较顶部偏细.磁性矿物的含量变化没有影响磁颗粒的粒度特征.指标聚类等相关分析表明,土壤磁参数(χ,ARM和SIRM)与重金属元素(Pb,Zn和Cu)含量显著相关;结合模糊聚类分析,磁参数可用于追踪、识别交通污染物质在土壤剖面中的富集、迁移状态,揭示不同深度土壤的污染程度.     

中国西北地区典型钢铁工业城市表土重金属污染的环境磁学响应

以嘉峪关市为研究靶区,系统采集城区表土样品58件,对其进行环境磁学和重金属元素（Cd、Cr、Cu、Mn、Pb、V、Zn、Fe）质量分数分析。结果表明：嘉峪关市表土以低矫顽力磁铁矿为主导,磁晶粒度以较粗的假单畴（PSD）和多畴（MD）颗粒为主;城区表土亚铁磁性矿物浓度和磁性颗粒大小远高于国内综合型大城市表土;市区反映磁性矿物含量的参数呈现出以酒钢厂和废渣场为中心的高值区域,并随着污染源距离的增加向周围递减;嘉峪关市表土重金属Cd、Cr、Cu、Mn、Pb、V、Zn、Fe质量分数与反映磁性矿物含量的参数具有显著共变性,二者的高值分布与反映磁晶粒度参数的高值分布成盈缺呼应关系。然而嘉峪关市土壤母质磁性颗粒本底值较粗,与污染土壤特征相似,因此对西北地区而言,亚铁磁性矿物浓度相对磁晶粒度可以更好地指示钢铁厂周边土壤重金属的污染程度。     

石英砂工业区内土壤剖面的磁学特征及其环境意义

对安徽凤阳石英砂工业区土壤剖面的磁学参数和SiO₂含量进行测试,结果显示：土壤剖面磁性矿物含量低,磁学性质由磁赤铁矿控制,土壤剖面由上而下可分成3个磁性层;从第一层到第三层磁性逐渐减弱;第三层磁学性质主要由成土母质决定,第一层存在明显的磁性增强现象,引起这种现象的原因可能是次生磁赤铁矿和燃烧作用。磁学参数和SiO₂含量显示土壤剖面的第一层已被弱磁性石英尾砂污染,在石英尾砂的稀释作用下,其磁性结构特征发生了改变,磁性矿物含量降低。土壤剖面的磁学参数组合特征及SiO₂含量反映了弱磁性石英尾砂对第一层土壤的污染过程。     

城郊部分菜地土壤重金属污染简述

介绍了中国城郊部分菜地土壤重金属污染现状,系统地分析了部分菜地土壤重金属污染元素、污染趋势、污染城市分布、污染来源及污染原因,同时,着重探讨了重金属在土壤中的分布、向上迁移、向下迁移、转化等行为特征.结果表明,城郊部分菜地土壤重金属污染与农业生产活动有密切关系,其中重金属在土壤中的行为特征与土壤环境和重金属形态有关.     

重金属污染元素在天津土壤剖面中的纵向分布特征

文章阐述了天津市不同地貌单元8个土壤剖面中重金属污染的纵向分布特征,并对土壤中重金属污染的形成原因进行了分析.结果表明,重金属元素随土壤质地不同而有所不同.镉、汞、铜、铅、锌等在城市附近污染比较重,污染主要集中在0～50 cm土层内.污水灌溉、污泥施用和城市降尘是造成土壤多种重金属元素污染的主要原因.     

密云某流域土壤重金属污染特征及评价

对北京市密云水库上游某流域周边土壤重金属(As、Hg、Zn、Cu、Cd、Pb、Ni、Cr)的空间分布、来源及污染现状进行评价。地累积指数法、单因子指数与内梅罗综合污染指数法、多元统计分析(相关性分析、主成分分析)表明,Cu、Pb、Zn、Cd和As五种元素主要来源于矿山开采、选矿以及运输等过程;Cr和Ni污染主要来源于旧金属垃圾及铁矿开采伴生元素;Hg元素污染主要来自于金矿的采选过程。Cr元素在该流域内污染比例较大,Hg与Cd两种元素变异程度较大,污染较为严重的区域主要集中在金矿和尾矿库附近。Pb和As两种元素污染程度处于相对安全水平。     

黑色页岩与土壤重金属污染

本文利用ICP—MS等技术分析了湘中地区黑色页岩及其相应土壤的重金属含量,在对分析结果进行统计分析的基础上,探讨了黑色页岩与土壤重金属污染的关系。研究表明,黑色页岩是富集多种重金属元素的特殊岩石。以黑色页岩岩系为母岩的土壤,不仅明显富集Cu、Cd、Cr、Co、Pb、Zn、Mo、Ni、V、U、Sn、Sb、T1、Th等多种重金属元素,而且受到Mo、Sb、Cd、U、Tl、Cu、V、Sn、Th等重金属的污染,其中以Mo、Cd、Sb、U、Tl等的污染尤为严重。黑色页岩土壤重金属污染在一些地方已产生明显的负面环境效应,值得关注。     

贵阳市土壤重金属污染及其潜在生态风险评价

以贵阳市区土壤为对象,研究不同功能区土壤中重金属(Cu、Pb、Zn、Cr和Cd)污染的特征,采用Hakanson潜在生态危害指数法评价了土壤中重金属的潜在生态危害。结果表明,贵阳市城区土壤重金属含量差异较大,变化幅度均高于35%。产生潜在生态危害的重金属主要是Cd,已达到中度生态危害水平,Cu、Pb、Zn、Cr显示轻度生态危害水平。贵阳市潜在生态危害综合指数(RI=90.86),表明土壤重金属污染达轻度生态危害。不同功能区潜在生态危害程度的顺序依次是工业区>公园>交通区>郊区耕地>居民区。     

土壤重金属污染评价方法研究进展

从技术应用的角度,将土壤重金属污染评价方法分为传统的方法和基于GIS的评价方法两大类.本文阐述了评价方法的研究进展,分析了主要评价方法的优缺点,最后对评价方法做出了展望.     

Magnetic properties of urban soil profile and their significance for traffic pollution-Case study of the capital airport expressway in Beijing

An expressway-side soil profile 22 cm long was sampled from the grassland of the expressway linking Beijing and the Capital International Airport. Magnetic measurements, geochemical and multivariate statistic analyses were performed on the soil samples. The results reveal that the soil profile can be divided into two parts with significant difference in magnetic proxies and heavy metal concentration. The uppermost soil horizon (0–8 cm) represents the pollution-rich layer with higher concentration of ferrimagnetic phases and metallic elements. The values of xare very high with an average of 141.60 × 10⁻⁸ m³·kg⁻¹ in the layer. We explain that the anthropogenic dust input from traffic is the predominant cause for strong signals of magnetic phases and heavy metals. Below the profile depth of 8 cm, there is minor pollution in the soil with lower concentration of magnetic minerals and heavy metals compared to the natural background values. χ remains quite stable and relatively low with an average of 49.44 × 10⁻⁸ m³·kg⁻¹. S-ratio also generally decreases with depth, and it changes from 0.93 in the 0–8 cm layer to 0.87 below the depth of 8 cm. It indicates that the soil samples are overwhelmingly predominated by ferrimagnetic minerals in the upper part soil, while the contribution of imperfect antiferromagnetic components is stronger in the lower part. Rock magnetic experiments show MD magnetite as the main magnetic carrier both in the upper and lower parts. Themagnetic grain size in the upper part is, however, a bit coarser than that in the lower part. Cluster analysis shows a positive correlation between magnetic properties (χ, ARM, SIRM) and heavy metal pollutants of Pb, Zn, Cu. Fuzzy C-means cluster analysis can clearly help divide the soil profile into two different layers and distinguish their characteristics. It can be concluded that these magnetic concentration-related parameters can be used as proxies for pollution investigation in a fast, sensitive, low-cost and highly efficient approach to screening heavy metal pollution. __________ Translated from Quaternary Sciences, 2007, 27(6): 1113-1120 [译自:第四纪研究]     

某金属矿山周边土壤重金属污染评价

为查明我国西北地区某金属矿山周边的表层土壤（0 ~ 20 cm）重金属污染特征及其影响范围,采集并分析了314 个样品中Cu、Pb、Cd、As、Hg、Zn、Cr、Ni 等重金属元素含量,并采用污染指数法和潜在生态危害指数法评价其生态风险程度。研究结果表明：（1）Cd、Pb、Zn、Cu、As均高出区域背景值,Cr、Ni 主要来自成土母岩;Hg元素污染较集中,受人为活动影响强烈;（2）重金属元素污染程度由强到弱依次为Cd> Cu > Zn >As> Pb ＞Cr＞Ni＞Hg;（3）重金属元素潜在生态危害指数的平均值由大到小依次为Ei (Cd)＞ Ei (As)＞ Ei (Cu) ＞ Ei (Pb) ＞ Ei (Hg) ＞ Ei (Zn) ＞ Ei (Ni) ＞ Ei (Cr);（4）区内土壤重金属污染水平为重度污染,综合潜在生态风险程度为中等危害。     

湖州市土壤磁化率与重金属元素分布规律及其相关性研究

通过对84个地表土样、17个剖面土样和11个基岩样的磁参数与化学分析测试,对湖州市进行了土壤磁化率与重金属元素分布规律、成因及两者的相关性研究.结果表明:表层土壤磁化率高值异常区与土壤重金属元素高值分布区吻合程度非常高,剖面土壤磁化率值与重金属元素含量总体上均呈向下递减的相同特点;表层土壤磁化率与重金属元素高值异常均系人类经济工程活动影响所致,主要与当地城镇生活垃圾随意堆放、垃圾施肥、工业粉尘、废气、废物和污水排放、农药和化肥的过量使用等有关;表层土壤磁化率值与重金属元素Cd、Hg、Pb、As和Cr含量之间在不同环境条件下相关性有着明显的差异.在旱地土壤中磁化率与重金属元素Hg、Pb高度相关,与Cd、As和Cr不相关;在水田土壤中磁化率与重金属元素Pb、As高度相关,与Cd显著相关,而与Hg、Cr不相关.     

华北地区某工业场地土壤重金属分布特征

以华北地区某工业场地为研究对象,采用数理统计和地质统计学方法,对该场地土壤中重金属元素的空间分布特征及元素之间的相互关系进行研究。结果显示:各重金属元素在研究区已有一定程度的积累,其中Hg的平均含量高于国家《土壤环境质量标准》三级标准值和当地土壤背景值,污染最严重,是该场地土壤重金属污染的主要因子;各重金属元素污染程度整体上为Hg>Zn>Cd>Mn>Pb>Cu>Cr>As,其中As平均含量与当地土壤背景值接近。重金属元素Hg、Cd、Mn、Fe和Co具有中等程度的空间相关性,表明这些元素具有相同或相似的污染源。场地内1、4、8、9厂区的土壤重金属污染最严重,污染物种类与其特殊的工艺流程有一定关系,这为以后的污染防治工作提供了重要依据。     

长寿地区土壤重金属元素污染特征及评价

为查明长寿城区及周边区域表层土壤中As、Cd、Hg等8个重金属元素的污染情况,进行土壤测量结果显示,区内Cr、Hg、Ni等大部分元素的平均含量高于三峡库区深层土壤背景值,Hg、Pb的后期叠加作用最为强烈;除Hg外,其余7个元素含量间存在显著正相关,其中Cr、Ni最为显著;随着p H值增加,Ni、Cr、Cd、Cu含量显著增加;单因子污染指数评价和内梅罗综合指数评价均显示研究区内土壤环境质量总体较好,污染区域较少,以轻度污染-中度污染为主,重污染约占全区面积的0.3%,Hg元素为研究区内最主要的污染元素。     

海南省胡椒种植基地土壤中重金属元素污染评价

在对海南省胡椒主要种植区--文昌区和琼海区胡椒种植地土壤中重金属元素含量进行调查的基础上,运用单项污染指数法和内梅罗综合污染指数法,结合绿色食品产地环境技术条件及土壤环境质量二级标准,对其含量现状进行了评价.结果表明,文昌区中仅有东阁镇种植地区符合绿色食品产地环境技术条件要求,玄武岩风化的铁质砖红壤区及花岗岩风化的黄色砖红壤区的重金属元素污染因子主要为Cr、Ni,其次为Cu;琼海区只有长坡花岗岩及变质岩风化区两种植地土壤中Pb、As超标,其他母质类型的土壤均符合绿色食品产地环境技术条件要求.整体看,研究区胡椒种植地土壤中重金属元素含量受人为活动因素影响较小,母岩母质类型是造成土壤重金属含量高的重要原因.     

关中娄土剖面中重金属元素的垂直分布规律研究

通过对关中平原西安污灌区、宝鸡峡灌区、交口灌区关中娄土剖面土壤样品的采集、监测,重点分析了对土壤环境及人体危害较大的Cd、Pb、As、Cr等重金属元素在土壤剖面中的垂直分布和淋失迁移的特征.结果表明:在长期污灌的条件下,关中娄土剖面中的Cd、Pb、As、Cr含量具有在土壤耕作层富集的特征,关中娄土剖面中的Cd、Pb含量具有从耕作层向土壤下层递减的趋势,As、Cr含量从耕作层向土壤下层递减的趋势不明显.关中娄土剖面中的Cd、Pb、As、Cr含量在80～100 cm土壤粘化层中均具有明显增高的趋势,为土壤剖面中重金属元素垂直分布的转折层.关中娄土剖面中重金属元素的淋失率具有CA>Cr>As>Pb的特征,且土壤剖面中重金属的淋失率具有从耕作层、犁底层、老耕层、古耕层、粘化层垂直递增的趋势.当污灌区土层中的重金属含量高时,土壤剖面中的重金属元素Cd、Cr、As、Pb均可向土壤下包气带土层淋虑迁移,对地下水的安全构成威胁.     

江西省德兴矿区土壤重金属污染的综合评价分析

在对德兴矿区可能存在重金属污染的地区进行取样、检测的基础之上,采用了不同方法对德兴矿区土壤重金属污染状况进行了评价。结果表明,德兴地区存在不同程度的砷、汞、铬、镉、锌、铜和铅重金属污染,尤其以德兴矿区为中心的区域污染最为严重。此外,乐安河中下游沿岸地区、西北方向的煤矿区均有不同程度的重金属污染。     

Calculating Pollution Indices by Heavy Metals in Ecological Geochemistry Assessment and a Case Study in Parks of Beijing

Pollution index is a powerful tool for ecological geochemistry assessment. The commonly used pollution indices by heavy metals in soils and sediments were classified as two types of single index and integrated index in an algorithm point of view. Four single indices of contamination factor (or concentration factor), ecological risk factor, enrichment factor, and index of geo-accumulation were illustrated, and the reference values for calculating single indices were distinguished into background levels and threshold pollution values. Eight integrated indices were divided into two groups. One group is suitable for the normal distribution single indices including the sum, average, weighted average,vector modulus, and Nemerow pollution indices, and the other for log-normal distribution including the product, root of product, and weighted power product pollution indices. Using background levels as reference values, five contamination classes were divided, and the terminologies are suggested for the single and integrated indices to unify the assessment results. Software of EGAPI was developed in a single document interface to calculate the four single and eight integrated indices by heavy metals to assess the quality of soil and sediment ecological geochemistry. Pollution indices by heavy metals of Cu,Pb, and Zn in soils in parks of Beijing were calculated using EGAPI software, and these five contamination classes and terminologies suggested in this study were evaluated and used. Results ofintegrated indices of Cu, Pb, and Zn in soils indicated that the soil qualities are unpolluted as a whole and varied from low polluted to unpolluted status from the center to the outskirts of Beijing City.