Lead contamination of soil along road and its remediation

With a rapid development of road systems and an associated drastic increase in number of automobiles, the traffic has induced more and more obvious environmental pollution such as noise, dust, emission and heavy metal contamination. Lead, as one of the most harmful heavy metal contaminants, can execute a significant impact on soil quality and plant growth, depending on its form, as well as its transport and accumulation in soil. This paper describes the source and characteristics of Pb contaminant in soil along a road, and reviews the results of research on remediation of Pb-contaminated soils, aiming at identifying promising approaches to soil remediation along roads.     

长沙市固体废弃物处理场水文地质及环境效应评价

为了解垃圾填埋场周边地下水环境污染状况,以长沙市固体废弃物处理场周边土壤、地下水及下游水库水质为研究对象,对研究区进行采样分析,采用单因子污染指数法和内梅罗污染综合指数法对该垃圾填埋场周边环境重金属含量特征进行分析与风险评价。结果表明：As、Cr（Ⅵ）、Ni、Pb、Zn、Cu重金属是填埋场周边环境中的主要污染物,区域采样点及下游水库中重金属含量均值低于地下水质量标准Ⅲ类,填埋场区污染状况良好;Cr（Ⅵ）含量在ZK1与R1样品中均高于地下水质量标准Ⅲ类,是填埋场周边地下水的主要风险污染物;ZK1~ZK4中土壤重金属元素以Pb、Cr（Ⅵ）富集为主,其达中度污染程度,应引起重视。     

某金矿区农田土壤重金属元素Pb的累积速率

以某金矿区农田土壤重金属Pb为研究对象,分别以2004和2012年采集样品的测试结果作为计算农田土壤重金属Pb累积速率的依据,以2004—2012年作为计算时间区间,以农田土壤重金属Pb的累积速率为研究内容,采用对比分析方法,分析区域Pb的累积速率特征,阐明人类工程活动极大地影响着农田土壤重金属Pb的累积过程。研究结果表明,全区农田土壤Pb平均累积速率为31.8mg/kg·a-1。选取选矿厂、冶炼厂、尾矿库、污水灌溉区、车载尾矿弃渣等典型污染源,对周边农田土壤Pb累积的时空变化特征进行分析。结果显示,选矿厂对农田土壤Pb累积的影响最大,其周边农田土壤Pb累积速率相当于全区Pb累积速率的4倍,该结论对防治重金属污染及保障人体健康具有实际指导意义。     

某金矿区农田土壤重金属元素Pb的累积速率

以某金矿区农田土壤重金属Pb为研究对象,分别以2004和2012年采集样品的测试结果作为计算农田土壤重金属Pb累积速率的依据,以2004—2012年作为计算时间区间,以农田土壤重金属Pb的累积速率为研究内容,采用对比分析方法,分析区域Pb的累积速率特征,阐明人类工程活动极大地影响着农田土壤重金属Pb的累积过程。研究结果表明,全区农田土壤Pb平均累积速率为31.8mg/kg·a-1。选取选矿厂、冶炼厂、尾矿库、污水灌溉区、车载尾矿弃渣等典型污染源,对周边农田土壤Pb累积的时空变化特征进行分析。结果显示,选矿厂对农田土壤Pb累积的影响最大,其周边农田土壤Pb累积速率相当于全区Pb累积速率的4倍,该结论对防治重金属污染及保障人体健康具有实际指导意义。     

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。     

重金属铅、铬在土壤中的迁移特征——以泉州市为例

泉州市地处福建省东南部,工农业均比较发达。随着经济的发展,工矿企业遗留下来的污染问题也愈发突出。选择重金属Pb和Cr为研究对象,通过土柱实验和Hydrus-1D软件模拟,研究其在红壤和风沙土中的迁移特征。结果表明:重金属Cr在土壤剖面中的迁移速率和迁移量变化明显,尤其是风沙土,重金属Cr可以在两个月左右迁移至土壤剖面底部(80cm土层厚度)进入地下含水层;而重金属Pb在土壤剖面中的迁移速率很慢,迁移量也不大,污染源产生的污染物绝大多数在研究期内均被表层土壤吸附。因此在场地污染调查、评价和修复时,重金属Pb主要应该针对污染场地表层土壤层,而重金属Cr主要应考虑地下水,尤其是风沙土区域的地下水,且应于污染初期进行污染控制。     

发扬地学学科优势,形成具有国土资源部门特色的土壤修复理论与技术体系

岩石圈是土壤重金属元素的根本来源,是其迁移转化和生物-地球化学循环的场所,也是重金属元素的最后归宿,因此地质学、岩石学、矿物学和地球化学在重金属污染土壤修复中具有基础性的重要指导意义。国土资源部门已经在土壤重金属调查、溯源和风险评价上发挥了重要作用,还可以在探索研究灾害链的组成、影响因素和阻断途径的基础上,形成有地学特色的修复理论和技术。目前,国土资源部门的修复理论研究成果主要集中在缓变型地球化学灾害理论和地球化学工程学方面,在所属研究机构已经形成了若干种土壤修复剂,通过小试、中试和典型示范,验证了这些修复剂具有优异的修复性能与效果,是落实"土十条"和生态文明建设的一支重要力量。     

Evaluation of ability of Rock Check Dam to prevent the transportation of Pb-contaminated sediment in Khli Ti Creek, Thailand

Discharge of wastewater from the retaining pond of a Pb ore-flotation plant since 1967 and breaching of the retaining pond in April 1998 contaminated 17540 cbm of river bank sediment with 833 ton Pb, nearly 19 km along the Khli Ti Creek. High blood Pb concentration was detected in many inhabitants. Prohibition of water and aquatic biota consumption has caused difficulties for rural people to make their ends meet. The governmental agency closed the ore-floatation plant and built 2 rock check dams downstream. The dam was designed to slow down water velocity and precipitate particulate matter. Contaminated sediments that have been trapped in front of the dam were planned to be dredged and disposed in landfill. Until now, no dredging is performed because some experts claim that dredging will resuspend the contaminated sediment into the water column, and fresh sediment deposited during periods of high flow will cover the contaminated sediment. The aim of this study was to evaluate the ability of the rock check dam to prevent the transportation of Pb-contaminated sediment in the Khli Ti Creek. Sediment located before and after the rock check dam and 2 km downstream were collected in September 2003 and May 2005. During September 2003, Pb concentrations in sediment deposited before and after the rock check dam and 2 km downstream were 48840, 53741 and 36020 mg/kg, respectively. These results showed that Pb-contaminated sediment was transported over the first rock check dam but still remained after the rock check dam. Result of May 2005 sampling also showed the same trend, although with different ranges due to seasonal variation, types of collected sediment, sample preparation and analytical techniques. Pb concentrations in sediment were 209684, 306775 and 33760 mg/kg, respectively.     

地球化学工程技术修复江西某Pb超标耕地的应用

为了判别地球化学材料在土壤改良与重金属修复中的作用,本研究以江西龙南某地被稀土采矿废水污染而废弃的农耕地为对象,用黏土矿物等材料组成的三种修复方案对249 km2的废弃地进行修复。一周期后,比较修复前后土壤中重金属生物易迁移态的变化来评价该技术的有效性。结果表明,该地Pb超标程度最重,达101.50 mg·kg-1。Cd、Hg、As次之,分别为0.13 mg·kg-1、0.13 mg·kg-1、2.98 mg·kg-1,均超赣州市土壤背景值含量,超龙南地区土壤Pb的均值,修复目标为Pb。该地土壤中Pb的易迁移态含量与总量不显著相关。经地球化学工程技术修复后,Pb易迁移态降低了3.25%,修复效果明显。一周期后,Pb的易迁移态平均降幅为1.40%,修复效果稳定。修复效果最佳的方案C能使Pb降低幅度达到3.38 mg·kg-1,在经济上体现为最廉价,体现了地球化学工程技术的优势。     

沈阳市土壤铅的空间分布及风险评价研究

经测定,沈阳市土壤铅含量范围为22～2910.600mg/kg,平均值是270.297mg/kg。铅污染比较严重且空间变化大,局地污染非常严重。利用地统计方法研究了沈阳市土壤铅的空间结构和分布特征。结果显示,沈阳市土壤铅具有较好的空间结构性,利用半方差函数的结果进行克里格插值得到土壤铅含量的分布图。沈阳市有6个土壤铅污染中心,其中以铁西区和太原街的污染比较突出。工业排放、汽车尾气和污灌是沈阳市铅污染的三大污染源。风险评价结果表明,铁西区属于极高风险区,儿童铅中毒的潜在风险非常大。     

海南土壤中Zn、Pb、Cu、Cd四种重金属含量及其生物有效性的研究

对海南0个土壤样品中的nl、Pb、Cu、0四种重金属的总量和生物有效态含量以及45个植物样(根、茎、叶)中的重金属含量分别进行了测定，采样点基本上覆盖了海南全省，测定结果表明，土壤中nl总量低于全国平均值，而Pb、Cu、Cd高于全国平均值，土壤中重金属生物有效态含量一般低于其总量的10％，其中Pb最高为7．71％，而Cu仅为1．13％，具有较大的变异性；植物中重金属含量与土壤中重金属总量呈现负相关性，但与土壤中有效态重金属含量一般呈现正相关性，叶中的重金属含量与土壤中有效态重金属含量之间的相关性更为显着，叶中的重金属含量与土壤中有效态重金属含量之间的相关系数分别为：Zn(0．726)，Cu(0．626)，Pb(0．n4)，Cd(0．512)。这说明土壤中重金属总量并不能全面的评价土壤的环境效应和重金属的生物有效性，应该把重金属总量和生物有效态含量结合起来加以研究，并应将土壤中重金属的含量与植物中该元素含量之间作相关分析，根据其相关系数的大小来判断其生物有效性的程度。     

广西八一锰矿区土壤和主要农作物重金属含量的研究

对广西八一锰矿废弃地土壤基本理化性质及重金属全量(浓HC l 浓HNO3 HF HC lO4消解)、有效态含量(0.1MHC l浸提)和主要农作物重金属含量(浓HNO3 HC lO4消解)进行了测定(AA S)。结果表明:土壤营养缺乏和重金属污染是本矿区生态恢复面临的主要问题。土壤中全磷和全氮含量低于正常指标,且部分C/N比值偏高,同时土壤存在严重的Cd污染,并可能受到M n污染。在锰矿恢复区种植的主要农作物中,部分样品中Pb、M n含量与全部样品的C r、Cd含量超出了植物正常含量范围。农作物的食用部分中Cd、C r、Pb含量普遍超过国家食品限量卫生标准,不宜食用。     

Ultrasonically enhanced electrokinetic remediation for removal of Pb and phenanthrene in contaminated soils

Electrokinetic and ultrasonic remediation technologies were studied for the removal of heavy metal and polycyclic aromatic hydrocarbon (PAH) in contaminated soils. The study emphasized the coupled effects of electrokinetic and ultrasonic techniques on migration as well as clean-up of contaminants in soils. The laboratory soil flushing tests combined electrokinetic and ultrasonic technique were conducted using specially designed and fabricated devices to determine the effect of both techniques. The electrokinetic technique was applied to remove mainly the heavy metal and the ultrasonic technique was applied to remove mainly organic substance in contaminated soil. A series of laboratory experiments involving electrokinetic and electrokinetic and ultrasonic flushing tests were carried out. Natural clay was used as a test specimen and Pb and phenanthrene were used as contaminants. An increase in out flow, permeability and contaminant removal rate was observed in electrokinetic and ultrasonic tests. Some practical implications of these results are discussed in terms of technical feasibility of in situ implementation of electrokinetic ultrasonic remediation technique.     

●●以下文章网络预出版（在线出版）于2023年2月20日，预计刊于《地质论评》2023年第69卷第3期(2023年5月15日发行纸质版）或2023年第69卷第4/5期（2023年7/9月15日发行纸质版）

硒(Se)是人类和动物必需微量元素之一,为科学预测作物硒含量,实现富硒土地资源合理开发利用。本研究系统采集并分析了13042个表层土壤样品和313套玉米、164套马铃薯及其对应的根系土样品,研究了该区土壤 Se 含量分布特征及影响因素,分别建立了马铃薯、玉米可食部分Se含量的BP神经网络预测模型,对富 Se农作物种植区进行了合理规划。结果表明：土壤Se含量均值是0. 164 μg/g,空间分布不均匀,研究区内清水河平原地区出现富硒区且连片分布。研究区土壤硒元素含量主要受其成土母质控制,岩石经风化剥蚀、随河水迁移和农业灌溉,伴随着有机质含量增加,造成第四系冲洪积平原 Se 含量增加。研究区马铃薯、玉米籽实富Se 率分别为 82. 32 % 和 38. 02 %,且重金属含量不超标,具备开发富硒农产品的潜力。农作物籽实 Se 含量主要与根系土中Se、S、pH和有机质含量有关,通过作物籽实 Se 含量预测模型规划出研究区富 Se 马铃薯种植区面积为 1050. 11 km2,富 Se 玉米种植区面积 19. 19 km2。该认识可为当地富硒农产品种植区规划及作物种植调整提供依据。     

宁夏固原原州区土壤及农作物硒地球化学特征及其研究意义

硒(Se)是人类和动物必需微量元素之一,为科学预测作物硒含量,实现富硒土地资源合理开发利用。本研究系统采集并分析了13042个表层土壤样品和313套玉米、164套马铃薯及其对应的根系土样品,研究了该区土壤Se含量分布特征及影响因素,分别建立了马铃薯、玉米可食部分Se含量的BP神经网络预测模型,对富Se农作物种植区进行了合理规划。结果表明：土壤Se含量均值是0.164μg/g,空间分布不均匀,研究区内清水河平原地区出现富硒区且连片分布。研究区土壤硒元素含量主要受其成土母质控制,岩石经风化剥蚀、随河水迁移和农业灌溉,伴随着有机质含量增加,造成第四系冲洪积平原Se含量增加。研究区马铃薯、玉米籽实富Se率分别为82.32%和38.02%,且重金属含量不超标,具备开发富硒农产品的潜力。农作物籽实Se含量主要与根系土中Se、S、pH和有机质含量有关,通过作物籽实Se含量预测模型规划出研究区富Se马铃薯种植区面积为1050.11 km²,富Se玉米种植区面积19.19 km²。该认识可为当地富硒农产品种植区规划及作物种植调整提供依据。     

长江下游富镉土壤元素分布特征及其污染修复试验

在江苏长江沿岸一带新发现了大片富镉土壤,局部地段已经出现了蔬菜样品镉含量超标的重金属污染现象。笔者通过对江苏沿江富镉土壤元素地球化学特征的初步分析,探讨了引起局部土壤Cd污染的主要原因与特点,系统介绍了在南京八卦洲受Cd污染的蔬菜地开展现场重金属污染土壤修复与调控试验的主要研究资料与结果,发现施用适量的钙镁磷肥、石灰等固定剂对于降低蔬菜中的Cd含量有明显成效,为长江下游富Cd土壤区蔬菜安全生产提供了新的思路。     

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。     

江苏省土壤重金属分布特征与污染源初步研究

以24 186个表层土壤(0～20 cm)和6 127个深层土壤(150～200 cm)样品之Cd、Hg、Pb、As等含量数据为基础,研究了江苏全省土壤环境的重金属分布与主要污染特征.结果表明.全省自然土壤环境与人为活动土壤环境的重金属元素分布都不均匀,但人为活动土壤环境中的不均衡程度远高于自然土壤环境:全省农田中有1.02%的土壤受到Cd、Hg、Pb等8种重金属的严重污染,苏州市、无锡市土壤环境被重金属污染的程度相对严重;工业化、城市化进程中的人为活动及自然地质作用都是引起江苏局部土壤重金属污染的重要原因,自然成因的重金属污染土壤多呈面状、多元素、低强度、双层污染等特点,从而与人为成因的重金属污染土壤有所区别.     

我国土壤中铜的污染现状与修复研究进展

铜是动植物必需的微量营养元素,但过量的铜会严重影响动植物的生长。近年来,随着工农业的迅速发展,土壤铜污染已成为重要的土壤环境污染问题之一。土壤铜污染不仅降低土壤环境质量,而且影响植物、土壤微生物、土壤酶活性等的平衡稳定发展,并威胁农产品质量安全。文中综述现阶段我国土壤铜污染的来源、污染现状,分析了土壤铜污染的特点及对土壤生态系统的危害,介绍土壤铜污染的预防方法,分析并总结目前用于治理土壤铜污染的修复技术原理、适用性及其国内外研究与发展动态,进一步提出未来我国土壤铜污染修复技术有待深入研究的相关问题,以期为我国土壤铜污染的研究和修复治理提供参考。