水稻土中Hg,Cd,Pb和As的空间变异性特征及相关影响因素探讨--以四川孝泉地区为例

以四川孝泉地区水稻土为研究对象,利用地质统计学方法,系统地研究了水稻土中Hg,Cd,Pb和As含量的空间分布特征和空间变异性特征,就可能的影响因素进行讨论并得出结果:1)孝泉地区水稻土中Hg,Pb和As含量的空间自相关尺度分别为10.4km,3.8km和5.1km,且为中等程度相关;Cd在所研究的尺度上不表现明显的空间相关性。2)城镇生活、生产废弃物无序排放,铁路、公路运输,农业施肥、灌溉等因素对孝泉地区水稻土中Hg,Cd,Pb和As含量的空间变异性均有不同程度的影响。3)运用地质统计学方法处理多目标地球化学调查数据能有效地提取地球化学变量的空间结构信息并能在不同尺度上检验取样网度的合理性。     

贵州惠水农作物-土壤剖面重金属污染评价

为研究贵州省惠水县农作物-土壤重金属污染现状,采集农作物-根系土、土壤剖面-成土母岩样品,测定Cd、Hg、As、Pb、Cr、Cu、Ni、Zn和pH的含量,选用富集系数、健康风险评估、单因子污染指数法、地累积指数法对农作物-土壤重金属污染现状进行了评价。研究表明：（1）农作物中水稻、玉米和油菜中以Cd累积为主,其次为Pb、Cr、Hg;金钱橘无重金属超标;农作物富集系数中Cd是Pb、As、Cr的几倍至上百倍;经玉米、油菜、金钱橘摄入重金属的人体健康风险很低;水稻中Cd的THQ大于1,对人体的健康有一定的风险;（2）单因子污染指数研究结果说明根系土以Cd污染为主;Ig揭示根系土中Hg、Cd、Cr超标可能受人类活动影响较大;（3）从土壤剖面-成土母岩系统来看,As、Cd、Cu具有继承性,尤其Cd含量在成土母岩、土壤剖面、根系土、农作物中含量超标,有部分来源于成土母岩高背景值。     

陕西潼关县金矿矿区周边农田土壤重金属生态健康风险评价

为了解潼关金矿矿区早期粗放式的矿业活动对矿区周边农田土壤的重金属污染状况的影响以及对暴露人群的不良健康效应的评价,采用地质调查工程选取了矿区附近6块农田土壤为研究对象,通过X射线荧光光谱分析法测定了68个土壤样本中Cd、Hg、As、Pb、Cr、Cu、Ni、Zn等8种土壤重金属含量,采用地累积指数法、潜在生态危害指数法和...     

南方典型丘陵区酸性土壤重金属地球化学分布特征及来源分异解析

本文采用基于多元统计的APCS-MLR和基于GIS技术的地统计学相结合的方法,以广西南宁市郊区典型丘陵水稻种植区酸性土壤为例,有效的对土壤重金属的空间分布特征和来源分异进行了解析和验证。结果表明:(1)研究区8种重金属中除部分样点的Cd以外,其它元素含量均未超过国家土壤环境质量的二级标准。研究区土壤大部分未受到污染,少部分受到了轻污染,其中Cd处于轻污染的样品数最多;(2)重金属在不同岩性岩石中的含量差异较大;(3)研究区水稻产区农田土壤重金属来源主要包括土壤母质继承和农田施肥,其中值得注意的是农田施肥中引入较多的重金属为Hg和Cd。此外,研究区主要的岩石类型碳酸盐岩中含有较高含量的Cd和Hg;(4)本文研究结果对于南方丘陵区酸性土壤重金属污染的特征与防治的研究具有重要的参考意义。同时,本文所提出的绝对主成分得分(APCS)与GIS相结合的方法能够有效的对主成分分析的结果进行有效的补充和有力的验证,对于相关研究具有一定的示范意义。     

煤矸石堆附近耕作层土壤中重金属污染状况与评价——以鲁西南煤炭基地为例

通过对鲁西南煤炭基地若干混堆的煤矸石山周围耕作层土壤的实际调查及分析测试资料,研究了煤矸石堆附近耕作层土壤中重金属污染状况。结果表明,土壤局部已经受到Cd、Ni的污染,但未出现多金属复合污染状况。煤矸石堆附近土壤已经受到采矿等人类活动的影响,其中Cd,Hg的人为影响最大。从8种重金属元素含量随深度的变化曲线形态来看,Hg,Cd2种元素与Cr,Ni,Cu,Zn,Pb,As6种元素曲线形态显示差异性,Hg,Cd元素在土壤中赋存、迁移等应具特殊性,有待进一步研究。     

承德中部土壤-黄芩系统重金属生物有效性及迁移累积特征

土壤重金属含量是影响黄芩产量和质量的重要因素。选取承德市中部金沟屯和五道岭两处黄芩种植示范区为研究区,采集表层土壤样品355件,黄芩样品30件,重金属形态样品15件。在分析土壤Mn、Zn、Cu、Cr、Cd、As、Pb、Ni、Hg、V、Co、Sb和土壤有机质含量（SOM）及pH值,黄芩Zn、Cu、Cr、Co、Cd、Pb、Ni、Hg和As含量基础上,采用描述性统计、地累积指数、主成分和RDA分析、重金属生物富集系数、生物活性系数和迁移系数等方法论述了土壤-黄芩系统重金属生物有效性及迁移累积特征。结果表明:金沟屯和五道岭区土壤各重金属累积程度总体属无-中度累积水平。五道岭Cu和Hg累积程度高于金沟屯区,其它元素累积程度低于金沟屯区。五道岭区表层土壤Cr、Cu和Cd含量超标率分别为2.82%、1.69%和1.13%;金沟屯区土壤Cd、Cr和Ni,五道岭区土壤Zn和Hg含量超标率均为0.56%。五道岭区黄芩Cu元素含量高于金沟屯区,Co和Cu元素生物富集强度高于金沟屯区,其它元素含量和生物富集强度则均低于金沟屯区。土壤Cd和Hg元素生物活性系数相对最高,Ni、Zn和Pb元素次之,Cu、Cr和As生物活性系数相对较低。金沟屯区根系土具有较低的pH值和较高的SOM含量,区内黄芩根部As、Cd、Cr、Ni、Zn和Pb元素BCF平均值高于五道岭区,Cu元素富集强度低于五道岭区。土壤重金属生物有效性和黄芩重金属生物富集强度受土壤pH和SOM含量影响,其中Cd和Cu元素受SOM含量影响最为明显。     

Mercury and other metal and metalloid soil contamination near a Pb/Zn smelter in east Hunan province, China

The spatial distributions of contaminant metals (Hg, Pb, Zn, Cd, Cu) and a metalloid (As) in vegetable plots and paddy fields located near a large scale Pb/Zn smelter in Hunan province, China, were investigated. Soil located 4 km from the smelter was severely contaminated, with maximum concentrations of Hg, Pb, Zn, Cd, Cu and As as high as 2.89, 1200, 3350, 41.1, 157 and 93 mg kg⁻¹, respectively. Concentrations of soil metal and As decreased with distance in the dominant wind direction. Single-factor assessment indicated pollution levels of Hg, Pb, Zn and Cd were most severe, while pollution levels for Cu and As were less severe. Results from a potential ecological risk assessment indicated high risk associated with the soil within a 4 km radius, with the contribution for each contaminant calculated as follows: Cd (70.0%), Hg (19.4%), Pb (4.8%), As (3.0%), Cu (1.7%) and Zn (1.1%). The forest soil in the nearby city park was also affected by the atmospheric depositions from smelting activities. Soil profiles demonstrated the pollutants were mostly accumulated in the upper 20 cm layer. Contamination of the topsoil with Hg, Pb, Zn, Cd, Cu and As indicated remediation should be considered.     

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。     

重庆秀山西北部农田土壤重金属生态健康风险评价

为了解矿业活动较多的重庆秀山县西北部农田土壤重金属污染状况,采集了表层土壤样品386件,分析测定As、Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb、Zn、Mn等9种重金属元素,采用地累积指数法、潜在生态危害指数法和健康风险评估模型,对该区土壤重金属污染程度、生态风险和健康风险进行评估。结果表明,该区农田土壤9种重金属平均值都高于重庆市土壤背景值,呈现不同程度的积累;Cd、Hg明显超出国家农用地土壤污染风险筛选值,超标率分别为75.2%和44.6%。土壤中Hg污染较严重,处于中污染或重污染状态,Mn、As、Cd总体呈轻污染,其余重金属基本无污染。生态风险评价显示,Hg、Cd为主要生态危害元素,Hg以强、很强和极强风险为主,Cd以中等风险为主。人体健康风险评价显示,儿童更易受到重金属污染威胁,重金属对成人不具有非致癌风险,对儿童具有非致癌风险,As、Cr是主要非致癌因子;成人致癌风险在可接受范围内,个别土壤样对儿童具有致癌风险,As致癌风险最大。     

金衢盆地典型地区土壤-稻米重金属含量及土壤酸碱度的影响研究

作物对土壤中重金属的吸收受作物种类、采集部位及土壤理化性质等多方面因素的影响。近年来,金衢盆地土壤酸化面积逐年增大,酸化程度逐渐加深,其对土壤-作物系统中重金属元素的活动影响尚不明确。本文基于金衢盆地典型地区264组根系土壤-稻米样品分析数据,开展土壤、作物的重金属含量特征及其影响因素的研究,重点讨论了土壤pH对作物吸收重金属的影响。结果表明：①264件土壤中多数重金属元素的变异系数大于0.5,As、Cd、Cr、Cu、Ni和Zn元素之间呈显著正相关（P<0.01）。土壤Cd超标样品23件,超标率为8.7%;As、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb和Zn超标样品均未超过2件。②稻米中Cu、Zn与Cd含量呈显著正相关,Cd的富集系数（BCF）高于植物营养元素Cu、Zn。③稻米中Zn和Cu在P<0.1水平上与pH值呈显著正相关。Cd、Cr、Hg的BCF与pH值之间存在一定的负相关性。研究认为,适当调低土壤的酸碱度会削减土壤中Cd、Hg等重金属元素的活性,从而减少农作物对重金属的吸收转运。研究结果可为当地粮食安全生产决策提供科学数据,为土地管护提供参考依据。     

小秦岭金矿区土壤重金属生物有效性与影响因素

土壤中重金属生物有效性与影响因素分析是土壤重金属风险管控的关键问题。通过实地调查、现场采样、实验测试、综合分析等方法,分析了研究区100km2内Hg、Pb、Cd、Cr、As、Cu、Zn七种重金属元素的有效态含量特征,研究了这些重金属有效态含量之间、有效态含量与全量、有效态与土壤pH、有机质含量、粒度等基本理化参数之间的相关性,分析了重金属污染来源。结果表明,土壤中Hg、Pb、Cd、Cr、As、Cu、Zn七种重金属有效态的平均含量分别为2.29mg/kg、594mg/kg、2.52mg/kg、6.30mg/kg、2.16mg/kg、48.14mg/kg、50.21mg/kg,其变异系数大小为:HgPbCuZnCdAsCr。Hg的变异系数最大,是由于金矿选矿活动采用混汞法提金排放的尾矿堆(库)分布不均。Hg、Pb、Cd、Cu、Zn有效态量与全量之间均存在显著的相关性;土壤有机质与重金属有效态之间存在显著的相关性;土壤pH与有效态重金属之间存在显著的负相关性;土壤粒度对重金属有效态的累积影响不明显。     

山东烟台环境介质中重金属元素富集特征及与酸化土壤的关系

利用山东省烟台市生态地球化学调查及相关专题研究所取得的分析测试数据,通过高灵敏度的识别系统和多参数地球化学评价体系的建立,揭示了在重金属污染区内酸化的土壤环境中Cd、Hg、Pb、As等重金属元素活化迁移的地球化学机制、影响因素,以及浅层地下水和玉米等主要粮食作物籽实中重金属超标的原因及生态危害。与全国土壤基准值和背景值对比,研究区内Cd、Cr、Ni、Pb等元素的基准值相对偏高,Cd、Cr、Pb、Cu、Ni元素的背景值相对较高。As、Cd、Cr、Ni、Hg、Pb等存在于Ⅲ级及Ⅲ类以上土壤,是主要致污因子。典型金矿污染区内浅层地下水和玉米籽实中均检出超标重金属元素,影响浅层地下水环境质量的主要指标是Pb。达到Ⅲ类及以上水质标准的采样点数占研究区总采样点数的3.47%;玉米中的Cd含量相对较高。表层酸性、弱酸性土壤占土壤总面积的55.29%,土壤酸化趋势明显。随着土壤酸化程度的加深和范围扩大,导致土壤耕作层可给性营养元素的损失及某些毒性元素(Cd、Pb等)的释出和活化,提高了土壤中主要污染因子Cd、Hg、Ni、Pb、As等重金属的活化迁移能力;富含有机质的土壤中有利于对Cu、Zn、Pb、Cd的吸收,固重金属元素于土壤中,降低了土壤重金属污染的环境风险水平。研究结果为土壤修复、降低土壤重金属毒性提供了重要的科学依据。     

北京平原区两年内土壤中五种重金属元素化学形态变化及生物有效性

为了监测北京市平原区2015年和2016年土壤中5种重金属As、Cd、Hg、Pb、Zn化学形态的变化趋势,运用Tessier连续提取法对土壤重金属进行了形态分析,并对影响重金属元素生物有效性的因素进行研究。结果表明,2年内研究区表层土壤重金属元素的形态变化微弱,有效态含量以Cd元素最高,达到45.67%,故潜在生态危害性最大;其次为Zn元素,达12.16%,其中碳酸盐结合态占比虽大,但由于研究区土壤呈偏碱性,Zn元素的迁移能力较弱,潜在危害性较小;As、Hg、Pb均以难迁移态存在,故潜在危害性也较小。土壤重金属元素的生物活性系数及迁移系数分别为:CdZnPbAsHg和CdAsZnPb=Hg,其中Cd元素2年的生物活性系数和迁移系数最高,展现出较强的生物活性和迁移能力,其余重金属元素的活性系数和迁移系数较低,潜在危害性较弱。影响重金属元素生物有效性的因素较复杂,以重金属元素全量为主,p H、有机质、CEC等理化性质次之。     

成都平原农田区土壤重金属元素环境基准值初步研究

土壤重金属污染已成为制约人类社会发展及危害人类健康的重要因素,制定土壤重金属元素的环境基准值对控制土壤重金属污染及保护生态安全具有重要意义。以成都平原农田区为例,以保护地下水安全为目的,以室内模拟淋溶实验为手段,尝试性地计算了研究区不同类型土壤重金属元素的环境基准值。研究结果表明:(1)不同类型土壤各元素在土壤—水间的分配系数差异较大;(2)不同类型土壤Hg和Cd环境基准值差异不大,Hg环境基准值平均为0.3μg/g,Cd的变化范围为0.3～0.5μg/g;As和Pb环境基准值差异较大,As的变化范围为18～24μg/g;Pb的变化范围为24～41μg/g;(3)研究区土壤基本处于保护饮用水的安全范围之内,但黄壤中Pb、紫色土中Cd和Pb、棕壤中Hg和Pb具有潜在的影响地下水安全的生态风险。这对研究区进行风险评估具有重要的参考价值。     

土壤重金属生态危害评价：以典型金矿区为例

通过对典型矿区土壤重金属污染现状与分布规律研究,发现土壤污染的主要因子是Cd、As、Hg、Cu、Pb、zn等重金属元素污染,金矿三废排放是土壤重金属污染的主要来源。一号金矿区Hg、Cd、As三种元素对土壤危害的贡献率之和达到94％,其中仅Hg元素的贡献率就达到了77％。二号金矿区Hg、Cd、As、Pb、Cu五种元素对土壤危害的贡献率之和达到97％,其中仅Hg元素的贡献率就达到了61％。金矿区土壤重金属元素潜在生态危害强、很强的土壤样品数量占总数的66．54％,占金矿专题研究区控制总面积的79．51％,土壤潜在生态危害严重,本成果为金矿区土壤污染防治提供了科学依据。     

河北省宣化地区原煤与燃煤污染及其生态环境效应评价

通过对河北省宣化原煤及燃煤污染区表土和近地降尘的野外调查和样品分析,查明了表土及降尘中Hg、Cd、V、Zn、Mo、U、Mn、Cr等13种重金属元素及16种多环芳烃(PAHs)的地球化学特征。结果表明,原煤区土壤以Hg、Cd污染为主,污染区在煤带两侧约100 m范围内,燃煤区土壤以Hg、Cd、V污染为主,污染范围在燃煤企业下风口超过2 km。原煤区表土中Hg、Cd、Zn、Mo、U及PAHs与燃煤区表土中Hg、V、Mo、U、Mn、Cr及PAHs主要通过大气沉降带入。区内土壤中脲酶、碱性磷酸酶及β-葡萄糖苷酶活性均受到不同程度抑制,其中以β-葡萄糖苷酶最为明显,且燃煤区较原煤区抑制更为显著,反映了煤污染对土壤碳循环过程影响较大。     

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。     

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。      

山东省乐陵—河口地区重金属污染现状与分布迁移规律

对山东省乐陵—河口地区重金属元素的分布迁移规律进行研究,结果表明,研究区土壤以清洁型为主;污染区土壤轻度污染所占比例最大,中度及重度污染占研究区的0.57%,污染因子主要为Cd、Hg、Pb,工业废水是土壤污染的主要来源。Cd、Hg在污染区小麦秸杆中明显富集,接近或超过其根系土中的含量,在籽实中含量最低,小麦籽实中Se、Zn明显富集。土壤根系土中Cd、Hg等以稳定态分布为主,活动态的含量很低,活化迁移量少,这与区内碱性环境密切相关。     

广东贵屿土壤Cd、Hg潜在威胁评价

通过表层土壤、深层土壤、水稻样品及水样的采取与分析,结果表明,水俣病的元凶Hg在广东省贵屿镇土壤中具有极高的富集系数,易在酸性条件下向有效形态转化的弱有机结合态Hg占全Hg的17.74%;痛痛病的元凶Cd在部分土壤中的含量已超过环境承受的极限,且最易与生命体发生作用的水溶态Cd和离子交换态Cd占全Cd的比例高达16.2%。Hg、Cd的块金系数均大于70%,具明显的表层富集特征,与家电拆解作坊表层土壤重金属元素同源性较好,说明Cd、Hg的分布、富集受人类活动影响强烈,其对生态环境和居民健康存在极强的潜在威胁,在特定条件下有可能引发各类地方病。