施用不同畜禽粪便土壤剖面中重金属分布特征

针对不同粪便集中施用情况, 选取禹城市3 个畜禽养殖区, 通过采集不同旱地农田土壤剖面样品, 研究典型重金属元素随粪便施用程度的变化、土壤剖面中重金属垂直分布特征以及施用不同畜禽粪便土壤剖面中重金属分布的差异。结果发现,长期施用畜禽粪便土壤剖面中重金属Cu、Zn、Pb、Cr、As的含量要高于未施用畜禽粪便的对照土壤剖面, 其中Cu、Zn 超过对照组较大;偶尔施用畜禽粪便土壤剖面Cu、Zn、Pb、Cr、As 的含量低于长期施用畜禽粪便土壤剖面, 且与未施用畜禽粪便的对照土壤剖面相差不大。牛粪集中施用区土壤剖面中Cu、Pb、Cr、Cd、Ni 等重金属存在较为明显的淋溶下移性, Hg、As两元素存在较为明显的表层或亚表层聚集现象;猪粪集中施用区土壤剖面各重金属除Cr、Ni 外, 都显示出较为明显的表层或亚表层聚集现象;鸡粪集中施用区的土壤剖面Cu、Pb、Cd、Cr、Ni 存在一定的淋溶下移性, 而Zn、Hg、As等3 种元素存在显著表层亚表层聚集现象。长期施用不同畜禽粪便的不同土壤剖面Cr、Ni、Cd、Pb 等含量变化差异明显, 而As、Hg差异性不显著;施牛粪与施鸡粪剖面中的Zn, 施猪粪与施鸡粪剖面中的Cu差异也不显著。     

典型矿业城市的土壤重金属分布特征与复合污染评价——以“镍都”金昌市为例

通过对甘肃省金昌市(镍矿城市)建成区的土壤重金属调查研究,揭示了其重金属来源、污染现状及其环境风险。结果表明:当地主要矿产品Ni和Cu两种重金属的土壤污染最严重,与《土壤环境质量标准》(GB15618-1995)的III级标准比较,样品Ni和Cu的超标率分别为70%和57%,污染面积分别为26 km2和24 km2;土壤As和Cd污染主要集中在矿冶区和尾砂库附近,居民区土壤污染程度低;土壤Cr污染出现在尾砂库和采矿区附近,污染面积为3 km2。在城区土壤中,Co、Cu、Cd、Pb与Zn的污染来源及空间分布具有相似特征,而土壤As污染与Ni污染特征相近。Nemero综合指数评价结果表明,高风险区域主要分布在东部矿冶区、北部尾砂库和西南角采矿区,城市居民区的土壤重金属污染水平较低。     

山丘平原过渡区土壤重金属污染特征及评价——以四川省五通桥区为例

采集和分析了五通桥区不同功能区和乡镇73个土壤样品，以了解山丘平原过渡区土壤重金属的含量和污染特征。结果表明，重金属的平均含量为Pb32．18mg／kg、Cd0．82mg／kg、Cu28．61mg／kg、Zn108．08mg／kg、Ni32．66mg／kg、Cr72．44mg／kg；与四川土壤背景值相比，Cu、Ni、Cr的含量与之持平，Pb增加了0．11倍，Zn增加了0．32倍，Cd的积累较为严重，比背景值增加了10倍。污染评价结果显示该过渡区存在一定程度的重金属污染问题，不同功能区的污染程度排序为工业区〉生活区〉农业区。Cd在六种元素的土壤污染分担率中占55．46％，是最主要的污染元素；土壤Cd含量与Pb和Zn存在较高的相关性（相关系数为0．525和0．500），表明存在Pb—Cd和Zn—Cd的复合污染。     

乌鲁木齐市米东区农田土壤重金属含量的空间分布特征

利用地理信息系统（GIS）及地统计学方法,对乌鲁木齐米东区农田土壤中重金属（Hg、Cu、Zn、Pb、Ni、Cd及Cr）的含量进行空间变异性分析。结果表明：除Cu、Zn、Pb和Hg超过土壤背景值外,7种重金属的平均含量均未超过国家环境质量二级标准（GB15618-1995）;7种重金属均具有较好的空间变异结构,可以用指数模型、球状模型和高斯模型拟合,且具有不同程度的块金效应;Cd、Cr具有强烈的空间自相关性,Pb、Ni、Cu、Zn和Hg属中等强度空间相关, 说明其含量受外源污染的影响较大;采用普通克里格插值法得出7种重金属的空间分布图,除Cd空间分布规律不明显外,其它6种重金属均存在显著的空间分布规律。     

长江三角洲地区土壤重金属污染特征及潜在生态风险评价——以江苏太仓市为例

太仓市表层土壤Zn、Cu属强变异强度,呈对数正态分布;Cd、Ni、Hg、As、Cr和Pb属中等变异强度,呈正态分布。Cu、Hg、Zn、As显著高于当地背景值,以As累积指数和超背景值率最高;8种重金属除As自表层向下递增外,其余元素均为表层向下递减。土壤复合污染严重,土壤潜在生态风险达中等水平,黄泥土生态风险高于沙夹垅;重金属生态风险以印染厂最大,其次为电镀厂和养殖场,产生潜在生态风险为Hg、Cd,而As、Cu、Zn、Cr、Ni、Pb等多属轻微水平。     

天津地区典型土壤剖面多环芳烃的垂向分布特征

天津地区不同环境功能区表层土中均检出萘、苊、苊烯、联苯、菲、惹烯、芴、二苯并呋喃、二苯并噻吩、荧蒽、芘、屈、苯并芴、苯并蒽、苯并荧蒽、苯并芘、、二苯并[a,h]蒽、茚并[1,2,3-cd]芘、苯并[g,h,i]等多环芳烃化合物,但含量差别显著,南、北排污河污灌区多环芳烃含量明显高于非污染区及北部山区。不同剖面表土中多环芳烃的组成特征也存在明显差别,与非污灌耕地及北部山地相比,污灌耕地和滨海盐土耕地四环以上芳烃相对含量明显较高,而烷基取代物含量明显较低。剖面表层至40cm土壤中多环芳烃含量相对较高,深处含量明显降低,但不同剖面变化幅度存在明显差别,污灌耕地和滨海盐土耕地降低幅度最大,其它剖面变化较小,但剖面深部(>40cm)芳烃化合物组成特征基本趋于一致。     

面向应用的土壤重金属信息系统(SHMIS)——以北京市为例

在大规模的土壤取样调查和分析基础上,以北京市为例,建立了土壤重金属信息系统(SHMIS)。该信息系统由土壤重金属数据库(SHMD)及其数据库管理系统(SHMMIS)两大部分组成。该信息系统的资料覆盖北京市18个区县,共800组土壤重金属和近400组蔬菜重金属等相关信息。土壤重金属数据库由6个表相互关联而组成,其中采样区的基本地理属性、样品重金属含量、样点与周围地物空间关系、农作物组成等不同的分类信息分别列在不同的表中。用户通过SHMMIS可对数据进行查询、分类和统计,获得需要的数据。该信息系统的建立既使得采样工作能够与空间分析相结合,对重金属含量变异趋势大的区域进行加密布点,提高每个样点的信息量;数据库同时存储土壤及其所产蔬菜等农作物的重金属含量,为蔬菜重金属污染风险分析、区域土壤环境质量评价等研究、决策管理提供一个数据平台。     

不同耕作方式对路旁土壤重金属分布的影响——以黄淮平原国道310开封段为例

在G310开封段的杜良和杏花营分别布设采样断面,共采集320个样品。用ICP-MS测定土壤Pb、Cu、Zn、Cd、Cr和Ni含量,用泛克里格插值法分析路旁土壤重金属含量空间分布特征。结果表明,不同耕作方式对路旁土壤重金属含量空间分布影响很大。水旱轮作农田在淹水期间,由于水分的流动性以及土壤Eh下降等原因,加速了重金属的迁移,其分布无明显规律性。旱旱轮作农田的土壤重金属含量呈现出与道路平行的带状分布,其中土壤Cr和Cu含量随着距路基距离增加而递减;土壤Pb、Ni、Zn和Cd含量随着距路基距离增加而先增大然后减小,峰值含量出现在距路基30~50 m间。     

渭北高原土地利用变化对土壤剖面发育的影响——以洛川-长武塬区耕地转为苹果园为例

在对渭北高原地区土地利用调研的基础上,选择6个耕作土壤剖面和8个苹果园土壤剖面为研究对象,通过对这些剖面的构型、质地、元素组成、理化性质和微形态的研究,分析了土地利用变化对土壤演化的影响和机理。结果表明,耕地转为苹果园后,土壤构型从Ap-Bc-A-Ck-C逐渐变为AB-(Bc)-A-Ck-C;土壤表层(0~35cm)的磁化率、有机质、常量元素(Si、Al、Fe、K、Mg、Ca、Na)和微量元素(Cu、Co、Ni、Zn、V、Cr、Pb、As)含量趋于增加,CaCO3含量和pH趋于降低;35~90cm,CaCO3含量趋于增加,而磁化率、有机质、常量元素和微量元素含量趋于降低;90cm深度以下土壤性质变化不大;土壤孔隙的数量减少而平均孔径和孔隙率增加,粘土矿物总含量增加,而残积粘土/淀积粘土比值降低,次生碳酸盐的空间位置从主要出现在0~35cm深度变为在0~90cm范围内普遍出现。这些表明土地利用方式从耕地改为苹果园,土壤剖面构型发生了明显分异,土壤性质的变化主要发生在90cm以上,土壤表层(0~35cm)的变化大于土壤下层(35~90cm)。     

经济快速发展城郊区土壤重金属空间分布及潜在生态危害评价—以慈溪市横河镇为例

以浙江省慈溪市经济快速发展城郊区横河镇为研究区域,应用地统计学方法和GIS空间分析技术,探讨横河镇农田土壤重金属分布状况、空间异质性及其来源,运用Hakanson潜在生态危害指数法评价了区域生态危害程度.结果表明:横河镇土壤中的重金属含量均已超出当地的背景值,呈现中等变异特征.依据空间变异函数模型及参数判定重金属的空间...     

乐安河流域土壤重金属含量高光谱间接反演模型及其空间分布特征研究

选取江西省乐安河及其支流流域作为研究区域,探讨了使用土壤高光谱数据间接反演其重金属(Cu、Zn、Pb)含量的方法。选用偏最小二乘模型对土壤有机质含量进行高光谱反演,引入人工神经网络回归模型建立土壤有机质含量与重金属含量的相关关系,从而提取出土壤中痕量级的重金属元素,并针对其空间分布情况进行关联分析和对比分析。实验结果表明,此方法在反演Cu、Zn元素时可有效反映其空间分布特征,具有在类似泛滥平原区域推广的适宜性,也为该区域土壤及水文生态环境监测提供了相关参考。     

短期乔木林灌木林和草地演替的土壤剖面13C分布特征

以短期的植被更替如何影响土壤剖面的13C富集以及这些富集现象揭示的土壤碳循环机理为目的,采集云南省曲靖地区发生植被演替的山地土壤剖面5组,分别测定了稳定碳同位素比值(δ13C)、总有机碳含量(TOC)和碳密度,并比较了它们之间的差异。研究发现:短期植被改变(约10年)对土壤剖面中0~30 cm层的δ13C值具有显著影响,其中对0~10 cm层土壤影响最大。灌木更替为森林和草地后土壤有机质的δ13C变化分别达2.28‰和5.08‰。30~50 cm层土壤δ13C值对植被改变不敏感,该层可以作为土壤剖面的基准剖面层。大气δ13C值变化不是森林土壤0~50 cm剖面层中13C随深度减小而富集的主要原因。10年间,植被从灌木演替为人工种植的麻栎乔木或从灌木植被退化为草本植被,0~30 cm层土壤剖面的有机碳密度改变量分别为2.30 kg/m2和-1.00 kg/m2。而植被从灌木到人工种植麻栎的碳密度改变率为0.230 kg/m2/a,这对改变山地土壤的碳密度、短期增加碳储量具有重要意义。δ13C在C3植被的短期演替过程中具有很好的辨识力,可以作为土壤碳库更替和碳循环的研究工具。     

湿地土壤有机质和全氮含量分布特征对比研究——以向海与科尔沁自然保护区为例

研究了土壤有机质及全氮在霍林河中下游的科尔沁和向海两个自然保护区湿地表层土壤中的水平分布及其在土壤剖面中的垂直分布特征。结果表明，与科尔沁自然保护区相比，向海自然保护区的空间分异程度较高，其表层对有机质及全氮的持留作用较强，碳的固定速率比氮累积更慢一些；盐碱化程度较高，湿地植被净化效应较显著；pH值对有机质和全氮的影响也更为显著。     

长江三角洲地区小麦植株的重金属分布及其相关性——以昆山市为例

以苏州昆山市为典型区,测定该地区小麦植株根、茎、叶、籽粒及对应点位土壤中Hg、As、Cr、Cu、Ni、Pb、Zn、Cd这8种重金属含量,探究长江三角洲地区小麦植株各器官重金属的吸收状况及其关联分析。结果显示,小麦根对各种重金属的吸收能力最强,各器官以及小麦全植株对Cd的吸收系数最大而对Cr的最小;小麦籽粒重金属含量与根、茎、叶中重金属含量存在一定的相关性,但没有确定的规律;Hg、Zn、Cd这3种重金属的潜在生态风险都达到中等以上级别,8种重金属的综合潜在生态风险达到较高级别。     

有效硅在土壤中的含量分布及影响因素——以河南信阳地区土壤为例

根据不同母质发育的土壤，采集了水稻土耕层样８６个，旱地耕层样４３个。土壤剖面样１７个，有效硅测定方法：用ｐＨ４的１ｍｏｌ／ＬＮａＯＡＣ－ＨＡＣ为提取剂，加显色剂后，用分光光度计测定含量。有效硅总的趋势是酸性岩及其变质岩发育的土壤低于沉积岩的含量；第四纪沉积物中，Ｑ４低于Ｑ２时期的含量。在相同气侯条件下，成土母质和粘粒含量是影响有效硅含量的主要因素     

污灌农田土壤动物及其对重金属污染的响应——以开封市化肥河污灌区为例

开封市化肥河污灌区土壤重金属(Cu、Zn、Pb、Cd、Ni)含量明显高于对照区,Cd含量超标严重。采用内梅罗指数法将污灌区土壤重金属污染分为轻污染、中污染和重污染3种类型。在此基础上,运用生态分析和统计分析的方法,研究了污灌区不同重金属污染样点的土壤动物个体与种群特征。结果表明:(1)污灌区土壤动物优势种群为线虫和等节跳科,总的个体数量和种群数量春季(分别为3158只和74种)均多于秋季(分别为1963只和57种)。(2)3种不同污染级别土壤中,土壤动物种群数量春季均少于秋季,春季样点间的种群相似性低于秋季。(3)土壤动物水平分布受重金属污染的影响较大,污染土壤与对照土壤中土壤动物数量有显著差异;重金属污染严重的样点,土壤动物的表聚性较低。(4)土壤动物密度-种群指数(DG)秋季大于春季,春秋两季都随重金属综合污染指数的增大而降低。(5)土壤动物对重金属污染的响应表现为个体数量较种群数量明显,水平分布较垂直分布明显,春季较秋季明显。     

北方石质山区坡面土壤厚度分布特征——以北京市密云县为例

土壤厚度是土壤退化及土地生产力水平评价的一个重要指标。本研究应用插钎法,调查了北京市密云县山区50个基本抽样单元的坡面土壤厚度。对样点数据进行了统计分析,结果表明:平均土壤厚度为15cm。小于10cm的土壤占37%,小于20cm的土壤占76%,小于30cm的占90%。空间上土壤较厚的区域主要集中在西北和东北部植被覆盖较好的地区。对影响土壤厚度的因子进行分析发现:土壤厚度与海拔无明显相关性,而坡向对土壤厚度的影响较为明显,阴坡土壤厚度明显大于阳坡。土壤厚度与植被覆盖度和坡度明显相关,与植被覆盖度的相关系数为0.84,与坡度的相关系数为-0.40,二者都通过了显著水平为0.01的显著性检验。     

污灌条件下重金属在耕作土壤中的积累与形态分布特征——以北京市通州区凤港减河污灌区农用地为例

以北京市通州区凤港减河典型污灌农用地为研究对象,分析了污灌对耕作土壤中Cd、Cu、Zn和Pb的全量与形态分布特征的影响。结果表明:①土壤中Cu、Zn和Pb的含量均低于WHO(World Health Organization)限值,Cd的含量明显高于WHO限值。然而,4种重金属的污染负载指数(PLI为1.49~4.54)均高于1,其中Cd的PLI值最高,表明长期污灌已经导致耕作土壤中重金属的积累;②总体来看,随土壤深度的增加,重金属含量呈先减少,后增加的趋势。距离灌渠越远,土壤中重金属含量越少;③土壤中Cu、Zn和Pb主要以残余态和有机结合态形式存在,其次是铁锰氧化态,碳酸盐结合态和离子交换态非常少。而土壤中Cd的碳酸盐结合态与离子交换态占有相当大的比例。4种重金属的生物可利用性次序为:Cd>Cu>Pb>Zn,且表土层高于底土层。同时,研究发现距离灌渠越近,表土层中Cd的生物可利用性越低。总的说来,污灌土壤中较高的Cd含量与其较高的生物可利用性对食品安全与人类健康构成了潜在风险。     

粤北岩溶丘陵区不同地貌部位土壤钙的分布特征——以英德市九龙镇为例

为了解岩溶丘陵区不同地貌条件对于土壤钙元素迁移或富集的影响,选择粤北英德市九龙镇典型岩溶丘陵区2座山丘作为研究区,分别对顶部、峭壁、坡麓、积水洼地和干旱沟谷进行了岩石裸露率、土层厚度和植被等调查;并采集不同样地土壤,利用原子吸收分光光度计测定了土壤中全钙、交换性钙、水溶性钙质量分数,结果表明:积水洼地土壤的全钙质量分数最高,达62.397 g/kg;其次是丘顶、坡麓、峭壁、沟谷,积水洼地的交换性钙和水溶性钙质量分数同样为最高,分别是4.582和0.223 g/kg,交换性钙和水溶性钙在丘顶、峭壁、坡麓和沟谷4个部位土壤中的差异不明显,分别在1.560~2.421 g/kg之间和0.057~0.180 g/kg之间。研究表明,土壤的碳酸盐质量分数和p H值与全钙、交换性钙、水溶性钙都呈极显著正相关,全钙与交换性钙、交换性钙与水溶性钙有极显著正相关;地形不仅影响土壤钙水平方向的分布,还影响其垂向分布。     

红色风化壳地球化学特征及对古气候演变的响应——以辽南石槽剖面为例

以辽南地区石槽剖面红色风化壳为研究对象,通过研究剖面的常量元素和地球化学指标,揭示剖面的地球化学特征,探讨剖面化学风化过程以及对古气候环境演变过程的响应。结果表明：石槽剖面红色风化壳中Ca元素重度亏损,其他常量元素均出现了相对富集;石槽剖面风化强度总体上低于南方红色风化壳,属于中等风化阶段;多个地球化学指标的垂向变化表明石槽剖面风化强度表现为风化很强-风化减弱-风化加强-风化较弱4个阶段的变化,指示辽南地区在石槽剖面发育期内古气候环境经历了湿热-暖湿-回暖-相对暖湿的演变过程。