山区小流域矿集区土壤重金属污染生态风险评价基准与模型

【研究目的】矿集区小流域属重金属天然高背景区,传统重金属污染评价的统一基准值或标准值已不能满足矿山生态环境监管过程中生态环境服务功能影响评价和矿区恢复治理、土壤污染修复要求;以地球系统科学理论指导开展山区矿集区重金属污染调查评价具有重要意义。【研究方法】本文阐述了以小流域为单元评价山区土壤重金属污染的必要性,对矿集区土壤重金属污染生态风险评价的基准确定与模型方法进行了系统总结。【研究结果】山区矿集区土壤重金属污染与生态风险评价的关键在于调查评价单元的划分,评价基准——地球化学基线的厘定和评价数学模型的确定。【结论】本文梳理了矿集区重金属污染评价基准的三类确定方法：环境质量标准法、地球化学基线法和生态效应法;论述了重金属污染与生态风险评价模型的分类和发展现状及各模型的优缺点及其适用性,评价模型主要有一般指数法、模型指数法和考虑生物有效性与健康风险的评价方法;展望了流域地球关键带调查监测技术框架下的小流域矿集区土壤重金属基线调查评价新技术、新方法的应用,以期为确定已扰动环境下重金属环境地球化学基线特征,回溯土壤环境重金属本底特征,揭示土壤重金属元素的污染来源和迁移转化机制,流域生态环境污染...     

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。     

长江下游干流沉积物重金属特征及生态风险评价

【研究目的】长江下游干流沿岸分布众多取水口,为保障用水安全和生态环境健康,亟需了解近岸沉积物中重金属相关现状。【研究方法】调查过程中自上而下分左右岸共采集沉积物样品85组,利用描述统计分析重金属含量特征,综合相关性分析和主成分分析探讨重金属来源,采用地累积指数法、污染负荷法分析重金属污染程度,并评估其潜在生态风险。【研究结果】平均含量由高至低为Zn>Cr>Cu>Ni>Pb>As>Cd;上游至下游,Cu、Zn、Cr、Ni呈小幅波动增加趋势,As、Pb呈小幅波动下降趋势,Cd呈较大波动下降趋势;Cd的污染程度最重,主要来源于农业生产等人类活动,1～4级污染分别占比1.18%、1.18%、18.82%和34.12%,Cr和Ni为无污染,主要是工业生产源和地球化学自然源;中等污染程度(1≤PLI_point<2)的样点占比34.18%,潜在生态风险指数(RI)为19.48～388.62,轻微潜在生态风险、中等潜在生态风险、强潜在生态风险和极强潜在生态风险占比分别为38.82%、42.35%、17.65%和1.18%。【结论】长江下游...     

不同方法评价喀斯特煤矿区农田土壤重金属生态风险比较

采用TCLP法、内梅罗综合污染指数、嵌入Igeo综合污染指数法等方法对贵州织金县某煤矿区周边农田土壤重金属进行评价。土壤中Cd、Cr、Cu、Ni、Hg和Zn的含量范围分别为0.79～2.08 mg·kg-1、144.20～464.40 mg·kg-1、91.63～187.50 mg·kg-1、48.13～104.47 mg·kg-1、0.14～2.33 mg·kg-1、144.35～265.89 mg·kg-1,所有土壤样点的Cd、Cr、Cu和Ni含量均已超过国家土壤环境质量二级标准,部分土壤样点的Hg和Zn含量超过二级标准。TCLP法评价结果所有土壤样点均未受到重金属污染;内梅罗综合污染指数法评价结果为农田土壤重金属生态风险处于安全水平;嵌入Igeo综合污染指数法评价结果表明,90%的土壤达到中度污染以上,其中65%的土壤处于中度污染,25%的土壤受到中度至重度污染;潜在生态危害指数法评价表明,所有土壤样点重金属均处于轻微生态风险水平。针对不同评价方法得出的结果存在差异的情况,在评价土壤重金属污染状况时,应根据评价目标的差异选择合适的评价方法。      

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。     

云南个旧锡矿区大屯盆地土壤重金属污染与生态风险评价

土壤中的重金属直接影响农业安全生产,掌握不同耕地和土壤类型中重金属的污染程度可为削减生态风险提供依据。通过实地调查,对云南个旧锡矿区松树脚矿大屯盆地不同耕地和土壤类型的重金属含量,采用单因子指数法、内梅罗综合污染指数法进行污染评价,基于潜在生态危害指数法进行生态风险评价。结果表明,As、Cd、Cu、Cr、Ni、Pb和Zn七种元素中,As和Cd是大屯盆地农田土壤的主要污染因子,两者对污染程度的贡献率为97%,其中Cd的贡献率为68%;两者对生态风险的贡献率为87%。旱地重金属污染程度和生态风险大于水田,红壤中重金属的污染程度和生态风险大于红色石灰土。从空间来看,个旧大屯盆地重金属污染程度总体呈现从西南向东北逐渐降低的趋势。     

黔北某锰矿区土壤重金属污染特征及潜在生态风险评价

黔北某锰矿区紧邻主城区,上世纪至本世纪初,大量开采及粗加工产生的矿渣随意堆放,可能导致周边土壤环境恶化,评价其土壤重金属污染特征及潜在生态风险,对于土壤生态环境保护及污染防治具有重要意义。在黔北某锰矿区共采集有效土样188个,测定As、Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb、Zn含量及pH,分析其污染特征及综合潜在生态风险。结果表明,区内土壤中8种重金属元素平均含量均不同程度超过贵州省土壤背景值,Cd、Cu、Ni、Hg、As属于强变异,Zn、Pb、Cr属于中等变异。单因子污染评价结果表明,除Hg、Pb为清洁以外,其余6种重金属总体上处于轻度污染。内梅罗污染指数显示区内主要受到轻度污染,局部受到重度污染。综合潜在生态风险总体上处于轻微生态危害,中等及强生态危害区主要分布在研究区北部,其轻微、中等及强生态危害分布面积占比分别为6910%、2990%及101%,主要影响因子为Cd和Hg。相关性分析结果表明,区内矿渣堆周边土壤中Cd、Cr、Ni、Zn可能来自未处置锰矿矿渣;研究区南西侧Cr、Ni、Zn可能来自于工业园区及交通运输。     

云南个旧锡矿区大屯盆地土壤重金属污染与生态风险评价

土壤中的重金属直接影响农业安全生产,掌握不同耕地和土壤类型中重金属的污染程度可为削减生态风险提供依据。通过实地调查,对云南个旧锡矿区松树脚矿大屯盆地不同耕地和土壤类型的重金属含量,采用单因子指数法、内梅罗综合污染指数法进行污染评价,基于潜在生态危害指数法进行生态风险评价。结果表明,As、Cd、Cu、Cr、Ni、Pb和Zn 七种元素中,As和Cd是大屯盆地农田土壤的主要污染因子,两者对污染程度的贡献率为97%,其中Cd的贡献率为68%;两者对生态风险的贡献率为87%。旱地重金属污染程度和生态风险大于水田,红壤中重金属的污染程度和生态风险大于红色石灰土。从空间来看,个旧大屯盆地重金属污染程度总体呈现从西南向东北逐渐降低的趋势。     

基于地球化学基线的土壤重金属污染潜在生态风险评价

地球化学基线是区分地球化学背景和异常的重要参数。在采集和测试德兴地区约5000km^2面积的479个表层土壤样品基础上，采用标准化方法确定了样品中Cu，Pb，Zn，Cd，Cr，As和Hg等7种重金属元素的基线值，并以基线作为潜在生态风险评价的参比值，对德兴地区土壤重金属污染进行潜在生态风险评价。结果表明：研究区可划分为3个潜在生态风险等级：轻微生态风险、中等生态风险和强生态风险，强生态风险区主要分布在德兴铜矿和钟家山煤矿等矿业活动区附近。其他大部分地区为轻微生态风险区。     

浙中某地土壤重金属来源解析及风险评价

分析了浙中某地2 300个表层土壤样品中8类重金属元素的含量,并与1987年区域化探数据比较,发现Cd、Hg、Pb、Cr、Ni、Cu、Zn等重金属出现了显著升高,升高的区域与工业区分布吻合。研究区内大约6.09%的土壤受重金属中—重程度的污染,40.26%的土壤达到轻污染,污染区的分布主要与交通干线和五金企业聚集区吻合,而与地质背景无关,表明研究区重金属污染主要来源于五金企业。     

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。     

柳江流域沉积物重金属生态风险评价及来源分析

以柳江中下游流域沉积物为研究对象,采集91件水系沉积物样品,计算并分析As、Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb、Zn等元素地球化学参数特征,对当前污染现状及潜在风险进行预测评价,并解析重金属元素来源。结果显示:柳江流域重金属元素含量分布表现出较强的地域特征;柳江流域污染等级以轻度及偏中度为主,潜在生态风险等级为中低等级,主要影响因子为Cd;As、Cr、Cu、Hg、Ni来源以自然源为主,Cd、Pb以人为源为主,其中Cd自然源贡献率高值区主要分布于龙江流域,工矿业源贡献率高值区主要分布于金城江周边以及柳江柳州市区段。     

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。     

安徽某地山核桃园地土壤重金属生态风险评价

研究区是我国山核桃重要产地,在区内开展生态风险评价对保障山核桃食品安全具有重要意义.采集山核桃果仁及对应的根系土壤样品各82件,分析土壤和山核桃样品中重金属含量,以《土壤环境质量农用地土壤污染风险管控标准(试行)》(GB 15618—2018)中pH≤5.5非水田条件下的风险筛选值为标准,评价土壤重金属污染程度和潜在生态风险.结果表明:研究区山核桃园地土壤中Cd、Cr、Hg、As、Pb、Cu、Zn、Ni等8种重金属平均含量均高于中国土壤平均值,其中As、Cd分别为中国土壤平均值的3.80倍、2.90倍.研究区局部土壤中As、Cd、Pb、Zn、Ni含量出现不同程度的超标,其中Cd超标较为显著,As、Pb、Zn、Ni超标程度低,Cr、Hg、Cu未超标.Cd达到中等生态危害程度,其他重金属生态风险低.土壤重金属生态风险总体较低,风险可控.研究区山核桃果仁中Cd、Cr、Hg、As、Pb含量总体较低,少量山核桃果仁样品中出现Pb含量超标,应加以关注.     

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...     

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。     

雄安新区西南部土壤重金属污染特征及生态风险评价

土壤重金属污染具有巨大的生态环境风险和危害。本文以雄安新区西南部(老河头镇、同口镇和芦庄乡)的表层土壤和大宗农作物小麦、玉米为研究对象,在对8种重金属As、Ni、Cu、Cr、Pb、Hg、Cd和Zn含量测试分析的基础上,开展了土壤重金属污染和生态风险评价。结果表明:研究区表层土壤局部存在重金属超标情况,重金属的污染程度依次为:Cd>As>Cu>Zn>Pb>Hg,Cr和Ni土壤环境清洁;研究区表层土壤重金属污染是人为源输入,老河头镇及周边大量有色金属冶炼活动是可能的主要污染源;8种重金属的潜在生态危害程度由强至弱依次为:Cd>Hg>As>Cu>Pb>Zn>Cr>Ni;多金属潜在生态风险指数RI的平均值为252,土壤整体的重金属潜在危害程度为中等风险,其中Cd对潜在生态风险指数RI的贡献最大,且Cd的活性最强,迁移能力强,易被植物吸收。研究成果可为雄安新区的土地利用规划提供重要依据。     

甘肃省白银市四龙镇—北湾镇耕地区土壤重金属现状及生态风险评价

【研究目的】甘肃省白银地区矿业发达,矿山开采导致土壤重金属污染严重,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具有重要意义。【研究方法】以甘肃省白银地区四龙镇一北湾镇耕地区表层土壤为研究对象,采用单因子指数法、内梅罗综合指数法、地积累指数法和潜在生态危害指数法四种方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。【研究结果】单因子指数法统计结果显示研究区土壤污染主要为Cd、As的污染,单因子指数P_Cd显示89.21%的土壤为一等清洁,8.63%为二等轻微污染,0.72%为三等轻度污染,1.44%为四等中度污染。单因子指数P_As显示94.24%为土壤为一等清洁,5.04%为二等轻微污染,0.72%四等中度污染。内梅罗综合指数P_z介于0.339～2.869,均值为0.603;P_z显示85.61%的土壤为清洁,7.91%为轻微污染,5.04%为轻度污染,1.44%为中度污染。地积累指数法结果显示研究区土壤重金属污染总体处于0～2级,以Cd、Hg...     

粤北一六矿周边土壤重金属污染特征及其生态风险

为阐明粤北地区一六矿周边土壤重金属含量、污染程度和生态风险,对一六矿周边土壤进行实地采样,并对土壤中的Cd、As、Pb、Zn、Cu、Hg、Cr、Ni等元素进行分析.采用地累积指数法和潜在生态风险法,评价土壤中的重金属污染程度和风险.一六矿周边土壤受到重金属不同程度的污染,且污染差异性较大,重金属元素Cd和As污染最为严重;矿区周边土壤重金属综合污染程度为严重;矿区周边土壤多金属元素潜在生态风险高,应进行生态修复.     

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。