土壤重金属(镉、铅、铜)化学形态的地理分异研究*

文章以我国9种主要类型土壤和同一地域的棕壤和四种褐土亚类以及红壤带中的非地带性土壤,如酸、中、石灰性紫色土,探讨了在不同自然地理条件下的土壤中,重金属Cd、Pb、Cu形态赋存状态及形态的分异特征,如土壤Pb的水溶态、交换态和弱结合态的相对百分含量随土壤地理带的分布,具南高北低、东高西低的分异规律。而同一地域各亚类的土壤间差异相对较微小。也探讨了土壤性质,如pH值、有机质与土壤重金属形态区域分异的关系,从而揭示了土壤重金属Pb等元素的形态在南北和东西方向土壤序列中的区域性分异规律。     

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。     

绿洲灌淤土重金属复合污染的生物有效性

以干旱区绿洲土壤为供试材料,通过盆栽实验探讨了Cd-Zn-Pb复合污染条件下,土壤重金属在油菜中的分布、累积和迁移情况。研究结果表明,复合污染对油菜生物量的负面影响不明显,甚至还存在一定的促进作用;不同处理下,油菜根部Zn的含量略高于地上部,Cd为油菜地上部含量远高于根部,Pb则主要积累在油菜的根部;Cd、Zn、Pb在油菜体内的累积除了受土壤中本元素浓度的影响外,共存元素对油菜中重金属的累积也有一定的影响。随着外源重金属添加量的增加,土壤中可交换态Cd、Zn、Pb的分配系数均呈增加趋势,且随浓度的增加而增幅变大;碳酸盐结合态和铁锰氧化物结合态的分配系数均为先增加后变化不明显或略有下降;残渣态的分配系数则均呈现出下降趋势,且在浓度较低时的下降态势比较明显。对油菜重金属吸收量影响比较显著的形态为Cd的可交换态、Zn的可交换态和碳酸盐结合态以及Pb的可交换态和碳酸盐结合态。油菜对Cd、Pb、Zn的富集系数和转运系数及富集量系数和转运量系数的关系均为Cd>Zn>Pb。     

蚯蚓影响下铅在砖红壤中的形态变化研究

采用中国热带农业科学院植物与环境保护研究所提供的赤子爱胜蚓(Eisenia foetida)和海南省典型的砖红壤为研究材料,通过蚯蚓的培养试验,研究不同处理时间(30 d、60 d),蚯蚓对土壤中不同形态P2含量的影响.结果表明:在短时间内(30 d)蚯蚓对土壤中不同形态P2含量作用不明显;但长时间(60 d)作用里,蚯蚓活动能降低残渣态P2含量,显著提高了土壤交换态、无定形氧化铁结合态P2含量,而蚯蚓活动对碳酸盐结合态、晶形氧化铁结合态、有机态、无定形氧化锰结合态P2含量影响不显著.     

浅谈土壤样品As、Hg形态分析方法

以水、氧化镁、醋酸钠、焦磷酸钠、盐酸羟胺、过氧化氢等为提取剂提取水溶态、离子交换态、碳酸盐结合态、腐殖酸结合态、铁锰氧化物结合态、强有机结合态、制备各形态分析液。取上述适量提取各形态后的残渣,用盐酸—硝酸—高氯酸—氢氟酸处理后制备残渣态分析液,用氢化物原子荧光光谱法分析As、Hg。     

蚯蚓影响下铅在砖红壤中的形态变化研究

采用中国热带农业科学院植物与环境保护研究所提供的赤子爱胜蚓（Eisenia foetida）和海南省典型的砖红壤为研究材料,通过蚯蚓的培养试验,研究不同处理时间（30d、60d）,蚯蚓对土壤中不同形态Pb含量的影响．结果表明：在短时间内（30d）蚯蚓对土壤中不同形态Pb含量作用不明显;但长时间（60d）作用里,蚯蚓活动能降低残渣态Pb含量,显著提高了土壤交换态、无定形氧化铁结合态Pb含量,而蚯蚓活动对碳酸盐结合态、晶形氧化铁结合态、有机态、无定形氧化锰结合态Pb含量影响不显著．     

基于农业区位论的北京市土壤-小麦系统中重金属Pb积累特征及其健康风险

基于农业区位论,采集23组土壤-小麦匹配样品,探究北京市不同圈层土壤-小麦系统中Pb的全量、形态与生物有效性。结果表明:①频繁的交通活动与工业释放致使城区土壤呈现出Pb污染,而长期污水灌溉等农业活动导致了近郊平原局部土壤Pb污染。②土壤中Pb主要以残余态与有机结合态形式存在,其次是铁锰氧化态,而碳酸盐结合态与离子交换态非常少。Pb的活性从中心城区到近郊平原、远郊平原逐渐下降。③小麦植株中Pb含量与土壤中铁锰氧化态Pb含量呈正相关;④麦粒中Pb的富集系数仅约为0.004 4,但仍发现城区与近郊麦粒中部分Pb含量超标。     

乌鲁木齐城市土壤中重金属分布

研究了乌鲁木齐城市土壤中重金属含量状况、空间分布及化学形态分布。结果表明:乌鲁木齐城市土壤受到了不同程度Cr、Cu、Pb、Zn污染,其中Pb的污染相当严重;除Mn、Fe以外,土壤中同一重金属元素含量在不同功能区的分布差异显著;各重金属元素形态分布规律并不完全相同,但均以残渣态为主;乌鲁木齐城市土壤中活性态Pb的比例最高,活性态Fe的比例最低,同一重金属元素活性态在不同功能区的分布差异显著。     

石灰性紫色土锌的形态及有效性

石灰性紫色土中的锌形态有8种,各形态锌的含量差异显著.土壤中的碳酸盐和有机质是主要吸锌载体.碳酸盐结合态锌是土壤中锌形态间转化的主要参与者.锌各形态中,松结有机结合态锌和碳酸盐结合态锌是土壤中有效锌DTPA-Zn的主要补给源.     

南极中山站地区粘土矿物高岭石的分布和成因探讨

在南极中山站地区的土壤和湖泊沉积物中都有高岭石存在，本文分析了这些土壤样品的水溶态镁离子和ｐＨ值。结果表明，中山站地区土壤中的高岭石含量存在明显的空间分异，含量范围为２６％～５７％；而中山站地区奈拉湖不同时间的湖泊沉积物中高岭石含量范围则为５．８％～２３．２％。通过研究土壤中高岭石含量和土壤溶液性质的关系，发现土壤中高岭石含量与土壤溶液的ｐＨ和水溶态镁离子有一定联系。奈拉湖沉积物中高岭石的时间变化表明土壤中的高岭石含量在百年尺度上即可发生明显改变，这和土壤溶液性质发生改变的时间尺度是一致的。     

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。     

北京市再生水灌溉对地下水的重金属污染风险

通过野外取样分析再生水灌溉、长期污水灌溉条件下土壤剖面和地下水中重金属含量, 预测再生水灌溉对地下水的重金属污染风险。结果表明:污染严重的Cr、Cu和Zn等3种元 素主要在土壤表层0～20cm累积, 0～180cm土层呈先降低后升高, 之后再降低的变化趋势。 污染较轻的As、Ni和Pb在0～60cm土层含量差异不大, 0～180cm土层大致呈先升高后降 低的变化趋势。所有重金属在土壤剖面90cm左右的土层中均存在高值区, 该层含量高于上、 下土层, 高值区的分布位置与北京剖面土壤发生层的分布特征一致, 与成土母质自然发育有 关, 并非表层土壤重金属向下淋溶沉积而成。综合土壤剖面重金属分布特征和调查区地下水 重金属浓度情况, 重金属向下层土壤迁移的趋势很小, 即使凉水河灌区污染严重的Cr、Cu、 Zn,主要在土壤表层累积, 并未导致地下水重金属污染。在当前的水质条件下, 农田再生水 灌溉输入的重金属量低于大气沉降和有机肥施用, 再生水灌溉导致地下水的污染风险小于大 气沉降和有机肥施用。因此相对于大气沉降、有机肥施用等输入途径, 再生水灌溉导致地下 水重金属污染的可能性不大。     

黄河下游滩区开封段土壤重金属空间分异规律

对黄河下游滩区开封段及滩外土壤采样48个,按照土壤化学分析方法,对铅(Pb)、铬(Cr)、汞(Hg)、砷(As)和镉(Cd)5种重金属进行分析,采用单因子污染指数、普通克里格法和相关分析对研究区土壤重金属含量特征、污染状况和分布特征进行了计算。结果表明:①研究区土壤5种重金属Pb、Cr、Hg、As和Cd含量就平均值而言,Cr的平均含量最大,Pb、Hg的平均含量最小。Pb、Cr、Hg、As和Cd4种重金属元素的变异系数在0.13～0.28之间,属于中等变异强度,Hg变异系数较大,Hg的空间差异相对较大;②重金属元素Pb、Cr、Hg、As、Cd之间具有较强的线性关系,可能具有共同来源——水沙输入;③主要污染元素为Hg、As、Pb,其中Pb的污染为中度污染且范围较广,而As和汞Hg构成三级轻度污染。Cr和Cd在各村间变化不大,Cr,Cd没有构成污染,且Cd是全部清洁表现出污染没有积累;④土壤各重金属元素的空间分布特征在研究区内上下段之间分异明显,上段呈清洁状态,中段有少量污染,下段表现出明显富集的分布状态。     

湘西亚热带地球化学景观土壤中重金属分布和赋存状态的研究

本文研究了湘西亚热带地球化学景观上壤中重金属分布与土壤机械组成、矿物成分之间的关系。     

Regional differentiations and classification for various forms of Cadmium in eight main soil types in China

TheekistenceformofachemicalelementinsoildependsnotonlyonthePropeniesoftheelement.butalsoonphysicalgeographiccondihons.eSPeCiallytheacandpropeltyofsoil.Theregional~renhallonsofphysicalgeographiccondihonsandofsoilacsaswellastheeffectSofthesechrenhallonsonsoilelementformsprovidetheorehcalPOssibilityforthegeoglaphicamrentiahonsofsoilelementfonns.ThecombinationanteofelementekistencefonnsinsoilrejeCtStheelement'smobilityortranSPOhabilityinsoilenvironmentandtheelement'ssuPPlyandavailabilitytopla…     

海南省五指山土壤中的重金属元素含量

海南省地处热带地区，山地面积占25．4％，五指山是海南山地的核心，也是海南最高峰，从下而上依次分布着砖红壤、赤红壤、黄壤、灌丛草甸土。五指山土壤普遍遍缺，而Zn、Ni、Pb、Cd、Cr、Co含量属正常值。在成土过程中，Cd有一定积累，其他元素有明显淋溶。在自下而上的垂直带谱中，Zn、Co含量呈现递减，Cd则相反，Ni、Pb、Cu、Cr含量呈现波浪式变化。气候因素是影响五指山土壤重金属元素含量及分布的主导因素。     

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。     

烟台海岸带土壤重金属定量源解析及空间预测

定量解析土壤重金属污染来源并绘制空间分布图是土壤重金属调查评价的核心,可为区域土壤环境管理和修复提供科学参考.以中国北方名优农产品生产基地烟台海岸带为研究区,系统开展表层土壤样品采集和重金属分析测试;利用正定矩阵因子分解定量解析土壤重金属的来源贡献;基于独立成分分析和序贯高斯模拟构建多元地统计模拟技术,实现土壤重金属的...     

经济发展梯度影响下的江苏农用地土壤重金属含量分布格局

根据江苏省农用地22个标准样地的7种重金属元素含量测定结果,应用TWINSPAN分类、CCA排序的多元统计方法,对江苏农用地耕作层土壤重金属元素含量格局和影响因子进行了定量分析.研究结果表明,江苏耕作层土壤重金属元素含量整体特征具有明显的沿经济发展梯度(苏南-苏中-苏北)的递减格局.空间位置、人类活动强度、土壤理化性质是控制梯度分布格局重要的环境因素,通过变量分离,空间变量解释的部分占21.5%,人为活动变量解释部分占17.9%,理化性质变量解释部分占17.5%,三组变量总解释量占56.9%,不能解释部分占43.1%.人类活动与空间位置因素一起可以综合反映江苏经济发展的空间梯度,其占了总解释量的69.2%,经济发展梯度对农用地重金属元素含量有着深刻的影响.