冀东平原农田土壤重金属污染源分析与风险评价

【目的】通过研究冀东平原水稻田土壤中重金属来源、污染现状、空间分布特征和潜在的生态风险,实现重金属污染农田土壤的安全利用管控。【方法】以实地采集的水稻田土壤表层样品（0～20 cm）为研究对象,测定土壤中铬（Cr）、镍（Ni）、铜（Cu）、锌（Zn）、镉（Cd）、铅（Pb）、汞（Hg）和砷（As） 8种重金属元素含量。采用单因子污染指数法、内梅罗综合污染指数法和主成分分析、聚类分析等多元统计分析方法测算区域土壤重金属污染程度,并进一步分析重金属污染来源。【结果】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)》中的风险筛选值为重金属污染评价基准,冀东平原水稻田土壤部分区域受到明显污染威胁,从单一的重金属元素来看,Cd污染不容忽视,其超标率达到了23.2%,是区域内土壤污染的主要元素。从土壤重金属元素的空间分布来看,重金属污染主要分布在研究区的中部和西部,其中Cd污染严重区主要分布在中部区域。重金属污染元素来源解析结果表明,冀东平原水稻田土壤污染主要受人为活动影响,其次是成土母质,其中Cr和Zn主要以成土母质影响为主,Ni、Pb、Cu、Hg和As是成土母质...     

稻田土壤和稻米中重金属潜在污染风险评估与来源解析

该文选择贵州省典型城市(都匀市)周边水稻种植区为研究区,系统采集了稻田土壤和稻米样品各110个,测定土壤和稻米中Cd、Hg、As、Pb和Cr含量,基于多元统计分析和污染风险评价等分析方法,揭示了研究区稻田土壤重金属污染的主要来源及土壤和稻米中重金属存在的潜在风险。结果表明,与贵州土壤重金属背景值相比,稻田土壤中Cd、Hg、As、Pb和Cr超标率分别为14.55%、40.00%、16.36%、22.72%和13.64%,主要以Hg污染问题最为突出。稻米中只存在3.64%Cd超标,Hg、As、Pb和Cr平均含量均低于国家食品安全标准限定值(GB 2762-2017),说明当地居民食用稻米存在最大的潜在威胁为Cd污染稻米。稻田土壤重金属来源分析结果表明,稻田土壤中Cd、Hg、As和Pb之间呈显著正相关关系,说明土壤中Cd、Hg、As和Pb具有相同的来源,主要来源于当地铅锌矿冶炼、火电厂等污染点源排放的污染物;Cr与其他元素相关性不显著,主要来源于成土母质,为自然来源元素。     

夏尔西里自然保护区土壤重金属相关性分析及污染风险评价

为了探明夏尔西里自然保护区土壤重金属污染状况及相关性,沿山路蛇形布点采样,根据实地采样数据和试验数据,通过单因子污染指数分析法和潜在生态危害评价法,分别对夏尔西里自然保护区土壤重金属污染状况进行评价分析。结果表明:夏尔西里自然保护区重金属含量超过《土壤环境质量标准（GB15618—1995）》中一级土壤评价标准,Ni,Cr处于清洁状态;土壤中Pb,Zn,Co,Cu超标率分别为65%,50%,60%,85%;土壤中Hg,As超标率分别为90%,100%;8种重金属元素潜在生态危害系数顺序为:Hg > As > Cu > Pb > Co > Ni > Cr > Zn;Zn与Ni、Cu与Pb、Co与Cu的相关性达到显著性水平;Zn与Pb、Cr与Ni、Co与Pb、Co与Zn的相关性达到极显著性水平,元素有较高的同源性,重金属元素含量主要与成土母质有关,人为干扰对重金属元素含量影响较小,Hg,As元素与其他重金属元素相关性低或无相关性。     

贵州万山汞矿区某农田土壤重金属污染特征及来源解析

研究采集万山汞矿区典型农田土壤样品,分析测试其Hg、As、Cd、Cr、Pb、Cu、Zn、Ni含量,利用综合污染指数法、地累积指数法和潜在生态危害指数法评估农田土壤的污染状况及生态风险,结合相关分析和主成分分析解析农田土壤中重金属的来源。结果表明,该农田土壤Hg、As、Cd、Cr、Pb、Cu、Zn、Ni的平均含量分别为4.29、117.6、0.43、59.06、48.99、43.77、29.13、18.80 mg kg~(-1)。土壤重金属综合污染指数为7.16,表明该农田土壤重金属重度污染,其中100%的位点Hg、As重度污染,66.7%的位点Pb轻度污染,25%的位点Cd轻度污染。土壤重金属的综合潜在生态危害指数为469.0,生态风险强,Hg对综合潜在生态危害指数的贡献率为78.30%,是该农田土壤生态风险的主要来源。该农田中重金属的来源包括:交通运输源、矿业污染源、农业污染源和自然活动源,主要污染物Hg来源于矿业活动,As来源于交通运输和矿业活动,Cd来源于农业活动,Pb来源于交通运输。     

典型喀斯特地区土壤重金属累积特征及环境风险评价

基于225个样点分析了贵州省不同地区(自然背景区、农业种植区和矿区)表层土壤重金属As、Cd、Cr、Cu、Hg、Pb、Zn的含量、分布及累积特征,采用地积累指数(I_(geo))对土壤重金属污染水平进行评价,并根据潜在生态风险指数(RI)及人体健康风险评估模型评估了不同分区土壤重金属暴露的生态风险和人体健康风险水平。结果表明:贵州省不同分区表层土壤中重金属含量差异较大,与贵州省土壤背景值相比,农业种植区土壤Hg、Zn、Cd和As累积特征明显;矿区土壤Hg、Zn、Cd、Pb和As累积特征较显著,平均含量分别是贵州省土壤背景值的52.55、23.22、16.32、14.48倍和4.85倍。I_(geo)值显示自然背景区土壤重金属处于无污染水平,而农业种植区各重金属主要处于无污染或无-中污染水平,矿区污染程度较突出,重金属Hg、Zn、Cd、Pb达到中污染水平,特别是在黔西北和铜仁等矿产资源分布区。综合生态风险评价结果表明,矿区土壤中重金属生态风险水平远高于农业种植区和自然背景区,矿产资源集中分布区土壤重金属生态风险较高,部分样点达到高生态风险水平。单一重金属潜在生态风险评价结果显示,农业种植区和矿区土壤中Hg、Cd、Pb和As为主要风险因子,Cr和Cu处于低风险状态。人体健康风险评估结果显示,矿区的人体健康风险高于农业种植区,农业种植区和矿区土壤对成人的非致癌风险在可接受范围内,但致癌风险不可忽视,对儿童的非致癌风险与致癌风险均高于成人。     

陕北地区土壤重金属污染特征及生态风险评价

以陕西省靖边县表层土壤（0~20 cm）为研究对象,应用SPSS 19.0软件分析土壤样品中重金属Cr、Cu、Zn、As、Cd、Pb、Hg等7种重金属的含量及来源,运用Hakanson潜在生态危害指数法评价研究区土壤重金属潜在生态危害程度。结果表明,研究区土壤重金属平均含量均低于《土壤环境质量标准》二级标准,各重金属元素变异性较小;相关性分析表明,研究区土壤重金属元素中Cu、Zn、As、Pb两两之间呈极显著的正相关关系;因子分子显示,土壤中重金属的主要来源可能包括研究区附近石油开采活动、交通运输、无机农药和化肥的施用以及工业和居民燃煤等;生态危害评价显示,研究区土壤中仅有Cd元素存在潜在生态风险,其他Cr、Cu、Zn、As、Pb、Hg 6种元素的潜在生态风险均处于低危害水平。     

基于多元统计和地统计的肇源县表层土壤重金属来源辨析

土壤圈是地圈系统中对人类健康影响最显著的圈层之一。土壤重金属的自然和人为来源辨析对土壤修复和保障人体健康有重要意义。本研究以黑龙江省肇源县为研究区域,通过空间插值分析、主成分分析和聚类分析等方法,对区域土壤表层和深层土壤重金属As、Hg、Cd、Cr、Cu、Ni、Zn的含量和空间分异特征进行分析,进而对区域表层土壤重金属来源进行辨析。结果表明:成土母质作为表层土壤的重要物质来源对表层土壤重金属含量及空间分布有显著影响;肇源县表层土壤中Hg元素表现出全局范围较明显的富集现象,局部区域Cd元素表现出一定的富集现象,富集原因是人为污染造成的;嫩江上游汇水区土壤重金属元素的迁入,是表层土壤重金属As、Cd、Cr、Cu、Ni、Zn等元素在研究区范围内轻度富集的主要原因。     

新疆准东煤田土壤重金属来源分析及风险评价

为研究准东矿区土壤重金属来源及生态风险,分析了阜康市至准东矿区中间的3个缓冲区共27个土壤样方的As,Hg,Pb,Cr,Cu,Zn元素重金属含量状况,并利用因子分析、污染指数法、地累积指数法和潜在生态风险指数法对各缓冲区土壤重金属进行了污染来源及风险分析。结果表明:除Cr的总体平均值高于新疆土壤背景值外,其余重金属含量均低于背景值。基于土壤重金属空间分布图显示,除Cu,Hg含量高值分布于C区域土壤外,其余重金属高值均出现在准东矿区(A区域)附近土壤,3个区域各重金属所占比例基本一致,距离矿区越远,变异系数呈减少趋势;污染源分析可知,准东矿区89.3%的Hg来源于煤炭燃烧,40.1%的Pb来源于交通运输,19.65%的As来源于大气降尘,Cu和Cr的主要来源为煤尘,其贡献率分别为60.23%和81.57%,其中29.7%的Cu来源于土壤母质,75.1%的Zn来源于土壤母质;基于污染指数法、地累积指数法和潜在生态危害指数法对不同缓冲区土壤污染风险进行了评价,得出土壤整体呈轻度-中度污染水平,距离矿区越远重金属污染状况越轻。As,Hg,Pb和Cr元素生态风险均呈现缓冲区区域A区域B区域C的趋势,距离矿区越远,生态风险越低。潜在生态风险指数与重金属单因子生态风险的大小顺序一致。     

上海市某大型再开发场地土壤重金属污染特征、评价及来源分析

[目的]研究土壤中重金属污染与生态风险状况,为保障城市更新改造过程中土地的合理利用提供科学依据。[方法]以上海市某大型再开发利用场地为研究对象,采集了102个点位的表层(0-0.5 m)和下层(1.5-2.0 m)土壤样品,测定10种重金属(As,Be,Cu,Pb,Ni,TI,Zn,Cd,Cr和Hg)浓度,采用地累积指数、内梅罗指数和潜在生态风险指数进行土壤重金属污染和生态风险评价,并进一步利用多元统计分析方法揭示土壤中重金属的来源情况。[结果]①测试土壤中重金属均未超过《土壤环境质量建设用地土壤污染风险管控标准(试行)》(GB36600-2018)第二类用地风险筛选值,但6.9%,24.5%,25.5%,37.3%和63.7%的采样点土壤中As,Cu,Pb,Zn和Hg浓度超过土壤元素背景值,存在不同程度的累积现象。内梅罗指数评价结果表明研究区域土壤整体处于尚清洁到轻度污染状态,分别有11.8%和3.84%的表层区域与2.64%和0.63%的下层区域土壤呈中度污染和重度污染状态。②表层土壤综合潜在生态风险指数均值为89.91,处于中等风险水平,Hg为研究区域主要的生态风险因子。③土壤中Ni,Cr,Be和TI浓度主要受成土母质风化作用的自然源控制,Pb,Zn,Cu,As和Hg主要受交通运输源和历史农业活动源的影响,其中自然源对表层土壤中的As和下层土壤中Cu也有相当比例的贡献,而表层土壤中Hg更多受到除交通运输源以外的其他人类活动源影响。[结论]后续土地利用过程应注重Hg的生态风险管控,并提高对外来交通源引起的重金属累积效应的关注。     

新疆奎屯垦区土壤重金属风险评价

采用网格法采样,对新疆奎屯垦区3个团场土壤中As、Pb、Cu、Cd、Cr和Ni含量进行了测定,系统分析了该地区土壤重金属的含量水平、潜在生态风险程度、主要污染因子和污染来源。结果表明:奎屯垦区土壤重金属As、Pb、Cd、Cu、Cr、Ni的平均值分别为20.21 mg kg-1、35.91 mg kg-1、0.40 mg kg-1、27.18 mg kg-1、77.02 mg kg-1、39.31 mg kg-1,均没有超过国家土壤环境质量二级标准,但As、Cd有个别样点超标。各元素平均含量值均超过新疆土壤背景值,其中Cd、As、Pb最为显著,呈现出累积趋势。各重金属潜在生态风险由高至低顺序为Cd>As>Pb>Ni>Cu>Cr,其中Cd为主要潜在生态风险因子。进一步相关分析和因子分析结果显示,各元素的来源可分为两类,Cd、Pb和As为一类,来源主要受各种人为活动影响,Cu、Cr、Ni为一类,来源主要与成土母质有关。     

太原市污灌区土壤重金属污染现状评价

对太原市污灌区土壤重金属分布特征进行了分析评价,结果表明重金属Pb、Zn、Cu、Ni、Mn、Cr、As、Hg、Cd含量均值均未超过土壤环境质量标准（GB15618—1995）,但其平均值均显著高于太原市土壤背景值。各重金属间的相关分析表明,Pb、Zn、Cu、Ni、Mn、Cr、As、Cd之间呈极显著相关,说明这8种元素污染源可能相同。Hg是本区表层土壤重金属污染的主要因子,重金属元素的污染程度依次为Hg〉Cd〉Pb〉As〉Cu〉Zn〉Cr〉Mn〉Ni。土壤重金属单项污染指数均值均大于1,综合污染指数为2.81,总体上,污染水平为中度及其以上。各种重金属单因子污染指数和综合指数在研究区有相似的空间分布格局,总体分布趋势为东南部小店地区和中南部晋源区相对较高,南部清徐县相对较小;通过因子分析并结合污灌区污染源调查,表明Hg除受污水灌溉的影响外,燃煤释放的Hg可能是重要来源之一,Cd、Zn、Pb和Cu可能来自污水灌溉和大气沉降,以污水灌溉的贡献为主,Ni、Mn、As、Cr来自污水灌溉。Hg、Cd是太原市污灌区土壤中需要优先控制的重金属。     

工业区周边农田重金属污染评价及来源分析

以新疆北疆某工业区周边农田土壤为研究对象,采集0~20 cm土壤样品254个,测定了Cr、Ni、Cu、Zn、As、Hg、Pb、Cd共8种重金属含量。运用相关性分析和主成分分析探讨工业区周边农田土壤重金属的来源,运用GS+进行数据拟合,选取最佳模型,再进行克里格插值分析重金属的空间分布格局。结果表明,Cr、Ni、Cu、Zn、As、Hg、Pb和Cd的含量分别为45.00、28.53、55.66、73.57、13.39、2.17、15.38和0.50 mg kg~(-1)。测量的金属除Cr之外均超过土壤的背景值,只有Hg处于中度污染,其余元素都处于非污染,而研究区综合潜在生态风险程度为严重型。重金属空间分布表明,Ni、Zn、As、Hg和Pb在东部和南部含量较高。来源分析表明,Hg来源受研究区内工业活动的影响;Cr、Ni、Zn和Cd主要来自于化肥、农药和地膜等农业活动和土壤母质的共同作用;As、Hg和Pb主要来源是受研究区内工业活动的影响。     

Pollution and Ecological Risk Assessment of Heavy Metals in Farmland Soils in Yanqi County,Xinjiang, Northwest China

A total of 50 farmland soil samples were collected from the Yanqi County, Xinjiang, China, and the concentrations of eight heavy metal elements (As, Cd, Cr, Cu, Mn, Ni, Pb and Zn) were determined by standard methods. The spatial distribution, pollution level and ecological risk status of heavy metals were analyzed based on GIS technology, the Geo-accumulation Index (Igeo), the Pollution Load Index (PLI) and the Potential Ecological Risk Index (RI). Results indicated that: (1) The average contents of Cd, Cr, Ni, Pb, and Zn of farmland soils exceeded the background values of irrigation soils in Xinjiang by 1.5, 1.40, 1.33, 2.63, and 4.92 times, respectively. Cd showed a no-pollution level, Zn showed a partially moderate pollution level, Pb showed a slight pollution level, and Cr, Cu, As, Mn, and Ni showed no-pollution level, compared to the classification standard. The PLI values of heavy metal elements of farmland soils varied from 0.83 to 1.89, with an average value of 1.29, at the moderate pollution level. (2) The Individual Potential Ecological Risk Index for heavy metals in the study area was ranked in the order of: As > Ni > Cu > Cd > Pb > Cr> Zn. The RI values of heavy metals of farmland soils varied from 3.45 to 11.34, with an average value of 6.13, at the low ecological risk level. (3) Cu and Mn of farmland soils were mainly originated from the soil parent material and topography of the study area. As, Cd, Ni and Pb were mainly originated from human activities, and Cr and Zn may originated from both natural and anthropogenic factors in the study area.     

采煤沉陷区土壤重金属含量对土壤酶活性的影响

为探明煤矿沉陷区土壤受重金属污染情况,探讨重金属含量对酶活性的影响,以焦作韩王煤矿沉陷区为例,通过野外调查与采样和室内分析,研究煤矿沉陷区土壤中重金属累积特性与土壤酶活性的变化。结果表明:研究区土壤中重金属Cu、Zn、As、Mo、Hg、Pb、Cd等含量均高于对照小区的含量,且有明显的空间异质性;沉陷区各种酶活性大都低于对照点,其在空间分布上受重金属的影响,重金属Co、Ni对大多数酶有促进作用,As、Mo则对酶活性有抑制作用,重金属对酶活性的影响取决于重金属的类型与含量;在研究区,蔗糖酶对重金属污染较为敏感,表明蔗糖酶可作为评估煤矿沉陷区土壤环境质量变化的有效指标。     

长江三角洲地区土壤重金属含量及其分异特征

以地学统计、浓度-面积分形方法和富集系数等方法分析了该地区土壤重金属元素含量的变化特征。结果显示:表层和深层土壤的重金属均具有多重分形特征,表层土壤中重金属元素分异性强,在该地区表层重金属含量平均值远远大于全国土壤背景值(除了As);土壤Hg、Cd、Pb含量分布显示了受人为影响强烈,而Cu、Zn主要受原始背景和人为活动综合影响;Cr、Ni、As主要受自然背景影响。研究结果为长江三角洲地区土壤质量评价提供可靠的依据。     

中国太原市农业土壤的重金属污染状况

To evaluate the current state of the environmental quality of agricultural soils in Taiyuan City, a hotspot for China’s industrial development, the concentrations of 8 heavy metals in soils were investigated by means of extensive sampling in farmlands, forestlands, and grasslands in the city. Statistical analyses and spatial distribution maps were used to identify the most significant heavy metal pollutants. The mean concentrations of As, Cd, Cu, Hg, Pb, Zn, Ni, and Cr were slightly higher than their background values in Taiyuan’s topsoil, but were lower than the maximum permissible concentrations in the Chinese Environmental Quality Standard for agricultural soils. Farmland soils in Taiyuan had the highest average Cd, Cu, Hg, Pb, Zn, and Cr concentrations, but the As and Ni concentrations did not differ significantly among the farmland, forestland, and grasslands. Soil contamination by Cd, Cu, Hg, Pb, Zn, and Cr was mainly derived from farming practices, especially the use of sewage water for irrigation. In contrast, As and Ni might derive mainly from the soil parent material. The identification of heavy metal sources in agricultural soils may provide a basis for taking appropriate action to protect soil quality.     

新乡市大棚菜田土壤重金属积累特征及污染评价

采用微波消解-ICP-AES技术,测定不同种植年限大棚菜田土壤样品中As、Pb、Zn、Cd、Cr、Mn、Ni、Cu等重金属的含量,研究不同种植年限与大棚菜田土壤重金属累积的相关性以及大棚菜田土壤重金属累积特征,并利用地积累指数法进行污染评价。结果表明:大棚菜田土壤重金属Zn、Pb、Ni、Mn和Cu的含量与种植年限具有极显著相关性;大棚菜田土壤中重金属Cd和Cr的含量与种植年限不相关。重金属元素间相关性分析表明,Zn与Pb、Cd、Ni、Mn、Cr、Cu,Pb与Cd、Ni、Mn、Cr、Cu,Cd与Ni、Mn、Cr,Ni与Mn、Cr、Cu,Mn与Cr、Cu具有污染同源性,Cu与Cd、Cr不具有污染同源性。地积累指数法污染评价结果显示Cd的污染等级达到了6级,已构成了极严重污染;Zn和Cu的污染等级达到2级,已构成了中度污染;Pb、Mn的污染等级达到1级,已经构成了轻~中度污染;As、Ni、Cr均未构成污染。     

杭州市城市土壤中重金属、磷和其它元素的特征

Health implications of inhaling and/or ingesting dust particles with high concentrations of heavy metals from urban soils are a subject of intense concern. Understanding the geochemistry of these metals is key to their effective management. Total concentrations of heavy metals, phosphorus (P) and 8 other elements from topsoil samples collected at 82 locations in Hangzhou City were measured to: a) assess their distribution in urban environments; and b) understand their differentiation as related to land use. Metal mobility was also studied using a three-step sequential chemical fractionation procedure. About 8.5%, 1.2%, 3.6%, 11.0% and 30.3% of the soil samples had Cd, Cr, Cu, Pb, and Zn concentrations, respectively, above their allowable limits for public and private green areas and residential use. However, in commercial and industrial areas, most samples had metal concentrations below their allowable limits. Statistical analyses revealed that the 16 measured elements in urban soils could be divided into four groups based on natural or anthropic sources using a hierarchical cluster analysis. Additionally, Cu, Pb, and P showed similar spatial distributions with significant pollution in commercial zones, suggesting vehicle traffic or commercial activities as dominant pollutant sources. Also, Cd, Co, Cr, Ni, Zn, Mn and Fe had the highest concentrations in industrial locations, signifying that industrial activities were the main sources of these seven metals. Moreover, the data highlighted land-use as a major influence on heavy metal concentrations and forms found in topsoils with large proportions of soil Cd, Co, Cr, and Ni found in residual fractions and soil Cu, Pb and Zn mainly as extractable fractions.     

Background Contents of Heavy Metals in Soils and Bottom Sediments in the North of Western Siberia

Eurasian Soil Science - Background concentrations of heavy metals (Cu, Zn, Ni, Co, Fe, Mn, Cr, Pb, Hg, Cd, Ba, Sr, and Sc) in soils and bottom sediments were determined for the background and...     

宝鸡长青镇铅锌冶炼厂周边土壤重金属污染研究

通过野外采样和实验室分析,在分析土壤基本理化性质的基础上,重点研究宝鸡长青镇铅锌冶炼厂周边土壤中重金属元素的含量和形态特征,并进行了污染评价。结果表明,宝鸡长青镇铅锌冶炼厂周边土壤中Cu、Pb、Zn、Mn、Co、Ni、Cr的平均含量分别为31.8、41.3、102.6、704.6、14.4、37.4、83.2mg·kg-1,均高于陕西省和全国土壤元素背景值,尤其是Cu、Pb和Zn。土壤中Cu、Zn、Ni和Cr主要以残余态的形式存在,Pb、Mn和Co主要以可还原态和残余态的形式存在,重金属的迁移顺序为Mn（63.91%）〉Pb（60.08%）〉Co（51.70%）〉N（i37.12%）〉Zn（32.09%）〉C（r30.58%）〉Cu（19.95%）,其中,Mn、Pb和Co有50%~65%可以发生迁移,易被生物体利用,危害较大。评价结果表明,宝鸡长青镇铅锌冶炼厂周边土壤主要受到了Pb的轻度污染。