华北农田小麦-玉米轮作体系下土壤重金属积累特征研究

通过文献查阅和采样分析,建立华北农田小麦-玉米轮作体系下土壤重金属输入、输出数据库,分析不同重金属输入源所占比例;通过模型计算不同情景下土壤中不同重金属元素累积速率和累积速率的频率分布,分析土壤不同重金属的积累特征。结果表明,本轮作体系和条件下,Cu、Zn、Cd、Ni、Pb、Cr 6种重金属元素的主要输入源为畜禽粪便有机肥,其占总输入量的比例分别是:86.1%、83.8%、76.6%、72.5%、64.3%和46.3%;Hg、As的主要输入源为磷肥,其分别占总输入量的比例是52.6%和49.5%;大气沉降也是农田土壤中Hg的重要输入源之一。华北农田小麦-玉米轮作体系秸秆还田和地下水灌溉条件下土壤重金属元素累积速率的中位值分别为:Cd0.00238mg·kg-1·a-1,As 0.0298mg·kg-1·a-1,Hg 0.001 09 mg·kg-1·a-1,Pb 0.050 7mg·kg-1·a-1,Cr0.0502 mg·kg-1·a-1,Cu 0.110 mg·kg-1·a-1,Zn0.348mg·kg-1·a-1,Ni0.0393 mg·kg-1·a-1。根据我国土壤环境质量II级标准(GB 15618—1995),本体系和条件下土壤中Cd、Cr、Ni最易超标,在农田土壤重金属污染防治中应重点关注。     

污灌区土壤重金属累积影响因素研究

本文研究了大气沉降、化学肥料施用、污水灌溉3个外源因素对污灌区土壤中重金属Hg、Cd、Pb累积的影响,结果表明:污灌区大气干湿沉降和施肥输入土壤中3种重金属元素的数量顺序为Pb>Cd>Hg。污灌水中重金属Hg、Cd、Pb含量的高低与相对应的灌区土壤中重金属的累积量的多少基本一致,对土壤Cd累积影响最大的是污水灌溉,对土壤Hg累积影响最大的是大气沉降,污灌与大气沉降对土壤Pb累积影响作用相近,施肥对3种重金属元素累积影响最小。     

典型设施栽培土壤重金属含量变化及其风险评价

采用野外调查采样和室内分析相结合的方法,对典型设施栽培地山东寿光的部分土壤重金属含量进行测定,并根据温室蔬菜产地环境质量评价标准,选取单项污染指数法和尼梅罗综合指数法对土壤的重金属污染状况进行了环境质量评价。结果表明,重金属Cu、C r、Pb在设施栽培土壤耕层(0—20 cm)的含量达最大值,显著高于露地土壤;而设施栽培土壤中Zn和Cd的含量分别在20—40 cm和40—60 cm的土层达到最大值,其中Zn含量在0—20 cm和60—80 cm的土层显著高于露地土壤,Cd含量在0—20 cm,40—60 cm,60—80 cm和80—100 cm的土层显著高于露地土壤。从不同使用年限设施栽培土壤中重金属含量变化看出,重金属在设施栽培24~年的土壤中含量最高。对研究区设施栽培土壤重金属含量进行风险评估及分级发现,山东寿光设施土壤耕层主要受到重金属Cd的污染。     

不同磷肥浓度下土壤-水稻系统重金属的时空累积特征

针对磷肥是水稻田重金属污染的主要来源,采用田间试验与室内分析相结合的研究方法,在吉林省九台市饮马河老稻田区,开展5种磷肥浓度处理对土壤-水稻系统重金属Cd和Pb的时空累积、分布特征研究。结果显示,磷肥中Cd和Pb含量高于土壤背景值,但没有超出国家土壤环境质量（二级）限定范围。磷肥施入土壤后,部分滞留在土壤里,少量向地上部分迁移,水稻根部累积重金属含量较高。随水稻生育期的变化,成熟期重金属在根、叶和籽实累积量最大,茎的重金属累积量在孕穗期达到最大。重金属Cd在水稻各器官的迁移能力为根〉籽粒〉叶〉茎,Pb的迁移能力为根〉叶〉籽粒〉茎,Cd在水稻地上部分的迁移能力要明显强于Pb。磷肥施用量和重金属含量的关系可用线性回归方程来模拟,相关性检验显示重金属累积量与磷肥施用浓度均达到显著相关（P〈0.01）（除根中Cd含量与磷肥浓度达到0.05显著水平）,说明水稻栽培生产中过量使用磷肥,能产生重金属对土壤和稻米的污染,进而导致重金属对人畜健康的潜在威胁。     

辽宁省设施土壤重金属Cd、Ni、As有效态含量及其影响因素的研究

为探讨不同种植年限、不同土层土壤中重金属有效态含量,采集136 个辽宁省设施土壤及其相邻露地样品,分层测定了0~20 cm和20~40 cm土壤中有效态As、Cd和Ni的含量,并分析了影响其含量的因素。结果表明,设施土壤重金属有效态含量与其相邻露地土壤相比,各土层重金属有效态的含量均有所增加,且种植年限与3种重金属有效态的平均增量呈正相关。设施土壤pH值与有效态As呈正相关,与有效态Cd和Ni呈极显著负相关;有机质与有效态As和Cd均呈极显著的正相关,而与有效态Ni仅在20~40 cm土层呈显著正相关。     

典型农业土壤重金属的累积特征与源解析

为探明商丘市农业土壤重金属累积特征及规律,调查研究商丘市不同利用方式下的土壤重金属含量。结果表明,商丘市农业土壤重金属呈现不同程度的累积趋势,其As、Cd、Cu、Pb和Zn的含量均值分别为10.74、0.24、21.87、15.33和70.93mg·kg-1。通过不同土地利用方式比较发现,重金属As、Cu、Zn含量以设施菜地最高,Pb在绿化地、Cd在果园的含量最高,而森林土重金属含量普遍较低,其Cu、Zn含量显著低于设施菜地(P0.05),Pb含量以森林土和设施菜地较低。不同土壤按Cd累积程度排序为:果园露天菜地设施菜地绿化地麦地森林土;集约化生产方式下,设施菜地重金属含量随设施年限的增加而不断累积,导致相应的环境风险增加,此过程与化肥和有机肥的不当投入有关。本文研究为规避农业土壤重金属累积风险及开展区域重金属污染防控提供一定科学依据。     

田块尺度下农田重金属污染特征及其源汇关系响应解析

农田土壤作为保证粮食安全及人类发展的重要资源,近年来其受到的重金属污染备受关注。文章选取长三角发达地区某田块作为研究对象来分析同源情形下重金属的污染特征及主要影响因素。结果表明:该田块Cd平均质量分数为3.74 mg/kg,超出二级标准值达12.5倍,高值区主要分布在入水口及出水口附近。其余重金属元素(Pb,Cr,As,Co,Cu,Ni,Zn)均未超标。运用地累积指数、Hakanson潜在风险指数、内梅罗综合污染指数等多种污染评价方法均发现,Cd的严重超标导致该田块已达到重金属污染的最高等级。采用相关分析及通径分析方法,揭示了Cd污染的主要影响因素,Cd与土壤理化性质在0.01水平上均不存在显著相关,表明与持续的Cd外源输入相比,土壤对Cd的吸附能力极其有限。距入水口出水口的距离是影响Cd空间差异的最直接因素和决定性因素。减少外源Cd的持续输入及改良灌溉排水设施是解决田块Cd重污染的有效途径。     

茶苗对重金属Pb Cu Cd和Cr的吸收累积规律

通过盆栽实验,从动态角度研究了在不同培养期内,Pb、Cu、Cd和Cr4种重金属在茶树中的累积规律。结果表明,茶树不同部位对4种重金属的累积量存在很大差异,重金属的分布顺序为根〉茎〉叶;4种重金属大部分被茶树根系固定,在其体内的迁移性较低,在茶叶中积累的顺序为：Cr〉Cu〉Cd〉Pb。茶叶中重金属累积量和重金属添加量、培养时间都存在显著的正相关关系。4种重金属元素中,Cr的累积速率常数最大,Cd最小。茶树对重金属的吸收与土壤pH值和土壤有效态重金属含量显著相关。本研究可为人们科学认识茶叶中重金属的残留问题、健康风险及其污染控制提供理论依据。     

有色金属采选冶基地周边土壤中重金属纵向分层研究

土壤中重金属元素的纵向分布特征是土壤自身理化性质和外界环境影响下的综合反映,探寻这个特征对于了解土壤中重金属污染程度和研究修复治理技术意义重大。本研究通过对大型有色金属采选冶企业下风向7种不同土地利用类型的土壤进行纵向采样分析,对重金属元素Zn、Cu、Pb、Cr的纵向分布及累积指数进行了研究,为进一步探寻重金属元素的环境行为及来源,了解重金属污染现状,制定修复方法提供技术参考。研究结果表明:研究区域土壤中重金属含量整体上受到了外源干扰,不同用地类型与不同深度土层重金属含量大小关系不一,证明了不同植被与不同土壤性质对重金属迁移有影响;研究区域重金属整体下移较为活跃,Cr元素表现最为明显;土壤样本中重金属含量均高于内蒙古土壤背景值,重金属元素有不断富集的趋势。     

不同栽培方式菜田耕层土壤重金属状况

【目的】评价不同栽培方式(温室、大棚和露地)菜田土壤重金属状况,为菜田土壤质量改善和蔬菜高效安全施肥提供一定的理论依据。【方法】针对我国北方3个区域(东北、黄淮海、西北地区)和南方4个区域(华中、西南、华东、华南地区)主要蔬菜种植区不同栽培方式的典型菜田耕层土壤展开调查,选择的主要菜区不同栽培方式的菜田均为远离城郊的未受到工业“三废”、汽车尾气等污染的农村菜田,取样时间是2013年作物收获后或蔬菜施肥前或生长后期,共采集503个土壤样品,对温室、大棚和露地三种栽培方式下土壤重金属状况进行了研究。【结果】1)采样区设施(温室和大棚)菜田土壤重金属Cu、Zn和Cd总量总体上均高于露地菜田土壤,较露地菜田土壤平均分别高12.2%、21.7%和30.4%。2)随着种菜年限的增加,菜田土壤重金属Cu、Zn和Cd总量呈显著增加的趋势。不同栽培方式菜田土壤中均可能存在几种重金属同时污染的复合污染现象,土壤Cu、Zn、Cd等之间的相关性均达到极显著水平。3)采样区不同栽培方式菜田土壤Cd的二级超标率在19.2%~22.3%之间,温室、大棚和露地菜田土壤Cd的单项污染指数平均分别为0.97、0.98和0.70;土壤Cu、Zn、Pb、Cr、As和Hg的二级超标率在0~14.6%之间,单项污染指数在0.06~0.52之间。【结论】设施菜田N、P2O5和K2O总量及有机肥用量均显著高于露地菜田,可能是造成设施菜田土壤中重金属Cu、Zn和Cd积累显著高于露地菜田的重要原因。采样区设施(温室和大棚)菜田土壤Cd总体上处于污染警戒级状态,露地菜田土壤总体上未受到Cd的污染;设施和露地菜田土壤Cu、Zn、Pb、Cr、As和Hg总体上均未构成对土壤的污染。