针对土壤重金属污染评价的模糊数学模型的改进及应用

土壤重金属污染评价是土壤重金属污染研究的重要课题。本文改进了针对土壤重金属污染评价的模糊数学模型和评价因子权重的计算方法,提出了基于污染物浓度和毒性的双权重因子的模糊综合评价法。该法慎重考虑了各级标准界限的模糊性,较好继承了模糊数学方法用于土壤重金属评价的优点。它从定性和定量两方面,比较客观地反映污染因子对土壤环境质量的影响。采用双权重系数法确定各指标的权重,综合考虑评价因子的浓度和毒性,不但在大多数情形下与对比的其它方法结果相一致,而且可以克服其它几种方法出现的误判,提高了评价结果的分辨性,使评价结果更全面、更能真实地反映土壤重金属污染实际状况。     

基于可拓物元法的土壤重金属污染程度评价——以郑州黄河滩地为例

土壤重金属污染程度具有不确定性,本文尝试将可拓学中的物元法引入土壤重金属污染评价中,构建了土壤环境质量评价的物元模型.以郑州黄河滩地为研究对象,进行了土壤采样和测试,并选用Cd、Hg、As、Cu、Pb和Cr共6项作为土壤重金属污染评价指标.结果表明:黄河滩区土壤污染等级处于清洁和污染之间,污染度较低.该评价方法可以科学、有效地处理监测数据,评价结果较为可信;能较科学地判定土壤重金属污染等级,并对污染程度加以区分和量化,可以消除评价过程中人为因素的影响,提高评价精度,是进行土壤重金属污染评价的理想方法.     

土壤重金属污染的非线性可拓综合评价

将非线性可拓综合评价方法应用于土壤重金属污染评价。分析了土壤重金属污染的影响因素,建立了土壤重金属污染评价的物元模型。将多指标土壤重金属污染的目标评价归结为单目标决策,比较简明确切地反映出土壤重金属污染。     

模糊意见集中决策法在土壤重金属污染评价中的应用

应用模糊意见集中决策法对某地区土壤重金属污染进行了评价。首先,应用模糊意见集中决策法,根据土壤中重金属的含量进行排序,得出各评价因子Borda数,然后针对各评价因子的毒性,应用层次分析法确定各评价因子的权重,最后按加权Borda数大小排序,依次对土壤环境优劣进行评价。采用基于评价因子含量及毒性的模糊意见集中决策法,方法科学,运算简便易行,准确率高,能克服一些传统评价方法中出现误判的情况,分辨率好,评价结果更科学,更能如实反应出土壤重金属实际污染状况。     

安徽省主要土壤重金属污染评价及其评价方法研究

综合考虑土壤重金属污染程度的渐变性和模糊性以及各重金属不同的生物毒性水平,对常规加权平均模糊数学模型中的权重算法进行了重新修正,引入Hakanson制定的标准重金属毒性响应系数,提出一种分值权重模糊数学综合评价模型。以安徽省三种主要土壤为研究对象进行了评价尝试,并对两种评价方法的异同进行了相应分析。     

应用物元分析法评价矿区周边土壤重金属污染的变化

为分析煤矿开采对土壤重金属污染水平的影响,尝试利用物元分析和主成分分析(PCA)方法对宿州市矿区周边土壤重金属污染水平进行评价。结果表明:(1)煤矿开采、堆放对土壤重金属污染具有重要影响,与非矿区背景值相比,Cr含量达到非矿区土壤背景值的2~4.17倍,Cd含量达到非矿区土壤背景值的1~3.05倍,Pb和Cu含量达到非矿区土壤背景值的2倍左右,As的含量略高于非矿区土壤背景值。(2)综合关联度结果显示,土壤重金属污染在100 m处未达到轻度污染的标准要求,但具备向轻度污染转化的条件;200 m和400 m处分别达到轻度污染和清洁等级要求,但隶属该等级的程度不强,且随着距离增大土壤重金属含量和污染程度均在下降。(3)物元模型能够揭示每个土壤重金属元素的分异信息和综合评价的中间信息,适用于土壤重金属污染水平评价。     

贵州省地道药材GAP基地土壤重金属含量及污染评价

对贵州省11个地道中药材GAP基地土壤中的5种重金属含量进行调查分析,分别以国家土壤环境质量二级标准和区域土壤重金属背景值作为标准对其单项和综合污染指数进行分析评价.结果表明:调查区域内各基地重金属含量水平差异很大,土壤重金属含量的变异系数6.6%～70.4%.调查区域内基地土壤受到了不同程度的污染,部分土壤达不到国家环境质量二级标准的要求.以国家土壤环境质量二级标准作为评价标准的评价结果为:单项污染指数最大2.5,综合污染指数最大1.9,受污染基地占27.3%.以区域土壤重金属背景值作为标准评价结果为:单项污染指数最大4.3,综合污染指数最大3.3,受污染基地占54.5%.在重金属污染因子中,Cd是主要污染因子,其次是Cu、Hg、As.     

苦水玫瑰产地土壤重金属污染评价与溯源解析

探明特色农产品产地土壤重金属污染特征及其污染来源可促进特色农作物产业的健康有序发展,对于助力乡村振兴和发展乡村特色产业具有重要意义。该研究以苦水玫瑰产地土壤为研究对象,应用内梅罗综合污染指数法、污染负荷指数法和改进物元可拓模型来量化土壤重金属As、Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb和Zn的污染水平并进行对比分析,还利用正定因子矩阵模型(positive matrix factorization, PMF)进行土壤重金属溯源解析。结果表明:1)研究区土壤除Hg和Cr的均值低于兰州市和甘肃省土壤背景值之外,其余As、Cd、Cu、Ni、Pb和Zn的均值都高于二者的背景值,但所有元素的测定值均低于《土壤环境质量农用地土壤污染风险管控标准(试行)(GB 15 618-2018)》(pH值大于7.5)的筛选值。2)内梅罗综合污染指数和污染负荷指数分别处于0.71～2.02和0.64～1.48之间,均值为1.41和1.17,土壤总体上为轻度污染。改进物元可拓模型评价结果显示研究区土壤总体上处于尚清洁状态,与内梅罗综合污染指数与污染负荷指数评价结果基本一致,但改进物元可拓模型的评价结果更具有实际指导意...     

复垦村庄土壤重金属污染损失评价

以山西省泽州县西郜村的复垦村庄为研究区域,在分析该地区土壤重金属含量的基础上,选择污染损失模型对土壤重金属污染状况进行评价。确定区域优质耕地土壤重金属平均含量为背景值,并运用主成分分析法确定各重金属对损失的贡献率,初步估算复垦村庄土壤重金属对复垦后耕地的污染损失率(重金属对复垦后土壤的损害程度)和耕地利用时重金属造成的经济损失量。研究结果表明,复垦村庄范围内各重金属单项污染损失率在0.85%~1.37%之间,全区综合污染损失率平均为11.60%,污染等级均为Ⅱ级,土壤损失属于"良"水平;砷、铅和铬的污染损失率均大于1%,且与综合污染损失率有较高的正相关性,对于综合污染损失率贡献率较大,是主要的污染因子;通过污染损失模型估算出复垦村庄重金属的污染状况对于复垦后耕地每年造成的损失为4.37万元。污染损失模型对污染因子具有更强的分辨率,对于土壤污染的相对严重性判断更精确,评价结果有效地反映了复垦村庄整体的重金属污染损失状况,有助于复垦后耕地的重金属污染的控制与修复。     

郑州市郊区土壤重金属污染评价分析

为揭示城市化过程对土壤环境质量的影响,本研究以郑州市郊区为例,对其表层土壤重金属Pb、Cr、Cd、Hg、As含量进行了测定分析,按照单因子污染指数法和内梅罗综合污染指数法,根据土壤环境背景值标准进行了评价,并应用克里格插值方法对研究区内表层土壤污染的空间变异特征进行了分析。结果表明,研究区表层土壤中各种重金属均有超过背景值现象;其中Cr含量远远高于背景值,重度污染,为主要污染因子,Pb为轻污染,其它重金属处于警戒线等级;污染综合指数均超过1,处于轻污染以上等级;各重金属单因子污染指数和综合污染指数在郑州市郊区的分布特点各不相同。     

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...     

基于HDXRF和ICP-MS的黔西北土壤重金属空间分布及影响因素研究

高精度X射线荧光光谱仪(HDXRF)是一种准确度较高的金属元素快速检测仪器。本研究将HDXRF法与电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)法进行对比研究，探究HDXRF法在土壤重金属调查评估中的适用性。选取威宁县黑石头镇某地为研究区，基于地理探测器，以土壤理化性质(p H、有机质、CEC、黏粒、粉粒、砂粒)和地形因素(高程、坡度、坡向) 9个因子为自变量，重金属(Cd、Pb、Zn、Cr、Cu、Ni)含量为因变量，分析两种检测方法下耕地土壤重金属空间分布规律及其影响因素。结果表明：6种重金属的HDXRF法与ICP-MS法检测值均服从正态分布，两种方法检测得到的土壤重金属在耕层和剖面的分布规律基本一致，从数据统计上看，仅HDXRF法Cu的值比ICP-MS法高约16%，其他元素无显著差异。HDXRF法与ICP-MS法所测相同重金属间均存在极显著正相关关系(P<0.01)，与各影响因子间相关性分析结果基本一致，Cd、Pb、Zn、Ni与土壤理化性质，Cr与土壤理化性质、高程和坡向，Cu与CEC和高程间均存在极显著相关关系(P<0.01)。地理探测器交互探测结果显示，影响因子间交互作用均显...     

夏尔希里地区土壤重金属含量特征及空间变异分析

以夏尔希里地区为研究区,对土壤样品中Co,Cr,Cu,Mn,Ni共5种重金属的含量特征和空间分异规律进行了研究,采用单因子和内罗梅法分析土壤重金属的污染程度,并利用地统计学方法分析研究区土壤重金属的空间分异特征等。结果表明:研究区5种土壤重金属含量为:Mn > Cr > Cu > Ni > Co,5种重金属和有机质均属于中等变异强度;相关性分析结果显示:Co与Cu,Mn呈现显著相关;Cr与Cu,Ni有显著正相关;有机质与Cr,Mn,Cu,Ni均呈现正相关;重金属含量空间分异特征整体表现为绿洲区 > 荒漠区 > 山地森林区;重金属污染评价结果为:Co和Mn属于轻污染,Cr和Ni处于警戒线,属于尚清洁状态。     

重金属污染对水稻土微生物及酶活性影响研究进展

水稻土受到重金属污染不仅影响水稻的产量品质，而且对水稻土微生物及酶活性的影响不容忽视。本文系统综述了水稻土重金属污染的来源，重金属污染对水稻土微生物生物量、种群数量、群落结构以及土壤酶活性的影响，并针对重金属污染对水稻土微生态效应研究的不足提出了未来应该研究的重点和方向，指出：①加强水稻-重金属-微生物三者相互作用、相互影响方面的研究；②在研究重金属污染与水稻土土壤微生物生态特征的关系的基础上，加强对重金属、土壤理化性状和水稻等因素进行综合并定量化分析，将是明确重金属对土壤微生物生态特性的影响及相关机理的关键；③应用分子生物学方法以及系统生物学方法，促进重金属污染胁迫下水稻土微生物活性及功能的演变规律及响应适应过程；④加强基于长期定位实验的研究，在较长的时间尺度和较大的空间尺度上认识水稻土生态系统在重金属胁迫下的演变规律和机制；⑤重金属污染对水稻土酶活性的研究应重点从机理方面入手，注重结合土壤酶的动力学参数和热力学参数，深化土壤酶与复合污染的作用机理，进一步揭示复合污染致毒途径及其机理，同时借助分子手段，探索重金属污染水稻土中更多未发现的酶的特性，寻找更加敏感、更能普遍推广的重金属污染土壤的综合性指标，以期为重金属污染水稻土的风险评价和生物修复提供科学依据。     

凤县银洞梁铅锌矿区土壤重金属污染线性与非线性方法结合研究

选取凤县典型铅锌矿区银洞梁8个监测点的土壤样品,在实验室应用空气-乙炔火焰原子吸收分光光度法进行Cu、Zn、Pb、Cd、Cr五种重金属全量测定。应用密切值法对8个监测点的土壤重金属污染程度进行综合评价,结果表明该矿区土壤已受不同程度重金属污染,其中两个监测点达到了严重污染程度。考察了密切值法的综合评价与单因子污染指数法评价两结果之间的关系,结果表明具有较强迁移能力的矿区主要污染物Zn能够较好的表征矿区土壤重金属的综合污染状况。     

土壤酶对重金属污染的响应及指示研究进展

土壤酶在关键元素生物地球化学循环、动植物健康维持、环境污染净化等方面起着不可替代的重要作用,同时还是土壤污染程度评价的辅助指标之一。然而,由于土壤物理、化学和生物学性质的差异,以及研究方法的多样化,导致重金属与土壤酶活性之间的关系十分复杂,阻碍了土壤酶在土壤质量和健康评价中的应用。系统阐述了重金属污染对土壤酶的生态毒理效应,及其对土壤酶催化动力学特征的影响,构建了土壤-重金属-微生物对土壤酶作用的概念模型,并探讨未来的研究趋势和方向。土壤酶活性测定高效、便宜,且对重金属污染敏感,是极具潜力的土壤重金属污染评价的生物学指标,但仅采用土壤酶活性可能高估或低估重金属的生态毒性,加之当前对土壤酶的选择、活性的测定均缺乏统一的标准,致使难以建立重金属毒性阈值与土壤理化性质或土壤重金属有效性之间的定量关系,最终导致土壤酶在土壤污染生态风险评价中存在争议。未来亟需通过新技术和数学模型,深入揭示不同类型土壤中酶对重金属胁迫的响应机理,构建土壤性质与毒性阈值关系的经验模型,可为加强土壤酶在土壤质量和健康评价中的应用提供重要的理论依据。     

某铀矿区农田土壤重金属污染综合评价

以某大型铀矿采矿区、冶炼厂、尾矿坝及周边农田土壤五种重金属元素含量实测值为基础数据,对矿区农田土壤重金属污染状况采用改进的内梅罗综合污染指数法、地质累积指数法及潜在生态风险指数法进行综合分析评价,并通过相关性综合分析、主成分分析及聚类分析方法探究农田土壤五种重金属污染物的来源。结果表明,三个采样区农田土壤中镉、铬、铅和铜的污染严重程度:尾矿坝 > 冶炼厂 > 采矿区,放射性元素铀的污染严重程度:冶炼厂 > 尾矿坝 > 采矿区;研究区重金属污染严重,其重金属污染来源的关键因素是铀。该综合评价结果为铀矿区周边农田土壤中重金属污染的科学治理提供重要理论依据。     

基于GIS的天水市秦州区樱桃园土壤重金属元素空间分布与污染评价

[目的]获取土壤重金属污染状况,为促进秦州区樱桃园产业的可持续发展提供科学依据,也为其他果树用地的土壤重金属污染防治提供借鉴。[方法]以天水市秦州区樱桃园主产区的6个镇(太京、玉泉、藉口、关子、牡丹、杨家寺)作为研究点,运用空间分析的方法,研究表层土壤中的重金属污染的空间分布特征,又运用尼梅罗综合污染指数法和污染负荷指数法对土壤重金属环境质量及潜在生态风险进行评价。[结果]通过应用GIS得到的空间分布图可知,秦州区樱桃园土壤重金属污染程度都较轻,东北部樱桃园土壤重金属污染较西南部污染严重。[结论]樱桃园土壤重金属污染程度突出元素为Pb,而Zn,Cr,Cu属轻度污染水平,Cd污染最轻,5种重金属元素之间含量差别较明显。土壤重金属污染主要集中在太京镇、玉泉镇、藉口镇,这些区域靠近城市中心,受交通、人为因素影响密切,污染严重。