污灌区农田表层土壤稀土元素分布特征

为研究包头市南郊污灌区农田表层土壤稀土元素分布特征,对农田土壤按照"梅花形"取样,测定农田土壤稀土元素含量,系统分析土壤稀土全量特征和分馏特征。污灌区农田轻稀土元素总量189.48 mg/kg是河套地区轻稀土背景值总量的1.40倍、重稀土元素总量的12.36倍,∑LREE/∑HREE为11.16～14.47,平均比值为12.36。分馏比值(La/Yb)_N>(La/Sm)_N>(Gd/Yb)_N,δCe的平均值为1.02,0.89<δCe<1.24,局部地方有显著正异常;δEu的平均值为0.69<0.95,为负异常。研究区土壤中稀土元素含量遵循奥多～哈金斯法则,轻、重稀土分馏非常明显,轻稀土元素相对重稀土元素富集度很高,Eu元素相对亏损,Ce元素在局部地方有明显正异常。表现为非常明显的轻稀土富集型。轻稀土元素高度富集预示着外源轻稀土元素对污灌区农田土壤生态环境具有重大影响。     

包头市南郊污灌区铈分布特征及其对生态环境的影响

为了研究包头市南郊污水灌溉区稀土元素铈(Ce)分布特征,在研究区采集水系沉积物和土壤样品分析Ce含量。结果表明,研究区主污水渠滨岸漫水地Ce含量为4 524.00 mg/kg;四道沙河河底沉积物Ce含量为581.20 mg/kg;工厂污水渠底部水系沉积物Ce含量为382.00 mg/kg,渠道剖面中Ce含量为185.52 mg/kg;农田土壤Ce平均含量为91.08 mg/kg。人类活动已经导致污灌区外源Ce在土壤、水系沉积物中的超量积累。外源Ce元素含量的高度异常,对研究区生态环境有重大的潜在生态风险。     

包头市南郊污灌区农田表层土壤镨的平面空间分布特征

研究内蒙古包头市南郊污灌区农田表层土壤稀土镨(Pr)的分布特征,旨在为污灌区农田土壤环境质量评价及外源稀土Pr污染修复提供依据。采集包头市南郊污灌区农田表层土壤样品,测定样品中稀土Pr含量,将稀土Pr土壤背景值作为污灌区农田土壤外源稀土积累的参照基准值,分析土壤Pr二维空间分布规律。结果表明:南郊污灌区整个研究区土壤Pr含量范围7.34~12.80 mg/kg,是河套地区土壤Pr背景值8.2 mg/kg的0.90~1.56倍,整个研究区土壤Pr含量的平均值为10.12 mg/kg,是背景值的1.23倍。研究区所有取样点稀土Pr等值线分布图分析结果表明,稀土Pr在二维空间上具有明显的带状富集分布特征,表明外源稀土元素在农田表层土壤中积累富集的平面空间差异性。由结果可知,人类活动使污灌区农田土壤Pr超量积累,应该重视外源稀土Pr在污灌区农田土壤环境中的累积性变化,其对污灌区农田土壤生态环境具有不可忽视的潜在生态风险。     

污灌区稀土镧分布特征及其对生态环境的影响

[目的]研究包头市南郊污水灌溉区稀土镧(La)分布特征。[方法]按照线型、剖面型和"梅花型"取样,测定不同研究点、区水系沉积物和土壤La含量,分析La对生态环境的影响。[结果]研究区主污水渠滨岸漫水地、四道沙河河底沉积物、工厂污水渠底部水系沉积物及其剖面样、农田土壤La元素含量分别为2 924、427.60、309.30、113.26、44.94 mg/kg,其中土壤La含量是河套地区La元素背景值1.50倍。[结论]人类活动导致污灌区外源La在土壤、水系沉积物中的超量积累。     

包头南郊污灌区农田表层土壤重金属潜在生态风险综合评价

【目的】评价包头市南郊污灌区农田土壤Pb、Cr、Cu、Zn、Ni 5种重金属元素的潜在生态风险,为污灌区土壤环境质量评价、土壤重金属污染修复提供科学依据。【方法】在包头市南郊四道沙河流域的麻池乡城梁村,选取有代表性的8个采样点,按照“梅花形”布点取样采取农田表层0～20 cm土样,测定土壤重金属Pb、Cr、Cu、Zn、Ni元素含量,并采用单因子污染指数法、内梅罗综合污染指数法和Hakanson潜在生态风险指数法,对研究区土壤重金属的潜在生态风险进行评价。【结果】包头市南郊污灌区农田土壤中的5种重金属元素含量还不到污染级,但除Cu含量基本接近河套地区土壤背景值外,其他4种重金属元素含量的平均值均超过了当地土壤背景值,其中以Cr、Ni元素含量的平均值超过地区背景值最高,且具有明显高度富集的特征。各种重金属污染的潜在生态风险指数由强至弱依次为Ni（49.59）＞Pb（41.18）＞Cu（39.70）＞Cr（23.24）＞Zn（8.62）,其中Ni的潜在污染风险指数最高,是主要潜在生态风险因子,其次是Pb。【结论】人类活动导致包头南郊污灌区农田土壤中Pb、Cr、Cu、Zn、Ni　5种重金属元素明显积累,且已表现出一定程度的潜在生态风险,应该引起足够的重视。     

包头市南郊污灌区农田表层土壤轻稀土平面空间分布特征

研究包头市南郊污灌区农田表层土壤轻稀土(Light rare earths,LREE)元素镧(La)、铈(Ce)、镨(Pr)、钕(Nd)、钐(Sm)和铕(Eu)分布特征,旨在为污灌区农田土壤环境质量评价及外源LREE污染修复提供依据。采集包头市南郊污灌区农田表层土样,测定样品中LREE含量,将LREE土壤背景值作为污灌区农田土壤外源LREE元素积累的参照基准值,分析土壤LREE空间分布规律。南郊污灌区整个研究区土壤LREE含量范围为131.86~241.41 mg·kg-1,是河套土壤LREE背景值129.54 mg·kg-1的1.02~1.86倍,整个研究区土壤LREE含量的平均值为182.77 mg·kg-1,是背景值的1.41倍。依据研究区所有取样点制作的LREE等值线分布图显示,人类活动使污灌区农田土壤LREE超量积累,应该重视外源LREE在污灌区农田土壤环境中的累积性变化,它对污灌区农田土壤生态环境具有不可忽视的潜在生态风险。     

污灌区铜潜在生态风险评价及其分布特征

为了评价包头市南郊污水灌溉区农田表层土壤、水系沉积物Cu环境质量,按照线型、剖面型和梅花型取样,测定不同研究点、区水系沉积物和土壤重金属Cu含量,分析重金属Cu对生态环境的影响,并对研究区土壤环境质量进行评价。结果显示,研究区水系沉积物Cu含量最大值为38.48mg/kg,其中污灌区农田土壤Cu含量最大值为26.96mg/kg,农田土壤Cu含量平均值为19.03mg/kg;污灌区农田土壤Cu的单项污染指数最大值为0.27,污染指数Pi<0.7;潜在生态风险综合指数Ei为49.59,即Ei<90。说明污灌农田土壤质量状况尚未达到污染级别且潜在生态风险程度属于轻度。但人类活动已经导致Cu在污灌区土壤、水系沉积物等生态环境中的明显积累,应该引起重视。     

城郊农田表层土壤铅潜在生态风险评价

采集包头市南郊污灌区农田表层土样,测定样品中Pb含量,将Pb土壤背景值作为污灌区农田土壤外源Pb积累的参照基准值,分析土壤Pb空间分布规律。结果表明,研究区土壤Pb含量的平均值为19.58 mg/kg,是背景值的1.04倍,外源Pb在农田表层土壤中积累富集具有平面空间差异性。种植粮食和蔬菜的Pb单因子污染指数Ci/80和Ci/50最大值为0.48和0.77,种植粮食的Pb单因子污染指数Pi0.70,土壤质量状况为清洁级;种植蔬菜的Pb单因子污染指数有部分取样点在0.70≤Pi1.00范围内,土壤尚为清洁级。表层土壤Pb潜在生态风险综合指数Ei为188,Ei在180~360范围内,Pb的综合潜在生态风险属于强。应该重视外源Pb在农田土壤环境中的潜在生态风险。     

黄河包头段柱状沉积物中稀土元素的分布特征

采用室外现场采样及室内分析方法，研究了黄河包头段柱状沉积物中稀土元素的分布特征。结果表明，黄河包头段干流及支流柱状沉积物均以富集轻稀土元素为特征，分布模式的相近以及轻稀土元素的富集共同反映了干流与支流轻稀土元素的继承性和同源性。干流柱状沉积物中轻稀土元素的含量及非稳定态轻稀土元素的形态分布变化趋势均揭示，来自包头市工业废水的外源轻稀土元素对黄河包头段干流的叠加有递减之势。碳酸盐结合态和铁锰氧化物结合态同时是干流和支流柱状沉积物中非稳定态稀土元素的主导形态，干流与支流非稳定态稀土元素形态分布的主要差异表现在支流中稀土元素的可交换态和有机质结合态均明显高于干流。支流柱状沉积物中稀土元素的形态分布及含量仍然表明，其中的稀土，特别是轻稀土元素对黄河包头段干流具有一定的潜在叠加性。     

北方污灌区土壤重金属污染特征分析

【目的】研究我国北方污灌区农田土壤Cu、Pb、Zn、Cr、Cd、Ni、As、Hg等8种重金属元素的污染特征,为污灌区土壤环境质量评价、土壤重金属污染修复提供参考。【方法】以我国北方30个污灌区土壤重金属污染数据为基础,采用统计分析方法、内梅罗综合污染指数法及地质累积指数法,对北方污灌区土壤重金属的污染特征进行分析。【结果】结果表明,北方污灌区农田土壤中8种重金属元素含量均未超过土壤环境质量二级标准,但除Cr外,其余7种重金属的平均含量均显著高于全国背景值;8种重金属含量变异系数从大到小依次为CdHgPbAsZnCuCrNi,其中Cu、Cr、Ni在不同灌区差异性相对较小,Cd、Hg、Pb在不同灌区差异较大;Cu与Zn、Cr、Cd、As、Hg,Zn与Ni,Cr与Pb、Ni、As、Hg,Cd与As呈显著相关的概率较大,Pb与Cu、Zn、Ni、Hg,Hg与Zn、Cd、Ni、As呈高度相关的概率较大;各种重金属内梅罗综合指数和地质累积指数由大至小依次为CdHgCuAsZnPbNiCr。【结论】我国北方污灌区农田土壤中Cu、Pb、Zn、Cr、Cd、Ni、As、Hg等8种重金属元素明显积累,应该引起有关部门的足够重视。     

投影寻踪模型在污灌土壤污染分析中的应用

[目的]利用基于粒子群算法的投影寻踪模型分析农田土壤污染问题,为农田土壤污染选用不同的污染防治方法提供科学依据.[方法]以石河子总场城市污水灌溉区为研究对象,采集表层土壤样品,对多种元素进行分析.以多个土壤污染指标作为投影参数来寻求其投影方向,由投影指标函效来反映污灌区土壤污染物特征,避免人为赋予权重的干扰.[结果]土壤污染以镍和铬为主要污染因子,并呈现随土壤环境质量综合状况的变差,土壤采样点数减少的规律.[结论]石河子总场对土壤污染影响最大的是污染物是镍和铬,对土壤的污染顺序为:Ni ＞Cd ＞Zn＞ Cu ＞V＞ As＞ Pb＞ Mn＞F＞Se＞Hg ＞Cr.确定了石河子总场农田土壤污染防治方向和方法.     

稀土元素对农田生态系统的影响研究进展

稀土矿的开采和冶炼、稀土农用等导致农田土壤稀土元素含量不断积累,对农田生态系统结构和功能稳定产生严重的影响。综述了近20年来国内外农田生态系统稀土元素的主要来源、分配和输出,土壤和植物中稀土元素的测定方法,稀土元素对农田生态系统中植物、微生物、动物以及人类健康影响的研究进展。探讨了农田生态系统稀土元素的毒性评价和稀土污染土壤的修复措施。最后提出开展稀土元素对农田生态系统影响研究还需要加强的一些问题。     

新疆玛纳斯河流域不同垦殖年限农田耕层土壤微生物群落特征

[目的]研究垦殖对农田耕层土壤微生物群落特征的影响.[方法]采用常规计数法对新疆天山北坡玛纳斯河流域两组不同垦殖年限(0～200年和0～20年)绿洲农田耕层土壤微生物区系和细菌生理菌群多样性进行研究.[结果](1)荒地一经开垦耕种,微生物数量高于荒地.(2)随着垦殖年限的延长,耕层土壤细菌和放线菌数量总体呈上升趋势,真菌则先增加后减少;多样性指数都表现出先增加后减少的趋势.(3)随着垦殖年限延长,土壤细菌生理菌群的数量均呈先增加后降低的趋势,多样性指数的变化规律不明显.[结论]垦殖50年后,土壤微生物种群趋向单一,有益生理菌群数量减少,农田土壤生物肥力总体呈下降趋势.     

耐镉细菌与土壤胶体作用对镉形态的影响

【目的】探讨耐镉细菌对红壤、赤红壤和棕色石灰土3类型土壤胶体镉吸附性能的影响及细菌—土壤胶体复合体上所吸附镉形态的变化,为重金属污染土壤的生物修复提供理论依据。【方法】从矿区镉污染土壤中筛选分离出一株耐镉细菌,同时提取红壤、赤红壤和棕色石灰土3种土壤胶体,研究接种耐镉细菌后3种土壤胶体吸附镉的变化及细菌—土壤胶体复合体上所吸附镉形态的变化。【结果】接种耐镉细菌能提高3种土壤胶体对镉的吸附,以红壤有机—无机复合胶体的提高幅度最大;接种耐镉细菌使3种类型土壤胶体上弱酸可溶态和残渣态的镉含量降低,而可还原态和可氧化态含量则提高。接菌后,红壤胶体和赤红壤（自然土）无机胶体上不同形态镉含量为残渣态＞可还原态＞弱酸可溶态＞可氧化态,而赤红壤（耕作土）胶体和棕色石灰土胶体则为可还原态＞残渣态＞弱酸可溶态＞可氧化态。【结论】接种耐镉细菌能促进土壤胶体上镉形态由无效态向有效态转化,提高镉的有效性。     

新疆典型区域土壤重金属As和Cd分布特征及评价

【目的】通过对新疆典型重金属区域（奎屯市123团和127团、乌鲁木齐县六十户乡）土壤进行布点调查采样并测定重金属As和Cd含量,研究目前该区域的重金属含量及分布状况,并对其安全性进行评价。【方法】采用污染指数法和潜在风险指数法,对新疆奎屯市、乌鲁木齐县六十户乡典型农田土壤重金属区域代表性土壤进行重金属、生态风险评价。【结果】乌鲁木齐县六十户乡重金属As和Cd的平均值和背景值的比值小于1,低于新疆土壤背景值。奎屯市123团和127团的6个样点的重金属As的平均值和背景值的比值为1.91,高于新疆土壤背景值。重金属Cd的平均值和背景值的比值为0.92,低于新疆土壤背景值。依据食用农产品产地环境质量评价标准,乌鲁木齐县六十户乡以及奎屯市样点2种重金属范围均为Pi≤0.7或者0.7相似文献   

中国蔬菜土壤重金属含量及来源分析

 【目的】为系统了解并客观评价中国菜地土壤的重金属含量状况，促进中国蔬菜生产向优质高效方向发展。【方法】系统收集了1989年以来中国蔬菜土壤重金属研究的相关资料，并利用相关方法对所收集到的数据进行了统计分析。【结果】中国菜地土壤重金属中以Zn含量最高，其次是Cr，再次是Cu；而毒性较大的元素As、Hg、Cd的含量相对较低，其平均含量分别为8.03、0.12、0.28 mg•kg-1。与国家土壤质量II级标准GB15618-1995（6.5＜pH＜7.5）相比，Cd含量超标的问题较为突出，全国约24.1%的菜地样本超标；Hg含量其次，样本超标率为10.3%；As的超标率为9.2%。各种重金属按含量超标率排序为：Cd＞Hg＞As＞Zn＞Cu＞Cr＞Pb。若按地区比较，则东部地区Cd含量超标较为严重， 其次是Hg和Zn；中部地区以As和Cd含量超标为主，亦存在少量的Hg、Zn、Cu超标；西部地区亦以As、Cd超标为主，并伴随有少量的Cu、Cr和Hg超标。不同类型菜地比较，工矿/污灌区菜地的As、Cd、Hg、Zn含量均最高，尤其是其Hg含量平均高达2.36 mg•kg-1，超出其它类型菜地含量的10.5～21.1倍；设施菜地的Cu、Cr含量在所有类型中是最高的，而城市郊区菜地则Pb含量相对较高。对全国各地的蔬菜基地进行单独分析，发现除Pb含量稍高外，其它几种重金属的含量均较低，全国普通菜地的整体质量状况较好。【结论】在中国当前菜地利用方式下，除工矿/污灌菜地、市郊菜地土壤中个别重金属含量超标外，中国菜地土壤、特别是蔬菜基地土壤的重金属含量基本上未超过国家标准，整体质量状况较好。