松嫩平原产油区农田土壤重金属含量及污染风险评价

  目的  为探明松嫩平原石油开采及石化工业活动区周边农田土壤重金属污染分布及风险状况。  方法  在大庆市让胡路区选择代表性农田采集96份土壤样品,测定重金属（Cd、Hg、Ni、Pb、Cu、Zn、Cr、As）含量;在利用地统计学克里金插值法分析重金属含量空间分布特征的基础上,采用地积累指数法和潜在生态危害指数法对该地区农田土壤重金属污染状况及其生态风险进行评价。  结果  该区土壤中Cd和Ni的含量分别为土壤背景值的1.39倍和1.27倍。在对各样点Pb、Zn、Cu和Cr 4种元素含量分析中,均出现不同程度的高于土壤背景值的样点。重金属Cd的地积累指数平均值为0.11,达到轻度~中度污染水平。研究区土壤重金属潜在生态危害风险指数（RI）平均值为84.84,从大到小为Cd > Hg > Ni > As > Pb > Cu > Zn > Cr,其中Cd的RI值最大为190.23,达到中等生态危害范围。研究区农田土壤重金属含量在空间分布上表现为:Cd、Zn和Pb含量高值区出现在中部地区,其它重金属元素含量高值区分布比较零散。  结论  研究区域内,8种重金属含量的平均值均低于风险筛选值,Cd和Ni两种重金属平均含量超出了背景值,从地积累指数来看,Cd污染等级为1级,其它7种元素均处于无污染水平。从潜在生态风险分析可知,该区域污染程度属于轻度生态危害范围。     

白洋淀内不同土地利用类型土壤重金属分布特征与污染评价

  目的  白洋淀作为雄安新区生态共同体的重要组成部分,在“白洋淀生态环境治理和保护规划”中,淀区内陆地将被淹没。为科学评价淹没后陆地对白洋淀水体的环境影响,从淀区不同土地利用类型土壤重金属元素分布特征及污染程度评价两个方面开展了研究工作。  方法  以淀区内现有陆地0 ~ 20 cm土壤为研究对象,以砷、汞、镉、铬、铅、镍、铜、锌重金属元素为研究要素,以统计分析、污染负荷指数法和地质累计指数法评价为分析手段,对淀区内陆面重金属元素统计特征和污染程度进行分析和评价。  结果  淀区内陆地土壤重金属元素背景值显著高出区域背景值,污染程度总体为轻度污染;农业用地类型土壤重金属污染元素最多, 铜、镉、汞是本区陆地土壤中背景值高、污染贡献最为显著的元素。  结论  淀内陆地土壤重金属元素含量均低于国家标准（GB 15618—2018）和（GB 36600—2018）中土壤筛选或管控的标准,环境承载力仍有一定缓冲容量;重金属元素间的相关性特征主要由地质背景因素控制,但也明显受到土地利用类型改变的影响。     

油葵和苦荬菜根际土壤中镉和锌的活化机制及修复潜力比较

  目的  研究油葵和苦荬菜根际土壤固、液相对镉（Cd）和锌（Zn）的活化机制,比较两种植物在轻、中度复合污染农田的修复潜力。  方法  通过大田试验种油葵和苦荬菜,测定成熟期土壤的pH值、有机酸、重金属总量及其生物有效性;测定土壤溶液中的溶解性有机质（DOM）、主要离子、水溶态重金属及其形态分布;测定植物各部位中重金属的浓度及形态,通过计算重金属在植物中的富集系数（BCF）和转运系数（TF）,比较两种植物对土壤重金属污染的修复潜力。  结果  油葵和苦荬菜根系分泌的低分子有机酸均使根际土壤pH值下降明显,显著低于非根际土壤（P < 0.05）;苦荬菜根际土中低分子有机酸及DOM的浓度显著高于油葵根际土（P < 0.05）。两种植物根际土壤溶液中的Cd以离子态和DOM结合态为主,Zn以离子态为主;两种植物根际土壤中有效态的Cd差异不显著,油葵根际有效态Zn显著高于苦荬菜;两种植物根际土壤的Zn和Cd有效态与土壤溶液中Cd-DOM和Zn-DOM呈显著相关。苦荬菜根对重金属的富集能力较强,但油葵地上部分能吸收转运更多的Cd和Zn,并在叶中以毒性较低的不溶性磷酸盐结合态和草酸结合态富集。  结论  两种植物根际分泌的有机酸可以增加根际土壤中的Cd-DOM和Zn-DOM的浓度,提高土壤中的Cd和Zn的有效性,苦荬菜根际对重金属有较强的活化能力,但油葵地上部分对Cd和Zn的吸收转运能力更强。两种植物都具有较强的土壤重金属修复潜力,但从经济角度出发,油葵更适合现阶段我国农田重金属污染的修复。     

土壤重金属潜在生态风险指数法优化研究

  目的  优化潜在生态风险指数评价标准,使其更适用于土壤重金属污染评价。  方法  参考瑞典学者H?kanson的方法,以城口县115件表层土壤中镉（Cd）、铬（Cr）、铜（Cu）、镍（Ni）、铅（Pb）和锌（Zn）等6种重金属为研究对象,基于重金属毒性系数,并结合内梅罗综合污染指数法（P_N）,以期验证潜在生态风险指数（RI）评价标准优化的适用性。  结果  ① 优化了土壤中6种重金属潜在生态风险评价分级体系:RI < 60,60 ≤ RI < 120,120 ≤ RI < 240,240 ≤ RI < 480,RI ≥ 480分别代表轻微、中等、强、很强、极强潜在生态风险。 ② 案例区6种重金属含量均值（算术均值,下同）分别为中国农用地土壤风险筛选值的5.0、0.39、0.52、0.44、0.23和0.76倍。③ 内梅罗污染评价显示,Cd处于重度污染[P_i(Cd) = 5.25],其余重金属处于无污染水平,P_N显示土壤重金属整体处于重度污染（P_N = 3.94）。④潜在生态风险评价结果显示,RI介于22.9 ~ 1582,均值196。优化前,案例区土壤6种重金属处于中等生态风险（优化前分级,150 ≤ RI < 300）,而优化后处于强潜在生态风险。  结论  案例验证研究表明,优化后的潜在生态风险评价分级体系适合土壤重金属污染潜在生态风险评价,能客观反映土壤重金属污染状况。     

大冶市农田土壤中镉的空间分布特征及污染评价

矿山开采和冶炼是造成土壤重金属Cd污染的主要原因,了解典型区域土壤中Cd的空间分布特征及其污染现状,可为区域土壤污染防治与安全利用提供重要信息。本研究针对湖北省大冶市所有农田采集92个表层土壤样品和3个土壤剖面,利用GIS方法对土壤重金属Cd空间分布特征及污染状况进行了研究。结果表明大冶市土壤中Cd的含量范围为0.6 ~ 4.6 mg/kg,平均值为1.41 mg/kg,Cd迁移深度可达 40 cm。区域内土壤Cd污染范围较广,空间变异较大,还地桥镇、罗桥街办、陈贵镇等地农田土壤Cd含量较高。地积累指数评价结果显示大冶市大部分农田土壤为轻度、中度污染程度,在合理调整种植结构等方式下仍可保障农田安全利用。     

重金属污染区耕地轮作休耕治理农户参与意愿实证研究

  目的  研究我国农村重金属污染区耕地轮作休耕治理农户参与意愿,分析影响农户参与重金属污染区耕地轮作休耕治理影响因素,为我国重金属污染耕地长期治理的有效实施提供参考依据。  方法  基于343户的调查数据,构建累积logistic回归模型,探究我国重金属污染区耕地轮作休耕治理农户参与意愿及其影响因素。  结果  相比于男性,女性更愿意参与重金属污染轮作休耕治理（?0.1341）;农户参与意愿与受教育程度（?0.098）、家庭收入（0.2591）正相关,但与年龄（0.2036）负相关;农户参与意愿与轮作休耕治理政策了解程度（0.3049）、治理过程评价（0.0985）正相关,参与意愿受亲朋好友（?0.1110）影响较大,由于信任度原因现阶段农村基层组织政策宣传对农户参与意愿影响较小;农户参与意愿与轮作休耕后家庭收入变化（0.4851）正相关;农户参与意愿与自有耕地污染程度（?0.3995）负相关,与农户对环境关注度（?0.1953）呈负相关。  结论  农户个体特征及基本情况、参与后的家庭收入变化、耕地污染特征及对环境感知、政策宣讲及实施过程对农户参与意愿具备实质性影响。因此,要提高基层村组在政策宣讲和政策执行过程在农户心中的信任度;提高农业从业人员的受教育水平,降低农业从业人员平均年龄;增加农户家庭收入,拓宽农户收入来源渠道;从环境保护和收入层面加强治理的预期效应宣传,逐步消除农户污染治理与自身收入平衡的矛盾心理。     

长期化肥配施不同有机肥对土壤和玉米中重金属累积的影响

  【目的】  明确长期化肥配施有机肥对重金属元素在土壤和农作物籽粒、秸秆中积累的影响及其环境效应,为安全高效施肥提供科学依据。  【方法】  在北京市农林科学院新型肥料长期定位试验站进行了为期10年的田间试验,其种植模式为冬小麦–夏玉米轮作,试验处理为不施肥 (CK)、单施化肥 (NPK)、氮磷钾 + 鸡粪堆肥的有机肥料 (NPKJF)、氮磷钾 + 污泥堆肥的有机肥料 (NPKWN)、氮磷钾 + 垃圾堆肥的有机肥料 (NPKLJ) 和氮磷钾 + 秸秆粉碎还田 (NPKJG) 共6个处理,施肥处理依据等氮量施肥原则,每季作物施 N 180 kg/hm2、P₂O₅ 90.0 kg/hm2、K₂O 90.0 kg/hm2。在玉米收获后测定了玉米秸秆、籽粒和0—20 cm耕层土壤中重金属全量。  【结果】  添加污泥处理显著提高了土壤中Cd、Hg、As、Cu、Zn的含量,单因子污染指数分别比对照提高了45.10%、150.00%、104.00%、44.60%、65.80%。不同施肥处理对土壤中全量Cd、Cr、Hg、Cu、Zn存在一定的富集效果。各处理重金属单项污染指数在0.02～0.46,远小于1,综合污染指数为0.23～0.36,均小于0.7,试验区土壤重金属均为无污染等级。施用有机废弃物堆肥的处理玉米籽粒Cd、Cu、Zn含量比对照显著增加,各处理间Hg、As、Cr、Pb、Ni含量差异不显著,连续10年定位施肥后试验站土壤以及玉米籽粒中重金属含量均未超标。同一作物不同部位对重金属的富集能力不同,玉米秸秆对重金属的富集能力大于籽粒。玉米籽粒中Pb、Cu、Zn含量与土壤Pb、Cu、Zn含量存在正相关性,玉米秸秆中Cd、Hg、Cr、Ni含量与土壤中Cd、Hg、Cr、Ni含量呈正相关或者显著负相关。  【结论】  在施氮总量不变的前提下,连续施用供试有机堆肥10年后,土壤重金属含量均未超标,土壤重金属单项污染指数在0.02～0.46,综合污染指数为0.23～0.36,无污染风险。只有污泥堆肥需要加强土壤Cd的监测。玉米秸秆对重金属的富集能力大于籽粒。玉米籽粒中Pb、Cu、Zn含量与土壤相应重金属含量存在正相关性,秸秆中Cd、Pb、Hg、Zn与Cr、Ni含量与土壤中相应重金属含量呈正相关,而秸秆中Cr、Ni含量与土壤中相应重金属含量呈负相关。     

农田土壤重金属污染现状与安全利用技术研究进展①

重金属污染农田直接影响粮食安全和农业可持续发展。安全利用技术主要通过降低土壤中重金属的生物有效性,减少重金属进入食物链的可能性,对我国现阶段有效地利用重金属污染农田资源和保障食品安全具有重要意义。因此,本文首先分析了农田土壤重金属污染成因与现状,然后综述了低累积作物品种筛选、水肥管理、间作或轮作等农艺调控,原位钝化和叶面阻控等安全利用技术研究进展,最后提出了强化重金属污染农田土壤安全利用研究及应用的对策。     

黄石市绿地土壤重金属污染风险评价及来源解析

  目的  城市绿地土壤健康问题日益受到人们的广泛关注。掌握黄石市绿地土壤重金属污染情况,为当地及同类矿冶城市生态建设与转型发展提供技术支撑。  方法  按照多点混合法选择黄石市道路绿地布设采样点,共采集土壤样品48个,测定其多种金属元素含量。使用地累积指数法、潜在生态危害指数法以及多元统计分析法对其进行污染评价;使用ArcGis10.2进行重金属分布可视化分析;利用相关性分析与主成分分析法对各重金属元素进行来源解析。  结果  土壤铅（Pb）、锌（Zn）、铬（Cr）、砷（As）、镉（Cd）、铜（Cu）的平均含量分别为200.12、424.88、109.96、56.74、4.02、376.81 mg kg?1,分别超出湖北省土壤背景值7.49、5.08、1.28、4.61、23.67、12.27倍,除Cr均未超出背景值外,各金属超出背景值样点占总体的比率分别为Cu 100%、Pb 97.92%、Zn 97.92%、As 93.75%、Cd 100%;地累积指数评价结果为53.06% ~ 87.08%样点处于中重度污染水平,89.58%样点的综合潜在生态危害指数大于150。  结论  土壤Cr含量空间分布较为均匀,但仍存在高值区,高值区位于西塞山区某大型冶钢企业附近。土壤Pb、Zn、As、Cu、Cd含量差异大,高值区均位于黄石港区,极高值点均位于下陆区某大型有色金属冶炼厂附近;6种重金属的地累积指数大小、即污染程度依次为:Cd > Pb > Cu > Zn > As > Cr,潜在生态危害指数为:Cd > Cu > As > Pb > Zn > Cr,可见Cd是该研究区域内最主要的重金属污染元素;多元统计分析表明Pb、Zn、As、Cd、Cu来源于人为源,与有色金属冶炼、交通有关,Cr主要来源于岩石的风化和土壤母质等。     

铅-锌-镉复合污染物在土壤-芥菜/油菜系统中的迁移及交互作用

了解重金属复合污染物在土壤-植物系统中的迁移分配情况对污染土壤的安全利用、土壤环境质量标准的修订以及重金属污染土壤的植物修复具有重要意义。通过盆栽试验,以芥菜和油菜为例,研究了铅-锌-镉复合污染物在土壤-植物系统中的迁移分配情况。结果表明:与对照相比,复合污染条件下,芥菜和油菜体内重金属含量显著提高,且Cd含量的提高程度要远远高于Pb和Zn;芥菜和油菜对Cd的吸收达到了100 m g/kg以上,表现出超富集植物的吸收水平。重金属的富集系数大小依次为Cd>Zn>Pb,地下部富集系数要高于地上部,转运系数大小为Cd≈Zn>Pb。Pb、Zn、Cd的富集系数均随各自元素在土壤中含量增大而减小,而且表现为低含量时显著减小,高含量时缓慢减小;重金属在土壤-植物系统的迁移分配深受共存元素的影响,且在不同元素之间和不同浓度范围内表现出不同的特点。Pb、Zn、Cd在芥菜和油菜体中积累量,均与其各自在土壤中的含量成正相关;Zn和Cd对Pb的吸收积累以及Pb对Zn的吸收积累具有明显的抑制作用;Zn-Cd对Zn的吸收积累具有正的交互作用,而对Cd的吸收积累具有负的交互作用。     

工业和农业污染稻田土壤重金属的赋存形态及水稻吸收运移比较

[目的]稻田土壤重金属污染是当前农产品安全生产关注的重要问题.本文比较分析工业和农业污染源稻田土壤重金属的赋存形态及水稻吸收运移,以期为稻田土壤重金属污染控制提供参考.[方法]在长江中下游地区调查选取工业源和农业源重金属污染稻田各27块,在水稻成熟期使用抖根法采集根际土壤及水稻根系和籽粒样品,采用Tessier七步提取...     

江苏省典型高速公路沿线土壤重金属分布特征及影响因素研究

【目的】加强高速公路沿线土壤重金属污染管控及农业安全生产,亟需明确高速公路周边土壤重金属的分布特征与影响因素。【方法】选择贯穿江苏省境内的4条典型高速公路（沪宁、京沪、宁通和连霍）周边土壤为研究对象,利用高精度X射线荧光光谱仪（XRF）测定土壤重金属含量,从而分析高速公路沿线土壤重金属的空间分布特征,并探究其主要影响因素。【结果】(1)高速公路沿线表层土壤镉（Cd）、铅（Pb）、铜（Cu）、锌（Zn）含量总体呈南高北低、南北向公路小于东西向公路的分布特征,部分点位土壤Cd存在超标现象;(2)距公路路肩距离是影响两侧土壤重金属含量的重要因素,主要影响范围在50 m内,不同土地利用类型条件下土壤金属含量差异较大,路龄越长,土壤重金属富集系数越大。【结论】高速公路沿线表层土壤均存在重金属累积现象,其中Cd的累积最为明显,深层土壤重金属受到公路交通的影响较小。公路交通对沿线土壤重金属含量的影响主要在50 m以内,并且受到沿线土地利用类型、路龄和车流量的共同影响。在高速公路两侧设置不同范围的绿化带种植防护林,可在一定程度上防控重金属向周边农田的扩散与风险。     

径流与施肥对流域入河重金属污染负荷的控制

[目的]农田重金属随降雨径流进入河湖,导致水体污染,对水体生态环境安全和人畜饮水健康构成重大威胁.目前对施肥与土壤重金属污染的关系研究较多,但很少把农田面源施肥与河湖水体中重金属污染相关联.了解农田施肥对入河重金属污染负荷的影响,对河湖水体重金属污染防控具有重要意义.因此,本研究通过测定农业小流域典型重金属入河污染负荷...     

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...     

基于文献计量分析有机质影响土壤重金属生物有效性的研究热点和趋势

基于CNKI及Web of Science数据库,利用Citespace软件,对该方面的研究主要结构、研究基础、热点问题及趋势等开展分析,探讨有机质对重金属生物有效性的影响。以中科院为代表的中国研究机构对该领域的研究做出了巨大贡献,发文总量占31.8%。该领域大多数文献发表在Science of the Total Environment及Chemosphere等国际期刊。根据WoS文献共被引分析,得到该领域研究共识主要有三个方面：一是重金属形态对其生物有效性影响巨大;二是植物吸收、动物积累重金属与有机质及其他环境因素密切相关;三是有机质与重金属的相互作用如溶解-沉淀、氧化-还原等是影响重金属迁移转化及生物有效性的机制。根据关键词共现分析,得到该领域国际研究的热点类型共11类。通过WoS文献高被引文献分析,研究主要集中在不同来源有机质与重金属在固相、液相体系环境中相互作用,对重金属的活化或固定的作用机制及相关应用。根据关键词突现分析,该领域“大米”、“生物炭”、“修复”等是目前国际研究热点。     

中国重金属污染耕地土壤安全利用存在问题与建议

中国耕地土壤重金属污染情况不容乐观，如何安全利用重金属污染耕地仍是当今亟需解决的农业和环保问题。本文综合分析了近几年不同污染程度耕地土壤的安全利用措施，提出重金属低积累作物种植、重金属钝化技术、农艺调控及种植结构调整为当前污染耕地土壤安全利用的主要手段，并指出污染源防控力度不足、土壤污染与作物安全性关系不明、原位钝化技术风险及低积累作物利用效果的局限性仍然是中国污染耕地土壤安全、高效利用面临的主要问题，建议进一步完善污染土壤评价标准、健全污染土壤防控体系、优化污染土壤安全利用技术，以推动重金属污染耕地土壤的安全、高效和可持续利用。