湖南冷水江锑矿区苎麻对重金属的吸收和富集特性

通过野外调查采样,分析了湖南冷水江锑矿区土壤的重金属含量,以及矿区9个采样点的苎麻对Sb、Cd、As和Pb4种重金属的吸收与富集能力及其富集特征。结果表明,矿区土壤受Sb污染严重,9个采样点Sb含量超过全国土壤背景值40～11503倍;伴生有Cd、As、Pb污染,Cd平均含量（13.08mg·kg-1）和As平均含量（82.64mg·kg-1）明显高于土壤环境质量标准的三级警戒值,Pb平均含量（71.27mg·kg-1）明显高于全国土壤背景值。苎麻叶和花混合样中的Sb最高达到1103mg·kg-1;苎麻体内的Cd含量均高于一般植物2～10倍,Cd富集系数最高为2.1,转运系数最高为3;As富集系数最高为1.04,转运系数最高为12.42;苎麻地上部对重金属迁移能力较强,当季对Sb、Cd、As迁移量分别达796.55、11.20和31.34mg·m-2。本研究说明苎麻对复合重金属具有一定的耐性,为复合污染植物修复提供了一种新的种质资源。     

石门雄黄矿周边农田土壤重金属污染及健康风险评估

湖南石门雄黄矿区环境污染及风险是当前国家环保部门和地方政府极为关注的重要环境问题之一。本研究以该矿区周边农田表层土壤为研究对象,调查分析了矿区周边农田土壤重金属污染状况及其空间分布特征,并采用美国EPA土壤健康风险模型评估了其对人体的健康风险。土壤重金属污染评价结果显示:该区土壤受到中度的As污染和Cd污染,As平均含量为80.26 mg/kg,Cd平均含量为0.55 mg/kg;Cu、Zn、Pb含量均未超过国家《土壤环境质量》的二级标准;综合污染指数显示研究区域为中度污染。美国EPA模型评估结果显示:成人和儿童的日暴露量及非致癌健康风险主要途径均为经手–口摄入,Cd对成人和儿童均不存在非致癌风险和总风险,As对儿童非致癌总风险指数为3.36,造成严重的非致癌健康威胁;经呼吸暴露的致癌风险,Cd对儿童和成人均不造成致癌健康影响,As对成人和儿童的平均致癌风险指数为3.13×10~(-4)和5.58×10~(-4),均存在显著的致癌健康风险,且As、Cd对儿童的健康威胁均高于成人。可见,该矿区周边农田土壤中As、Cd污染及其风险应加强控制与治理。     

九华铜矿重金属环境污染状况研究

选择江苏九华铜矿区,对其周边土壤和作物的重金属污染状况进行了研究.结果发现,约有一半的采样点土壤全Cu含量超过我国土壤环境质量三级标准(400 mg/kg),其DTPA提取态Cu含量的平均值为117 mg/kg.通过对矿区土壤重金属间的相关分析表明,土壤Cu与Zn、Pb、Cd、Co之间呈极显著的正相关关系(p＜0.01),而与Cr、Ni无显著相关,说明了该铜矿区土壤还伴有外源Zn、Pb、Cd、Co的污染.土壤复合污染指数(PI)＞1.0的土壤样品占57.3%.矿区周围作物可食部位Cu、Zn、Pb、Cd和Cr的含量均较高.     

重金属污染土壤的植物修复研究Ⅰ.金属富集植物Brassica juncea对铜、锌、镉、铅污染的响应

用来修复污染土壤的理想植物应具有高的生物量并能忍耐和积累污染物.印度芥菜(Brassica juncea)能富集多种重金属且生物量较大.本文研究了Zn、Cd、Cu、Pb 4种重金属对印度芥菜生长的影响,特别是重金属对印度芥菜地上部生物量的影响.结果表明,在含Cu 250 mg/kg、Pb 500mg/kg或Zn 500mg/kg的污染土壤上,印度芥菜能够忍耐,正常生长.印度芥菜在含Cd 200 mg/kg的土壤上发生镉毒而出现失绿黄化症状,Cd与中等浓度的Zn、Cu、Pb共存时毒害更为严重.这种植物适合Cu、Zn、Pb中等污染土壤的修复.     

锡矿山土壤重金属生态健康风险评价及重金属在优势植物的分布

为探明湖南锡矿山矿区周边土壤重金属污染程度及重金属在优势植物中的分布,通过野外调查,分析锡矿山地区土壤重金属的含量、来源、生态风险及重金属在优势植物中的富集和迁移情况。结果表明,锡矿山土壤中重金属Sb、Cd和Hg的平均值远超湖南省土壤背景值,超标率均达到100%。来源分析表明,Sb、Hg、Zn、Cd、Pb、As主要受人为活动的影响,但重金属污染来源不完全一致,存在复合污染。生态风险评价结果显示,Sb、Cd和Hg是锡矿山地区极高的生态风险因子,62.50%的样点具有极高生态风险。健康风险评价结果显示,经口摄入是土壤重金属暴露的主要途径,且儿童受到的非致癌和致癌风险均高于成人。Sb和As分别是主要的非致癌和致癌健康风险因子。苎麻对As、Sb的富集系数和转移系数值均大于1,且在重度污染地区的根系滞留率低于其他6种优势植物。研究表明,锡矿山地区存在较高程度的生态风险和健康风险,苎麻具有较高的修复矿区土壤重金属潜力,可作为锡矿山地区重金属污染的修复植物。     

苏南某冶炼厂周边农田土壤重金属分布及风险评价

选择江苏南部冶炼厂周边污染的水稻田,采集耕层0～15cm的土壤,分析土壤中重金属Cd、Pb、Hg、As、Zn、Cu的污染程度及其空间变异特征。结果表明,土壤Cd、Pb、Cu、Zn、Hg的全量随着距污染源距离的增加而减少,呈现由东北向西南扩散的趋势,As则是由西北向东南扩散。6种重金属中Cd、Hg的污染范围相对较大,Zn的污染范围最小。DTPA浸提的6种重金属有效态含量都是距污染源距离越远而越少。采用内梅罗综合污染指数法对土壤中的重金属进行风险评价,土壤重金属的综合污染指数为39.27,污染程度已超过5级,为重度污染,其中Cd、Hg污染最为严重,含量范围分别为3.98～44.58mg·kg-1、0.36～2.01mg·kg-1,As为中度污染,Pb、Cu、Zn则为轻度污染,说明研究区域农产品安全生产存在很大的风险。     

重金属污染土壤的植物修复研究Ⅰ.金属富集植物Brassica juncea对铜、锌、镉、铅污染的响应

用来修复污染土壤的理想植物应具有高的生物量并能忍耐和积累污染物。印度芥菜(Brassica juncea)能富集多种重金属且生物量较大。本文研究了Zn、Cd、Cu、Pb 4种重金属对印度芥菜生长的影响,特别是重金属对印度芥菜地上部生物量的影响。结果表明,在含Cu 250 mg/kg、Pb 500mg/kg或Zn 500mg/kg的污染土壤上,印度芥菜能够忍耐,正常生长。印度芥菜在含Cd 200 mg/kg的土壤上发生镉毒而出现失绿黄化症状,Cd与中等浓度的Zn、Cu、Pb共存时毒害更为严重。这种植物适合Cu、Zn、Pb中等污染土壤的修复。     

煤矸石山优势植物对重金属吸收及富集特征

对六盘水市某煤矿煤矸石山14种优势植物根际土壤污染状况以及对重金属吸收与富集特征进行研究。结果表明:煤矸石风化土壤中重金属Zn、Cu、Cd和Pb有明显积累,Cd的污染最为严重。对各种植物体内的重金属含量分析发现,地上部分中Cu、Pb含量最高的植物为假酸浆,分别为46.79,12.56mg/kg;Zn含量最高的植物是酸模叶蓼,为60.97mg/kg;Cd含量最高的植物是龙葵,为1.84mg/kg。对转移系数和富集系数分析发现,鬼针草、千里光、龙葵、醉鱼草艾蒿和野棉花对Zn、Cu、Cd、Pb具有较强转移能力;假酸浆的地上部分对Cd的富集系数最高,为1.28;假酸浆的地下部分对重金属Zn、Cu、Cd、Pb的富集系数也较高,分别为1.83,0.90,3.20,1.96。因此,假酸浆可作为煤矸石风化土植被恢复的植物,同时也可用于重金属污染土壤的修复植物。     

沈阳地区河流灌渠沿岸农田表层土壤中重金属的污染现状评价

用地积累指数法和单因子内梅罗综合指数法研究了沈阳地区蒲河、浑河、细河以及沈抚灌渠周边农田表层土壤中7种重金属的污染状况。结果表明,表层土壤中As、Hg、Cd、Pb和Cr的最大值出现在细河周边,Zn和Cu的最大值出现在沈抚灌渠周边,Hg、Cd、Pb、Zn、Cu、Cr6种重金属的平均含量在各个区域中差别明显。Cd与Hg之间的相关系数高,表明Cd、Hg来源相同;Pb、Zn、As、Cu相关性好,判定可能来自同一来源。地积累指数和单因子内梅罗综合指数计算结果表明,Cd、Hg、Zn污染在这些河流地区较普遍,Pb、Cu、Cr和As在部分地区受到污染,部分细河沿岸农田土壤受到严重污染。     

高羊茅和黑麦草对污染土壤Cd,Pb,Zn的富集特征

以潮褐土为供试土壤,通过模拟试验研究了高羊茅(Festuca arundinacea)和黑麦草(Lolium multif lorum)对复合污染土壤Cd,Pb,Zn的富集特点。结果表明,在土壤Cd,Pb,Zn复合污染处理条件下,高羊茅Cd,Pb,Zn的平均富集量,地上部分别为5.76,19.77,418.18 mg/kg,地下部分别为129.82,256.66,354.66 mg/kg;黑麦草Cd,Pb,Zn的平均富集量,地上部分别为5.57,26.13,467.18 mg/kg,地下部分别为114.53,155.98,513 48 mg/kg。通过方差分析,这两种草坪草的重金属富集量没有显著差异,并且富集规律呈现较为一致的特点。地上部的富集量和土壤重金属含量的离子冲量呈显著的线性相关。这两种草坪草对其重金属的富集能力顺序为:Zn>Cd>Pb,其中对Zn的吸收呈现富集植物的特性规律,当土壤Zn含量>400 mg/kg时,其转运系数>1,地上部对Zn的富集能力很强,可作为Zn污染土壤的修复植物。通过偏相关和多元回归分析表明,这两种草坪草在土壤Cd,Pb,Zn复合污染条件下均未产生复合效应。     

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。     

朝天委陵菜的重金属耐性与吸收性研究

利用植物生长室水培试验和温室土培盆栽试验的方法,研究了朝天委陵菜在不同浓度Pb水培条件下和Cu、Zn、Pb、Cd复合污染土壤条件下的重金属耐性和吸收性,结果表明,水培条件下随着处理浓度的增加,朝天委陵菜均生长良好,虽高浓度Pb处理下出现植株矮小、叶渐黄、根系变黑等毒害症状,但植株并未死亡,表明在水培条件下朝天委陵菜对Pb具有极强的耐性;在最高浓度3 600μmol/L Pb处理下地上部和根中Pb浓度达到最大值,分别为947 mg/kg和71 053 mg/kg。在温室土培盆栽条件下,朝天委陵菜在外加Cu、Zn、Pb和Cd分别为200、1 000、1 000和5 mg/kg的土壤上较对照生长受到抑制,地上部Cu、Zn、Pb和Cd浓度分别达到741±164、18 248±2 222、1 543±483和29.4±5.2 mg/kg;外加重金属更高时则导致植株死亡。朝天委陵菜对Pb胁迫和Cu、Zn、Pb、Cd复合污染土壤具有较强的耐受性,可作为重金属尤其是Pb污染土壤的修复植物。     

Risk assessment,spatial distribution,and source identification of heavy metal(loid)s in paddy soils along the Zijiang River basin,in Hunan Province,China

Purpose

This study aimed to reveal spatial distribution of As, Cd, Cr, Cu, Mn, Ni, Pb, Sb, V, and Zn in paddy soils in the Zijiang River basin and to evaluate its pollution status and potential ecological risks, and thus to provide basic information for rational utilization of paddy soils in the study area.

Materials and methods

The heavy metal(loid) concentrations in one hundred and thirty-five paddy soil samples (these samples were collected from the top 0–20 cm layer) were measured by inductively coupled plasma-optical emission spectrometry. The spatial distribution characteristics of the heavy metal(loid)s were depicted by the Ordinary Kriging interpolation analysis. The contamination degree and potential ecological risks of the heavy metal(loid)s in paddy soils were assessed by Nemerow’s comprehensive index, geoaccumulation index, potential ecological risk factor, and potential ecological risk index. The potential sources of the heavy metal(loid)s were deduced by Pearson’s correlation analysis, hierarchical cluster analysis, and principal component analysis.

Results and discussion

The mean concentrations of the heavy metal(loid)s decreased in the order of Mn?>?V?≈?Zn?>?Cr?>?Ni?≈?Pb?>?Cu?≈?Sb?>?As?>?Cd. Except for Cd and Sb, the mean concentrations of As, Cr, Cu, Mn, Ni, Pb, V, and Zn were close to the background reference values. The concentration of Cd in 94.8% of samples exceeded the soil quality standard value (grade II, 5.5?<?pH?<?6.5, GB 15618–1995). According to the assessments of pollution and potential ecological risks for the heavy metal(loid)s, 45.2% and 46.7% of samples were severely polluted and moderately polluted, respectively. The potential sources analysis indicated that Cd, Sb, and Zn mainly originated from agricultural, mining, and smelting activities; As, Cu, and Pb mainly originated from agricultural activities, while coal combustion by-products was another major source of these heavy metal(loid)s in paddy soils near the thermal power plant in the southwest corner of the study area; Cr, V, Mn, and Ni mainly originated from natural source.

Conclusions

Cadmium and Sb are the main contaminants in paddy soils in the study area, and there are hot-spot pollution areas.

     

沈哈高速公路两侧土壤重金属污染特征及评价

为探讨高速公路对农田土壤重金属污染的影响,对沈哈高速公路两侧农田60个土壤样品Ph、Cu、Zn、Cd分布状况进行了分析。结果表明,高速公路两侧在距路肩0—320m范围内,Cu、Pb和Zn全量和有效态含量总体上呈现随距离增加而降低的趋势,Cd的变化规律不明显。高速公路两侧的土壤已不同程度出现重金属富集现象,其中Pb属轻度污染且主要集中在东侧距路肩20m处,Cd属重度污染。受研究地点主导风向的影响,高速公路东侧农田土壤的Ph含量明显高于西侧。高速公路旁土壤重金属以Ph、Cd污染为主,污染物主要来源于汽车尾气。     

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。     

广州石化工业区周边农业土壤重金属污染现状与潜在生态风险评价

采集广州石化工业区周边包括菜地、果园和林地表层土壤(0~20 cm),分析土壤Zn、Cu、Pb、Cd、Hg和As的含量,利用污染指数和潜在生态风险指数评价了土壤污染状况和潜在生态风险。结果表明,土壤Zn、Cu、Pb、Cd、Hg和As的含量分别为158.6 mg kg-1(19.6~386.1 mg kg-1),33.6 mg kg-1(3.6~294.3 mg kg-1),67.1 mg kg-1(25.4~182.1 mg kg-1),0.22 mg kg-1(0.02~1.00 mg kg-1),0.61 mg kg-1(0.03~2.40 mg kg-1)和4.40 mg kg-1(0.01~15.50 mg kg-1)。参照中国土壤环境质量二级标准,土壤受到了不同程度的Hg、Zn、Cu和Cd的污染,其中Hg污染最为严重;土壤重金属元素的潜在生态危害性为Hg>Cd>Cu>Pb>Zn>As,其中Hg和Cd是主要的生态风险的贡献因子。不同土地利用方式下土壤污染程度和潜在生态风险均为菜地>果园>林地。     

福建沿海农田土壤重金属污染与潜在生态风险研究

分析了取自福建沿海农田185件表层土壤样品的重金属含量与分布特征,采用连续提出的方法研究重金属元素的赋存状态。结果表明福建沿海稻田土壤中的Hg、Cd、As、Cr、Ni、Cu、Zn和Pb的平均含量分别为0.41mgkg-1、0.20mgkg-1、6.62mgkg-1、35.65mgkg-1、12.7mgkg-1、128.39mgkg-1、109.65mgkg-1和63.56mgkg-1。相对于区域土壤背景值与国家土壤环境质量标准,污染较突出的元素是Hg和Cd。有46%样品中的Hg含量高于土壤质量的Ⅱ标准值,有13%的样品的Cd高于土壤质量的Ⅱ标准值。Hg高含量的样品主要分布福州、漳州等城镇等附近,同时它在土壤中主要以有机结合态的形式存在,土壤中Hg含量的升高可能主要来自于后期污染的叠加。Cd高含量的样品的分布则较分散,并不都集中在工业活动区,同时它在土壤中是以残渣态和铁锰氧化物态的形式存在,说明其高含量可能更多是受到成土母质的地球化学背景影响。农田土壤中的Hg和Cd具有较高的生态风险。该区主要是栽种水稻,而水稻对Cd具有强吸收的特性,土壤酸化还会促进Cd的吸收。本区土壤呈酸性,所以Cd污染可能导致大米的食品安全应引起足够重视。     

北京市五环内绿地土壤4种重金属的形态特征及其生物有效性

[目的]了解北京市五环内绿地表层(0—20cm)土壤重金属(Cu,Cd,Pb和Zn)的形态特征及其生物有效性,为北京市绿地土壤重金属污染防治提供比较可靠的参考依据。[方法]在建成时间为2~400a的绿化区内共采集表层土壤样品151个,运用改进BCR提取法分析样品中重金属的赋存形态,而后通过风险评价编码法(RAC)和次生相与原生相分布比值法(RSP)对重金属生物有效性进行评估。[结果]样品中重金属Cu,Cd,Pb和Zn的含量分别为31.42,0.29,29.89,76.78 mg/kg,Cu,Zn在中部和东北部含量较高,Pb在中部地区含量较高,Cd在西北部、东北部和南部存在少量高值区。Cu,Cd,Pb和Zn形态分布的总体规律均为:残渣态可氧化态弱酸溶态可还原态,稳定态含量均远高于有效态,有效态含量比例表明重金属生物有效性大小顺序为:CdZnCuPb风险评价编码法(RAC)表明,Cd和Zn环境风险程度为低风险,Cu和Pb无环境风险。次生相与原生相分布比值法(RSP)显示,Cu,Cd,Pb和Zn元素RSP值分别为0.06,0.49,0.18,0.13,土壤整体上未受到重金属污染,但是有少部分地区存在被污染现象。[结论]北京市五环内绿地土壤总体上不存在重金属Cu,Cd,Pb和Zn污染,环境风险较低,但应对重金属赋存形态保持关注。     

沘江流域耕地土壤重金属分布及生态风险评价

地处兰坪铅锌矿下游的沘江流域土壤重金属污染问题倍受关注。本文在沘江流域采集了35个耕地土壤样品,分析测定了砷、铜、锌、镉、铅、汞6种重金属污染物累积量,并应用内梅罗综合污染指数法及Hacanson潜在生态风险指数法,对耕地土壤污染状况及生态风险进行评价。结果表明:(1)沘江流域沿岸耕地重金属铅、锌、镉累积量相对处于极高水平,均值分别为1 146.97、579.15、4.85 mg·kg~(-1),污染十分严重;砷的累积量也较大,均值为26.85 mg·kg~(-1);铜、汞累积量较小,污染程度轻;(2)地统计分析结果表明,兰坪周边流域是土壤重金属砷、锌、铅、镉污染的一个主要点源污染源,而铜、汞污染没有显著点源污染源,均来自不同面源污染;(3)流域内梅罗指数均值为17.69(远大于3),存在极其严重重金属污染,同时综合潜在生态风险指数均值为773.38,有很强潜在生态风险。污染物贡献表现为镉铅锌砷汞铜;(4)沘江流域耕地土壤总体表现为水田重金属污染略高于旱地。