长江三角洲地区土壤重金属污染的空间变异特征——以江苏省太仓市为例

城市化、工业化和农业集约化的发展影响着土壤环境和健康质量。本研究以位于长江三角洲地区的江苏省太仓市为典型区，采用地统计学方法对其耕层土壤中Cd、Cr、Cu、M、Hg、Pb、Zn和As等8种重金属结构特征和空间分布格局进行了分析，并用模糊数学法综合评价了土壤重金属的污染程度，结果表明：太仓市表层土壤Zn、Cu属强变异强度，呈对数正态分布；Cd、Ni、Hg、As、Cr和Pb属中等变异强度，呈正态分布。除Cd、Cr和Pb略低于背景值外，其他重金属均高于其背景值，其中以As污染指数和超标率最高。土壤重金属复合污染严重，模糊综合评价污染结果为一级。通过半方差函数模型拟合发现Hg、Cd符合球状模型，其他重金属均符合指数模型，8种重金属元素在一定范围内均存在空间相关性。采用Kriging最优内插法得到了耕层土壤重金属含量的空间分布图，发现土壤重金属含量与母质、土壤质地、有机质含量以及工业化、城市化和农业集约化程度密切相关。     

日照市茶树种植区表层土壤重金属环境质量评价

以日照市茶树种植区为研究对象,对其表层土壤重金属元素的空间分布特征进行分析,利用内梅罗综合指数法评价其环境质量状况,并将评价结果利用ARC/MAP地统计模块中的克里金插值法插值处理。结果表明,日照市茶树种植区重金属元素分布较为均匀,仅Cd,Hg的空间变异性相对较大;根据单因子污染指数评价结果,大部分地区环境质量较好,仅在局部地区存在Cd,Ni污染;根据内梅罗综合污染指数空间分布,大部分地区土壤属于Ⅰ级,少部分属于Ⅱ级和Ⅲ级,整个区域未出现Ⅳ级和Ⅴ级土壤。     

常规农业村土壤重金属污染及潜在生态风险评价——山西寿阳县为例

以山西省寿阳县 7个典型常规农业村耕地为研究对象，采集耕作层 126个土壤样品，测定其 Cd、Hg、As、Cu、Pb、Ni、Cr、Zn 8种重金属的含量。运用单因子污染指数法(P)、污染负荷指数法(PLI)和潜在生态风险评价法(RI)评价土壤重金属污染和潜在生态风险程度，应用空间插值法探讨土壤重金属污染和潜在生态风险空间分布，并对重金属污染的来源进行讨论。结果表明:该区域土壤除 As的平均含量低于山西省土壤元素背景值外，其余重金属元素平均含量均高于山西省土壤元素背景值，Cu、Ni、Pb、Zn、Cd、Cr和 Hg的平均含量分别为山西省元素背景值的1.03、1.03、1.13、1.15、1.55、1.72和 2.26倍。从单因子污染指数看，Hg属于中度污染，Cd、Cr、Zn、Cu、Ni、Pb为轻微污染，As则没有发生污染。从综合污染指数看，该区域土壤 8种重金属所有样点的 PLI平均为 1.09，总体上属于轻度污染。从综合潜在生态风险指数看，所有样点 8种重金属的 RI平均为151.47，属于中度生态风险水平，其中 Hg和 Cd为主要贡献因子，其他重金属的生态风险很低。该区域 PLI和 RI的空间分析显示，8种重金属污染和潜在生态风险均呈现一定的空间差异，但二者的空间分布格局基本一致。在局地自然地理条件基本一致的情况下，雾霾、燃煤、煤矿生产以及农业生产是造成该区土壤重金属含量增加的重要原因，而农户行为则可能是造成部分地块土壤重金属污染和生态风险突出的原因之一。     

安徽省某市农田土壤与农产品重金属污染评价

为评价安徽省某市农田土壤与农产品重金属污染水平,在研究区内共布设1933个点位,采集土壤样品并在污染农田中采集43个农产品样品,对其与土壤进行一对一检测,分析研究Cr、Pb、Cd、As和Hg 5种重金属含量,对研究区农田土壤重金属含量水平、空间分布特征以及农产品重金属含量与土壤性质的关系进行分析。结果表明:研究区农田土壤中Cr、Pb、Cd、As和Hg的平均含量分别为62.5、32.6、0.209、8.85、0.080 mg·kg~(-1),点位超标率分别为0.05%、0、14.59%、0.67%和1.97%。根据单因子污染指数法评价研究区农田土壤污染情况,5种元素污染程度CdHgAsPbCr,从内梅罗综合污染指数来看,所有点位中清洁的占78.58%,综合生态风险指数法评价结果显示研究区基本处于轻微生态危害水平。农产品中Cr、Pb、Cd和As 4种重金属元素都是在偏酸性的土壤上富集系数较大,而Hg在偏碱性土壤上富集能力较强。     

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。     

银川市城市绿地土壤重金属分布特征及其生态风险评价

为掌握银川市城市绿地土壤重金属的空间分布特征及其生态风险状况,分析测定了Cr,Ni,Cu,Zn,As,Hg,Cd和Pb含量,利用单因子、内梅罗污染指数法和Hakanson潜在生态风险指数法对不同绿地土壤重金属的污染程度和潜在生态风险进行了评价。结果表明:银川市绿地土壤中除Cr外,其他7种重金属元素的平均含量均超过了银川市土壤背景值,其中Hg,Cd,Pb超标严重,重金属在道路绿地和生产绿地中富集现象最明显。绿地土壤各重金属元素的空间分布特征较为一致,高值区主要集中在中部、东部以及东北部,主要受工业生产、交通、商业、养殖场等人类活动的影响。污染评价表明,Hg属于中度污染,其他重金属元素均属于轻微污染或警戒水平,5种绿地类型土壤重金属均属于轻度污染。研究区5种绿地土壤重金属综合潜在生态风险指数大小排序为:道路绿地生产绿地公园绿地居住绿地防护绿地,其中道路绿地、生产绿地和公园绿地均处于中等生态风险,居住绿地和防护绿地处于轻微生态风险。8种重金属元素单项潜在生态风险指数(E■)平均值大小顺序为:HgCdAsPbCuNiCrZn,Hg为强生态风险级别。银川市绿地土壤总体处于中等生态风险,Hg是最主要的生态风险元素,应引起重视。     

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。     

草海湖湿地重金属分布特征及污染负荷

该文测定了草海湿地土壤和草海表层沉积物中7种毒性重金属的含量,对比研究了重金属元素含量的时空变异特征,同时应用单因子污染指数法和污染负荷指数法对底泥、沼泽草地、农用地和林地土壤中重金属污染进行了评价。结果表明:本研究中7种重金属中,Cd,Zn,Hg含量明显高于贵州省土壤背景值,重金属Cd和Zn分布特征为:底泥农用地沼泽草地林地;Cr的分布特征为:沼泽草地林地农用地底泥;Pb和Cu含量的分布特征为:农用地底泥沼泽草地林地;Hg的分布特征为:底泥沼泽草地农用地林地;As的分布特征为:林地农用地沼泽草地底泥;草海湖周边的农用地和沼泽湿地中Cd,Hg达到重污染程度,Zn为中度污染,Pb和As为轻度污染。草海底泥中Cd,Hg和Zn达到重污染水平,其余4种重金属尚未构成污染;草海底泥重金属污染水平为中等污染,枯水期污染略重,且靠近湖心的采样点污染较重,3个采样区都呈现距岸边越远污染越重的趋势。草海湿地底泥重金属污染较重,农用地次之,沼泽草地再次,林地无重金属污染。研究可为草海湿地重金属污染放置与治理提供基础数据。     

矿区复垦土壤种植小麦的重金属安全性

为分析矿区充填复垦土壤种植农作物的生态安全性,以中国徐州市柳新矿区复垦场地为例,对照当地农田土壤,对充填场地种植小麦不同部位As、Cd、Cr、Cu、Hg、Pb、Zn 7种重金属元素含量进行检测,分析了Cd、Cr在成熟小麦不同器官中的分布、富集情况,并利用单项污染指数法和综合指数法对小麦籽粒进行了风险评价。结果表明,三场地中Cd 和Hg在未成熟苗中的含量小于成熟茎中的含量,Cr、Cu和Zn则与之相反,Pb和As的含量规律性不太明显;复垦场地小麦未成熟根的重金属含量都小于成熟根中的含量;比照地中除Cr 和Zn之外,其余元素在未成熟根中的含量均大于成熟根的含量;参照粮食污染限量标准,小麦籽粒中Cd和Cr含量均超标。风险评价显示三场地小麦籽粒中Cd、Cr单项污染指数达到轻度至重度水平,综合污染指数处于轻度污染至中度污染水平之间。该研究对矿区粮食安全的监控具有重要的实际应用价值。     

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。     

典型煤矿工业园区土壤重金属污染评价

随着工业化进程的加快,一些农业用地转为工业用地,土地用途的转变可能会影响周围土壤的质量。该研究以河南省东部某煤矿工业园区为对象,分成不同小区采集土壤样品,分析工业园区内表层土壤的Hg、Cd、Zn、As、Pb、Cr六种重金属含量及污染评价,并同时与周边土壤重金属含量进行比较,分析可能造成土壤环境污染的因子。结果表明,根据土壤环境质量标准,工业园区域内土壤污染指数小于0.7,土壤清洁;但与周边土壤比较存在污染的风险,潜在重金属威胁主要表现为Hg,其他重金属污染风险趋势为Cd>Zn>As>Pb>Cr;在空间分布上,除Cr外,随着与工业园区距离的加大,其他五种重金属其含量有降低的趋势;同时根据结果提出合理土壤污染防控建议。     

北京顺义区土壤重金属分布与环境质量评价

在北京顺义区采集了412份土壤表层样品,分析了其中7种重金属元素（Cu、Zn、Cr、Pb、Cd、As和Hg）的全量,采用单因子指数和内梅罗指数对土壤环境质量进行评价。结果表明,土样中As、Cd、Cr、Hg、Cu、Pb和Zn含量平均值分别为7.85、0.136、61.47、0.073、22.43、20.38mg.kg-1和69.75mg.kg-1,As、Cd、Cr、Cu和Zn含量平均值超过了北京地区环境背景值,但所有元素含量的平均值均未超出土壤环境质量一级标准。土壤中各重金属元素含量Shapiro-Wilk检验和相关性检验结果表明,研究区土壤中重金属Cr呈正态分布,Cd、Cr、Cu、Pb元素与As元素相关性显著。土壤各元素单因子污染指数排序为Zn〉Cr〉Cd〉Cu〉Pb〉As〉Hg,内梅罗综合污染指数平均值为0.745,达到了土壤环境质量评价分级标准Ⅱ级,污染等级为＂警戒线＂级;菜地、果园、荒地、林地、苗圃、设施农业用地和水浇地的土壤内梅罗指数分别为0.809、0.765、0.720、0.669、0.781、0.786和0.729,表现为菜地〉设施农业〉苗圃〉果园〉水浇地〉荒地〉林地。土壤环境质量总体安全,部分地区土壤重金属污染处于警戒水平。     

北京东南郊农田土壤重金属含量与环境质量评价

采集北京市大兴区长子营镇58份土壤耕层样品,分析其中Cu、Zn、Cr、Pb、Ni、As、Cd和Hg 8种重金属含量,其平均含量分别为23.1、59.6、61.8、19.5、23.8、4.7、0.16和0.07 mg·kg-1,8种重金属元素含量平均值均未超出土壤环境质量一级标准,但Cu、Zn、Cr和Cd的平均含量由于受人类活动的影响已经高出北京地区环境背景值。皮尔逊相关系数分析结果表明,Cu、Cr、Zn、Ni与Cd 5种重金属,Zn与Hg,Cr与Pb具有相同来源的可能性较大。在国家土壤环境一级标准下各元素的单因子污染指数均小于1,顺序为CdCrCuZnNiPbHgAs,综合污染指数为0.70。分析不同土地利用类型的土壤重金属单因子指数与内梅罗指数,设施菜田、露地菜田、粮田和果园的内梅罗指数分别为0.88、0.91、0.61和0.59。长子营镇重金属的空间分布特征为中、北部含量高于南部,尤其以中部地区含量最高。总体来说,研究区域内土壤环境质量总体安全,部分地区土壤重金属含量接近临界处于警戒水平。     

上海市某大型再开发场地土壤重金属污染特征、评价及来源分析

[目的]研究土壤中重金属污染与生态风险状况,为保障城市更新改造过程中土地的合理利用提供科学依据。[方法]以上海市某大型再开发利用场地为研究对象,采集了102个点位的表层(0-0.5 m)和下层(1.5-2.0 m)土壤样品,测定10种重金属(As,Be,Cu,Pb,Ni,TI,Zn,Cd,Cr和Hg)浓度,采用地累积指数、内梅罗指数和潜在生态风险指数进行土壤重金属污染和生态风险评价,并进一步利用多元统计分析方法揭示土壤中重金属的来源情况。[结果]①测试土壤中重金属均未超过《土壤环境质量建设用地土壤污染风险管控标准(试行)》(GB36600-2018)第二类用地风险筛选值,但6.9%,24.5%,25.5%,37.3%和63.7%的采样点土壤中As,Cu,Pb,Zn和Hg浓度超过土壤元素背景值,存在不同程度的累积现象。内梅罗指数评价结果表明研究区域土壤整体处于尚清洁到轻度污染状态,分别有11.8%和3.84%的表层区域与2.64%和0.63%的下层区域土壤呈中度污染和重度污染状态。②表层土壤综合潜在生态风险指数均值为89.91,处于中等风险水平,Hg为研究区域主要的生态风险因子。③土壤中Ni,Cr,Be和TI浓度主要受成土母质风化作用的自然源控制,Pb,Zn,Cu,As和Hg主要受交通运输源和历史农业活动源的影响,其中自然源对表层土壤中的As和下层土壤中Cu也有相当比例的贡献,而表层土壤中Hg更多受到除交通运输源以外的其他人类活动源影响。[结论]后续土地利用过程应注重Hg的生态风险管控,并提高对外来交通源引起的重金属累积效应的关注。     

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。     

滩涂围垦区土壤重金属调查及生态风险评价——以盐城市弶港镇为例

以苏北盐城弶港镇滩涂围垦土壤为研究对象,进行了重金属Cr、Pb、As、Cd、Hg的测定及其风险评价,为我国沿海滩涂种植业的发展提供依据,并为其他国家和地区相关研究提供参考。结果表明,该区域土壤中5种重金属含量均未超过《国家土壤环境质量标准》（GB15618—1995）一级标准限制,农田土壤Cr、As、Cd含量较高,郊区菜地土壤Pb、Hg含量较高;重金属Cr、Pb、As、Cd含量在不同土地利用类型间存在显著性差异;Hg含量差异不显著。采用地积累指数法进行评估可知,土壤没有受到单项重金属污染。依据内梅罗综合指数法评估可知,潮间带沉积物、工业区土壤、滩涂围垦熟化的土壤没有受到重金属污染;郊区菜地与农田土壤的污染等级已达到警戒线,污染水平属于＂尚清洁＂。Hakanson潜在生态风险评价结果表明,区域内土壤重金属处于无风险等级,尚不具有潜在生态风险。     

长期污灌农田土壤重金属污染及潜在环境风险评价

以西安市某典型污灌区农田土壤为研究对象,分析长期污水灌溉对表层土壤重金属含量及富集状况的影响,采用内梅罗指数法和Hakanson潜在生态危害指数法对其污染现状及潜在环境风险进行评价。结果表明：长期污灌已导致农田土壤Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb和Zn7种重金属相对自然背景有不同程度累积,其富集比例依次为100%、82.69%、100%、100%、80.77%、98.08%和100%,仅有土壤As平均含量低于其背景水平;以国家土壤环境质量标准二级限量值作为污染评价阈值,其中Cd和Hg污染表现突出,按其污染指数平均值排序为Cd〉Hg〉Ni〉Cu〉Zn〉As〉Cr〉Pb;土壤重金属综合潜在环境风险为＂强＂等级,Hg、Cd的环境影响占据主导;随污灌年限增长,离灌渠越近,农田土壤重金属的污染水平和环境风险越高。鉴于该区土壤重金属已呈现较强生态危害性,应及时采取必要防治措施,调整土地利用结构,确保农田环境及农产品安全生产。     

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。