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...     

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。     

微波消解法测土壤中全磷和全钾

用微波消解法测定土壤标准样品、标准方法测定消解液P和K含量,通过实验确定最佳消解及分析条件;而且比较微波消解法和传统电热板消解法的精密度和准确度,建立微波消解技术测定土壤P和K前处理方法.结果表明:土壤样品用1∶1HNO3∶HF 10ml的混酸体系进行消解,效果最佳;对于土壤标样,微波消解法测定P和K的相对标准偏差分别为1.46%～3.20%和0.38%～0.84%,电热板消解法测定P和K的相对标准偏差分别为3.06%～4.15%和0.40%～2.08%,微波消解法的测出值均高于电热板消解法;微波消解法的准确度和重现性明显优于电热板消解法,与标准值的相对相差比较,微波消解法都低于5%;两种试验方法样品回收率测得为94%～105%,符合分析方法要求.方法快速简便并有较高准确度、精密度,值得推广和应用.     

火焰原子吸收分光光度法测定污染土壤中5种重金属

采用微波消解法预处理待测土壤,火焰原子吸收分光光度法测定污染土壤消解液中的锌、铜、铅、镉、铬5种重金属.方法简便、灵敏、准确,土壤中锌的相对标准偏差为1.2%;铜的相对标准偏差为1.9%;铅的相对标准偏差为1.2%;镉的相对标准偏差为5.2%;铬的相对标准偏差为1.8%.方法的加标回收率锌为76.8%～104%;铜为86.9%～95.3%;铅为83.0%～94.4%;镉为83.2%～91.9%;铬为90.9%～96.1%,适用于污染土壤中重金属含量的测定.     

湖州市土壤重金属元素分布及潜在生态风险评价

在对湖州市土壤重金属污染状况进行调查后,按照有关标准和方法对该市土壤重金属潜在生态风险进行了评价。结果表明:单因子污染指数最小的是Pb,最大的是Cd。土壤中Pb含量均达标,其余各重金属元素有部分土壤超标。68.9%的土壤处于安全等级,21.6%的土壤处于警戒限,轻污染土壤占8.1%,重污染土壤占1.4%。68.9%的土壤处于低风险等级,27.0%的土壤处于中等风险等级,强风险等级土壤占2.7%,很强风险等级土壤占1.4%。林地的重金属含量变化幅度普遍大于耕地。耕地土壤污染程度轻于林地。土壤中各重金属对污染的贡献大小为:CdNiCrHgZnCuAsPb。     

微波消解-ICAP法测定土壤中总铬含量的研究

采用微波消解仪对土壤样品进行前处理,用ICAP测定土壤中总铬含量。通过硝酸-氢氟酸以及硝酸-盐酸-过氧化氢体系消解液对土壤样品消解,优化试验选择出微波最佳消解条件和ICAP的工作参数。结果表明,发现用硝酸-氢氟酸体系消解液,在谱线283.56 nm、267.72 nm处用ICAP能够准确而稳定地测得土壤中总铬含量。     

大宝山矿区农田土壤重金属污染及其植物累积特征

对金属矿山选冶活动影响的农田土壤,不同灌溉水源会影响重金属的分布累积特征。根据实际情况将大宝山矿区农田土壤分为污水灌溉区、清水灌溉区、自然修复区和对照区,并进行土壤和植物样品采集,调查研究了土壤的基本理化性质,Cd、Pb、Cu、Zn、Mn 5种重金属的含量和化学形态分布,以及不同区域植物中重金属的含量。结果表明:污灌区Cd、Pb、Cu、Zn的含量最高,是自然修复区和清水灌溉区的1.75倍~10.51倍,对照区最低;Mn在各采样点的含量无显著差别。土壤Cd、Cu、Zn、Pb含量两两之间显著正相关,Mn与Cu、Zn、Cd、Pb呈负相关关系;土壤pH与重金属环境有效态关系密切。残渣态是5种重金属的主要存在形态,有机态含量也较高;Cd的环境有效态含量占总量的比例是其他4种重金属的2倍左右。稻米中5种重金属在清水灌溉区的含量均比污水灌溉区低,其中Cu和Zn的含量在两区域均未超标(NY861-2004),而Pb和Cd的含量严重超标。重金属在自然修复区和清水灌溉区呈现较低的土壤污染和人体健康风险,该研究数据可为金属矿区土壤污染控制提供科学的依据。     

我国金银花主产区花和土壤重金属污染特征及风险评价

为了解我国金银花主产区花和土壤重金属污染情况以及暴露风险,本试验对我国三大主产区(山东平邑、河南封丘、河北巨鹿)的金银花和土壤进行取样调查,测定了金银花和土壤中Pb、Cr、Ni、Cu、Zn、As、Hg、Cd、Mn 元素含量,分析了这9种元素在金银花及其生长土壤中的分布和相关性,并对土壤重金属的污染情况进行了地质累计指数、潜在生态风险和健康风险评价。结果表明,土壤中Cd和Cu元素的含量大多高于当地土壤背景值,而其他元素的含量大多低于当地土壤背景值;各元素含量均未超出农用地土壤污染风险管制值。金银花对土壤中不同元素的富集能力不同,不同产地金银花对相同元素的富集能力也存在差异。金银花对土壤中各元素富集系数的趋势为As相似文献   

基于GIS的农田土壤重金属空间分布及污染评价——以南京市江宁区某乡镇为例

土壤污染近年来备受瞩目,我国已出台多项法律法规来规范防治,合理评价不同地区土壤重金属的污染情况,具有现实和长远意义。2017年11—12月在研究区采集的29个表层土壤(0～20cm),分析测定土壤pH、有机质和8种重金属元素砷(As)、镉(Cd)、铬(Cr)、铜(Cu)、汞(Hg)、镍(Ni)、铅(Pb)和锌(Zn)的含量,采用最新发布的《土壤环境质量—农用地土壤污染风险管控标准(试行)》(GB 15618-2018)进行污染评价,运用GIS地统计学方法分析重金属空间分布特征。结果表明,研究区土壤pH呈现酸性至中性;有机质平均含量为17.73 mg·kg~(–1),较为缺乏;8种重金属元素(As、Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb、Zn)的平均含量分别为8.27、0.17、70.84、24.74、0.20、32.07、28.48和73.57 mg·kg~(–1),除As外,其他重金属含量均超过南京市江宁区土壤环境背景值,但未超过国家现行标准,总体无重金属污染。其中Cd、Cu和Hg元素在局部地区达到了警戒线,风险区主要分布在西南部和南部,呈现带状分布,农业生产上需引起重视。     

施用有机肥后安溪茶园土壤中重金属含量及污染评价

通过对安溪县城厢镇和虎邱镇的三个区域11个茶园样点进行施肥方式改变后的土壤样品中重金属铅、铬、砷、汞、镉的测定,并运用土壤重金属综合污染指数和潜在生态危害指数法进行风险评价。结果表明:①茶园施用有机肥后,参评重金属含量平均值大小为:铅铬砷汞镉;从单项重金属指标来看,均达到中国农业茶产地环境条件标准;②研究区茶园土壤的重金属综合污染指数均在安全等级,但不同区域之间存在差异,其数值大小依次为:同美村双格村林东村;土壤重金属潜在生态风险指数基本处于中等风险以下。综上,研究区改施有机肥后,土壤的重金属含量处于安全水平。     

豫东黄河故道湿地土壤重金属污染评价及生态风险评估

为探明豫东黄河故道湿地土壤重金属污染情况,采用原子吸收光谱法测定商丘黄河故道区内湿地(WL)及附近林地(FL)和耕地(CL)3种类型土壤中重金属Zn、Pb、Cr、Cd、Cu的含量,运用地质累积指数法和潜在生态风险指数法对重金属污染特征和潜在生态风险进行评价和分析。结果表明,黄河故道WL、FL和CL土壤中Cr和Cd的平均含量分别为289.46、308.17、378.58和2.03、2.47、2.62 mg·kg-1,是黄河故道区土壤环境背景值的10.51和37.69倍,均超过农用地土壤污染风险筛选值;而重金属Zn、Pb和Cu含量相当于甚至低于土壤环境背景值。5种重金属元素含量均表现为:WL < FL < CL。污染评价分析结果表明在这3种类型的样地中,重金属Cd达到弱极度污染水平,属于高度潜在生态风险;重金属Cr达到弱重度或重度污染水平,但属于轻度潜在生态风险;重金属Zn、Pb和Cu则处于无污染或轻度污染水平,属于轻度潜在生态风险。豫东黄河故道区WL、FL和CL综合潜在生态风险指数均超过480,存在高度潜在生态风险。工业“三废”、成土母质和农业活动等来源的重金属Cd是该区域最重要的污染因子,对综合潜在生态风险的贡献率达97.23%,需要及时进行综合整治;而土壤成土母质或人类农业活动来源的重金属Cr、Pb、Cu和Zn 是黄河故道区土壤重金属污染的潜在生态风险因子,也应及时加以防控。     

骨炭+沸石对重金属污染土壤的修复效果及评价

采用盆栽试验,研究了铜铅镉复合污染土壤添加骨炭和沸石前后对土壤pH值、土壤中重金属有效态含量、蕹菜生长、重金属吸收量的影响。结果表明,土壤污染后pH值显著降低,土壤中重金属有效态含量显著增加,蕹菜生长不良,株高、鲜重、干重显著降低,同时蕹菜重金属含量增加;添加固化剂后土壤pH值提高了2.21和2.29个单位,土壤有效态重金属含量显著降低,蕹菜株高、鲜重、干重增加,同时使轻度污染土壤上的蕹菜达到卫生安全标准。     

土壤中硒含量测定的消化方法探讨

土壤中硒含量的测定有很多消化方法可鉴,在多个实验研究的基础上分享两个消化方法的区别和对结果的影响性,分别为微波消解法和消煮法(电热板消解),上机统一为原子荧光光谱法测定。结果表明,微波消解法对土壤中全硒测定结果更为准确和稳定,且更节约人力物力以及时间。     

矿化垃圾施用林地重金属污染潜在生态风险评价

以矿化垃圾施用林地土壤为研究对象,采用Hakanson潜在生态风险指数评价法对5种重金属元素Cd,Hg,As,Cr,Pb的潜在风险进行评价,同时还对不同深度土壤重金属的迁移及污染程度进行了讨论.不同矿化垃圾添加量下0-90 cm土层的潜在生态风险综合评价结果表明,随着矿化垃圾添加量增加,土壤重金属污染有加重的趋势,25％与50％矿化垃圾添加量的土壤污染程度达到中等程度,1oo％矿化垃圾添加量的土壤达到重度污染程度.矿化垃圾对土壤造成的污染主要集中在0-50 cm土壤层内,对垂直方向50 cm以下土壤影响较小.Hg是矿化垃圾施用中最主要的污染因子.土壤剖面垂直方向重金属含量分析结果表明,Cd,Hg,As,Cr,Pb具有从土壤表层向下层递减的趋势.重金属元素Hg和Cr含量具有土壤表层富集的特征.矿化垃圾大量的施用可能会导致Hg和Cr土壤污染,但不会导致Cd,As,Pb在土层中累积与垂直迁移.     

石灰、活性炭对镉污染土壤的修复效果研究

通过模拟铬(Cr,0～300 mg kg-1)污染土壤盆栽试验,研究石灰、活性炭及石灰+活性炭对铬胁迫下小白菜生长状况的影响及对铬污染土壤的修复效果。结果表明:受铬污染的土壤明显使小白菜受到毒害,但经石灰(L1、L2)、活性炭(C2、C3)及石灰+活性炭(L1C1、L2C2)处理均缓解了重金属的毒害症状,显著促进小白菜的生长,生物量较对照提高1～2倍(p<0.05)。3种改良剂相比,在相同Cr浓度处理下,活性炭对降低污染土壤中有效态铬的效果最好,与CK相比,有效态铬的含量降低至0.086 mg kg-1,降幅达77.36%。相关分析表明:小白菜叶部铬含量和根部铬含量与土壤有效态铬含量表现出显著的正相关(p<0.01),土壤pH与土壤有效态铬含量之间呈负相关(p<0.05),所以在铬污染的土壤中,可以提高土壤的pH,以减小土壤铬的植物有效性,使其向植物迁移的风险减小。     

苍南沿浦湾滩涂重金属污染现状评价

以温州苍南县沿浦湾滩涂土壤中的重金属含量为指标,采用环境污染指数、地累积指数和潜在生态危害指数综合评价重金属的含量水平及对生态环境的潜在影响。结果表明:沿浦湾滩涂土壤中重金属含量较低,均符合土壤环境质量二级标准。除了元素砷和汞,铜、铅、铬、锌、镉5种重金属的含量均为高潮带和中潮带高于低潮带。潜在生态危害系数和地累积指数的顺序均为砷(As)铜(Cu)铅(Pb)铬(Cr)锌(Zn)汞(Hg)镉(Cd);不同重金属的地累积指数的污染等级顺序为砷(As)铜(Cu)铅(Pb)=铬(Cr)=锌(Zn)=汞(Hg)=镉(Cd),砷(As)是主要生态风险因子;总的潜在生态风险指数为中潮带低潮带高潮带。综合三种评价方法,除砷在地累积指数评价中等级为无污染到中级污染,其余重金属现状评价结果均为轻微或低污染。     

沼液稻田消解对水稻生产、土壤与环境安全影响研究

为研究稻田消解沼液对水稻安全生产、土壤肥力及质量的影响,评价沼液施用后对水体及大气环境污染的风险,提出稻田沼液消解安全容量,在浙江省嘉兴市青紫泥田（属脱潜潴育型水稻土）上,进行3a定位田间小区试验,考察了不同沼液用量下水稻产量、稻谷及土壤中有害重金属含量差异,测定了稻田氨挥发通量及田面水、下渗水氮含量,并确定了稻田沼液消解容量。结果表明,连续3a、每年水稻生长季施灌沼液135～540kgN·hm-2的范围内,水稻产量与全化肥区持平或略有增产,施灌沼液处理的稻谷中有害重金属镉、铅、汞、砷含量没有明显增加;除高沼液用量处理土壤速效钾、缓效钾含量明显增加外,其他土壤肥力指标没有明显增加,土壤中重金属含量也没有明显积累;施用沼液处理田面水中铵态氮含量明显高于全化肥处理,但对土壤下渗水氮含量影响较小;2倍氮沼液用量下,水田消解中氨挥发量占总氮投入量的13%,高于全化肥处理10倍以上。在水稻生产安全、农产品安全、土壤质量可持续、农田水环境友好的前提下,水稻生长季沼液稻田消解的安全容量为540kgN·hm^-2·a^-1;氨挥发是目前沼液稻田消解中主要的环境风险。     

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。     

浙西石灰岩地区土壤和稻米镉含量研究

为理解石灰岩地区农田土壤重金属积累特点及污染风险,以浙西石灰岩地区为例,随机选择了153块重金属污染农田,点对点采集了土壤和水稻样品,分析了土壤和糙米中镉的含量及土壤性状,探讨了石灰岩地区污染农田土壤与稻米镉积累特点及其与土壤性状的关系。结果表明,土壤全镉随粘粒含量的增加而增加,随土壤pH的下降而下降;土壤有效镉占全镉的比例与土壤pH呈负相关,糙米中镉含量与土壤有效镉、水溶性镉呈显著正相关;糙米中镉含量与土壤pH、有机质含量及粘粒含量均呈现显著负相关,土壤pH是影响石灰岩地区农田糙米镉积累最为重要的因素。《土壤环境质量－农用地土壤污染风险管控标准（试行）》（GB 15618—2018）的污染风险筛选值并不适用于石灰岩地区高pH的土壤。当6.5 < pH ≤ 7.5时,土壤重金属镉含量与农产品中重金属镉超标结果并不一致,其风险筛选值（0.60 mg kg?1）偏低,实际的风险筛选值可能在0.80 mg kg?1以上。土壤水溶性镉较土壤全镉和有效镉能更好地评估石灰岩地区农作物重金属镉的污染风险。     

煤矸石重金属释放活性及其污染土壤的生态风险评价

通过野外采样与室内实验分析煤矸石重金属的释放活性,并利用潜在生态风险评价法分析煤矸石山周边土壤污染及其潜在生态风险特征。结果表明,实验用煤矸石中重金属主要以残渣态存在,Cu、Zn、Pb、Cr和Cd的残渣态分别占其总量的56.86%,53.27%,72.01%,68.61%和75.93%,不易发生释放迁移,但少量酸溶态和氧化物结合态重金属易被淋溶后在矸石山周围土壤中累积并造成重金属污染。煤矸石山周边土壤重金属含量随着距离的增加呈现减少趋势,表明周边土壤受到煤矸石重金属污染,并且在土壤表层重金属含量最高,加大了重金属进入食物链危害人体健康的风险。通过潜在生态风险评价研究,采样区属于重金属Cd和Pb风险突出区,煤矸石距离5～10 m处潜在生态风险指数为272.34和164.34,属于中等潜在生态风险,其他各点潜在生态风险指数范围为94.62～141.79,属于轻微生态风险。