基于GIS和GPS的沱江中游土壤镉和铅空间变异研究

采用ArcGIS9．0和GPS技术对沱江中游314个土壤样点的耕层中（0～20cm）镉和铅含量空间变异分布特征及影响因素进行了研究。结果表明,该区土壤镉和铅呈对数正态分布,土壤镉平均含量为（0．11±0．13）mg·kg^-1。,铅平均含量为（30．03±9．82）mg·kg^-1。土壤镉空间分布是以赵家镇为高值区（0．15～0．30mg·kg^-1）,并向东南和西北两侧条带状递减,东南部土壤镉含量主要为0．06～0．15mg·kg^-1;土壤铅空间分布以西北部钦北-关帝庙（35-38mg·kg^-1）和东南部广兴一带（〉38mg·kg^-1）两个高值中心分别向两侧逐渐减少。影响因素研究表明,不同质地间土壤镉含量差异不显著,但粘土的铅含量显著高于其他质地土壤。pH与土壤镉含量呈显著正相关,与铅含量呈极显著正相关;酸性、中性土壤镉和铅含量均极显著少于碱性和强碱性土壤。有机质与土壤镉和铅含量均呈极显著相关性,林地、旱地、果园、宅基地林盘和水田5种土地利用方式中镉和铅含量依次增加。土壤镉和铅含量与坡度的相关性关系,表现出土壤镉和铅含量与坡度呈正相关渐变的过程。     

磷硅肥配施抑制华南地区水稻籽粒砷积累的效果

选取华南地区广泛种植的杂交水稻品种“培杂泰丰”,利用外源添加砷（50 mg·kg-1）的土壤盆栽试验,研究不同施用量的磷硅肥对水稻生长特性和砷积累的影响。结果表明,施用磷硅肥的处理,水稻糙米中砷含量为0.504~0.586 mg·kg-1,低于农业部颁布的粮食中砷限量标准（NY 861—2004）中大米砷限值。相关性分析表明,水稻糙米砷含量与水稻植株的生物量、稻谷千粒重和秸秆中硅/砷摩尔比呈显著负相关,与秸秆中磷/砷摩尔比呈极显著负相关;糙米的砷含量随磷、硅肥的施加而降低。综合分析表明,在华南地区同类中度砷污染土壤中可有效控制砷向水稻籽粒运输累积的磷、硅肥最优施加量及配比为40 mg P·kg-1土、50 mg Si·kg-1土。     

苏南经济快速发展区土壤Ni的形态分布影响因素——以昆山市为例

以江苏省昆山市为典型区,通过现场采样及室内分析测定,定量研究了几种因素对农田土壤Ni形态分布的影响。结果表明：（1）土壤有效态Ni含量为1.31 mg.kg-1,土壤全Ni含量为40.95 mg.kg-1,土壤Ni的活化率为3.38%。（2）土壤重金属Ni各形态含量相对大小为残渣态（36.20 mg.kg-1）〉有机质结合态（2.80 mg.kg-1）〉铁锰氧化物结合态（1.31 mg.kg-1）〉可交换态（0.54 mg.kg-1）、碳酸盐结合态（0.10 mg.kg-1）,残渣态含量明显高于其他形态,达88.16%。（3）pH值是影响可交换态Ni含量的最主要因素,达极显著负相关水平;全Ni含量是影响碳酸盐结合态Ni含量、铁锰氧化物结合态Ni含量和残渣态Ni含量的最主要因素,达极显著正相关水平;有机质含量是影响有机质结合态Ni含量的最主要因素,呈显著正相关水平。（4）〈0.01 mm粘粒含量是影响可交换态Ni含量的重要因素,有机质含量是碳酸盐结合态Ni含量的重要影响因素,pH值和有机质含量都是影响铁锰氧化物结合态Ni含量的重要因素,〈0.01 mm粘粒含量、pH值都是影响有机质结合态Ni含量的重要因素,pH值是影响残渣态Ni含量的重要因素。     

北京城郊污灌土壤-小麦（Triticum aestivum）体系重金属潜在健康风险评价

为探讨城郊污灌土壤-小麦体系中重金属Cu、Cd、Cr、Pb和Zn的迁移富集特征及潜在健康风险,选取北京城郊污灌区24块代表性小麦（Triticumaestivum）样地,运用高分辨电感耦合等离子体质谱仪（HR-ICP-MS）测定了土壤及小麦籽粒中消解态Cu、Cd、Cr、Pb和Zn含量。结果表明,污灌土壤中Cu、Cd、Cr、Pb和Zn的均值含量分别为26.51、0.24、101.29、28.04mg.kg-1和85.59mg.kg-1,高于北京土壤元素背景值,已出现积累现象;小麦籽粒中5种重金属含量顺序为Zn（52.38mg.kg-1）〉Cu（6.09mg.kg-1）〉C（r4.62mg.kg-1）〉Pb（0.17mg.kg-1）〉Cd（0.04mg.kg-1）,其中Cr、Zn含量超出国家标准限值,食品安全需引起关注。在以污灌区小麦粉为主要食源条件下,健康风险评价显示：北京城郊污灌区单一重金属风险系数（HQ）尚未达到显著水平,但是郊区成人和儿童的5种重金属综合健康风险均大于1,4种不同人群的风险系数（HQ）和风险指数（HI）有相同的影响顺序,即郊区儿童〉郊区成人〉城区儿童〉城区成人;5种重金属中,Cr所占风险比例最小,由Cu和Zn所引起的健康风险所占比例最高。表明对北京城郊污灌区小麦籽粒主要消费区域和流通渠道以及由此引发的居民（尤其郊区儿童和成人）重金属健康风险需要予以关注,预防食品安全危害的发生。     

南方丘陵区土壤硒空间分异特征及其影响因素——以丰城市为例

江西省丰城市是典型的富硒土壤分布区,本文基于丰城市2015年—2016年采集的699个表层（0 ~ 20 cm）土壤样点数据,运用地统计分析、相关性分析、地理探测器等方法,系统分析了丰城市土壤硒的含量、空间分异特征及其影响因素,以期为土壤硒的涵养与富硒土地的生产功能提供有价值的参考。结果表明：丰城市土壤硒含量在0.13~0.69 mg?kg-1之间,平均值为0.33 mg?kg-1,是全国土壤硒元素背景值（0.29 mg?kg-1）的1.14倍,变异系数为27.27%,呈中等程度变异性。经半方差函数分析,土壤硒变程为12.86 km,空间自相关范围较大;块金效应值为44.30%,表明土壤硒空间变异主要受结构性因素影响。在空间分布上,热点区（高值聚集）主要分布在泉港镇西部、董家镇东南部、尚庄街办中部、上塘镇西南部、曲江镇西北部、洛市镇中部和南部以及秀市镇西南部。砷、铜、汞、氧化钾、氧化钙、pH、成土母质和高程对土壤硒空间变异的影响程度均显著（P<0.05）,但影响程度不一。其中,砷的的独立解释能力最高,为29%,对丰城市表层土壤硒的富集与迁移起到重要作用。     

骆马湖东部沉积物中氮磷含量和碱性磷酸酶活性季节变化

骆马湖是江苏省四大淡水湖泊之一,是南水北调东线工程重要蓄水库。2008年6月、10月及2009年4月对骆马湖东侧10个采样点的沉积物分层采样进行了分析,结果表明,骆马湖沉积物中,不同深度总氮含量变幅在0.13～2.91mg.g-1,平均（0.86±0.50）mg.g-1,季节变化不显著;总磷含量变幅为0.03～0.41mg.g-1,平均（0.19±0.10）mg.g-1,春季〉夏季〉秋季,季节变化显著;碱性磷酸酶活性最高为592.39mg.kg-1.h-1,最低为44.59mg.kg-1.h-1,平均（233.83±132.70）mg.kg-1.h-1,春季〉夏季〉秋季,季节变化显著,与总磷含量呈正相关。研究结果可初步揭示骆马湖沉积物中氮、磷和碱性磷酸酶的分布状况、变化规律,为骆马湖的治理与管理提供科学依据,为南水北调过水湖泊的水质安全问题提供参考。     

长期围栏封育对天山中部草地土壤有机碳及微生物量碳的影响

以天山中部中科院巴音布鲁克草原生态观测站三种类型草地长期（26 a）围栏封育样地为研究对象,通过野外调查取样结合室内分析的方法,研究了长期（26 a）围栏封育对草地土壤有机碳和微生物量碳含量的影响,结果表明：（1）围栏外（自然放牧条件下）,表层的土壤有机碳含量为高寒草甸（165.29 g·kg-1）〉高寒草甸草原（98.73 g·kg-1）〉高寒草原（83.54 g·kg-1）,微生物量碳含量依次为高寒草甸草原（181.70 mg·kg-1）〉高寒草甸（146.37 mg·kg-1）〉高寒草原（43.06 mg·kg-1）。围栏封育后,高寒草甸、高寒草甸草原、高寒草原表层土壤有机碳含量分别提高了11.37%、3.26%和2.21%;高寒草甸草原和高寒草甸微生物量碳含量分别增长2.89%和12.04%,而高寒草原降低40.36%。（2）从围栏内外土壤剖面来看,土壤有机碳、微生物量碳含量随着土壤深度的增加依次降低,微生物熵也随土壤深度的增加呈现降低的趋势。（3）微生物量碳含量与土壤速效钾、全磷含量达到极显著负相关（P〈0.01）,与速效磷含量达到极显著正相关（P〈0.01）,与土壤有机碳、全氮、全钾含量呈显著正相关（P〈0.05）与土壤速效氮含量正相关,但不显著。     

锌冶炼-氯碱生产复合污染区土壤汞的空间分布

研究了锌冶炼-氯碱生产复合区土壤汞污染及其空间分布特征。区域土壤汞污染严重,表层土壤汞含量为0.055~14.575 mg kg-1,平均值为1.435 mg kg-1,高于下层,高于区域土壤背景值38倍。土壤表层汞含量以锌冶炼厂和氯碱厂及其附近为中心,向外围辐散降低,呈双中心分布;锌厂周围山地土壤汞含量随海拔高度的增加而升高,表层土壤汞分布模式显示出大气汞沉降作用的影响。运用Mu ller地累积指数进行风险评价得出,土壤100%处于汞污染风险中,其中中等污染-强污染、强污染-极严重污染、极重污染,分别占26.3%、21.1%、32.9%。锌冶炼-氯碱复合区是我国汞污染最重的地区之一,其生态风险、人群健康风险应引起重视。     

川中丘陵区涪江流域土壤矿质氮空间分布特征

采用GPS、地统计及地理信息系统（GIS）相结合的技术和方法研究了川中丘陵区涪江流域土壤矿质氮含量的空间分布特征及其影响因素。结果表明,研究区内土壤硝态氮（NO3^--N）和铵态氮（NH4＋-N）含量分别为（79.21±24.34）mg·kg^-1和（8.89±2.47）mg·kg^-1,在不同土壤类型中,土壤硝态氮和铵态氮含量存在极显著差异（P〈0.01）。土壤硝态氮含量以许家沟和中河沟区域为中心向北部和南部递增;土壤铵态氮含量以赵家湾、中河沟和任家沟为低值中心（〈8.00mg·kg^-1）向两旁逐渐增加。从低海拔到高海拔土壤硝态氮含量呈先增加后降低的趋势,土壤铵态氮含量持续降低;在丘体下部和平坝土壤中硝态氮和铵态氮含量均高于其他3种地形土壤中其含量;土壤硝态氮在不同坡度中均值比较为缓坡地〉坡地〉陡坡地〉平地,从平地到陡坡地土壤铵态氮含量呈显著降低趋势;土壤硝态氮含量在小麦与其他作物轮作方式中明显低于油菜与其他作物轮作方式中其含量,土壤铵态氮则相反。     

麻疯树对镉胁迫的生理耐性及富集特征研究

研究了不同Cd浓度（0、10、25、50、100、200mg.kg-1）对麻疯树的生理指标和Cd积累特征的影响。结果表明,在土壤中的Cd≤50mg.kg-1时,麻疯树的生长未受到明显影响（P〉0.05）,当Cd≥100mg.kg-1时,其生长受到明显抑制（P〈0.05）;同时,麻疯树叶中叶绿素含量随土壤中Cd浓度的增加而下降,而其体内Cd含量则呈增加趋势,且表现根〉茎〉叶的富集特征;麻疯树叶中的SOD、POD活性随Cd浓度的增加呈先升高后降低趋势,而CAT活性仅在Cd为200mg.kg-1时显著增加,麻疯树叶中的MDA、脯氨酸、可溶性糖和可溶性蛋白、酸溶性巯基和谷胱甘肽含量随Cd浓度的增大呈增加趋势,这可在一定程度上缓解金属Cd对麻疯树的毒害。因此,麻疯树在重金属镉污染土壤修复方面具有一定的应用潜能。     

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。     

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。     

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。     

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。     

黑龙江省土壤硒分布及其影响因素研究

黑龙江省处于全国缺硒带的始端,为研究黑龙江省土壤全硒(Se)的含量、分布及其与土壤性质的关系,在全省采集400余个农业土壤0~20 cm耕层样品及主要类型土壤剖面样品(共21个剖面各发生层次土样71个),分析了土壤全硒含量、分布规律及其影响因素。结果表明,黑龙江省土壤全硒含量变幅为0.008~0.660 mg kg~(-1),平均值为0.147 mg kg~(-1),总体上处于缺硒及潜在缺硒土壤范畴,几乎不存在高硒土壤与硒毒土壤。不同类型土壤中以盐碱土含硒量最低(0.097 mg kg~(-1)),而泥炭土最高(0.273 mg kg~(-1));硒在土壤剖面中主要呈现表聚型分布,也有少数呈现双峰型和心土聚集型分布;不同区域以大兴安岭地区为最低(0.115 mg kg~(-1)),小兴安岭山地最高(0.198 mg kg~(-1));不同行政市以大兴安岭地区最低(0.115 mg kg~(-1)),黑河市为最高(0.228 mg kg~(-1))。回归分析表明:土壤全硒含量与土壤有机碳(SOC)、黏粒含量具有极显著正相关关系,与pH呈极显著负相关。研究区表土层土壤SOC、黏粒含量与pH是影响土壤硒含量的主要因素,此外土壤母质也是影响硒分布的重要因素;而土壤SOC含量对硒在土壤剖面中的分布与富集起到了至关重要的作用。     

丹河水系表层沉积物重金属污染及生态风险评价

采用原子吸收分光光度法和原子荧光光谱法,测定了丹河水系干流及主要支流表层沉积物中重金属（Mn、Zn、Cu、Pb、Cd、Cr、Hg、As）的含量,同时用沉积物质量基准法（SQG）和Hakanson潜在生态风险指数法,对重金属的毒性效应、污染程度及潜在生态风险进行了评价,并分析了重金属的主要来源。结果表明,丹河水系表层沉积物中Mn、Zn、Cu、Pb、Cd、Cr、Hg、As的平均含量分别为115.1、18.78、8.46、6.49、2.85、60.6、0.047、14.22mg·kg-1。Cd、As和Cr的含量介于最低效应水平（LE-L）与严重效应水平（SE-L）之间。根据SQG,丹河表层沉积物中重金属含量处于中度污染水平,可能会对河流生物产生一定的毒性效应,而Pb、Cu、Zn则尚无毒性效应。除了As和Cr之外,其他重金属元素之间均呈现较明显的正相关,表明在沉积物中这些重金属的含量具有共同的变化趋势,且具有一定的同源性。工业排污是造成丹河水质恶化的主要原因之一,也是重金属的主要来源。以山西省土壤背景值为参比进行Hakanson潜在生态风险指数评价发现,丹河水系表层沉积物呈现由强至极强的生态风险,其中Cd生态风险最大,Hg、As次之。对单个重金属的潜在生态风险系数和多个重金属的潜在生态风险指数进行分析显示,生态风险较大的样点是高平市、巴公河和水东。研究结果旨在得到单一污染物的环境影响和多种污染物的综合效应的评价结果,为丹河水系沉积物及水体重金属污染防治和决策管理提供科学依据。     

天津农田土壤镉和汞污染及有效态提取剂筛选

采集天津3条排污河污灌区重金属污染农田的22个土壤及油麦菜样品,测定镉（Cd）和汞（Hg）的浓度,筛选两种重金属生物有效性的最佳提取剂,并分析了混合提取剂（M3）及DTPA对两种重金属生物有效性的预测能力。结果表明,22个土壤采样点中有9个样点Cd超标,7个样点Hg超标,60%以上的油麦菜受到Cd的污染,但大部分处于轻污染级别,且M3、DTPA都能够很好地表征油麦菜中Cd的生物有效性,相关系数分别为：RM3=0.92（P〈0.0001）,RDTPA=0.88（P〈0.0001）,其中M3预测能力强,提取用时短,可推广应用;100%的油麦菜都受到Hg污染,且都处于重污染级别,油麦菜中Hg与M3、DTPA提取结果具有显著负相关,相关系数分别为：RM3=-0.82（P〈0.0001）,RDTPA=-0.47（P〈0.05）,这可能是因为可提取态Hg的增加对植物吸收产生负面影响。     

襄阳古城表层土壤重金属污染特征研究

采集到襄阳古城71个表层土壤样品,测定了其中As、Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb和Zn等8种重金属含量,用反距离加权插值法分析了重金属分布特征,用地累积指数和潜在生态风险指数进行了污染评价,并用主成分和聚类分析探讨了重金属污染来源。结果表明:襄阳古城表土样品中Hg的平均含量为1.04±1.10 mg kg~(-1),富集最为显著(可达70倍于背景值),其高浓度分布基本与居民区、污水处理厂、垃圾转运场以及人口密集区重合;Cd、Zn、Pb的平均含量分别为0.46±0.15 mg kg~(-1)、160.5±62.97 mg kg~(-1)和46.8±17.34 mg kg~(-1),也发生富集(可达数倍于背景值),高值总体沿NW-SE向分布,且三者的高值分布区域基本重合,指向交通繁忙地点;其它几种元素未明显富集。Hg总体出现中度至重度污染(I_(geo)平均2.52),达到了极高生态风险级别(潜在生态风险因子E_i平均519);Cd总体出现轻度至中度污染(I_(geo)平均0.77),达到较高生态风险级别(E_i平均80.65);Cu、Pb、Zn无污染至轻度污染(I_(geo)<1),As、Cr、Ni无污染(I_(geo)<0),它们为低生态风险级别(E_i<40);8种重金属总体达到了高生态风险级别(RI平均633)。襄阳古城表土样品中Hg主要来自垃圾和污水处理、燃煤等,Cd、Zn、Cu和Pb具同源性应主要源自交通和燃煤,As可能源自农药施用,Cr和Ni具同源性主要为自然来源。     

山东寿光不同农业利用方式下土壤铅的累积特征

采用田间实地调查、地统计学和ICP-MS等方法,研究了基于GIS分析的山东省寿光市农业土壤中铅的含量及其空间分布特征,并比较了农业利用方式的影响。结果表明,研究区域农田中铅的平均含量为（17.97±1.22）mg.kg-1,与1990年山东省土壤背景值比较,有8.59%的样本出现了累积趋势,而以国家土壤质量Ⅱ级标准（GB 15618—1995）为基础进行分析则尚未发现超标样本;研究区域内4种主要农业利用方式比较,小麦/玉米/棉花为主的传统种植模式下土壤的铅含量最高,达（19.83±5.34）mg.kg-1,其后依次为露天菜地、设施菜地和对照土壤;研究区域内土壤铅含量在空间分布上以东北部、西部和西南部较高,且有由东北和西南向中部逐渐降低的趋势。设施种植条件下,土壤铅含量有随设施年限增加而升高的趋势（P〈0.05）,年累积速率为0.40 mg.kg-1,导致这种结果的原因可能在一定程度上与含铅量较高的有机肥大量施用有关。总体来说,目前研究区域土壤中铅含量尚处于正常范围,但从长远看仍需要注意其累积问题。