三峡库区消落区表层土壤重金属污染评价及源解析

三峡库区是我国重要的水源地, 研究库区水陆交错带消落区内土壤重金属污染程度并解析其来源,对水库的水环境和土壤环境具有重要意义。本研究采用地质累积指数, 对三峡库区消落区175 m 水位蓄水前12 个采样区表层68 个土样的土壤重金属Cu、Pb、Zn、Cd、Hg、As 和Cr 污染进行评价, 结果表明: 整个研究区不受Cr 污染, 研究区70%以上面积不受Pb、Cu 和Zn 污染; 研究区As 污染最严重, 其次为Cd 和Hg。利用因子分析法对这7 种重金属来源进行解析的结果表明, 库区消落区土壤重金属源可分为2 大类别:“自然因子”类别元素(Cr、Pb、Cu 和Zn)和“工业污染因子”类别元素(Hg、As 和Cd)。消落区表层土壤重金属污染评价及源解析可为消落区生态环境的综合治理提供参考。     

南海湖沉积物中生物有效态重金属含量及其空间分布

为判识湖泊沉积物中重金属的地球化学行为特征及其控制因素,以包头市南海湖为研究对象,采用连续提取法,系统开展了沉积物中生物有效态重金属的分布研究。结果表明,表层沉积物中重金属生物有效态（前4态之和）的平均比例序列为Cd〉Pb〉Zn〉Cu;Cu的生物有效态占总量的比例为23%,Pb为75%,Zn为42%,Cd为83%。总体而言,表层沉积物中Cd和Pb的潜在危害性最大。湖心区、西南和东北部湖区为表层沉积物中Cu、Pb和Zn的生物有效态含量高值区,Cd仅在西南湖区表现高值。有机物结合态为沉积物柱芯中Cu和Cd生物有效态的主导形态,铁锰氧化物结合态为Pb和Zn生物有效态的主导形态。强还原性条件下,沉积物中以铁锰氧化物结合态为主导形态的Pb、Zn、Cd有一定的潜在风险,Cu的潜在危害较小。与黄河沉积物重金属形态百分比的对比分析表明,南海湖沉积物对重金属的固定能力更强。     

渭河宝鸡段表层沉积物重金属污染研究

采用现场采样及室内分析方法,在对渭河宝鸡段表层沉积物基本理化性质分析的基础上,研究了沉积物中重金属的含量、赋存形态及迁移特征,并进行了污染评价。结果表明,沉积物中Zn、Co、Cd和Hg的平均含量均高于世界、中国和陕西土壤元素背景值,其中Cd（中国和陕西土壤元素背景值的4倍）和Hg（中国和世界土壤元素背景值的7~8倍、陕西土壤元素背景值的16倍）尤为突出。Cr、Ni、Zn、Cu和Co在沉积物中主要以残余态形式存在（50%以上）,Pb主要以可还原态形式存在（近55%）,Mn和Cd主要以乙酸可提取态形式存在（近50%）。重金属迁移顺序为Mn（56.70%）≈Pb（56.65%）〉Cd（53.66%）〉Co（48.82%）〉Cu（43.99%）〉Zn（21.93%）〉N（i15.49%）〉C（r11.43%）,其中Mn、Pb、Cd、Co和Cu的危害较大,有近45%~60%可以发生迁移转化。污染评价结果表明,沉积物主要受到Cd和Hg污染,具有高的潜在生态危害。     

贵州草海沉积物重金属污染特征及潜在生态风险分析

为研究重金属在草海沉积物中富集污染状况,以7种毒性重金属为研究对象,从不同方位对草海沉积物中重金属进行采样测试,分析重金属含量水平及空间分布特征,同时应用潜在生态危害指数法进行评价。结果表明,草海沉积物中重金属富集特征为Zn〉Cr〉Pb〉Cu〉As〉Cd〉Hg,且在空间分布上呈现从湖心向边缘逐渐减少的趋势,重金属污染程度表现为Cd〉Hg〉Zn〉Pb〉As〉Cu〉Cr,在Cd的潜在生态风险系数高贡献下,沉积物中重金属潜在生态风险指数均大于150,多数达到严重程度。     

重金属在矿区土壤——蔬菜系统的吸收与迁移特性研究

重金属污染土壤的农产品安全倍受大家的关注。研究选择某铅锌矿区周边的蔬菜地,采集叶菜类蔬菜及土壤样品,研究Cd、Pb、Cu、Zn在土壤中的赋存形态及其在土壤-蔬菜系统中的迁移特性。结果表明,污染土壤中Cd、Pb、Zn超标,分别为国家标准限值的1.44～6.44倍、2.97～3.88倍和1.30～2.30倍。BCR连续提取结果显示,Cd、Pb以可还原态为主,Cu、Zn以可还原态和残渣态为主,可还原态Cd、Pb、Cu、Zn分别占总量的70.6%、79.0%、34.4%和38.1%;残渣态Cu、Zn分别占总量的34.6%和30.2%。酸可提取态Zn、Cd分别达13.2%和6.3%。供试蔬菜茎叶中Pb含量超标,为国家标准限值的1.50～5.83倍。蔬菜茎叶中Cd、Pb含量与其土壤中可还原态含量显著正相关,Cd含量与土壤酸可提取态Cd含量显著正相关。蔬菜Cd的富集系数(BCF)相对较高(0.61～3.34),其中水芹和香芹Cd、Pb、Zn的BCF值显著高于其他蔬菜。蔬菜中Zn的迁移系数(TF)较高(0.54～2.07)。叶用芥菜中Cd、Pb、Zn的TF值较高,分别为1.02、2.25、1.62。因此,在污染土壤蔬菜风险评价中需要考虑不同蔬菜品种对重金属吸的吸收迁移特性的差异。     

赫章土法炼锌区水-沉积物重金属污染的时空变化特征

对赫章土法炼锌区河流水体和沉积物重金属污染状况及时空变化特征进行了研究。结果表明,水体和沉积物受到多种重金属污染：地表水体中Pb、Zn、Cd的均值分别为137.19×10-3、1 919.38×10-3、14.21×10-3 mg.L-1,分别是地表水环境质量标准Ⅲ类水质标准的2.74、1.91、2.84倍;沉积物中Cu、Pb、Zn和Cd的均值分别为702.79、3 242.8、5 427.6、32.19 mg.kg-1,分别是土壤环境质量标准三级标准的1.76、6.49、10.86、32倍。水体和沉积物中Cu、Pb、Zn和Cd沿河流总体呈无规律性的变化,受炼锌废渣堆和铅锌选矿厂影响的地点,水体和沉积物重金属含量均较高,污染严重。近10年来,炼锌区河流水体和沉积物重金属污染仍然很严重,水体重金属污染呈加重特征,沉积物中Pb、Zn污染呈减轻趋势,Cd和Cu污染则加重。     

滇池内湖滨带重金属污染及其生态风险评价

水体沉积物是重金属元素的重要载体,其含量高低能反映水环境质量现状。采集滇池内湖滨带沉积物样品,分析了滇池内湖滨带表层沉积物中Pb、Cd、Cu、Zn、Cr、Ni、Fe、Mn 8种重金属元素含量特征,并用Hakanson潜在生态危害指数法评价其生态危害,旨在为合理预防和治理滇池内湖滨带的重金属污染以及内湖滨带生态系统的修复提供基础资料。结果表明,与“全国土壤环境质量标准”对比,表层沉积物中主要是Cd、Cu、Zn超标,重金属污染强度总体上是草海＞外海。不同重金属间的相关性分析结果表明,Cu-Cd之间呈极显著相关,说明这两种元素污染源可能相同,几种污染重金属与胶体矿物元素Fe、Mn间的相关性不大,说明在所调查沉积物中,Fe/Mn氧化物或氢氧化物共沉淀或吸附Pb、Cd、Cu、Zn、Cr、Ni元素量较少。由潜在生态风险评价结果可知,滇池内湖滨带表层沉积物已具极强生态危害,各重金属对滇池内湖滨带生态风险影响程度由高到低依次为：Cd〉Cu〉Pb〉Ni〉Zn≈Cr。     

三峡库区重金属含量空间分布及污染状况

[目的] 对三峡库区坡面土壤与消落带沉积泥沙中重金属含量特征开展研究,为该区重金属污染评价提供理论与数据支持。[方法] 在三峡库区选取53个采样点,分析区域内坡面土壤与消落带沉积泥沙中Cr,Cu,Pb,Zn,Mn 5种重金属元素的含量,利用单因子污染指数法、内梅罗综合指数法、地累积指数法和潜在生态风险指数法开展污染状况评价。[结果] 研究区域内重金属含量平均值大小依次为：Mn>Zn>Cr>Cu>Pb,仅Cu,Zn和Mn存在污染。Zn和Mn在消落带沉积泥沙与坡面土壤中皆富集,而Cu仅在坡面土壤中富集。研究区域内重金属在空间分布上呈上、下游高,中游低分布。单因子污染指数法表明,研究区内仅存在Zn （P_ia=1.07）的轻度污染与Mn （P_ia=2.65）的中度污染。研究区域内梅罗综合指数为2.93,为中度污染。根据地累积指数法,研究区域内仅存在Mn轻度污染,其余重金属皆为无污染。Cr,Cu,Pb,Zn,Mn的潜在生态危害皆为轻微生态危害;研究区域的综合生态危害指数为14.09,为轻微生态危害。[结论] 研究区域内Cr含量主要受到研究区地质背景影响,而Cu,Pb,Zn和Mn含量同时受到地质背景与人类活动的影响。研究区内存在Mn和Zn污染,且有轻微生态危害。     

贵州草海流域不同功能区土壤-植物系统重金属迁移与富集特征

以草海流域不同功能区土壤及优势植物为研究对象,对比研究草海流域不同功能区土壤与植物中As、Cd、Cu、Cr、Pb和Zn 6种重金属的污染程度及其在土壤-植物系统中的迁移、富集特征。结果表明:草海流域4个功能区受到Cd和Zn的污染较为严重,As为轻度污染,Cr、Cu、Pb和As各个功能区污染程度不同;不同植物体内重金属含量差异显著,同种植物不同部位重金属规律为:根茎叶;7种优势植物中迁移特征和富集系数差别较大,只有狐尾藻对重金属Cu的富集系数大于1,其余植物对6种重金属的富集系数均小于1,可将狐尾藻作为草海流域典型的重金属耐性先锋植物;植物Cr和土壤Cr成极显著正相关,植物Zn和土壤Zn成显著正相关,植物Cd和土壤Zn成极显著正相关。     

松花江沉积物重金属形态赋存特征研究

采用Tessier连续提取法分析了松花江表层沉积物中Cu、Pb、Zn、Mn4种重金属的赋存形态,并结合次生相富集系数法,探讨了沉积物中重金属的潜在生态风险及来源。结果表明,沉积物中Cu以残渣态为主（高于50%）,其次为有机质结合态,从上游至下游,沉积物中Cu形态的稳定程度逐渐增加;沿程所有沉积物样品中可交换态Pb的含量均高于当地沉积物背景值,存在较高的可迁移性和二次释放风险;在二松大部分江段和松花江干流,Zn主要以比较稳定的残渣态存在,不存在二次释放污染水体的风险;Mn的有效态含量均在流域沉积物背景值范围之内。对重金属次生相富集系数的研究表明,沿程沉积物中Cu、Pb均有一定程度的富集,主要来源于人为输入;Zn在二松中下游的哈达湾至松原江段有一定的富集,其余江段人为输入的Zn较少;沉积物中的Mn主要为自然来源。     

Temporal and spatial variation and risk assessment of soil heavy metal concentrations for water-level-fluctuating zones of the Three Gorges Reservoir

Purpose

This study aimed to reveal the temporal and spatial variation of soil heavy metal concentrations in the Three Gorges Reservoir area (TGR) water-level-fluctuating zone (WLFZ) and evaluated its pollution status and potential ecological risks and provide scientific basis for ecological risk prevention and ecological restoration of the TGR.

Materials and methods

This study was based on long-term monitoring of soil heavy metals (Cu, Pb, Cd, and Cr) before water level fluctuation (2008) and after 1 (2009), 4 (2012), or 7 (2015) cycles of water level fluctuation at the altitude of 155–172 m in the Wushan (WS) and Zigui (ZG) sections of the TGR, and pollution status and potential ecological risks of each heavy metal element were evaluated by index of geoaccumulation and potential ecological risk index.

Results and discussion

The Cd concentration increased with the increase in the number of reservoir water level fluctuations, whereas the concentrations of Cu, Cr, and Pb varied with the monitoring site. The Cd showed clear horizontal transfer characteristics. Moreover, with the increase of the frequency of water level fluctuations the Cd concentration at ZG (near the dam) were higher than those at WS (away from the dam). After 7 cycles of water level fluctuation, the concentrations of most soil heavy metal were not obvious differences between soil layers (except Pb). Before and after the reservoir water level fluctuation, Cd contamination level changed from pollution-free to strong or extremely polluted, Cu contamination level changed from pollution-free to moderately polluted, and Cr and Pb were pollution-free. Before the fluctuation of the reservoir water level, the potential ecological risk of Cd in the WS reached a classification of strongly polluted, whereas pollution at ZG was considered to be low level. However, after 4 cycles of water level fluctuation the Cd pollution level increased to a very high level, whereas Cu, Cr, and Pb remained consistently low.

Conclusions

There is an obvious temporal and spatial variation of heavy metal concentrations for WLFZ of TGR. Cd concentration increased with the increase in the number of reservoir water level fluctuations. Heavy metal concentrations changed from WS > ZG to WS < ZG after the impact of water level fluctuations. After 7 cycles of water level fluctuation, the distribution of heavy metals in different soil layers tends to be uniform (except Pb). Cd pollution is more serious, and there is a strong potential ecological risk.

     

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。     

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。     

冶炼企业影响的土壤-水稻系统中重金属分布特性及污染评价

以苏南某冶炼厂原址场地附近土壤、水稻为对象,研究了土壤及水稻籽粒中重金属（Cu、Pb、Cd）污染状况及其迁移、累积特征。结果表明,研究区土壤重金属综合污染指数均大于3,污染等级超过5级,属重度污染且各重金属间污染程度呈现Cd〉Cu〉Pb的特征,水稻籽粒中重金属Pb、Cd超标严重。在迁移、累积方面,表层土壤重金属呈现出由东南向西北方向扩散的趋势,且向下迁移及在水稻籽粒中累积的趋势明显,各重金属在水稻籽粒中富集能力的大小顺序为Cu〉Cd〉Pb。     

垃圾堆放场周边土壤重金属含量的分析及污染评价

土壤重金属污染日益受到关注,重金属是垃圾渗滤液的主要成分之一。本文对苏北某市的一废弃垃圾堆放场周围的农田土壤进行分析,通过测定重金属的全量以及有效态含量来评价垃圾场的污染程度。结果表明垃圾场周边农田土壤Cd含量超过国家土壤质量二级标准,说明垃圾场周围的土壤可能存在重金属Cd的农产品污染风险。Hg、As、Pb、Cr四种元素的含量均高于非污染土壤,但都未超过土壤质量二级标准。随着距离的增加土壤重金属含量呈现出减少趋势,垃圾堆放点对周边大约150m范围内的土壤产生重金属污染。     

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.     

污泥与施污土壤重金属生物活性及生态风险评价

将城市污泥以不同质量比施于土壤中构成污泥混合土壤,研究各污泥配比土壤中重金属的生物活性,并采用三种重金属评价方法(地累积指数法、潜在生态风险指数法、综合毒性指数模型)和黑麦草对重金属的吸收富集效果来对施污土壤中重金属具有的生态风险性进行评价。结果表明:污泥的添加使土壤中生物活性态Cd、Cu和Zn含量显著增加,对三种重金属具有活化作用,但对Pb却起到钝化作用。生态风险评价结果表明:污泥的添加使土壤中Pb呈现无污染和低生态风险;Cu和Zn呈现中度污染和低生态风险;Cd达到强度污染和重度生态风险,重金属潜在生态风险(RI)总体处于强度生态风险水平。当污泥添加比例大于6:10(污泥S3处理)时,施污土壤中重金属的综合毒性指数高于土壤对照。黑麦草对Cd、Pb、Cu和Zn的富集浓度与施污土壤中对应重金属的生物活性态含量存在显著正幂指数关系,同时黑麦草对施污土壤中Cd、Cu和Pb的富集能力大小与地累积指数法和潜在生态风险指数法对三种重金属具有的生态风险性的评价结果具有一致性。     

西宁火烧沟下游表层泥质沉积物中重金属含量及评价

重金属元素是一类重要的污染物,研究其在表生环境中的含量及污染程度,对于环境保护和治理具有重要意义。利用ICP-MS测试方法对青海省西宁市火烧沟下游城区段表层泥质沉积物中As,Cd,Pb,Ti,V,Cr,Mn,Ni,Cu,Zn共10种重金属元素的含量进行了分析测定,并利用污染系数、地累积指数和潜在生态危害指数等指标评估了其污染程度。结果表明:火烧沟下游表层泥质沉积物中Cd,Cr和Zn含量（平均值分别为0.39 μg/g,183 μg/g和135 μg/g）明显高于青海省土壤平均值,As和Pb含量（平均值分别为16.0 μg/g和21.9 μg/g）接近或略高于青海省土壤平均值;Cd污染明显,达到了中等—较高生态危害风险级别,其他元素为低生态危害风险级别;多风险因子指数（119.4）显示已达到中等生态风险级别。火烧沟下游已出现较明显的重金属污染,应控制As,Pb,Cr,Zn,尤其是Cd向火烧沟中的排放。