黔西煤矿区周边土壤重金属形态特征、污染评价及富集植物筛选

[目的]研究黔西某煤矿区周边土壤重金属污染情况、重金属形态潜在风险及其周边重金属富集植物,为当地的重金属污染防治提供科学依据。[方法]采用潜在生态风险评价及模糊数学法的两种评价方法(单因素决定模型和加权平均模型)对煤矿区及非煤矿区土壤进行重金属生态风险评价,对影响土壤肥力的土壤理化指标进行检测,利用风险评估编码法对重金属形态进行分析,并采用生物富集系数法对煤矿区周边富集重金属植物进行筛选。[结果]煤矿区Hg,Cd,As,Zn,Cr及Ni平均值含量分别是背景值的2.47,3.65,2.00,1.23,1.74,1.69倍。煤矿区潜在生态危害趋势为:CdHgAsNiCrPbZn。模糊数学法单因素决定模型评价显示,非煤矿区污染大于煤矿区,加权平均模型则反之。煤矿区Cd,Cr,Cu,Mn,Ni,Pb及Zn潜在风险指数分别为69.17%,7.97%,8.24%,40.10%,45.29%,53.70%及29.90%。蜈蚣草对As富集系数大于1.00,火棘、构树、盐肤木、马桑、凤尾蕨及金丝梅等对Cd富集系数大于1.00,马桑及白蒿对Pb富集系数大于1.00。[结论]煤矿区存在重金属污染,以Cd,As,Hg较为严重。煤矿区周边土壤中重金属对环境构成的潜在风险顺序为:CdPbNiMnZnCuCr。对当地而言,蜈蚣草可作为煤矿区周边修复As污染的先行植物,凤尾蕨可作为修复Cd污染的先行植物,马桑可作为修复Pb污染的先行植物。     

紫湖溪流域重金属污染风险与植物富集特征

土壤重金属污染已成为当今农业与环境领域关注的热点。为揭示紫湖溪流域重金属(As、Cd、Cr、Cu、Mn、Ni、Pb和Zn)污染状况,该研究测定与分析了紫湖溪水体、河底淤泥和河岸土壤以及9种河岸植物的重金属含量,利用污染指数法系统评估其污染状况,进而筛选出具有富集与修复重金属污染潜力的植物。结果表明,紫湖溪水体中Cd与Mn严重超标;河底淤泥中Cd、Zn和Cu污染严重,重金属潜在生态风险:ZnCdCuPbAsNiCrMn;河岸土壤受污水与底泥泛滥影响,土壤重金属间呈显著正相关性,其中,Cd、Zn和Cu重度污染;9种优势植物对重金属的选择性吸收导致其对Cd、Cr和Pb的富集系数(BCF,bioconcentration factor)偏低,转移系数(TF,translocation factor)均小于1,表现出根部囤积型特征。早熟禾、灰绿藜和枸杞对重金属的吸收具有抵抗性,湿地生态型植物水花生与猫爪草对富集重金属具有独特优势,构树对多种重金属较强的富集与转移能力暗示了该木本植物在重金属修复技术领域的巨大应用前景。     

红透山铜尾矿重金属分布及其对土壤重金属污染的影响

通过对红透山铜尾矿重金属分布及尾矿区和农田区土壤重金属污染状况进行研究,结果显示:尾矿中四种重金属Cu、Zn、Pb、Cd均出现不同程度的淋滤-富集现象,对周围土壤存在较大的环境威胁。尾矿区土壤综合污染指数16.27,达重污染程度;周围农田土壤为轻度污染,综合污染指数1.29。四种重金属的污染状况分别为:Cd、Cu为重度污染,Zn为轻度污染,Pb为安全级别。     

黔产山银花及其产地土壤重金属含量分析与评价

[目的]探明黔产山银花及其产地土壤重金属污染特征,为山银花品质保障、产地土壤重金属防控及规范化种植提供指导。[方法]以贵州山银花及其产地土壤为供试样品,采用ICP-MS测定重金属铜(Cu)、砷(As)、铅(Pb)、镉(Cd)、汞(Hg)、铬(Cr)的含量,采用单因子指数法和内梅罗综合指数法进行分析评价,对黔产山银花及土壤重金属污染水平进行探讨。[结果]结果表明:土壤中6种重金属As,Pb,Cd,Cr,Hg和Cu平均含量分别为9.79,14.30,0.10,19.89,0.12和3.81mg/kg,均未超标;根区与非根区土壤的重金属综合污染指数分别为0.46和0.83,污染等级分别处于安全和警戒线。山银花中Cr,As,Cd,Pb,Cu平均含量分别为5.19,0.16,1.87,0.39和6.86mg/kg,Hg未检出;Hg,As,Pb,Cu未超标,而Cd远超出限量值,超标率为100%,山银花对Cd中具有很强的富集效应。[结论]研究区土壤环境质量总体适宜山银花种植。     

不同间种模式对作物富集重金属的效率及风险评估

环江县是广西粮食主产区,该地区重金属污染严重,但国内对于重金属复合污染的修复技术缺乏。为了降低复合污染土壤上种植的农作物体内重金属的含量,越来越多的人开始研究不同种植模式对作物吸收重金属的影响,间种模式可以调节田间养分利用,减少植物对重金属的吸收,对土壤修复及产品改良有效。以矿区污染农田为背景,供试土壤为铅锌硫铁矿山的尾砂坝坍塌污染的土壤,进行了蜈蚣草- 玉米、蜈蚣草- 大豆、大豆- 玉米、甘蔗- 大豆的间种试验,试验采用随机区组设计,试验时间1 年,用原子吸收光谱法和石墨炉原子吸收光谱法测定重金属含量,通过对比分析单种与间种作物各部位中的Zn、As、Cd、Pb 的含量,探究间种模式对作物重金属的富集量和作物安全性的影响。结果表明,作物重金属含量变化受间种影响明显,玉米- 大豆间种模式比玉米单种籽粒中Pb 的含量下降38%。作物不同部位对重金属的富集能力也不同,As 在大豆体内的分布规律为叶> 茎> 根,而Pb 则为根> 叶> 茎。综上所述,在复合污染土壤中,间种可明显改善重金属对植物的污染,这些结果肯定了间作是重金属污染土壤修复的一个可能切入点。但在试验区种植粮食作物存在较大的健康风险,污染土壤还需进一步治理。     

酶与茶皂素组合液对重金属Cd和Pb复合污染土壤的生态修复作用

[目的]评价α-淀粉酶与茶皂素对污染土壤中的Cd,Pb洗脱效果,为重金属污染土壤的修复提供更准确的科学依据。[方法]以重金属Cd,Pb污染的耕作层土壤为研究对象,利用α-淀粉酶和茶皂素复合淋洗对Cd,Pb污染土壤进行生态修复,并测定土壤淋洗前后Cd,Pb形态的变化。[结果]在反应时间12h,pH 4.0,反应温度30℃,茶皂素溶液和酶溶液配比4∶1条件下,Cd,Pb去除率分别为88.87%,43.97%。通过对修复前后重金属的形态分析,发现酸提取态、可还原物态的重金属较容易去除,淋洗后土壤中Cd和Pb均达到土壤环境质量Ⅱ级标准。[结论]α-淀粉酶和茶皂素组合对土壤中Cd,Pb有明显的去除效果,起到协同、增强作用。表明α-淀粉酶和茶皂素组合在生态修复重金属污染的土壤方面具有一定的应用前景。     

晋中盆地土壤重金属分布特征及生态风险

[目的]对晋中盆地土壤重金属分布特征影响及生态风险进行研究和评价,旨在了解该地区土壤污染现状以及为土壤重金属综合治理与防治提供科学依据。[方法]对晋中盆地表层土壤进行采样,测定208个土壤样品中Pb,Cr,Cd,As和Hg这5种重金属的含量,采用单因子污染指数、综合污染指数和潜在生态危害指数对盆地污染进行评价,并利用GIS空间分析技术对污染现状进行分析。[结果]重金属Pb,Cd,Cr,As和Hg的平均含量分别为20.87,0.316,68.226,10.457和0.129mg/kg,分别为山西省土壤背景值的1.42,3.16,1.23,1.15,5.61倍;单因子污染指数结果显示,Hg和Cd为盆地污染的主要贡献因子,Pb,Cr和As对盆地污染的贡献较少;综合污染指数和潜在生态危害指数结果显示,盆地污染程度较为严重,达到中等污染和重度污染的样点占比共达到95%以上;污染空间分析显示,盆地整体污染程度较深,在盆地北部太原地区和南部孝义、介休市存在明显的污染突出地区。[结论]受人类活动影响,晋中盆地土壤重金属污染已较为严重,应引起足够重视。     

典型城市化地区蔬菜重金属的累积特征与健康风险研究

工业化和城市化带来的重金属污染对环境质量、食品安全、人体健康及社会经济可持续发展构成严重威胁和挑战。为了掌握典型城市化区域蔬菜生产的重金属污染特征与食用健康风险,从而为快速城市化区域的农业实践提供依据,本研究选取珠三角电镀、染织等工业密集典型城市化区域的蔬菜和土壤为研究对象,通过采集蔬菜和表层土壤样品,使用单因子污染评价和内梅罗综合污染指数法对蔬菜样品中Cd、Ni、Cr、As、Pb 5种重金属进行污染评价,使用目标危害商数法进行健康风险评价。研究发现,该地区菜地土壤存在Cd污染。研究区蔬菜中重金属的富集吸收能力为Cd > Ni > Cr > As > Pb,叶菜类对Cd的富集最多,豆角类对Ni的富集较多。单因子污染评价结果显示蔬菜中重金属超标率按大小排序为Ni > Cr > Cd > Pb=As,Ni、Cr和Cd超标率分别为10.53%、2.63%和1.32%,Pb和As均未超标;综合污染指数的评价显示叶菜类样品处于轻度污染水平,豆角类处于中度污染水平,瓜类尚未受到重金属污染。健康风险评价结果表明,叶菜类和豆角类的综合目标危害商数（TTHQ）均大于1,长期食用叶菜类和豆角类会对健康造成影响,成人和儿童的综合目标危害商数排序均为叶菜类 > 豆角类 > 瓜类,儿童摄食蔬菜的重金属健康风险高于成人。总体来说,研究区蔬菜重金属健康风险基本处于可接受范围,但叶菜类Cd和豆角类Ni造成的健康风险需引起重视。     

四种改良剂对铜和镉复合污染土壤的田间原位修复研究

研究了石灰、磷灰石、蒙脱石和凹凸棒石对冶炼厂周边Cu、Cd污染土壤的原位修复效果。以黑麦草(Lolium perenne L.)作为田间修复植物,采用植物重金属吸收性、土壤重金属化学提取性及土壤溶液重金属浓度变化等作指标来评价修复效果,并研究了黑麦草对Cu、Cd的吸收与土壤、土壤溶液中Cu、Cd含量的相关性。结果表明,石灰高添加剂量(石灰占污染土壤耕作层质量的0.4%)处理黑麦草对重金属的富集效果最好,显著降低了重金属毒性,促进了黑麦草的生长及其对重金属的富集;石灰和磷灰石各添加剂量均显著降低了污染土壤交换态Cu含量;石灰、磷灰石和蒙脱石各添加剂量均显著提高了土壤溶液pH并显著降低了其Cu、Cd浓度。黑麦草地上部、根中Cu浓度与土壤交换态Cu及土壤溶液Cu浓度呈显著或极显著正相关关系。     

基于ArcGIS的潍坊市土壤重金属污染现状与空间分布研究

[目的]了解潍坊市土壤重金属污染现状及其在空间上的分布规律,为该区土壤重金属污染防治和农业生产的合理安排提供指导。[方法]在土壤重金属污染调查的基础上,以ArcGIS为操作平台,采用地质积累指数分析潍坊市土壤重金属污染状况,并绘制空间分布图。[结果]潍坊市大部分地区土壤重金属未产生污染,但在某些地区镍的污染等级达到3级;8种重金属污染程度依次为:HgNiZnCrPbCdCuAs;土壤中Cd,Ni,Pb,Hg受土壤质地影响,Cd,Ni,Pb易在砂土中富集,Hg易在黏土中富集;重金属元素浓度与土壤pH值相关性较差;Hg的浓度与土壤有机质有着非常显著的正相关关系(p0.01);Ni污染存在着复合现象;重金属元素中,Cu,Cr,Ni在空间的分布主要集中于青州—临朐—昌乐交界处和安丘—诸城交界处。[结论]土壤重金属污染分布与人类活动有关,应加强地区交界处的环境管理力度。     

三峡库区耕地重金属分布特征初步研究

通过对三峡重庆库区16个市、县(区)旱地和水田土样分析、统计、评价,研究了库区耕地土壤主要重金属元素分布特征。结果表明,库区耕地土壤有不同程度污染,重金属As、Cd、Cu、Ni的含量均有超标,Cd有最大超标;旱地土壤重金属含量略高于水田,紫色土略高于黄壤,各采样点重金属含量差异大;重金属元素Cd、Pb、Cu、As、Zn间存在极显著正相关,土壤污染有复合污染趋势;主要淹水区县土壤环境质量评价结果显示,仅巫山县污染综合指数评价为中污染,主城区、开县为轻微污染,涪陵区、长寿区、奉节县为警戒级,其余为安全级;耕地土壤中重金属元素均未超过土壤环境基本容量,能够保证作物品质和农业持续发展。同时对三峡库区耕地重金属淹水和非点源污染进行风险分析,指出库区开展淹水重金属形态与非点源污染输出研究意义.     

防止土法炼锌废渣充填场地重金属污染复垦技术

黔西北赫章县炼锌造成大量的废弃地,土地复垦成为当地面临的主要问题。为大面积的土地复垦提供基础数据,在平整的废渣堆上用0、25和50 kg/m2的碱石灰做隔离层,然后在隔离层上覆以30、45和60 cm的非污染区土壤,共9个处理;选用当地的主要农作物红豆、白菜、玉米和马铃薯进行试验。通过近2 a对红豆、白菜、玉米和马铃薯可食部分和复垦土壤的重金属进行One-Way ANOVA （LSD）分析和富集系数比较得出碱石灰隔离层降低了农作物可食部分的重金属含量;玉米是对重金属富集系数最小的农作物,适合作为土地复垦的首选农作物,而白菜对重金属的富集系数最大,不适合在炼锌区复垦土壤种植;经济有效的碱石灰隔离层厚度为25 kg/m,复垦土壤的厚度为30 cm。     

小秦岭某金矿区农田土壤重金属污染评价

小秦岭金矿区是中国第二大产金区,金矿开采、选冶活动会将重金属释放到环境中,对土壤环境造成污染。本研究系统采集了133件农田土壤样及邻区非矿业活动区的土壤对照样,结果表明,研究区农田土壤中Hg、Pb、Cd污染明显。以邻区表层土壤重金属含量作为对比评价矿区土壤污染的对比值,除Cr外,Hg、Pb、Cd、Cu、Zn、As累积超标率分别为96.90%、100%、60.10%、12.03%、78.90%、69.17%。Hg、Pb、Cu、Zn、Cd超过国家土壤环境质量二级标准的样本超标率分别为43.16%、12.8%、7.52%、3.01%、2.25%。土壤重金属综合污染指数表明,36.08%的土壤样本受到了轻度以上污染。Hg是农田土壤中最主要的重金属污染物,超标倍数均值为4.71,受Hg污染的农田面积为136.3km2,占到研究区面积的51.76%。土壤污染极其严重,矿区环境污染治理迫在眉睫。     

Heavy metals in the soil-crop system

Data on the bulk contents of heavy metals in polluted soils are not quite suitable to judge the ecological situation in an agrocenosis. According to the results of model experiments with artificial contamination of soil, the flux of zinc and lead from the starting point (from a medium loamy leached chernozem) to the final point (wheat grains) sharply decreases. It is possible to obtain an ecologically pure (uncontaminated) grain yield even on a strongly contaminated soil due to the buffering capacity of the latter and due to the self-protective capacity of agricultural crops. The ecological potential of the soil-crop system is formed mostly at the expense of the buffering capacity of soil to heavy metals; the barrier function of plants is less significant. It is argued that the existing ecological standards based on the total contents of heavy metals in soil are of little use for predicting the quality of crops.     

内蒙古草原白乃庙铜矿区土壤重金属污染特征研究

对位于内蒙古荒漠草原上的白乃庙铜矿采选矿区土壤和尾矿区周围土壤重金属污染状况进行了调查研究。结果表明,矿区土壤中Cu、Cr、Ni、Fe和Mn浓度均高于内蒙古土壤平均值。单因子指数法评价结果表明,五个调查区域土壤都受到了重金属Cu、Cr、Ni、Mn、Fe的污染,其中Cu为重污染,Cr、Ni、Mn、Fe为轻污染,Pb为安全级别,Zn和As只对某些区域有轻污染。综合污染指数法评价结果表明,五个调查区域的土壤重金属污染等级均属重污染,主要贡献元素是Cu,其次是Cr、Ni、Mn、Fe,这与尾矿砂中这些重金属的浓度是相对应的。由于周边地形复杂,多为低山丘陵,所以该地区主导风向对于尾矿库区不同方向土壤重金属污染水平的影响差异并不显著。     

基于GIS的杭州市居民区土壤重金属污染现状及空间分异研究

研究了杭州市50个代表性居民小区土壤重金属(Cd、Cr、Cu、Ni、Pb和Zn)的含量,按照国家《土壤环境质量标准》对该市居民区土壤重金属污染状况做出了评价,并在GIS技术支持下,研究了土壤重金属污染的空间变异性。结果表明,杭州市居民区土壤均受到了不同程度的污染。其中4%的土壤轻度污染,54%的土壤中度污染,42%的土壤严重污染。土壤重金属污染具有显著的空间分异特征,严重污染区域大致呈西北-东南走向,包括了城北的大部分地区、市中心和城东南一些地区。工业生产和居民区形成时间对居民区土壤重金属积累有较大的影响。     

株洲市白马乡土壤和农作物重金属污染评价

本文对株洲市白马乡土壤及其农作物中重金属含量进行了调查并对其污染进行了评价。结果表明:该乡土壤和作物均受到了不同程度的重金属污染,土壤达不到土壤环境质量二级标准要求,作物达不到食品卫生标准要求,土壤重金属污染因子主要为Cd,作物中主要重金属污染因子为Cd、Pb。附近清水塘工业区排放的大气污染物重金属尘是造成白马乡土壤和作物重金属污染的主要因素。不同测点土壤和作物污染程度差别极大,主要和各测点与最大重金属尘污染源距离的远近、方位及风向有关。