赣南稀土尾矿山土体硝态氮累积特征研究

稀土开采会造成大量浸矿剂（硫酸铵）残留在土壤中，高浓度铵态氮（NH4+-N）可能在生物化学作用下转化为硝态氮（NO3--N）。为探明NO3--N在稀土尾矿山土体内的含量及影响因素，明确硝酸盐污染程度，本研究选择赣南地区一个离子型稀土原地浸矿尾矿山，由表土分层采样至基岩面，并分析土壤NO3--N及相关的理化性质。研究结果表明，尾矿山土体NO3--N含量变异范围非常大（2.80~193.99 mg·kg-1），其平均值为46.30±55.16 mg·kg-1，表层土壤NO3--N含量均值为5.16 mg·kg-1，与自然土壤相近；含矿层土壤NO3--N含量均值为48.64 mg·kg-1，是自然土壤的10倍。尾矿山土体深部含矿层土壤NO3--N含量明显高于表层， NO3--N含量随深度的分布规律与自然土壤相反，这是矿体部分残留大量浸矿剂造成的。土壤NH4+-N含量主导了NO3--N的产生量，但NO3--N在土体不同深度、山体不同部位的累积量还受降雨淋溶及NO3--N迁移过程的控制。开采结束4年后，尾矿山内累积的NO3--N仍不断向环境中释放。长期来看，尾矿山土壤中富集的NH4+-N将不断转化为NO3--N并随水迁移，持续威胁生态环境及人类健康。本研究可为稀土原地浸矿场地土壤及下游水体污染的评价和治理提供理论基础与科学支撑。     

离子型稀土尾矿深层土壤剖面铵态氮污染特征及影响因素

稀土元素在国家经济、战略上意义重大,随着科学技术快速发展,稀土元素的需求急剧增加,由稀土矿山开采产生的环境污染问题也引起了广泛关注。在南方离子型稀土矿原位浸矿开采过程中大量使用铵盐作为浸矿剂,造成矿区水土环境受到严重化学污染,其中尾矿土壤铵态氮残留尤为严重。然而,稀土矿区土壤中铵态氮沿深层剖面（200cm以下）变化机制仍不清楚。选择江西赣南足洞矿区典型离子型稀土尾矿矿山（2003年开始采矿,2007年闭矿）,对表层土壤、深层土壤进行系统采样,共157件土壤剖面样品,测定了土壤pH、质量含水率和铵态氮含量。结果表明：（1）土壤酸化严重和高浓度铵态氮残留是采矿活动遗留的主要环境污染问题。（2）矿山关闭12年后,尾矿土壤平均pH为3.87,铵态氮浓度为60～204.3 mg·kg–1,是未开矿土壤铵态氮背景值的12倍～40倍。（3）土壤pH和含水率影响铵态氮的吸附和解吸附过程,原位淋洗技术是去除残留铵态氮有效方法。研究成果有望为离子型稀土尾矿土壤中铵态氮迁移转化规律和污染治理提供技术支撑。     

河北板蓝根产地土壤-植物中镉铅汞砷含量特征及其污染评价

采用野外调查和室内分析相结合的方法,研究了河北省安国市和蔚县板蓝根产地土壤-植物中Cd、Pb、Hg、As含量特征及其在菘蓝中的累积特性,并对板蓝根产地土壤和草药中Cd、Pb、Hg、As污染状况进行了评价,为该地区安全、合理地发展中草药生产提供数据支撑和科学依据。结果表明,安国市和蔚县板蓝根产地土壤中重金属Cd、Pb、Hg、As含量差异不大,土壤重金属含量的变异系数在11.70%~97.65%。以《土壤环境质量标准》(GB 15618—1995)一级标准值进行评价,综合污染指数评价结果显示45%板蓝根种植区土壤Cd、Pb、Hg、As污染等级为警戒限,其他处于清洁水平;而以《土壤环境质量标准》二级标准值进行评价,种植区单项污染指数及综合污染指数结果均0.7,土壤环境清洁。此外,菘蓝地上部(大青叶)Cd、Pb、Hg、As平均含量分别为0.22 mg·kg~(-1)、0.89 mg·kg~(-1)、0.04 mg·kg~(-1)、0.25 mg·kg~(-1),对重金属的富集能力表现为CdHgPbAs;菘蓝地下部(板蓝根)Cd、Pb、Hg、As含量均值分别为0.14 mg·kg~(-1)、0.57 mg·kg~(-1)、0.04 mg·kg~(-1)、0.26 mg·kg~(-1),对重金属的富集能力表现为CdHgAsPb。所有菘蓝样品中Pb、Hg、As含量均未超出《药用植物及制剂进口绿色行业标准》(WM2—2001),大青叶9.09%样品中Cd超标,且Cd平均污染指数0.7,属警戒限污染等级。因此,在中药材GAP(良好的农业规范)产地环境质量评价时,除板蓝根产地土壤完全符合土壤环境质量二级标准外,也不应忽视板蓝根和大青叶吸收和累积重金属的自身特性。     

湘西猕猴桃种植基地土壤和猕猴桃中重金属积累状况研究

对湘西主要猕猴桃种植基地的土壤和猕猴桃植株中As、Pb、Hg、Cd、Cr等重金属的累积状况进行了分析研究。研究结果表明:6个猕猴桃种植地区的土壤中重金属积累均不明显,湘西有1地区土壤中镉(4.900 mg·kg~(-1))、汞(0.634 mg·kg~(-1))含量有所超标外,其余各地区各重金属含量均在国家标准范围以下;同时各地区重金属的综合污染指数P综均远小于0.7,有5处基地无重金属污染现象发生,符合绿色猕猴桃种植基地土壤所需标准,可以安全生产。各地区猕猴桃枝干、叶片中各种重金属(镉、汞除外)的含量都很小;猕猴桃对土壤中重金属镉具有较强的吸收能力,其枝干中镉含量达到12.73%。6个地区猕猴桃果实中各重金属的含量都低于或远低于国家标准值,属于无污染的绿色水果。通过综合分析可得,湘西猕猴桃主要种植地土壤状况良好,果实无重金属残留现象。     

铝矿复垦土壤重金属含量变化及污染风险评价

[目的]对孝义铝矿复垦区土壤重金属含量和污染状况进行研究,为了解和评价矿区复垦土壤重金属污染风险提供科学依据。[方法]采用ICP-MS测定土壤中Cd,Cr,Cu,Pb,As,Ni等6种重金属元素含量,分析各含量随复垦年限的变化特征,并用单因子标识指数和内梅罗综合标识指数法对重金属的污染程度进行评价。[结果](1)Cd含量均值为5.19mg/kg,是国家二级标准0.3mg/kg的约10倍,其余5种元素含量均低于国家二级标准。随着复垦年限的延长,Cd含量在0—15cm土层处逐渐降低,在15—30cm土层处逐渐增加。(2)Cd的单项因子污染指数在所有样点均达到5级严重污染水平,其它元素均属清洁水平。内梅罗综合污染指数12.08~13.14,均值12.43,是5级重污染指数的3~4倍,属严重污染水平。(3)复垦用土中6种重金属含量均超过国家2级标准,是复垦土地重金属主要的来源。[结论]复垦区土壤由于复垦用土及后期的施肥和粉尘沉降等所致已被Cd污染,在矿区复垦中,应当严格控制复垦用土的质量。     

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。     

离子型稀土闭矿区土壤铵态氮富集特征

离子型稀土开采使用的浸矿剂(硫酸铵)造成土壤铵态氮(NH₄⁺-N)残留,带来严重的氮污染,危及生态环境和人体健康,导致稀土矿开采受限。为明确已开采矿区土壤中NH₄⁺-N的富集特征及其影响因素,选择江西省赣州市龙南县一个已闭矿4年的原地浸矿离子型稀土矿山,在山体不同坡位布点,自土表至矿体底板(土体与基岩交界处,深度为5.5～9.7 m)分层采样,并测定了土体中的NH₄⁺-N及其相关的土壤性质。结果表明,矿区土壤NH₄⁺-N含量范围为2.32～1 056.44 mg·kg^-1(263.12±301.59mg·kg^-1),是自然和农田土壤的数倍甚至上百倍。从土体分布来看,矿体部分土壤NH₄⁺-N含量高于其上部土壤,不同土层间差异显著。从不同地形部位来看,NH₄⁺-N的平均含量坡顶>坡...     

辽河干流坝间耕地土壤重金属污染特征研究

通过对辽河干流坝间10个断面耕地土壤0~5 cm、5~15 cm、15~30 cm沉积层重金属铜、镉、锌、铅含量测定,评价了该区土壤重金属污染程度,并采用地质累积指数法评价单一重金属污染状况与潜在生态危害指数,综合评价重金属生态危害程度。研究结果表明,该区土壤铜、铅、锌与镉含量均值分别为32.42 mg?kg~(-1)、38.23 mg?kg~(-1)、47.35 mg?kg~(-1)和1.625 mg?kg~(-1);铅、锌含量均值在达牛渡口最大,分别为55.54 mg?kg~(-1)和80.51 mg?kg~(-1);铜、镉含量均值在通江口处最大,分别为50.24 mg?kg~(-1)和3.103 mg?kg~(-1)。除镉外,铅、铜、锌含量各断面不同深度浓度均低于全国土壤环境质量Ⅱ级标准,镉含量均值是全国土壤环境质量Ⅱ级标准的1.70倍,最大值为3.402 mg?kg~(-1);辽河大桥上游干流镉含量是下游镉含量的6.47倍。镉的地质累积指数值在坝间均显污染,其中,辽河大桥以上各断面显强污染。通江口至毓宝台特大桥重金属潜在生态风险指数值最强。各断面镉对多种金属潜在生态风险指数值的贡献达78.77%~98.23%,贡献率与潜在生态危害指数(RI)呈正相关。多种重金属潜在生态风险指数值变化趋势与镉地质积累指数分布趋势相同,最大值出现于通江口断面。     

煤炭基地复垦村庄土壤重金属污染生态风险评价

对煤炭基地的复垦村庄进行土壤重金属潜在生态风险评价,可以指出在村庄复垦中应该特别注意的物质,减少煤炭开采后有可能会造成土地污染并提高村庄复垦后的耕地质量。以山西省泽州县西郜村的压煤复垦村庄为研究区域,在分析了该地区土壤重金属含量的基础上,以山西省土壤重金属元素背景值为评价标准,采用潜在危害指数法对土壤重金属污染状况进行评价。研究结果表明,压煤复垦村庄不同层次土壤的综合污染程度范围为6.05~14.92,平均处于中等污染程度;从单个要素上来看,各种重金属污染系数平均值由高到低为:Hg > Pb > As > Cd > Cr,Hg属于较高的污染水平,其重金属潜在风险指数在75.9～275.19之间,有一半样点的潜在生态风险达到了中等程度;Hg潜在生态风险达到了较高污染程度,需要在复垦过程中进行治理。对煤炭基地复垦土壤重金属进行潜在生态风险评价,有助于掌握土壤重金属污染特征和分布规律,为复垦后耕地的重金属污染控制与修复提供一定的依据,促进土地资源的可持续利用。     

基于小白菜盆栽试验的尾矿土壤复垦适农性研究

母质和特殊的堆浸—喷淋金矿开采工艺决定了土质金矿尾矿土壤性质的特殊性。在分析金矿开采对土壤理化性质破坏的基础上,研究了尾矿土壤盆栽小白菜对重金属和氰化物的富集。试验结果表明,金矿开采引起尾矿土壤氰化物累积,加重了重金属污染;盆栽条件下,小白菜能在尾矿土壤上成活,但发芽率和生物量显著降低,植株内Cd富集并超过国家标准。研究结果可为开展金矿尾矿土壤复垦及同类矿迹地农业复垦研究提供技术支撑和理论参考。     

丽水市蔬菜与茶叶基地土壤肥力及土壤环境质量综合评价

为全面了解丽水市农业生产基地土壤质量情况,本研究以土壤肥力和土壤环境质量为评价指标,采用单因子指数与内梅罗指数相结合的方法对该市蔬菜和茶叶基地土壤质量进行综合评价。结果表明,蔬菜与茶叶基地耕层土壤全氮、速效钾含量充足,但速效磷平均含量和p H值的平均值分别为162mg·kg~(-1)、4.39和106 mg·kg~(-1)、3.77,土壤磷素均过量,且酸化严重。蔬菜基地全氮、速效钾以及土壤磷酸酶与脲酶活性均高于茶叶基地,土壤微生物数量低于茶叶基地。2个基地土壤中Cd、Pb、Cr、Cu、Zn、Ni、As、Hg、六六六及滴滴涕平均含量均低于国家土壤环境质量二级标准,其中Cd和Pb为潜在污染因子,蔬菜和茶叶基地综合污染指数分别为0.57和0.42。2个基地灌溉水与肥料重金属含量均低于国家相关标准,蔬菜及茶叶样品重金属和农残超标率均为0。综上,丽水市蔬菜与茶叶基地环境整体处于清洁水平。本研究为土壤质量综合管理提供了科学依据。     

淮南煤矿复垦区土壤腐殖质特征及其与重金属的关系

选择淮南典型煤矿复垦区不同土地利用方式下（菜地、玉米—小麦地、林地和荒地）的土壤作为研究对象,运用单因素方差分析和内梅罗综合污染指数调查了其腐殖质组成特征与重金属污染状况并探究两者间关系,为修复矿区复垦土壤提供依据。结果表明:土壤腐殖质含量、腐殖化程度和稳定性依菜地 > 玉米—小麦地 > 林地 > 荒地的次序从最佳向最差过渡。不同土地利用方式下土壤胡敏素（HM）的组成不同,HM各组分有机碳含量为HMr > HMi > HMc;且施用有机肥土壤较不施肥土壤中HM各组分的含量明显增加。复垦区土壤中Cu和Cd含量均高于土壤背景值,Zn含量低于土壤背景值,土壤处于轻度污染状态。施用有机肥提高复垦土壤肥力的同时,需控制有机肥中重金属含量,以降低土壤重金属污染风险。     

安太堡露天矿不同复垦基质和植物中重金属含量及污染评价

以山西省平朔安太堡露天煤矿为研究对象,对矿区4种复垦基质、7种复垦植物及原地貌农田和林地2种土壤及4种植物的重金属含量进行比较分析与评价。结果表明:不同复垦基质各重金属全量均未超出国家土壤环境质量二级标准,重金属水溶态均低于地表水环境质量标准Ⅲ类水质指标,不会对矿区环境造成危害;重金属全量与水溶态呈一致趋势,即单项污染指数除Cd外,Pb、Cu、Cr和As等元素最高含量均出现在风化煤矸石,综合污染指数均为新鲜煤矸石>风化煤矸石>原地貌农田土壤>南排土场1380平台复垦土壤>南排土场1420燃烧区残留物>原地貌林地土壤;各样点Cd的全量与水溶态达显著相关水平,样点Pb、Cu、Cr和As的全量与水溶态达极显著相关水平;矿区植物中重金属Cd、Pb、Cu和As含量均未超出正常植物的含量标准,但所有植物中Cr含量均超出正常植物的含量标准,因此,矿区植物体中Cr的污染不可忽视。     

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。     

孝义铝矿复垦土壤重金属污染潜在生态风险评价

为了解和评估复垦区土壤重金属污染风险,采用Hakanson潜在生态风险指数(The Potential Ecological Risk Index)法,对孝义铝矿复垦3年后的土壤中7种(Cd、Cr、Cu、Pb、As、Ni和Zn)重金属质量分数和潜在生态风险进行评价。结果表明:复垦土壤中,主要超标重金属元素是Cd,7种元素均存在累积效应。污染源主要有复垦用土、农业生产和粉尘等外来影响;其中,Cd、Cr和As 3种元素具有伴随复合污染现象。Cd的污染指数最高,均值为11.54,处于很高的污染等级,污染指数均值顺序为CdPbAsCrNiZnCu;重金属潜在生态风险指数RI为238.39,属于中等生态风险水平。表明孝义铝矿复垦土壤存在中等程度的污染风险,需要减少和控制复垦用土以外的其他染物源进入,降低土壤污染的风险。该研究为复垦土地的利用方式具有重要的现实指导价值,为矿区复垦和治理的措施体系提供科学依据。     

沘江流域耕地土壤重金属分布及生态风险评价

地处兰坪铅锌矿下游的沘江流域土壤重金属污染问题倍受关注。本文在沘江流域采集了35个耕地土壤样品,分析测定了砷、铜、锌、镉、铅、汞6种重金属污染物累积量,并应用内梅罗综合污染指数法及Hacanson潜在生态风险指数法,对耕地土壤污染状况及生态风险进行评价。结果表明:(1)沘江流域沿岸耕地重金属铅、锌、镉累积量相对处于极高水平,均值分别为1 146.97、579.15、4.85 mg·kg~(-1),污染十分严重;砷的累积量也较大,均值为26.85 mg·kg~(-1);铜、汞累积量较小,污染程度轻;(2)地统计分析结果表明,兰坪周边流域是土壤重金属砷、锌、铅、镉污染的一个主要点源污染源,而铜、汞污染没有显著点源污染源,均来自不同面源污染;(3)流域内梅罗指数均值为17.69(远大于3),存在极其严重重金属污染,同时综合潜在生态风险指数均值为773.38,有很强潜在生态风险。污染物贡献表现为镉铅锌砷汞铜;(4)沘江流域耕地土壤总体表现为水田重金属污染略高于旱地。     

安徽省某县农田土壤重金属污染及潜在生态风险评价

以安徽省沿江某县农田土壤为研究对象,通过野外调查采集土壤样品199个,分析了土壤中主要重金属元素含量,采用地积累指数法和Hakanson潜在生态风险指数法,并与GIS相结合评价了研究区农田土壤重金属潜在生态风险。结果表明:Cd、Pb、Cr、As、Hg等5种重金属元素的平均值分别为0.302、61.17、87.13、12.89 mg·kg~(-1)以及0.139 mg·kg~(-1),相较于《土壤环境质量标准》的二级标准只有Cd的平均值略超标;相较于当地土壤元素背景值则全部元素都超出范围;研究区土壤各种重金属元素出现污染的点位占比分别为:Cd 85.43%、Hg 76.38%、Pb 59.30%、As 26.63%以及Cr 19.60%。污染程度由强到弱依次为CdHgPbAsCr;研究区各种重金属潜在生态风险指数由高到低分别为:HgCdAsPbCr,其中Hg和Cd占主导地位;研究区综合潜在生态风险指数介于83.83~6 987.87之间,平均值为250.76,有13.57%的点位处于强或以上风险,应该引起相关部门的重视。     

典型复垦工业场地土壤垂直剖面重金属污染特征及潜在生态风险

[目的]揭示典型复垦工业场地中重金属元素污染特征及潜在生态风险,为此类工业复垦场地管理和治理提供科学依据。[方法]分析上海市33块典型复垦工业场地表层、中层和深层土壤中8项重金属(砷、镉、铬、铜、镍、铅、锌、汞)的含量,采用内梅罗指数法和潜在生态风险指数法对复垦工业场地土壤重金属污染进行生态风险评价。[结果]①复垦工业场地土壤中重金属整体风险可控,17个点位重金属含量超过风险筛选值,其中以表层土壤中Cu和Zn污染最为突出,最大超标倍数分别为3.24,3.73倍。下层土壤中重金属平均含量均低于上海市土壤背景值,部分点位存在一定的重金属累积;②复垦工业场地表层、中层和深层土壤重金属内梅罗综合污染指数分别为1.21,0.78,0.73,分别处于轻度污染、尚清洁和尚清洁水平,其中表层Cd和Zn污染最为突出;③除表层土壤Hg(中度)和Cd(中度)外,其余重金属元素均存在轻微生态风险,表层土壤潜在生态风险指数(RI)为107.22,总体潜在生态风险接近中等水平,中层及深层土壤处于轻微潜在生态风险水平。[结论]复垦工业场地土壤重金属存在一定程度的累积性污染,其中Cu,Cd,Hg和Zn污染较为突出,考虑到毒性响应因素,则Hg和Cd更应引起关注。     

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。     

县域尺度土壤重金属污染特征及源解析——以赵县为例

研究采集赵县表层土壤样品,检测其Cr、Cd、Hg、Pb、Ni、Zn、Cu和As含量,采用单因子污染指数法和内梅罗指数法对赵县土壤的重金属污染状况进行评价,引用受体模型UNMIX模型对土壤中重金属来源进行解析。结果表明:(1)土壤中Cr、Cd、Hg、Pb、Ni、Zn、Cu和As平均含量分别为69.29、0.17、0.06、22.21、27.75、71.73、34.07、8.58 mg kg~(-1);(2)单因子污染指数结果表明,Cu元素的超标率为24.10%,且有3个重度污染位点,污染程度最严重;内美罗指数结果表明赵县东北部谢庄乡和范庄镇是污染主要区域,北部前大章乡和韩村镇处于安全水平,其余地区处于警戒水平;(3)土壤中重金属污染源包括"土壤源"、"农药源"、"交通-污灌源",其中,"交通-污灌源"是赵县土壤重金属污染的主要污染源,各类重金属元素含量均较高,"农药源"对东北部地区影响较大,说明污灌、交通和大量使用农药等人为活动是造成赵县表层土壤重金属污染的主要因素。