中国耕地重金属污染现状及其人为污染源浅析

重金属污染物对食品安全及人身健康有很大的危胁,耕地土壤重金属污染问题已越来越受到关注。为有效防止耕地污染进一步恶化及改善食品质量安全,有必要整体分析我国耕地重金属污染现状及主要人为污染源。通过搜集全国(未含港澳台地区)有关耕地土壤重金属污染调查数据的文献(2008～2018年),采用地积累指数法分析了各地区Cd、Pb、Cr、Hg、As、Cu、Ni 7种重金属累积含量及可能存在的风险,综合评价了重金属在我国各地区耕地表层土壤30年来的积累情况和主要人为污染源。结果表明,陕西、甘肃、新疆、广东、海南、湖南、河南、浙江、北京、山西、吉林、四川12个省(市、区)是我国耕地污染较为严重的地区,其中陕西、甘肃、新疆、广东和湖南尤其严重;耕地土壤重金属污染元素主要是镉和汞,受到中度污染及以上的省(市、区)分别有9个和5个;造成耕地土壤重金属污染的主要人为因素有冶矿产业、工业企业、城市建设、车辆交通、垃圾处理及农业生产等,污染严重程度依次为冶矿产业电子垃圾拆解城市建设工业企业城郊活动车辆交通生活垃圾处理蔬菜(设施)生产畜禽养殖。建议应严格控制污染强度较高的工矿企业和城市建设等污染物的排放,同时农业土壤中的镉和汞作为优先控制和治理的元素。     

常规农业村土壤重金属污染及潜在生态风险评价——山西寿阳县为例

以山西省寿阳县 7个典型常规农业村耕地为研究对象，采集耕作层 126个土壤样品，测定其 Cd、Hg、As、Cu、Pb、Ni、Cr、Zn 8种重金属的含量。运用单因子污染指数法(P)、污染负荷指数法(PLI)和潜在生态风险评价法(RI)评价土壤重金属污染和潜在生态风险程度，应用空间插值法探讨土壤重金属污染和潜在生态风险空间分布，并对重金属污染的来源进行讨论。结果表明:该区域土壤除 As的平均含量低于山西省土壤元素背景值外，其余重金属元素平均含量均高于山西省土壤元素背景值，Cu、Ni、Pb、Zn、Cd、Cr和 Hg的平均含量分别为山西省元素背景值的1.03、1.03、1.13、1.15、1.55、1.72和 2.26倍。从单因子污染指数看，Hg属于中度污染，Cd、Cr、Zn、Cu、Ni、Pb为轻微污染，As则没有发生污染。从综合污染指数看，该区域土壤 8种重金属所有样点的 PLI平均为 1.09，总体上属于轻度污染。从综合潜在生态风险指数看，所有样点 8种重金属的 RI平均为151.47，属于中度生态风险水平，其中 Hg和 Cd为主要贡献因子，其他重金属的生态风险很低。该区域 PLI和 RI的空间分析显示，8种重金属污染和潜在生态风险均呈现一定的空间差异，但二者的空间分布格局基本一致。在局地自然地理条件基本一致的情况下，雾霾、燃煤、煤矿生产以及农业生产是造成该区土壤重金属含量增加的重要原因，而农户行为则可能是造成部分地块土壤重金属污染和生态风险突出的原因之一。     

扬州市土壤重金属含量的调查

对全市385个土样分析结果表明,扬州市耕地土壤总体是清洁的,全市89 35%的土壤属于清洁地范围(综合污染指数≤0 7),7 53%的土壤属尚清洁范围(综合污染指数0 7～1 0之间),3 12%的土壤属轻度污染(综合污染指数1 0～2 0之间)。全市土壤重金属污染的顺序是Hg>Cr>As>Cu>Pb>Cd,各地区中,以邗江区土壤重金属含量相对较高。     

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.     

基于PPC模型与RI指数法的茶产地土壤重金属污染评价

以某喀斯特山区茶产地表层土壤为研究对象,依托GIS空间分析技术,采用投影寻踪聚类(PPC)模型和潜在生态风险指数(RI)法两种较新的评价方法对土壤重金属污染进行综合评价。投影寻踪聚类模型将236个土壤样本中的Hg、As、Cd、Pb、Cr含量指标作为多维投影参数寻求其最优投影方向,由投影指标函数得出土壤重金属污染投影值来反映重金属含量的特征,建立投影寻踪聚类模型,从而得出研究区土壤重金属污染实际现况,结合潜在生态风险指数法,进一步对研究区土壤重金属污染风险程度和演变趋势进行预测。结果表明:(1)在指标投影方向上Hg和As对研究区土壤污染影响最大,Cd对土壤污染影响最小;(2)根据PPC评价标准,研究区土壤环境质量状况良好,无污染的样点区域达到96.61%,清洁占总样点数的30.08%,尚清洁占总样点数的66.53%;(3)在潜在生态风险上存在低度、中度,分别占采样点的89.41%和10.59%,风险程度较低,但有向中度演变的趋势;(4)在污染情况上,清洁和尚清洁的空间分布广阔,轻度污染进行内插后空间分布不明显。本文研究结果有利于综合评价该地的土壤环境质量状况,在实践中将为喀斯特山区的土壤资源的管理和茶叶种植区的合理布局起到参考作用。     

煤炭高污染风险区土壤重金属地球化学垒研究

对煤炭矿区地球化学垒进行研究是了解矿区土壤元素迁移、富集及污染状况的重要途径。以大柳塔矿区周围耕地土壤为研究对象,在采集52个耕地样点的基础上,对样品重金属含量、富集状况进行了分析,并运用不同的标准对污染状况进行了评价。结果显示经过20多年的煤炭开采,对大柳塔矿区耕地土壤中重金属富集和污染有显著贡献,矿区耕地表层土壤重金属明显积累,除Zn外,重金属元素表层含量明显高于下层11%⁵2%,形成明显的人为地球化学垒,表层各重金属的富集系数EF在1.752%,形成明显的人为地球化学垒,表层各重金属的富集系数EF在1.7³.3之间,富集不是十分强烈,重金属含量虽然高出土壤环境背景值,但明显低于国家土壤环境质量二级标准,土壤尚属清洁。矿区土壤因矿业活动造成的重金属污染是一个缓慢的过程,部分重金属元素的积累量已经接近轻度污染,应引起高度重视。     

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。     

平凉市典型作物种植区土壤重金属污染状况及其分布特征

土壤重金属污染已严重危害粮食安全与人类健康。为了解平凉市土壤重金属污染现状,摸清典型作物生长、生产环境,明确土壤重金属空间分布特征及污染源。选取506个典型作物种植区耕层土样,测量其重金属含量,并利用内梅罗指数法和潜在生态危害指数法进行土壤重金属污染评价。结果表明,平凉市土壤重金属污染等级为清洁的样品占99.41 %、尚清洁占0.59 %;潜在生态危害等级轻微的土壤样品占95.85 %、中等生态危害占4.15%。506 个点位样品中,铅和砷2种土壤重金属元素有部分超标,超标率Pd为0.45%、As为0.90%。从地理区域来看,土壤重金属潜在生态危害程度在平凉市的分布为中部 > 西部 > 东部;从土壤类型来看,土壤重金属污染占比较大的土类主要为山地草甸土、灰褐土、新积土和红粘土。     

贵阳市城区土壤重金属累积现状研究

由于快速的城市化、工业化,城市土壤质量不断下降。越来越多的重金属在土壤中积累,会给城市居民的身体健康带来威胁。以贵阳市城区为研究区域,在三个城区采集50个土样,调查城区土壤重金属的累积状况并探究其来源。结果表明:城区土壤As、Cd、Cu、Ni、Pb和Zn的含量分别为16.8 mg kg-1、0.984 mg kg-1、66.1 mg kg-1、38.9 mg kg-1、79.5 mg kg-1、243 mg kg-1;三城区6种重金属分布特征总体上存在南明区>云岩区>小河区的趋势;南明区土壤重金属达到轻度污染,云岩和小河两区处于尚清洁状态,Pb和Zn为南明区土壤的主要污染元素,Cd是三城区土壤的主要污染元素;主成分分析和聚类分析显示Cd、Zn、Pb的可能主要来源是人为活动,As和Ni的来源是自然因素-成土母质,Cu的来源可能以人为活动为主。     

冶炼厂周边土壤重金属污染范围的界定与不确定性分析

在浙江省富阳市某冶炼厂周边以网格法采集了147个表层土壤样品,测定了铜、锌、铅和镉总含量。运用组合预测法(普通块状克里格法和三角网格插值法)预测了研究区各种重金属含量的空间分布,又运用指示克里格法预测了研究区各种重金属的污染概率;再分别依据土壤污染临界值(土壤环境质量标准)和污染概率的临界值(50%)来界定各种重金属的污染范围。本研究将基于两种方法的界定结果相对比来综合界定污染范围,并将污染土壤重金属污染状况分为污染、未污染和不确定。综合界定结果表明,研究区分别有71.7%、80.0%、3.0%、83.1%的区域土壤被重金属Cu、Zn、Pb、Cd所污染,不能被确定是否被重金属Cu、Zn、Pb、Cd所污染的区域分别占20.8%、10.5%、12.5%和10.9%。