当归药材与产地土壤中无机元素的相关分析研究

采用ICP-MS和AAS测定了95批当归药材及其产地土壤中8种重金属元素和7种其他无机元素含量,研究药材与产地土壤中无机元素的相关性。结果表明,当归药材中的特征性无机元素是Fe、Mn、Mg、As、Cr及Ni,土壤中的特征性无机元素是Zn、Mn、Pb、Cr及Ni;当归药材中,无机元素Mn与Zn、Cr、Fe、Cu,Ni与Fe、Cd、Sb、Zn,As与Sb、Pb、Cr、Mn,Cu与Mg、Pb、Zn,Cr与Fe、Pb,Mg与Sb、Zn,以及Ca与Na呈显著正相关,而K与Na、Pb、Cd呈显著负相关;当归对土壤中的Na有富集作用;无机元素Sb、Ca和Na在当归药材与土壤中呈显著正相关。研究发现,中药当归含有丰富的有益无机元素,有害重金属元素含量极低,符合相关标准,在国际贸易及GAP种植方面具有明显的优势和广阔的发展前景。     

Mehlich 3浸提剂在茶园土壤养分分析中的应用

Mehlich 3(M3)浸提剂是一种适合于不同类型土壤、能浸提不同有效态元素的通用浸提剂,而茶园土壤是一类较特殊的酸性土壤,它的强酸性、富铁铝等特性,是否适用M3浸提方式,国内鲜有报导。本文通过对目前较普遍适用茶园土壤的浸提方法与M3浸提剂相比较,结果表明M3浸提茶园土壤各元素有效态含量要高于常用浸提方法,K、Ca、Mg、Cu、Zn、Mn、Cr等元素含量结果相差不大,但Fe含量相差3倍,B、Cd等元素含量结果相差7～8倍,且各元素有效态含量呈极显著正相关。对M3方法及电感耦合等离子体光谱仪(ICP)精密度测定后认为M3方法结合ICP测定精密度高,结果稳定可靠。     

规模化猪场区域农田土壤重金属积累及影响评价分析

为了解长期灌溉猪场废水对农田土壤重金属的影响,采集了河北省京安猪场区域农田清洁区和灌溉8年猪场废水污灌区的耕层(0～20 cm)共52个土壤样品,并测定了样品的pH、养分和Zn、Cu、Cr、Ni、Pb和As全量和有效态含量,根据背景资料、相关分析和主成分分析确定重金属污染来源,应用富集因子分析重金属积累程度,并应用污染指数进行重金属影响评价分析。结果表明,灌溉猪场废水对土壤主要带来Zn和Cu的富集,对Ni、Cr和As几乎没有富集效应,Pb和As的富集主要由施用化肥引起。尽管灌溉8年猪场废水后土壤的Zn、Cu、Cr、Ni、Pb和As含量在安全范围内,但土壤重金属有效态含量不仅与重金属全量正相关,还与土壤pH负相关,而灌溉猪场废水会降低土壤pH,从而增加土壤重金属有效态含量。因此,长期灌溉猪场废水不但要注意土壤Zn和Cu积累,还需采取措施降低土壤Zn、Cu等重金属有效态含量以防重金属带来环境风险。     

滨海开发带土壤重金属分布特征及来源分析

以江苏省大丰市为例,研究了土壤中8种重金属的空间分布特征及其与土地利用的关系,并通过主成分分析方法,对其可能的来源进行了探讨。结果表明:研究区8种土壤重金属Cu、Zn、Pb、Cd、Cr、As、Hg、Ni平均含量分别为17.40、74.38、18.14、0.105、55.58、8.33、0.074、25.73mg/kg,不同采样点之间变异不大。沿垂直海岸线方向,随距海岸线距离增加,Cu、Zn、Pb、Cr、Hg、Ni 6种重金属含量逐渐升高,As含量逐渐降低,Cd含量则先升高、后降低。Cu、Zn、Pb、Cr、Hg、Ni 6种重金属均在水田土壤中含量最高,Cd在旱地土壤中含量最高,As则在滩涂土壤中含量最高。相关分析表明,土壤As含量与其他重金属元素含量的相关性均不显著,土壤Cd含量与Zn、Pb、Hg、Cr含量的相关性显著,与Cu、As、Ni含量的相关性不显著,其他各元素间相关性均达极显著水平。基于主成分分析结果,认为研究区土壤Cu、Zn、Pb、Cr、Hg、Ni 6种重金属元素含量受土壤母质影响较大,Cd含量与农业生产中磷肥施用关系密切,As含量的累积受磷肥施用的影响,但以水稻种植为主的耕作土壤As含量总体上呈下降趋势。本研究可为滨海开发带土地利用规划提供指导。     

废旧汽车拆解区土壤重金属分布及Pb、Zn生物有效性分析

为了解废旧汽车拆解区土壤重金属污染问题,采集某废旧汽车拆解厂汽车拆解区垂向0~1000 cm深度的土壤样品,对重金属Cu、Zn、Pb、Cr、Ni、Cd、Hg和As元素含量进行检测和污染评价,并对土壤中重金属Pb和Zn的不同形态进行分析研究。研究发现:废旧汽车拆解区表层土壤存在一定程度的Cu、Zn、Pb、Cr、Ni、As污染,其中,Pb、Zn、Cu含量严重超标,呈现Cu、Ni、Pb、Cr、Zn、As多种元素复合污染的特性。同时,拆解区土壤中重金属含量随土壤深度显著下降,但是,Pb和As的污染超标深度可达150 cm。拆解区土壤中可离子交换态的Pb含量最低,土壤pH值对各种形态重金属Pb的控制作用不显著,随着土壤垂向深度的增加,可氧化态和弱酸提取态Pb的比例迅速降低,残渣态Pb的质量分数逐渐提高,Pb的生物有效性下降。土壤pH对可Zn的生物有效性具有显著相关性,弱酸性土壤中以生物有效性高的形态Zn存在,中性土壤中以可还原态和可氧化态Zn为主。     

珠江三角洲污灌区土壤中重金属含量特征

通过现场采样及室内测试方法,分析了珠江三角洲污灌区土壤中9种重金属Cd、Cu、Zn、Pb、Mn、Ni、As、Cr、Se的含量分布特征。结果表明,污灌区土壤9种重金属的全量平均含量均已超出广东省土壤背景值,其中Cd的污染程度最重,Se的污染程度最轻;污灌区土壤以Cd元素的有效系数最高,Ni元素的有效系数最低。Zn、Pb、Cu以及Cd元素随采样深度的增加其全量逐渐减少,Cr、Ni、As以及Se元素随采样深度的增加其全量呈上下波动状态或几乎不变,而Mn元素则是随采样深度的增加其全量先略有减少而后骤升。Cu、Cd、Zn等3种元素全量与有效态含量以及这3种元素全量间均呈显著或极显著的正相关关系。     

连续四年施用规模化猪场猪粪温室土壤重金属积累研究

分别采集连续施用0～4年猪粪的蔬菜温室土壤和蔬菜果实样品，测定土壤和果实中Cu、Zn、Pb、Mn、Cr、Cd、Ni和As全量以及土壤中Cu、Zn、Pb、Mn、Cd和As有效态含量，对测定数据进行了Fisher小样本非参数随机化显著水平检验，研究连续4年施用规模化猪场猪粪的温室土壤重金属积累、重金属有效态含量变化及对蔬菜可食部分的影响。结果表明，连续4年施用猪粪，主要导致土壤中Cu和Zn的积累，As有一定积累，Pb、Cd、Ni和Cr短期积累效应不明显，Mn积累不明显，长期大量施用猪粪，Pb、Cd、Ni和Cr有积累的风险；土壤pH值降低；Cu、Zn有效态与全量呈显著正相关(p<0.05)，与pH值呈极显著负相关(p<0.01)；Pb、Cd和Mn有效态与pH值呈显著负相关(p<0.05)；Cu、Zn、Pb、Cd和Mn有效态含量增加；有效态As与全As含量和pH值相关性不明显，但连年施用猪粪As有效态含量增加；连续4年施用规模化猪场猪粪的温室生产的部分番茄和黄瓜As含量超标。若连续以150 m³/(hm²·a)的猪粪施用量于该研究区蔬菜温室，土壤中全Cu和全Zn含量分别经过10年和15年可能超过国家农田土壤二级标准。该研究可为降低温室土壤重金属污染风险提供依据。     

吉林西部生态农业基地土壤环境地球化学背景研究

吉林西部生态农业基地土壤样品地球化学指标分析结果表明,区内N和K元素与全球土壤背景值基本相当,P,Mg,S,Mn,Cu,Zn,Mo,Cd,Cr元素质量分数低于全球土壤平均值,土壤营养元素P、B、Zn、Mo缺乏,F、Se、As、Pb、Hg元素质量分数高于全球土壤平均值。近20年来,土壤背景中F质量分数下降0.41倍,P增加1.30倍。B、Zn、Mo有效量低于土壤临界值,为显著贫化。     

新乡市大棚菜田土壤重金属积累特征及污染评价

采用微波消解-ICP-AES技术,测定不同种植年限大棚菜田土壤样品中As、Pb、Zn、Cd、Cr、Mn、Ni、Cu等重金属的含量,研究不同种植年限与大棚菜田土壤重金属累积的相关性以及大棚菜田土壤重金属累积特征,并利用地积累指数法进行污染评价。结果表明:大棚菜田土壤重金属Zn、Pb、Ni、Mn和Cu的含量与种植年限具有极显著相关性;大棚菜田土壤中重金属Cd和Cr的含量与种植年限不相关。重金属元素间相关性分析表明,Zn与Pb、Cd、Ni、Mn、Cr、Cu,Pb与Cd、Ni、Mn、Cr、Cu,Cd与Ni、Mn、Cr,Ni与Mn、Cr、Cu,Mn与Cr、Cu具有污染同源性,Cu与Cd、Cr不具有污染同源性。地积累指数法污染评价结果显示Cd的污染等级达到了6级,已构成了极严重污染;Zn和Cu的污染等级达到2级,已构成了中度污染;Pb、Mn的污染等级达到1级,已经构成了轻~中度污染;As、Ni、Cr均未构成污染。     

夏尔西里自然保护区土壤重金属相关性分析及污染风险评价

为了探明夏尔西里自然保护区土壤重金属污染状况及相关性,沿山路蛇形布点采样,根据实地采样数据和试验数据,通过单因子污染指数分析法和潜在生态危害评价法,分别对夏尔西里自然保护区土壤重金属污染状况进行评价分析。结果表明:夏尔西里自然保护区重金属含量超过《土壤环境质量标准（GB15618—1995）》中一级土壤评价标准,Ni,Cr处于清洁状态;土壤中Pb,Zn,Co,Cu超标率分别为65%,50%,60%,85%;土壤中Hg,As超标率分别为90%,100%;8种重金属元素潜在生态危害系数顺序为:Hg > As > Cu > Pb > Co > Ni > Cr > Zn;Zn与Ni、Cu与Pb、Co与Cu的相关性达到显著性水平;Zn与Pb、Cr与Ni、Co与Pb、Co与Zn的相关性达到极显著性水平,元素有较高的同源性,重金属元素含量主要与成土母质有关,人为干扰对重金属元素含量影响较小,Hg,As元素与其他重金属元素相关性低或无相关性。     

石灰性土壤有效硒浸提剂和浸提条件研究

采用外源硒加入土壤中得到硒污染土壤,6种有效硒的浸提剂NaHCO3、KH2PO4、K2SO4、EDTA、AB-DTPA和DTPA＋TEA＋CaCl2的最佳浸提时间和土液比进行了筛选,并通过盆栽试验对所选择的土壤有效硒浸提剂进行生物学校验,以找出石灰性土壤有效硒提取适宜的浸提剂及其浸提条件。结果表明,NaHCO3、KH2PO4、K2SO4、EDTA、AB-DTPA和DTPA＋TEA＋CaCl26种浸提剂有效硒浸提量都随着浸提土液比的减小而增大,且随浸提时间的增长而增大。其中NaHCO3和KH2PO4最佳土液比为1/15,振荡时间90min;K2SO4和AB-DTPA的最佳土液比为1/15,振荡时间60min;EDTA和DTPA＋TEA＋CaCl2的最佳土液比则为1/20,振荡时间30min。6种浸提剂在各自最佳的提取条件下提取的土壤有效硒量与白菜地上部分硒含量达极显著正相关,但土壤有效硒的提取量以DTPA＋TEA＋CaCl2及K2SO4最少,只占KH2PO4、AB-DTPA及EDTA提取量的14%～48%,故不适用于作为石灰性土壤有效硒的提取剂。NaHCO3适用于土壤硒含量高于5mg·kg^-1的石灰性土壤有效硒提取。KH2PO4、AB-DTPA及EDTA3种浸提剂既可提取土壤中水溶态硒,亦可提取部分的吸附态硒,提取硒数量较多,过程简单,重复性好,都可作为石灰性土壤有效硒提取的浸提剂。     

基于光谱分析的土壤重金属含量估算研究——以三江源区玉树县和玛多县为例

以三江源区玉树县和玛多县为研究区,利用实验室测定的As、Cu、Pb、Zn、Cr、Cd、Hg元素含量和室内采集的土壤原始光谱及其4种转换形式,建立了光谱指标与重金属含量的多元回归模型,利用决定系数(R2)、相对分析误差(RPD)及均方根误差(RMSE)评价模型的精度。研究结果表明,土壤As、Cu、Pb、Zn、Cr、Cd含量与SOM、Fe、Mn、Al、Mg等元素具有显著相关关系,Hg元素则未达到显著性水平。As、Cu、Pb、Zn、Cr和Cd元素估算模型回归方程R2达到了0.5以上,均通过了显著性检验,其中Pb、Zn和Cr元素验证样本RPD均达到了1.4以上,模型具备粗略估算能力;As、Cu和Cd元素验证样本RPD均低于1.4,模型不具备粗略估算能力。Hg元素估算模型回归方程的R2为0.28,未能通过显著性检验,无法用于对Hg含量的估算。     

冀东平原表层土壤重金属元素的空间变异及模拟研究

以冀东平原为例,运用地统计学方法和ArcGIS技术,分析了土壤中Cu、Pb、Cd、Zn、As、Hg、Cr、Ni等8种重金属的空间变异性和相关性;借助最优空间插值模型模拟它们的空间分布特征,对各重金属元素含量高值区形成的原因进行了初步判断。结果表明,研究区8种重金属元素的空间变异指标(C0/C+C0)的大小顺序为:CdHgAsPbCrCuZnNi,Cd属于空间弱相关,Hg、As、Pb、Cr、Cu、Zn属于中等程度的空间相关性,Ni具有较强的空间相关性。研究区土壤重金属元素Cu、Pb、As、Cr、Ni含量的最佳空间插值模型为完全样条径向基函数插值法,Cd、Hg为1次局部多项式插值法,Zn为2阶趋势效应的普通Kriging插值法。通过对研究区表层土壤中8种重金属的插值模拟,8种重金属元素在研究区的不同分布特征表明土壤母质的结构性因素和人为随机性因素共同作用造成了重金属元素在空间上的相关性差异。     

皖南典型茶园茶叶中金属元素富集规律及其健康风险研究

为了解茶叶对土壤重金属的富集规律及其对人体健康产生的危害,在皖南山区典型茶园采集嫩叶、老叶及对应土壤样品各31个,测试Mg、Al、Fe、Mn、Cr、Cu、Zn、As、Pb、Ni 10种元素含量,分析茶叶中金属元素的富集规律、影响因子及对茶客的健康风险。结果表明,老叶和嫩叶中金属元素含量差异较大,嫩叶中Mg、Zn和Ni含量明显大于老叶,老叶中Al、Fe、Mn、Cr、As、Pb含量明显大于嫩叶,尤以Al差异最显著,老叶Al含量达到嫩叶Al含量的10.2倍。种植年限对老叶金属元素含量的影响大于嫩叶,茶龄越久,促进金属元素在老叶富集。低坡位有利于茶叶中金属元素的累积。茶叶对Mn的富集能力最强,老叶对Mn的富集系数达到5.301,茶叶对Cu和Zn的富集能力较强,对Al和Fe的富集能力最低。与无公害茶叶Cu、Cr、As、Pb限值相比,嫩叶中仅Cr有少量超标。嫩叶中Ni与土壤中Ni呈显著正相关,老叶中Ni、Mg与土壤中Ni、Mg呈显著正相关,其他元素的相关性不显著,说明茶叶中大部分金属元素不仅受土壤金属总量的影响,还受土壤金属元素形态、理化性质及大气沉降等因素影响。嫩叶中Al、Mn、老叶中Cr和土壤pH呈显著负相关。土壤有机质与嫩叶和老叶中任一元素均未表现出显著的相关性。茶叶中金属元素健康风险以Cr为主,通过摄取途径所引起的Cr个人年平均风险为1.08×10-4,Cr是主要的风险污染物,Cu、Pb、Zn处于安全范围之内。     

喀斯特林地土壤重金属形态特征及其评价

通过野外调查与室内分析,对喀斯特林地土壤重金属全量及形态构成进行了调查,对土壤重金属污染及其生物有效性进行了评价,并探讨分析了土壤重金属与土壤pH值的相关性。结果表明:中性土壤As,Cd,Cu,Ni,Pb,Zn及Cr全量均大于酸性土壤的全量;As以酸溶态为主,Cd,Cu,Ni,Pb,Zn及Cr以残渣态为主,残渣态土壤重金属比例为中性高于酸性土壤;酸性和中性土壤重金属Pb全量、中性土壤的As和Cu全量均高于贵州土壤背景值;中性和酸性土壤重金属As,Cd和Ni全量及酸性土壤重金属Cu全量超过土壤环境质量二级标准值;酸性土壤为轻度污染,中性土壤为中度污染;重金属生物有效性表现为AsCdCrNiPbZnCu,酸性土壤As生物有效性指数最高,与中性土壤相比,酸性土壤重金属生物有效性高;Cu全量、可氧化态Pb、残渣态Cu与pH值呈极显著正相关,酸溶态Zn与pH值呈极显著负相关,酸溶态Cr与pH值呈显著负相关,残渣态As与pH值呈显著正相关。喀斯特林地土壤主要受到As,Cd,Cu,Ni这4种重金属的影响,除As外,其余3种元素属于"高背境,低活性"状态。     

宝鸡市王家崖水库沉积物重金属含量及潜在生态风险评价

利用X-Ray荧光光谱仪对宝鸡市王家崖水库表层沉积物中的As,Co,Cr,Cu,Ni,Mn,Pb,V和Zn共9种重金属元素含量进行了测定,分析了这几种元素含量的分布特征,并采用潜在生态风险指数法对重金属生态危害程度进行了评价。测定结果表明,9种重金属的含量平均值均高于陕西省土壤背景值,是陕西省土壤背景值的1.5～1.9倍,其中Cu的累积程度最高,Zn的累积程度最低;各重金属元素具有相似的水平分布特征,高值区位于水库中游,低值区位于水库上游。潜在生态风险评价表明,研究区重金属元素综合生态风险程度属于中度,采样点位5（中游）综合生态风险最高,采样点位8（上游）综合生态风险最低;各元素生态危害程度大小顺序为：As〉Cu〉Ni〉Co〉Pb〉V〉Mn〉Cr〉Zn,其中As具有中度生态危害,其余各元素均为轻度生态危害。     

龙游硫铁矿区农田土壤重金属污染的空间 变异及在水稻中的积累

为了解浙江龙游硫铁矿区农田重金属污染状况,采集矿区265件农田土壤样品,分析8种重金属Cu、As、Hg、Zn、Cd、Ni、Pb、Cr元素全量,利用地统计学软件GS+9.0对研究区土壤各元素指标进行半变异函数拟合,并利用普通克里格法进行插值并绘制空间分布图。采集30件水稻籽粒样品,分析重金属在研究区中水稻籽粒的累积特征,并进行了健康风险评价。结果表明:矿区土壤中8种重金属元素的变异系数从0.72到1.76,离散程度较高。8种重金属的土壤空间半变异函数Cu、As、Hg元素符合指数模型,Zn、Cd、Ni、Pb符合球状模型,Cr符合高斯模型。元素Cu、Pb、Zn、Cr、Ni的块金值与基台值的比值C0/C0+C都小于0.25,说明空间变化主要受地质背景等因素影响;元素Cd、Hg和As的块金值与基台值的比值C0/C0+C在0.25~0.75之间,说明除了地质背景因素,人为活动等随机因素也有影响。矿区水稻籽粒中重金属Ni和Cd的变异系数最高,分别为0.95和0.87,说明Ni和Cd元素可能存在异常积累。矿区水稻籽粒对重金属的富集能力由大到小依次为Cd、Zn、Cu、Ni、As、Hg、Cr、Pb。健康风险评价结果表明矿区农田水稻籽粒中元素As、Cd的风险商大于1,存在潜在健康风险;而其他6种重金属Cu、Hg、Zn、Ni、Pb和Cr基本属于安全范围。     

泉州走马埭典型土壤重金属的赋存形态分析

采用改进的Tessier连续萃取方法研究了泉州走马埭国家农田示范保护区典型土壤中重金属(Cr、Ni、Cu、Zn、Cd、Pb)的化学形态分布,通过土壤重金属的赋存形态分析比较了6种重金属的生物可利用性。研究结果表明,土壤中不同重金属元素化学形态分布具有不同的特点:Cr和Ni主要以残渣态存在,其余形态所占的比例很小;Cu以残渣态含量最高,碳酸盐结合态含量最低;Zn以残渣态为主,可交换态含量最低;Cd以可交换态和碳酸盐结合态为主,水溶态含量最低;Pb以残渣态和铁锰氧化物结合态为主,水溶态含量最低。土壤中除Cd外,Zn、Cu、Cr、Pb、Ni在正常自然条件下相对比较稳定。     

博斯腾湖湿地边缘带农田土壤重金属的污染风险评价

对新疆博斯腾湖湿地边缘带农田土壤中8种重金属元素(As、Cd、Cr、Cu、Mn、Ni、Pb和Zn)地球化学特征进行分析。采用污染负荷指数(PLI)、潜在生态风险指数(RI)和生态风险预警指数(IER)对农田土壤重金属污染与环境风险进行评价。结果表明:(1)湿地边缘带农田土壤Pb和Zn呈现重度污染,As、Cd、Cr和Ni轻度污染,Cu轻微污染,Mn无污染。土壤As、Cd、Cr、Cu、Ni、Pb和Zn平均含量处于轻微风险水平。Cd是污染程度与生态风险等级最高的重金属元素;(2)湿地边缘带农田土壤PLI平均值为1.43,呈现轻度污染,RI平均值为20.62,呈现轻微生态风险状态,IER的平均值为–4.53,呈现无警态势。湿地边缘带PLI、RI与IER空间分布格局基本一致;(3)湿地边缘带农田土壤Pb与Zn来源主要受到人类活动的影响,Cr、Cu、Mn与Ni来源主要受到土壤地球化学作用的控制,As与Cd受自然因素和人为因素共同影响。     

土壤有效态重金属提取剂选择的研究

利用5种不同的土壤重金属浸提剂,研究了土壤有效态重金属含量与玉米重金属含量的关系,并提出了一种新的土壤有效态重金属的浸提剂。结果表明:0.1mol/L HCl,0.05mol/L EDTA-2Na,0.1mol/L CaCl2,0.1mol/L HAc-NaAc,0.05mol/L DTPA提取的化学有效态重金属与玉米根、茎、叶中重金属Cu、Zn、Cd、Pb大部分呈显著或极显著相关,但各化学提取剂提取的有效态Zn、Cu与玉米籽粒Zn、Cu的相关性较差。利用柠檬酸-酒石酸为提取剂提取的重金属含量与玉米籽粒中重金属的含量有着相对较好的相关性,是一种预估玉米籽粒中重金属含量的较好办法。