铜川市三里洞煤矸石堆积地风化土壤重金属污染及植物富集特征

研究煤矿矸石地的土壤污染及植物对有毒元素的吸收可为污染治理和植被恢复提供科学依据。对铜川市三里洞煤矸石堆积地土壤污染和草本植物中重金属含量进行了研究。运用地质累积指数法和综合富集系数分别对土壤污染和草本植物富集重金属元素的能力进行了分析评价。结果表明,该区土壤中和草本植物中Cu,Cd,Zn,Mn,Ni,Pb,Cr元素均明显高于背景值;草本植物中Cu,Cd,Ni元素超出正常范围。土壤中重金属元素Cd为强度污染,Ni,Cu,Zn,Pb,Cr元素为轻度污染。不同植物中小飞蓬、铁杆蒿和野艾蒿对重金属元素的富集能力最强,其次为猪毛蒿和曼陀罗,狗牙根最差。     

湘北某镇农田土壤―水稻系统重金属累积和稻米食用安全研究

为研究采矿炼矿活动对农田和稻谷重金属累积的影响,评估其对人体健康的潜在风险,对湖南北部某镇一硫铁矿附近典型污染稻田土壤—水稻系统8种重金属(锰(Mn)、铜(Cu)、锌(Zn)、钴(Co)、镍(Ni)、铬(Cr)、镉(Cd)和铅(Pb))含量进行监测。结果表明:该冶炼厂附近稻田土壤Cd污染最严重,单因素污染指数达12.85,为重度污染;Cu、Zn、Co和Ni为轻度污染。土壤重金属综合污染指数达重度污染。重金属生物富集因子的研究表明:Cd和Mn极易从土壤中被水稻根系吸收,尤其Cd被水稻根系吸收的能力远超其他重金属元素;而Cu、Pb、Co、Cr、Zn和Ni相对不易被水稻根系吸收。重金属在植株组织的分配也表现出差异:Pb、Co、Cu、Cd和Cr被水稻根吸收后,主要蓄积于根部,在根部的浓度百分比分别为82.5%、70.6%、64.8%、59.4%和57.5%;Mn、Zn和Ni被根系吸收后,会迅速向地上部组织迁移。研究区稻田出产的糙米Cd污染严重,Cd的超标率达100%,"镉米"的产出率达53.3%。糙米Cu和Ni的超标率也分别达到了40%和86.7%。若居民食用研究区稻米,每人每日摄入Cd量高于FAO/WHO推荐的标准限值5.9倍,表明研究区稻米存在很大安全风险。     

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。     

大冶矿区周边农田土壤和油菜重金属污染特征研究

以大冶典型铜矿区为中心,辐射周边农田,探索农田土壤重金属污染特征及重金属在油菜中的积累变化规律。结果表明,以湖北省土壤背景值进行评价,土壤受到重金属不同程度的污染,其中Cd严重超标,Cu次之;采用国家二级标准进行评价,Zn、Cr和Pb未对土壤造成污染。进行内梅罗综合污染指数法评价发现,以土壤背景值为评价标准,各采样点均达到重金属严重污染水平;以国家二级标准评价时,只有2号采样点土壤属于中度污染水平,其他样点土壤都受到了较为严重的重金属污染。矿区农田油菜各部位重金属含量变化幅度较大,包括Cu、Pb、Zn、Cd和Co在内的5种重金属含量分布规律都是茎叶〉籽粒≈根,Mn则是籽粒〉茎叶〉根。油菜地上部植株中Cu、Pb、Zn、Cd含量均超出食品卫生标准最高限值,且Cd、Pb超标倍数远大于Cu、Zn。富集系数变化规律为Mn〉Zn〉Cd〉Ni〉Cu〉Pb垌Co。     

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。     

九华铜矿重金属环境污染状况研究

选择江苏九华铜矿区,对其周边土壤和作物的重金属污染状况进行了研究.结果发现,约有一半的采样点土壤全Cu含量超过我国土壤环境质量三级标准(400 mg/kg),其DTPA提取态Cu含量的平均值为117 mg/kg.通过对矿区土壤重金属间的相关分析表明,土壤Cu与Zn、Pb、Cd、Co之间呈极显著的正相关关系(p＜0.01),而与Cr、Ni无显著相关,说明了该铜矿区土壤还伴有外源Zn、Pb、Cd、Co的污染.土壤复合污染指数(PI)＞1.0的土壤样品占57.3%.矿区周围作物可食部位Cu、Zn、Pb、Cd和Cr的含量均较高.     

土壤可见光-近红外反射光谱与重金属含量之间的相关性

发展基于反射光谱技术的快速、简便、低成本的土壤重金属信息提取方法是区域土壤重金属污染治理所需要的。选择江西贵溪铜冶炼厂污染区,分析了9种重金属元素(Cu、Pb、Zn、Cd、Co、Ni、Fe、Mn及Cr)与土壤可见光-近红外反射光谱之间的相关性及其相关的原因。研究表明,研究区土壤中存在Cu(含量介于66.71~387 mg kg-1之间)和Cd(含量介于0.36~6.019 mg kg-1之间)的强烈富集。土壤重金属含量与反射光谱之间存在显著相关,污染元素Cu的最高相关系数为-0.87,Pb、Zn、Co、Ni、Fe的最高相关系数达到高度相关(|r|>0.80),Cr、Cd、Mn的最高相关系数达到显著相关(|r|>0.70)。微分光谱适于获取土壤中的重金属元素信息,利用组合波段能显著提高相关性。Cu与反射光谱之间的相关性主要受有机质的影响;Pb、Zn、Co、Ni主要受黏土矿物和铁锰氧化物的影响;Cr与反射光谱之间的相关性同时受有机质和黏土矿物的影响。     

泉州市324国道泉州至塘头段路旁土壤中重金属来源分析

分析了泉州市324国道泉州至塘头段路旁土壤中14种重金属元素Sc、V、Fe、Mn、Co、Ni、Cu、Zn、As、Cd、Sn、Sb、Pb、Bi的含量,用富集因子和多元统计分析方法探讨了重金属的污染特征和可能来源。结果表明,Pb、Sn、Sb、Cd、Ni、Zn、Sc、Cu和Bi的含量均超过泉州市土壤背景值,污染较严重;Ni、Sb、Sn的高富集系数说明其受人类活动影响较大。相关分析和因子分析结果显示,上述14种元素主要有3个来源:Sn、Sb、Pb、Bi、Ni、Cu、Zn、Cd主要来源于交通污染;As、Sc、Fe来源于人类工业活动;而Co、Mn、V主要来源于土壤母质。聚类分析的结果也验证了因子分析的结果。     

洛川苹果林地重金属分布特征和污染评价

通过取样调查和试验分析,选用As、Cr、Cu、Ni、Pb,Zn、Mn、Co.V等9种重金属元素研究了洛川苹果林地典型剖面(LC剖面)的重金属分布特征,并利用地累积指数法、重金属富集指数法、重金属潜在生态危害指数法,对洛川苹果林地重金属的污染状况和金属元素富集规律进行了初步研究.结果表明:As、Cr,Ni、Mn、V含量变化走势基本相同,总体上由表层向下波动递增,Cu、Pb、Zn、Co4元素含量垂向变化特征基本相似,由表层向下总体呈先减少后增多趋势;除Pb和Zn外,As、Cr、Cu、Ni、Mn,Co和V均有一定程度的富集.As的生态危害指数(Eri)较高,在9种重金属元素中最大,潜在生态危害指数(RJ)为39.9,但小于轻微生态危害的阈值150,表明该区苹果林地重金属尚未构成污染危害.     

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。     

北京市密云水库上游金矿区土壤重金属含量、来源及污染评价

运用多变量分析、富集因子及地累积指数法对北京市密云水库上游金矿区土壤重金属的来源、污染评价进行了研究。利用电感耦合等离子体质谱法（ICP—MS）测定土壤中Be、V、co、Ni、cu、cd、Pb的含量,用原子荧光光谱法（AFS）测定As、Hg含量,用X射线衍射（xRD）测定土壤所含矿物质成分。结果表明,除As外各重金属平均含量均高于北京市土壤元素背景值。XRD分析结果显示,土壤的矿物质成分相似,主要包括石英、长石、伊利石、高岭石、蒙脱石、方解石。多变量分析（主成分、聚类、相关性分析）表明,cu、cd、Pb和Hg为人为源,主要来源于矿产的开采或运输过程;Be、V、Ni和co来自混合源,即矿产开采过程和土壤背景;As为自然源,来自于岩石矿物的风化、侵蚀及土壤母质。富集因子法及地累积指数法评价结果表明,cu、Cd、Pb、Hg污染较严重,受人为活动的显著影响,而Be、V、co、Ni轻微污染,As无污染。该结果进一步验证了多变量分析的结果。     

Soil Contamination in Dumps on the Karstic Areas from the Plateaus (Southeast of Madrid, Spain)

After over 10 years of accumulation of residues in the studied dumps near Madrid, it has been registered low or moderate heavy metals concentrations on the surrounding area. Only occasionally, some rubbish dumps contain significant quantities of Cu, Ni, Zn and Pb. The concentration levels of Pb, Ni, Zn and Cu are safe when they are compared with the surrounding areas levels of heavy metals. The aim of this paper is the analysis of pollutants existing around in the dumps located at the sides of the plateaus of the central valley of the Tajo River (provinces of Madrid and Toledo, Spain). The high karstification rate of the upper layer of these tablelands and the existence of numerous dumps on them (even on their slopes) make these areas vulnerable to heavy metal pollution. However, after several years of use, the concentration of pollutants only reaches moderate values in the studied areas. Dumping materials were collected at four rubbish dumps. The mineralogical composition of the materials were analysed by XRD. Sequential extraction procedure was applied for speciation of the metal forms in the collected samples. Concentrations of Zn, Pb, Ni, Cu, Cr and Cd in extracts were determined by AAS. The studied samples showed high carbonate concentration. Contamination processes are combined there with weathering processes. Heavy metals concentration in control samples (gypsum, limestones, red soils and colluviums) were compared with samples of the studied dump in order to evaluate the pollution level. Concentrations of Zn, Pb, Ni and Cu were variable. The contamination was elevated for samples in depth in relation with weathering process of heavy metals.     

采煤沉陷区土壤重金属含量对土壤酶活性的影响

为探明煤矿沉陷区土壤受重金属污染情况,探讨重金属含量对酶活性的影响,以焦作韩王煤矿沉陷区为例,通过野外调查与采样和室内分析,研究煤矿沉陷区土壤中重金属累积特性与土壤酶活性的变化。结果表明:研究区土壤中重金属Cu、Zn、As、Mo、Hg、Pb、Cd等含量均高于对照小区的含量,且有明显的空间异质性;沉陷区各种酶活性大都低于对照点,其在空间分布上受重金属的影响,重金属Co、Ni对大多数酶有促进作用,As、Mo则对酶活性有抑制作用,重金属对酶活性的影响取决于重金属的类型与含量;在研究区,蔗糖酶对重金属污染较为敏感,表明蔗糖酶可作为评估煤矿沉陷区土壤环境质量变化的有效指标。     

Background Contents of Heavy Metals in Soils and Bottom Sediments in the North of Western Siberia

Eurasian Soil Science - Background concentrations of heavy metals (Cu, Zn, Ni, Co, Fe, Mn, Cr, Pb, Hg, Cd, Ba, Sr, and Sc) in soils and bottom sediments were determined for the background and...     

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。     

Comparison of routine soil tests and EPA method 3050 as extractants for heavy metals in Delaware soils

Abstract

Agricultural use of sewage sludges can be limited by heavy metal accumulations in soils and crops. Information on background levels of total heavy metals in soils and changes in soil metal content due to sludge application are; therefore, critical aspects of long‐term sludge monitoring programs. As soil testing laboratories routinely, and rapidly, determine, in a wide variety of agricultural soils, the levels of some heavy metals and soil properties related to plant availability of these metals (e.g. Cu, Fe, Mn, Zn, pH, organic matter, texture), these labs could participate actively in the development and monitoring of environmentally sound sludge application programs. Consequently, the objective of this study was to compare three soil tests (Mehlich 1, Mehlich 3, and DTP A) and an USEPA approved method for measuring heavy metals in soils (EPA Method 3050), as extractants for Cd, Cu, Ni, Pb and Zn in representative agricultural soils of Delaware and in soils from five sites involved in a state‐monitored sludge application program.

Soil tests extracted less than 30% of total (EPA 3050) metals from most soils, with average percentages of total metal extracted (across all soils and metals) of 15%, 32%, and 11% for the Mehlich 1, Mehlich 3, and DTPA, respectively. Statistically significant correlations between total and soil test extractable metal content were obtained with all extractants for Cu, Pb, and Zn, but not Cd and Ni. The Mehlich 1 soil test was best correlated with total Cu and Zn (r=0.78***, 0.60***, respectively), while the chelate‐based extractants (DTPA and Mehlich 3) were better correlated with total Pb (r=0.85***, 0.63***). Multiple regression equations for the prediction of total Cu, Ni, Pb, and Zn, from soil test extractable metal in combination with easily measured soil properties (pH, organic matter by loss on ignition, soil volume weight) had R² values ranging from 0.41*** to 0.85***, suggesting that it may be possible to monitor, with reasonable success, heavy metal accumulations in soils using the results of a routine soil test.     

珠三角滩涂围垦农田土壤和农作物重金属污染

为了研究珠三角滩涂围垦农田土壤和农作物重金属污染状况,采集了广州南沙、中山一带围垦农田农作物及其根际土壤样品,测定重金属的质量分数。结果表明,围垦农田土壤样品中Cu、Ph、Cd、Ni、Cr和Zn含量均大于广东省相应土壤环境背景值,其中Cu（56．06mg·kg^-1）、Pb（48．30mg·kg^-1）、Cd（0．72mg·kg^-1）、Ni（41．15mg·kg^-1）、Cr（115．1mg·kg^-1）和Zn（200．1mg·kg^-1）分别为背景值的3．30、1．34、12．82、2．26、2．28和4．23倍。与《土壤环境质量标准》（GB15618-1995）中Ⅱ级标准（pH〈6．5）比较,土壤样品中Cu、Cd、Ni和Zn的超标率分别为73．7％、88．6％、59．6％和28．9％。以GB15618-1995中Ⅱ级标准为评价标准,采用Nemerow指数法进行评价,土壤重金属平均综合污染指数为1．86,属3级轻污染。与《食品中污染物限量》（GB2762-2005）等相关标准比较,农作物中Cu、Pb、Cd、Ni、Cr和Zn含量的样品超标率分别为0、28．9％、2．6％、48．3％、12．3％和6．1％。由此可见,珠三角滩涂围垦农田土壤和农作物重金属污染问题已经比较突出,土壤污染以Cd为主,而农作物污染则以Ni、Ph、Cr为主。