长期污水灌溉条件下土壤重金属形态及生物活性的研究

摘 要: 通过野外调查和实验分析,对孝义市污灌区土壤中Ni、Cr、Pb、Cu、Zn、Cd 6种重金属的含量、形态分布和生物活性进行了研究。结果表明,孝义市污灌区土壤中重金属都未超过国家二级标准,但Ni、Cr、Pb比当地背景值都有所增加。土壤中重金属各形态的分布存在很大差异。Ni、Cr、Zn主要以残渣态的形式存在。Pb主要以残渣态和铁猛氧化态存在。Cu主要以残渣态和有机结合态的形式存在。Cd在残留态中比例最小,碳酸盐结合态和交换态含量比例很高。与对照相比,污灌降低了重金属残留态所占比例,改变了土壤中重金属存在形态,提高了重金属的生物有效性和迁移能力。污灌区土壤中重金属活性系数的大小顺序为：Cd＞Pb＞ Cu ＞Cr ＞Zn ＞Ni;迁移系数的大小顺序是：Pb ＞Cd＞ Cu ＞Cr ＞Zn＞Ni,土壤中Cd 、Pb的生物活性最高, 生态污染风险最大,应引起足够重视。     

长寿湖底泥中重金属的季节性变化

为了解底泥中重金属在不同季节的含量变化,笔者连续监测了长寿湖底泥在丰水期、平水期和枯水期中重金属Ni、Cr、Cd、Cu、Pb、Zn含量的变化,并考察了重金属含量的影响因素。结果表明,底泥中重金属含量呈现明显的季节变化特征,其中寿岛底泥中重金属含量的最大值出现在平水期,其他各采样点的最大值均出现在丰水期。此外,还主要研究了pH对底泥中重金属含量的影响,得出重金属含量与pH值有一定的正相关关系。     

克钦湖水体重金属分布特征及评价

为了更好地研究扎龙湿地的水环境质量,以扎龙湿地内的克钦湖水体为研究对象,分析了水体中重金属的含量及潜在生态危害程度。在湖内均匀布设29个采样点进行取样,测定了水体中的Cu、Zn、As、Cd、Pb的含量,重金属浓度含量的大小顺序为As＞Cu＞Pb＞Cd＞Zn。分别以方差分析和潜在生态危害指数评价法对污染情况进行分析评价,其中方差分析结果表明,克钦湖水体中As元素的污染比较严重。克钦湖水体重金属对扎龙湿地的潜在生态危害由强到弱依次为：As＞Cd＞Pb＞Cu,其中As的影响占主导地位。总体而言,克钦湖水体的重金属的潜在生态危害程度较高,已对扎龙湿地生态系统产生了潜在的生态风险。     

土壤调理粉剂处理下茶园土壤重金属污染特征及潜在风险评价

本文以贵州安顺不同土壤调理粉剂处理下“瀑布毛峰”茶园土壤为供试样品,通过样品测试与理化分析,对CK处理(0 kg/hm²)、A处理(600 kg/hm²)、B处理(750 kg/hm²)和C处理(900 kg/hm²)下茶园土壤重金属含量特征及污染水平进行探讨。结果表明：不同土壤调理粉剂处理下,研究区域土壤重金属Cr、Hg、Pb、Cu、Zn、Ni、As和Cd的变异程度各异,且土壤中这8种重金属含量也各不相同,其中pH、Cr、Pb和Ni含量在C处理中最高,As、Hg和Cd含量在A处理中最高,Cu和Zn含量在B处理中最高;对各重金属元素进行相关性分析可知,Ni与Pb之间存在极显著相关性,表明两者之间的同源性极高,其余元素之间相关性特征不明显;由综合污染指数（P_综）得出A处理为轻度污染,CK处理、B处理和C处理均为中度污染,不同处理土壤中Cr均在国家Ⅱ级标准(GB15618—2008)规定范围内,样点达标率为100%,在所选定的污染评价因子中,Cu的贡献率最高,为土壤主要影响因子,其次是Cd和Ni;研究区土壤重金属单项潜在生态风险指数($E_{r}^{i}$)中Hg属于强生态风险,其余7种重金属处于轻微潜在生态风险等级;综合潜在生态风险指数(RI)平均值为196.79,总体处于中等潜在生态风险水平,Hg对RI的贡献率最大,是最主要的生态风险元素。     

冶炼厂综合堆渣场周边水质和稻米重金属污染状况评价研究

通过对冶炼厂综合堆渣场周边25个地表水、8个浅层地下水和19个稻米样品中重金属Cu、Zn、Pb、Cd、As含量的测定,发现该区地表水受到Cd、As的污染,在水作和旱作时超标率均在40.0%以上;浅层地下水受到Cd、Pb的威胁。稻米受到重金属Cu、Pb、Cd、As的复合污染,其中Cd污染最严重,超标率达100%,重度污染率达76.9%,其最高含量为标准(0.2 mg/kg)的37.6倍;其次为Cu、As、Pb,其超标率分别为38.5%,23.1%和15.8%。     

宝鸡市城郊农田土壤重金属污染风险评估

为了揭示城市化和工业化等人为活动对土壤环境质量的影响,选择宝鸡市城郊结合部为研究区域,对土壤样品Cu、Zn、Pb、Cd和Cr 等5种重金属进行了测定;采用单因子污染指数、综合污染指数法、地积累指数、内梅罗指数和H?kanson潜在生态危害指数对土壤重金属污染状况进行评价,同时运用潜在生态危害指数法分析研究了土壤重金属的潜在生态风险程度。结果表明：研究区域土壤中的5种重金属中除Cd的平均累计含量已超过国家土壤环境质量标准GB15618-2008中的二级标准外,其它4种重金属元素的平均累计含量均未超过国家二级标准;内梅罗综合评价结果表明宝鸡城郊农田土壤大多数采样点重金属污染处于尚清洁水平,S3和S5点处轻度污染,S7点中度污染,S6点为重污染;地积累指数评价结果,5种重金属的污染顺序为Cd≥Cu≥Pb≥Zn≥Cr;5种重金属中Cd是生态风险最大,单个潜在生态危害程度为Cd＞Cu≥Pb≥Cr≥Zn;综合潜在生态危害评价显示,在S6和S7处综合为强生态危害,S3、S5和S10处中等生态危害,其余采样点处为轻微生态危害。源解析研究表明研究区域土壤中的Pb、Cu、Cr和Zn来为同一污染源,而Cd为另外某一污染源。     

粤北矿区污染农田土壤中重金属分布特征及相关性研究

为了了解调查区域的土壤污染现状和为粤北矿区土壤修复提供科学依据,采用网格法进行布点采样,采集了144个表层土壤样,通过单因子污染指数法、综合污染指数法以及相关性等对测试数据进行分析。结果表明,重金属Cd、Zn、Ni、Pb超标率分别达100%、96.53%、6.25%、3.00%;土壤重金属Cd、Zn单项污染指数分别为3.59、1.90,表明地块已受到这2种重金属的复合污染,其中Cd污染最严重,Pb、Ni、Cu的Pi均小于0.7,属于安全范围。其中,土壤中Pb(0.9851)、Zn(0.9197)、Cd(0.8994)有效态含量与全量的相关性均达到极强相关水平,表明其在土壤中极易发生迁移,潜在的生态污染风险较大;Cu、Ni有效态含量与全量的相关性也达强相关水平,在土壤中的迁移能力也不可忽视。     

太原市市售蔬菜重金属污染状况及健康风险评估

为明确太原市市售蔬菜重金属污染状况及经食入途径对人体产生的健康风险,测定了太原市市售15种蔬菜共130个样品中Cu、Zn、Pb、Cd、Cr的含量。根据国家食品卫生限量标准用单污染指数和综合污染指数对蔬菜重金属污染状况进行评价,根据国际辐射防护委员会限定值对市民摄入重金属污染蔬菜带来的健康风险进行评估。结果表明：43.8%的生菜、33.3%的白菜、5.6%的韭菜中的Pb超标;75%的生菜、25%的白菜中的Cd超标;生菜有轻度污染,芹菜和白菜污染程度达警戒线,其余品种蔬菜为安全;蔬菜重金属污染程度依次是Pb>Cd>Cr>Zn>Cu。太原市市售蔬菜致癌化学污染物Cd的个人年风险为7.14×10-6 a-1,Cr为6.20×10-5 a-1,非致癌化学污染物Pb的个人年风险为2.34×10-8 a-1,Cu为7.92×10-8 a-1,Zn为4.40×10-9 a-1;摄入污染蔬菜带来的健康风险来源是Cr,其个人年风险水平高于国际辐射防护委员会ICRP的限定值。     

施用污泥对土壤中重金属含量的影响

随着城市污水处理厂数量的迅速增加,污泥的处置及其环境影响受到越来越多的关注。污泥土地利用因具有处理费用低廉及高效性的特点,已成为重要的污泥处理方式。然而污泥中的重金属元素是限制其大规模农田利用的重要因素。施污土壤中重金属的形态研究可以用来评价土壤中重金属的生物有效性以及它们在土壤中的移动性。用修正BCR三步连续提取法进行分步提取研究了施污后的水稻田土壤中Cu、Pb、Cd、Zn的形态分布状况。与对照相比,在直接施用污泥的水稻田土壤中Cu、Pb、Cd、Zn的含量显著增加。但即使是在施污60t hm-2的土壤中,Cu、Pb、Zn的含量亦远低于我国土壤环境质量标准。在施污的水稻田土壤中4种重金属元素的形态分布规律为：残渣态＞可氧化态＞可还原态＞可交换态和弱酸溶解态。这些重金属元素在水稻田土壤中相对稳定性顺序为Zn＞Cu＞Cd=Pb。     

浙西南竹笋主产县土壤重金属环境质量分析与评价

为了解浙西南山区主产县（区、市）竹笋基地土壤重金属的状况,保障竹笋质量安全,选择安吉、临安、余杭等8 个县44 个竹笋基地,采集132 份土壤样品进行As、Hg、Pb、Cd、Cr、Cu和Zn 7 种重金属的含量分析,以森林食品产地环境通用要求(LY/T 1678—2014)为依据,进行单因子污染指数、综合污染指数评价。结果表明：研究区域7 种重金属含量范围分别为0.79~24.80、0.03~1.05、7.64~316.69、0.00~4.50、2.47~232.21、5.33~542.20、38.63~436.84 mg/kg;变异系数在64.5%~268.5%之间;综合污染指数大小顺序为富阳＞安吉＞德清＞余杭＞临安＞龙游＞莲都＞遂昌。相关分析和聚类分析结果表明：Cd、Zn和As 可能具有同源性或是伴生关系;As、Hg、Cr、Cu和Pb 呈现相互伴随的复合污染现象;而Cd表现其独特的污染来源。8 个县竹笋生产基地土壤重金属环境质量总体良好;部分地区Pb、Hg和Cd处于轻度及以上污染水平,栽培和生产中应采取一定的措施防控Pb、Hg和Cd污染。     

镉超标耕地蔬菜重金属污染调查与健康风险评价

为了研究矿区周边耕地居民种植的蔬菜重金属污染状况及其食用的健康风险,对岳阳市某工矿区典型镉超标耕地及种植的部分蔬菜进行了重金属Cd、Pb 含量调查分析,通过原子吸收仪器分析所采样品的Cd、Pb 含量。结果表明：该工矿区耕地主要为Cd超标;但是种植的蔬菜可食用部分Cd、Pb 含量均超过了国家无公害蔬菜限量标准,差异显著性检验表明Cd、Pb含量水平在不同蔬菜中存在显著差异,叶菜类污染指数和富集系数大于果菜类。通过对该区域蔬菜进行健康风险评估后发现,摄入叶菜类蔬菜对当地居民健康存在较高的风险。因此,该区域耕地不宜种植蔬菜,应对耕地修复治理或进行种植结构调整。     

沈阳地区农村地下饮用水中重金属健康风险评价

地下水重金属污染已成为全球性问题,直接影响到人们的生活用水和身体健康。通过对沈阳某农村区域饮用水井进行取样分析,运用目前美国环保局推荐的水环境健康风险评价模型初步评价该农村地下饮用水中重金属所引起的健康风险。结果表明,所采集的地下饮用水样点中,部分样点Hg、Pb含量超过GB5749-2006《生活饮用水卫生标准》,应引起高度重视;在饮水途径所致健康危害总风险中,监测的17个样点中有6个样点超过国际辐射防护委员会(ICRP)推荐的最大可接受风险水平5.00×10-5 a-1;非致癌物所致风险远远低于标准值,即水体中致癌污染物是对研究区内人体健康造成危害的主要风险源,其中致癌物引起的个人年风险值Cr6+>As>Cd,致癌物中Cr6+所致的健康风险值处于10-4~10-6 a-1,占总风险度的52.64%~100%,表明Cr6+是产生健康风险的主要污染物。因此,应优先考虑防治致癌物Cr6+对农村地下饮用水的污染。     

蔬菜地土壤重金属污染与潜在生态风险研究

该研究选择4种不同的评价标准,采用Hakanson的潜在生态风险评价法对蔬菜地6种重金属污染潜在生态风险进行评价。评价结果表明,不同的评价标准,As、Cd、Pb、Cu和Zn单一元素的潜在生态危害系数差异不大,Eri值都小于40,生态危害程度均为Ⅰ级(轻度),但不同评价标准之间,Hg元素的潜在生态风险系数差异较大,Eri值的波动幅度在19.59~114.4,生态危害程度为Ⅰ~Ⅳ级(轻度~很强);从Eri值排序结果可以看出,两个采样区的Hg元素污染都排在第一位,其次是Cd元素污染。从潜在生态危害指数来看,4种不同的评价标准,两个采样区的RI值都小于150,As、Hg 、Cd、Pb、Cu和Zn 6种重金属的综合潜在危害程度均为轻度,但一号采样区的潜在生态危害风险高于二号采样区,建立蔬菜基地时应优先选择二号区。     

青岛市不同生态功能区表层土壤重金属污染初步评价

本文分析研究了青岛市工业区、商业区、居民区、农业区、旅游区表层土壤中重金属Cd、Cr、Cu、Ni、Pb、Zn的含量,采用Mul1er地积指数法对其污染状况进行评价,结果表明：Cd在各功能区含量均高于国家土壤环境环境质量二级标准,其浓度大小顺序为：工业区(0.807mg/kg)>商业区(0.748 mg/kg)>居民区(0.642 mg/kg) >农业区(0.532 mg/kg) >旅游区(0.356 mg/kg),Cr、Cu、Ni、Pb、Zn浓度均低于国家二级标准;按Mul1er地积指数法评价,Cd和Ni在五个功能区表层土壤的地累积指数为1,均属于轻度-中等污染,Cr、Cu、Pb 在不同功能区污染水平略有不同,Zn在五个功能区地累积指数为0,为无污染。由此可知,青岛市表层土壤均受到Cd和Ni污染,未受Zn污染。     

闽西中堡银多金属矿区周边农田土壤剖面重金属分布及其评价

为了探究银多金属矿区周边农田土壤剖面重金属的分布情况,以闽西中堡银多金属矿区周边农田土壤为研究对象,分析了土壤剖面中重金属Cu、Cd、Hg、Zn、Pb、Ni、As、Cr 的含量和垂直分布规律,并讨论了污染元素的来源。结果表明：该区土壤Cu、Cd、Hg、Zn、Pb的含量垂直向下规律呈下降趋势,其中Cu、Cd和Hg主要在表层富集,Pb 和Zn的表聚现象较弱。As和Cr 未呈现表层富集现象,其含量随深度增加呈增大趋势。Ni 含量在剖面中无太大变化。只有表层土壤Cu、Cd、Hg超标,其平均综合污染指数大于1,属于轻度Cu-Cd-Hg复合污染型。土壤Cu、Cd污染源主要来自于银多金属矿区活动,而Hg污染源与民间冶金有关。     

株洲霞湾港典型植物重金属分布状况研究

为了给重金属污染区域的植物恢复提供参考依据,采集了株洲市霞湾港14种典型植物及其土壤,研究了植物中重金属的分布、污染、迁移和积累规律,发现不同典型植物在重金属污染区域的生存特点,并采用潜在生态风险指数法,评价土壤重金属污染状况,根据富集系数和转移系数研究了植物中重金属的分布和转移规律。结果表明,多数土壤重金属元素含量都明显偏高,潜在生态危害依次为Eir(Cd)>Eir(Pb)>Eir(Cu)>Eir(Zn),其中以Cd污染最严重。植物根茎叶中的重金属含量因重金属元素的不同而不同,在根茎叶3个部位中,均是Zn的含量最高,其次是Pb。商陆、苦楝和葛藤对Cu、Cd、Pb、Zn的富集能力很强,可以作为治理此4种重金属污染土壤的富集植物;牛皮消和藜对Cu、Pb、Zn的治理能有一定效果;马兜铃和臭牡丹则能够作为Cd、Pb、Zn重金属污染生态治理的参考植物。