常用化肥重金属元素含量分析评价及其对土壤环境的影响

随着化肥的长期施用,其中的重金属元素可能会积累,从而导致农田土壤及农作物中重金属元素超标,造成环境污染,其中,Cd,Hg,As,Pb,Cr是化肥对土壤产生污染的主要物质。以天津市蓟州区为例,采集20个常用化肥样品进行重金属元素分析评价,并研究其对土壤环境的影响。结果表明,磷酸二铵肥料中As,Cd,Cr含量较其他肥料显著偏高,尿素、板栗专用肥中As,Cd,Pb含量较其他肥料显著偏低,复合肥(掺混肥)中As,Cd,Pb,Cr,Hg含量平均为11.06,0.240,2.95,19.7,0.054 mg·kg~(-1);蓟州地区肥料样品中As,Cd,Pb,Cr,Hg含量均远远低于《肥料中砷、镉、铅、铬、汞生态指标》(GB/T 23349—2009)国家标准中的限值,样品合格率为100%。每年通过化肥可以向每公顷农田土壤中平均输入As,Cd,Pb,Cr,Hg的质量分别约为13.275,0.315,3.690,33.030,0.076 kg。磷酸二铵和尿素呈碱性,复合肥(掺混肥)均呈酸性,长期大量施用化肥可能会使农田土壤的p H值整体下降。     

基于GIS的凯江流域农田重金属污染评价研究

采用单因子污染指数法(P_i)对四川盆地丘陵区凯江流域农田耕层土壤(0～20 cm)中4种重金属污染风险进行评价,并基于GIS平台,结合反比距离权重法(IDW)、径向基函数法(RBF)、普通克里格法(OK)、析取克里格法(DK)和概率克里格法(PK)分析研究区重金属的空间分布特征。结果表明,凯江流域土壤Cd、Hg、As和Pb平均含量分别为0.35、0.10、7.77 mg·kg~(-1)和22.54 mg·kg~(-1),在空间分布上土壤Cd、As和Pb总体呈现以两个高值为中心向四周递减的趋势,土壤Hg则呈现西部高、东部低的特征。单因子污染指数评价结果表明,土样Cd、As、Hg和Pb的污染超标率(P_i≥1)分别为7.5%、0.5%、0和0。前4种空间插值的分级面积统计结果表明,研究区域土壤Pb、Hg和As均无污染超标,土壤Cd超标面积(P_i≥1)为0.14%～1.06%;概率克里格法风险评估结果表明,土壤Hg、Pb分别在P_i0.3和P_i0.2条件下无高风险概率,在阈值为1.0条件下,受到As污染的高概率(0.8～1.0)区域有1.05%,0.16%的区域面积有Cd污染超标风险(P=1.0)。因此,该区部分农田土壤主要受到Cd污染。     

北京市农田土壤重金属年际差异分析与评价

通过对2005年至2009年北京市农田土壤重金属含量的持续监测,分析了该地区农田土壤中As、Hg、Cu、Cd、Cr和Pb等重金属的统计特征和年度变化趋势,并结合国家土壤环境质量标准,对农田环境质量进行了评价.结果表明,2005年至2009年间,As、Hg、Cu、Cd、Cr和Pb等重金属中,Hg和Cr的含量有逐年上升的趋势,Hg的平均含量逐年为0.053、0.066、O.070、0.072 mg·kg-1和0.079 mg·kg-1,Cr平均含量为50.0、52.4、55.3、58.6 mg·kg-1和62.1 mg·kg-1.其他重金属含量上下波动,无上升或下降的变化趋势.结合重金属含量统计和单因子评价结果,重金属的污染程度依次为Cd＞Hg＞Cu＞Pb＞Cr＞As.北京农田整体处于清洁状态,但存在着个别的Hg和Cd污染.     

安徽省典型区农用地土壤重金属污染成因及特征分析

为探讨安徽省南部山区农用地土壤重金属含量特征和污染成因,以安徽省南部某一典型区为研究区域,在农用地土壤上共布设314个点位,采集土壤样品并对其中Cd、Hg、As、Pb和Cr 5种重金属元素进行检测,运用多元统计分析、PMF(正定矩阵因子分解)模型、地统计分析等方法,对研究区农用地土壤重金属的含量水平、污染成因、空间特征进行系统分析。结果表明:研究区农用地土壤中Cd、Hg、As、Pb、Cr的含量平均值分别为0.32、0.1、14.38、49.44、87.42 mg·kg~(-1),超标率分别为26.93%、3.81%、23.47%、3.35%、2.23%;Cd、As在洪积物和冲积物成土母质中含量较高,Hg、Cr在洪积物成土母质中含量较高。研究表明,研究区农用地土壤重金属来源为:工矿污染源贡献率39.6%,交通污染源和大气沉降综合污染源贡献率42.3%,成土母质源贡献率18.1%。     

陕西环秦岭烟区土壤质量评价与潜在生态风险分析

分析陕西环秦岭烟区土壤中砷、汞、铅、镉、铬5种重金属的含量及累积状况,并以GB 15618土壤二级限量标准为评价依据,采用单因子污染指数法、内梅罗综合污染指数法和HAKANSON潜在生态危害指数法对土壤质量状况及潜在生态风险水平进行了分级和评价。结果表明,研究区土壤中As、Hg、Pb、Cd、Cr平均含量分别为11.41、0.07、24.65、0.25、60.69 mg·kg~(-1)均低于GB 15618土壤二级限量标准要求。土壤中As、Hg、Pb、Cd、Cr累积指数分别为0.90、0.81、1.15、2.84、0.97,土壤中As、Hg、Pb、Cr累积程度较低,Cd累积明显。96%的土壤样品综合污染指数处于Ⅰ(P≤0.7)、Ⅱ(0.7P≤1.0)级,98.8%的土壤样品潜在生态风险指数RI150,土壤整体处于清洁、尚清洁、低潜在生态风险水平,不会对烟叶产品质量安全构成威胁。Cd单因子污染指数和潜在生态风险指数均显著高于其他4种重金属,是影响烟区土壤环境质量和引发潜在生态风险的主要因素。     

某矿区砷碱渣堆场周边土壤重金属污染评价及潜在生态风险分析

为了解湘中某矿区砷碱渣堆场周边土壤的重金属污染特征,对堆场周边土壤中Hg、As、Pb、Zn、Cd、Cu、Cr 7种重金属含量进行采样,分析其污染特征和来源,并对潜在生态风险进行评价。结果表明:堆场周边土壤中Hg、As、Pb、Zn、Cd、Cu、Cr平均质量分数分别为2.61、209、41.3、209、3.49、4.34、45.7 mg·kg~(-1),其中Hg、As、Pb、Zn、Cd平均含量分别是背景值的22.5、13.3、1.39、2.21、27.7倍。地累积指数评价结果显示,Hg、As、Cd单项Igeo达到严重累积污染级别的比例分别为25%、6.25%、18.8%。多种重金属潜在生态风险评价表明,区域内所有点位的潜在生态风险指数均在"强"及以上风险等级,其中62.5%的点位为"很强"等级,区域总体处于"很强"风险等级。多元统计表明,Hg、As、Pb、Cu、Zn、Cd主要来源于矿山开采、冶炼和交通运输,Cr来源于成土母质。     

新疆温宿县土壤重金属含量分布及污染风险评价

[目的]分析新疆温宿县林果土壤重金属As、Hg、Cd、Pb和Cr的含量,明确该区域的重金属含量及分布状况,并对其安全性进行风险评价.[方法]2014年对温宿县5.33×104 hm2(80万亩)林果取样调查,根据林果分布、树龄及土壤特征在1 300个样点中选取代表性138个样点,测定重金属As、Hg、Cd、Pb和Cr的总含量.采用污染指数法和潜在生态风险指数法,结合新疆土壤背景值、国家土壤质量二级标准,进行该区的土壤重金属总量分析和重金属污染评价.[结果]温宿县土壤重金属,As平均含量11.96 mg/kg,Hg平均含量0.032 mg/kg,Cd平均含量0.17 mg/kg,Pb平均含量22.93 mg/kg,Cr平均含量43.38 mg/kg,且5种土壤重金属变异系数均较小.以国家土壤环境质量标准(二级)为基础,各元素的污染指数污染程度排序为:As＞ Cd＞Cr＞ Pb＞ Hg.污染评价表明,5种重金属元素(As、Hg、Cd、Pb和Cr)在温宿县土壤的单因子污染指数(Pi)中,均属于安全等级(Pi≤1),为清洁水平;就综合污染指数(Ps)而言,该区域的土壤重金属元素污染程度也均属于安全等级(Px≤0.7),为清洁水平;单因子潜在生态风险评价指数的平均值表明,温宿县5种重金属的潜在生态危害排序为:Hg(77.35) ＞Cd(42.60) ＞As(11.03) ＞Pb(7.96) ＞Cr(1.01),重金属As、Pb和Cr处于低生态风险程度(E＜40),重金属Hg和Cd处于中生态风险程度(E＜80).5种重金属的综合潜在生态风险指数的范围为79.78～236.10,处于低生态风险程度(RI=139.94＜ 150).[结论]新疆温宿县土壤重金属(As、Hg、Cd、Pb和Cr)含量均低于警戒线,污染程度均处于安全等级,单因子、综合生态风险评价也均属于低生态风险程度,说明温宿县的土壤环境质量整体良好.     

洪泽湖湿地重金属含量与N_2O释放特征及关系

以洪泽湖河湖交汇区5种典型土地利用/覆被类型(芦苇地、杨树林、柳树林、水稻田、养殖塘)为对象,研究沉积物重金属含量与N_2O释放特征及关系.结果表明:水稻田的Cd、Cr、Cu、Pb、Zn含量分别为(0.3±0.0)mg·kg~(-1)、(72.4±6.1)mg·kg~(-1)、(37.7±1.4)mg·kg~(-1)、(24.8±0.5)mg·kg~(-1)、(115.3±6.2)mg·kg~(-1),显著高于其他4种土地利用/覆被(P<0.05);水稻田土壤的N_2O潜在释放速率最高,达到(5.83±1.82)mg·kg~(-1)·h~(-1),芦苇地,杨树林,柳树林,养殖塘的释放速率较低且4者间无显著性差异,除了养殖塘为N_2O汇.芦苇覆被方式下,土壤中N_2O潜在释放速率与Cd、Cu含量极显著正相关(P<0.01),与As、Mn、Zn含量显著正相关(P<0.05).结合土壤Cd、Cu、As、Mn、Zn的含量特征,可以认为,低剂量Cd、Cu、Mn、Zn和较高浓度的As可能刺激芦苇地土壤N_2O的释放.人为对湿地土地利用的改变使土壤重金属含量与N_2O释放之间关系的不确定性增加.     

不同种类重金属胁迫对两种小麦产量及构成因素的影响

以当前农业研究的热点领域——重金属污染为切入点,研究了大田Cd、Pb、As、Hg、Cr5种重金属胁迫对小麦(郑麦9023、小偃22)籽粒产量及构成因素的影响。结果表明重金属胁迫下,Cd、Pb、As、Hg、Cr重金属对产量三要素中单位面积群体穗数的影响最大,其次为穗粒数,对千粒重的影响最小;单位面积群体穗数对重金属Cr、Pb最为敏感,在旱田偏碱性的土壤上,Cr、Pb胁迫对小麦单位面积的群体穗数影响的临界含量分别约为187.5mg.kg-1和175mg.kg-1。对两个小麦品种的籽粒产量影响不同,郑麦9023籽粒产量依次为Cr2相似文献   

典型北方菜田常用肥料中重金属含量分析及污染风险评价

为了解北方菜田典型肥料中重金属的含量情况,以有机肥、水溶性肥料、微生物肥料、生物有机肥和复混肥料等5种北方菜田常用肥料作为研究对象,采集了268个代表性肥料样品,检测分析了肥料中As、Cd、Pb、Cr、Hg 5种重金属的含量情况,同时采用单因子污染指数法与综合污染指数法评价了重金属污染程度。结果显示,所有肥料中均检测出5种重金属。其中,有机肥中Pb的平均含量最高,为28.16 mg·kg~(-1),其次为CrAsCdHg。对比我国肥料重金属限定标准发现,尽管样品中Cd含量普遍较低,但是依然有0.63%的有机肥样品超标。其余4种肥料中,Cd含量最高的为水溶性肥,As、Pb、Cr和Hg含量最高的为生物有机肥;同时,生物有机肥中As、Pb、Cd的超标率分别为40%、20%和10%,Cr、Hg未发现超标。单因子污染指数和综合污染指数表明,所有肥料中重金属污染均属于清洁水平,但Pb和Cd的综合污染指数已分别达到了0.62和0.53,存在一定的污染风险,其安全性应该特别关注。     

黔产中药材太子参块根无机元素分析研究

该文采用ICP-MS测定其无机元素含量和绘制元素指纹图谱、用WM/T2-2004对重金属元素进行质量评价,借助主成分分析法确定特征元素.结果表明:太子参无机元素的含量在0057～959 mgkg之间、变异系数在0134～1.478之间,90％太子参中Cd、As、Pb、Hg含量低于WM/T2-2004标准,太子参重金属限量值为:Cr≤65 mg/kg、Cu≤10mg/kg、As≤20 mg/kg、Cd≤0.3 mg/kg、Hg≤0.15mg/kg 、Pb≤4.0 mg/kg,无机元素指纹图谱的特性可以为鉴定太子参质量和区分太子参与其他中药材提供依据,Cd、Cu、Co、Zn、Fe、Ca、Mg、Al是太子参的特征无机元素.黔产太子参中含有丰富的无机元素,90％样品重金属含量未超过现有评价标准,拟定太子参重金属限量值参考值、建立元素指纹图谱和确定了特征无机元素.     

缙云县某复垦地块土壤环境质量调查及生态风险评价

  目的  进一步探索浙江省缙云县某复垦地土壤环境质量。  方法  于2020年在缙云县某复垦地开展土壤环境质量调查,共采集17组土壤-水稻Oryza sativa籽粒复合样品,测定土壤和籽粒中镉、铅、铬、汞、砷等重金属的质量分数,利用单因子污染指数评价法、内梅罗综合指数法、潜在生态风险评价法和生态风险预警指数对土壤重金属污染程度进行评价。  结果  缙云县某复垦地块0~20 cm土层土壤重金属镉、铬、铅、汞、砷质量分数分别为0.33、107.74、53.40、0.03、18.42 mg·kg?1。其中35.29%的点位土壤砷超标,其余4种重金属均未超过农用地土壤污染风险筛选值,镉、砷平均质量分数高于浙江省土壤背景值。复垦地块个别点位水稻籽粒铬和铅超标。该复垦地块的内梅罗综合污染指数平均值为0.69,有58.82%的点位处于警戒范围;地累积指数从大到小依次为镉(0.08)、铅(0.01)、砷(?0.32)、铬(?0.35)、汞(?3.02);潜在生态风险指数的平均值为74.10,存在轻微生态风险;土壤生态风险预警指数达到中度预警级别。  结论  复垦地块个别点位水稻籽粒铬和铅超标;土壤重金属无点位超标,但具有一定的生态风险,其中重金属镉、铬、铅和砷是研究区最主要的生态风险因子,后续应加强关注。表7参24     

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Cd > Hg > As > Pb > Cr,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。     

成都平原北部水稻土重金属含量状况及其潜在生态风险评价

为了解成都平原水稻土重金属含量状况和潜在的生态风险,选取成都平原北部水稻土典型区域为研究对象,采集了158个表层土壤样品,分析了土壤中pH值和Cd、Cu、As、Hg、Pb、Cr、Ni 7种重金属元素含量,以20世纪80年代测定的成都平原土壤重金属元素背景值为评价标准,采用Hakanson潜在生态危害指数法对研究区域的重金属潜在生态风险进行了评价。结果表明:研究区域水稻土Cd、Hg、Ni、Cu、Pb、Cr和As平均含量分别为0.709、0.187、32.08、34.12、31.52、82.13 mg/kg和7.25 mg/kg;Cd、Ni、Cu和Hg 4种重金属超过《土壤环境质量标准》(GB15618-1995) Ⅱ级标准值样本比例分别为87.34%、8.23%、3.80%和3.80%,Cd含量超标严重。7种重金属元素变异系数幅度为18.35%-49.03%,由大到小依次为Cd、Hg、Cu、As、Ni、Cr、Pb。75.32%的样本达到中度或较强重金属潜在生态风险,区域整体表现为中度潜在生态风险(RI平均值为198.65),Cd和Hg为高生态风险元素,对潜在生态风险贡献率分别为62.27%和20.78%,As、Pb、Cu、Ni、Cr为低生态风险元素;风险概率图显示城区周边和绵远河沿线的潜在生态风险等级较高。因此,成都平原水稻土农业生产中应采取一定的措施防控农产品Cd和Hg污染。     

基于标准化方法和统计分析法的土壤重金属环境基线值分析比较

通过监测研究区域208个监测点位表层土壤重金属Cd、Hg、As、Pb、Cr、Cu、Ni、Zn的含量,并以此为基础获得区域表层土壤重金属环境基线值,以及区域表层土壤重金属环境基线值相对于本底值的变化累积情况,以此来判断区域表层土壤重金属受人为活动的扰动程度。采用标准化方法和相对累积频率统计方法,分别获得基于这两种方法的重金属环境基线值及偏差,以两者的平均值作为研究区域表层土壤重金属环境基线值。结果显示:研究区域监测点位表层土壤重金属Cd、Hg、As、Pb、Cr、Cu、Ni、Zn分别有17.3%、1.0%、4.3%、0.0%、2.4%、3.8%、1.9%、0.0%的监测点位超出了农用地土壤污染风险筛选值限值,分别有26.9%、26.0%、29.8%、17.3%、16.8%,20.2%、28.4%、21.6%的监测点位较区域本底值均有不同程度累积;基于标准化方法和相对累积频率统计方法两种方法获得的重金属Cd、Hg、As、Pb、Cr、Cu、Ni、Zn的环境基线值平均值分别为0.22、0.09、13.34、30.7、82.0、29.7、38.0、89.1 mg/kg,相对偏差为0.5%～12.0%;土壤中重金属Cd、Hg、As、Pb、Cr、Cu、Ni、Zn的环境基线值较区域本底值的累积指数分别为1.5、1.2、1.0、1.1、1.0、1.0、1.0、1.0、1.0,重金属Cd的环境基线值较区域本底值有轻度累积,说明土壤重金属Cd已经受到一定程度的人为因素干扰,但影响程度较小,Hg有轻度累积的风险,As、Pb、Cr、Cu、Ni、Zn无明显累积。     

浙江大洋水库沉积物重金属、营养盐生态风险评价

为评价大洋水库有机污染和重金属的潜在生态风险,于2013年3、6、9月对其沉积物Cu、Pb、Cd、Cr、Zn、As和Hg 7种重金属和碳、氮、磷的空间分布进行了研究。结果表明:沉积物Cu、Pb、Cd、Cr、Zn、As和Hg含量分别为19.50、86.19、0.41、2.44、126.7、3.46、0.36 mg/kg,有机碳(TOC)、总氮(TN)和总磷(TP)含量分别为7.30%、0.27%和0.099%,各种重金属和营养盐含量无空间差异;大洋水库重金属污染程度和潜在生态风险两种背景值评价方法间无差异或仅相差一个等级;以金衢盆地重金属背景值为参比,发现大洋水库沉积物处于中度重金属污染水平(Cd=10.53),7种重金属处于低污染到较高污染程度之间,其中Hg污染程度最高,Cr和As污染程度较低;大洋水库沉积物潜在重金属生态风险指数(RI)平均值为181.63,具有中等生态危害;各种重金属离子潜在生态风险由高到低依次为Hg、Cd、Pb、As、Cu、Zn、Cr,其中Hg具有中等到较高的生态风险,Cd为中等风险,其他重金属为低风险。研究表明,该水库存在严重的有机污染和较严重的有机氮污染。     

太原市污灌区土壤重金属分布特征及风险评价

对太原市污灌区土壤重金属Pb,Zn,Cu,Ni,Mn,Cr,As,Hg和Cd污染现状进行调查和分析,结果表明,该地区重金属平均含量分别为:Pb 24.95 mg/kg,Zn 83.86 mg/kg,Cu 28.33 mg/kg,Ni 33.30 mg/kg,Mn682.16 mg/kg,Cr 80.08 mg/kg,As 12.46 mg/kg,Hg 0.09 mg/kg,Cd 0.19 mg/kg。主要污染物为Hg和Cd,单项污染指数分别为2.74和2.42,为中度污染,单因子生态危害系数分别为109.54和72.71,为中度生态危害;晋源区Hg单项污染指数和单因子潜在生态危害系数最高,分别为4.89和195.57;小店区Cd单项污染指数和单因子潜在生态危害系数最高,分别为3.09和92.59。同时,通过污染指数与生态危害系数比较,表明Hg,Cd在构成土壤环境污染的同时,也造成了相应的生态危害。     

舟山群岛潮间带表层沉积物污染状况及其潜在生态风险评价

于2013年对舟山群岛潮间带表层沉积物中重金属（cu、Pb、cd、zn、cr、Hg、As）和多氯联苯（PcBs）含量进行了测定,采用单因数污染指数法和Hakanson生态风险指数法评价潮间带沉积物污染状况及其潜在生态风险。结果表明,cu、Pb、Cd、Zn、Cr、Hg、As和PCBs的平均含量分别为30．8、27．5、0．183、91．6、41．4、0．064、8．24mg/kg和0．24μg／kg。评价结果显示：研究区域处于中等污染水平和中等潜在生态风险水平,各要素污染程度为Hg〉Cd〉Cu〉Zn〉Pb〉As〉Cr〉PCBs,潜在生态风险程度排序为Hg〉Cd〉As〉Cu〉Pb〉Zn〉Cr〉PCBs,Hg、Cd为首要潜在生态风险因子。     

带鱼中微量元素的检测分析

采用微波消解-电感耦合等离子体-质谱法(ICP-MS)检测带鱼中的15种微量元素的含量。结果表明:带鱼中含有大量的人体必需元素,其中钾、钙、镁、铁、磷含量尤为丰富,分别达到了3.37、13.07、3.76、2.45、1.82 g/kg;同时也检测到带鱼中砷、汞、铬、镉、铅5种有害重金属部分超出我国无公害水产品有害重金属限量标准,分别为38.73、1.47、0.98、0.14、0.34 mg/kg。     

东北黑土区小流域耕地土壤重金属污染特征及健康风险评价：以海沟河小流域为例

为探究城市化进程、农业生产等对黑土环境质量的影响,分析黑龙江省海沟河小流域表层(0～20cm)土壤重金属累积状况与生态风险,采用US EPA模型评价土壤重金属污染健康风险。结果表明:1)海沟河小流域耕地土壤重金属元素平均含量为Cu 16.334mg/kg,Zn 70.684mg/kg,Hg 0.063mg/kg,As 0.05mg/kg,Pb 24.486mg/kg,Cd 0.213mg/kg,Ni 21.775mg/kg和Cr 49.649mg/kg,其中单因子污染指数、综合污染指数、地积累指数均表明研究区土壤重金属已开始积累和富集,其中以Hg和Cd的污染较重。2)单因子生态风险指数Er表明45.59%和47.06%样点Hg的风险分别处于中等和强级别,Cd则分别为60.29%和39.71%。综合生态风险指数RI表明中等风险等级样点所占比率较高为69.12%,说明研究区土壤重金属潜在生态风险危害已形成,其中Hg和Cd贡献最大。3)健康风险评价结果表明,经口摄入暴露途径更容易引发致癌或非致癌风险。8种重金属中As、Cr、Cd及Ni具有致癌风险。