长期污灌农田土壤重金属污染及潜在环境风险评价

以西安市某典型污灌区农田土壤为研究对象,分析长期污水灌溉对表层土壤重金属含量及富集状况的影响,采用内梅罗指数法和Hakanson潜在生态危害指数法对其污染现状及潜在环境风险进行评价.结果表明:长期污灌已导致农田土壤Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb和Zn 7种重金属相对自然背景有不同程度累积,其富集比例依次为100％、82.69％、100％、100％、80.77％、98.08％和100％,仅有土壤As平均含量低于其背景水平;以国家土壤环境质量标准二级限量值作为污染评价阈值,其中Cd和Hg污染表现突出,按其污染指数平均值排序为Cd＞Hg＞Ni＞Cu＞Zn＞As＞Cr＞Pb;土壤重金属综合潜在环境风险为“强”等级,Hg、Cd的环境影响占据主导;随污灌年限增长,离灌渠越近,农田土壤重金属的污染水平和环境风险越高.鉴于该区土壤重金属已呈现较强生态危害性,应及时采取必要防治措施,调整土地利用结构,确保农田环境及农产品安全生产.     

北方污灌区土壤重金属污染特征分析

【目的】研究我国北方污灌区农田土壤Cu、Pb、Zn、Cr、Cd、Ni、As、Hg等8种重金属元素的污染特征,为污灌区土壤环境质量评价、土壤重金属污染修复提供参考。【方法】以我国北方30个污灌区土壤重金属污染数据为基础,采用统计分析方法、内梅罗综合污染指数法及地质累积指数法,对北方污灌区土壤重金属的污染特征进行分析。【结果】结果表明,北方污灌区农田土壤中8种重金属元素含量均未超过土壤环境质量二级标准,但除Cr外,其余7种重金属的平均含量均显著高于全国背景值;8种重金属含量变异系数从大到小依次为CdHgPbAsZnCuCrNi,其中Cu、Cr、Ni在不同灌区差异性相对较小,Cd、Hg、Pb在不同灌区差异较大;Cu与Zn、Cr、Cd、As、Hg,Zn与Ni,Cr与Pb、Ni、As、Hg,Cd与As呈显著相关的概率较大,Pb与Cu、Zn、Ni、Hg,Hg与Zn、Cd、Ni、As呈高度相关的概率较大;各种重金属内梅罗综合指数和地质累积指数由大至小依次为CdHgCuAsZnPbNiCr。【结论】我国北方污灌区农田土壤中Cu、Pb、Zn、Cr、Cd、Ni、As、Hg等8种重金属元素明显积累,应该引起有关部门的足够重视。     

山西典型工业发展区土壤重金属潜在生态风险评价

采用野外采样和室内分析相结合的方法,以山西省典型工业区农田表层土壤(0~20 cm)为研究对象,分析了土壤中重金属Hg,As,Cd,Cr,Pb,Cu,Ni,Zn的含量,探讨了土壤中重金属的含量与不同人类活动的关系,并进行了潜在生态风险评价。结果显示,8种重金属的含量均超过山西省土壤表层的背景值;表层土壤的潜在生态风险评价表明,当地的农田土壤Cr,Ni,Pb,As,Cu,Zn有轻度的生态风险,Cd和Hg存在较大的生态风险。工业区土壤的污染程度明显高于其他地区,局部地区已出现极强污染。     

湘潭县农田土壤重金属污染及生态风险评价

为探讨湘潭县农田土壤重金属的污染特征及潜在生态风险,以湘潭县农田土壤为研究对象,分析了土壤中As、Hg、Zn、Pb、Cu、Cr、Cd、Ni 8种重金属元素含量和污染特征,并利用潜在生态危害指数法评价了该区域农田中土壤重金属的综合潜在生态风险。结果表明:8种重金属中Cd含量平均值高于风险筛选值,低于风险管制值,其他7种重金属含量的平均值均低于风险筛选值,且Cd和Hg累积程度较高,其最小值分别是背景值的1.53倍和1.04倍。在单项污染风险评价中,超过90%的样本Cr、As、Hg、Pb含量小于风险筛选值,90.4%的样本Cd含量大于风险筛选值,且Cd含量高的区域主要分布在东部地区,没有Cr、As、Hg、Pb和Cd含量大于风险管制值的样本;综合污染风险评价结果显示92%的样本可能存在食用农产品不符合质量安全标准等的土壤污染风险。综合潜在生态风险系数的平均值为314.9,处于强潜在生态风险水平。通过以上分析说明,该区农田土壤重金属整体呈现出高生态风险状态,这种现象主要是由该区农田土壤中Cd的污染程度比较高造成的。     

开封市污灌区土壤重金属污染及潜在生态风险评价

对开封市惠济河污灌区土壤中重金属Pb、Cd、Hg、As、Cr、Cu、Zn、Ni的含量进行测定,并采用单因子污染指数法、综合污染指数法和潜在生态危害指数法对该区域土壤重金属污染状况及潜在生态风险进行评价,以期为今后污灌土壤治理和修复提供理论依据。结果显示,污灌区土壤中重金属Cu、Zn、Pb、Cd、Hg、As、Cr、Ni含量平均值分别为62.9、127.0、82.6、0.62、0.148、16.0、53.2、27.2mg/kg,仅Cd含量稍微超过土壤环境质量(GB 15618—1995)二级标准,其余7种重金属含量均未超标。从单因子污染指数来看,Cu、Zn、Pb、Hg、As、Cr、Ni的单因子污染指数平均值均未超过1,说明土壤未被这些重金属污染,Cd的单因子污染指数为1.033,说明土壤被Cd轻微污染。从综合污染指数来看,污灌区土壤重金属的综合污染指数平均值为0.827,总体处于警戒线水平。从潜在生态风险因子和指数来看,污灌区所有重金属总体均具有轻微生态风险。另外,单因子污染指数分析发现,河流水质、河流底质、污灌区土壤中的首要污染因子相同,均为Cd,且前3项污染因子中均含有Cu;河流水质、污灌区土壤中的前3项污染因子均含有As,说明污灌区土壤中的污染因子与河水、河流底质中的污染因子基本相同,土壤中重金属污染主要是由多年的污水灌溉造成的。     

农田土壤重金属含量及生态风险程度评价

【目的】 分析干旱区农田表层土壤重金属含量及土壤可能存在的生态风险。【方法】 于乌鲁木齐米东区采集农田表层（0~20cm）土壤,分析As、Cd、Cr、Hg、Pb、Cu、Zn、Ni 8种重金属含量,综合运用地累积指数法、潜在生态危害指数法评价米东区农田土壤生态风险,采用相关分析法和主成分分析法分析米东区土壤重金属的主要来源。【结果】 米东区农田土壤8种重金属含量均低于《食用农产品产地环境质量评价标准》（HJ/T 332-2006）限值,Cd、Hg、Cu、Zn平均值高于新疆土壤背景值,Cd、Hg平均值含量为新疆土壤背景值的3~4倍。地累积指数（Igeo）平均值Hg>Pb>Cd>Zn>Cu>Ni>Cr>As,米东区农田土壤7种重金属整体处于轻度污染。潜在生态危害指数（RI）均值为31.41,米东区整体处于低潜在生态风险水平。米东区土壤Cr、Ni以自然源为主,Hg以人为源为主,Pb、Zn、As、Cd与Cu以自然、人为复合源为主。【结论】 米东区农田土壤重金属整体处于轻度污染,低潜在生态风险水平,属于生产安全区域。     

汾河临汾段污灌区土壤重金属污染评价

为全面了解汾河临汾段污灌区土壤重金属污染状况,对该区土壤 Zn、Cu、Ni、Pb、Cd、Cr、Hg、As含量进行检测,并采用地累积指数法和潜在生态危害指数法对土壤重金属污染进行评价。结果表明,汾河临汾段污灌区土壤Zn、Cu、Pb、Cd、Hg、As 平均含量均超过了山西省土壤背景值;各重金属平均含量均未超过国家土壤环境质量标准二级标准值,仅 Ni、Pb、As 分别有5％、37％、1％的采样点超过了国家土壤环境质量标准二级标准值,但所有样点均未超过国家土壤环境质量标准三级标准值。汾河临汾段污灌区土壤各重金属地累积指数表现为 Hg＞Cd＞Pb＞Cu＞Zn＞As＞Ni＞Cr,各重金属潜在生态危害系数表现为 Hg＞Cd＞Pb＞As＞Cu＞Ni＞Cr＞Zn,土壤环境总体处于无至中－强度污染水平,存在强度危害风险。污染较严重的重金属元素不仅受灌溉水质影响,还与灌溉次数、农业施肥、交通运输、工矿企业生产、日常生活和生产活动密切相关。     

农田土壤重金属污染特征、生态风险评价与来源分析

目前,我国经济与工业快速发展,农田土壤重金属污染问题日益严重。采用污染负荷指数(PLI)、潜在生态风险指数(RI)、相关性分析和聚类分析等方法研究新疆乌鲁木齐市周边农田土壤重金属污染现状、空间分布特征、潜在生态风险及其主要来源。结果表明,乌鲁木齐市周边农田土壤重金属Cd、Cr、Cu、Ni、Zn、Hg含量的平均值均超过了新疆土壤背景值,特别是Cr和Zn的含量远超过新疆土壤背景值;乌鲁木齐市周边农田土壤属于轻度污染;乌鲁木齐市周边农田土壤重金属中Hg与Cd是最主要的生态风险因子,研究区生态风险预警指数呈现无警示状态。Cu、Cr、Hg、Ni、As的污染主要是由于污水灌溉,Pb和Cd的污染主要是由于煤矿开采,Zn的污染是由镀锌钢管大棚、机械制造及彩钢制造厂等所造成的。     

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。     

海南西部热带雨林次生林土壤易氧化有机碳分布特征及影响因素

【目的】检测云南八角主产区林地土壤重金属污染水平,为八角产地土壤环境质量评价、潜在 风险评估提供参考依据。【方法】以云南省文山州 7 个县的八角林地土壤为研究对象,测定土壤重金属 As、 Cd、Cu、Cr、Pb、Hg、Zn 和 Ni 的含量,应用单项和综合污染指数对林地土壤重金属污染风险进行评价。 【结果】检测区土壤重金属变异系数在 7.11%~18.75% 之间,Hg、As、Pb、Cr 的平均含量超过云南省土壤重金 属背景值,As、Pb、Cu 超过风险筛选值。污染评价表明,As 单因子污染指数平均值最高为 1.99,为警戒级别, 内梅罗综合污染指数评价为轻污染;潜在生态风险因子和潜在生态风险指数均处于低风险等级,其中 Cd 生态风 险因子最高;地质累积指数 Hg 和 As 在 1~2 之间,为中度污染等级。聚类分析表明,林地土壤重金属 As、Pb、 Cd、Cu、Zn、Hg 主要受土壤母质和人类活动的共同影响,Cr 和 Ni 来源相似,主要为自然来源。【结论】云南 八角种植区土壤重金属含量差异较大,受人类活动和成土母质的共同影响,部分区域重金属存在一定程度的超 标现象。     

灌溉水质对污灌区土壤重金属含量的影响分析

利用统计学方法和空间分析,对鞍山宋三灌区稻田土壤重金属含量进行了分析研究。结果表明,利用工业废水进行灌溉的稻田,土壤环境质量明显低于利用河水和城市生活污水进行灌溉的区域,土壤重金属Cd和Hg分别超标1.8倍和2.2倍。空间分析结果显示,污灌区土壤重金属含量的空间差异明显,6种重金属污染物空间分布的峰值均出现在工业废水进行灌溉的区域。由此所得结论是:工业废水中的污染物质对农田土壤环境影响明显,应避免直接用于农田灌溉;在农田土壤环境保护工作中,在对重点污染物进行分析的同时,应加强对重点区域的监测。     

太原城区周边土壤重金属分布特征及生态风险评价

以太原市城区周边土壤为研究对象,分析了土壤重金属Cu、Zn、Ni、Cr、Pb、Cd、Hg和As的污染特征及其空间分布特征,并通过对研究区的污染源进行资料收集和实地调查,探究了污染源与土壤重金属污染间的关系。结果表明:研究区土壤重金属元素Zn、Cr、Hg、Pb、Cd的均值都超过了山西省土壤背景值,元素Ni、Cu和As与背景值相差不大;从Hankson生态风险评价来看,研究区的综合生态风险程度处于中等水平,Hg和Cd的风险较为明显,其达到中等风险强度以上的样点分别有74.1%和30.8%;从空间分布来看,研究区的南部土壤重金属元素Pb、Hg、Cd、Cu、Zn、Ni和Cr的含量较高,As含量较高的区域集中分布于东北部;化工类污染源和矿石类污染源是造成研究区重金属污染的两个主要污染源。     

保定市郊污灌区土壤重金属潜在生态风险评价

以保定市郊污灌区为研究对象，采用潜在生态风险指数法对污灌区土壤6种重金属元素进行单因子和复合生态风险评价。结果表明，污灌区11个采样点的Cd平均潜在风险系数为77．9，达到中度生态危害程度，其余元素均未达到轻度生态危害的上限标准，6种重金属平均潜在生态风险指数依次为Cd〉Pb〉Cu〉Zn〉Cr〉Ni。在6种重金属元素中，Cd元素对生态风险的贡献率最高，是构成潜在生态风险的主要因子。另外，污灌区个别样点的土壤重金属综合生态风险指数为223．2，达到中度生态危害程度。与污灌区相比，对照区样点6种元素的单因子潜在生态风险系数均相对较轻，没有达到轻度危害程度，而且对照区4个样点的重金属复合生态风险指数相对于污灌区较轻，但存在Cd风险。     

中国蔬菜土壤重金属含量及来源分析

 【目的】为系统了解并客观评价中国菜地土壤的重金属含量状况，促进中国蔬菜生产向优质高效方向发展。【方法】系统收集了1989年以来中国蔬菜土壤重金属研究的相关资料，并利用相关方法对所收集到的数据进行了统计分析。【结果】中国菜地土壤重金属中以Zn含量最高，其次是Cr，再次是Cu；而毒性较大的元素As、Hg、Cd的含量相对较低，其平均含量分别为8.03、0.12、0.28 mg•kg-1。与国家土壤质量II级标准GB15618-1995（6.5＜pH＜7.5）相比，Cd含量超标的问题较为突出，全国约24.1%的菜地样本超标；Hg含量其次，样本超标率为10.3%；As的超标率为9.2%。各种重金属按含量超标率排序为：Cd＞Hg＞As＞Zn＞Cu＞Cr＞Pb。若按地区比较，则东部地区Cd含量超标较为严重， 其次是Hg和Zn；中部地区以As和Cd含量超标为主，亦存在少量的Hg、Zn、Cu超标；西部地区亦以As、Cd超标为主，并伴随有少量的Cu、Cr和Hg超标。不同类型菜地比较，工矿/污灌区菜地的As、Cd、Hg、Zn含量均最高，尤其是其Hg含量平均高达2.36 mg•kg-1，超出其它类型菜地含量的10.5～21.1倍；设施菜地的Cu、Cr含量在所有类型中是最高的，而城市郊区菜地则Pb含量相对较高。对全国各地的蔬菜基地进行单独分析，发现除Pb含量稍高外，其它几种重金属的含量均较低，全国普通菜地的整体质量状况较好。【结论】在中国当前菜地利用方式下，除工矿/污灌菜地、市郊菜地土壤中个别重金属含量超标外，中国菜地土壤、特别是蔬菜基地土壤的重金属含量基本上未超过国家标准，整体质量状况较好。     

沈抚灌区农田土壤重金属污染时空变化特征及生态健康风险评价

以东北典型污灌区——沈抚灌区农田土壤为研究对象,在收集整理沈抚灌区自20世纪末停灌后不同时期土壤重金属污染情况的相关文献报道后,沿灌渠主干以行政村为单位布设取样点28个,利用原子吸收分光光度法、数理统计法、空间插值法等研究了重金属元素Cd、Pb、Cu、Zn在灌区农田土壤和农作物中的污染现状及时空分布特征,并利用内梅罗污染指数法、EPA人体暴露风险评价法及潜在生态危害指数法对污灌区重金属污染土壤及农产品的潜在健康风险进行评价。结果表明:灌区土壤重金属的平均浓度为:Cd 0.60 mg·kg~(-1)、Pb 38.76 mg·kg~(-1)、Cu 22.39 mg·kg~(-1)、Zn 57.64 mg·kg~(-1),其中Cd含量超过了国家土壤环境质量二级标准;与文献报道该灌区近15年来土壤重金属污染情况相比,土壤中Cu、Zn含量明显降低,而Cd、Pb含量并无显著变化;土壤中4种重金属元素的空间分布特征各异,灌区土壤重金属综合污染水平属于轻微污染;Cd、Pb在玉米中残留浓度超过国家食品安全限值,对人摄食途径存在健康风险,尤其是Cd具有较强的潜在生态危害性。     

安徽省某县农田土壤重金属污染及潜在生态风险评价

以安徽省沿江某县农田土壤为研究对象，通过野外调查采集土壤样品199个，分析了土壤中主要重金属元素含量，采用地积累指数法和Hakanson潜在生态风险指数法， 并与GIS相结合评价了研究区农田土壤重金属潜在生态风险。结果表明：Cd、Pb、Cr、As、Hg等5种重金属元素的平均值分别为0.302、61.17、87.13、12.89 mg·kg^-1以及0.139 mg·kg^-1，相较于《土壤环境质量标准》的二级标准只有Cd的平均值略超标；相较于当地土壤元素背景值则全部元素都超出范围；研究区土壤各种重金属元素出现污染的点位占比分别为：Cd 85.43%、Hg 76.38%、Pb 59.30%、As 26.63%以及Cr 19.60%。污染程度由强到弱依次为Cd > Hg > Pb > As > Cr；研究区各种重金属潜在生态风险指数由高到低分别为：Hg > Cd > As > Pb > Cr，其中Hg和Cd占主导地位；研究区综合潜在生态风险指数介于83.83~6 987.87之间，平均值为250.76，有13.57%的点位处于强或以上风险，应该引起相关部门的重视。     

污灌时间对土壤肥力及土壤酶活性的影响

通过时空互代、野外调查和采样分析的方法,研究了石家庄栾城县不同污水灌溉时间下(0～52 a)耕地土壤肥力及土壤酶活性特征.结果表明:与对照点相比,污水灌溉区土壤有机质、全氮、全磷含量,蔗糖酶、脲酶和磷酸酶活性均相对较高,而土壤阳离子交换量、过氧化氢酶和脱氢酶活性无明显的变化规律;污水灌溉区土壤全氮、蔗糖酶、磷酸酶与污灌时间之间表现出显著正相关性(P＜0.05),其他指标与污灌时间之间均无显著相关性;土壤肥力(有机质和全氮)、重金属(总Cr和总Cd)与水解酶(脲酶和磷酸酶)之间表现出显著正相关性,交换态Cr与脱氢酶活性之间呈现出显著负相关性.上述特征反映了污水灌溉时间对土壤肥力及土壤酶活性具有复杂的影响效应,而这些效应是决定污水灌溉区土地生产力能否高产的重要因素.     

典型污灌区土壤重金属污染与蔬菜质量相关性研究

以单因子污染指数和综合污染指数为评价指标,对昆明市典型污灌区5种不同环境条件下土壤和蔬菜进行重金属(Hg、Cr、Cd、Pb、As、Cu、Ni)污染监测。结果发现,污灌区的蔬菜地土壤重金属As、Ni、Cd、Hg、Cu均存在一定的污染,部分已超过GB 15618-1995《土壤环境质量标准》二级标准限值;部分蔬菜已受到重金属的污染,重金属含量超过国家食品卫生标准和无公害蔬菜标准;土壤中Cd含量与蔬菜中的Cd含量呈显著正相关,而多数蔬菜As含量与土壤污染无相关性。     

湖南省某县稻田土壤重金属污染特征及来源解析

以湖南省某县稻田土壤样品为研究对象,分析Cd、Pb、Cr、As、Hg的污染特征及来源。利用单污染指数法、综合污染指数法、地累积指数法和潜在生态危害指数法评估稻田土壤的污染状况及生态风险,结合地统计信息绘图技术、条件推理树模型和主成分分析法研究湖南省某县稻田土壤中重金属的来源。结果表明:该县稻田土壤Cd、Pb、Cr、As、Hg的平均含量分别为0.729、49.9、79.2、19.8、0.244 mg·kg-1。综合污染指数大于3的重污染点位数占14.2%,轻污染及以上点位数占74.9%,说明该区域稻田土壤受到一定程度的重金属污染。综合潜在生态危害指数均值为84.9,总体处于轻微污染水平,其中Cd对综合潜在生态危害的贡献率为65.97%。结合空间差值研究发现高Cd分布区主要位于该县工业基地周边,结合条件推理树模型建立,发现该稻田中重金属Cd的来源主要与企业距离有关,此外,单位农田畜禽粪便承载量、距离工矿企业距离、反映投入品添加量的粮食均对Cd的污染具有贡献作用。结合主成分分析,Cd、Pb污染主要与工业污染源及交通运输有关,As、Hg污染主要与居民活动、生活及工业废弃物堆放及污灌有关,Cr主要与自然活动有关。湖南省该县重金属总体处于轻微污染水平,其中Cd是该农田生态风险的主要来源,Cd污染主要与工业污染源有关。     

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。