基于ArcGIS的聊城市耕地土壤重金属污染现状与评价

为掌握聊城市耕地土壤重金属污染现状,分析耕地安全及其对粮食质量的影响,将聊城市耕地分为136个采样点,调查砷、镉、铬、铜、汞、镍、铅、锌等8种重金属的含量.采用全新的综合指数法-地质累积指数与内梅罗指数结合法进行污染评价.经综合指数分析,重金属污染的程度依次为汞＞铜＞镉＞锌＞铬＞铅＞砷＞镍.基于ArcGIS,分别对各种污染物的综合指数进行污染空间分布研究,聊城市土壤各重金属污染分布不尽相同,各重金属在县市城区周边污染偏大,但总体上区域差异较小.通过相关性分析,发现As与Cu、Ni、Zn,Cr与Ni,Ni与Zn等呈显著正相关.     

桂林市菜地土壤重金属含量及其风险评价

以产地土壤重金属的含量为依据,应用单因子污染指数法和尼梅罗综合污染指数法及潜在生态危害系数法对桂林市菜地土壤重金属进行污染和风险评价。结果表明:桂林市菜地土壤中铅(Pb)、铬(Cr)、铜(Cu)、锌(Zn)、镉(Cd)、镍(Ni)、砷(As)、汞(Hg)8项重金属的平均含量有铬(Cr)、铜(Cu)、锌(Zn)、镍(Ni)、砷(As)、汞(Hg)6项低于背景值,只有铅(Pb)和镉(Cd)略高于背景值;菜地土壤中铅(Pb)、铬(Cr)、铜(Cu)、锌(Zn)4项重金属属于低度生态危害,镉(Cd)属于中等生态危害;菜地土壤环境质量处于警戒限,尚清洁。     

通辽市污灌区土壤重金属潜在生态风险评价

以通辽市孔家乡污灌区表层土壤为对象,研究不同灌水方式土壤中(铜、铅、锌、镉、砷、铬)污染的特征,采用Hakanson潜在生态危害指数法评价了土壤中重金属的潜在生态危害。研究结果表明,灌区土壤中有部分样点的镉的平均含量超过土壤环境质量标准(GB15618—1995)Ⅱ级标准值,砷、铬、铜、镉重金属的平均含量超过当地土壤背景值,另外两种元素的均值含量未超背景值;单因子生态危害系数而言,其潜在生态危害程度顺序为:镉>铜>砷>铬>铅>锌,镉达到强级别的生态危害程度;从复合生态危害系数上看,潜在生态危害综合平均指数(RI=86.87),处于轻度危害的样点占总数的65.71%,表明长期的污灌造成了灌区土壤重金属的轻度污染。     

余姚市茭白基地土壤重金属污染评价

选取汞、砷、铅、镉、铬、铜、锌等7种元素,对河姆渡茭白基地的土壤污染情况进行综合评价。结果表明:该基地有3种金属元素均高于背景值,超标率为锌>铬>汞,检测的大部分基地受到轻度污染,元素的综合污染指数顺序为:锌>铬>汞>铜>镉>砷>铅。基地土壤中金属元素含量呈较快的累积状态。     

福建省耕地土壤重金属污染及生态风险评价

以网格布点方式采集省内地块较为集中的成片耕地表层土壤样本327个,进行镉、汞、砷、铜、铅、铬、锌、镍8种主要重金属污染物含量的测定。应用单因子污染指数法、内梅罗综合污染指数法及Hacanson潜在生态风险指数法,对耕地土壤污染状况及生态风险进行评价。结果表明,福建省区域内耕地土壤环境质量状况总体良好,属于清洁与尚清洁的区域占全部监测区域的86.7%,但单因子评价结果显示耕地土壤中无机元素汞和镉超标较为严重。生态风险评价结果显示,福建省耕地土壤中有73.1%的土壤处于低风险等级,22.0%的土壤处于中等风险等级,强风险等级土壤占3.98%,很强风险等级土壤仅占0.92%。土壤中各项重金属对土壤潜在生态风险贡献率大小顺序为:Hg>Cd>As>Pb>Cu>Ni>Cr>Zn。     

南盘江流域曲靖段土壤及农作物中重金属污染特征与生态风险评价

通过采集南盘江流域曲靖段内的土壤及农作物样品,分析该段土壤及农作物重金属污染特征和分布规律,通过潜在生态危害指数法和地质累积指数法对流域内土壤重金属污染进行生态风险评价;通过地质积累法反映农作物对重金属的富集状况,并使用内梅罗污染指数法和单因子污染评价指数法来评估农作物中5种重金属的生态风险。结果表明:铅和铬含量超标较为严重,铜、锌、镉均在警戒线上;受重金属污染的地点主要集中在焦煤厂、化肥厂、冶炼厂周边和生活污水排污口处。     

攀枝花市芒果基地土壤环境质量评价

调查了攀枝花市3个主要芒果种植基地土壤重金属(铅、镉、镍、铬、铜、锌、砷、汞)含量状况，并采用单项污染指数法和综合污染指数法进行分析评价。结果表明，各基地土壤重金属含量水平差异较大，重金属含量的变异系数在19.4%~76.1%之间，超标的重金属元素主要为Ni、Cd和Cr，内梅罗综合污染指数均小于1.0，在安全警戒线内。

     

沘江流域农田土壤重金属污染特征及原因剖析

以沘江流域农田土壤为研究对象,通过土壤采样测试分析,运用单因子评价法、内梅罗综合污染指数法和相对污染指数法,分析了沘江流域农田土壤重金属As、Cd、Pb和Zn的污染特征及原因。结果表明:按照国家土壤环境质量标准(Ⅱ),沘江流域农田土壤中Cd大范围严重超标,其次是Pb和Zn,而As没有超标;土壤单因子污染指数CdZnPbAs,农田土壤广泛受到重金属Cd的极重污染,大部分农田土壤受Zn重污染,Pb中度污染且集中在矿区2号段,而As仅对2号段少部分农田土壤有中度污染;内梅罗综合污染指数显示,农田土壤内梅罗综合污染指数达到重污染等级;相对污染指数显示,农田土壤As、Cd、Pb和Zn相对污染指数均超标,超标率PbZnCdAs,说明兰坪铅锌矿的开发对土壤污染影响最大的是Pb和Zn。沘江流域农田土壤中重金属污染不仅由金顶铅锌矿开发所造成,而且与其高背景值也有关系。沘江上游到下游沿岸农田土壤重金属污染空间变化显著。矿区上游土壤的重金属单因子污染和综合污染均最低,离矿区最近的土壤污染最高,离矿区稍有一定距离的土壤污染迅速下降,中游的4号段污染有一定升高,到5号段云龙县城附近污染又逐渐上升,但上升幅度较小。沘江流域农田As、Cd、Pb和Zn污染之间的相关性显著,同源的概率非常大,存在4种重金属复合污染的危险。     

闵行区耕地土壤重金属污染现状调查分析

为了解上海市闵行区耕地土壤中铅、镉、铬、汞、砷、铜、锌、镍等重金属的空间分布状况，特于2022年对闵行区耕地土壤中的重金属含量进行了调查分析。结果表明，闵行区耕地土壤环境质量总体安全，未出现一种或几种重金属的轻度、中度或重度累积；土壤重金属综合污染评价为1级清洁的样本数量为86个、占比为94.5%,2级尚清洁的样本数量为5个、占比为5.5%；不同利用方式土壤的综合污染指数表现为经作田<粮田<菜田，评价为2级尚清洁的耕地土壤主要分布在闵行区个别乡镇的个别粮田或菜田。     

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     

规模化猪场灌区土壤重金属污染特征及风险评价——以重庆市某种猪场为例

为了解长期猪场粪污灌溉带来的土壤重金属污染特征和风险,依托于重庆市某种猪场,采集其粪污灌溉区16个土壤样品,测定了Cu、Zn、Cd、Pb的全量,并运用单因子污染指数法、内梅罗污染指数法、地累积指数法评价了重金属污染状况,同时测定各重金属的分形态含量,评价了重金属的生物有效性和潜在生态风险。结果表明:灌区土壤呈弱碱性,Cu、Zn、Cd、Pb的平均含量分别为30.80、91.33、0.55、29.34 mg·kg~(-1),均超过了区域背景值,但不超过土壤环境质量标准(GB 15618—1995)二级标准。变异系数CdCuZnPb,其中Cd和Cu达强变异性水平。部分采样点的Cd含量高,已达到中等污染水平,土壤未受到Cu、Zn、Pb的污染。土壤中Cu、Zn、Pb主要以残渣态存在,其分别占总量的85.52%、68.40%、56.55%,Cd主要以可还原态存在,占总量的52.65%。土壤重金属生物有效性CdZnPbCu,Cd和Zn的可生物利用风险较大。以土壤质量二级标准为参比值,4种重金属的单项潜在生态风险均为轻微等级;以区域背景值为参比值,Cd的生态风险为中等,其余元素为轻微。研究区重金属综合潜在生态风险为轻微级。     

麦玉轮作区农田土壤重金属调查及评价

为全面了解旱地两熟区典型轮作制农田土壤重金属污染和风险状况,通过采集150个耕层土壤样品调查分析了我国高利用强度下麦玉轮作农田土壤重金属含量(Ni、Cr、Cu、Cd、Zn、Pb、Hg、As),并采用单因子污染指数(Pi)、内梅罗综合污染指数(PN)、富集因子(EF)和生态风险评价(RI)4项指标进行土壤污染评价。结果表明:PN和RI指数表明,旱地两熟区土壤整体为清洁状态。As(29.04±9.21 mg·kg^-1)、Cd(0.15±0.14 mg·kg^-1)、Pb(17.84±18.10 mg·kg^-1)含量高于全国土壤背景值,除As处于轻微污染外,其他重金属均未达到污染水平。不同区域间,云南地区的重金属含量高于其他区域,处于较低潜在生态风险,但逼近中等生态风险警戒。相关性、主成分和聚类分析结果进一步发现,土壤污染主要来源于成土母岩和人为活动,其中Ni、Cr、Cu、Cd和Zn含量受成土母岩影响更大,而Pb、Hg和As含量受人为活动影响更大。研究表明,农田土壤重金属含量在成土母岩的基底含量基础上通过人为活动进一步积累。     

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。     

我国设施菜田土壤重金属含量特征与影响因素

为调查我国设施菜田土壤重金属污染状况,探讨种植年限、土壤有机碳及全氮等因素对设施菜田土壤重金属含量的影响,以我国设施菜田土壤为研究对象,通过文献查阅和土壤样品采集两种方式,在全国和黄淮海与环渤海设施蔬菜主产区,分别获取土壤401组/233组和548个/310个样本点数据,利用数理统计、相关性及多元统计分析等方法定量描述了我国设施菜田土壤重金属积累及污染特征,并进行了土壤重金属污染影响因素分析。结果分析表明:在全国范围内,文献资料中的设施菜田土壤Cd、Pb、As、Cr、Hg、Cu、Zn、Ni平均含量分别为0.32、24.9、8.45、83.6、0.05、29.9、70.7、27.4mg kg-1,超标率排序为Cd(30.5%)>Cu(9.8%)>C(r7.2%)>Zn(4.8%)>Pb(4.7%)>As(3.7%),在采集的设施菜田土壤样品中,八种重金属平均含量分别为0.13、21.9、6.48、41.9、0.09、23.6、72.1、21.4 mg kg-1,超标率排序为Cd(5.3%)>Cu(1.8%)>As(1.6%)>Zn(0.9%)>Pb(0.6%)>Cr(0.6%)。在黄淮海与环渤海设施蔬菜主产区,文献资料中的设施菜田土壤Cd、Pb、As、Cr、Hg、Cu、Zn、Ni平均含量分别为0.30、25.9、8.56、67.1、0.08、33.3、79.1、32.5 mg kg-1,超标率排序为Cd(25%)>Cu(10.4%)>C(r9.9%)>Pb(6.3%)>Zn(2.2%)>As(2.1%),在采集的设施菜田土壤样品中,八种重金属平均含量分别为0.13、22.8、5.93、43.5、0.08、23.1、69.3、19.4mg kg-1,超标率排序为Cd(3.1%)>Cu(2.1%)>Cr(2.0%)>As(1.2%)>Pb(0.6%)>Zn(0.5%)。而Hg、Ni基本都不超标。随种植时间的延长,设施菜田土壤中Cd、As、Cu、Zn含量呈逐步累积状态,文献来源的土壤Cd在种植21~25年(3.60mg kg-1),土壤Cu、Zn含量在26~30年(80.3mg kg-1和180mg kg-1)达到最高值;在采集的土壤样品中,Cd含量分别在种植16~20年(0.19mg kg-1)、As、Cu、Zn在21~25年(16.0、53.6mg kg-1和131mg kg-1)达到最高值。相关性分析表明,设施菜田土壤Cd含量与有机碳呈显著正相关,Cu、Zn含量与有机碳、全氮、速效磷、速效钾呈显著正相关,结合肥料中重金属含量进一步验证了磷肥和粪肥投入是设施菜田土壤重金属的重要来源。因此,为保证土壤环境及蔬菜质量安全,应注重肥料等污染源的控制。     

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。     

基于PCA和地统计的西南烟田土壤重金属源解析

为定性、定量地分析西南某地区烟田土壤中重金属污染来源及源贡献得分的空间分布特征,用四分法采集研究区内256个表层土壤样品,利用数理统计方法[相关性分析、主成分分析(PCA)和PMF受体模型],定量分析研究区域内Cd、Hg、Ni、Pb和Zn重金属的来源;并结合地统计方法对PMF得到的三种源的成分因子贡献率进行克里格空间插值,验证数理统计源解析结果。结果表明:重金属Hg、Pb、Ni、Zn的平均值(0.19、41.99、38.43、106.66 mg·kg^-1)均未超过农用地质量标准的风险筛选值(1.80、90.00、70.00、200.00 mg·kg^-1),Cd的平均浓度(0.66 mg·kg^-1)与当地背景值(0.66 mg·kg^-1)持平,但超过了该金属对应的农用地风险筛选值(0.30 mg·kg^-1),此外,Cd和Hg的空间变异性(81.21%、84.21%)较大,在土壤中积累较明显;数理统计分析可得,五种重金属归因为三个主要来源,其中Pb、Ni和Zn主要来源于交通源,Cd主要来源于成土母质自然源,Hg主要来源于工业源;地学统计分析表明,PC1(Pb、Ni和Zn)主要积累在研究区交通量多的东部地区,PC2(Cd)分布较为均匀,PC3(Hg)主要积累在研究区工矿业密集的东北和东南方向。研究区烟田土壤中重金属整体污染程度较轻,但需要对Hg和Cd采取适当措施降低其风险,多元统计与地统计学的结果相印证土壤中重金属的来源主要是工矿业开采、交通和地质背景,受体模型与地质统计学相结合,可以有效地估计土壤中重金属的来源及分布。     

三峡库区库尾典型农用地土壤重金属污染特征及潜在风险

为了解三峡库区农用地重金属污染特征及潜在风险,在研究区范围内布设网格,共采集土壤样品82个,对农用地土壤重金属As、Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb和Zn的污染水平进行分析,结合单因子污染指数法、内梅罗污染指数法和潜在生态风险指数法对研究区污染状况和潜在生态风险进行评价,并对研究区农用地进行安全利用分区。结果表明:除As、Hg、Ni外,其余5种重金属质量分数平均值均高于三峡库区农业土壤背景值,其中,12.20%的采样点Cu含量超过《土壤环境质量农用地土壤污染风险管控标准(试行)》筛选值。内梅罗污染指数值PN依次为Cu(1.01)Cr(0.81)Cd(0.62)Zn(0.52)Pb(0.45)Ni(0.32)As(0.29)Hg(0.09),Cu污染等级为轻污染,Cr污染等级为警戒级,其余6种重金属为安全级。单项潜在生态风险指数Eir均值依次为Hg(41.33)Cd(36.71)As(12.20)Cu(6.54)Pb(5.32)Ni(4.72)Cr(2.42)Zn(1.14),其中Hg单项潜在生态风险指数Eir值大于40,属于中等风险等级,其余重金属均为低风险等级。研究区综合潜在生态危害指数RI范围为68.57～143.57,平均值为110.37,综合潜在生态风险处于低风险等级,但有7.31%的土壤样品RI值大于135,处于中等风险等级。研究区农用地土壤79.53%的面积属于安全利用区,15.97%的面积属于基本安全利用区,4.50%的面积属于低风险监控区。现阶段该研究区个别地区农用地土壤虽受到Cu的污染,但是该研究区土壤整体水平为安全级,符合农产品生产土壤环境质量标准。土壤重金属综合潜在生态危害处于低风险水平,潜在生态危害主要来自于Hg和Cd。     

重庆市某茶园土壤和茶叶中重金属的监测与污染评价

测定了重庆市某茶园土壤和鲜茶叶中的重金属Pb,Cd,Cr,Cu,Hg和As含量,并结合茶园土壤和茶叶的卫生质量标准,采用单因子污染指数法和Nemerow污染指数法进行了污染评价。结果表明:该茶园土壤和鲜茶叶中这几种重金属含量均较低,但Cd的含量稍高;单因子污染指数和Nemerow污染指数基本上均小于1.0,表明茶叶和茶园土壤基本上未受这6种重金属的污染,茶叶和茶园土壤环境质量总体良好。茶叶对土壤中Cd、Cu和Hg的富集能力较强。