昌化铅锌矿废弃地表层土壤重金属有效态分析与评价

【目的】为了昌化铅锌矿废弃地表层土壤重金属有效态污染特征。【方法】在昌化铅锌矿废弃地的3个研究区(尾矿区、复垦区和外围区)内共采集56个表层土壤样品,以Pb、Zn、Cu、Cd等典型重金属的全量与有效态含量为基础,分析全量与有效态含量的相关性,运用单因子污染指数法、内罗梅综合指数法、地累积指数法及潜在风险指数法相结合的方法对土壤重金属有效态污染进行了评价。【结果】(1)从研究区来看,表层土壤不同程度地受到Pb、Zn、Cu、Cd的污染,这4种重金属含量总体趋势为:PbZnCuCd,土壤中重金属元素全量和有效态含量其平均超标倍数为尾矿区外围区复垦区,其污染程度为尾矿区外围区复垦区;(2)总体上,全量Pb、Zn、Cu、Cd和有效态Pb、Zn、Cu、Cd呈显著线性相关,但是各研究区全量与有效态含量并非呈相关性;(3)从评价来看,研究区的污染程度为尾矿区外围区复垦区,重金属Pb、Cd污染程度较严重,特别是Cd达到重度污染程度,Zn、Cu的污染程度均较轻。生态风险贡献者主要为Cd、Pb以及Cu,其中Cd贡献率达到90%以上,为主要污染源。【结论】研究结果不仅揭示了昌化铅锌矿废弃地表层土壤重金属有效态的污染状况,为该区域土地的合理利用和修复治理提供科学依据。     

广西锰矿区废弃地土壤重金属污染评价

对广西3个锰矿区的废弃地土壤重金属含量进行了分析,并对其进行了污染评价。结果表明,3个锰矿恢复区土壤的Cu、Pb、Cd、Zn、Mn和Cr 6种重金属元素全量均超过相应广西土壤背景值,其中Cd含量均超过国家土壤环境质量二级标准。3个矿区土壤中的Mn和Zn无显著差异,Mn含量均大大超过170~1 200 mg/kg适中标准的上限值。从单因子污染指数来看,Pb、Zn、Cu未对3个矿区造成污染,Cr为轻微污染,Cd为重污染;综合污染指数显示3个矿区总污染等级达到了重污染。可见,Mn和Cd是这3个矿区的主要污染元素。     

大冶龙角山矿区农田土壤重金属形态分布及其来源

为研究大冶龙角山矿区某溪流段沿岸农田土壤基本理化性质和重金属分布情况,采用Tessier五步连续提取法提取并测定土壤中Mn、Cu、Zn、Pb、Cr、Ni和Cd 7种重金属的形态与含量,并分析了重金属含量与土壤Fe和S含量之间的相关性。结果表明:所有重金属在大部分取样点总含量均超出湖北省土壤背景值;Cu和Cd总含量超过土壤环境质量三级标准(GB 15618—1995)限值,Zn、Pb、Cr和Ni符合土壤环境质量二级标准;Mn、Cu、Zn、Pb、Ni和Cd均以残渣态和铁锰氧化物结合态为主,Pb、Cr和Cd存在一定比例的可交换态。矿山矿石组分主要为黄铁矿和黄铜矿,且Mn、Cu、Zn、Pb和Cd的铁锰氧化物结合态、残渣态以及总含量的分布均与土壤Fe和S含量分布表现出较好的正相关关系,表明硫化物矿物开采引发了重金属Mn、Cu、Pb、Zn和Cd在该矿区农田土壤中的累积与污染。     

不同提取剂对蔗田土壤中重金属有效态提取效率的研究

采用4种提取剂提取广西某受重金属污染的蔗田土壤中有效态Cu、Zn、Pb和Cd。结果表明:各提取剂对土壤有效态Cu、Zn、Pb和Cd的提取量顺序为HNO3>HOAc>Ca Cl2>Na NO3;土壤重金属Cu、Zn、Pb、Cd任意两个元素的提取率间呈现极显著的相关性。     

不同提取剂对蔗田土壤中重金属有效态提取效率的研究

采用4种提取剂提取广西某受重金属污染的蔗田土壤中有效态Cu、Zn、Pb和Cd。结果表明:各提取剂对土壤有效态Cu、Zn、Pb和Cd的提取量顺序为HNO3HOAcCa Cl2Na NO3;土壤重金属Cu、Zn、Pb、Cd任意两个元素的提取率间呈现极显著的相关性。     

广西某铅锌矿区农田土壤重金属形态分布特征

[目的]研究广西某铅锌矿区农田土壤中重金属的形态分布特征。[方法]采用Tessier连续萃取法研究广西某铅锌矿区农田土壤中Cd、Pb、Zn、Hg的存在形态分布,分析各存在形态的相关性与重金属的生物可利用性。[结果]研究区土壤Cd主要以可交换态为主,Pb以碳酸盐态和铁锰氧化态为主,Zn以残渣态、有机结合态和铁锰氧化态为主,Hg以残渣态和有机结合态为主。重金属Cd、Pb、Zn的可交换态均与相应的总量呈极显著或显著相关,而Hg的可交换态与其总量不相关;Cd的可交换态与碳酸盐态存在极显著相关,Pb的可交换态、铁锰氧化态和残渣态之间相关性较好,Zn的铁锰氧化态、有机结合态和残渣态之间显著相关;Hg的各存在形态之间的相关性较差。研究区土壤中重金属的生物有效性大小依次为Cd、Pb、Zn、Hg。[结论]该研究为今后开展矿区土壤修复工作提供理论支持。     

广西两茶园土壤－茶叶－茶汤系统重金属污染及其转移特征

为了解重金属元素在茶园土壤-茶叶-茶汤系统中的污染及转移特征,探讨茶园种植作为锰矿区恢复利用模式的适宜性,选取广西两茶园(桂林某知名茶园和广西锰矿区某茶园),分别采集土壤和茶树样品,并用茶叶泡制茶汤,对其中的Ca、Mg、Cu、Zn、Mn、Pb、Cd、Cr、AI含量用ICP-AES法进行测定,同时测定土壤的理化性质.结果表明,两茶园土壤缺乏N、P营养;矿区茶园土壤受重金属污染严重,除Mg和Cu外,其他重金属含量显著高于桂林茶园,其中矿区茶园土Cr和两茶园土Cd含量均超过土壤环境质量二级标准;Zn、Pb、Cd、Cr主要存于茶树的根、茎中,而Ca、Mg、Mn、AI主要存于茶叶中,cu则在茶树中分布相对均匀;Ca、Mg、Cu、Zn、Mn、AI的溶出量随泡茶时间的延长而增加,Cd、Cr在茶汤中的溶出量非常小,随时间变化不大,嫩叶Pb溶出要比老叶慢;茶叶对Ca、Mn富集能力很强,对其他重金属元素富集能力相对较弱;由于土壤Cd、Cr超标,且Mn、AI通过茶叶富集后大量进入茶汤,可能威胁人类健康,茶园种植不适宜作为矿区废弃地早期的复垦模式.     

湘潭锰矿废弃地土壤重金属污染及其评价

对湘潭锰矿废弃地土壤中Ni、CA、Cu、Mn、Pb和Zn的含量进行了测定分析，并采用污染指数评价法对矿区废弃地土壤重金属的污染程度进行了评价．结果表明：湘潭锰矿矿区废弃地土壤中Mn、Cu、Pb、Zn、Cd、Ni的平均含量分别为：8853．21、95．80、1211．29、685．36、13．15和91．33mg／kg；用3种不同的背景值对废弃地土壤重金属污染程度的评价结果是一致的，6种重金属元素的单项污染指数均大于2，表示被污染，其中以Mn、Pb、CA污染最为严重；综合污染指数均大于3．达5级为重污染。     

八一锰矿恢复区(茶园)土壤重金属污染特征研究

通过对八一锰矿区茶园恢复区土壤重金属全量及其形态分布进行分析,结果表明,土壤中Cu、Zn、Mn、Pb、Cd、Al 6种金属的含量均高于广西土壤背景值;其中Cd在土壤中含量较高,但主要以残渣态为主,不利于植物吸收利用;Cu、Zn、Al元素也以残渣态为主;Mn、Pb则主要以铁锰结合态与残渣态为主。采用单因子指数法和内梅罗综合污染指数法对土壤进行评价,结果显示,Cd是茶园土壤中主要的污染因子,Pb、Zn、Cu均未对茶园土壤造成污染。综合污染指数的范围为5.26~5.57,土壤达到重污染等级。这主要是Cd对综合污染指数贡献率大造成的。     

基于田块尺度的农田土壤重金属污染评价及来源解析

基于田块尺度采集农田表层土壤样品120件,采用绝对因子分析/多元线性回归（APCS-MLR）受体模型与地统计学分析对研究区域内As、Cd、Cu、Cr、Mn、Ni、Pb和Zn这8种重金属污染空间分布特征及来源进行解析,利用地累积指数和潜在生态风险指数法评价土壤生态风险。研究结果表明：研究区表层土壤中8种重金属含量差异较大,As、Cd和Cr点位超标率分别为61.83%、90.83%和92.52%,土壤重金属Zn、Cu、Cr和Ni主要以残渣态存在（占比在80%以上）。土壤中Cd、Cr和Cu含量空间分布格局呈东南部较高、中部次之、西北部较低的趋势,而Mn、Ni、Pb和Zn含量的空间分布格局与此相反。APCS-MLR模型表明研究区域土壤重金属As、Cr、Cu和Ni的来源以自然源为主,占比分别为39.34%、47.32%、44.53%和50.23%; Pb、Zn的来源以工业活动源和交通源为主,占比分别为31.93%、30.53%和23.36%、22.17%; Cd的农业活动源占比为53.63%。土壤pH与有效态As、Cd、Cu和Ni含量呈极显著负相关性（P<0.01）,土壤有机质与有效态As、Cd和Cr呈极显著负相关性（P<0.01）。地累积指数显示土壤Cr总体处于中、重度污染水平,其次是Cd;生态危害指数也表明Cr和Cd是主要生态危害元素,潜在生态危害系数变化范围分别为5.20~41.12和11.56~113.35。总体来看,研究区域Cr和Cd污染较为严重,存在潜在风险,应采取安全利用和修复等措施,降低其风险水平。     

外源镉铅铜锌在土壤中形态分布特性及改性剂的影响

采用盆栽、田间试验及连续浸提分组方法，研究了外源Cd、Pb、Cu、Zn在土壤中的形态分布规律及石灰 钙镁磷肥施用对重金属形态分布的影响。研究结果表明，原状土中Cd主要以有机结合态为主，外源Cd污染土主要以残渣态和交换态为主。原状土中Pb、Cu、Zn主要以残渣态为主，而外源重金属Pb、Cu、Zn在土壤中主要以铁锰氧化物结合态为主。外源重金属土 石灰和钙镁磷肥后使土壤中的交换态Cd、Pb、Cu、Zn下降，而碳酸盐结合态Cd、Pb、Cu、Zn含量增加。pH提高，使土壤重金属的有效态含量下降，pH降低使重金属有效态含量增加。     

铜绿山矿区农业土壤重金属污染及生态风险评价

[目的]掌握铜绿山矿区农业土壤中重金属含量、污染程度及分布特征。[方法]对矿区周边农业土壤重金属进行实地采样,并对Cu、Pb、Cd、Zn含量进行分析。采用地累积指数法及潜在生态风险指数法,评价土壤中的重金属污染程度和风险。[结果]矿区农业土壤受到重金属不同程度的污染,重金属的污染程度从大到小依次为Cu、Zn、Pb、Cd;重金属区域污染差异较大,局部区域污染严重;矿区农业土壤中Cu、Pb、Zn和Cd 4种重金属综合的潜在危害程度均为"轻微",Cu是潜在生态危害最大的因子。重金属潜在危害程度从大到小依次为Cu、Pb、Zn、Cd;Pb和Zn有很大相关性,说明Pb和Zn可能属于同源污染物。[结论]该研究可为矿区农业用地重金属污染防治提供科学依据。     

基于小流域尺度的矿区农田土壤重金属源解析

为定性定量分析浏阳七宝山矿区耕地土壤重金属污染来源及源贡献率,以农业小流域为研究尺度,基于GIS网格布点法共采集了60个0~20 cm耕层土壤样品,测定其Cd、As、Fe、Mn、Cu、Zn和Pb的含量及pH值,并综合运用地统计、多元统计和正定矩阵因子分析（PMF）模型等方法对小流域耕地土壤典型重金属污染元素进行定量源解析。结果显示： Cd、As、Cu、Zn和Pb的均值分别是湖南省土壤背景值的10.0、2.1、4.5、2.0倍和4.8倍,且超过农用地土壤污染风险筛选值（除As外）;多元统计分析将7种元素分成3大类,第一类为Fe和Mn,第二类为As和Pb,第三类为Cd、Cu和Zn; PMF模型解析出7种重金属均受到干湿沉降和历史上污水灌溉的影响,此外,Fe和Mn主要由成土母质控制,Cd、Cu和Zn主要源于矿冶活动（尤其是Cd）,As和Pb则主要来源于农药化肥和交通运输。研究表明,流域内耕地土壤重金属污染的主要来源是人类活动,包括工农业活动和交通运输。     

商丘市不同建设用地分区土壤重金属污染特征及评价

为了解城市建设用地土壤重金属污染情况,为土壤重金属污染防治提供科学支撑,以河南省商丘市科教区、工业区、居住区、商业区、医疗区、城市公园及道路7种不同建设用地分区土壤为对象,测定重金属Cu、Pb、Cr、Cd、Zn和Mn含量,并采用地质累积指数法和潜在生态风险指数法进行污染分析。结果表明,各分区土壤重金属平均含量均超过商丘地区土壤背景值,其中Cd为背景值的28.28倍。Cu、Pb、Cr、Cd、Zn和Mn平均含量分别为31.80、31.43、306.61、4.61、95.61 mg·kg^-1和584.02 mg·kg^-1,平均地质累计指数I_geo值表现为Cd（4.16）>Cr（1.75）>Zn（-0.12）>Pb（-0.27）>Cu（-0.30）>Mn（-0.56）,Cd和Cr分别为弱极度污染和中度污染,而Zn、Pb、Cu和Mn属于无污染程度。潜在生态风险指数平均值表现为Cd（828.31）>Cr（10.30）>Pb（6.91）>Cu（6.78）>Zn（2.81）>Mn（1.02）,其中Cd达到较高的潜在生态风险程度,贡献达95%以上,Mn、Zn、Pb、Cr、Cu均为轻度潜在生态风险。各分区土壤均达到较高的潜在生态风险程度,其中工业区污染最严重,科教区和居住区最小。相关性分析表明,土壤有机质含量与Cu、Pb、Zn含量显著或极显著正相关,土壤pH与Pb和Zn含量显著负相关,土壤Pb-Cr-Cd-Zn、Cr-Zn-Mn和Cd-Zn这些组元素可能有相同或相似的污染来源。     

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》Co.     

基于自组织特征映射神经网络技术的多维土壤数据分析

自组织特征映射神经网络技术（self-organizing map,SOM）因其强大的非线性拟合能力和可视化特点在土壤多维数据分析中具有独特的优势。将SOM技术应用于表层土壤多维数据分析,进而开展人工神经网络技术（artificial neural network,ANN）在环境领域的应用研究。以乌苏-奎屯-独山子-沙湾地区为研究区域,共采集199个表层土壤样本,分析得到22个土壤属性。利用SOM技术开展了土壤聚类分析、采样点优化、土壤属性相关性等研究。结果表明：研究区域土壤属性变异系数较高,土壤受人类活动影响明显,除pH外,其余21个土壤属性数据分布服从正态分布或对数正态分布。依据土壤内在的相关性及土壤属性的相似性,将土壤样本分为42组,综合考虑分组情况和采样点的空间分布特点,将土壤属性显著相似且空间相邻的24个采样点进行优化处理。土壤属性之间呈现一定的相关性,如OM与pH呈负相关性,而与ωH2O呈正相关性;OM与As、Cr、Mn、Cu、Zn、Pb、Ni、Al、Co、Fe、Mo、Ti呈正相关性,但与K、Na、Sb呈负相关性;Cr、Mn、Cu、Zn、Co、Fe之间呈正相关性;Cd和Ni呈正相关性;Al和Ti具有较高的正相关性;而V、Hg、Pb、Sb相互间无显著相关性。     

矿区农田土壤小麦体系中重金属污染特征研究

以湖北省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小麦中的积累变化规律。结果表明,单因子污染指数评价显示,土壤受到重金属不同程度的污染;无论以背景值还是国家二级标准评价,Cd均严重超标。采用国家二级标准评价时,Zn、Pb和Cr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,各采样点均达到重度污染水平;以国家二级标准评价3、7号采样点土壤属于中度污染水平,而其他采样点土壤属于轻度污染水平。本调查所采的小麦样品各部位重金属含量范围变化幅度较大。除Pb之外其他6种重金属含量分布规律均为根>叶>穗≈茎,Pb含量则是叶>根>穗>茎。小麦穗中Pb、Cd、Zn、Cu的含量均超标,Cd、Pb超标倍数远大于Cu、Zn。富集系数变化规律是:Cd>Zn>Cu≈Ni>Co≈Mn>Pb。     

珠江三角洲污灌区土壤中重金属含量特征

通过现场采样及室内测试方法,分析了珠江三角洲污灌区土壤中9种重金属Cd、Cu、Zn、Pb、Mn、Ni、As、Cr、Se的含量分布特征.结果表明,污灌区土壤9种重金属的全量平均含量均已超出广东省土壤背景值,其中Cd的污染程度最重,Se的污染程度最轻;污灌区土壤以Cd元素的有效系数最高,Ni元素的有效系数最低.Zn、Pb、Cu以及Cd元素随采样深度的增加其全量逐渐减少,Cr、Ni、As以及Se元素随采样深度的增加其全量呈上下波动状态或几乎不变,而Mn元素则是随采样深度的增加其全量先略有减少而后骤升.Cu、Cd、Zn等3种元素全量与有效态含量以及这3种元素全量间均呈显著或极显著的正相关关系.     

贵州丹寨汞矿区土和渣中重金属的含量及形态分析

选取贵州丹寨汞矿区土壤、炉渣灰、西山矿渣和尾矿废渣4个样品,用Tessier连续萃取法分析Pb、Zn、Cu、Mn元素的含量和存在形态。结果表明,丹寨汞矿区土壤中的Pb、Zn、Cu、Mn元素均超出了土壤背景值,周边尾矿渣的堆放对土壤有一定的污染;特别是土壤和渣中Pb以可交换态存在的质量分数较高,平均为44.7%;Zn、Mn主要以铁锰氧化结合态、有机态和残渣态存在,尽管这部分重金属相对稳定,但在适当的地球化学条件下,这些重金属会重新释放出来,对周边生态环境构成威胁。