西安市主要湖泊表层沉积物重金属污染及生态风险评估

以西安市曲江池、太液池、兴庆湖、广运潭和未央湖为研究对象,基于地累积指数法和潜在生态风险指数法对湖泊表层沉积物重金属(Cu、Zn、Pb、Cr、Cd、Mn和Ni)污染风险进行评价,并探讨湖泊污染来源。结果表明,湖泊沉积物中各重金属元素含量均高于陕西省土壤元素背景值,且分布具有明显的空间差异性;地累积指数法评价结果显示,曲江池、兴庆湖和广运潭的Zn均达到偏中度污染,太液池、广运潭和未央湖的Cd达到偏中度污染,兴庆湖Cd为偏重度污染;潜在生态风险指数法评价结果表明,研究区域重金属生态风险以Cd为主。五大湖泊的污染来源包括自然源和人为源。     

吉林西部查干湖湖泊沉积物中元素的空间变化及其环境意义

对吉林省西部查干湖湖泊沉积物中元素的空间分布特征及其潜在生态危害进行了研究。得出同吉林西部土壤中元素平均值相比,查干湖湖底表层底泥中明显富Ca、Cl、Mg、Hg、Cd,而贫K、U、Al、Co、Na、有机碳,其中Al2O3、MgO、Fe2O3、CaO、As、Hg、Cr、U、Cu、Zn、Cd、Se、Co、Ni、Th、Mn、N、P等主要来自岩石或土壤的风化作用,表层底泥中Hg、Cd、As、Cr、Cu、Zn、Pb的潜在生态危害性均很小;在湖泊沉积柱剖面中,Fe2O3、Cu、Zn、Co、Ni、Cr、Cd具有相同的变化趋势,不同沉积柱中沉积物具有相似的来源,沉积柱中重金属的潜在生态危害程度也很小,预示着在垂直方向上进入查干湖水体的重金属污染物数量也很少;查干湖的水体环境质量较好。     

新疆民丰县农田土壤重金属污染特征与生态风险评价

采用地累积指数、污染负荷指数和潜在生态风险指数对新疆民丰县85组农田表层土壤样品中Cd、Hg、As、Pb、Cr、Cu、Ni、Zn八种重金属元素的含量和污染程度进行评价。结果表明:民丰县农田表层土壤中重金属Cd、Hg、Cr、Ni元素的含量是新疆土壤背景值的1.147倍、1.124倍、1.116倍、1.041倍;Pb、Zn、Ni、Cu、As元素之间呈现不同程度的显著相关性。地累积指数从大到小依次为As、Cd、Cr、Cu、Zn、Ni、Pb、Hg;土壤重金属的污染负荷指数PLI平均值为0.1268,属于无污染程度。土壤重金属综合潜在生态风险指数均值为13.828,属于轻微生态风险。民丰县农田土壤环境适宜耕种,农产品安全隐患概率极低。     

西安市护城河沉积物重金属形态、污染及潜在生态风险

采集西安市护城河沉积物样品,分析其中重金属含量和形态,并对其污染水平和生态风险进行分析。结果表明:沉积物中Cu、Pb、Zn、Mn、Co、Ni、Cr、As和Hg平均含量分别是138.70、153.24、424.86、614.47、78.36、81.53、123.36、20.01μg·g-1和6.55μg·g-1,高于中国水系沉积物背景值和陕西省土壤背景值,尤其是Cu、Pb、Zn、Co和Hg。沉积物中,Cu主要以可氧化态存在,Pb主要以可还原态存在,Ni、Cr和Co主要以残余态存在,Zn主要以乙酸可提取态和可还原态存在,Mn平均分布在乙酸可提取态、残余态及可氧化态中,重金属的迁移为:Zn(83.53%)Cu(75.09%)≈Pb(74.54%)Co(64.93%)Mn(62.31%)Ni(47.50%)Cr(45.89%)。沉积物中,Mn未污染,Cr和As为轻度污染,Cu、Pb、Ni和Zn属于偏中度污染,Co处于中度污染,Hg达到严重污染。根据调整后的生态风险分级标准,护城河沉积物重金属总的潜在生态风险达到严重水平,重金属生态风险系数为:HgCo≈CuPbAsNiZnCrMn,Hg达到严重生态危害,其他重金属处于低等生态危害。     

海浪河流域重金属污染评价

为全面了解海浪河流域沉积物中重金属元素的污染状况,对其表层沉积物中重金属(Cr、Cu、Zn、Cd、Hg、Pb)进行了分析,并采用内梅罗综合污染指数法、地累积指数法、潜在生态风险指数法、基于生物效应浓度的评价方法,对其重金属污染进行评价。结果表明:无论丰水期还是平水期Zn、Cd和Hg污染较重;4种评价方法有不同的侧重点和使用领域限制,评价结果有所不同;相关分析显示Cr、Cu、Cd、Pb显著相关,可能具有相似的污染源,这需要引起相关部门的注意。     

西安市大气降尘重金属污染特征与生态风险

在西安市13处国家环境空气质量控制点采集大气降尘,用ICP-MS法测试降尘重金属Pb、Zn、Cu、Cr、Ni、Cd、As及参比元素Al的质量浓度,研究降尘重金属污染水平及富集程度,并用潜在生态风险指数法评价其生态风险。结果表明:西安市大气降尘Pb、Zn、Cu、Cr、Ni、Cd、As浓度均值分别为310.29mg/kg、721.20mg/kg、125.31mg/kg、195.52mg/kg、71.52mg/kg、4.18mg/kg和92.85mg/kg,市域范围各重金属浓度差异显著,除Cu外,重金属污染居于国内较高水平;Cd严重富集,其主要来自交通及工业等人为源,As、Pb、Zn富集程度中等,其受土壤扬尘等自然源及燃煤、交通、工业等人为源的复合影响,Cu、Cr、Ni富集系数较小且各点位差异不大,表明其主要来自自然源;风险评价结果表明,Cd潜在生态风险极高,As生态风险较高,Pb存在中度生态风险,Zn、Cu、Cr、Ni生态风险较低,因Cd的显著污染贡献,西安市大气降尘重金属总体潜在生态风险程度高。     

环青海湖地区表层土壤重金属富集含量及其生态风险评价

为评估环青海湖地区表层土壤中重金属富集含量与生态风险状况,按网格法采集87组土壤样品,采用电感耦合等离子体原子发射光谱法(Inductively Coupled Plasma-Atomic Emission Spectrometry,ICP-AES)测定土壤重金属Cd、Cr、Pb、As、Cu、Zn和Ni,并利用内梅罗综合污染指数法、污染负荷指数法、相关性分析和因子分析等方法,探析了研究区土壤重金属含量、污染程度、生态风险及污染来源。结果表明:环青海湖地区表层土壤中重金属Cd、Pb污染在所研究的元素中最为严重,Cr、As、Cu、Zn和Ni次之,且草地的表层土壤重金属污染情况相比农田和沙地较严重。从污染负荷指数法来看,研究区土壤重金属整体上未达到污染水平,但部分采样点污染严重。内梅罗综合指数法分析显示,研究区整体上为重度污染,且单项污染指数存在不同程度超标,其污染程度依次为Cd>Pb>As>Cu>Zn>Ni>Cr。潜在生态风险指数法表明,整个研究区的综合潜在生态风险为中等程度,其中Cd、As的贡献率接近80%,部分区域潜在生态风险较高。相关性和因子分析可以发现,Cr、Pb、As、Cu、Zn和Ni之间的相关性显著,污染程度基本一致,很可能具有同源性。综上可知,环青海湖地区已出现土壤重金属污染,且存在潜在生态风险,需要采取适当的监测和相应治理措施。     

铅锌尾矿中重金属形态分布与毒性浸出特征研究

以铅锌尾矿为研究对象,用改进BCR法探讨Pb、Zn、Cd、Cr、Cu五种重金属形态分布特征,TCLP法研究重金属毒性浸出特征,并将金属形态含量与浸出含量做相关分析。结果表明:表层尾矿金属含量低于下层尾矿,Zn、Cd、Cu、Cr主要以残渣态为主,Pb主要以弱酸提取态为主,表层尾矿中Pb、Zn、Cd的弱酸提取态比例系数高于下层尾矿;下层尾矿浸出含量均高于表层,Zn、Pb、Cd浸出含量均超标;在本文既定的实验条件下,不考虑重金属性质、含量差异的情况下,重金属弱酸提取态和可还原态与浸出含量呈极显著正相关;铅锌尾矿应重点关注Pb、Zn、Cd的环境污染,尾矿堆积过程中会造成下层尾矿中重金属含量增加和金属Zn、Pb、Cd活性降低,以弱酸提取态和可还原态之和评价尾矿重金属有效性较合理。     

宝鸡二电厂周边农田土壤重金属污染特征及评价

采集宝鸡二电厂周边34处农田土壤样品,采用X-Ray荧光光谱仪测定土壤样品中Cu、Pb、Zn、Co、Cr、Mn、Ni、V的含量,利用内梅罗综合污染指数法和Hakanson潜在生态风险指数法评价土壤重金属的污染水平及潜在生态风险。结果表明:宝鸡二电厂周边农田土壤中Cu、Pb、Zn、Co、Cr、Mn、Ni、V的含量均高于陕西表层土壤背景值,电厂西南方向土壤中Cr、Mn含量最大,东北方向土壤中含量最小,其他重金属元素的含量在各方位变化不明显;电厂周边农田土壤中Cu、Pb、Zn、Co、Cr、Mn、Ni、V均处于轻度污染状态,各采样点重金属综合污染属于轻度;土壤中各重金属元素均处于轻度生态风险,总的潜在生态风险处于中等水平。     

贺兰山东麓葡萄主产区土壤重金属分布特征及污染评价

以贺兰山东麓葡萄主产区-玉泉营区为研究对象,利用宁夏土壤元素背景值诊断该区土壤Zn、Cu、Ni、Pb、Cd、Cr6种重金属污染现状,采用单因子污染指数法和潜在生态危险指数法评价重金属污染程度和潜在生态危险程度,旨在为贺兰山东麓葡萄主产区土壤污染防治和葡萄安全生产提供理论依据。结果表明:贺兰山东麓葡萄主产区土壤Zn、Cu、Ni、Pb、Cd和Cr的平均含量分别为:37.95、32.50、39.58、14.46、0.08和63.93mg·kg~(-1),与宁夏土壤元素背景值相比,Cu、Cr的平均含量均超过背景值;Ni、Cu和Cr达到轻度污染水平,Cd属于尚清洁水平,Zn和Pb属于清洁水平;Cd是最主要的潜在生态危险因子。相关性分析发现Cu、Zn、Cd、Pb之间具有相似的迁移规律及来源。研究区域土壤存在一定程度重金属积累现象。在今后的生产耕作中,应追根溯源,加强控制超标重金属来源,确保贺兰山东麓葡萄产区土壤环境的可持续利用。     

Potato absorption and phytoavailability of Cd,Ni, Cu,Zn and Pb in sierozem soils amended with municipal sludge compost

Effects of sludge utilization on the mobility and phytoavailability of heavy metals in soil-plant systems have attracted broad attention in recent years. In this study, we analyzed the effects of municipal sludge compost(MSC) on the solubility and plant uptake of Cd, Ni, Cu, Zn and Pb in a soil-potato system to explore the mobility, potato plant uptake and enrichment of these five heavy metals in sierozem soils amended with MSC through a potato cultivation trial in Lanzhou University of China in 2014. Ridge regression analysis was conducted to investigate the phytoavailability of heavy metals in amended soils. Furthermore, CaCl_2, CH_3 COONH_4, CH_3COOH, diethylene triamine pentacetic acid(DTPA) and ethylene diamine tetraacetic acid(EDTA) were used to extract the labile fraction of heavy metals from the amended soils. The results show that the MSC could not only improve the fertility but also increase the dissolved organic carbon(DOC) content of sierozem soils. The total concentrations and labile fraction proportions of heavy metals increase with increasing MSC percentage in sierozem soils. In amended soils, Cd has the highest solubility and mobility while Ni has the lowest solubility and mobility among the five heavy metals. The MSC increases the concentrations of heavy metals in the root, stem, peel and tuber of the potato plant, with the concentrations being much higher in the stem and root than in the peel and tuber. Among the five heavy metals, the bioconcentration factor value of Cd is the highest, while that of Ni is the lowest. The complexing agent(DTPA and EDTA) extractable fractions of heavy metals are the highest in terms of phytoavailability. Soil properties(including organic matter, p H and DOC) have important impacts on the phytoavailability of heavy metals. Our results suggest that in soil-potato systems, although the MSC may improve soil fertility, it can also increase the risk of soils exposed to heavy metals.     

西安市污灌区土壤中重金属潜在生态危害评价

为摸清西安市污灌区土壤环境质量现状及变化趋势,本研究采用西安市污水灌区农业环境质量状况调查的部分数据资料,以Lars Hakanson的潜在生态危害指数对4种重金属的危害程度进行了评价。结果表明,西安污灌区Pb、Cd、Hg、As潜在生态危害系数差异不大,其中Pb、Cd、As的潜在生态危害系数都小于40,生态危害程度为轻度,Hg则大于40,生态危害程度为中等;从潜在生态危害指数看,1982和1998年两次调查结果都小于150,重金属潜在生态危害为轻度。1998年在污灌区各元素的实测结果表明Cd和As为非污染,Pb为轻微污染,Hg污染程度比较严重,且有加重趋势。     

干旱区绿洲土壤Cd-Zn复合污染下重金属形态及其生物有效性的研究

通过模拟基于Cd-Zn复合污染下干旱区绿洲土壤的胡萝卜盆栽试验,用Tessier连续提取法对胡萝卜土壤中Cd、Zn的形态分布进行分析,同时就生物利用性形态的变化研究了Cd、Zn的生物有效性。结果表明:1)原状土壤中Cd和Zn主要以残渣态存在,随着复合胁迫浓度的增加,Cd的主要赋存形态逐步转变为碳酸盐结合态和可交换态,Zn主要赋存形态逐步转变为以铁锰氧化态和残渣态,但有效态和潜在有效态的比例大大增加。2)胡萝卜对Cd、Zn的富集作用均为地上部分大于地下部分,对Cd的富集能力远远大于Zn。3)胡萝卜吸收的Cd和Zn不仅包括可交换态和碳酸盐结合态,还包括了在一定条件下释放出来的铁锰氧化态和有机结合态。     

关中平原土壤重金属生态风险评价——以杨凌示范区为例

将田间调查与分析相结合,测定了杨凌示范区164个农田土壤样品和88个主要农作物样品中重金属As、Cd、Hg、Cr、Pb、Ni、Cu和Zn的含量,采用单因子指数法、内梅罗指数法、地质积累指数法和潜在生态危害指数法评价了重金属的积累和风险,用ArcGIS技术对重金属的空间分布进行了分析。结果表明：杨凌示范区土壤中上述8种重金属的平均含量分别为15.67、0.18、0.08、51.40、27.34、43.25、28.08、79.32 mg·kg^-1,除Hg和Cr外,其余重金属的平均含量均超过陕西关中塿土背景值,说明其在土壤中有一定累积;但8种重金属的平均含量均低于土壤环境质量农用地土壤污染风险管控标准规定的风险筛选值。Cd和Cr的点位超标率分别为10.98%和3.05%,其他重金属均未超标。所有土壤样品中As、Cr、Hg、Pb、Ni、Cu、Zn的潜在生态危害指数Eⁱ_r均低于40,为轻度风险。土壤样品中Cd的Eⁱ_r值范围为0.00～49.00,平均值为22.76±7.60,有3.66%的土壤样品中Cd含量达到轻度生态危害。农作物中上述8种重金属含量均值分别为0.016、0.019、0.005、0.108、0.033、0.090、4.880、29.272 mg·kg^-1,均低于我国食物中污染物的卫生限量标准。在谷物、蔬菜和水果内,同一种重金属的含量无显著差异,作物的重金属污染指数MPI为0.11。重金属的内梅罗指数为0.89,达到警戒水平范围;潜在生态危害综合指数RI=36.5,存在轻度生态危害。这些研究结果表明,杨凌示范区的农田土壤整体仍处于清洁安全水平,属于应予优先保护类土地。     

博斯腾湖湿地Cu、Ni和Pb的分布特征及其生态风险

为探讨博斯腾湖湿地重金属分布特征及其潜在生态风险,采集博斯腾湖湿地表层沉积物样品,利用HNO_3-HF-HClO_4体系及全自动石墨消解仪消解,以AAS原子吸收光谱仪-石墨炉法测定Cu、Ni和Pb的含量。研究发现:博斯腾湖湿地沉积物中Cu、Ni和Pb的含量分别达到12.11(7.37~28.75)mg·kg~(-1)、117.51(90.03~195.38)mg·kg~(-1)和6.94(0.99~23.19)mg·kg~(-1),Cu和Pb的含量均低于背景值,而Ni的含量远高于背景值,是背景值的4.66倍。重金属累积程度依次为:NiCuPb,Ni的地累积指数处于2级以上污染水平,Cu和Pb地累积指数均处于0级污染水平,Ni为博斯腾湖湿地沉积物中主要富集的重金属元素,Cu和Pb基本无富集;3种重金属累积程度均存在明显的空间差异,其中,博斯腾湖西岸的累积程度相对偏高。湿地沉积物中Cu、Ni和Pb的潜在生态风险均为低等级,可产生轻微生态危害;但Ni对湿地重金属综合潜在生态风险贡献度最高,其潜在生态风险不容忽视;就整个环湖区湿地来看,西岸潜在生态风险相对偏高,与累积程度的评价结果趋于一致。     

新乡小冀工业区周边土壤重金属污染评价与形态分析

通过实地调查和实验分析,对小冀工业区周边土壤中六种重金属(Cd、Cr、Cu、Ni、Pb和Zn)进行了总量测定。参照GB15618-1995二级标准,采用单因子指数法和内梅罗综合污染指数法对土壤质量进行了现状评价,并采用Tessier五步连续萃取法对超标重金属Cd、Ni和Zn进行了形态分析及生物活性分析。结果表明:1)Cr、Cu和Pb含量均未超过国标二级标准,Cd、Ni和Zn三种重金属含量均超标,工业区综合污染非常严重,主要污染元素是Cd;2)Cd、Ni和Zn在土壤中的形态分布差异性较大,Cd主要以铁锰氧化物结合态存在,Ni和Zn主要以残渣态和铁锰氧化物结合态存在;3)金属生物活性系数大小顺序为Cd>Zn>Ni,迁移系数的大小顺序是Cd>Zn>Ni,其中Cd的生态风险很大。     

江苏省鮰鱼养殖体系中18种多氯联苯和4种重金属的污染现状与风险评估

对江苏地区斑点叉尾鮰主要养殖区域环境的水、底泥及鱼体内的18种多氯联苯 (PCBs,7种环境指示类、12种类二齅英类) 及4种重金属 (Pb、As、Cd、Hg) 的污染状况进行了系统调查,并进行了生态与健康风险评估。结果表明:PCB28、PCB52和PCB114在环境与鱼体组织中均有较高的检出频率,但不同养殖区域PCBs的污染组成不同,表明污染来源有所不同;底泥中PCBs的含量为178.4~457.2 pg/g,远高于水体中的0.2~11.9 ng/L;PCBs在鱼肉中富集量较高,为1.28~267.96 pg/g,与该鱼种皮肉中较高的脂肪含量相关,而在肝脏和肠胃中的含量较低,分别为0.64~95.46 pg/g和1.20~45.94 pg/g。重金属在底泥中的含量最高,水体中较低;在鱼体内的平均含量依次为Pb>As>Cd>Hg,鱼体各组织中重金属总含量依次为肝脏>肠胃>肉。鱼肉中二齅英类多氯联苯 (DL-PCBs) 的总毒性当量 (TEQ) 浓度为1.9 pg/g,低于欧盟规定的最大残留限量 (MRL) 值6.5 pg/g。利用美国环境保护署 (EPA) 的目标风险商 (THQ) 和风险系数 (R) 模型,通过比较每日摄入量和每日允许摄入量,对江苏地区斑点叉尾鮰的食用安全性进行了评估,结果表明:江苏省鮰鱼养殖体系中PCBs及4种重金属的致癌风险均为可接受。     

Heavy metal contamination of urban topsoil in a petrochemical industrial city in Xinjiang,China

Heavy metal pollution is a widespread phenomenon in many countries of the world.In this study,we conducted a field investigation to assess the status of heavy metal pollution in urban soils of Dushanzi,a district of Karamay city in Xinjiang,China.A total of 56 soil samples in the topsoil layer of 0–15 cm were collected within the urban area and seven elements(Cu,Zn,Cd,Pb,Cr,As and Ni) were analyzed.The mean concentrations of these metals were all higher than their corresponding background values of soils in Xinjiang.We used the pollution index and ecological risk index to assess the degree of heavy metal pollution and the potential ecological risk of urban soils.The pollution index values of Cu,Zn,Cd,Pb,Cr,As and Ni were 1.81,1.35,4.64,1.27,1.80,1.39 and 1.22,respectively;and the potential ecological risk index values for them were 12.03,1.79,185.05,8.39,4.78,18.44 and 1.79,respectively.These results indicated that urban soils in Dushanzi were polluted by heavy metals to some extent and demonstrated a high ecological risk,as influenced by industrial activities.Cd was the key element for the metal pollution of urban soils in the study area.Correlation analyses,principal component analysis coupled with the spatial distribution maps of element concentrations further revealed that heavy metal pollution of urban soils can be mainly attributed to petrochemical industry,coal chemical industry,traffic and commercial activities.