安庆沿江湖泊湿地湖滨带土壤重金属含量特征及潜在生态风险评价

为了解安庆沿江湿地湖滨带土壤重金属污染状况,保障区域水生态安全,采集了破罡湖、菜子湖和武昌湖等3个湖滨带的 75个土壤样品,利用电感耦合等离子体原子发射光谱法分析测定了土壤样品7种重金属As、Cd、Cr、Cu、Ni、Pb和Zn的总量和形态特征,并利用地累积指数法和Hankson潜在生态风险指数法评价3个湖泊湖滨带土壤重金属的污染状况和生态风险。结果表明：武昌湖湖滨带土壤的As、Cd、Cr、Ni、Zn的总量均显著高于菜子湖和破罡湖;7种重金属的形态特征差异较大,武昌湖湖滨带土壤中的Cd和As的可交换态含量分别为0.19 mg/Kg和10.68 mg/Kg,其占比分别为35.59%和46.28%,其他元素都以残渣态为主;地累积指数法和潜在生态风险指数法表明Cd的污染程度和潜在生态风险系数显著高于其他6种元素;研究区湖滨带土壤整体重金属风险等级较低,破罡湖、菜子湖和武昌湖的重金属潜在生态风险指数RI分别为102.03、95.72和190.65,破罡湖和菜子湖属于重金属轻度风险区域,武昌湖属于重金属中度风险区域。研究区土壤Cd受人类活动影响较大,湖滨带土壤中重金属主要受农业面源污染。     

基于稳健统计学确定高潜在污染土壤Cu、Pb基线值

土壤重金属基线值的确定对于评价重金属积累现状具有重要意义。在存在人为污染的情况下,土壤重金属数据经常强烈地偏离正态分布和对数正态分布,影响统计分析结果的可信度,而稳健统计方法可以降低离群值对统计分析结果的影响。本研究以张家港为研究区域,采用稳健回归方法,建立表层和底层土壤Cu、Pb的回归关系,通过底层土壤Cu、Pb含量计算表层土壤Cu、Pb基线值,并对土壤Cu、Pb积累状况进行评价。结果表明,稳健回归方法确定的表层土壤Cu、Pb基线值可以反映出不同样点间,土壤Cu、Pb背景含量的自然变异。与稳健统计学方法相比,使用国家土壤环境质量标准值,或大区域（江苏省）的土壤背景值,评价自然背景本身存在变异区域的土壤重金属积累状况时,可能会产生较大的误差。     

小飞蓬的铜毒害和抗性机制研究

对高铜污染区的小飞蓬进行盆栽实验,在不同Cu浓度处理下,对小飞蓬的电导率、叶绿素以及蛋白质含量进行测定。结果表明:电导率随着Cu浓度的提高而增大,而叶绿素和蛋白质含量先微增后持续减少,这说明Cu损害了小飞蓬的细胞膜,并影响了小飞蓬的光合作用和蛋白质的合成。对小飞蓬的抗性机制研究表明,当土壤Cu浓度升高时,小飞蓬根部Cu含量随着增加,相关系数为0.974**;而地上部分Cu含量的上升并不明显;转移到地上部分的Cu随着土壤铜含量的提高,亚细胞组分铜的总量增加;其中组分F1(细胞壁以及未破碎残渣)、F3(线粒体部分)、F4(核蛋白和可溶性组分)中Cu含量也呈现增加趋势,相关系数为0.992**、0.973**、0.995**,呈现极显著的正相关性;以F1所占比例最高,约为34.7%～40.9%,F4次之,约为26.8%～32.3%。随着土壤Cu浓度的提高,Cu在根部的存在形态中以醋酸提取态为主,其次为盐酸提取态;地上部分的Cu提取态中活性较低的醋酸提取态和盐酸提取态所占比例提高,活性较高的氯化钠提取态和乙醇提取态下降,水提取态变化幅度不是很明显,但总体上以氯化钠提取态和乙醇提取态为主;抗氧化酶系统SOD、POD、CAT在Cu浓度增加时,活性增强,其中CAT、POD与Cu浓度之间的相关系数为0.940*、0.924*,呈现显著的正相关性,这3种酶组成的清除自由基系统对小飞蓬的耐Cu性有很大的影响。     

兰州市城市污水处理厂污泥中重金属形态分布特征与潜在生态风险评价

通过现场调查采样及室内分析,研究了兰州市七里河安宁污水处理厂和雁儿湾污水处理厂污泥中重金属的形态分布特征,并对其进行了潜在生态风险评价。结果表明,污泥总体呈高有机质、高全N和有效P、高微量营养元素,且Cu、Zn、Cd、Pb、Ni5种重金属的含量均低于污泥农用控制标准,具有很好的农用价值。污泥中Zn、Cd、Pb主要以有机结合态和残渣态存在,而Cu、Ni可交换态所占比例较高,分别为14.95%和14.41%,不稳定态所占比例分别为41.12%和31.04%,表现出较高的生物活性和可利用性。七里河和雁儿湾污泥中重金属的潜在生态风险属于低度风险;Cd、Cu是污泥中重金属潜在生态风险的主要贡献者,在污泥处理处置时应引起高度重视。     

鸡粪和垃圾有机肥对苋菜生长及土壤重金属积累的影响

采用盆栽试验,在红壤和潮土中分别施入土壤重量5%、10%和15%的鸡粪或垃圾有机肥,研究其对苋菜（Amaranthustricoclor L.）生长、土壤化学性状及重金属含量的影响。结果表明,与对照相比,施入鸡粪或垃圾有机肥显著增加苋菜的鲜重、主根长和株高;土壤有机质、EC值、速效磷和速效钾含量均大幅增加,但土壤全氮含量无明显变化。与对照相比,潮土中施用两类有机肥使苋菜植株Cu和Zn含量分别增加26.3%~36.0%和1.2%~20.3%,但未超出国家食品卫生标准对Cu和Zn的允许含量;Cd、Cr和Pb含量都较对照降低,没有出现积累现象。红壤施用两类有机肥,苋菜植株中Zn、Cd和Pb分别下降42.7%~59.9%、0~48.9%和4.1%~71.3%,达到显著水平。有机肥的施入量为5%时,两类土壤中重金属都没有出现明显积累;当施入量为10%和15%时,两类土壤的Cu、Cd、Cr和Pb含量显著增加,出现明显积累趋势,其中除了施用鸡粪使土壤有效Cu含量下降外,两种有机肥均增加了两类土壤中重金属Zn、Cd、Cr和Pb的有效态含量。试验结果提示,从土壤培肥与环境质量安全综合考虑,有机肥的用量应控制在一个适宜范围内。     

南京江北地区菜地土壤有效态重金属的含量及空间分异特征

在南京市浦口和大厂的5大主要功能区（工业区、交通干线、居民区、蔬菜生产基地和风景区）内共采集了75个菜地表层土壤样品,以Cd、Cu、Pb和Zn等典型污染重金属的有效态含量为基础,运用经典统计分析、主成分分析和地统计分析相结合的方法对菜地土壤重金属污染进行了评估。结果表明,菜地有效态Cd、Cu、Pb和Zn的平均含量以交通干线沿线（宁六公路泰山新村-南信大段）最低,工业区（南钢或扬子石化）最高,其他功能区的均介于两者之间。主成分分析将菜地土壤有效态重金属大致分为农业源和工业、生活源。从功能区菜地土壤污染总得分排序结果可以看出,宁六公路沿线（泰山新村-南信大段）菜地土壤环境质量最高,以下依次是龙王山风景区、盘城蔬菜基地和盘城镇,老工业区的扬子石化和南钢周边菜地土壤环境质量较差。研究区内菜地土壤有效态Cd、Cu、Pb和Zn的空间分布均具有中等强度空间相关性,不同有效态重金属在空间上具有明显的各向异性,其空间变异主要发生在北-南方向。有效态Pb的空间分布较离散,有效Cd、Cu和Zn的高值区大致都位于老工业区内。     

苏州市不同区域水稻籽粒重金属积累特征与健康风险评价

以苏州市7个县市的水稻籽粒为研究对象,在2006年采集的449份水稻籽粒样品的基础上,分析了稻米中Cu、Pb、Cd、Cr和Zn的积累特征,并评价了样品的健康风险。结果显示,苏州市水稻籽粒重金属积累平均含量均不超标,但水稻籽粒Pb存在29．49％的样点超标率,Cu、Cd和Cr的超标样点一般在4个以下。单因子污染指数评价结果显示,水稻籽粒重金属元素污染指数高低顺序为Pb＞Cr＞Cu、Zn＞Cd,其中昆山和吴江水稻籽粒受到Pb的轻度污染。综合污染指数评价表明,水稻籽粒重金属污染处于警戒线级别,且水稻籽粒的污染是由于Pb的积累量较高引起的,其中太仓和张家港两市水稻籽粒属于安全等级,昆山、吴中、相城和常熟处于警戒线等级,吴江风险较高。暴露风险评价结果显示,研究区存在水稻籽粒Cr暴露风险,而水稻籽粒Pb仅在个别县市暴露风险高,整体风险并不高。     

天津潮间带泥螺（Bullacta exarata）对重金属镉的累积与释放特征

生物对重金属的累积与释放实验对研究生物修复、污染物生态毒性和环境风险评价有着十分重要的意义。通过对天津潮间带底栖生物泥螺进行室内镉累积与释放实验,研究了泥螺体和肝脏对镉的累积与释放特征。整个实验过程分为累积和释放两个阶段,实验样品经冷冻、干燥、研磨、混匀和称量后,采用原子吸收分光光度法进行测定。结果表明,泥螺对镉的累积周期为14 d,其身体和肝脏中镉的质量分数均呈现先升高后降低的趋势,在第7 d达到最大值,其中肝脏的累积能力要大于身体;泥螺对镉的释放周期为12 d,在第9 d趋于稳定。泥螺对镉的累积与释放不仅与其自身的生活习性有关,还与其栖息环境密切相关。在自然环境中,应当严格控制镉的人为输入,尤其是含镉工业废水的排放。     

河北清苑县及周边农田土壤及农作物中重金属污染状况与分析评价

在河北省地质调查院1：250000多目标区域地球化学调查的研究基础上,对河北省清苑县及周边的农田土壤及玉米子实进行了采样分析,分析该地区农田土壤重金属的富集程度,并采用富集因子法和单因子土壤污染指数法进行污染状况评价。结果表明,该研究区土壤以重金属Zn、Cu、Cr、Pb、Cd污染最为严重,其中Cd污染已达显著富集程度;通过对子实重金属含量的描述统计显示,其农产品也受到一定程度的重金属污染,其中玉米子实中的重金属Ni和Pb存在超标现象。通过地统计学方法分析揭示了清苑县土壤重金属中污染严重的Zn、Cu、Cr、Pb的空间分布特征,并探索其主要成因。     

石灰及其后效对玉米吸收重金属影响的田间实例研究

通过田间试验方法,研究了在铅锌矿废水污染的土壤上施用石灰1 a后,继续施用石灰和石灰后效处理对后续第1、2季低累积玉米（Zea mays）的产量以及重金属Cd、Pb、Zn和Cu含量的影响,并分析了土壤pH、土壤DTPA提取态重金属含量和土壤重金属全量的变化。结果表明,连续施用石灰和石灰后效均显著提高玉米产量,其中连续施用石灰处理效果最佳,第1季籽粒产量是对照（无石灰）的6倍,第2季是对照的3.8倍。与对照相比,连续施用石灰处理显著降低了2季玉米籽粒Cd、Pb、Zn和Cu含量,石灰后效只能降低第2季玉米茎叶Cd、Pb和Cu含量,而籽粒Cd、Pb含量与对照相比略有升高,说明石灰后效能维持一年半左右。对照处理土壤Cd和Zn全量显著低于石灰处理,可能是土壤中Cd和Zn随着雨水的淋洗向下层迁移造成的。施用石灰可防止Cd和Zn对地下水的污染。