典型农业区农田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,以典型农业区山东禹城的农田表层土壤（0-20 cm）为研究对象,分析了土壤中重金属Cr、Ni、Pb、As、Hg、Cd、Cu和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估。结果显示,8种重金属的含量均超过黄河下游潮土区的背景值。潜在生态风险评估表明,当地的农田土壤Cr、Ni、Pb、As、Cu、Zn有轻度的生态风险,Hg和Cd存在较大的生态风险。城市化进程、畜禽养殖和污灌是造成土壤Cd高生态风险的主要因素,城市化进程和污灌也是造成土壤Hg高生态风险的主要因素。禹城各区域土壤受8种重金属的综合潜在生态风险程度大小依次为城郊农田〉污灌农田〉典型施肥农田〉井灌农田〉引黄灌农田,不同人类活动区域土壤Cd生态风险和8种重金属的综合潜在生态风险存在显著差异。     

典型铅锌矿区水田土壤重金属污染特征

采用现场采样及室内分析测试方法,研究了岩溶地区某铅锌矿厂区下游水田表层土壤及典型剖面中Cu、Zn、Pb、Cd的污染特征及其在剖面上的垂向迁移特性。结果表明,厂区下游水田表层土壤Cu、Zn、Pb、Cd的含量范围分别为35-89 mg.kg^-1、1 440-11 100 mg.kg^-1、249-4 610 mg.kg^-1、8.3-61.6 mg.kg^-1。除Cu的污染程度较轻外,Zn、Pb、Cd的污染达到了中度到极重污染的水平,且以Cd的污染最为严重。沿灌溉渠往下,表层土壤受到的污染越来越小,污染指数呈下降趋势。Cu、Zn、Pb、Cd在典型土壤剖面上均呈现出极为明显的向下迁移趋势。在0-20 cm,4种重金属的含量均较大;从20 cm往下至180 cm,其变化趋势基本上是先升高后降低,向下迁移的浓度峰值均出现在60-120 cm,但各元素向下迁移的规律略有差异。Cd向下迁移浓度峰值出现的深度比Cu、Zn、Pb的要深。     

沈抚灌区土壤重金属污染健康风险初步评价

采用现场采样及室内测试方法对沈抚灌区农田土壤中Cu、Hg、Ni和Cd等重金属的含量进行了测定分析,利用污染指数法对灌区土壤环境质量进行了评价,并应用美国环保局推荐的健康风险评价模型对灌区土壤重金属通过土壤摄食途径所引起的健康风险作了初步评价。结果表明,灌区土壤中重金属的平均浓度范围分别为Cu：22．1～40．8mg·kg^-1,Hg：0．036-0．310mg·kg^-1,Ni：29．8～44．4mg·kg^-1,Cd：0．145～0．956mg·kg^-1。4种重金属浓度平均值大小为Ni〉Cu〉Cd〉Hg;土壤中Cu、Hg、Ni和Cd所引起的成人和儿童的平均个人风险均低于可接受水平10^-6,且在这两类调查人群中,健康风险大小顺序均为Cd〉Ni〉Hg〉Cu;儿童比成人更易受到土壤重金属的影响,致癌风险是成年的3倍;灌区土壤环境质量环境评价结果显示,灌区土壤重金属污染处于轻微水平。     

褶牡蛎对重金属的生物富集动力学特性研究

应用实验生态方法研究了褶牡蛎对8种常见的重金属生物富集动力学特性,得出了褶牡蛎对重金属的生物富集系数、生物半衰期以及生物富集曲线。结果表明,到积累实验结束时褶牡蛎对Pb、Zn、Cd、Cr、Ni和Hg的生物富集系数分别是15．60、26．53、60．06、7．61、5．82和47．88,褶牡蛎对Cu和As的富集规律不明显,生物富集曲线分别为yPI7=0．4046e^0.1168xR^2=0．7378,yZn=0．0408x^2＋0．2909x＋59．969 R^2=0．9307,yGl=2．5263e^0.0867x R^2=0．7089,YCr=0．6832e^0.0942x R^2=0．8544,yNi=0．4178e^0.0714x R^2=0．6856和yHg=0．0015x^2＋0．0444x＋0：0644 R^2=0．8301,以积累实验结束时的生物富集系数为基准,褶牡蛎对这几种重金属的富集能力为Cd〉Hg〉Zn〉Pb〉Cr〉Ni;到释放实验结束时褶牡蛎对Pb、Zn、Cd、Cr和Hg的生物半衰期分别是23．1、13031．7、67,7、32．9和36．1d,褶牡蛎是Zn、Cd和Hg的强的净积累者,以释放实验结束时的生物半衰期为基准,褶牛十蛎对这几种重金属的排毒释放顺序为Pb〉Cr〉Hg〉Cd〉Zn。     

聚丙烯酸盐对长期重金属污染的矿区土壤的修复研究（Ⅱ）——对土壤微生物数量和土壤酶活性的影响

采用盆栽试验方法研究了聚丙烯酸盐对SDomingos金矿区重金属污染土壤的修复作用。在《聚丙烯酸盐对长期重金属污染土壤的修复研究（I）》^[30]（以下简称研究I）中聚丙烯酸盐的应用显著提高了土壤持水能力和土壤的pH,同时土壤中水溶性重金属的含量也比对照显著降低,从而使果园草Orchardgrass（Dactylis glomerata L．cv．Amba）的生物量得到显著增加。为更全面地说明聚丙烯酸盐在该重金属污染土壤修复上的作用,进一步探讨了聚丙烯酸盐对重金属污染土壤微生物属性的影响。结果表明,土壤细菌数量随聚丙烯酸盐水平的增加而增加,不同处理之间差异显著（P≤0．05）;与对照相比,聚丙烯酸盐处理的真菌数量显著增加（P≤0．05）,但随着聚丙烯酸盐水平的增加而显著降低（P≤0．05）,这可能是由于0．4％和0．6％的聚丙烯酸盐处理土壤pH显著提高所导致的。因此使用微生物数量评价土壤质量时,细菌比真菌表现更突出。使用聚丙烯酸盐修复的土壤脱氢酶、磷酸酶、蔗糖酶、蛋白酶和纤维素酶的活性均比对照显著增加（P≤0．05）,而脲酶活性的下降则可能是由于聚丙烯酸盐带来大量的铵态氮产生的抑制作用所致。综合研究I中的结果,聚丙烯酸盐不仅可以改善重金属污染土壤的理化性状而且对于土壤微生物属性也有显著的改善作用。从果园草生物量来看,0．4％聚丙烯酸盐的用量对该污染土壤的修复具有实践应用价值。     

冶炼厂周边土壤重金属污染范围的界定与不确定性分析

在浙江省富阳市某冶炼厂周边以网格法采集了147个表层土壤样品,测定了铜、锌、铅和镉总含量。运用组合预测法(普通块状克里格法和三角网格插值法)预测了研究区各种重金属含量的空间分布,又运用指示克里格法预测了研究区各种重金属的污染概率;再分别依据土壤污染临界值(土壤环境质量标准)和污染概率的临界值(50%)来界定各种重金属的污染范围。本研究将基于两种方法的界定结果相对比来综合界定污染范围,并将污染土壤重金属污染状况分为污染、未污染和不确定。综合界定结果表明,研究区分别有71.7%、80.0%、3.0%、83.1%的区域土壤被重金属Cu、Zn、Pb、Cd所污染,不能被确定是否被重金属Cu、Zn、Pb、Cd所污染的区域分别占20.8%、10.5%、12.5%和10.9%。     

成都平原土壤重金属区域分布特征及其污染评价

GPS野外定点调查取样197个,用于成都平原农田土壤重金属Cd、Pb、Cr、Hg的空间分布特征及其污染评价研究。与20年前土壤普查结果相比,广汉、新都、邛崃土壤Cd含量上升最为明显,分别增加了1、1.3和2倍;Pb则以新津、德阳、广汉、新都增加最多,达1.1~3.3倍;Cr、Hg含量变化不大。Kriging空间插值分析表明,除Cd含量表现为东北－西南向逐渐降低外,其余元素的空间变化特征不明显,但表现出明显的区域性。应用地质累积指数法进行土壤重金属污染评价的结果表明,近50%的土壤Pb、Cd含量受到人为活动的影响,以Pb最为明显。Pb污染级别为1~4级,重点污染区域为新都、广汉、新津、德阳等地;Cd污染级别虽小（1~2级）,但污染范围较大,主要分布在新都、德阳、广汉、双流、新津、彭州等地;仅有少部分样点受到Cr、Hg污染。     

沙壤性碳酸盐土壤上砷和重金属的运移

The continued effect of the pyrite-tailing oxidation on the mobility of arsenic, lead, zinc, cadmium, and copper was studied in a carbonated soil under natural conditions, with the experimental plot preserved with a layer of tailing covering the soil during three years. The experimental area is located in Southern Spain and was affected by a pyrite-mine spill. The climate in the area is typically Mediterranean, which determines the rate of soil alteration and element mobility. The intense alteration processes that occurred in the soil during three years caused important changes in its morphology and a strong degradation of the main soil properties. In this period, lead concentrated in the first 5 mm of the soil, with concentrations higher than 1500 mg kg^-1, mainly associated to the neoformation of plumbojarosite. Arsenic was partially leached from the first 5 mm and mainly concentrated between 5-10 mm in the soil, with maximum values of 1239 mg kg^-1; the retention of arsenates was related to the neoformation of iron hydroxysulfates (jarosite, schwertmannite) and oxyhydroxides (goethite, ferrihydrite), both with a variable degree of crystallinity. The mobility of Zn, Cd, and Cu was highly affected by pH, producing a stronger leaching in depth; their retention was related to the forms of precipitated aluminium and, in the case of Cu, also to the neoformation of hydroxysulfate.     

一个新的土壤重金属竞争吸附等温模型

A new competitive adsorption isothermal model (CAIM) was developed for the coexistent and competitive binding of heavy metals to the soil surface. This model extended the earlier adsorption isothermal models by considering more than one kind of ion adsorption on the soil surface. It was compared with the Langmuir model using different conditions, and it was found that CAIM, which was suitable for competitive ion adsorption at the soil solid-liquid surface, had more advantages than the Langmuir model. The new competitive adsorption isothermal model was used to fit the data of heavy metal (Zn and Cd) competitive adsorption by a yellow soil at two temperatures. The results showed that CAIM was appropriate for the competitive adsorption of heavy metals on the soil surface at different temperatures. The fitted parameters of CAIM had explicit physical meaning. The model allowed for the calculation of the standard molar Gibbs free energy change, the standard molar enthalpy change, and the standard molar entropy change of the competitive adsorption of the heavy metals, Zn and Cd, by the yellow soil at two temperatures using the thermodynamic equilibrium constants.     

污泥农用对土壤和作物重金属累积及作物产量的影响

以3 a定位试验为基础,比较3种不同处理的污泥肥料（消化污泥、污泥堆肥及污泥复混肥）农田施用下土壤养分、土壤和作物籽粒中Mn、Cu、Zn、Pb、Cd 5种重金属的积累以及作物产量的变化情况,以阐明污泥农用对土壤及作物的影响。研究表明,3种污泥肥料提高了土壤中氮素和有机质的含量;与空白和普通化肥处理相比,3种污泥肥料增加了土壤中Mn和Cu的含量,而对土壤交换态重金属含量没有显著影响;3种污泥处理均增加了小麦籽粒中Zn的含量;相对普通化肥处理,3种污泥肥料处理对小麦和玉米产量均无显著影响。合理施用污泥肥料可以有效地提高作物产量;污泥肥料施用对土壤重金属有一定累积效应,但短期施用对土壤比较安全。