我国规模化养猪场粪便重金属污染特征与农用风险评价

本文系统收集了我国21省市规模化养猪场粪便和11省市猪饲料重金属浓度数据,分析了其污染特征,同时对各省市猪粪总量及其重金属总含量、猪粪安全农用年限进行了估算。结果表明:在21省市中,猪粪中Cu、Zn、As、Cd、Cr平均含量超标省市分别占到95.2%、85.7%、33.3%、20.0%和5.26%。在其中的11省市中,猪饲料中Cu含量超标的样品数量占到100%(四川除外,为75%),超标倍数在13.2~49.0;猪饲料中Zn含量超标的样品数量占到60.0%~100%,超标倍数在1.3~9.5之间。猪粪和饲料间Cu、Zn达到极显著相关水平(p0.01)。猪粪安全农用估算结果表明,限制我国规模化养殖场猪粪农用的主要因素是Cu、Zn和Cd。吉林省、辽宁省和山东省分别连续施用猪粪16、23和91 a,土壤中Cd含量超过国家土壤质量二级标准(GB 15618—2008)。北京连续施用猪粪65和51 a而天津连续施用猪粪53和91 a,土壤Cu和Zn含量分别超过国家土壤环境质量二级标准。建议在生猪养殖及其粪便农用过程中,不仅要从源头严格控制饲料中Cu、Zn等微量元素添加量,还应按照标准严格控制猪粪农田施用量。     

陕西规模化猪场猪粪与饲料重金属含量研究

测定了陕西省11个地区64家规模化养猪场中64个育肥猪饲料和相应的猪粪样品中Cu、Zn、Cr、Ni、As、Pb和Cd等元素的含量,并评估了其潜在的环境风险。结果表明：饲料和猪粪中均含有大量Cu、Zn、Cr、Ni、As、Pb和Cd等,并以Cu和Zn含量最高;饲料中Cu和Zn平均含量在38.33～805.61mg/kg和90.69～1208.19mg/kg之间,猪粪中Cu和Zn平均含量在78.99～1543.28mg/kg和68.72～3011.72mg/kg之间;陕西育肥猪饲料中重金属已经超出国家标准中的浓度限值,其中Cr、Cu、Zn、As、Pb和Cd的最高超标倍数分别为5.44、134.27、10.98、60.08、7.67和110.86,饲料是猪粪重金属的主要来源;限制陕西省规模化养殖场猪粪农用的主要因素是Cu、Zn和Cd含量。估算表明,安康、商洛和杨凌地区猪粪农田施用不足100年土壤Cu或Zn即超标,陕西农田土壤Cd在18.3～99.3年后即达到容许量。     

污水灌溉对土壤和蔬菜中重金属积累和分布影响研究

通过测定邯郸市污水灌区土壤和蔬菜中重金属含量,结果发现:污水灌溉增大了重金属在土壤和蔬菜中的积累,4种重金属含量在土壤中积累趋势为Pb＞Zn＞Cu＞Cd,分布趋势为50～80 cm＞20～50 cm＞0～20 cm;4种重金属含量在白菜中积累趋势为Zn＞Pb＞Cu＞Cd,分布趋势为根大于叶子.土壤中4种重金属含量均未超标,而白菜体内铅和锌含量超标.分析表明,只要对污水进行铅和锌适当处理,在一定时间内用污水水灌溉是可行的.     

沼肥对污灌区棕壤土重金属Cd和As的影响

沼肥作为有机肥在农业生产中已有广泛应用,为了研究施用沼肥对受到重金属污染土壤的影响,文章以Cd,As为研究对象,用盆栽的方式,以抗病苏州青油菜为种植作物,选取污灌区棕壤土,采用改进的BCR连续提取法分析重金属形态,通过基肥与追肥配合施用,研究沼渣与沼液配合施用和猪粪与化肥配合施用对土壤重金属的影响,为沼肥的合理安全利用提供理论依据。试验结果表明:沼渣沼液配合施用可以降低污灌区土壤中Cd全量和有效态含量,增加As全量和有效态含量;过量施用沼肥可以增加污灌区土壤中Cd全量和有效态含量,降低As全量和有效态含量,猪粪化肥配合施用会显著增加Cd和As全量。沼渣沼液配合施用会降低残渣态Cd和As的含量(p0.05)。     

土壤钝化剂对施用沼渣的黑麦草中重金属积累的影响

沼渣可以替代黑麦草种植中部分化肥的使用,但沼渣中残留的重金属会被黑麦草吸收,并传递到食物链的下端。通过沼渣和土壤钝化剂的混合施用可以实现废弃物资源化利用的同时减少黑麦草对重金属的吸收。实验发现:单独施用沼渣,黑麦草中Pb,As,Cr,Zn和Cu的含量分别提高了107.0%,54.5%,40.0%,15.2%和13.7%;混合施用中,Zn和Pb含量随贝壳粉施用量上升先增加后减少,Cu含量随贝壳粉施用量上升而增加;Zn和Pb含量随氧化镁施用量上升而增加,Cu含量随氧化镁施用量上升先减少后增加;通过正交试验研究不同沼渣和钝化剂混合施用量对黑麦草中Cu,Zn和Pb含量的影响,发现沼渣、贝壳粉和氧化镁施用量分别为10 g,4 g和2 g的处理为最佳组合。该结果为以猪粪为发酵原料的沼渣施用于黑麦草提供了安全施用的参考。     

小安溪河流域污水灌区重金属的污染特征

小安溪河流域沿河从下游到上游土壤重金属Pb的含量变化幅度较大,Cd含量有升高趋势,Cu、Zn、As、Hg的含量较平稳;小麦中Hg、Pb的含量有升高趋势;水稻中Cd的含量有升高趋势;莴笋和包白菜的Cd含量有升高趋势。不同污灌段土壤和农作物重金属含量差异明显。土壤重金属Cu低于背景值,Zn、Cd、As同背景值接近,Pb、Hg高于背景值;土壤重金属含量均低于国家土壤二级质量标准。全流域水稻、小麦、蔬菜重金属含量均低于国家食品卫生限量标准,农作物没受到重金属污染。但土壤重金属Cd同蔬菜具有显著正相关,因此在污灌的时候,不能简单从重金属绝对含量的大小考虑,还应综合考虑其影响程度。     

寒冷干旱地区施用污泥有机肥对紫花苜蓿草生长和土壤理化性质的影响

采用污泥有机肥对紫花苜蓿草进行施肥作用,研究其对紫花苜蓿草生长和土壤理化性质改变的影响。实验结果表明,相比未施肥对照小区,污泥有机肥对紫花苜蓿草的生长,如株高,茎粗,叶面积,分枝数和茎叶比均有较好的促进作用(P<0.01)。通过对紫花苜蓿草进行分析,发现与未施肥作物相比,叶子中营养元素和微量元素(N、P、K、Zn、Fe、Cu、Mn)含量均有所提高,且未对作物产生毒害作用,同时与土壤中相关元素呈正相关性,在叶子中未发现重金属元素(Pb、As、Cd、Cr)。污泥有机肥施用后,土壤中营养元素,微量元素和重金属元素含量有所增加,其中除重金属Cd含量外(临近标准值),其他元素含量均低于土壤环境质量标准(GB15618―1995)的二级标准。同时土壤中pH、电导率、CaCO3、有机质等指标与未施肥土壤相比也有所提高。试验结果表明,污泥有机肥可以为作物提供充足的营养元素和微量元素,促进作物生长;同时在施用污泥有机肥过程中需要注意土壤中重金属元素Cd的富集情况。     

三峡库区不同土地利用土壤重金属分布特征与污染评价

为揭示不同土地利用方式土壤重金属的含量、分布及污染特征,选取三峡库区典型小流域不同土地利用方式:柑橘果园(CO)、林地(FL)、旱坡麦地(WD)、旱坡菜地(VD)、温室大棚蔬菜地(VG)、水稻田(PL)作为研究对象,研究了不同土地利用方式土壤重金属的含量变化、分布规律,并进行污染评价。研究结果表明,6种土地利用类型土壤重金属元素Pb含量由大到小表现为:VG、CO、PL、VD、FL、WD,土壤重金属元素Cr含量由大到小表现为:CO、VG、PL、VD、FL、WD,土壤重金属元素Cu含量由大到小表现为:VG、VD、CO、PL、FL、WD,土壤重金属元素Zn含量由大到小表现为:CO、VG、PL、WD、VD、FL,土壤重金属元素Cd含量由大到小表现为:VG、CO、WD、PL、VD、FL。土壤重金属Pb含量与Cr、Cu、Zn、Cd含量均存在极显著正相关关系(p0.01),Cr含量与Cu和Cd含量呈极显著正相关(p0.01),与Zn含量呈显著正相关(p0.05)。6种土地利用类型土壤重金属Pb、Cr、Cu、Zn、Cd的单项污染指数变化分别为0.06、0.14、0.15、0.14和1.70,综合污染指数为0.91,污染等级为警戒线,污染水平属于Ⅱ级,尚清洁,6种土地利用类型土壤重金属的综合污染指数由大到小表现为:VG、CO、VD、PL、WD、FL。潜在生态风险评价表明,6种土地利用类型土壤的重金属Pb、Cr、Cu和Zn均属于轻度生态危害。土壤重金属元素Cd在林地、旱坡麦地和水稻田土壤中属于中度生态危害,而在柑橘果园、旱坡菜地和温室大棚蔬菜地土壤中属于较强生态危害。5种土壤重金属潜在生态危害系数从大到小分别为:Cd、Pb、Cu、Cr、Zn。     

重庆市南川区东部水稻根系土重金属含量特征与来源

对重庆市南川区东部地区水稻土壤中As等7种元素进行采样监测，采用加权综合指数等方法对土壤环境质量进行评价，并对土壤重金属来源进行解析。结果表明，土壤中重金属Hg、Cr、Cu、Pb和Zn等元素均未超过国家农用地土壤标准筛选值，As和Cd分别有1和5个样品超标，总体呈重污染状态及中等危害生态风险，Cd为最主要的生态风险因子。土壤中Cr、Cu、Pb、Zn和As重金属主要来源于成土母质，Hg主要来源于铝冶炼，Cd受成土母质和农业活动共同控制。      

长江三角洲典型县域耕地土壤重金属污染生态风险评价

为全面掌握长江三角洲地区典型县域耕地土壤重金属污染状况与生态风险特征,通过野外实地采样和室内土壤重金属含量化验分析,采用单因子污染指数法、内梅罗综合污染指数法和潜在生态风险指数法对宜兴市县域耕地土壤中As、Cd、Cu、Hg、Pb、Zn 6种重金属元素进行污染和生态风险评价。结果表明,宜兴市耕地土壤重金属土壤污染总体较轻,耕地土壤重金属污染点位超标率为10.27%,Cd、Cu、As、Hg、Pb、Zn的超标率分别为10.11%、0.88%、0.44%、1.49%、0.10%、0.35%,从超标率来看Cd和Hg为宜兴市主要污染元素,其中Cd的样本超标率高于全国耕地Cd的超标率。宜兴市耕地土壤重金属污染总体呈现“轻微”生态风险,生态风险贡献率较高的为Cd,达到57.46%,生态风险等级较高区域为丁蜀镇的东北部、张渚镇的东南部和徐舍镇的东北部区域。宜兴市耕地土壤重金属污染源可能主要来源于人为的化工生产活动。研究可为耕地土壤重金属污染预防控制治理提供理论依据,提高耕地资源安全利用水平。     

山西晋中吕梁地区土壤重金属背景值研究

土壤重金属背景值浓度是土壤环境质量评估的重要标准。通过进行系统、大规模的采样,计算提出了山西中部地区土壤重金属含量背景值。研究结果表明,山西中部地区土壤Cd含量的背景值为0.087 mg/kg、Cr为46.90 mg/kg、Cu为17.62 mg/kg、Ni为26.50 mg/kg、Pb为26.02 mg/kg、Zn为57.95 mg/kg,这六种土壤重金属元素背景值均低于国家土壤环境质量一级标准（GB15618-1995）。与全国土壤背景值比较,山西省中部地区的Cd、Ni、Pb含量与全国水平基本一致,而Cr、Cu、Zn均小于全国对应值。     

泗河表层沉积物重金属污染特征及潜在生态危害评价

为研究泗河表层沉积物中重金属含量及其潜在生态危害程度,在泗河干流及支流共采集了7个底泥样品,分析测试了Hg、As、Cd、Pb、Cr、Ni、Cu、Zn、Mn共9种重金属元素,采用地累积指数法和潜在生态危害指数法对泗河表层沉积物中重金属的污染进行了分析和评价。结果表明,泗河表层沉积物中重金属污染主要以Hg和Cd为主。各种重金属的污染程度由强至弱依次为：Hg＞Cd＞Mn＞Zn＞Ni≈Pb≈Cu＞Cr＞As;各种重金属污染对泗河流域构成的潜在生态危害程度由强至弱的次序为：Hg＞Cd＞As＞Pb≈Cu＞Cr≈Zn。     

基于PMF模型的山区农用地土壤重金属来源分析

为了解山区农用地土壤重金属的污染情况以及查明八种重金属的污染来源,在研究区内采集土壤表层(0-20cm)样品1311个,分析化验了pH、As、Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb、Zn等指标。采用了内梅罗综合指数法、地统计学法、相关分析、单因素方差分析以及正定矩阵(PMF)模型等方法,研究山区农用地土壤重金属污染特征及可能的污染来源。结果表明：研究区土壤中八种重金属含量均明显高于重庆市土壤背景值；除局部区域呈现重度污染之外,研究区土壤整体上呈清洁或轻度污染,主要污染元素为Cd；PMF模型结果显示,研究区土壤重金属污染来源主要有三种,分别为Cd、Cr、Cu、Ni、Pb、Zn(自然母质源)、As、Cr、Hg、Pb、Zn(采矿活动源)、As、Cd、Cr、Hg(农业活动源)。     

矿区复垦土壤种植小麦的重金属安全性

为分析矿区充填复垦土壤种植农作物的生态安全性,以中国徐州市柳新矿区复垦场地为例,对照当地农田土壤,对充填场地种植小麦不同部位As、Cd、Cr、Cu、Hg、Pb、Zn 7种重金属元素含量进行检测,分析了Cd、Cr在成熟小麦不同器官中的分布、富集情况,并利用单项污染指数法和综合指数法对小麦籽粒进行了风险评价。结果表明,三场地中Cd 和Hg在未成熟苗中的含量小于成熟茎中的含量,Cr、Cu和Zn则与之相反,Pb和As的含量规律性不太明显;复垦场地小麦未成熟根的重金属含量都小于成熟根中的含量;比照地中除Cr 和Zn之外,其余元素在未成熟根中的含量均大于成熟根的含量;参照粮食污染限量标准,小麦籽粒中Cd和Cr含量均超标。风险评价显示三场地小麦籽粒中Cd、Cr单项污染指数达到轻度至重度水平,综合污染指数处于轻度污染至中度污染水平之间。该研究对矿区粮食安全的监控具有重要的实际应用价值。     

基于地统计学的土壤重金属分布与污染风险评价

在野外调查取样和室内分析获得大量土壤重金属含量数据和空间数据的基础上,利用经典统计学和普通克里格法(OK)对采样区域土壤重金属含量的空间变异性进行了分析,并利用指示克里格法(IK)和多变量指示克里格法(MVIK)绘制了各项重金属元素污染风险和土壤污染综合风险概率图。结果表明:岩溶地貌区土壤重金属As、Cd、Cr、Cu、Pb、Hg、Ni和Zn的含量显著高于非岩溶地貌区,各项重金属元素之间具有显著的相关性,说明它们存在很大的同源性和复合关系;受岩性、成土母质等内在因素的影响,各项重金属元素(除Cu元素外)都具有强烈的空间变异性,重金属元素含量高值主要分布在东南部和北部的岩溶地貌区,低值主要分布在西南部的非岩溶地貌区;采样区域存在As、Cd、Cu、Hg、Ni和Zn等重金属污染风险,其风险概率分别为0.326、0.805、0.185、0.192、0.267和0.270,土壤重金属污染综合风险概率为0.335。     

巢湖流域典型农田土壤重金属污染评价与地理探测分析

为了分析巢湖流域农田土壤重金属污染特点,选择位于巢湖西部的A村进行了实地土壤样品采集,利用XRay荧光光谱仪对Zn、Cr、Cd、Hg、Pb、As、Cu、Ni 8种重金属元素进行测定,利用污染指数法和潜在生态风险指数法,对土壤重金属污染程度、空间分布和潜在生态风险进行评价。为了进一步分析土壤重金属污染的来源,采用主成分分析和聚类分析对重金属来源进行分类;利用地理探测器,选择高程、距铁路距离、距村庄距离、距公路距离、距水库距离和农用地分类作为变量因子,分析其与重金属污染分布的空间相关关系。研究结果表明,A村主要受到Hg(P_i17.2)、Cd(Pi10.3)污染;Pb、Cu、Zn、Ni主要来自成土母质源,Hg、Cr、Cd、As主要来自人为污染源;农用地类型(PD,H=0.405)和铁路分布(PD,H=0.362)对污染分布的解释力最强,Hg、Cd污染可能来自耕地、畜禽饲养和铁路运输污染,污水灌溉也会一定程度影响重金属污染空间分布。     

再生水根区交替灌溉对马铃薯中重金属累积和分布的影响

通过田间小区试验,研究了再生水根区交替灌溉对马铃薯重金属累积及分布的影响.结果表明,不同的灌溉条件处理下,4种重金属在马铃薯内积累趋势表现为:Zn>Cu>Pb>Cd;Cd在马铃薯内的分布趋势为茎>叶、根>果实;Pb在马铃薯内的分布趋势为叶>根>茎、果实;Cu在马铃薯内的分布趋势为茎>叶>根>果实;Zn在马铃薯内的分布趋...