中国土壤环境质量标准中重金属指标的筛选研究

我国土壤重金属污染问题十分严重,但目前国家的土壤环境质量标准已不适应当前土壤环境管理的需求,在指标体系上主要体现在重金属污染物项目过少,对一些新出现的污染问题无法有效监管。本研究通过深入调研美国、加拿大、荷兰、德国、澳大利亚、日本、中国台湾和香港等发达国家和地区的土壤环境标准,并将他们的重金属指标与我国现行的土壤环境质量标准中的重金属指标进行系统比较分析,提出我国土壤环境质量标准中重金属指标的修订建议。主要是要补充六价铬、有机汞等高毒害重金属价态和形态的标准;新增铍、锑、铊、钒等新型重金属污染物的土壤环境质量标准;同时,结合石灰(岩)土高背景区土壤,探索建立基于有效性的土壤重金属浸提态标准体系;为实现我国土壤重金属污染的风险管理提供科学依据。     

不同行业污染土壤重金属污染特征比较研究

以塑料、化工、火电、养殖行业污染土壤为研究对象,通过对土壤中重金属的总量和化学形态进行分析,比较了这4种行业土壤重金属的污染特征。结果表明,这些行业土壤中重金属含量均高于该地背景值,部分指标超出了国家标准规定的土壤环境质量二级标准值,各行业土壤重金属内梅罗综合污染指数从大到小依次是化工行业1.74、火电行业1.40、塑料行业1.39、养殖行业0.82。按照土壤综合污染分级标准,塑料行业、化工行业、火电行业污染等级已达到轻污染,养殖行业处于警戒级。对土壤中重金属的有效态研究发现,4种行业土壤中重金属有效态含量差异较大,土壤重金属有效态含量主要受重金属的全量、土壤pH及有机质影响,还与各行业排放污染物中重金属的排放特征、原始形式有关。     

沿海滩涂区土壤重金属含量分布及其有效态影响因素

为揭示沿海地区土壤重金属含量的空间分布特征及其与自然、人为因素的关联,以近年来围垦开发强度较大的江苏沿海某滩涂区为研究对象,采用经典统计与地统计相结合的方法研究了表层土壤主要重金属Pb、Cr、Cd、As全量与有效态含量状况及其空间分布,分析了沿海滩涂区土地利用方式对重金属含量的影响,探讨了重金属有效态含量与土壤理化性质的相关性。结果表明:目前研究区土壤环境质量状况良好,土壤Pb、Cr、Cd、As均呈累积趋势但基本都低于土壤环境质量一级标准值;土地利用方式不同程度地影响了Pb、Cr、Cd全量与有效态含量,As全量与有效态含量受土地利用方式影响较小;研究区土壤Pb、Cr、Cd全量与Pb、Cr有效态含量具有明显的趋势效应,且研究区土壤重金属全量与有效态含量的空间分布受大尺度的潮汐作用与小尺度的人为因素的共同控制;土壤Pb、Cr、Cd有效态含量与黏粒含量、阳离子交换量和p H显著负相关,与有机质呈显著正相关,土壤As有效态含量仅与土壤p H显著正相关。本研究为沿海滩涂区土壤重金属源头减量、活性钝化、污染消减与风险防范提供科学依据。     

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。     

工业型城乡交错区农业土壤Cu、Zn、Pb和Cd的空间分布及影响因素研究

在江苏省无锡市工业型城乡交错区，选择8km2区域，采集119个土壤样品，对土壤Cu、Zn、Pb,Cd及其有效态含量的空间分布和影响因素进行探讨。结果表明：该区土壤Cu、Zn、Pb、Cd含量和变异系数都明显增加，土壤有效态重金属含量与相应的全量重金属含量具有显著相关性。土壤Cu、Zn、Cd空间变异主要受到工业影响，但由于该区工业类型的多样性和工厂分布的分散性，Cu、Zn、、Cd空间分布模式并不相同。本区土壤Pb的分布与工厂分布的相关性不大，但随与城市距离增加而降低。公路和土地利用与土壤重金属含量的关系表现不明显。该区工业污染对土壤重金属空间变异的影响可能掩盖了公路和土地利用等的影响，建议在城乡交错区合理安排工业布局以控制土壤受重金属污染的范围。     

吉林省人参土壤中重金属污染水平及生物有效性研究

为了解吉林省人参土壤中重金属污染水平及其生物有效性,人参对重金属的吸收、转化及富集程度,运用ICP-OES对农田栽参和林下参及其土壤重金属进行测定分析。结果表明,人参土壤中重金属Cd含量超过国家三级土壤标准,所测的其它八种重金属含量均处在国家一级土壤水平内,重金属Pb的生物有效性系数最高达27.37%,虽然含量较低但存在一定的风险性,人参土壤中Ti的含量最高,其全量在476-1038 mg/kg,生物有效性最低为0.09%;两种模式下人参根区土壤中重金属生物有效态含量差别不大,但林下参土壤重金属生物有效性系数低于农田栽参土壤,尤其是对生物毒性较大的Cd、Cr、Cu和Pb元素,Cd的生物有效态含量与其生物有效性系数达极显著负相关(P<0.01),相关系数为0.79;不同肥料的施用对农田栽参土壤重金属生物有效态有一定影响,同一种肥料对不同重金属生物有效态含量影响亦不同;人参对Cu、Zn和Pb的富集系数最大,潜在风险较大,其中Cu富集系数达到0.63;综合分析人参土壤中重金属全量、有效量及人参根中含量,发现人参土壤中Cd超标,污染严重,Cu和Zn受土壤类型影响较大,其它重金属均可通过培肥改土调节其有效态含量。     

土壤弹尾目昆虫Folsomia candida对铜污染的急性毒理初步研究

随着土壤环境重金属污染的加剧,有关重金属污染土壤的风险评估受到关注.对土壤质量评价的方法长期以来集中在检测重金属污染物质在土壤中的浓度及化学形态等方面,而对于重金属、土壤和生物之间的相互作用很少考虑,因而难以全面评估重金属对土壤环境的生态毒性效应[1].重金属污染土壤的生物评价是对化学评价的有效补充和相互验证.土壤弹尾目昆虫(跳虫)作为土壤动物群落中的优势物种之一,是土壤环境的重要指示生物,在对污染环境的生态评估研究中得到越来越多的重视[2-5].     

铅锌矿区不同土地利用类型铅污染特征及其影响因素

矿区周围土壤的重金属含量和形态分配特征是了解矿区土壤污染状况的重要前提,找到其影响因素是关键。研究以陕西凤县银洞梁铅锌矿区不同土地利用类型土壤为研究对象,基于欧共体提出的BCR三步法,研究了该矿区不同土地利用类型土壤中Pb的化学形态及影响因素。结果表明:该矿区不同土地利用类型土壤总Pb的含量差异显著,其中农地(410.1mg/kg)林地(315.9mg/kg)≈草地(313.6mg/kg);且不论何种土地利用类型,土壤中的Pb形态均以铁锰氧化物结合态为主,其次是酸交换态、残渣态、有机硫化物结合态;矿区土壤中各形态Pb含量存在明显的空间分异,草地与林地土壤中的总Pb含量差异不显著,但草地土壤中的酸交换态Pb的含量和分配系数占比要显著大于林地;土壤中Pb的含量和形态分配各受土壤理化性质的影响,铅总量主要受砂粒和黏粒的影响,酸交换态仅与总量和土壤含水量有关;铁锰氧化结合态与总量和pH值相关;有机硫化物结合态和残渣态与总量、有机质以及当地气候因素有关。总体而言,不同耕作方式、管理制度及矿山开采引起的人类活动对Pb的污染特征产生了重要影响。其中农地土壤中的Pb具有更高的潜在生物有效性,当处于还原条件下时,这些土壤可能存在重金属Pb的潜在危害。     

南京市溧水区土壤重金属环境容量研究

以南京市溧水区表层土壤为研究对象,利用内梅罗综合污染指数法和土壤环境质量一级标准确定了As、Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb和Zn等8种重金属元素的背景值。运用此背景值,结合江苏省无公害农产品地方标准和中国土壤环境质量二级标准,对溧水区土壤重金属环境容量进行估算和评价,并对影响环境容量分布的因素进行分析。研究得出以上8种重金属的背景值依次为9.3 mg kg-1、0.08 mg kg-1、67.5 mg kg-1、22.1 mg kg-1、0.05 mg kg-1、22.9 mg kg-1、25.9 mg kg-1和50.0 mg kg-1,对应的环境容量分别为42.55 kg hm-2、0.46 kg hm-2、400.57 kg hm-2、52.97 kg hm-2、0.51 kg hm-2、31.08 kg hm-2、493.58 kg hm-2和317.24 kg hm-2。评价结果表明:溧水区以上8种重金属的环境容量和综合容量均处于中容量水平,土壤只受到轻微污染。土壤环境容量大小受土壤有机质、pH、土壤类型和土地利用类型等多种因素影响,其中以土地利用类型的影响最为明显。     

土壤环境功能区划的体系与方法探讨

随着我国社会经济的发展,土壤污染问题逐渐显露。加强土壤环境管理,防控土壤污染是当前我国土壤环境管理的重要方向。土壤环境管理要求构建土壤环境分区分类的管理体系,这需要以开展土壤环境功能区划研究为基础。研究通过探讨土壤环境功能区划概念,分析了土壤功能与土地利用的关系,提出了一个三级的土壤环境功能区划体系。依据土地利用类型和土壤功能及相关规划,划分出土壤生产功能区、土壤生态功能区和土壤承载功能区三个土壤功能区;在此基础上,依据土壤环境功能亚类并结合相关规划,将土壤功能区划分为八类土壤环境功能亚区;结合土壤环境质量评价和土壤污染区分析结果,将土壤环境功能亚区进一步划分为二十个土壤环境管理区,以进行保护、一般监控、重点监控或整治。提出的土壤环境功能区划体系和方法可为开展土壤环境功能区划提供借鉴,从而为土壤环境管理提供科学依据。     

岩溶区典型根系地下生境的土壤质量分析

选择岩溶区三种不同的典型根系地下生境类型土壤为研究对象(类型Ⅵ——白云岩水平产状多层空间类型、类型Ⅸ——白云岩倾斜产状多层空间类型及类型Ⅺ——白云岩直立产状多层空间类型),根据不同类型的土壤物理、化学及生物学指标,计算土壤肥力的综合指标值,对其土壤质量进行综合分析评价。结果表明:(1)不同植物根系地下生境类型和不同空间土壤层次的土壤指标值差异极显著;(2)不同类型的土壤质量存在差异,且具有明显的层次性,土壤质量表现为白云岩倾斜产状多层空间类型最好,且三种类型的土壤质量均呈现出随土壤深度的增加而逐渐降低的趋势。该文揭示了根系地下生境的土壤质量差异,这为岩溶石漠化区的植被恢复技术研究和治理均有积极的作用。     

三峡库区耕地土壤肥力特征及对策研究

三峡库区土壤肥力差异明显。主要土壤类型紫色土、水稻土、和黄壤,肥力水平差异较大,全量、有效态含量在不同土壤类型不一致。沿江从上而下,全N、全P、有效P含量较稳定,全K、有效K、碱解N含量变化较大。不同土壤类型肥力比较结果表明全N、全P含量为黄壤>水稻土>紫色土;全K、碱解N、有效P、有效K含量为紫色土>黄壤>水稻土。不同区县土壤肥力相关性分析表明全N、全P具有显著相关性,碱解N、有效P、有效K相互之间无相关性。主要土壤类型相关性分析表明水稻土、黄壤中全N同碱解N具有显著相关性。在不同区县和不同土壤类型土壤肥力指标有较大差异,因此在施肥水平上应区别对待。     

川西米亚罗林区不同林分类型土壤养分性质研究

采用野外调查、取样和室内实验分析相结合的方法,研究了川西米亚罗林区9种林分类型林地土壤养分特征。结果表明:(1)9种林分类型土壤pH均小于5.6,属于酸性土壤;林地土壤有机质含量大小顺序为:冷杉林(FF)>40a云杉—落叶松林(D)>70a云杉林(F)>40a云杉林(C)>灌木林(SF)>桦木林(BF)>40a落叶松林(B)>25a云杉—落叶松林(A)>55a云杉林(E);冷杉林土壤全N含量最大,25a云杉—落叶松林最小;(2)9种林分类型中,40a落叶松林地全K含量最大,40a落叶松—云杉林土壤速效K含量最大;(3)9种林分类型中,40a落叶松林地全P含量最大,速效P含量以55a云杉林为最大;(4)9种林地中,土壤pH与土壤有机质极显著负相关,与土壤全N显著负相关;土壤有机质含量与全氮极显著正相关,与土壤有效磷和全钾显著负相关;土壤全钾和全磷分别与土壤速效钾和有效磷相关性不显著。     

中南丘陵区不同土壤类型下的土地利用景观格局分析

应用RS,GIS,Fragstats软件研究了醴陵市土壤类型和景观格局、景观指数的关系。结果表明:(1)醴陵市主要土壤类型是红壤和水稻土;景观类型以林地和水田为主,各景观分布的主要土壤类型为红壤与水稻土,景观斑块类型在各土壤类型区存在明显差异;(2)土地利用景观多样性指数和均匀度为:紫色土>水稻土>红壤>河潮土>黄壤,优势度则相反;(3)各土壤类型区形状指数变化很小,分维数一致;(4)各土壤类型区的廊道密度指数为:紫色土>水稻土>河潮土>红壤>黄壤,差异较大。     

不同植被覆盖类型黑土水分动态变化特征

采用中子水分仪定位监测方法,研究黑土区平水年大豆地、草地和裸地3种覆盖类型土壤水分变化特征.结果表明:土壤水分空间垂直动态变化随深度增加而降低,基于变异系数(CV)将土壤水分垂直变化分为4层,即水分速变层、活跃层、次活跃层和相对稳定层.不同覆盖类型下,土壤水循环深度依次为大豆地>草地>裸地,土壤水循环强度依次为草地>大豆地>裸地;3种覆盖类型的土壤剖面含水量在作物生长季节内呈增长型变化特征,裸地0～20 cm土层各时段土壤含水量均高于草地和大豆地;30 cm土层以下土壤水分含量依次为草地>裸地>大豆地.该区土壤储水量主要受降雨调控,3种植被覆盖类型下,土壤水分的总蒸散量依次为草地>大豆地>裸地.     

Spatial distribution pattern changes of oasis soil types in Manasi River Basin,arid northwestern China

Soil distribution pattern play a significant role in the stability conservation and economic development of oasis in arid regions. Hence, ecologists and agrology scientists have a central interest in understanding the spatial distribution changes of soil types. The aim of this study was to analyze the main processes of soil distribution pattern changes from 1987 to 2006 through the landscape indexes. Soil types and soil distribution pattern changes were assessed and compared by using two soil maps made in 1987 and 2006. 14 soil types were classified and analyzed in the study area. Results indicated many differences among the changes of different soil types. During the period from 1987 to 2006, there were widespread changes in spatial distribution of soil types in Manasi River Basin at class-level. The area of Petrocambids decreased, whereas Aquicambids increased. The small patches began to coalesce into large ones and the patch numbers decreased during the past 20 years, which brought about the fragmentation decrease in Manasi River Basin. In contrast to the decrease of the patch density, the average patch area of 12 soil types increased. With the increasing man-made disturbance, more soil type patches, especially the agricultural soil patches were close to square in shape. During the recent 20 years, the decreased patch shape indexes occupied about 57% of all while the increased patch shape indexes were over 40%. The split index of most soil types has also declined during the same period. The landscape-level indexes also reflected the spatial distribution changes of oasis soil types. The landscape diversity index and landscape evenness index have increased while the landscape dominance index has decreased in the recent 20 years, which showed that more equirotal soil patches were formed and various soil types dominated the soil landscape in Manasi River Basin. Changes of different soil types are one of major indictors to show environment changes and impacts of human activities. Therefore, it is necessary to emphasize the study of soil type changes in the arid and semiarid region.     

黄土丘陵区天然和人工植被类型对土壤理化性质的影响

不同植被类型对黄土高原土壤质量的改善作用存在较大差异。研究天然和人工植被类型对土壤性状的影响差异对于深入认识黄土高原植被恢复与土壤环境演化的关系,准确评价不同植被恢复模式生态环境效益具有重要意义。该研究以黄土丘陵区燕沟流域为例,选择研究区广泛分布的11种天然和人工植被类型为研究对象,系统分析了该区天然和人工植被类型对土壤性状的影响。结果表明:天然和人工植被类型对土壤性状的影响差异明显。200cm土层土壤含水率大小为农田>天然草地>人工乔木林地>果园>人工灌木林地>天然灌木林地。与农田相比,天然灌木林地和天然草地土壤体积质量降低最为明显,人工乔木林地、人工灌木林地和果园土壤体积质量下降差别不明显。天然灌木林地、天然草地和人工灌木林地土壤有机质、全氮都有明显提高,人工乔木林地和果园土壤有机质和全氮提高不明显。不同植被类型土壤有机质、全氮总体随土层加深呈下降趋势,农田、果园和人工乔木林地土壤有机质和全氮垂直变化较小,而天然灌木林地、天然草地和人工灌木林地变化较大。不同植被类型土壤全磷含量差异较小,且垂直变化不明显。总体看来,天然植被类型对该区土壤性状改善作用优于人工植被类型,而人工灌木林的改善作用优于人工乔木林。     

川东北巴中农田土壤Se分布特征研究

以川东北巴中市为例,采用实地采样法和室内测定法,对土壤Se含量及其分布做了研究,以促进其现代农业的发展,合理选择优势作物。结果表明:不同土壤类型Se含量:黄棕壤 > 黄壤 > 紫色土壤。黄壤不同土地利用类型Se含量:其他用地 > 农田 > 蔬菜地;黄棕壤不同土地利用类型Se含量:蔬菜地 > 其他用地 > 林地 > 农田 > 旱地 > 果园地;紫色土壤不同土地利用类型Se含量:农田 > 果园地 > 旱地 > 蔬菜地 > 其他用地。黄壤不同耕作制度类型Se含量:旱作地 > 水耕地;黄棕壤不同耕作制度类型Se含量:水耕地 > 旱作地 > 水旱地;紫色土壤不同耕作制度类型Se含量:水旱地 > 旱作地。不同地域土壤剖面中Se元素含量:通江县 > 南江县 > 巴州区 > 平昌县。巴中市Se含量平均值为0.165 μg/g,低于全国平均值。四个富硒产业带分别为:通江县富硒马铃薯产业带;南江县富硒金银花产业带;南江县富硒蔬菜产业带;南江县富硒茶叶产业带。马铃薯、金银花、茶叶均为巴中的富硒优势作物。     

重庆岩溶地区不同土壤类型的土地利用多样性分析

以重庆岩溶地区为例，探讨岩溶地区土壤类型的多样性与不同土壤类型上土地利用方式的多样性。结果表明重庆市岩溶区黄壤、石灰土和黄棕壤是本区主要土壤类型，土壤景观的多样化和空间异质化程度不高，但各类景观分布比例不均匀，土壤景观嵌块体呈现出复杂的几何形状。除了山地草甸土以林地和草地、棕壤以林地为主要景观外，另外的9种土壤类型上都是以耕地和林地为主要的景观，农、林用地在景观空间格局的结构和功能中起主导作用。由于各类土壤性质和分布特点的不同，耕地和林地在各类土壤上的分配比例存在着明显的差异，以及人类活动使得耕地的嵌块体数急剧增多和居民工矿用地、林地、未利用地的嵌块体数目增加。     

岩溶区典型根系地下生境类型中土壤酶活性研究

本文选择了岩溶区三种不同的典型地下根系生境类型土壤为研究对象（类型I-白云岩水平产状多层空间类型、类型II-白云岩倾斜产状多层空间类型及类型III-白云岩直立产状多层空间类型）,分析了不同类型和不同层次的土壤酶活性,以及土壤酶与土壤养分的相关性。结果表明：1)不同植物地下根系生境类型和不同空间土壤层次的土壤酶活性差异极显著;2)类型I有利于土壤的碳素循环,类型II有利于土壤含氮化合物的转化,类型III有利于土壤有机物质的氧化;且三种类型的土壤酶活性均呈现出随土壤深度的增加而逐渐降低的趋势;3)土壤酶活性与土壤养分含量关系显著,可以作为评价土壤质量/肥力的指标。本文揭示了不同地下根系生境土壤酶活性差异,对岩溶石漠化区的土壤质量评价、植被恢复技术研究和生态修复治理均有积极的作用。