二乙三胺五醋酸萃取后污染土壤中重金属Pb、Cu的形态分布

以硫铜矿尾矿区域土壤和库区周边受污染的农田土壤为研究对象,采用Tessier连续提取法研究了二乙三胺五醋酸(DTPA)萃取前后受污染土壤中的重金属Pb、Cu的形态变化。结果表明,两类污染土壤中的重金属Pb、Cu的形态分布各有差异,矿区土壤Pb、Cu主要以残渣态为主,农田土壤以有机结合态为主。在0.01molL-1浓度的条件下,DTPA对供试土壤Pb的萃取能力较其对Cu萃取能力强;经DTPA萃取后土壤中Pb、Cu的残渣态、碳酸盐结合态、铁锰氧化物结合态、交换态的含量分别有所下降。两种类型土壤中Pb、Cu残渣态、碳酸盐结合态、铁锰氧化物结合态、交换态变幅表现各异;矿区土壤和农田土壤中Cu的有机结合态含量有所增加,矿区土壤和农田土壤中Pb的有机结合态含量却表现各异,矿区土壤其含量有所增加,而农田土壤其含量却明显减少。     

皖南茶园土壤重金属化学形态及其生物有效性

以皖南茶园为研究对象,通过Tessier连续提取分级法对茶园土壤重金属(Zn,Cu,Pb,Ni)全量及其化学形态进行了分析,利用活性态重金属占全量之比来评价其生物有效性。结果表明,皖南茶园土壤中Zn,Cu,Pb,Ni含量均未超过国家标准;除Zn外,其他元素均高出背景值,存在较明显的富集现象;土壤中4种重金属在5种形态上表现出不同的分布规律,Zn,Cu,Ni以残渣态为主,分别占总量的72.55%,90.00%和81.79%,而Pb以铁锰氧化物结合态为主,占总量的70.09%;Zn,Cu,Pb,Ni的活性态部分占全量比例分别为5.04%,1.51%,0.97%和0.23%,土壤重金属活性态部分与茶叶中重金属含量之间呈现正相关关系,且皖南茶区的茶叶重金属含量在限量值的安全范围内。     

泉州走马埭典型土壤重金属的赋存形态分析

采用改进的Tessier连续萃取方法研究了泉州走马埭国家农田示范保护区典型土壤中重金属(Cr、Ni、Cu、Zn、Cd、Pb)的化学形态分布,通过土壤重金属的赋存形态分析比较了6种重金属的生物可利用性。研究结果表明,土壤中不同重金属元素化学形态分布具有不同的特点:Cr和Ni主要以残渣态存在,其余形态所占的比例很小;Cu以残渣态含量最高,碳酸盐结合态含量最低;Zn以残渣态为主,可交换态含量最低;Cd以可交换态和碳酸盐结合态为主,水溶态含量最低;Pb以残渣态和铁锰氧化物结合态为主,水溶态含量最低。土壤中除Cd外,Zn、Cu、Cr、Pb、Ni在正常自然条件下相对比较稳定。     

长春市城区土壤中Pb、Cu、Zn、Cd及Cr化学形态特征

为弄清长春市城市土壤中Pb、Cu、Zn、Cr及Cd的化学形态分布特征,系统采集了26件城市表层(0~20 cm)土壤样品,采用连续提取法对重金属各化学形态含量进行了测定。结果表明:Pb、Zn、Cu及Cr主要以残渣态存在,其次是铁锰氧化物结合态、腐殖酸结合态和强有机结合态占有次要地位,离子交换态和水溶态所占比例均较低;Cd则主要以碳酸盐结合态存在,同时,水溶态和离子交换态所占比例较高。残渣态Pb和Zn在城区表层土壤中所占比例较近郊土壤中略有下降,但幅度不大,除Cu外,其余各元素易迁移、高生物有效性的水溶态在城区表层土壤中所占比例略有上升。Pearson相关分析结果表明,各元素残渣态与全量均呈极显著正相关,其它各活性态与全量间的相关程度与重金属种类有关。土壤pH值和Fe、Mn含量对重金属的化学形态的影响也与重金属种类有关,而且,同一重金属的不同存在形态受土壤pH值和Fe、Mn含量的影响程度也不同。     

苏南经济快速发展区土壤Cu、Ni、Pb、Zn形态及其有效性定量分析——以昆山市为例

研究了江苏省昆山市农田土壤有效态Cu、Ni、Pb、Zn各形态含量及其有效性。结果表明,土壤重金属Cu、Ni、Pb、Zn各形态含量以残渣态有机质结合态铁锰氧化物结合态碳酸盐结合态、可交换态,残渣态含量明显高于其他形态。Cu和Pb有机质结合态所占比例相对也较高,分别达36.09%和28.30%。土壤可交换态含量、碳酸盐结合态含量、Fe-Mn氧化物结合态含量及残渣态含量均以Zn最高;土壤有机质结合态含量以Cu最高;土壤可交换态含量变异系数、土壤碳酸盐结合态含量变异系数及土壤Fe-Mn氧化物结合态含量变异系数以Ni为最大;土壤有机质结合态含量变异系数以Zn最大;土壤残渣态含量变异系数以Pb最大。土壤铁锰氧化物结合态铜和可交换态铜对土壤有效态铜含量影响最大;土壤可交换态镍含量对土壤有效态镍含量最大;土壤铁锰氧化物结合态铅和有机质结合态铅对土壤有效态铅含量影响最大;土壤可交换态锌和碳酸盐结合态锌对土壤有效态锌含量影响最大。     

上海市区街道灰尘重金属污染研究

对上海市区街道灰尘重金属的分布特征、赋存形态及其生物有效性进行了研究,结果表明,市区街道灰尘中Pb、Cu、Ni和Zn的平均含量分别为264、182、86和673 mg kg-1,远高于上海市土壤环境背景值;重金属含量空间分布差异较大,Cu、Pb和Zn污染中心区主要位于商业区和内环线附近,Ni污染中心区主要位于外环线附近;市区街道灰尘中Pb主要以铁锰氧化物结合态存在,Cu主要以有机物结合态存在,Ni主要以残渣态和铁锰氧化物结合态存在,Zn主要以残渣态存在;其生物有效性表现为:Ni≈Pb>Zn>Cu。     

海南岛砖红壤中铅、镉的化学形态与转化

采用土培实验和连续提取.原子吸收分光光度法,研究了重金属Pb、Cd在海南岛花岗岩砖红壤中的形态组成、外源Pb、Cd污染及化学修复剂磷、钙、硫对土壤重金属形态的影响.结果表明:在供试原土壤中,重金属Pb的化学形态以结合态和残余态为主,土壤有效态Pb含量较低,其中残余态Pb>有机质结合态Pb>铁锰氧化物结合态Pb>碳酸盐结合态Pb>交换态Pb>水溶态Pb,说明土壤Pb的环境风险较低;重金属Cd的化学形态以铁锰氧化物结合态和碳酸盐结合态为主,土壤中交换态Cd含量较高,其中铁锰氧化物结合态Cd>碳酸盐结合态Cd>交换态Cd>有机结合态Cd>残余态Cd>水溶态Cd,说明土壤Cd的环境风险较高.当外源Pb、Cd污染土壤时,有铁锰结合态Pb>残余态Pb>有机态Pb>碳酸盐结合态Pb>交换态Pb>水溶态Pb,交换态Cd>铁锰氧化物结合态Cd>碳酸盐结合态Cd>残余态Cd>有机态Cd>水溶态Cd的趋势.向污染土壤施加化学改良剂过磷酸钙、硫化钠和石灰,能显著降低水溶态Pb、Cd和交换态Pb、Cd的含量,并使有机结合态Pb、碳酸盐结合态Pb和铁锰氧化物结合态Pb含量下降,但残余态Pb、碳酸盐结合态Cd、铁锰氧化物结合态Cd和有机态Cd有增加的趋势,残余态Cd的含量基本稳定.     

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。     

珠江三角洲城郊菜地耕层土壤中Cd、Pb赋存形态及其相互关系

选取珠江三角洲典型区域城郊菜地41个耕层土壤样品,采用化学形态分级-连续提取法研究了土壤中Cd、Pb赋存形态,通过统计分析,揭示了菜地耕层土壤Cd、Pb形态分布特征及其相互关系。Cd赋存形态平均含量顺序为:铁锰氧化物结合态(32.4%)≥碳酸盐结合态(27.2%)≥交换态(21.0%)>残渣态(10.4%)>有机态(9.0%);Pb则为:残渣态(54.1%)>铁锰氧化物结合态(27.5%)>有机态(11.6%)>碳酸盐结合态(4.6%)>交换态(2.1%)。非残渣态Cd占各形态Cd总和的平均比例(89.6%)明显高于Pb(45.9%)。碳酸盐结合态Cd分别与铁锰氧化物结合态Cd、有机结合态Cd呈极显著正相关和显著正相关(前者r=0.8482,P<0.01;后者r=0.4090,P<0.05),但与残渣态Cd呈极显著负相关(r=-0.5343,P<0.01),铁锰氧化物结合态Cd和有机结合态Cd分别与残渣态Cd呈极显著正相关(前者r=0.6965,p<0.01;后者r=0.5379,P<0.01);铁锰氧化物结合态Pb与残渣态Pb呈极显著正相关(r=0.5217,P<0.01),但有机结合态Pb却与残渣态Pb呈显著负相关(r=-0.3252,P<0.05)。在散点图矩阵的基础上建立了曲线估计的回归方程,用之可预测土壤中交换态Cd、Pb的大致数量及植物有效性。     

水稻籽实对不同形态重金属的累积差异及其影响因素分析

在分析成都平原核心区土壤重金属（Cd、Cr、Pb、Cu、Zn）全量、各形态含量及相应点位种植的水稻籽实重金属含量的基础上，通过统计分析、空间插值及线性回归方程的模拟，研究了土壤Cd、Cr、Pb、Cu、Zn全量的空间分布状况、各形态重金属含量统计特征，以及水稻籽实对重金属各形态的累积差异及其影响因素。结果表明，成都平原水稻土重金属污染较轻，除Cd外，均低于国家土壤环境质量二级标准。土壤中重金属的可交换态含量均较低，Cd主要以铁锰氧化态存在，Cr、Cu、Zn、Pb主要以残渣态存在。水稻籽实对5种重金属的累积效应顺序为：Cd＞Zn＞Cu＞Pb＞Cr。与水稻重金属累积关系密切的重金属活性形态（可交换态、碳酸盐结合态、铁锰氧化物结合态和有机物结合态）主要有：Cd的碳酸盐结合态、Cr的可交换态、Pb的有机物结合态和Cu的碳酸盐结合态含量；Zn各活性形态对水稻籽实含量的影响不明显。土壤理化性质对不同活性形态重金属元素的影响效应各不相同。活性态Cd主要受有机质、pH和容重的影响；活性态Cr与pH、有机质、CEC和容重密切相关；活性态Pb与有机质、容重、中细粉粒、砂粒等均有密切的关系；Cu的活性主要受粘粒、有机质含量的影响；Zn的有效性主要受pH、有机质、砂粒、容重的影响。总的看来，对土壤Cd、Cr、Pb、Cu、Zn各活性形态含量影响效应较强的是有机质、pH、容重，而与土壤吸附性能密切相关的颗粒组成、CEC的影响不甚明显。     

尾矿库尾砂及周边农田土壤重金属形态分布及其生物有效性

采用BCR（community bureau of reference）连续提取法对大宝山矿山槽对坑尾矿库尾砂和周边农田土壤重金属Cd、Pb、Cu和Zn的形态分布及其生物有效性进行了分析。结果表明,尾砂中Cd、Pb、Cu和Zn残渣态占绝对优势,占其总量的百分数均在85%以上。农田土壤中Cd、Cu和Zn都以残渣态为主,分别占其总量的60%、60%和90%以上,Pb以残渣态和可还原态为主,占其总量的93.44%。农田土壤重金属有效性较尾砂大,尾砂和农田土壤重金属生物有效性均以Pb为最高。     

广东大宝山矿区土壤重金属污染

Soil contamination in the vicinity of the Dabaoshan Mine, Guangdong Province, China, was studied through determi- nation of total concentrations and chemical speciation of the toxic metals, Cu, Zn, Cd, and Pb, using inductively coupled plasma mass spectrometry. The results showed that over the past decades, the environmental pollution was caused by a combination of Cu, Zn, Cd, and Pb, with tailings and acid mine drainage being the main pollution sources affecting soils. Significantly higher levels （P ≤ 0.05） of Cu, Zn, Cd, and Pb were found in the tailings as compared with paddy, garden, and control soils, with averages of 1486, 2516, 6.42, and 429 mg kg^-1, respectively. These metals were continuously dispersed downstream from the tallings and waste waters, and therefore their concentrations in the paddy soils were as high as 567, 1 140, 2.48, and 191 mg kg^-1, respectively, being significantly higher （P ≤ 0.05） as compared with those in the garden soils. The results of sequential extraction of the above metals from all the soil types showed that the residual fraction was the dominant form. However, the amounts of metals that were bound to Fe-Mn oxides and organic matter were relatively higher than those bound to carbonates or those that existed in exchangeable forms. As metals could be transformed from an inert state to an active state, the potential environmental risk due to these metals would increase with time.     

水稻子实对不同形态重金属的累积差异及其影响因素分析

在分析成都平原核心区土壤重金属(Cd、Cr、Pb、Cu、Zn)全量、各形态含量及相应点位种植的水稻子实重金属含量的基础上,通过统计分析、空间插值及线性回归方程的模拟,研究了土壤Cd、Cr、Pb、Cu、Zn全量的空间分布状况、各形态重金属含量统计特征,以及水稻子实对重金属各形态的累积差异及其影响因素。结果表明,成都平原水稻土重金属污染较轻,除Cd外,均低于国家土壤环境质量二级标准。土壤中重金属的可交换态含量均较低,Cd主要以铁锰氧化态存在,Cr、Cu、Zn、Pb主要以残渣态存在。水稻子实对5种重金属的累积效应顺序为:Cd>Zn>Cu>Pb>Cr。与水稻重金属累积关系密切的重金属活性形态(可交换态、碳酸盐结合态、铁锰氧化物结合态和有机物结合态)主要有:Cd的碳酸盐结合态、Cr的可交换态、Pb的有机物结合态和Cu的碳酸盐结合态含量;Zn各活性形态对水稻子实含量的影响不明显。土壤理化性质对不同活性形态重金属元素的影响效应各不相同。活性态Cd主要受有机质、pH和容重的影响;活性态Cr与pH、有机质、CEC和容重密切相关;活性态Pb与有机质、容重、中细粉粒、砂粒等均有密切的关系;Cu的活性主要受粘粒、有机质含量的影响;Zn的有效性主要受pH、有机质、砂粒、容重的影响。总的看来,对土壤Cd、Cr、Pb、Cu、Zn各活性形态含量影响效应较强的是有机质、pH、容重,而与土壤吸附性能密切相关的颗粒组成、CEC的影响不甚明显。     

长三角和珠三角农业土壤中铅、铜、镉的化学形态与转化

研究了重金属Pb、Cu、Cd在长江三角洲和珠江三角洲土壤中的转化及不同Pb、Cu、Cd负荷水平对土壤重金属形态的影响。结果表明:未明显污染土壤中重金属主要以残余态为主,可提取态组分的比例Cd>Cu>Pb,但不同土壤之间有较大变化;随着土壤重金属负荷的提高,土壤中交换态重金属的比例增大,残余态比例下降,有效性提高,对环境威胁增大;当重金属加入量较低时,重金属优先向氧化物结合态、有机质结合态转化,而当加入量较高时,向交换态和碳酸盐结合态转化的比例明显增加;pH和土壤组分对重金属在土壤中的转化有显著影响,土壤pH下降可使交换态Cd、Cu、Pb的比例递增。     

新乡市寺庄顶污灌区土壤中重金属的形态分布及生物有效性研究

对长期电池废水灌溉的新乡市寺庄顶污灌区和对照区土壤重金属进行取样分析,结果表明,对照区土壤中Cd,Ni,Zn,Cu和Cr含量都能达标,污灌区土壤中Cr含量能达标,Cd,Ni,Zn和Cu的含量超标,其平均含量分别为65.31,1 196.64,2 799.25,145.78 mg/kg,是国家土壤环境质量二级标准的108.85,19.94,9.33和1.46倍。形态分析结果表明,污灌区污染最严重的Cd主要以铁-锰氧化物结合态存在,所占比例平均为56.84%;Ni主要以铁-锰氧化物结合态和残余态存在,所占比例平均为37.44%和39.55%;Zn主要以残余态存在,所占比例平均为78.24%;Cu主要以有机结合态存在,所占比例平均为57.70%;Cr主要以有机结合态和残余态存在,所占比例平均为45.55%和34.18%。与对照相比,污灌降低了Cd,Ni,Zn,Cu和Cr残余态所占比例,提高了重金属迁移能力和生物有效性。在4种超标重金属中Cd可交换态所占比例最高,平均为24.54%,由于其生物有效性最高,Cd迁移能力和植物毒性最值得关注。     

新乡市寺庄顶污灌区土壤及小麦重金属污染特征的研究

通过田间采样及室内样品分析,对新乡市寺庄顶污灌区土壤和小麦子实中重金属污染特征进行了初步探讨。结果表明,土壤中cr含量达标,Cd、Ni、Zn和Cu的含量超标,其平均含量分别为65．31、1196．64、2799．25和145．78mg·kg-1,是国家土壤环境二级标准的108．85、19．94、9．33和1．46倍;污染最严重的Cd主要以铁-锰氧化物结合态存在,所占比例平均为56．84％,Ni主要以铁-锰氧化物结合态和残渣态存在,所占比例平均为37．44％和39．55％,Zn主要以残渣态存在,所占比例平均为78．24％,Cu主要以有机结合态存在,所占比例平均为57．70％。小麦子实中cd污染最严重,其平均含量为2．55mg·kg-1,是国家食品卫生标准的25．5倍,这主要是由于土壤中Cd总量严重超标且迁移能力最强的可交换态所占比例较高引起的,Ni、Cr和Zn含量分别是国家食品卫生标准的12．98、6．12和1．32倍,表明长期污水灌溉对寺庄顶灌区小麦的食品安全造成严重威胁,应引起足够的重视。     

Copper,Zinc, and Lead Fractions in Soils Long-Term Irrigated with Municipal Wastewater

Long-term irrigation with municipal wastewater may lead, even in spite of intense farming, to an accumulation of organic matter, nutrient elements, and trace metals in soils. Excessive increases of heavy metals may pose a potential risk to the food chain and provoke restrictions for the further cultivation of sensitive crops. Copper (Cu), zinc (Zn), and lead (Pb) forms in soils under long-term irrigation (for 100–120 years) with treated wastewater of Wroclaw were investigated by using selective seven-step sequential extraction (procedure of Zeien-Bruemmer) for partitioning the metals into operationally defined fractions, likely to be released in solution under various environmental conditions. The largest fraction of Cu, Pb, and particularly Zn in nonirrigated (control) soils was strongly bound in a residual form, while the percentage of exchangeable and the most labile fractions were negligible. Total concentration of metals in irrigated soils was elevated, and significant redistribution of metals among phases was observed. Percentages of residual fraction of Cu and Pb were no more than 25% (Zn < 40%), while significantly increased contribution of fractions occluded on iron (Fe) oxides and organically bound Cu. Exchangeable and readily mobile forms of Zn are predominant zinc fractions in soils irrigated with wastewater.