中南某锑矿及其周边农田土壤与植物重金属污染研究

以南方某锑(Sb)矿区周边土壤与植物为研究对象,采集土壤与植物样品,测定其Sb、As、Cd、Zn、Pb浓度,研究土壤和植物中重金属的污染程度及富集特征。结果表明,矿区周边土壤受Sb污染严重,各采样点全量Sb为3.08~219 mg/kg,平均54.0 mg/kg,同时伴有As、Cd、Zn和Pb污染,其中Cd污染相对严重;但土壤中Sb与土壤As、Cd、Zn和Pb没有相关性,土壤As、Cd、Zn和Pb之间呈极显著的线性相关。矿区周边植物同样受到严重的Sb、As、Cd和Pb的污染,蔬菜可食部分Sb最高达2.05 mg/kg,存在较高的人体摄入风险,且蔬菜中As和Pb超标严重。所采集植物中水麻对Sb有较强的积累和转移能力,是修复Sb污染土壤的潜在植物资源。     

基于复合钝化剂施用植物轮作模式对农田土壤Cd和As污染的修复

镉(Cd)和砷(As)是土壤环境中广泛存在的重金属污染物,具有不可降解性和生物累积性的特点,应及时开展Cd和As污染的修复工作。研究以湖南中、轻度Cd和As污染农田土壤为对象,选取当地优势植物。通过田间试验,添加生物炭与纳米零价铁的复合钝化剂,利用不同植物(油菜-蚕豆、玉米-苎麻)配套种植模式,探讨基于复合钝化剂施用植物轮作模式对土壤中Cd和As污染的修复效果。结果表明：(1)间作种植模式(蚕豆-油菜、玉米-苎麻)更有利于土壤中Cd和As的固定,试验土壤中Cd和As的最佳固定效果依次为原供试土壤的45.19%和19.00%。(2)复合钝化剂可显著提升农田土壤中Cd和As的固定效果,当生物炭和纳米零价铁以53∶1的比例混合配施时,Cd和As的钝化效果最为明显。(3)在间作模式下施加复合钝化剂,可以有效促进Cd和As污染土壤的修复。研究认为此类方式更适合中、轻度Cd和As复合污染土壤的修复工程应用。复合钝化剂最佳配比及植物间作模式的使用为Cd和As复合污染土壤的修复与治理工作提供试验依据和理论支撑。     

贵州喀斯特山区锑冶炼厂对农业土壤污染特征的影响及风险评价

以贵州省晴隆县大厂镇喀斯特山区废弃锑冶炼厂周围的农田土壤为研究对象,研究了距离冶炼厂烟囱不同距离12个表层土壤样点和5个典型土壤剖面中重金属含量。结果表明表层土壤主要污染元素为Sb、Zn、Pb、Hg、As和Cu,分别是贵州省土壤背景值的58.58、11.96、7.99、7.45、6.70和1.60倍;土壤剖面中8种主要重金属元素垂直变化规律各异,不同层次重金属含量（(Pb除外）)均表现为：距离冶炼厂烟囱越近含量越高,平均含量由高到低依次为：Mn>As>Sb>Cu>Cr>Pb>Hg>Cd,均明显高于全国土壤背景值的平均水平。其中,As、Cr、Mn和Hg平均含量差异较大,与对照相比,主要污染元素为Sb、Hg和As,Hg和As分别为国家土壤环境质量Ⅱ级标准的4.7倍、4.4倍;其次是Cd和Cu,分别为国家Ⅱ级标准的3.0倍、2.7倍。相关分析和聚类分析表明,土壤主要受重金属Cr、Cd、Cu、Sb和As复合污染。采用单因子污染指数和内梅罗综合污染指数法对该地区农田土壤进行了环境风险评价,各层次Cr、Cd、Cu和As含量均超标,污染严重,综合污染指数在1.21 ~ 14.83之间,以重度污染为主;耕作层污染程度由高到低顺序为：大厂村（(冶炼厂）)>中心街村>碧康组>田坝组,均属于重度污染,表层污染土壤（(0 ~ 20 cm）)种植农作物存在一定的风险。     

新疆奎屯垦区土壤重金属风险评价

采用网格法采样,对新疆奎屯垦区3个团场土壤中As、Pb、Cu、Cd、Cr和Ni含量进行了测定,系统分析了该地区土壤重金属的含量水平、潜在生态风险程度、主要污染因子和污染来源。结果表明:奎屯垦区土壤重金属As、Pb、Cd、Cu、Cr、Ni的平均值分别为20.21 mg kg-1、35.91 mg kg-1、0.40 mg kg-1、27.18 mg kg-1、77.02 mg kg-1、39.31 mg kg-1,均没有超过国家土壤环境质量二级标准,但As、Cd有个别样点超标。各元素平均含量值均超过新疆土壤背景值,其中Cd、As、Pb最为显著,呈现出累积趋势。各重金属潜在生态风险由高至低顺序为Cd>As>Pb>Ni>Cu>Cr,其中Cd为主要潜在生态风险因子。进一步相关分析和因子分析结果显示,各元素的来源可分为两类,Cd、Pb和As为一类,来源主要受各种人为活动影响,Cu、Cr、Ni为一类,来源主要与成土母质有关。     

黔西煤矿区土壤重金属污染水平及其形态

为研究黔西煤矿区周边土壤重金属污染情况及其潜在生态环境危害,分别在黔西煤矿区及非矿区进行了土壤样品采集,分析了研究区土壤重金属(Hg,Cd,As,Pb,Cr,Zn,Ni)污染水平,并采用了改进的Tessier法对重金属形态进行分析,应用地累积指数法及改性灰色聚类法进行了重金属风险评价。结果显示:煤矿区Hg,Cd,As,Cr,Zn及Ni平均值含量分别是贵州省背景值的3.37,1.11,1.50,1.63,1.23,1.73倍;非煤矿区As和Hg平均值含量分别是贵州省背景值的2.37,1.83倍。煤矿区受Hg及Cd污染较严重,而非煤矿区Hg和As污染也较为严重。研究区除3号样点外,其他样点均受到不同程度的污染;Hg,Cd及As为研究区污染贡献最大的3个因素,这与地累积指数法评价结果一致。研究区Cr,Cu及Zn以残渣态为主,稳定性较高,对环境影响最低;Cd及Pb非残渣态比例较高,对环境潜在危害较大,应当高度重视研究区Cd及Pb污染。     

北京市农业土壤重金属状态评价

以北京市土壤重金属背景值为标准,对比分析了农业土壤中Cr、Ni、Cu、Zn、As、Cd、Ph、Hg 8种重金属的含量及累积情况,并采用单因子污染指数法和综合污染指数法进行了土壤重金属污染评价。结果表明,北京市农业土壤存在着一定的Cr、Cu、Zn、As、Cd累积趋势,其含量的平均值分别为53．61、21．95、65．42、9．14、0．125mg·kg^-1,比相应的背景值高79．9％、17．4％、13．8％、28．9％、5．0％;Ni和Pb的累积则不明显,平均值比相应的背景值低7．9％、29．2％,分别为24．84和19．04mg·kg^-1;而Hg含量的平均值与背景值一致,为0．08mg·kg^-1。从单因子评价结果来说,Cr污染指数在1．06-2．93之间,所有的样点都处于轻度或中度污染状态;As、Cu、Zn、Cd的污染指数相对较小,平均值分别为1．29、1．17、1．13、1．05,有50％以上的样点处于轻度污染状态;而Ni、Ph、Hg的污染指数均小于1,有60％以上的样点处于清洁或尚清洁状态,污染较轻。若从综合评价结果来说,综合污染指数处于0．96～2．16之间,平均值为1．45,几乎所有的土壤样点都属于轻度污染状态。     

湖南冷水江锑矿区苎麻对重金属的吸收和富集特性

通过野外调查采样,分析了湖南冷水江锑矿区土壤的重金属含量,以及矿区9个采样点的苎麻对Sb、Cd、As和Pb4种重金属的吸收与富集能力及其富集特征。结果表明,矿区土壤受Sb污染严重,9个采样点Sb含量超过全国土壤背景值40～11503倍;伴生有Cd、As、Pb污染,Cd平均含量（13.08mg·kg-1）和As平均含量（82.64mg·kg-1）明显高于土壤环境质量标准的三级警戒值,Pb平均含量（71.27mg·kg-1）明显高于全国土壤背景值。苎麻叶和花混合样中的Sb最高达到1103mg·kg-1;苎麻体内的Cd含量均高于一般植物2～10倍,Cd富集系数最高为2.1,转运系数最高为3;As富集系数最高为1.04,转运系数最高为12.42;苎麻地上部对重金属迁移能力较强,当季对Sb、Cd、As迁移量分别达796.55、11.20和31.34mg·m-2。本研究说明苎麻对复合重金属具有一定的耐性,为复合污染植物修复提供了一种新的种质资源。     

晋中盆地土壤重金属分布特征及生态风险

[目的]对晋中盆地土壤重金属分布特征影响及生态风险进行研究和评价,旨在了解该地区土壤污染现状以及为土壤重金属综合治理与防治提供科学依据。[方法]对晋中盆地表层土壤进行采样,测定208个土壤样品中Pb,Cr,Cd,As和Hg这5种重金属的含量,采用单因子污染指数、综合污染指数和潜在生态危害指数对盆地污染进行评价,并利用GIS空间分析技术对污染现状进行分析。[结果]重金属Pb,Cd,Cr,As和Hg的平均含量分别为20.87,0.316,68.226,10.457和0.129mg/kg,分别为山西省土壤背景值的1.42,3.16,1.23,1.15,5.61倍;单因子污染指数结果显示,Hg和Cd为盆地污染的主要贡献因子,Pb,Cr和As对盆地污染的贡献较少;综合污染指数和潜在生态危害指数结果显示,盆地污染程度较为严重,达到中等污染和重度污染的样点占比共达到95%以上;污染空间分析显示,盆地整体污染程度较深,在盆地北部太原地区和南部孝义、介休市存在明显的污染突出地区。[结论]受人类活动影响,晋中盆地土壤重金属污染已较为严重,应引起足够重视。     

稻田土壤和稻米中重金属潜在污染风险评估与来源解析

该文选择贵州省典型城市(都匀市)周边水稻种植区为研究区,系统采集了稻田土壤和稻米样品各110个,测定土壤和稻米中Cd、Hg、As、Pb和Cr含量,基于多元统计分析和污染风险评价等分析方法,揭示了研究区稻田土壤重金属污染的主要来源及土壤和稻米中重金属存在的潜在风险。结果表明,与贵州土壤重金属背景值相比,稻田土壤中Cd、Hg、As、Pb和Cr超标率分别为14.55%、40.00%、16.36%、22.72%和13.64%,主要以Hg污染问题最为突出。稻米中只存在3.64%Cd超标,Hg、As、Pb和Cr平均含量均低于国家食品安全标准限定值(GB 2762-2017),说明当地居民食用稻米存在最大的潜在威胁为Cd污染稻米。稻田土壤重金属来源分析结果表明,稻田土壤中Cd、Hg、As和Pb之间呈显著正相关关系,说明土壤中Cd、Hg、As和Pb具有相同的来源,主要来源于当地铅锌矿冶炼、火电厂等污染点源排放的污染物;Cr与其他元素相关性不显著,主要来源于成土母质,为自然来源元素。     

三峡库区耕地重金属分布特征初步研究

通过对三峡重庆库区16个市、县(区)旱地和水田土样分析、统计、评价,研究了库区耕地土壤主要重金属元素分布特征。结果表明,库区耕地土壤有不同程度污染,重金属As、Cd、Cu、Ni的含量均有超标,Cd有最大超标;旱地土壤重金属含量略高于水田,紫色土略高于黄壤,各采样点重金属含量差异大;重金属元素Cd、Pb、Cu、As、Zn间存在极显著正相关,土壤污染有复合污染趋势;主要淹水区县土壤环境质量评价结果显示,仅巫山县污染综合指数评价为中污染,主城区、开县为轻微污染,涪陵区、长寿区、奉节县为警戒级,其余为安全级;耕地土壤中重金属元素均未超过土壤环境基本容量,能够保证作物品质和农业持续发展。同时对三峡库区耕地重金属淹水和非点源污染进行风险分析,指出库区开展淹水重金属形态与非点源污染输出研究意义.     

山东省典型烟区烟叶重金属的外源调查

采集山东省典型烟叶种植片区蒙阴县和临朐县的烟田土壤以及山东省主要的烟草肥料和烟田灌溉水体样品,分析了其中的重金属含量,并与国家相应标准中的限量进行了对比.结果表明:①烟田土壤中As含量为限量标准的9.2％ ～ 84.5％,Cd为23.8％ ～ 86.7％,Cr为12.6％ ～ 43.8％,Hg为0.2％～78.0％,Pb为13.8％～47.9％,目前尚均属安全级别,但个别烟田的土壤As、Cd、Hg含量偏高.②烟草肥料中As含量为限量标准的0.1％～17.5％,Cd为1.0％～71.9％,Cr为0～4.2％,Hg为0.2％ ～ 28.5％,Pb为0.36％～40.6％,目前尚均属安全级别,但天然硫酸钾镁肥和磷肥中Cd含量相对较高.③灌溉水体中As含量为限量标准的0～ 3.9％,Cd为0.5％～1.1％,Cr为0～1.1％,Hg为0～46.9％,Pb为0.5％ ～ 4.5％,绝大部分灌溉水体中重金属含量远低于限量标准,均属安全级别.     

福建铁观音茶园土壤中铅、镉、砷、铬、汞、铜、氟的环境质量现状分析

为了解福建省铁观音茶园土壤中主要污染元素的含量状况及其对茶叶生产的影响, 采用野外调查和室内分析相结合的方法研究了福建省铁观音茶主产地安溪、华安和永春县150 个茶园土壤中铅、镉、砷、铬、汞、铜、氟的含量, 并进行了环境质量现状评价。结果表明, 所有土壤的镉、铅、氟含量, 97%以上土壤的铬、砷、汞含量均低于茶叶产地环境技术条件(NY/T 853—2004)中相应的限量; 92%以上土壤的镉、铬、砷、汞含量和70%以上土壤的铅含量低于有机茶产地环境条件(NY 5199—2002)中相应的限量。变质岩发育的土壤镉和氟含量较高, 砂岩类发育的土壤铬含量较高, 流纹质凝灰岩类发育的土壤铅含量较高, 流纹岩类发育的土壤砷含量较高, 闪长岩类发育的土壤汞和铜含量较高; 水稻土改种的茶园土壤镉、铅和汞含量较高, 铬和砷含量较低; 赤红壤发育的土壤中铅含量较高, 黄壤发育的土壤中铬和砷含量较高, 红壤发育的土壤中铜含量较高。就所研究的元素而言, 大部分供试茶园土壤是清洁和安全的。     

福建典型烟区土壤、灌溉水和肥料中重金属含量调查

农作物体内的重金属主要来自土壤、施肥、大气沉降以及降雨或灌溉.本文采集了福建省主要的烟草肥料和全国清香型烤烟的代表之一福建省龙岩市永定县土壤和烟田灌溉水体样品,分析了其中的重金属含量,并与国家相应标准中的限量进行了对比.结果表明:①烟田土壤中As含量为限量标准的12.3％ ～ 65.0％,Cd为66.7％ ～ 100.0％,Cr为4.0％ ～ 47.3％,Hg为0～ 66.7％,Pb为0.3％ ～ 63.3％,目前尚均属安全级别,但个别烟田的土壤As、Cd、Hg、Pb含量偏高;②烟草肥料中As含量为限量标准的0.7％ ～ 24.0％,Cd为0.5％～2.1％,Cr为0～ 21.4％,Hg为0～ 4.8％,Pb为7.7％ ～ 50.6％,目前尚均属安全级别,但一种钙镁磷肥中的Pb含量略高;③灌溉水体中As含量为限量标准的0～0.5％,Cd为0.1％～5.8％,Cr为0.3％～ 1.6％,Hg为8.6％ ～ 55.4％,Pb为0～ 2.6％,绝大部分灌溉水体中重金属含量远低于限量标准,均属安全级别.     

Fertilizer Applications and Trace Elements in Vegetable Production Soils of California

We collected and analyzed over 600 soil samples from the vegetable production fields in seven regions across California, examining the total As, Cd, Pb, P, and Zn concentrations of the soils. The ranges for baseline concentrations were determined for each region. The total P and Zn contents of the soils in comparison to the baseline ranges served as indicators on P fertilizers and micronutrients inputs through cultivation, the greater the total contents the larger the inputs. When the soil As, Cd, and Pb concentrations of each region were plotted with respect to those of P and Zn, three data distribution patterns emerged: (1) the soil As, Cd and Pb concentrations of the cropland soils remained within the baseline range regardless of the phosphorus or zinc inputs in 5, 2, 4 of the 7 regions, respectively, (2) the soil As, Cd and Pb concentrations of the cropland soils had moved upward and exceeded the baseline ranges but their concentrations did not rise in proportion to the phosphorus or zinc concentrations of soils in 1, 4, and 3 of the 7 regions, respectively. The enrichment was due to diffuse sources other than phosphorus fertilizers or micronutrients. (3) The soil As and Cd concentrations of the cropland soil in the Oxnard/Ventura Area and Fresno showed trends of increasing with respect to inputs of P and or Zn indicating P fertilizer or micronutrients applications over time have caused As and Cd to slowly accumulate in the cropland soils.     

龙游硫铁矿区农田土壤重金属污染的空间 变异及在水稻中的积累

为了解浙江龙游硫铁矿区农田重金属污染状况,采集矿区265件农田土壤样品,分析8种重金属Cu、As、Hg、Zn、Cd、Ni、Pb、Cr元素全量,利用地统计学软件GS+9.0对研究区土壤各元素指标进行半变异函数拟合,并利用普通克里格法进行插值并绘制空间分布图。采集30件水稻籽粒样品,分析重金属在研究区中水稻籽粒的累积特征,并进行了健康风险评价。结果表明:矿区土壤中8种重金属元素的变异系数从0.72到1.76,离散程度较高。8种重金属的土壤空间半变异函数Cu、As、Hg元素符合指数模型,Zn、Cd、Ni、Pb符合球状模型,Cr符合高斯模型。元素Cu、Pb、Zn、Cr、Ni的块金值与基台值的比值C0/C0+C都小于0.25,说明空间变化主要受地质背景等因素影响;元素Cd、Hg和As的块金值与基台值的比值C0/C0+C在0.25~0.75之间,说明除了地质背景因素,人为活动等随机因素也有影响。矿区水稻籽粒中重金属Ni和Cd的变异系数最高,分别为0.95和0.87,说明Ni和Cd元素可能存在异常积累。矿区水稻籽粒对重金属的富集能力由大到小依次为Cd、Zn、Cu、Ni、As、Hg、Cr、Pb。健康风险评价结果表明矿区农田水稻籽粒中元素As、Cd的风险商大于1,存在潜在健康风险;而其他6种重金属Cu、Hg、Zn、Ni、Pb和Cr基本属于安全范围。     

云南会泽铅锌冶炼厂周边土壤重金属污染特征及健康风险评价

为进一步探讨云南会泽铅锌冶炼厂历史遗留的环境问题,掌握新址所在区域土壤环境质量状况,以会泽铅锌冶炼厂新、旧场址周边土壤作为研究对象,随机布设14个采样点,采集42个土壤样品,采用电感耦合等离子体发射光谱仪和原子荧光光谱仪测定土壤样品中的Cr、Cu、Mn、Ni、Pb、Zn、Cd、As、Hg。采用综合污染指数法、地积累指数法、潜在生态危害指数法和健康风险评价方法对土壤中重金属污染特征及其健康风险进行评价。结果表明,云南会泽铅锌冶炼厂周边土壤中Cr、Cu、Mn、Ni、Pb、Zn、Cd、As和Hg的平均含量水平分别为92.25、226.81、1 567.45、65.16、394.66、1 451.63、11.16、43.81、0.47 mg·kg-1,除Cr、Hg外,其他重金属含量均超过《国家土壤环境质量标准》二级标准值,其中Cd的最高超标倍数为274倍。地积累指数评价结果表明,该区域土壤中Cd污染最为严重,处于偏重-极重污染范畴;潜在生态危害综合指数评价结果显示:该区域重金属污染处于强-很强的生态风险程度;健康风险评价结果表明:旧场址周边土壤中Pb、Cd对儿童均具有显著的潜在健康风险。     

洛川苹果园地土壤重金属污染调查与评价

通过对洛川苹果园地土壤样品的采集、监测,依据无公害果园产地土壤环境质量标准和绿色食品产地土壤环境质量标准,重点分析评价了对土壤环境及人体危害较大的Cd、As、Cr、Pb等重金属元素的污染现状。评价结果表明:以无公害果园产地土壤环境质量为评价标准,洛川苹果园地土壤重金属污染程度有As>Cr>Cd>Pb的特征,土壤重金属综合污染指数为0.51,土壤Cd、As、Cr、Pb单项污染指数平均值均小于0.7,土壤环境中的重金属元素含量现状水平符合无公害苹果生产的要求;以绿色食品产地土壤环境质量为评价标准,洛川苹果园地土壤重金属污染程度有As>Pb>Cr>Cd的特征,土壤重金属综合污染指数为0.64,土壤Cd、Cr、Pb单项污染指数平均值均小于0.7,土壤As单项污染指数平均值大于0.7,但小于1。土壤环境中的重金属含量现状水平符合绿色食品苹果生产的要求。但土壤As单项污染指数平均值为0.74,已超过绿色食品产地土壤污染警戒线。洛川苹果园地土壤重金属As污染程度较高,主要是由于人为长期不合理使用含As农药、化肥所致。因而,洛川苹果生产中应将土壤环境中的As作为严控的土壤污染物。     

工业型城乡交错区土壤重金属含量及其空间分异的特征-以无锡典型城乡交错区为例

Phosphorus （P） is necessary for growth and nitrogen fixation, and thus its deficiency is a major factor limiting legume production in most agricultural soils. The effect of phosphorus supply on nodule development and its role in soybeans （Glycine max L.） was studied in a nutrient solution. Plants were inoculated with Bradyrhizobium japonicum and grown for 35 days in a glasshouse at a day and night temperature of 25℃ and 15℃, respectively. Although increasing P supply increased the concentrations of P and N in the shoots and roots, the external P supply did not significantly affect the P concentration in the nodules, and the N fixed per unit nodule biomass decreased with increasing P supply. The nitrogen content in the shoots correlated well with the P content （r=0.92＊＊）. At an inoculation level of 10^2 cells mL^-1, the P supply did not affect the number of nodules; however, at inoculation levels of 10^3.5 and 10^5 cells mL^-1, increasing P supply increased both the number and size of nodules. Irrespective of the inoculation level, increasing P supply increased the nodule biomass relative to the biomass of the host plant. It is suggested that the P deficiency specifically inhibited the nodule development and thereby the total N2 fixation.     

Arsenic and Heavy Metal Uptake and Accumulation in Native Plant Species from Soils Polluted by Mining Activities

Arsenic and heavy metal (specifically Cd, Cr, Cu, Ni, Pb, and Zn) uptake, translocation, and accumulation in ten native plant species spontaneously growing in soils polluted by mining activities were studied, with a focus on future phytoremediation work in polluted soils. Plant and soil samples were collected in the vicinity of the Mónica mine (NW Madrid, Spain). Soil analysis showed the ability of native plants for growing in soils with high concentration levels of Cd, Cu, Pb, Zn, and especially As. From these elements, the highest percentage of extractable elements was found for Cd and the lowest for Pb. A highly significant correlation was observed between total and extractable element concentrations in soils, except for Cu, indicating that total concentration is the most relevant factor for element mobility in these soils. Extractable elements in soils were better correlated with concentrations in plants than total elements in soils; thus, extraction methods applied are suitable to estimate the element phytoavailable fraction in soils, which depends on the plant species and not only on the element mobility in soils. High element concentrations were found in the aboveground parts of Corrigiola telephiifolia (As and Pb), Jasione montana (Cd and Zn), and Digitalis thapsi (As, Cd, Cu, Pb and Zn). However, considering the translocation and accumulation factors, together with the concentration levels found in roots and aboveground parts, only C. telephiifolia could be considered a Pb accumulator and an As hyperaccumulator plant, which could be used for future phytoremediation work in soils polluted with As.