基于GIS的县域土壤重金属健康风险评价——以浙江省慈溪市为例

以浙江省慈溪市为例,基于GIS平台,对农业土壤中重金属的污染状况分别进行单因子健康风险评价和健康总风险评价。单因子健康风险评价结果显示,慈溪市表层土壤重金属As的致癌风险指数在10-6～10-5水平,部分地区的风险指数已经超出美国EPA的土壤治理基准(10-6),Cd的致癌风险指数在10-7水平,属于安全的范围。七种重金属的非致癌风险指数均远小于限值1,不会对当地居民身体健康产生太大危害。健康总风险评价结果显示,叠加后的致癌总风险值指数仍处于10-6水平,叠加后的非致癌总风险指数值在10-2～10-1水平,也不会对当地居民的身体健康产生较大危害。但在今后的土地利用规划中,仍要加强土壤重金属的健康风险防范。     

遵义东南部地区农业土壤重金属分布特征及风险评价

对贵州省遵义东南部地区农业土壤重金属As、Pb、Cd、Cr、Hg污染现状进行调查和分析,结果表明,该地区重金属平均含量分别为:As 11.39mg/kg,Pb 38.75mg/kg,Cd 0.34mg/kg,Cr 40.45mg/kg,Hg0.21mg/kg。主要污染物为Cd,单项污染指数是1.13,单项生态危害系数是50.85,为中等生态危害级,遵义县污染指数最高为1.43,单项生态危害系数为64.35。同时通过污染指数与生态危害系数比较,表明Cd、Hg在构成土壤环境污染的同时,也造成了相应的生态危害。     

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。     

关中灌区农业土壤重金属污染调查与评价

通过对关中宝鸡峡灌区、交口灌区、洛惠东灌区农业土壤样品的采集、监测,依据关中土重金属元素背景值和国家《土壤环境质量标准》(GB15618-1995)二级标准作为评价标准,重点分析评价了对土壤环境及人体危害较大的Cd、As、Cr、Pb等重金属元素的累积程度和污染程度。结果表明:以关中土重金属元素背景值为评价标准,关中灌区土重金属综合累积程度依次为交口灌区、宝鸡峡灌区、洛惠东灌区,土壤重金属累积程度具有PbAsCrCd的特征;关中灌区农业土壤重金属Pb累积程度普遍较高,主要是由于长期污水灌溉所致。以国家土壤环境质量二级标准为评价指标,关中灌区土重金属污染程度依次为宝鸡峡灌区、洛惠东灌区、交口灌区,土壤重金属污染程度具有AsCrCdPb的特征;关中灌区农业土壤重金属综合污染指数P均小于0.7,土壤样品单项污染指数Pi均小于0.7。因而,关中灌区农业土壤环境中的重金属元素含量现状适宜于无公害农产品和果品基地建设的要求。     

基于GIS的农田土壤重金属空间分布及污染评价——以南京市江宁区某乡镇为例

土壤污染近年来备受瞩目,我国已出台多项法律法规来规范防治,合理评价不同地区土壤重金属的污染情况,具有现实和长远意义。2017年11—12月在研究区采集的29个表层土壤(0～20cm),分析测定土壤pH、有机质和8种重金属元素砷(As)、镉(Cd)、铬(Cr)、铜(Cu)、汞(Hg)、镍(Ni)、铅(Pb)和锌(Zn)的含量,采用最新发布的《土壤环境质量—农用地土壤污染风险管控标准(试行)》(GB 15618-2018)进行污染评价,运用GIS地统计学方法分析重金属空间分布特征。结果表明,研究区土壤pH呈现酸性至中性;有机质平均含量为17.73 mg·kg^–1,较为缺乏;8种重金属元素(As、Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb、Zn)的平均含量分别为8.27、0.17、70.84、24.74、0.20、32.07、28.48和73.57 mg·kg^–1,除As外,其他重金属含量均超过南京市江宁区土壤环境背景值,但未超过国家现行标准,总体无重金属污染。其中Cd、Cu和Hg元素在局部地区达到了警戒线,风险区主要分布在西南部和南部,呈现带状分布,农业...     

广州石化工业区周边农业土壤重金属污染现状与潜在生态风险评价

采集广州石化工业区周边包括菜地、果园和林地表层土壤(0~20 cm),分析土壤Zn、Cu、Pb、Cd、Hg和As的含量,利用污染指数和潜在生态风险指数评价了土壤污染状况和潜在生态风险。结果表明,土壤Zn、Cu、Pb、Cd、Hg和As的含量分别为158.6 mg kg-1(19.6~386.1 mg kg-1),33.6 mg kg-1(3.6~294.3 mg kg-1),67.1 mg kg-1(25.4~182.1 mg kg-1),0.22 mg kg-1(0.02~1.00 mg kg-1),0.61 mg kg-1(0.03~2.40 mg kg-1)和4.40 mg kg-1(0.01~15.50 mg kg-1)。参照中国土壤环境质量二级标准,土壤受到了不同程度的Hg、Zn、Cu和Cd的污染,其中Hg污染最为严重;土壤重金属元素的潜在生态危害性为Hg>Cd>Cu>Pb>Zn>As,其中Hg和Cd是主要的生态风险的贡献因子。不同土地利用方式下土壤污染程度和潜在生态风险均为菜地>果园>林地。     

北京市农业土壤重金属污染环境风险等级评价

为全面了解北京市农业土壤中重金属污染环境风险等级及空间分布特征,采用Hakanson潜在生态危害指数法对1018个采样点的Cr、Ni、Cu、Zn、As、Cd、Pb、Hg 8种重金属进行污染的潜在生态风险评价,并运用指示克里格方法绘制污染风险概率分布图,对整个北京市农业土壤重金属污染风险的空间分布特征进行分析。结果表明：北京市农业土壤重金属污染风险已达到中度和低度,低度、中度、重度和严重4个风险等级的样点比例分别为42.63%、34.97%、18.57%、3.83%,8种金属中Cd和Hg元素污染风险最高,Cr、Ni、Zn元素生态风险较低,风险概率图显示城区周围、大兴、通州、密云等地风险等级较高。     

基于GIS的三江平原生态环境重金属污染评价研究

应用GIS研究三江平原生态环境单因子和综合重金属污染评价结果表明 ,三江平原生态环境单因子重金属污染仅零星地区出现轻度污染 ,但该区Pb和Cr元素污染较分散且分布范围较广 ;三江平原生态环境重金属综合污染基本不存在 ,仅南部穆棱、西北部萝北、中部集贤和双鸭山、东部虎林和绕江交接处几片地方出现轻度污染 ,且综合污染指数一般 <1 2 ,污染范围仅占全区的 3 5 % ,表明该区生态环境地球化学质量较优越     

越南有关农业土壤中重金属分布的研究

Cd ,Cr,Cu ,Ni,Pb和Zn在农业土壤中的分布状况是越南人民最关心的。Cd的质量分数很低且与母岩的关系不大 ,其他元素质量分数随母岩的质地而变化。其中 ,Cr和Ni的变化顺序为 :砂岩 <冲积岩 <石灰岩 <玄武岩 ,Cu和Zn为砂岩 <冲积岩 <玄武岩 <石灰岩 ,Pb的变化趋势是玄武岩 <砂岩 <冲积岩 <石灰岩。这 6种重金属元素除Zn外的质量分数均在各母岩质量分数变化范围之内。除Cd外 ,由石灰岩转化来的土壤重金属元素质量分数高于石灰岩中的质量分数     

滩涂围垦区土壤重金属调查及生态风险评价——以盐城市弶港镇为例

以苏北盐城弶港镇滩涂围垦土壤为研究对象,进行了重金属Cr、Pb、As、Cd、Hg的测定及其风险评价,为我国沿海滩涂种植业的发展提供依据,并为其他国家和地区相关研究提供参考。结果表明,该区域土壤中5种重金属含量均未超过《国家土壤环境质量标准》（GB15618—1995）一级标准限制,农田土壤Cr、As、Cd含量较高,郊区菜地土壤Pb、Hg含量较高;重金属Cr、Pb、As、Cd含量在不同土地利用类型间存在显著性差异;Hg含量差异不显著。采用地积累指数法进行评估可知,土壤没有受到单项重金属污染。依据内梅罗综合指数法评估可知,潮间带沉积物、工业区土壤、滩涂围垦熟化的土壤没有受到重金属污染;郊区菜地与农田土壤的污染等级已达到警戒线,污染水平属于＂尚清洁＂。Hakanson潜在生态风险评价结果表明,区域内土壤重金属处于无风险等级,尚不具有潜在生态风险。     

土壤重金属污染的生态风险评估分析:个案研究

研究了浙江富阳某乡土壤重金属污染,并应用概率方法评估了土壤重金属的生态风险。结果表明,研究区土壤中Cu、Zn、Pb、Cd污染严重,平均值分别为290、794、205、2.1mg/kg。生态风险评估表明,土壤重金属Cu、Zn、Pb、Cd对生物种类的风险概率分别为30%、53%、15%和5%,而对生态过程的风险概率分别为44%、70%、13%和0.6%。空间分析表明,研究区有一半以上地区土壤Zn污染对生物种类的影响达75%以上。从保护生态受体来说,对研究区重金属污染的土壤进行修复和风险管理时需要优先针对土壤Zn的污染。     

基于“源-径-汇”关系的土壤重金属污染风险空间区划研究

构建土壤污染风险管控空间区划体系是对《中华人民共和国土壤污染防治法》“分类分区分阶段管理”思想的深入落实,高分辨率的风险空间区划地图能为划分风险管控优先区和大尺度统筹部署土壤污染防治铺排工作提供科学有效的决策指导。利用正定矩阵因子分析模型（PMF）源解析模型明确了浙江省宁波市某工业集聚区铬、铜、砷、镉、铅、镍、锑和汞等8种重金属的污染源和贡献率,然后基于“源-径-汇”关系和质量平衡理论形成土壤重金属污染风险管控空间区划技术体系。结果表明,土壤重金属的空间分布具有明显异质性,主要排放源包括火力发电燃煤燃烧源（17.08%）、其他工业源（17.94%）、农业活动排放源（26.07%）、自然源（28.61%）和交通排放源（10.31%）等五类;利用构建的空间区划技术体系可将土壤重金属污染风险划分为极高、高、中、低和极低共五个等级,分别占研究区总面积的8.64%、17.28%、18.27%、22.92%和32.89%。区域风险胁迫水平的空间量化表达能有效识别高风险热点,进而采取优先管控措施实现土壤污染精准防治。     

污泥与施污土壤重金属生物活性及生态风险评价

将城市污泥以不同质量比施于土壤中构成污泥混合土壤,研究各污泥配比土壤中重金属的生物活性,并采用三种重金属评价方法(地累积指数法、潜在生态风险指数法、综合毒性指数模型)和黑麦草对重金属的吸收富集效果来对施污土壤中重金属具有的生态风险性进行评价。结果表明:污泥的添加使土壤中生物活性态Cd、Cu和Zn含量显著增加,对三种重金属具有活化作用,但对Pb却起到钝化作用。生态风险评价结果表明:污泥的添加使土壤中Pb呈现无污染和低生态风险;Cu和Zn呈现中度污染和低生态风险;Cd达到强度污染和重度生态风险,重金属潜在生态风险(RI)总体处于强度生态风险水平。当污泥添加比例大于6:10(污泥S3处理)时,施污土壤中重金属的综合毒性指数高于土壤对照。黑麦草对Cd、Pb、Cu和Zn的富集浓度与施污土壤中对应重金属的生物活性态含量存在显著正幂指数关系,同时黑麦草对施污土壤中Cd、Cu和Pb的富集能力大小与地累积指数法和潜在生态风险指数法对三种重金属具有的生态风险性的评价结果具有一致性。     

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。     

苏南某冶炼厂周边农田土壤重金属分布及风险评价

选择江苏南部冶炼厂周边污染的水稻田,采集耕层0～15cm的土壤,分析土壤中重金属Cd、Pb、Hg、As、Zn、Cu的污染程度及其空间变异特征。结果表明,土壤Cd、Pb、Cu、Zn、Hg的全量随着距污染源距离的增加而减少,呈现由东北向西南扩散的趋势,As则是由西北向东南扩散。6种重金属中Cd、Hg的污染范围相对较大,Zn的污染范围最小。DTPA浸提的6种重金属有效态含量都是距污染源距离越远而越少。采用内梅罗综合污染指数法对土壤中的重金属进行风险评价,土壤重金属的综合污染指数为39.27,污染程度已超过5级,为重度污染,其中Cd、Hg污染最为严重,含量范围分别为3.98～44.58mg·kg-1、0.36～2.01mg·kg-1,As为中度污染,Pb、Cu、Zn则为轻度污染,说明研究区域农产品安全生产存在很大的风险。     

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。     

煤矿区周边农田土壤重金属积累特征及生态风险评价

为揭示开采活动对周边农田土壤重金属性质的影响,以贵州省织金县煤矿区废弃地周边农田土壤为研究对象,分别对距离矿区50 m、100 m、400 m的农田区A1、A2、A3表层土壤进行取样调查,分析了土样重金属含量及其分布特征,利用因子分析法对土壤重金属污染来源进行分析,分别采用内梅罗综合指数法、潜在生态危害指数法对其污染程度和生态风险进行评价。结果表明,农田区A1、A2、A3样点重金属含量均高于对照点,且距离矿区越近,农田土壤重金属积累越严重。因子分析结果表明,Cd、Cu、Ni、Zn主要来源于煤炭开采过程中的三废排放,Cr和Pb可能来源于成土母质,Hg、As可能来源于采矿产生的粉尘和当地煤炭燃烧产生的降尘。内梅罗综合指数评价结果表明,Hg、Cd、Cu、Cr是土壤重金属污染的主要因子,农田区A1、A2、A3的综合污染程度达到重污染水平的样点比例分别为66.7%、52.6%、6.2%;潜在生态危害指数评价结果表明,Cd、Hg是土壤重金属最主要的潜在生态风险因子,农田区A1、A2分别有50%、21.1%的样点处于强生态危害水平,内梅罗综合污染指数和潜在生态风险指数均表现为距离矿区越近,土壤重金属污染越严重,潜在生态风险越强。     

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。