上海嘉定区表土磁性强度的空间分异及环境指示意义

在上海嘉定区,按土地利用方式的多样性和空间分布的均匀性,采集31个表土(0～5 cm)样品,分析表土磁化率(χlf)和重金属元素(Cu、Zn、Pb、Cd、Cr、Mn)含量。结果表明:表土χlf普遍增强,且空间分异很大,变幅在35.1×10-8～1 676.9×10-8m3kg-1,平均值为177.9×10-8m3kg-1。表土磁化率随土地利用方式的不同呈现出显著差异,总体看:工业土壤>马路绿地>农耕土壤>林地土壤。表土磁性的增强与重金属元素的累积有密切联系:表土χlf与Zn、Cr、Cd的含量呈极显著正相关(p<0.01);表土χlf与重金属综合污染指数呈显著正相关(p<0.05)。嘉定表土磁性特征的研究进一步表明,磁学方法可作为监测和评估上海土壤重金属污染的有效手段。     

城市土壤污染的磁学监测研究

对上海市典型工业区(宝山区淞南镇)与农业区(宝山区罗泾镇)土壤磁性特征和重金属含量进行研究,结果表明:工业区土壤磁化率(χlf)平均为271×10-8m3/kg,最高达1660×10-8m3/kg,频率磁化率(χfd)平均<2%;农业区土壤χlf平均为32.5×10-8m3/kg,变化范围为:(15~58.6)×10-8m3/kg。工业区土壤磁性异常增值,与工业活动与交通运输中含Fe磁性颗粒的排放有关;工业区土壤χlf与土壤Cu、Zn、Pb、Cd、Cr、Mn、Fe的含量存在极显著正相关性,表明土壤磁性可作为监测城市/工业土壤污染的有效手段。农业区土壤χlf接近土壤背景值,与土壤重金属的相关性不显著。     

大气颗粒沉降对城市土壤性状的影响：道路灰尘的磁学证据

为研究大气颗粒物沉降对城市土壤性状的影响,对上海宝山区典型工业区、交通区、居民区和农业区表土和道路灰尘的磁化率(χ_lf)、重金属元素含量进行了监测分析。结果表明,上海宝山各功能区表土磁性普遍增强,χ_lf平均值为130.7×10^-8 m³·kg^-1,86.2%表土样χ_lf高于当地土壤背景磁性。与各功能区表土相邻的道路灰尘χ_lf增强更加显著,平均值达903.3×10^-8 m³·kg^-1。各功能区道路灰尘重金属的累积量也远高于相邻表土。其铜(Cu)、锌(Zn)、铅(Pb)、镉(Cd)、镍(Ni)、铬(Cr)、钴(Co)、锰(Mn)、铁(Fe)的平均含量分别为表土的3.4倍、2.4倍、4.7倍、2.2倍、1.5倍、2.8倍、1.2倍、1.4倍和1.6倍。宝山区表土χ_lf与Cu、Zn、Mn、Cr、Ni、Cd含量呈极显著正相关(P<0.01),与Pb、F...     

上海宝山不同功能区表土磁化率特征及对重金属污染的指示作用

以上海宝山区为例,开展表土磁化率与其重金属含量相关性研究。根据研究区域土地功能特征,选取工业区表土、公路边表土、居民区表土和农田表土(0~5 cm)作为研究对象,共采集80个样品,进行磁化率和重金属元素(Fe、Zn、Cr、Ni、Mn、Cu、Pb和Cd)含量分析。结果表明,宝山各功能区表土多数重金属含量和磁化率,均不同程度地超出上海土壤背景值。其中,工业区表土重金属Zn、Cr、Pb元素含量以及公路边表土Zn、Pb、Cd元素含量均超出上海土壤背景值的4倍以上,且空间分异性较大。工业区和公路边表土磁性增强显著,且空间变异性大。工业区表土磁化率与Zn、Mn、Pb和Cd含量呈极显著正相关(P0.01);公路边表土磁化率与Zn、Cr、Mn、Cu、Fe2O_3含量呈极显著正相关(P0.01)。表明受工业和交通影响的表土,其磁化率对重金属污染有很好的指标作用。居民区和农田表土的磁化率,只与个别重金属元素呈显著相关,表明以土壤磁化率来指示重金属污染会受到土地利用方式及周边环境等因素的限制。     

有色金属矿区周边土壤磁化率与Pb、Zn、Cd的相关性研究

有色金属矿区周边土壤是典型的人为污染土壤,人为污染土壤具有特殊的磁化率特征。本文选取有色金属矿区表层土壤来研究土壤磁化率与Pb、Zn、Cd的关系,研究结果表明:兰坪与会泽土壤表现出不一样磁性特征,兰坪磁化率变异系数较大。兰坪和会泽均表现为Cd污染最为严重。兰坪土壤仅重金属Cd与磁化率χlf相关性显著;有效态Pb、Zn、Cd均与磁化率χlf的相关性显著;而会泽土壤仅Pb与磁化率χlf呈显著相关关系;有效态仅Zn与磁化率χlf的相关性达到显著水平。兰坪土壤pH、电导率与磁化率χlf相关性较好,有机质与磁化率χlf的相关性不显著;会泽土壤pH、电导率及有机质与磁化率的相关性均未达到显著水平。本研究为矿区土壤环境状况调查提供参考,同时也为找寻土壤磁化率χlf和重金属的关系、实现快速掌握土壤重金属污染状况提供理论基础。     

上海宝山区城市表土重金属累积的空间分布规律

检测了上海宝山区127个表土样点的重金属含量。宝山区表土Zn、Cr、Cd、Pb、Cu、Ni、Mn的平均含量分别为228.6、127.6、0.56、118.5、55.2、55.7、718.7mg/kg。其中Pb、Zn、Cd的含量分别是上海土壤背景值的5.6、3.0、2.8倍,受污染较明显。宝山区地表的重金属含量呈现出明显的空间分布规律:工业区地表,如吴淞、大场等地,多种重金属污染均很重,Zn、Cr、Cd、Pb、Cu的平均含量分别高达407.6、319.0、0.75、101.2、76.2mg/kg;马路绿地土壤Pb的累积较显著,平均为180.2mg/kg;远郊菜地土壤重金属污染不明显。     

黄河三角洲芦苇湿地不同水期土壤-植被重金属分布特征

ICP-AES法研究了黄河三角洲湿地平水期(4月)、丰水期(8月)和枯水期(10月)土壤和植被重金属(Hg,Cu,Zn,Pb,Cd和Cr)含量分布特征,并分析了土壤和植被重金属含量的关系。结果表明:(1)黄河三角洲芦苇湿地表土和底泥Hg,Cu,Zn平均含量变化呈递减趋势,依次表现出:平水期丰水期枯水期,不同时期土壤重金属Hg,Cu,Zn含量均表现为表土底泥;黄河三角洲芦苇湿地表土和底泥Pb,Cd和Cr平均含量变化呈递增趋势,依次表现出:枯水期丰水期平水期,并且不同时期土壤重金属Pb,Cd和Cr含量均表现为底泥表土,局部有所波动,综合分析可知,黄河三角洲芦苇湿地平水期的Hg,Cu,Zn污染最严重,枯水期Pb,Cd和Cr污染最严重;(2)黄河三角洲芦苇湿地表土重金属Hg,Cu,Zn含量高于底泥,表土重金属Pb,Cd和Cr含量低于底泥;(3)黄河三角洲芦苇湿地植被重金属Hg,Cu,Zn,Pb,Cd和Cr含量均显著高于土壤(p0.05),说明植被的吸收作用在土壤重金属污染中起着关键作用;(4)主成分分析表明黄河三角洲芦苇湿地土壤中Hg和Zn含量、植被中Pb和Cd的含量变化是黄河三角洲芦苇湿地的重金属污染主要影响因子;相关性分析表明,植被体内的重金属含量主要来自和依赖于土壤重金属含量,同时植被对于土壤各重金属的吸收也保持一定的独立性。     

洞庭湖芦苇湿地不同水期土壤—植被重金属分布特征

以洞庭湖芦苇湿地为例,连续2a采用ICP-AES法研究了平水期(4月)、丰水期(8月)和枯水期(10月)土壤和植被重金属(Hg、Cu、Zn、Pb、Cd和Cr)含量分布特征,并分析了土壤和植被重金属含量的关系。研究结果表明,(1)洞庭湖芦苇湿地表土和底泥Hg、Cu、Zn平均含量变化呈递减趋势,依次表现出平水期丰水期枯水期,不同时期土壤重金属Hg、Cu、Zn含量均表现为表土底泥;洞庭湖芦苇湿地表土和底泥Pb、Cd和Cr平均含量变化呈递增趋势,依次表现出枯水期丰水期平水期,并且不同时期土壤重金属Pb、Cd和Cr含量均表现为底泥表土,局部有所波动,综合分析可知,洞庭湖芦苇湿地平水期的Hg、Cu、Zn污染最严重,枯水期Pb、Cd和Cr污染最严重。(2)洞庭湖芦苇湿地表土重金属Hg、Cu、Zn含量高于底泥,表土重金属Pb、Cd和Cr含量低于底泥。(3)洞庭湖芦苇湿地植被重金属Hg、Cu、Zn、Pb、Cd和Cr含量均显著高于土壤(P0.05),说明植被的吸收作用在土壤重金属污染中起着关键作用。(4)主成分分析表明,洞庭湖芦苇湿地土壤中Hg和Zn含量、植被中Pb和Cd的含量变化是洞庭湖芦苇湿地的重金属污染主要影响因子;相关性分析表明,植被体内的重金属含量主要来自和依赖于土壤重金属含量,同时植被对于土壤各重金属的吸收也保持一定的独立性。     

长期肥料试验对土壤和水稻微量元素及重金属含量的影响

长期肥料试验会影响土壤中微量元素和重金属状况以及作物对微量元素和重金属的吸收。本文研究了长期的不同施肥处理对土壤、糙米中微量元素Cu、Zn、Fe、Mn和重金属Pb、Cd含量的影响,结果表明:经17a连续施用猪粪及秸秆还田显著增加了土壤Cu、Zn和Cd全量,而土壤Fe、Mn和Pb全量在不同施肥处理间没有显著差异;施肥增加了土壤有效态Cu、Zn和Fe含量,其中施用猪粪及秸秆还田的3个处理显著增加了土壤有效态Cu、Zn和Cd含量,而土壤有效态Pb含量在不同施肥处理间没有显著差异。不同处理糙米Cu、Zn、Fe、Mn和Pb含量变化较小或没有显著性差异,而在3个施猪粪和秸秆还田处理中,糙米Cd含量均超过国家食品卫生标准(>0.2 mg kg-1)。水稻地上部吸收积累Cu、Zn、Fe、Mn、Pb和Cd总量与其地上部生物量呈正相关,土壤Cu、Zn、Cd有效态与全量含量呈极显著相关关系,而糙米中的镉含量与土壤镉含量有较好的相关关系。长期施用畜粪导致土壤Cd污染问题应引起高度重视。     

鄱阳湖典型湿地表土沉积物中重金属污染的分布特征

在不同时段采集鄱阳湖区典型湿地底泥沉积物及湖滩草洲表土沉积物样品,分析了Cu、Zn、Pb、Cd等重金属元素的含量与分布特征。结果表明,研究区内湿地底泥沉积物、湖滩草洲表土沉积物中Cu、Zn、Pb、Cd等重金属元素的平均含量显著高于鄱阳湖区的土壤背景值和全国平均水平;且不同的元素表现出不同的相关特征,Cu、Zn、Pb三种元素之间呈现出极显著正相关,表现出一定程度的复合污染。     

渭河宝鸡段表层沉积物重金属污染研究

采用现场采样及室内分析方法,在对渭河宝鸡段表层沉积物基本理化性质分析的基础上,研究了沉积物中重金属的含量、赋存形态及迁移特征,并进行了污染评价。结果表明,沉积物中Zn、Co、Cd和Hg的平均含量均高于世界、中国和陕西土壤元素背景值,其中Cd（中国和陕西土壤元素背景值的4倍）和Hg（中国和世界土壤元素背景值的7~8倍、陕西土壤元素背景值的16倍）尤为突出。Cr、Ni、Zn、Cu和Co在沉积物中主要以残余态形式存在（50%以上）,Pb主要以可还原态形式存在（近55%）,Mn和Cd主要以乙酸可提取态形式存在（近50%）。重金属迁移顺序为Mn（56.70%）≈Pb（56.65%）〉Cd（53.66%）〉Co（48.82%）〉Cu（43.99%）〉Zn（21.93%）〉N（i15.49%）〉C（r11.43%）,其中Mn、Pb、Cd、Co和Cu的危害较大,有近45%~60%可以发生迁移转化。污染评价结果表明,沉积物主要受到Cd和Hg污染,具有高的潜在生态危害。     

土壤可见光-近红外反射光谱与重金属含量之间的相关性

发展基于反射光谱技术的快速、简便、低成本的土壤重金属信息提取方法是区域土壤重金属污染治理所需要的。选择江西贵溪铜冶炼厂污染区,分析了9种重金属元素(Cu、Pb、Zn、Cd、Co、Ni、Fe、Mn及Cr)与土壤可见光-近红外反射光谱之间的相关性及其相关的原因。研究表明,研究区土壤中存在Cu(含量介于66.71~387 mg kg-1之间)和Cd(含量介于0.36~6.019 mg kg-1之间)的强烈富集。土壤重金属含量与反射光谱之间存在显著相关,污染元素Cu的最高相关系数为-0.87,Pb、Zn、Co、Ni、Fe的最高相关系数达到高度相关(|r|>0.80),Cr、Cd、Mn的最高相关系数达到显著相关(|r|>0.70)。微分光谱适于获取土壤中的重金属元素信息,利用组合波段能显著提高相关性。Cu与反射光谱之间的相关性主要受有机质的影响;Pb、Zn、Co、Ni主要受黏土矿物和铁锰氧化物的影响;Cr与反射光谱之间的相关性同时受有机质和黏土矿物的影响。     

伊朗中部伊斯法罕地区土地利用对石灰性土壤磁性质和重金属的空间分布的影响

Anthropogenic activities have caused the accumulation of heavy metals in the soil environment. Pollution of the soils significantly reduces environmental quality and affects human health. In many recent studies, magnetic susceptibility measurements have been used for pollution monitoring. The objective of this research was to determine the spatial variability of magnetic properties and selected heavy metals and the effects of land use on their variability in the surface soils of the Isfahan region, Central Iran. A total of 158 composite surface (0-5 cm) samples of calcareous soils were collected from an area of about 700 km2, located along a cross-border transect from Isfahan City to a steel plant, covering urban, industrial, agricultural and uncultivated land uses. Concentrations of copper (Cu), zinc (Zn), lead (Pb), manganese (Mn), iron (Fe), nickel (Ni), chromium (Cr), and cobalt (Co) and magnetic parameters, magnetic susceptibility at low frequency (χlf), natural remanent magnetization (NRM), saturation isothermal remanent magnetization (SIRM), and isothermal remanent magnetization at the field of 100 mT (IRM100mT) and the backfield of 100 mT (IRM-100mT), were measured in all the soil samples. Results showed that magnetic susceptibility in the urban and industrial land topsoils (0--5 cm) samples was significantly higher than that in the agricultural and uncultivated land soils in the study area. Concentrations of Cu, Zn, Pb, Mn, and Fe were positively correlated with magnetic properties (χlf, IRM100mT, SIRM, IRM-100mT, and NRM), which could be attributed to their inputs from traffic emissions and industrial activities at the study sites. Ni and Cr concentrations showed significant negative correlations with magnetic properties. No significant correlation was found between Co concentration and magnetic parameters. The Tomlinson pollution load index (PLI) showed significant correlation with the magnetic properties (χlf, IRM100mT, SIRM, IRM-100mT, and NRM). The spatial distribution of the selected heavy metals and χlf in the study area suggested that activities at the urban and industrial land sites caused greater pollution as compared to that at the study sites of other land uses. The concentrations of Cu and Zn seemed to have been affected by anthropogenic sources, whereas Ni, Cr, and Co were mainly controlled by natural sources in the study area. Moreover, the concentrations of soil Pb and Fe in the study area could be affected by both lithologic and anthropogenic sources. The magnetic parameters appeared to be a proxy measure for the degree of heavy metal contamination and could be a potential method for the detection and mapping of contaminated soils.     

大宝山矿区农田土壤重金属污染及其植物累积特征

对金属矿山选冶活动影响的农田土壤,不同灌溉水源会影响重金属的分布累积特征。根据实际情况将大宝山矿区农田土壤分为污水灌溉区、清水灌溉区、自然修复区和对照区,并进行土壤和植物样品采集,调查研究了土壤的基本理化性质,Cd、Pb、Cu、Zn、Mn 5种重金属的含量和化学形态分布,以及不同区域植物中重金属的含量。结果表明:污灌区Cd、Pb、Cu、Zn的含量最高,是自然修复区和清水灌溉区的1.75倍~10.51倍,对照区最低;Mn在各采样点的含量无显著差别。土壤Cd、Cu、Zn、Pb含量两两之间显著正相关,Mn与Cu、Zn、Cd、Pb呈负相关关系;土壤pH与重金属环境有效态关系密切。残渣态是5种重金属的主要存在形态,有机态含量也较高;Cd的环境有效态含量占总量的比例是其他4种重金属的2倍左右。稻米中5种重金属在清水灌溉区的含量均比污水灌溉区低,其中Cu和Zn的含量在两区域均未超标(NY861-2004),而Pb和Cd的含量严重超标。重金属在自然修复区和清水灌溉区呈现较低的土壤污染和人体健康风险,该研究数据可为金属矿区土壤污染控制提供科学的依据。     

湖南4个典型工矿区大豆种植土壤Pb Cd Zn污染调查与评价

通过对湖南4个典型工矿区（郴州柿竹园矿区、郴州宝山矿区、衡阳水口山矿区、株洲清水塘工业区）大豆以及其种植土壤的采样调查,综合评价了4个工矿区大豆及其种植土壤重金属污染程度。结果显示：（1）4个工矿区21个采样点的大豆及其种植土壤已经受到了重金属污染。土壤中Pb、Cd、Zn的浓度范围分别为269.02～6450.35、3.04～23.93、104.22～381.91mg·kg-1,大豆籽粒中这3种重金属的浓度范围分别为4.69～20.05、0.81～5.48、24.87～190.48mg·kg-1,均已超过相应的标准。（2）21个采样点中大豆植株对Pb、Cd和Zn的生物富集系数大小依次为Cd〉Zn〉Pb,表明大豆植株对Cd富集能力大于Zn和Pb。（3）21个土壤样品中交换态Pb、Cd、Zn含量与大豆植株样品各部位中这3种重金属元素含量基本上存在着显著或极显著的正的线性关系。     

典型设施栽培土壤重金属含量变化及其风险评价

采用野外调查采样和室内分析相结合的方法,对典型设施栽培地山东寿光的部分土壤重金属含量进行测定,并根据温室蔬菜产地环境质量评价标准,选取单项污染指数法和尼梅罗综合指数法对土壤的重金属污染状况进行了环境质量评价。结果表明,重金属Cu、C r、Pb在设施栽培土壤耕层(0—20 cm)的含量达最大值,显著高于露地土壤;而设施栽培土壤中Zn和Cd的含量分别在20—40 cm和40—60 cm的土层达到最大值,其中Zn含量在0—20 cm和60—80 cm的土层显著高于露地土壤,Cd含量在0—20 cm,40—60 cm,60—80 cm和80—100 cm的土层显著高于露地土壤。从不同使用年限设施栽培土壤中重金属含量变化看出,重金属在设施栽培24~年的土壤中含量最高。对研究区设施栽培土壤重金属含量进行风险评估及分级发现,山东寿光设施土壤耕层主要受到重金属Cd的污染。     

闽西南崩岗土壤重金属含量、分布、来源及生态风险

选取福建省长汀县黄泥坑崩岗群内2处典型崩岗及附近一无崩岗山坡(对照区),采样并测定了63份0~20 cm土壤样品Cu、Zn、Ni、Pb、Cr、As、Cd含量,运用相关分析与主成分分析进行重金属来源辨识,并应用Hankanson潜在生态风险指数法,以福建省背景值和国家二级标准作为参比,对研究区重金属进行潜在生态风险评价。结果表明:研究区土壤重金属含量从高到低的顺序依次为Zn(105.56 mg·kg~(-1))Pb(67.21 mg·kg~(-1))As(61.47 mg·kg~(-1))Cu(22.33 mg·kg~(-1))Cr(17.12 mg·kg~(-1))Ni(5.24 mg·kg~(-1))Cd(0.80 mg·kg~(-1)),Pb、Cd含量表现为崩岗区对照区,Cu、Zn、Ni、Cr、As、Cd含量与之相反。1号崩岗Zn、Pb、As和Cd平均值分别是福建省背景值的1.12倍、2.82倍、8.68倍和13.33倍,2号崩岗这4种元素平均值分别是背景值的1.11倍、1.36倍、11.22倍和16.67倍,对照区该4种元素平均值分别是背景值的1.58倍、1.60倍、5.14倍和14.44倍;与国家土壤环境质量二级标准比较得出,崩岗区和对照区As平均值分别超标1.92倍和2.70倍,Cd平均值分别超标2.31倍和2.60倍。从集水坡面到沟道末端,崩岗区Pb、Zn、Cd含量呈增加趋势,Cu、Cr含量基本维持稳定,Ni含量有所降低;从坡面上部到下部,对照区Cu、Zn、Ni、Cr、Cd含量呈增加趋势,Pb含量略有降低;As含量在研究区的分布无明显变化。Cu、Ni、Cr主要来源为成土母质,Zn主要来源于禽畜养殖,Cd、As的主要来源包基岩风化稀土开采,Pb主要来源于基岩矿化、煤炭燃烧及汽车尾气排放等复合污染源。以福建省背景值为参比时,Cd潜在生态风险系数达到"极强风险",As为"较强风险",其余均为"轻微风险";以国家二级标准为参比时,Cd属"较强风险",其余均为"轻微风险"。潜在生态风险指数(Ri)表现为2号崩岗对照区1号崩岗。研究区Cd、As污染已较为严重,应采取相应的安全防范措施。     

蓖麻(Ricinus communist L.)对锰矿区土壤中重金属累积特性的研究

为探讨蓖麻(Ricinus communist L.)对锰矿区土壤生态修复及能源化利用潜力,将不同品种蓖麻湘蓖1号和淄蓖7号播种在锰尾矿库土壤上,进入生殖生长阶段时采收全株,测定栽植土壤及植株根、茎、叶中5种重金属元素含量。结果显示:土壤中Mn平均含量最高达7 884.96 mg·kg-1,超过国家规定的土壤环境质量Ⅱ级标准6.5倍;湘蓖1号不同器官的Mn浓度从高至低为根叶茎,淄蓖7号不同器官Mn含量叶茎根,其叶中Mn平均浓度最高为765.43 mg·kg-1,较湘蓖1号叶中的平均含量高出79.53%,Pb、Cu、Cr含量及叶/根比值均大于湘蓖1号;植株体内重金属含量与土壤中重金属浓度的相关分析表明,重金属的积累量和转移量,受到土壤中几种重金属元素的共同影响。结果说明:2个品种的蓖麻均可以作为锰矿区能源化修复利用,对重金属的吸收和转运在品种间存在差异,淄蓖7号地上部分对重金属的迁移能力强于湘蓖1号。