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。     

广东大宝山矿区植物对重金属的富集特征

对大宝山矿区自然定居和人工种植的13种优势植物根际土壤污染状况及其对重金属的富集特征进行研究.结果表明,大宝山矿区土壤受重金属Cd、Pb、Zn、Cu污染,其中以Cd、Cu的污染最为严重.在调查的13种优势植物中,铺地黍地上部分的Pb含量达到1 214.00 mg/kg,泡桐叶中Cu含量达到1 024.80mg/kg,超过了Pb和Cu超富集植物含量的临界值(1 000 mg/kg);其运转系数分别为1.77.13.74,都大于1.0,符合超富集植物的标准,表明铺地黍可能是Pb的超富集植物,泡桐可能是Cu的超富集植物.除铺地綦、泡桐外,其他11种优势植物的重金属吸收能力没有达到超富集植物的标准,但它们能在此区域定居,表现出对重金属有较强的耐性,其中象草、纤毛鸭嘴草、芒萁、五节芒、马尾松对重金属复合污染胁迫的耐性较强,可作为大宝山矿植被重建的先锋物种.     

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.     

广东大宝山矿区土壤侵蚀强度判别方法研究

大宝山矿区土壤侵蚀主要由露天采矿及排弃的废渣土引起。通过对大宝山矿区范围内40个典型坡面及其中11个特征坡面的调查分析,认为坡长、坡高、侵蚀沟密度可以用来表征矿区不同坡面的土壤侵蚀特性及其差异。采用聚类分析、判别分析方法,构建了矿区土壤侵蚀强度判别模型,模型平均误判概率为0.07,具有较高的可信度。经判别,大宝山矿区现有水土流失面积324.48 hm2,占矿区总面积的48.8%,土壤侵蚀严重,由此引发了一系列环境问题,必须尽快进行整治。由本研究方法得到的侵蚀模数虽只是一个范围值,需要内插后才能得到确定值,但这对于编制水土保持方案、布置水土保持措施来讲,已完全能够满足要求。     

不同土地利用类型土壤入渗性能及其影响因素研究

土壤入渗性能是土壤侵蚀研究的热点内容,其值受土壤理化性质的影响较大。为了准确测得紫色土区不同土地利用类型土壤入渗性能,采用一种新方法——点源入渗法对其进行测定,并对不同土地利用类型土壤入渗性能与其理化性质进行了相关性分析。结果表明:(1)不同土地利用类型土壤理化性质差异性较大,土壤初始含水率、非毛管孔隙度、毛管孔隙度、0.25mm团聚体含量和有机质含量基本上是表层土大于下层土;(2)不同土地利用类型土壤入渗性能差异较大,初渗速率和平均入渗率大小基本表现为林地坡耕地草地,稳渗速率则为坡耕地林地草地,达到稳渗时间为坡耕地林地草地;(3)初渗速率与湿筛MWD值和结构破坏率呈显著正相关,与毛管孔隙度呈显著负相关;(4)稳渗速率与非毛管孔隙度呈显著正相关,与容重呈显著负相关;(5)平均入渗率与非毛管孔隙度和结构破坏率呈正相关,其相关系数较大,与土壤容重和毛管孔隙度呈负相关,其相关系数绝对值较大。本研究可为紫色土区土壤入渗的研究提供理论依据。     

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。     

植被恢复模式对土壤重金属质量分数和土壤酶活性的影响——以山东省淄博市四宝山破坏山体为例

矿产资源开采造成了严重的重金属污染,为选择合理植被恢复模式以修复土壤重金属污染,以淄博市四宝山破坏山体不同植被恢复模式为对象,测定土壤有机质、全氮、碱解氮、有效磷、速效钾质量分数,pH值等主要化学性质,土壤多酚氧化酶、过氧化氢酶、过氧化物酶、脲酶活性和Cu、Zn、Cd等7种重金属质量分数,分析不同植被恢复模式对土壤重金属质量分数及土壤酶活性的影响.结果表明:1)实验区土壤中重金属Zn轻度污染,Cu和Cd重度污染,其他重金属均不构成污染;2)各人工植被恢复模式土壤重金属质量分数均低于灌草丛的,其中黑松林对土壤Cu、Cd的修复效果最好,侧柏林对土壤Zn的修复效果最好;3)土壤重金属全量在垂直分布上规律复杂,有效量均表现为下层高于上层,土壤有效Cu、有效Zn、有效Cd下层比上层依次高9.24％～18.94％、0.97％～20.09％和5.48％～35.51％;4)在影响土壤酶活性的各种因素中,破坏山体土壤重金属有效量与土壤化学性质的影响最为明显,处于同等重要的地位.本研究发现,Cu、Zn、Cd均对4种土壤酶活性表现出了抑制作用,建议用土壤多酚氧化酶、过氧化氢酶、脲酶活性作为破坏山体土壤重金属Cu污染的评价指标.     

矿区周边土壤磁化率与重金属含量关系研究

选取云南沧源和个旧两个矿区周边土壤,研究土壤磁化率与重金属之间的相关性。结果显示,沧源矿区周边土壤低频磁化率χ_lf只与有效态Cd含量呈显著正相关,而个旧矿区周边土壤低频磁化率χ_lf与总Pb含量呈显著正相关,与总Zn含量极显著正相关,与有效态Cd含量呈显著负相关;两个矿区土壤低频磁化率χ_lf与有机质、pH和电导率的相关性均未达到显著水平。本研究为矿区土壤磁化率和重金属的关系作了有益的探索。     

宿州市矿区与耕地土壤重金属含量及其潜在生态风险评价

以调查宿州市矿区与耕地土壤的重金属污染状况数据为基础,按照有关标准和方法,对宿州市矿区与耕地土壤重金属潜在生态风险进行了评价,结果表明:宿州市矿区土壤重金属含量均值除Pb外,其它都大于耕地,且Hg、Cr含量远远超过耕地;从单因子污染指数看,矿区土壤重金属污染主要是Hg、Cr的污染,而耕地整体状况良好;从内梅罗综合污染指数的均值来看,矿区土壤全部被污染,耕地仅有6%中度污染,8%轻度污染;从潜在生态风险指数来看,矿区土壤属于中等风险等级,耕地属于低风险等级,各重金属元素对矿区土壤潜在生态风险贡献大小顺序为:矿区土壤Hg>Cd>As>Cr>Cu>Zn>Pb,Hg潜在生态风险最大。     

生物炭对铜矿区排土场污染土壤理化性质和重金属形态的影响

为了探讨在重金属胁迫下,不同用量(0,1%,2%,4%)生物炭对土壤pH、有机碳、全氮、全磷以及重金属形态的影响,以铜矿区排土场污染土壤为研究对象,开展室内盆钵试验。结果表明：与对照K相比,在不同剂量生物炭处理下,土壤pH、有机碳、全N和全P增幅分别为3.5%～23.0%,5.6%～13.2%,2.9%～6.8%和3.4%～9.5%,酸溶态Cd, Pb, Cu和Zn含量降幅分别为65.5%～71.2%,49.9%～71.5%,34.6%～50.6%和45.3%～52.1%,可还原态Cd, Pb, Cu和Zn含量降幅分别为71.5%～74.3%,44.4%～63.6%,38.5%～57.8%和29.1～39.1%,可氧化态Cd含量降幅为15.6%～36.9%,可氧化态Pb, Cu和Zn含量增幅分别为16.9%～20.5%、3.9%～26.0%和18.8%～55.9%,残渣态Cd, Pb, Cu和Zn含量增幅分别为42.4%～44.2%,11.0%～23.5%,15.0%～37.9%和20.0%～41.9%。添加生物炭可以提高土壤pH,增加土壤有机碳和全氮含量,对土壤全磷含量也略有增加,但...     

耕作方式对稻-油轮作系统土壤理化性质及重金属有效性的影响

为探明不同耕作方式下稻-油轮作系统中土壤重金属有效性的变化规律,测定了21年长期定位试验稻-油轮作系统中土壤及其剖面的主要理化性质和重金属有效含量,分析了二者间的关系。结果表明,与翻耕相比,垄作免耕使各土层土壤有机质含量和阳离子交换量显著提高,并具有明显的表层聚集现象,土壤pH值明显降低。耕层土壤Cd、Cu和Zn有效量以垄作免耕处理最高,土壤Pb的有效量则以常规平作处理最高,不同耕作方式下,土壤有效Cd和Pb出现表聚现象,但有效Zn和Cu随土壤深度的变化无明显规律。相关分析表明,土壤有机质含量与土壤Cd、Zn有效量呈极显著正相关关系,与土壤Pb、Cu有效量呈显著正相关,土壤pH值与土壤Pb有效量呈显著正相关,而土壤阳离子交换量与4种重金属有效量间的相关性不显著。由此推测,耕作方式主要是通过影响土壤有机质含量而影响重金属元素的有效性,垄作免耕较翻耕在改良土壤理化性质上有较大优势,却使0-20cm和20-40cm土层重金属有效量显著增加,表现出明显的表层富集趋势。     

粤北铅锌矿区土壤生态系统微生物特征及其重金属含量

粤北大宝山金属矿产资源的开发给生态环境带来了严重危害。对该铅锌矿区土壤的微生物特征进行研究。结果表明:五节芒植物中的元素含量表现为Zn>Pb>Cu>Cd,Zn与土壤元素的相关性最为显著,其次为Pb。与对照土壤相比,矿区土壤的微生物基础呼吸作用增强,但微生物生物量却显著降低,微生物生理生态参数Cmic/Corg、qCO2值明显升高。随着矿区土壤的重金属含量增加,矿区(1#、2#)土壤的生化作用强度明显下降,生化作用表现为与土壤重金属含量呈显著负相关。与非矿区(6#)土壤相比,其中土壤氨化作用、硝化作用、固N作用和纤维素分解作用强度分别下降43.19%～70.01%,70.71%～92.02%,58.54%～87.76%和55.00%～79.60%。生化作用表现为与土壤中重金属含量呈显著负相关。土壤微生物活性下降是矿区土壤生态系统遭受破坏的重要标志之一,也是矿区土壤微生物生态演变的重要因素之一。土壤微生物活性降低削弱了矿区土壤中C、N营养元素的循环速率和能量流动。     

粤东凤凰山茶区土壤不同形态铅含量及其影响因素

通过对粤东凤凰山茶区12个大型茶园土壤和茶叶进行采样,采用连续提取法将茶园土壤Pb分为可交换态、碳酸盐结合态、铁锰氧化态、有机束缚态和残渣态,探讨茶园土壤Pb的5种化学形态分布与土壤理化性质、茶叶Pb含量的相关性关系。结果发现,土壤中Pb的5种化学形态分布的规律为残渣态〉铁锰氧化态〉交换态〉有机束缚态〉碳酸盐态。土壤有机质与可交换态Pb含量呈显著负相关,与碳酸盐结合态Pb呈极其显著负相关,而土壤pH值与土壤可交换态Pb呈显著负相关,与碳酸盐态Pb和有机束缚态Pb呈极其显著正相关。茶区12个茶园土壤样品的Pb生物有效性系数范围在0.029～0.113,平均值为0.061;Pb可迁移性系数范围在0.021～0.078,平均值为0.044。凤凰山茶叶Pb含量的范围在1.39～1.82 mg/kg之间,平均为1.56 mg/kg。茶叶中的Pb含量与土壤氧化物结合态Pb、有机束缚态Pb呈显著正相关,与土壤有机质呈极其显著正相关。     

云南省某锡矿废水污灌区土壤重金属污染评价分析

为揭示工矿企业污水灌溉对土壤环境质量的影响,以锡矿企业废水污灌区为例,对其表层土壤重金属Hg、As、Cd、Pb、Cr含量及pH值进行测定分析。对照国家《土壤环境质量标准》二级标准,采用标准对比法、单因子污染指数法和综合污染指数法,对污灌区土壤环境质量进行了评价。结果表明,研究区土壤pH值介于3.83～6.45之间,均值为5.14,土壤偏酸;Hg和Pb单因子污染指数全部样本为一级,土壤清洁且安全;Cr和Cd单因子污染指数分别有2.22%和4.44%的样本为二级,达到警戒级,说明土壤尚清洁,未受到污染;As单因子污染指数2.22%的样本为三级,Pi跃1,达轻污染级,为主要污染因子,表明土壤已受到As轻度污染;研究区综合污染指数值为1.16,达到轻度污染级。     

露天煤矿周边不同深度土壤重金属空间变异及分布特征

以准东露天煤矿周边为研究对象,对矿区周围52个土壤样点分别采取0~10、10~20和20~30 cm不同深度的土壤样品,在室内测定了Zn、Cr、Hg和As 4种重金属含量。采用地统计学方法,定量分析了不同深度土壤重金属元素的空间变异性,并通过普通克里金插值深入分析了其水平和垂直方向的空间分布规律。研究表明:土壤重金属元素含量大小顺序为CrZnAsHg,其中Cr、Hg和As的均值分别超过了新疆背景值的0.6倍、2.1倍和1.8倍,超标率均在60%以上,存在较严重的污染。从空间变异性来看,半方差函数符合高斯、指数和球状模型,其块金值均为正值,说明易受正基底效应的影响,而表层和深层土壤重金属元素的块金系数均在25%~75%,呈现中等空间相关性,受随机因素和结构性因素共同作用的影响。重金属元素在水平空间分布具有一定的规律性,其高值密集在矿区周边及工业园附近,而低值出现在研究区南部和古尔班通古特沙漠边缘,总体呈现南北方向递增趋势;而垂直分布上,Zn和Hg元素随深度的增加其含量递减,而As元素在表层和其他两层的空间分布上存在较大的差异。     

Heavy Metal Concentrations,Partitioning, and Storage in Slovak Forest and Arable Soils Along a Deposition Gradient

Along a heavy metal deposition gradient, caused by a Cu smelter, heavy metal concentrations, partitioning, and storage in forest and arable soils were examined. We sampled organic and mineral soil horizons (0—50 cm) at ten pairs of forest and arable sites derived from the same parent material. A-horizons were extracted with a seven-step sequence; O- and subsoil horizons were digested with strong acids (HNO₃/HClO₄). We found high concentrations of Cd (up to 17.38 mg kg^—1 in the O horizons/up to 2.44 mg kg^—1 in the A horizons), Cu (8437/415), Pb (3343/126), and Zn (1482/637) which decreased exponentially with distance from the smelter and with soil depth. The metal concentrations in the organic layers indicate that the average transport distance decreases in the order Cd > Zn > Pb > Cu. With regard to metal partitioning, NH₄NO₃- + NH₄OAc-extractable forms in the A horizons were most affected by the deposition being more pronounced under forest. In the uppermost 50 cm of the four soils nearest to the smelter two to four times higher Cd, Cu, Pb, and Zn storages were found in forest than in arable soils. At greater distance, the higher deposition onto forest soils due to the scavenging effect of the canopy obviously was compensated by stronger leaching.