贵州草海湿地周边耕地土壤与农作物重金属污染特征

采集草海湿地周边主要农作物可食部分及对应根系的土壤样品,分析测试了重金属Cd,Cr,Hg,Pb,As和Zn的含量,对比研究了土壤和作物中重金属污染水平及对重金属的富集能力。结果表明:土壤重金属元素Zn,As,Cr平均含量未超过贵州省土壤元素背景值,其他3种重金属Pb,Cd,Hg平均值分别是背景值的1.24,1.44,7.5倍;与中国《食品中污染物限量》标准相比,除Hg平均含量超标外,蔬菜中As,Cr,Zn,Cd和Pb平均含量处在可接受范围内。6种重金属的单因子污染指数的高低依次是Hg > Pb > Cd > As > Cr > Zn,葱和萝卜处于安全水平,其余农作物处于警戒线;不同种类作物中重金属富集特征差异较大,菠菜对As,Cd,Hg,Pb的富集系数比其余作物高,萝卜叶对Cr和Zn的富集能力较强,重金属Cr富集系数最低的是玉米,Zn和Hg富集系数最低的是萝卜根,Cd和Pb富集系数最低为马铃薯,As富集能力最低的为白菜。     

Pollution and Ecological Risk Assessment of Heavy Metals in Farmland Soils in Yanqi County,Xinjiang, Northwest China

A total of 50 farmland soil samples were collected from the Yanqi County, Xinjiang, China, and the concentrations of eight heavy metal elements (As, Cd, Cr, Cu, Mn, Ni, Pb and Zn) were determined by standard methods. The spatial distribution, pollution level and ecological risk status of heavy metals were analyzed based on GIS technology, the Geo-accumulation Index (Igeo), the Pollution Load Index (PLI) and the Potential Ecological Risk Index (RI). Results indicated that: (1) The average contents of Cd, Cr, Ni, Pb, and Zn of farmland soils exceeded the background values of irrigation soils in Xinjiang by 1.5, 1.40, 1.33, 2.63, and 4.92 times, respectively. Cd showed a no-pollution level, Zn showed a partially moderate pollution level, Pb showed a slight pollution level, and Cr, Cu, As, Mn, and Ni showed no-pollution level, compared to the classification standard. The PLI values of heavy metal elements of farmland soils varied from 0.83 to 1.89, with an average value of 1.29, at the moderate pollution level. (2) The Individual Potential Ecological Risk Index for heavy metals in the study area was ranked in the order of: As > Ni > Cu > Cd > Pb > Cr> Zn. The RI values of heavy metals of farmland soils varied from 3.45 to 11.34, with an average value of 6.13, at the low ecological risk level. (3) Cu and Mn of farmland soils were mainly originated from the soil parent material and topography of the study area. As, Cd, Ni and Pb were mainly originated from human activities, and Cr and Zn may originated from both natural and anthropogenic factors in the study area.     

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。     

黑龙江省海伦市农田土壤重金属分布特征及污染评价

海伦市是以农业为主导产业的黑龙江省县级市,为了解该市土壤重金属时空分布特征及其污染现状,对农田耕层及亚耕层土壤中Cd、Cr、Cu、Ni、Pb、Zn、Hg和As等重金属全量进行了分析,并采用单因子污染指数法和Nemerow综合污染指数法分别对土壤的重金属污染状况进行了评价。结果表明,该地区土壤重金属含量较低,总体表现为西南和西北含量较高、西部含量高于东部的空间分布特征。以松嫩平原土壤元素背景值为标准进行评价,已出现一定程度的污染。以GB15618-1995土壤环境质量标准二级标准进行评价,综合污染指数为0.504,所有样点土壤重金属均未达到污染水平。与耕层土壤相比,亚耕层土壤Hg和Cd含量显著下降,其他元素含量及分布特征则与耕层相似。从1980年到2008年,随着时间的变化,该区域土壤重金属含量增加趋势不明显,近期土壤出现重金属污染风险较小。     

工业区周边农田重金属污染评价及来源分析

以新疆北疆某工业区周边农田土壤为研究对象,采集0~20 cm土壤样品254个,测定了Cr、Ni、Cu、Zn、As、Hg、Pb、Cd共8种重金属含量。运用相关性分析和主成分分析探讨工业区周边农田土壤重金属的来源,运用GS+进行数据拟合,选取最佳模型,再进行克里格插值分析重金属的空间分布格局。结果表明,Cr、Ni、Cu、Zn、As、Hg、Pb和Cd的含量分别为45.00、28.53、55.66、73.57、13.39、2.17、15.38和0.50 mg kg~(-1)。测量的金属除Cr之外均超过土壤的背景值,只有Hg处于中度污染,其余元素都处于非污染,而研究区综合潜在生态风险程度为严重型。重金属空间分布表明,Ni、Zn、As、Hg和Pb在东部和南部含量较高。来源分析表明,Hg来源受研究区内工业活动的影响;Cr、Ni、Zn和Cd主要来自于化肥、农药和地膜等农业活动和土壤母质的共同作用;As、Hg和Pb主要来源是受研究区内工业活动的影响。     

黄石市绿地土壤重金属污染风险评价及来源解析

  目的  城市绿地土壤健康问题日益受到人们的广泛关注。掌握黄石市绿地土壤重金属污染情况,为当地及同类矿冶城市生态建设与转型发展提供技术支撑。  方法  按照多点混合法选择黄石市道路绿地布设采样点,共采集土壤样品48个,测定其多种金属元素含量。使用地累积指数法、潜在生态危害指数法以及多元统计分析法对其进行污染评价;使用ArcGis10.2进行重金属分布可视化分析;利用相关性分析与主成分分析法对各重金属元素进行来源解析。  结果  土壤铅（Pb）、锌（Zn）、铬（Cr）、砷（As）、镉（Cd）、铜（Cu）的平均含量分别为200.12、424.88、109.96、56.74、4.02、376.81 mg kg?1,分别超出湖北省土壤背景值7.49、5.08、1.28、4.61、23.67、12.27倍,除Cr均未超出背景值外,各金属超出背景值样点占总体的比率分别为Cu 100%、Pb 97.92%、Zn 97.92%、As 93.75%、Cd 100%;地累积指数评价结果为53.06% ~ 87.08%样点处于中重度污染水平,89.58%样点的综合潜在生态危害指数大于150。  结论  土壤Cr含量空间分布较为均匀,但仍存在高值区,高值区位于西塞山区某大型冶钢企业附近。土壤Pb、Zn、As、Cu、Cd含量差异大,高值区均位于黄石港区,极高值点均位于下陆区某大型有色金属冶炼厂附近;6种重金属的地累积指数大小、即污染程度依次为:Cd > Pb > Cu > Zn > As > Cr,潜在生态危害指数为:Cd > Cu > As > Pb > Zn > Cr,可见Cd是该研究区域内最主要的重金属污染元素;多元统计分析表明Pb、Zn、As、Cd、Cu来源于人为源,与有色金属冶炼、交通有关,Cr主要来源于岩石的风化和土壤母质等。     

郑州市郊土壤重金属的分布变异及来源

分析了郑州市郊区土壤的Cd、Hg、As、Pb、Cr含量,利用地统计学、多元分析和GIS作图等方法分析了郑州市郊区土壤重金属的分布变异和来源。结果表明:郑州市土壤重金属含量10余年来略有上升。土壤Hg、Cd含量分别在6300m和5500 m变程上有不同程度的空间相关性,但土壤Pb、Cr和As的空间变异则呈现较大的随机性。多元分析表明土壤Cd的空间分布主要体现了其自然背景值特征。土壤Cr变异受外源投入的影响较大,但一定程度上也受土壤自然背景因素控制。土壤Pb、As、Hg空间变异都主要受人类活动影响,其中土壤Hg空间变异受土地利用方式影响最明显。     

某再生铅工业园周边土壤重金属的空间分布及来源分析

基于表层土壤重金属的实测含量,运用多元统计和地统计相结合的方法,对某再生铅工业园周边土壤重金属的分布情况和来源进行分析。结果表明,再生铅工业园周边土壤中Pb、Cd、As、Cr、Cu、Ni、Zn的几何平均含量分别为124.05、0.394、21.18、82.72、24.23、35.47、62.04 mg/kg。其中Pb、Cd、As分别是背景值的4.96、2.90、1.84倍,其余重金属元素含量与土壤背景值相当。重金属Pb、Cd在临近工业园区域含量较大,以工业园为中心呈岛状空间分布,且在工业园东部呈扩散趋势;As在周边农田中具有一定的累积量。来源分析表明,土壤中Pb、Cd主要受工业园生产活动的影响,而As则可能受到农业生产活动的影响。     

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.     

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。     

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。     

三江源区土壤重金属的累积特征及潜在生态风险评价--以青海省玉树县为例

为了解三江源代表性区域玉树县土壤重金属污染状况,评估土壤重金属潜在生态风险,以玉树县采集的121个土壤样本中的重金属含量数据为基础,采用地累积指数和潜在生态危害指数法对土壤重金属含量进行分析和潜在风险评价。结果表明：玉树县表层土壤重金属含量均超过青海省1990年背景值,其中As、Cd和Hg出现了较强的的富集现象,同时As、Cd超出国家土壤环境质量一级标准,表明三江源区土壤重金属环境自20世纪90年代以来部分元素出现了过度富集;来源分析表明,玉树县土壤重金属As、Pb、Zn和Cd主要与成土因素有关,Hg、Cu和Cr受人类活动影响较大,Mn来源于气候的影响;潜在生态风险评价表明：土壤中Cd和Hg的危害最大,尤其是Hg已出现了很强风险和极强风险,这些风险主要分布在国道214沿线人口聚集的城镇和地段,与人类活动有着密切的关系。在各子流域中,江曲流域土壤重金属属于强风险,其他区域均属于中等风险。总体而言,玉树县土壤重金属环境已发生了改变,今后应加强人口聚集区Hg源的控制,以保护其生态环境。     

北京顺义区土壤重金属分布与环境质量评价

在北京顺义区采集了412份土壤表层样品,分析了其中7种重金属元素（Cu、Zn、Cr、Pb、Cd、As和Hg）的全量,采用单因子指数和内梅罗指数对土壤环境质量进行评价。结果表明,土样中As、Cd、Cr、Hg、Cu、Pb和Zn含量平均值分别为7.85、0.136、61.47、0.073、22.43、20.38mg.kg-1和69.75mg.kg-1,As、Cd、Cr、Cu和Zn含量平均值超过了北京地区环境背景值,但所有元素含量的平均值均未超出土壤环境质量一级标准。土壤中各重金属元素含量Shapiro-Wilk检验和相关性检验结果表明,研究区土壤中重金属Cr呈正态分布,Cd、Cr、Cu、Pb元素与As元素相关性显著。土壤各元素单因子污染指数排序为Zn〉Cr〉Cd〉Cu〉Pb〉As〉Hg,内梅罗综合污染指数平均值为0.745,达到了土壤环境质量评价分级标准Ⅱ级,污染等级为＂警戒线＂级;菜地、果园、荒地、林地、苗圃、设施农业用地和水浇地的土壤内梅罗指数分别为0.809、0.765、0.720、0.669、0.781、0.786和0.729,表现为菜地〉设施农业〉苗圃〉果园〉水浇地〉荒地〉林地。土壤环境质量总体安全,部分地区土壤重金属污染处于警戒水平。     

长江三角洲地区土壤重金属含量及其分异特征

以地学统计、浓度-面积分形方法和富集系数等方法分析了该地区土壤重金属元素含量的变化特征。结果显示:表层和深层土壤的重金属均具有多重分形特征,表层土壤中重金属元素分异性强,在该地区表层重金属含量平均值远远大于全国土壤背景值(除了As);土壤Hg、Cd、Pb含量分布显示了受人为影响强烈,而Cu、Zn主要受原始背景和人为活动综合影响;Cr、Ni、As主要受自然背景影响。研究结果为长江三角洲地区土壤质量评价提供可靠的依据。     

松嫩平原产油区农田土壤重金属含量及污染风险评价

  目的  为探明松嫩平原石油开采及石化工业活动区周边农田土壤重金属污染分布及风险状况。  方法  在大庆市让胡路区选择代表性农田采集96份土壤样品,测定重金属（Cd、Hg、Ni、Pb、Cu、Zn、Cr、As）含量;在利用地统计学克里金插值法分析重金属含量空间分布特征的基础上,采用地积累指数法和潜在生态危害指数法对该地区农田土壤重金属污染状况及其生态风险进行评价。  结果  该区土壤中Cd和Ni的含量分别为土壤背景值的1.39倍和1.27倍。在对各样点Pb、Zn、Cu和Cr 4种元素含量分析中,均出现不同程度的高于土壤背景值的样点。重金属Cd的地积累指数平均值为0.11,达到轻度~中度污染水平。研究区土壤重金属潜在生态危害风险指数（RI）平均值为84.84,从大到小为Cd > Hg > Ni > As > Pb > Cu > Zn > Cr,其中Cd的RI值最大为190.23,达到中等生态危害范围。研究区农田土壤重金属含量在空间分布上表现为:Cd、Zn和Pb含量高值区出现在中部地区,其它重金属元素含量高值区分布比较零散。  结论  研究区域内,8种重金属含量的平均值均低于风险筛选值,Cd和Ni两种重金属平均含量超出了背景值,从地积累指数来看,Cd污染等级为1级,其它7种元素均处于无污染水平。从潜在生态风险分析可知,该区域污染程度属于轻度生态危害范围。     

山东省沂源县土壤重金属来源分布及风险评价

为建设高标准农田及保证食品安全,对土壤重金属污染状况进行精确评估极为关键。选取山东省山地丘陵区典型区域—沂源县为研究区,系统采集427个表层土壤样品(0~20 cm),测定了As、Cd、Co、Cr、Cu、Mn、Ni、Pb、Hg和Zn共10种重金属含量;采用多元统计分析和地统计分析方法,揭示了土壤重金属的主要来源;进一步分析得出研究区重金属的空间分布以及与成土母质、工业排放和农业生产污染之间的关系。研究表明:1)沂源县表层土壤中10种重金属元素的平均含量值均高于土壤背景值但未超过国家二级土壤元素限定值,存在一定程度的重金属富集。2)经主成分分析和单因素方差分析后将研究区重金属的来源主要分为3类:As、Co、Cu和Mn主要来源于成土母质,属自然源因子;Hg、Cd、Zn和Pb受到母质和工农业污染双重控制,属于混合来源;Cr和Ni主要是成土母质影响下的自然来源。3)自然来源重金属含量的高值区主要与石灰岩成土母质类型分布相一致,Hg、Cd、Zn和Pb元素含量的高值区与工业区分布基本一致。4)通过潜在生态风险评价,沂源县表层土壤目前处于中度潜在生态风险等级,其中Hg和Cd潜在生态风险最强,达到中度生态危害,其他元素具有轻微的潜在生态危害。研究中通过多元统计-地统计模拟分析法有效的揭示了土壤重金属污染源汇特征,可作为评估该区土壤污染现状和对土壤重金属污染进行风险评价的重要依据。     

北京市密云水库上游金矿区土壤重金属含量、来源及污染评价

运用多变量分析、富集因子及地累积指数法对北京市密云水库上游金矿区土壤重金属的来源、污染评价进行了研究。利用电感耦合等离子体质谱法（ICP—MS）测定土壤中Be、V、co、Ni、cu、cd、Pb的含量,用原子荧光光谱法（AFS）测定As、Hg含量,用X射线衍射（xRD）测定土壤所含矿物质成分。结果表明,除As外各重金属平均含量均高于北京市土壤元素背景值。XRD分析结果显示,土壤的矿物质成分相似,主要包括石英、长石、伊利石、高岭石、蒙脱石、方解石。多变量分析（主成分、聚类、相关性分析）表明,cu、cd、Pb和Hg为人为源,主要来源于矿产的开采或运输过程;Be、V、Ni和co来自混合源,即矿产开采过程和土壤背景;As为自然源,来自于岩石矿物的风化、侵蚀及土壤母质。富集因子法及地累积指数法评价结果表明,cu、Cd、Pb、Hg污染较严重,受人为活动的显著影响,而Be、V、co、Ni轻微污染,As无污染。该结果进一步验证了多变量分析的结果。     

大冶矿区周边农田土壤和油菜重金属污染特征研究

以大冶典型铜矿区为中心,辐射周边农田,探索农田土壤重金属污染特征及重金属在油菜中的积累变化规律。结果表明,以湖北省土壤背景值进行评价,土壤受到重金属不同程度的污染,其中Cd严重超标,Cu次之;采用国家二级标准进行评价,Zn、Cr和Pb未对土壤造成污染。进行内梅罗综合污染指数法评价发现,以土壤背景值为评价标准,各采样点均达到重金属严重污染水平;以国家二级标准评价时,只有2号采样点土壤属于中度污染水平,其他样点土壤都受到了较为严重的重金属污染。矿区农田油菜各部位重金属含量变化幅度较大,包括Cu、Pb、Zn、Cd和Co在内的5种重金属含量分布规律都是茎叶〉籽粒≈根,Mn则是籽粒〉茎叶〉根。油菜地上部植株中Cu、Pb、Zn、Cd含量均超出食品卫生标准最高限值,且Cd、Pb超标倍数远大于Cu、Zn。富集系数变化规律为Mn〉Zn〉Cd〉Ni〉Cu〉Pb垌Co。     

太原市污灌区土壤重金属污染现状评价

对太原市污灌区土壤重金属分布特征进行了分析评价,结果表明重金属Pb、Zn、Cu、Ni、Mn、Cr、As、Hg、Cd含量均值均未超过土壤环境质量标准（GB15618—1995）,但其平均值均显著高于太原市土壤背景值。各重金属间的相关分析表明,Pb、Zn、Cu、Ni、Mn、Cr、As、Cd之间呈极显著相关,说明这8种元素污染源可能相同。Hg是本区表层土壤重金属污染的主要因子,重金属元素的污染程度依次为Hg〉Cd〉Pb〉As〉Cu〉Zn〉Cr〉Mn〉Ni。土壤重金属单项污染指数均值均大于1,综合污染指数为2.81,总体上,污染水平为中度及其以上。各种重金属单因子污染指数和综合指数在研究区有相似的空间分布格局,总体分布趋势为东南部小店地区和中南部晋源区相对较高,南部清徐县相对较小;通过因子分析并结合污灌区污染源调查,表明Hg除受污水灌溉的影响外,燃煤释放的Hg可能是重要来源之一,Cd、Zn、Pb和Cu可能来自污水灌溉和大气沉降,以污水灌溉的贡献为主,Ni、Mn、As、Cr来自污水灌溉。Hg、Cd是太原市污灌区土壤中需要优先控制的重金属。