重庆三峡库区耕地土壤重金属含量的空间变异性研究

对重庆三峡库区耕地土壤重金属含量的空间变异性研究结果表明,Hg和Cr服从对数正态分布,拟合得到Hg与Cr的半方差函数模型分别为幂函数和球状模型,且在一定范围内存在空间相关性;采用Kriging内插法对未测点重金属进行最优估计,所绘制的Kriging插值图反映了该区耕地土壤重金属Hg和Cr的空间变异特征。     

苏南村镇土壤重金属空间变异性研究

土壤重金属污染日趋复杂化,通过村镇级小尺度重金属空间变异的研究,能更为精确的掌握重金属的污染状况,有助于开展更具针对性的防治措施。基于地统计学和GIS技术,研究了苏南Y镇土壤表层8种重金属含量空间变异性。结果表明:Pb、As、Hg服从正态分布,其他元素经转换后服从。其中,Ni和Cr经Johnson变换后效果较好。8种重金属元素的空间相关性及结构性变异程度由高到底的顺序为:AsPbCdNiCrHgZn,而Cu的空间相关性非常弱,在区域内具有恒定的变异。总体来看,Y镇土壤重金属污染较为严重,Ni、Cd、Hg的均值超过土壤环境质量二级标准,其他均未超标。溯源分析结果表明,Y镇土壤重金属污染以复合污染为主。污染主要来自东南部金属加工厂、纺织厂,北部化工厂、机械制造、玻璃厂及西部包装厂等工业污染源,因此应重点对这些排污企业进行整治。     

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。     

松嫩平原北部土壤重金属空间分异特征及生态安全评价

以松嫩平原北部8.15万km2的范围为研究区域,以20 701个表层土壤样品的As,Cd,Cr,Pb,Hg,Cu,Zn,Ni共8种重金属元素含量为基础数据,利用地统计方法分析研究区内表层土壤重金属的空间分异特征.利用主成分分析法进行土壤生态安全质量评价.评价结果显示:松嫩平原北部表层土壤中重金属元素含量普遍低于世界土壤和中国土壤重金属平均含量;研究区内松花江、嫩江对表层土壤中重金属的水平迁移影响显著,表层土壤重金属含量由低及高呈现沿松花江嫩江的主要干支流向周围梯级过渡的趋势.表层土壤中重金属元素的空间分布主要受自然因素影响,其中Pb,As元素的空间分布受到一定程度的人为因素干扰.松嫩高平原区域土壤生态安全质量相对较低,松嫩低平原区域土壤生态安全质量相对较高.     

长江三角洲地区土壤重金属污染的空间变异特征——以江苏省太仓市为例

城市化、工业化和农业集约化的发展影响着土壤环境和健康质量。本研究以位于长江三角洲地区的江苏省太仓市为典型区，采用地统计学方法对其耕层土壤中Cd、Cr、Cu、M、Hg、Pb、Zn和As等8种重金属结构特征和空间分布格局进行了分析，并用模糊数学法综合评价了土壤重金属的污染程度，结果表明：太仓市表层土壤Zn、Cu属强变异强度，呈对数正态分布；Cd、Ni、Hg、As、Cr和Pb属中等变异强度，呈正态分布。除Cd、Cr和Pb略低于背景值外，其他重金属均高于其背景值，其中以As污染指数和超标率最高。土壤重金属复合污染严重，模糊综合评价污染结果为一级。通过半方差函数模型拟合发现Hg、Cd符合球状模型，其他重金属均符合指数模型，8种重金属元素在一定范围内均存在空间相关性。采用Kriging最优内插法得到了耕层土壤重金属含量的空间分布图，发现土壤重金属含量与母质、土壤质地、有机质含量以及工业化、城市化和农业集约化程度密切相关。     

冀东平原表层土壤重金属元素的空间变异及模拟研究

以冀东平原为例,运用地统计学方法和ArcGIS技术,分析了土壤中Cu、Pb、Cd、Zn、As、Hg、Cr、Ni等8种重金属的空间变异性和相关性;借助最优空间插值模型模拟它们的空间分布特征,对各重金属元素含量高值区形成的原因进行了初步判断。结果表明,研究区8种重金属元素的空间变异指标(C0/C+C0)的大小顺序为:CdHgAsPbCrCuZnNi,Cd属于空间弱相关,Hg、As、Pb、Cr、Cu、Zn属于中等程度的空间相关性,Ni具有较强的空间相关性。研究区土壤重金属元素Cu、Pb、As、Cr、Ni含量的最佳空间插值模型为完全样条径向基函数插值法,Cd、Hg为1次局部多项式插值法,Zn为2阶趋势效应的普通Kriging插值法。通过对研究区表层土壤中8种重金属的插值模拟,8种重金属元素在研究区的不同分布特征表明土壤母质的结构性因素和人为随机性因素共同作用造成了重金属元素在空间上的相关性差异。     

夏尔西里自然保护区土壤重金属相关性分析及污染风险评价

为了探明夏尔西里自然保护区土壤重金属污染状况及相关性,沿山路蛇形布点采样,根据实地采样数据和试验数据,通过单因子污染指数分析法和潜在生态危害评价法,分别对夏尔西里自然保护区土壤重金属污染状况进行评价分析。结果表明:夏尔西里自然保护区重金属含量超过《土壤环境质量标准（GB15618—1995）》中一级土壤评价标准,Ni,Cr处于清洁状态;土壤中Pb,Zn,Co,Cu超标率分别为65%,50%,60%,85%;土壤中Hg,As超标率分别为90%,100%;8种重金属元素潜在生态危害系数顺序为:Hg > As > Cu > Pb > Co > Ni > Cr > Zn;Zn与Ni、Cu与Pb、Co与Cu的相关性达到显著性水平;Zn与Pb、Cr与Ni、Co与Pb、Co与Zn的相关性达到极显著性水平,元素有较高的同源性,重金属元素含量主要与成土母质有关,人为干扰对重金属元素含量影响较小,Hg,As元素与其他重金属元素相关性低或无相关性。     

基于ArcGIS的潍坊市土壤重金属污染现状与空间分布研究

[目的]了解潍坊市土壤重金属污染现状及其在空间上的分布规律,为该区土壤重金属污染防治和农业生产的合理安排提供指导。[方法]在土壤重金属污染调查的基础上,以ArcGIS为操作平台,采用地质积累指数分析潍坊市土壤重金属污染状况,并绘制空间分布图。[结果]潍坊市大部分地区土壤重金属未产生污染,但在某些地区镍的污染等级达到3级;8种重金属污染程度依次为:HgNiZnCrPbCdCuAs;土壤中Cd,Ni,Pb,Hg受土壤质地影响,Cd,Ni,Pb易在砂土中富集,Hg易在黏土中富集;重金属元素浓度与土壤pH值相关性较差;Hg的浓度与土壤有机质有着非常显著的正相关关系(p0.01);Ni污染存在着复合现象;重金属元素中,Cu,Cr,Ni在空间的分布主要集中于青州—临朐—昌乐交界处和安丘—诸城交界处。[结论]土壤重金属污染分布与人类活动有关,应加强地区交界处的环境管理力度。     

滨海开发带土壤重金属分布特征及来源分析

以江苏省大丰市为例,研究了土壤中8种重金属的空间分布特征及其与土地利用的关系,并通过主成分分析方法,对其可能的来源进行了探讨。结果表明:研究区8种土壤重金属Cu、Zn、Pb、Cd、Cr、As、Hg、Ni平均含量分别为17.40、74.38、18.14、0.105、55.58、8.33、0.074、25.73mg/kg,不同采样点之间变异不大。沿垂直海岸线方向,随距海岸线距离增加,Cu、Zn、Pb、Cr、Hg、Ni 6种重金属含量逐渐升高,As含量逐渐降低,Cd含量则先升高、后降低。Cu、Zn、Pb、Cr、Hg、Ni 6种重金属均在水田土壤中含量最高,Cd在旱地土壤中含量最高,As则在滩涂土壤中含量最高。相关分析表明,土壤As含量与其他重金属元素含量的相关性均不显著,土壤Cd含量与Zn、Pb、Hg、Cr含量的相关性显著,与Cu、As、Ni含量的相关性不显著,其他各元素间相关性均达极显著水平。基于主成分分析结果,认为研究区土壤Cu、Zn、Pb、Cr、Hg、Ni 6种重金属元素含量受土壤母质影响较大,Cd含量与农业生产中磷肥施用关系密切,As含量的累积受磷肥施用的影响,但以水稻种植为主的耕作土壤As含量总体上呈下降趋势。本研究可为滨海开发带土地利用规划提供指导。     

特色果品种植区土壤重金属空间变异规律研究——以河北省沧州为例

以沧县、献县、泊头和黄骅为研究区,采用地理信息系统(GIS)和地统计学相结合的方法,研究了该特色果品种植区的表层1470个样点土壤全量Cu、Zn、Pb、Ni、Cd、Cr、Hg、As元素的空间分异规律及其影响因子。结果表明:除Hg、Cr、Pb外其他5种元素的最大值均超出土壤环境质量一级标准,说明研究区还存在一定程度的重金属污染。变异系数分析表明,Cr最小,为0.10;Hg最高,为0.40。8种重金属之间均为1%水平显著正相关关系;块金效应分析结果显示Ni和Cr空间相关性较强,而其余6种重金属则呈现中等强度空间相关性。而从变程来看,Cd最大,为108.80 km,说明该元素与土壤母质关系密切,Cr最小,仅为25.99 km,说明该元素空间自相关距离大于取样间隔距离。8种重金属空间分布结果表明,整体呈现西部高于东部的特征;其原因除母质等自然因素外,人为因素如工业发达、交通尾气和农药化肥施用等也是影响其空间分布的重要原因。     

黔产山银花及其产地土壤重金属含量分析与评价

[目的]探明黔产山银花及其产地土壤重金属污染特征,为山银花品质保障、产地土壤重金属防控及规范化种植提供指导。[方法]以贵州山银花及其产地土壤为供试样品,采用ICP-MS测定重金属铜(Cu)、砷(As)、铅(Pb)、镉(Cd)、汞(Hg)、铬(Cr)的含量,采用单因子指数法和内梅罗综合指数法进行分析评价,对黔产山银花及土壤重金属污染水平进行探讨。[结果]结果表明:土壤中6种重金属As,Pb,Cd,Cr,Hg和Cu平均含量分别为9.79,14.30,0.10,19.89,0.12和3.81mg/kg,均未超标;根区与非根区土壤的重金属综合污染指数分别为0.46和0.83,污染等级分别处于安全和警戒线。山银花中Cr,As,Cd,Pb,Cu平均含量分别为5.19,0.16,1.87,0.39和6.86mg/kg,Hg未检出;Hg,As,Pb,Cu未超标,而Cd远超出限量值,超标率为100%,山银花对Cd中具有很强的富集效应。[结论]研究区土壤环境质量总体适宜山银花种植。     

基于模糊集理论的土壤重金属污染空间预测

基于54个土壤表层样品重金属全量浓度实验室测定数据,应用模糊c-均值算法对南京城市边缘带化工园附近20km^2样区内土壤重金属浓度进行了连续分类,对样点土壤的隶属度进行空间普通克里格插值,实现样区土壤重金属浓度和污染状况的空间预测.结果表明,样区土壤中重金属Cu、Zn、Cr、As和Cd的浓度均低于国家土壤环境质量标准,未发生污染;受工业、交通排放的影响,样区左侧和南部Cu、Zn、Cr、As较高,个别区域有Zn、Cr富集现象.Hg为样区主要的土壤重金属污染元素,土壤Hg污染主要发生在蔬菜基地及滁河流经区,较为严重的Hg污染土壤集中分布在样区中部的蔬菜基地.与利用样点测定数据直接插值的空间预测方法相比,基于模糊集理论的土壤污染空间预测方法可获得较好的预测效果.     

黔西煤矿区周边土壤重金属形态特征、污染评价及富集植物筛选

[目的]研究黔西某煤矿区周边土壤重金属污染情况、重金属形态潜在风险及其周边重金属富集植物,为当地的重金属污染防治提供科学依据。[方法]采用潜在生态风险评价及模糊数学法的两种评价方法(单因素决定模型和加权平均模型)对煤矿区及非煤矿区土壤进行重金属生态风险评价,对影响土壤肥力的土壤理化指标进行检测,利用风险评估编码法对重金属形态进行分析,并采用生物富集系数法对煤矿区周边富集重金属植物进行筛选。[结果]煤矿区Hg,Cd,As,Zn,Cr及Ni平均值含量分别是背景值的2.47,3.65,2.00,1.23,1.74,1.69倍。煤矿区潜在生态危害趋势为:CdHgAsNiCrPbZn。模糊数学法单因素决定模型评价显示,非煤矿区污染大于煤矿区,加权平均模型则反之。煤矿区Cd,Cr,Cu,Mn,Ni,Pb及Zn潜在风险指数分别为69.17%,7.97%,8.24%,40.10%,45.29%,53.70%及29.90%。蜈蚣草对As富集系数大于1.00,火棘、构树、盐肤木、马桑、凤尾蕨及金丝梅等对Cd富集系数大于1.00,马桑及白蒿对Pb富集系数大于1.00。[结论]煤矿区存在重金属污染,以Cd,As,Hg较为严重。煤矿区周边土壤中重金属对环境构成的潜在风险顺序为:CdPbNiMnZnCuCr。对当地而言,蜈蚣草可作为煤矿区周边修复As污染的先行植物,凤尾蕨可作为修复Cd污染的先行植物,马桑可作为修复Pb污染的先行植物。     

长江三角洲典型城市农田土壤重金属累积特征与来源

研究农田土壤重金属累积特征和来源对科学管理、安全利用土壤资源具有重要意义.通过野外采样与实验室分析研究了长江三角洲典型城市农田土壤重金属(Cd、Hg、As、Pb、Cr、Cu)含量、累积状况,识别了农田土壤重金属来源.结果表明:(1)六种土壤重金属的累积程度按照由重到轻的顺序为:Hg>Cd>Cu>As>Pb>Cr;(2)...     

徐州农田土壤养分和重金属含量与分布研究

测定分析了江苏省徐州市9 232个农田土壤耕层样品的养分含量和重金属含量,并综合运用GIS空间分析与统计方法研究了土壤大量养分(全氮(TN)、全磷(TP)、全钾(TK)、碱解氮(AN)、有效磷(AP)和速效钾(AK))、微量养分全量(硼(B)、锰(Mn)、钼(Mo))和重金属全量(砷(As)、镉(Cd)、铬(Cr)、铜(Cu)、汞(Hg)、镍(Ni)、铅(Pb)、锌(Zn))的统计特征、空间分布特征及其在不同土壤类型和农田类型中的分布差异。结果表明,徐州农田耕层土壤中的养分和重金属元素含量总体高于江苏和全国平均值,养分含量达中等水平以上的面积比例超过80%,99%以上的农田土壤重金属元素含量为清洁或尚清洁。养分含量偏高与徐州农田耕作程度较高有关,重金属元素含量超标与工矿业生产有关。养分和重金属元素含量在空间分布上有较大分异,不同成因的土壤类型和不同农田类型的养分和重金属元素含量差异明显。     

中国太原市农业土壤的重金属污染状况

To evaluate the current state of the environmental quality of agricultural soils in Taiyuan City, a hotspot for China’s industrial development, the concentrations of 8 heavy metals in soils were investigated by means of extensive sampling in farmlands, forestlands, and grasslands in the city. Statistical analyses and spatial distribution maps were used to identify the most significant heavy metal pollutants. The mean concentrations of As, Cd, Cu, Hg, Pb, Zn, Ni, and Cr were slightly higher than their background values in Taiyuan’s topsoil, but were lower than the maximum permissible concentrations in the Chinese Environmental Quality Standard for agricultural soils. Farmland soils in Taiyuan had the highest average Cd, Cu, Hg, Pb, Zn, and Cr concentrations, but the As and Ni concentrations did not differ significantly among the farmland, forestland, and grasslands. Soil contamination by Cd, Cu, Hg, Pb, Zn, and Cr was mainly derived from farming practices, especially the use of sewage water for irrigation. In contrast, As and Ni might derive mainly from the soil parent material. The identification of heavy metal sources in agricultural soils may provide a basis for taking appropriate action to protect soil quality.     

Heavy metal pollution of the world largest antimony mine-affected agricultural soils in Hunan province (China)

Purpose  

The present work concerns the distribution of ten heavy metals (Sb, As, Cd, Cr, Cu, Hg, Mn, Ni, Pb, and Zn) in the surrounding agricultural soils of the world largest antimony (Sb) mine in China. The objective is to explore the degree and spatial distribution of heavy metal pollution of the Sb mine-affected agricultural soils. The presented data were compared with metal concentrations in soils from mining and smelting sites in China and other countries.