基于稳健统计学确定高潜在污染土壤Cu、Pb基线值

土壤重金属基线值的确定对于评价重金属积累现状具有重要意义。在存在人为污染的情况下,土壤重金属数据经常强烈地偏离正态分布和对数正态分布,影响统计分析结果的可信度,而稳健统计方法可以降低离群值对统计分析结果的影响。本研究以张家港为研究区域,采用稳健回归方法,建立表层和底层土壤Cu、Pb的回归关系,通过底层土壤Cu、Pb含量计算表层土壤Cu、Pb基线值,并对土壤Cu、Pb积累状况进行评价。结果表明,稳健回归方法确定的表层土壤Cu、Pb基线值可以反映出不同样点间,土壤Cu、Pb背景含量的自然变异。与稳健统计学方法相比,使用国家土壤环境质量标准值,或大区域(江苏省)的土壤背景值,评价自然背景本身存在变异区域的土壤重金属积累状况时,可能会产生较大的误差。     

基于地统计学的樱桃园土壤重金属污染评价及来源解析

为研究天水市樱桃园土壤重金属污染的空间分布特征,实地采集0~20 cm土壤样品,测定重金属Pb、Cd、Cr、Cu、Zn含量,并运用多元统计分析等方法定量分析了研究区土壤表层重金属污染程度。结果表明:以甘肃省土壤背景值作为评价标准,除Cd元素外,其他元素的均值都超过了甘肃省土壤背景值;从土壤重金属元素空间分布格局来看,研究区东北部土壤重金属污染较西南部严重;从土壤重金属元素污染源来看,造成樱桃园土壤重金属污染最主要的因素为成土母质、农药;5种重金属元素均存在不同来源的污染,污染来源不单一,属于混合源污染。     

基于空间结构特征的土壤Cu、Pb来源解析—以北京市东南郊污灌区为例

【目的】 本研究旨在通过分析污染物空间结构特征解析典型污灌区土壤重金属污染成因。 【方法】 本文以北京市东南郊污灌区为例,在整个区域均匀布点,按1 km × 1 km密度采样,共采集土壤样品376个。每个样点为10 m × 10 m正方形,在四个顶点和中心点取0—20 cm表层土壤,均匀混合后用四分法从中选取1 kg土壤,作为代表该点的混合样品。Cu和Pb重金属含量采用原子吸收火焰法进行测定,利用Variowin2.0和ArcGIS10.2软件分析重金属空间结构及分布特征,解析其污染成因。 【结果】 研究区域土壤Cu和Pb空间结构均为套合结构,其块金值与基台值的比值在25%～75%之间。Cu和Pb的空间分布与河流走向密切相关,在西北–东南方向空间相关性较强,其高值区主要分布在研究区域中北部的凉水河流域、西部的永定河流域以及通州的东北部。 【结论】 污水灌溉和成土母质是研究区域土壤重金属的主要来源。由污水灌溉等小尺度因素主导的土壤Cu和Pb元素空间自相关距离分别为11.35 km和9.49 km;由成土母质等大尺度因素主导的空间自相关距离分别为26.65 km和31.70 km。通过分析不同尺度因素对区域土壤重金属含量空间分布的影响,可揭示土壤重金属污染成因,这种思路可为其他区域开展土壤重金属污染成因研究提供借鉴。      

基于地球化学基线的内蒙古东来地区土壤重金属污染评价

目前,在中、小尺度上确定环境地球化学基线并准确实现重金属元素的空间分布是研究陆表环境变化过程的基础性工作,仍需深入研究。在野外样品采集、实验室分析及取得内蒙古东来地区土壤重金属数据的基础上,采用标准化法确定了内蒙东来地区的表层土壤中8种重金属元素Cu、Cr、Ni、Pb、Zn、Hg、As、Cd的地球化学基线值,分别以研究区土壤背景值及地球化学基线值为参照,使用地累积指数法和潜在生态污染指数法对研究区土壤质量进行了评价,并对几种重金属元素空间分布特征进行了研究。结果表明,由地累积指数法确定研究区土壤Ni、Zn、Pb、As、Hg、Cd元素达到轻-中度污染水平的样品占比分别为4.9%、3.4%、3.8%、7.9%、6.0%、6.2%,其它元素未达到污染水平;由潜在生态风险指数法评价结果可知,Hg和Cd元素具有较重潜在生态风险,达到较重及以上潜在生态风险等级的样品占比依次为9.1%和2.1%,其它元素风险较低;不同参比值的选取对评价结果有一定的影响,整体看来以地球化学基线值为参比值的评价效果较好于以土壤背景值的评价效果。达到一定污染等级的元素集中分布在东来镇东北部及西部地区,其原因可能与人口分布...     

重金属Cd、Zn、Cu和Pb复合污染对土壤生物活性的影响

通过野外土样采集及室内培养试验(25℃),研究了云南东川铜矿区土壤酶和微生物特征,以及模拟重金属Cd、Zn、Cu、Pb复合污染对土壤微生物和酶活性的影响。结果表明,矿区土壤(距矿口0~800 m)重金属污染严重,Pb、Cd、Zn、Cu全量和有效含量是对照土壤(距矿口10 000 m)的3.7~141.0倍和2.2~773.2倍;距矿口越近,土壤有机质、有效氮、有效磷和速效钾含量及土壤pH亦越低,土壤酶活性和土壤微生物数量、微生物生物量碳和氮受到的抑制程度也显著增强。与对照土壤相比,距矿口0~800 m的土壤蔗糖酶、脲酶、酸性磷酸酶、过氧化氢酶和脱氢酶活性分别降低25.5%~47.3%、22.6%~74.2%、30.9%~83.1%、16.7%~69.1%和34.6%~92.3%;细菌、放线菌和真菌数量分别较对照下降30.5%~80.1%、8.1%~49.9%和3.3%~8.3%。土壤酶中的酸性磷酸酶和过氧化氢酶,土壤微生物中的细菌对重金属污染较为敏感。恒温(25℃)培养试验中,低量的Cd、Zn、Cu、Pb复合污染刺激了土壤酶活性和细菌、真菌、放线菌、微生物生物量碳和氮的数量,但高量的Cu、Zn、Pb、Cd复合污染使土壤酶活性、细菌、真菌、放线菌、微生物生物量碳和氮均显著下降。重金属Cd、Zn、Cu、Pb之间存在着一定的协同或拮抗作用,Cd、Zn、Cu和Pb之间在微生物生物量碳和氮上表现出明显的协同效应,Pb与Cd、Zn、Cu对细菌数量的复合效应机制为拮抗效应,Cd、Zn、Cu和Pb对真菌数量和放线菌数量的复合效应机制表现为协同效应和拮抗效应并存。     

保定市污灌区土壤的Pb、Cd污染与土壤酶活性关系研究

本文应用一元线性与非线性回归事寻优模型，着重研究了保定市污灌区土壤重金Ｐｂ、Ｃｄ污染与土壤酶活性之间的关系。结果表明，污灌区土壤Ｐｂ、Ｃｄ含量比清灌区有明显的增加，且均高于国内外重点城市的土壤背景值，已接近或达到轻度污染程度。     

焦作市城区土壤重金属空间变异特征及污染评价

为揭示人类活动对土壤环境质量的影响,在河南省焦作市3个城区采集了44个表层土壤样品。利用单因子指数法和内梅罗综合指数法评价了土壤表层重金属的污染程度。并采用地统计学方法对表层土壤样品Cr,Cu,Cd,Pb共4种重金属的空间变异结构和分布格局进行了分析。结果表明,Cr,Cu,Cd,Pb的超标率分别为47.73%,0%,22.73%,0%,土壤Cr,Cd污染较为严重。3个城区Cr和Cd的分布特征总趋势为:山阳区中站区解放区,Pb和Cu的分布特征总趋势为:解放区山阳区中站区。土壤Cr,Cd和Pb之间以及Cu和Pb之间呈显著相关。空间变异结构分析表明,Cd具有极强的变异性,Cr具有较强的变异性,Cu和Pb是中等变异强度。半方差函数模型拟合结果显示Cr具有较强的空间自相关性,Pb具有中等程度的空间自相关性,Cd和Cu具有较弱的空间自相关性。在此基础上,元素Pb呈环状,Cu呈岛状,Cr和Cd呈带状分布。     

有机化合物和硝酸溶液对复合污染土壤中Cu、Zn、Pb释放的影响

研究了等浓度的不同有机酸、有机盐、人工螯合剂和不同浓度HNO3 溶液对复合污染土壤中Cu、Zn、Pb的浸提性及其潜在释放性。结果表明 :四种有机酸对铜的释放顺序为 :柠檬酸 >草酸 >酒石酸 >苹果酸 ,对锌的释放顺序为 :柠檬酸 >苹果酸 >草酸 >酒石酸 ,对铅的释放顺序为 :柠檬酸 >酒石酸 >苹果酸 >草酸 ;有机盐对这些金属的释放顺序较为一致 :EDTA >柠檬酸钠 >草酸钠 >酒石酸钾钠 (铅为酒石酸钾钠 >草酸钠 )。对这三种金属来说 ,铜是最易释放的元素 ,锌次之 ,铅最差。从释放特征来看 ,各种有机化合物对不同的金属表现不尽相同 ,人工螯合剂EDTA、柠檬酸钠、有机酸对铜 ,EDTA、酒石酸钾钠对铅 ,1molL-1HNO3 和0 .1molL-1HNO3 对铜、锌、铅等的释放速率较快 ;草酸钠对铜、锌 ,草酸对铅 ,0 .0 1molL-1HNO3 对铜、锌、铅等的释放速率较慢 ,其它释放剂的释放速率介于两者之间     

重庆市蔬菜基地土壤中重金属含量及污染特征

重庆市蔬菜基地土壤中重金属的平均含量分别为Ｈｇ０．１８５ｍｇ／ｋｇ,Ｃｄ０．２３１ｍｇ／ｋｇ,Ｐｂ２１．０９ｍｇ／ｋｇ,Ａｓ７．０３ｍｇ／ｋｇ,Ｃｒ４７．９２ｍｇ／ｋｇ;部分基地的土壤受到污染,主要污染物为Ｈｇ和Ｃｄ。由于城市区划的不同,土壤污染程度为近郊区〉工矿区〉远郊区。     

污染土壤上水稻生长及对Pb、Cd和As的吸收

通过温室盆栽试验研究了Pb、Cd和As于中国土壤环境质量标准III级水平(Pb:400 mg/kg;Cd:1.0 mg/kg:As:40 mg/kg)时对水稻在3种不同类型土壤上的生长和吸收Pb、Cd及As的影响.结果表明:在红壤上,As处理的稻谷产量显著降低,除Cd处理对稻谷产量影响不大外,其他处理也明显降低了水稻稻谷产量,且 Pb、Cd 的存在加重了As的毒性;对稻草产量只有Pb和Pb-Cd-As两个处理与对照有显著性差异.在乌栅土上,仅As和Pb-Cd-As处理与对照相比明显降低了稻谷产量,而所有复合处理均降低了稻草产量,且对稻草产量影响要大于其对稻谷产量的影响.在青紫泥上各处理影响较小.Cd-As、Pb-Cd和Pbr-Cd-As处理红壤其稻米Cd含量较Cd单独存在时分别增加了15.7%、11.5%和25.6%;红壤上Pb处理显著增加了稻米Pb的含量.但Pb-As处理降低了稻米Pb含量.稻米中重金属含量在3种不同性质土壤上的含量大小顺序为:红壤>青紫泥>乌栅土.     

高风险重金属污染土壤识别研究方法综述

高风险的重金属污染土壤的识别和探测是土壤健康风险评价及管理的基础,也是有效控制土壤污染、保障环境安全和农业可持续发展的重要前提。本文综述了高风险重金属污染土壤识别的方法及各自优缺点,主要包括元素剖面分布对比、与环境标准和背景值对比、同位素示踪、探索性统计分析、GIS制图和空间分析、多元统计分析、地统计学、空间统计分析和高精度曲面建模方法。将高精度曲面建模(HASM)与GIS空间分析、多元统计分析以及空间统计分析相结合,不仅可为土壤和土地资源普查和污染调查提供方法和理论上的借鉴,而且还可直接为土壤污染现状评价和风险管理、区域环境质量改善和土地利用规划等提供科学依据,是未来高风险重金属污染土壤识别研究的重要方向之一。     

土壤、蔬菜的铅污染相关性分析及土壤铅污染阈限值研究

为探求土壤重金属污染和蔬菜污染的相关性,为绿色蔬菜生产提供技术支持,以郑州市常见的5种叶菜类蔬菜[油麦菜（Lactuca sativa var．Asparagina）、荆芥（Schizonepeta tenuifolia Briq）、蕹菜（Lpomoea aquelica）、生菜（Lactuca sativa）、苋菜（Amaranthus hypochondriacus）]为试验材料,采用温室盆栽土培的方法研究了土壤Pb浓度与蔬菜污染的相关性,并对绿色蔬菜生产要求的土壤Pb污染阈限值进行了预测。研究结果表明：低浓度Pb污染的土壤对蔬菜生长、产量无明显影响;随着施Pb浓度的增加,5种蔬菜中的Pb含量均呈增加趋势,且与土壤中的Pb含量相关性显著;模拟得出的Pb阈限值油麦菜为39．9092±2．4469mg·kg^-1,荆芥43．8986±3．5855mg·kg^-1,蕹菜35．2934±1．7872mg·kg^-1,生菜33．6964±2．1512mg·kg^-1,苋菜34．5396±2．4254mg·kg^-1;对Pb富集能力由大到小排序为生菜〉苋菜〉蕹菜〉油麦菜〉荆芥。     

华北地区有机种植和常规种植模式下土壤重金属含量及污染评价

为探讨有机种植与常规种植两种不同种植方式对土壤重金属含量和污染特性的影响,本文在华北5个地区选取典型的有机蔬菜和有机小麦种植基地及附近相似条件的常规种植地块,比较了土壤中Cu、Zn、Pb、Cr、Cd、As共6种重金属含量的差异,并采用不同评价方法对不同种植方式下土壤中重金属的污染程度进行了评价。结果表明:与常规种植相比,有机种植减轻了土壤酸化和盐渍化,提高了土壤有机质含量和阳离子交换量,在一定程度上有利于降低土壤中重金属的生物有效性。与土壤背景值相比,所有调查地区的土壤重金属均有不同程度的增加和积累。与常规种植相比,有机种植模式能有效降低土壤中Cd、Cr含量,有机小麦种植地块因长期施用大量有机肥导致土壤中Cu、Zn、As大量富集;而常规温室菜田同时施用大量的有机肥、化肥及农药,土壤中Cu、Zn、As富集的风险比有机种植模式高;露天蔬菜有机种植地块土壤中Cu、Zn、As含量与常规地块差异不明显。综合污染指数评价结果显示,调查地区土壤均属于轻污染程度,主要贡献因子为Cd、Cu、Zn,有机种植降低了土壤中重金属的综合污染水平;地累积指数法评价结果表明,调查地区处于无污染到中等污染水平,最明显的污染元素是Cd,有机种植降低了土壤中重金属污染的程度和风险;潜在生态危害指数评价结果表明,所调查地块存在轻微潜在生态风险,其中产生较大生态危害的是Cd,表现出轻微生态危害程度。本研究表明,有机种植减轻了土壤中重金属综合污染水平和污染风险,并减轻了土壤重金属的潜在生态危害。     

土壤—植物系统中重金属污染的治理途径及其研究展望

由于工业“三废”的排放,使农田遭受不同程度重金属的污染,重金属通过在作物体内富集进入食物链,对人畜健康构成了威胁。文章对土壤重金属的污染现状、治理途径及其原理、优缺点、可行性作了简要的回顾,对土壤重金属污染植物修复技术类型、原理、特点以及基因工程等现代生物技术在重金属污染植物修复技术中的应用前景作了进一步的展望,为实现对重金属污染土壤进行有效的生态整治与安全高效益的利用提供了新的技术途径。     

复垦土壤重金属污染潜在生态风险评价

为揭示矿区复垦土壤中重金属元素潜在的污染特征,采用Hakanson 潜在生态风险指数（The Potential Ecological Risk Index）,对安太堡露天煤矿复垦土壤中Cd,Cr,Cu,Pb,Hg,As等6种污染元素进行了分析,研究了露天煤矿复垦土壤重金属污染程度及潜在的生态危害性。结果表明：安太堡露天煤矿不同复垦时间和复垦模式下不同层次的复垦土壤的综合污染程度范围为8.29～16.90,平均值为10.72,处于中等的污染程度。重金属潜在风险指数在131.43～331.03之间,平均191.68,生态风险达到了中等程度,特别是复垦13年的南排1?420退化平台,综合潜在生态风险指数为331.03,达到了较高程度。0～40 cm土层的潜在生态风险综合评价属于中度的潜在生态风险。Hg是主要的污染因子,其对潜在的生态风险指数所贡献的比例达到了72.5%～84.62%。其余重金属的生态风险较低。因此,在安太堡露天煤矿复垦土壤中,Hg是最主要的潜在污染因子,应采取一定的措施,防止Hg的污染。应用该体系对复垦土壤重金属污染生态风险评价所得的结论同其它研究结果互为补充和借鉴。     

低分子有机酸对土壤中重金属的解吸及影响因素

研究了柠檬酸、草酸、酒石酸和苹果酸对矿区土壤中重金属Pb、Cd、Cu和Zn的解吸行为,并探讨了介质pH值对其解吸土中重金属的影响。振荡解吸试验结果表明四种低分子有机酸对供试污染土壤中Pb、Cd、Cu和Zn都具有一定的解吸能力。由于土壤中重金属有效态含量较低,各重金属的解吸率都不高。在对Pb和Cd的解吸中,各低分子有机酸能力大小顺序为柠檬酸>酒石酸≈苹果酸>草酸;Cu的解吸顺序为柠檬酸>草酸>酒石酸≈苹果酸;Zn的解吸顺序为酒石酸>柠檬酸≈苹果酸>草酸。低分子有机酸随浓度的增加,其解吸能力提高。低分子有机酸对重金属的解吸量随pH值的降低而增加。     

三峡库区典型农业区土壤重金属污染特征及风险评价

为了解三峡库区农业区土壤重金属污染现状及环境风险水平,该文以重庆市8个典型农业区县(铜梁、云阳、万州、丰都、城口、垫江、南川和江津)土壤为研究对象,共采集表层(0~20 cm)土壤样品160个,依照《土壤环境监测技术规范(HJ/T 166-2004)》和《土壤环境质量标准GB 15618-1995》分析了土壤样品中8种重金属(As、Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb和Zn)的含量,比较了不同区县8种重金属污染现状及差异,应用地积累指数法和潜在生态风险指数法探讨了研究区土壤重金属的累积特征及潜在生态风险等级。结果表明:该研究区农业土壤8种重金属含量平均值均未超过《土壤环境质量标准GB 15618-1995》二级标准,与土壤背景值相比,Cd、Cr、Cu、Hg和Zn均具有极显著差异(P0.01),As、Ni和Pb差异不显著,8个区县Cr均表现出极显著差异(P0.01),城口区多种重金属均表现出极显著差异(P0.01),8种重金属地累积指数平均值均小于0,研究区土壤受重金属污染水平为未污染等级,单个重金属潜在生态风险顺序为HgCdAsHgCuNiCrZn,Hg元素潜在生态风险指数平均值为43.840,属中等生态风险等级,其余元素生态风险指数值均小于40,属于低生态风险等级,8种重金属综合潜在生态风险指数平均值为108135,为低生态风险等级。综合研究结果表明:三峡库区典型农业区土壤Cd、Cr、Cu、Hg和Zn具有一定程度的累积,且表现为多种重金属复合累积现象,Cr累积具有普遍性,Hg是影响三峡库区农业土壤综合潜在生态风险的主要元素,但研究区土壤重金属总体处于低生态风险水平。     

磁性土壤中Cu和Zn污染的指示作用

Concentrations of copper （Cu） and zinc （Zn） and various magnetic parameters in contaminated urban roadside soils were investigated using chemical analysis and magnetic measurements. The results revealed highly elevated Cu and Zn concentrations as well as magnetic susceptibility in the roadside soils. The mean concentrations of Cu and Zn in these roadside soils were almost twice those in average Chinese soils, with the mean magnetic susceptibility of the roadside soils reaching about 179 ×10^-8 m^3 kg^-1. This enhanced magnetic susceptibility was attributed to the presence of anthropogenic soft ferrimagnetic particles. A low frequency-dependent susceptibility （2.5%± 1.0%） observed in the roadside soils indicated the coarse multidomain （MD） ferrimagnetic grains to be the dominant contributor to magnetic susceptibility. The Cu and Zn concentration of the soils had highly significant linear correlations with magnetic susceptibility （P 〈 0.01）, anhysteretic remanent magnetization （P 〈 0.01）, and saturation isothermal remanent magnetization （P 〈 0.01）. This suggested that heavy metals were associated with ferrimagnetic particles in soils, which were attributed to input of traffic emissions and industrial activities. Scanning electron microscopy and energy dispersive X-ray spectra of magnetic extracts of the roadside soils further suggested the llnk between the magnetic signal and concentrations of heavy metals. Thus, the magnetic parameters could provide a proxy measure for the level of heavy metal contamination and could be a potential tool for the detection and mapping of contaminated soils.     

茶苗对重金属Pb Cu Cd和Cr的吸收累积规律

通过盆栽实验,从动态角度研究了在不同培养期内,Pb、Cu、Cd和Cr4种重金属在茶树中的累积规律。结果表明,茶树不同部位对4种重金属的累积量存在很大差异,重金属的分布顺序为根〉茎〉叶;4种重金属大部分被茶树根系固定,在其体内的迁移性较低,在茶叶中积累的顺序为：Cr〉Cu〉Cd〉Pb。茶叶中重金属累积量和重金属添加量、培养时间都存在显著的正相关关系。4种重金属元素中,Cr的累积速率常数最大,Cd最小。茶树对重金属的吸收与土壤pH值和土壤有效态重金属含量显著相关。本研究可为人们科学认识茶叶中重金属的残留问题、健康风险及其污染控制提供理论依据。