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。     

城市土壤重金属污染特征分析

目前越来越多的大城市的土壤受到不同程度的重金属污染,这将深刻影响到城市环境质量和人体健康。因受人类活动的强烈扰动,城市土壤重金属污染特征与传统意义上的土壤重金属污染特征差别很大,文章就城市土壤重金属污染特征做了详细的分析,并提出了一些相应的管理对策。     

中小城市不同土地利用方式下土壤磁化率空间分布及对铅元素含量的指示意义

以内江市城区不同土地利用方式下的土壤为研究对象,测定土壤Pb含量和磁化率,并运用Arc GIS技术模拟土壤低频磁化率(χlf)的空间分布,在探讨土壤磁化率与Pb含量相关性的基础上建立了基于土壤低频磁化率(χlf)的土壤Pb含量的回归方程。结果表明,内江市城区土壤低频磁化率(χlf)和Pb含量总体较低,并在空间分布上呈现出两大特征:沱江以北呈现出中间高且向四周逐渐递减的趋势,沱江以南呈现由东北部向西南部递减的趋势;总体上土壤低频磁化率(χlf)的空间分布大致与土壤Pb含量的趋势一致,而与频率磁化率(χfd)的分布趋势相反;表层和下层土壤Pb含量和低频磁化率(χlf)在都呈显著正相关,而与频率磁化率(χfd)呈负相关;总体来看,可在表层根据土壤Pb含量与低频磁化率(χlf)的相关性建立回归方程,其中工业用地、商服用地和道路与道路与交通用地可以快速推算土壤Pb含量,而表层的绿地与广场用地、公管公服用地和居住用地以及下层土壤可将回归方程作为测定土壤Pb的辅助手段,还需根据实际情况,结合其它方法测量。研究结果可以为中小城市利用磁学方法快速监测土壤中Pb元素含量提供科学依据。     

绿色食品产地土壤重金属空间分布与污染评价

为研究绿色无公害食品产地土壤重金属的含量与分布状况,以慈溪市周巷镇为研究区,利用综合指数法对土壤中重金属的含量进行评价,应用地统计学的方法分析土壤重金属含量的空间变化,并绘制土壤重金属的空间分布图。结果表明：以当地土壤重金属的自然背景为评价标准,所研究的8种重金属单项污染指数均大于1,说明8种重金属在该区均产生污染。以内梅罗指数法计算的土壤重金属综合污染指数为1.54,处于轻微污染的级别。研究区由北向南随地理位置和土地利用方式的不同,土壤中重金属含量有逐渐增高的趋势。不同剖面土壤重金属含量的研究表明,土壤中重金属有表聚和亚表聚的特征,随取样层次的加深,土壤中的重金属含量逐渐减少,说明土壤中的重金属含量受到人类活动的强烈影响。     

黄骅市土壤重金属空间变异特征及污染评价

为研究工业和经济高速发展对环渤海滨海生态脆弱区土壤质量的影响,以黄骅市为研究区,利用地统计学方法对黄骅市表层土壤中的Pb,Hg,Cd,Cr,As,Cu,Zn,Ni共8种重金属空间分布特点和污染状况进行了分析。结果表明:（1）Pb,Cd,Cu元素样点平均含量超过河北省土壤背景值,其他元素含量平均值均未超过,所有元素含量平均值都在国家土壤质量二级标准的范围内。（2）根据变异函数拟合发现,Pb,Hg,Cd,Cr,As,Cu共6种元素拟合于指数模型,Zn,Ni两种元素拟合于球状模型;Pb,Cd,Zn基底效应值为25%～75%,空间自相关程度一般,其空间分布格局受到一定外界干扰。其他元素基底效应值均在25%以下,空间自相关性比较强,空间分布格局受外部影响相对较小。（3）根据克里格内插预测发现,Pb,Cd,Cu整体含量高,区域离散分布;Cr,Zn,Ni整体含量低,连续集中分布;As元素成岛状分布,分布集中于几个区域;Hg成散点状分布于黄骅全县。（4）通过计算内梅罗污染指数可知,黄骅市土壤内梅罗污染指数大部分处于1.0～2.0,属于轻度污染状态;吕桥镇中部和齐家务乡西部污染指数最高,属于污染最严重的地区。工业生产和地质环境是影响土壤重金属元素空间分布的主要原因。     

上海城市土壤磁化率的垂向分布特征及环境指示意义

土壤含有各类磁性矿物。土壤磁性矿物可区分为自然成因或人为成因:自然成因的磁性矿物主要来源于母岩,风化成土过程或生物成磁作用;而人为成因的磁性矿物通常产生于工业活动(化石燃料燃烧,钢铁厂、水泥厂、发电厂等)和交通     

城市不同功能区土壤重金属分布初探

在城市生态系统中,城市土壤重金属积累状况对城市绿地建设、城市区域环境质量及人类健康都有十分重要的影响[1]。国外研究证明城市土壤中重金属元素已有不同程度积累[2～6]。我国也有这方面的研究报道,但这些研究大都集中在研究重金属含量和单个污染物污染程度方面[7～10],一些     

葫芦岛市土壤磁化率与重金属元素分布规律及其相关性研究

通过对185个地表土样、4个剖面土样的磁参数与化学分析测试,对葫芦岛市土壤磁化率与重金属元素分布规律、成因及两者的相关性进行了研究。结果表明:①研究区表层土壤磁化率值高低悬殊,部分土样明显超过一般棕壤的正常磁化率值。并且其基本理化性质的值均在正常范围以内,说明还有其他因素对土壤磁化率产生影响。②剖面土壤磁化率值与重金属元素含量总体上均呈向下递减的相同趋势。土壤重金属元素含量与土壤磁化率值垂向变化特征基本一致。③研究区土壤磁化率值与重金属元素Pb、Zn、Hg、Ni的含量呈极显著正相关,与Cu的含量呈显著正相关。且土壤磁化率值与Pb含量的相关性在Pb含量达到污染的地区呈极显著正相关,反之则不显著,这有力说明过量的重金属Pb很可能对土壤磁化率产生影响。     

基于GIS的农田土壤重金属空间分布及污染评价——以南京市江宁区某乡镇为例

土壤污染近年来备受瞩目,我国已出台多项法律法规来规范防治,合理评价不同地区土壤重金属的污染情况,具有现实和长远意义。2017年11—12月在研究区采集的29个表层土壤(0～20cm),分析测定土壤pH、有机质和8种重金属元素砷(As)、镉(Cd)、铬(Cr)、铜(Cu)、汞(Hg)、镍(Ni)、铅(Pb)和锌(Zn)的含量,采用最新发布的《土壤环境质量—农用地土壤污染风险管控标准(试行)》(GB 15618-2018)进行污染评价,运用GIS地统计学方法分析重金属空间分布特征。结果表明,研究区土壤pH呈现酸性至中性;有机质平均含量为17.73 mg·kg^–1,较为缺乏;8种重金属元素(As、Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb、Zn)的平均含量分别为8.27、0.17、70.84、24.74、0.20、32.07、28.48和73.57 mg·kg^–1,除As外,其他重金属含量均超过南京市江宁区土壤环境背景值,但未超过国家现行标准,总体无重金属污染。其中Cd、Cu和Hg元素在局部地区达到了警戒线,风险区主要分布在西南部和南部,呈现带状分布,农业...     

大冶市农田土壤中镉的空间分布特征及污染评价

矿山开采和冶炼是造成土壤重金属Cd污染的主要原因,了解典型区域土壤中Cd的空间分布特征及其污染现状,可为区域土壤污染防治与安全利用提供重要信息。本研究针对湖北省大冶市所有农田采集92个表层土壤样品和3个土壤剖面,利用GIS方法对土壤重金属Cd空间分布特征及污染状况进行了研究。结果表明大冶市土壤中Cd的含量范围为0.6 ~ 4.6 mg/kg,平均值为1.41 mg/kg,Cd迁移深度可达 40 cm。区域内土壤Cd污染范围较广,空间变异较大,还地桥镇、罗桥街办、陈贵镇等地农田土壤Cd含量较高。地积累指数评价结果显示大冶市大部分农田土壤为轻度、中度污染程度,在合理调整种植结构等方式下仍可保障农田安全利用。     

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。     

Spatial distribution of soil heavy metal concentrations as indicator of pollution sources at Mount Križna (Great Fatra,central Slovakia)

The objective of this study was to test the suitability of a simple approach to identify the direction from where airborne heavy metals reach the study area as indication of their sources. We examined the distribution of heavy metals in soil profiles and along differently exposed transects. Samples were taken from 10 soils derived from the same parent material along N-, S-, and SE-exposed transects at 0—10, 10—20, and 20—40 cm depth and analyzed for total Al, Cd, Cr, Cu, Fe, Mn, Ni, Pb, and Zn concentrations. The heavy metal concentrations at 0—10 cm were larger than background concentrations in German arable soils except for Cr (Cd: 0.6—1.8 mg kg^—1; Cr: 39—67; Cu: 40—77; Ni: 87—156; Pb: 48—94; Zn: 71—129; Fe: 26—34 g kg^—1; Mn: 1.1—2.4). Decreasing Cd, Cu, Mn, and Pb concentrations with increasing soil depth pointed at atmospheric inputs. Aluminum and Ni concentrations increased with soil depth. Those of Fe, Cr, and Zn did not change with depth indicating that inputs at most equalled leaching losses. The Pb accumulation in the surface layer (i.e. the ratio between the Pb concentrations at 0—10 to those at 20—40 cm depth) was most pronounced at N-exposed sites; Pb obviously reached Mount Križna mainly by long-range transport from N where several industrial agglomerations are located. Substantial Cd, Cu, and Mn accumulations at the S- and SE-exposed sites indicated local sources such as mining near to the study area which probably are also the reason for slight Cr and Zn accumulations in the SE-exposed soils. Based on a principal component analysis of the total concentrations in the topsoils four metal groups may be distinguished: 1. Cr, Ni, Zn; 2. Mn, Cd; 3. Pb (positive loading), Cu (negative loading); 4. Al, Fe, indicating common sources and distribution patterns. The results demonstrate that the spatial distribution of soil heavy metal concentrations can be used as indication of the location of pollution sources.     

Historical change of soil Pb content and Pb isotope signatures of the cultural layers in urban Nanjing

Soils in urban areas are often artificially formed and preserved as cultural layers in which soil materials are mixed with artifacts. The vertical change of soil properties denotes the historical change of human activities, and therefore, urban soil can be considered as a record of history of urban development. We studied a deep profile of urban soil (600 cm) in Nanjing, China, by intensively sampling at every 5 cm. Soil samples were analyzed for lead content. Charcoal from several layers was found and was dated using ¹⁴C to recognize archaeological cultural layers that might be formed in different Chinese dynasties. Pb isotope ratios were determined by thermal ionization mass spectrometry (TIMS) technology. The study found that artificial deposition, i.e., the formation of cultural layer started about 1700 years ago and lasted until recently. All cultural layers above the original loess were heavily contaminated by Pb with total content varying from 100 mg kg^− 1 to more than 2000 mg kg^− 1. There were several historical periods in which Pb content peaked, indicating significant contamination by human activities, such as ancient ore smelting for various purposes and use of Pb-containing materials for handicraft manufacture. Various Pb isotope ratios of the cultural layers differed substantially from that of the original undisturbed loess in the deepest position. ²⁰⁶Pb/²⁰⁷Pb value decreased gradually from the bottom layer to top layer, although with occasional exceptions, indicating a long-lasting mixing of extraneous sources of Pb during the entire history since ca. 300 A.D. In comparison with the isotope ratios of lead ores of different sources and that of aerosols, it was illustrated that the source of Pb in cultural layers might come from lead ores of southern China in the earlier dynasties, while Pb from north China might have contributed to the Pb source in the more recent years, suggested by the lowering of ²⁰⁶Pb/²⁰⁷Pb ratio in the near-surface cultural layers. However, the impact of petrol burning on cultural layers was basically excluded, considering the relatively short history of petroleum use in this area.     

企业密集区土壤主要污染物的空间分布及其预测性初步探讨

用克里格空间插值方法研究了城乡民营企业密集区土壤中Cu、Pb、Zn、Cd、Ni、Cr、Hg、As和多氯联苯(PCBs)等9种污染物的空间分布特征,对比该区的企业布局,初步探讨了企业布局对土壤污染物浓度预测的可行性.结果表明,该区污染物的高浓度区主要分布在废旧拆解园区周边地区和小冶炼集中地带,且存在多污染物的复合污染.当在约1 km2 的范围内有金属类生产企业、电机生产企业或(和)电线电缆生产企业存在时,土壤中可能有Cu和Pb积累.电机、电线电缆和(或)自动喷雾器生产企业的密集分布可能出现土壤中Pb的累积.而金属类生产企业的空间布局与土壤中Cd、Ni和Cr的浓度间存在显著的相关关系.汽摩配生产企业和金属配件生产企业可能分别会带来土壤As和PCBs积累.     

不同地区城郊用地土壤重金属含量特征的比较

对京津唐、张家港和长株潭3个地区的露天菜地、设施菜地、水田和旱地进行的调查表明,城郊区大部分农田土壤重金属含量尚低于国家相关的土壤质量二级标准,但部分重金属含量超出了当地背景值,说明重金属在城郊土壤中有所积累。菜地土壤重金属含量总体上要高于水田和旱地,说明高强度利用投入会导致土壤重金属累积。对长株潭一个污染区的研究表明,发生污染的土壤很难再恢复利用。京津唐城郊区的土壤重金属含量的变异系数总体上高于张家港地区。     

陕西泾惠渠灌区土壤重金属空间分布特征及来源

土壤重金属空间变异性是监测和评价农田生态系统环境质量的前提。该文基于104个表层土壤样品的重金属实测含量,运用多元统计和地统计相结合的方法,对陕西泾惠渠灌区土壤重金属含量的分布特征和来源进行了分析。结果表明,土壤中Hg、As、Cd、Cr、Pb、Cu、Zn、Ni 8种重金属平均质量分数分别为0.091、15.40、0.25、75.50、27.20、28.10、81.10、36.60 mg/kg,均超出土壤背景值(参考1986年报道的陕西省关中平原主要农业土壤中重金属含量),但低于国家土壤环境质量二级标准(GB15618-1995)。地统计分析表明,Hg、Ni、As基底效应介于25%~75%之间,属于中等空间相关;而Zn、Pb、Cd、Cu、Cr基底效应均大于75%,属于空间弱相关。多元统计分析表明,泾惠渠灌区土壤中Cd、Pb、Zn、Cu、As、Cr和Ni的累积主要源于农业生产活动、交通运输等人为活动,而Hg的累积则主要受工业排废的影响。目前,该灌区土壤环境质量良好,但土壤重金属有累积的倾向,应引起重视。     

基于GIS的山东寿光蔬菜产地土壤重金属空间分布特征

以山东省寿光市蔬菜种植基地为研究区,通过数理统计与地统计学空间分析的方法,研究了寿光市表层土壤中的重金属质量分数及其空间分布特征,并在地理信息系统支持下绘制土壤重金属的空间分布图。结果表明：寿光市表层土壤中重金属质量分数平均值低于食用农产品产地环境质量标准（HJ332-2006）。除Zn、Pb和As 3种元素外,其他5种重金属元素（Cu、Cd、Cr、Hg、Nr）呈现出正偏态的分布特征,所有重金属元素分布峰的顶点均超出正态分布的最高点。空间分析结果表明,8种重金属元素在寿光市表层土壤中的质量分数呈中等程度的空间相关性。土壤中各重金属的分布呈现出中部、南部、东南部质量分数较高,北部、东北部与西南部质量分数较低的空间分布特征。寿光表层土壤中的重金属质量分数受到自然因素与人为因素的双重影响。     

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。