典型农业型城乡交错区小型蔬菜生产系统重金属平衡的研究

以南京城乡交错区小型蔬菜生产系统为例,研究了1年期间(2003.7-2004.7)蔬菜种植过程中Cu、Pb、Zn、Cd等重金属元素的平衡状况和污染潜力.结果表明:该系统重金属的输入途径主要为施肥和灌溉,施肥特别是有机肥是生产系统重金属输入的主要来源,占输入量的98%以上.重金属年输入量较高,明显高于欧洲农业区水平,而年输出量较低,占输入量的10%以下,在重金属平衡上试验地均表现为盈余.多年的蔬菜种植已导致土壤重金属积累.试验区土壤和蔬菜中的重金属含量均低于国家安全标准,表明蔬菜生产系统现状较安全.综合大气沉降等因素评估表明,本地区Cu、Zn、Cd污染风险较大,且高强度的种植管理会加剧生产系统重金属污染,有可能导致蔬菜地土壤在几十年内即能达到国家土壤环境二级标准.     

我国北方典型日光温室蔬菜生产系统土壤重金属积累趋势

本文以山东省寿光市日光温室蔬菜生产系统为例,研究了As、Cd、Cu、Hg、Pb和Zn等重金属元素在土壤中的积累趋势。结果表明：有机肥中Cu、Zn元素含量较高,而无机肥中Cd、Zn元素含量较高,但所有元素均未超过目前的相关标准。表层土壤中上述元素的平均含量均未超出《温室蔬菜产地环境质量评价标准》(HJ333-2006)相应的标准限值,但Cd平均含量已接近评价标准。除了As和Pb元素外,表层土壤中Cd、Cu、Hg和Zn的含量随着种植年限的增长而增加,出现积累。在目前的重金属积累状况下,主要蔬菜可食部分的重金属含量明显低于中国食品污染物限量标准,处于安全级别。由于蔬菜生产最初均是在底层土壤上开始的,加之封闭的生产环境,表明土壤中重金属主要来自各种农用投入品的输入,而各种肥料的高量输入是其积累的主要原因。今后对该地区设施蔬菜生产的环境管理,除了制定更严格的肥料重金属含量标准外,更重要的是要严格控制各种肥料的施用量,这样既可降低系统养分过量盈余,又可控制土壤重金属的积累。     

设施蔬菜生产系统重金属积累特征及生态效应

研究土壤重金属的空间变异特征,可以揭示人为活动对土壤中重金属积累特征的影响,进而为土壤利用、污染风险评价提供重要的基础资料.选取南京市郊区一处典型的设施蔬菜生产系统为研究对象,测定了土壤、灌溉用水、肥料、蔬菜等介质中重金属砷(As)、镉(Cd)、铜(Cu)、汞(Hg)、铅(Pb)、锌(Zn)含量,研究了土壤中重金属的空间变异及积累特征,分析了积累产生的原因,讨论了系统中作物的重金属积累效应.结果表明:(1)与露天蔬菜地相比,设施蔬菜地土壤重金属Cu、Hg、Pb、Zn均产生明显的累积,且土壤中Cu、Hg、Pb平均含量超过温室蔬菜产地环境质量评价标准.(2)农用投入品的大量输入对土壤性质的空间变异产生了明显影响,而土壤Cu、Hg、Pb、Zn也呈现与之一致的空间变异特征,且这些元素与土壤性质存在显著相关性.(3)土壤性质的变化和重金属的积累对叶菜类作物重金属吸收影响较大,且前者更为重要.     

南宁市郊部分菜区土壤和蔬菜重金属污染评价

对南宁市郊 1 2个主要菜区土壤和蔬菜中重金属 ( Cu、Zn、Cd、Pb)含量调查和分析测定 ,采用重金属污染单因子评价方法对土壤重金属污染状况进行评价 ,以国家规定的蔬菜卫生标准评价蔬菜重金属污染状况 ,结果表明 :南宁市郊部分蔬菜区土壤不同程度地受到了 Cu、 Zn、 Cd、 Pb的污染 ,依次是 :Cd>Pb>Zn>Cu;蔬菜中 Cd、 Pb积累较 Cu、 Zn高 ,供试点中大部分蔬菜 Cd、 Pb含量超出了国家规定的蔬菜卫生标准     

工业型城乡交错区农业土壤Cu、Zn、Pb和Cd的空间分布及影响因素研究

在江苏省无锡市工业型城乡交错区，选择8km2区域，采集119个土壤样品，对土壤Cu、Zn、Pb,Cd及其有效态含量的空间分布和影响因素进行探讨。结果表明：该区土壤Cu、Zn、Pb、Cd含量和变异系数都明显增加，土壤有效态重金属含量与相应的全量重金属含量具有显著相关性。土壤Cu、Zn、Cd空间变异主要受到工业影响，但由于该区工业类型的多样性和工厂分布的分散性，Cu、Zn、、Cd空间分布模式并不相同。本区土壤Pb的分布与工厂分布的相关性不大，但随与城市距离增加而降低。公路和土地利用与土壤重金属含量的关系表现不明显。该区工业污染对土壤重金属空间变异的影响可能掩盖了公路和土地利用等的影响，建议在城乡交错区合理安排工业布局以控制土壤受重金属污染的范围。     

酸雨地区蔬菜对重金属的吸收及重金属健康风险基准的估算

通过盆栽实验,以小白菜(上海青)、大白菜和萝卜为指示作物,研究了酸雨作用下Cu,Zn,Pb,Cd,Cr和Ni复合污染物在土壤-作物系统中的吸收与富集情况。结果表明,酸雨-重金属复合污染处理使Cu,Pb,Cr和Ni在蔬菜中积累量明显高于对照处理;Zn和Cd一般只有在复合污染处理中外源Zn或Cd含量较高时才明显高于对照处理。与对照相比,酸雨-重金属复合污染处理使Pb和Ni的富集系数增大,Cu的富集系数多数情况下增大,Cd的富集系数多数情况下减小,Zn和Cr富集系数的变化在不同蔬菜之间存在较明显的差异;重金属在不同蔬菜中的富集系数一般表现为萝卜>上海青>大白菜,蔬菜中不同重金属富集系数一般表现为Zn>Cd>Ni>Cu>Pb>Cr。酸雨-重金属复合污染条件下蔬菜中重金属积累量与其在土壤中总量之间的相关性均达到显著或极显著水平。以大宗蔬菜上海青、大白菜和萝卜为指示作物对酸雨地区蔬菜地中重金属的健康风险基准进行了估算,这对开展酸雨地区土壤重金属环境容量评价、重金属污染修复目标及地方性土壤环境质量标准的制订提供了参考依据。     

连续四年施用规模化猪场猪粪温室土壤重金属积累研究

分别采集连续施用0～4年猪粪的蔬菜温室土壤和蔬菜果实样品,测定土壤和果实中Cu、Zn、Pb、Mn、Cr、Cd、Ni和As全量以及土壤中Cu、Zn、Pb、Mn、Cd和As有效态含量,对测定数据进行了Fisher小样本非参数随机化显著水平检验,研究连续4年施用规模化猪场猪粪的温室土壤重金属积累、重金属有效态含量变化及对蔬菜可食部分的影响。结果表明,连续4年施用猪粪,主要导致土壤中Cu和Zn的积累,As有一定积累,Pb、Cd、Ni和Cr短期积累效应不明显,Mn积累不明显,长期大量施用猪粪,Pb、Cd、Ni和Cr有积累的风险;土壤pH值降低;Cu、Zn有效态与全量呈显著正相关(p<0.05),与pH值呈极显著负相关(p<0.01);Pb、Cd和Mn有效态与pH值呈显著负相关(p<0.05);Cu、Zn、Pb、Cd和Mn有效态含量增加;有效态As与全As含量和pH值相关性不明显,但连年施用猪粪As有效态含量增加;连续4年施用规模化猪场猪粪的温室生产的部分番茄和黄瓜As含量超标。若连续以150 m³/(hm²·a)的猪粪施用量于该研究区蔬菜温室,土壤中全Cu和全Zn含量分别经过10年和15年可能超过国家农田土壤二级标准。该研究可为降低温室土壤重金属污染风险提供依据。     

龙游硫铁矿区农田土壤重金属污染的空间 变异及在水稻中的积累

为了解浙江龙游硫铁矿区农田重金属污染状况,采集矿区265件农田土壤样品,分析8种重金属Cu、As、Hg、Zn、Cd、Ni、Pb、Cr元素全量,利用地统计学软件GS+9.0对研究区土壤各元素指标进行半变异函数拟合,并利用普通克里格法进行插值并绘制空间分布图。采集30件水稻籽粒样品,分析重金属在研究区中水稻籽粒的累积特征,并进行了健康风险评价。结果表明:矿区土壤中8种重金属元素的变异系数从0.72到1.76,离散程度较高。8种重金属的土壤空间半变异函数Cu、As、Hg元素符合指数模型,Zn、Cd、Ni、Pb符合球状模型,Cr符合高斯模型。元素Cu、Pb、Zn、Cr、Ni的块金值与基台值的比值C0/C0+C都小于0.25,说明空间变化主要受地质背景等因素影响;元素Cd、Hg和As的块金值与基台值的比值C0/C0+C在0.25~0.75之间,说明除了地质背景因素,人为活动等随机因素也有影响。矿区水稻籽粒中重金属Ni和Cd的变异系数最高,分别为0.95和0.87,说明Ni和Cd元素可能存在异常积累。矿区水稻籽粒对重金属的富集能力由大到小依次为Cd、Zn、Cu、Ni、As、Hg、Cr、Pb。健康风险评价结果表明矿区农田水稻籽粒中元素As、Cd的风险商大于1,存在潜在健康风险;而其他6种重金属Cu、Hg、Zn、Ni、Pb和Cr基本属于安全范围。     

土壤—樱桃系统重金属累积和樱桃食用健康风险评价

对土壤—樱桃系统的Pb、Cr、Cd、Zn、Cu 5种重金属积累状况进行分析,用尼梅罗指数法对研究区土壤重金属污染水平进行评价,并采用目标危险系数(THQ)对食用樱桃的健康风险进行了评价。结果表明:土壤采样点中的土壤重金属单项污染指数小于1,综合污染指数小于0.7;樱桃可食用部位(果皮、果肉)重金属富集量有较大的差异,果皮富集重金属含量大于果肉;樱桃可食用部位单一重金属目标危险系数(THQ)和复合健康风险指数(TTHQ)都小于1,经食物途径摄入的Pb、Cr、Cd、Zn、Cu等元素对消费者的健康产生的风险比较低。     

湘西花垣矿区蔬菜重金属污染现状及健康风险评价

对湘西花垣锰矿、铅锌矿区的部分蔬菜及其种植土壤进行了调查和重金属含量分析,通过污染指数法和经蔬菜途径重金属暴露接触对人体的健康风险进行了系统评价。结果表明,与非矿区比较,两矿区蔬菜、土壤Pb、Zn和Cd含量较高,矿区土壤Pb、Zn、Cd含量均超过GB15618—1995《土壤环境质量标准》二级标准（pH〈6.5）的污染警戒值;矿区蔬菜Pb、Zn和Cd含量均超过国家蔬菜重金属元素限量标准,分别为限量标准的2.0～10.75、0.9～2.5倍和2.2～19.8倍;两矿区蔬菜受到了Pb、Cd的严重污染,Zn的轻-中度污染。重金属暴露接触对人体的风险评估结果表明,两矿区居民通过蔬菜途径摄入的Pb和Cd对其健康存在较大的潜在风险,且对儿童的健康风险高于成年人。因此,矿区土壤上种植蔬菜会对食用这些蔬菜的当地居民产生一定的健康风险,应采取合适的治理措施进行矿区污染土壤的修复。     

粤北某矿下游农用地花生种植的重金属风险

对粤北矿尾矿库附近及下游酸性废水影响下的农用地种植的花生及其根部土壤和灌溉河水样品中4种重金属Cr、Cu、Pb、Zn进行分析研究,通过单因子污染评价法、生物富集系数法和THQ健康风险评价法,探讨4种重金属对灌溉河水、农用地土壤、种植花生的污染情况及健康风险程度。结果显示,研究区河水及根土中重金属污染程度以Cr最低,其次是Pb,最高为Cu、Zn,但种植花生的健康风险Cr却最高,Cu、Zn其次,Pb则最低。花生仁对Pb的富集不明显,但也具有一定的潜在健康风险。总体来说,该地区种植花生的重金属风险Cr、Cu、Zn偏高、Pb不明显,该结果可为该区域农用地的安全利用提供理论依据。     

巢湖表层沉积物中重金属污染的时空变化特征及潜在生态风险评价

2008年3月至7月连续对巢湖8个采样点的表层沉积物中Zn、Hg、Cr、Pb、Ni和Cu6种重金属含量进行分析,据此探讨巢湖表层沉积物中重金属污染程度及时空分布特征,评价巢湖重金属污染的潜在生态风险并筛选出主要生态风险因子。结果表明：3月至7月期间,全湖范围内表层沉积物中重金属含量逐渐降低,河流入湖区的污染程度高于其他区域,Zn、Cu、Pb的污染程度高于其他重金属,表层12cm沉积物中的重金属含量随深度增加污染情况呈加重趋势;从潜在生态风险角度分析,巢湖表层沉积物总体只具有轻微潜在生态风险,生态风险指数排名前两位的区域是南淝河入湖区和十五里河入湖区,3月至7月期间重金属潜在生态风险级别逐渐降低,巢湖生态安全主要风险因子为Hg,其次是Pb和Cu。     

南通市城市边缘带土壤重金属污染现状及评价

通过对不同土地利用方式下的7个样区进行系统的采样测定,对南通城市边缘带土壤重金属富集与污染状况进行了分析与评价。结果显示,研究区土壤未发生明显的重金属污染。但3个样区的土壤有轻度的重金属污染现象,Zn是发生富集最普遍的元素,约76%的样点土壤Zn富集指数>1,18%的样点土壤出现Zn的轻度污染。Cu、Pb等重金属元素导致的污染也在零星样点被发现。方差分析表明,土地利用方式不是导致研究区土壤重金属含量空间差异的主要因素,而土壤类型、样区空间环境与土壤重金属含量及富集、污染有相对密切的关系。     

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。     

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.     

渭干河-库车河绿洲土壤重金属分布特征与生态风险评价

随着工业发展和城市化进程的加剧,农用化学物质种类和数量不断增加,导致土壤受到不同程度的重金属污染,农田土壤重金属污染尤为严重。该文以新疆最典型的荒漠绿洲渭库绿洲为研究区,采集土壤样本57个,测定出土壤样本中砷(As)、汞(Hg)、铅(Pb)、铬(Cr)、锌(Zn)和铜(Cu)6种元素的含量,分别采用地统计空间分析法、地积累指数法(I_(geo))和潜在生态风险指数(RI)等方法,对研究区土壤重金属污染和潜在生态风险程度做出科学评价,并采用多因子分析方法对重金属的来源进行了讨论。1)研究区Hg、As、Cu、Cr、Pb和Zn 6种土壤重金属平均质量分数分别为2.41、0、37.64、25.25、39.78、15.01 mg/kg,平均含量均未超过国家二级标准,其中Pb的平均含量超过了新疆土壤重金属背景值,存在一定程度的重金属积累;2)由地积累指数法(I_(geo))和潜在生态风险指数(RI)分析得出,研究区土壤重金属的I_(geo)均值As(-4.59)Hg(-3.62)Cu(-1.92)Cr(-1.44)Zn(0.59)Pb(0.73),RI均值为22.26,整体上属于无污染水平,说明研究区域土壤重金属环境质量总体优良;3)通过综合相关性分析、主成分分析和聚类分析,研究区重金属的来源可以分为两类,Cu、Zn、Cr和Pb来源于成土母质等自然背景和人类农业生产活动;As和Hg来源于研究区域地形地貌、水文环境等自然背景。4)分析研究区域综合生态风险指数RI可知,研究区整体处于无污染水平,但各分区RI指数存在差异,其中西北部(NW)和东北部(NE)分区RI值相对较高,最高值出现在东北部(NE)分区上。该研究提出的分析方法能快速、客观反映绿洲土壤重金属污染特征以及来源,可为绿洲土壤环境质量评价和管理提供依科学依据。     

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。     

三峡库区重金属含量空间分布及污染状况

[目的] 对三峡库区坡面土壤与消落带沉积泥沙中重金属含量特征开展研究,为该区重金属污染评价提供理论与数据支持。[方法] 在三峡库区选取53个采样点,分析区域内坡面土壤与消落带沉积泥沙中Cr,Cu,Pb,Zn,Mn 5种重金属元素的含量,利用单因子污染指数法、内梅罗综合指数法、地累积指数法和潜在生态风险指数法开展污染状况评价。[结果] 研究区域内重金属含量平均值大小依次为：Mn>Zn>Cr>Cu>Pb,仅Cu,Zn和Mn存在污染。Zn和Mn在消落带沉积泥沙与坡面土壤中皆富集,而Cu仅在坡面土壤中富集。研究区域内重金属在空间分布上呈上、下游高,中游低分布。单因子污染指数法表明,研究区内仅存在Zn （P_ia=1.07）的轻度污染与Mn （P_ia=2.65）的中度污染。研究区域内梅罗综合指数为2.93,为中度污染。根据地累积指数法,研究区域内仅存在Mn轻度污染,其余重金属皆为无污染。Cr,Cu,Pb,Zn,Mn的潜在生态危害皆为轻微生态危害;研究区域的综合生态危害指数为14.09,为轻微生态危害。[结论] 研究区域内Cr含量主要受到研究区地质背景影响,而Cu,Pb,Zn和Mn含量同时受到地质背景与人类活动的影响。研究区内存在Mn和Zn污染,且有轻微生态危害。