农田土壤重金属污染特征、生态风险评价与来源分析

目前,我国经济与工业快速发展,农田土壤重金属污染问题日益严重。采用污染负荷指数(PLI)、潜在生态风险指数(RI)、相关性分析和聚类分析等方法研究新疆乌鲁木齐市周边农田土壤重金属污染现状、空间分布特征、潜在生态风险及其主要来源。结果表明,乌鲁木齐市周边农田土壤重金属Cd、Cr、Cu、Ni、Zn、Hg含量的平均值均超过了新疆土壤背景值,特别是Cr和Zn的含量远超过新疆土壤背景值;乌鲁木齐市周边农田土壤属于轻度污染;乌鲁木齐市周边农田土壤重金属中Hg与Cd是最主要的生态风险因子,研究区生态风险预警指数呈现无警示状态。Cu、Cr、Hg、Ni、As的污染主要是由于污水灌溉,Pb和Cd的污染主要是由于煤矿开采,Zn的污染是由镀锌钢管大棚、机械制造及彩钢制造厂等所造成的。     

湖南省某铅锌矿土壤重金属污染分析与风险评价

采用现场采样与室内分析方法测定湖南省某铅锌矿周边农田土壤中Cd、As、Pb、Cr、Cu、Zn和Ni等7种重金属的含量,运用单因子指数法、地质累积指数法、污染负荷指数法以及潜在生态危害指数法等评价方法对研究区土壤重金属污染状况和潜在生态风险进行评价。研究结果表明,Cd、As、Pb、Cr、Cu、Zn和Ni等7种重金属都存在不同程度的富集或污染;根据25个采样点计算得出的矿区污染负荷指数为2.6,表明整个矿区土壤重金属污染程度较重。Cd、Pb、As、Zn等重金属潜在生态风险指数属于中等及以上的风险状态,这些重金属的污染及潜在生态风险应当引起充分关注。此外,相关性分析与主成分分析结果表明,采矿作业可能是导致研究区农田土壤Cd、Pb、As、Zn等重金属含量升高的主要原因。     

某铅锌尾矿库周边农田土壤重金属污染状况及风险评价

为研究广东省某铅锌尾矿库周边农田土壤重金属污染状况及评价重金属污染对农田土壤的风险,测试分析了土壤中重金属元素Pb、Zn、Cu、Cr、Cd、Ni和As的含量,并采用内梅罗综合污染指数法、潜在生态危害指数法和模糊综合评价法3种评价方法对土壤重金属污染进行风险评价。结果表明,稻田土壤中的重金属含量高于蔬菜地土壤,部分土壤样品中的Pb、Zn、Cu、Cd、Ni、As含量已超过土壤环境质量标准二级标准值,Cr含量均未超标,重金属超标率顺序为:CdZnAsPbNiCu。相关性分析表明农田土壤中各重金属含量之间都有极显著的相关性,主成分分析表明Pb、Zn、Cu、Cd、As是当地农田土壤环境质量的主要影响因子。3种评价方法的结果存在差异,内梅罗综合污染指数法和模糊综合评价法的结果显示农田土壤重金属污染处于重度污染程度;而潜在生态危害指数法评价结果表明土壤重金属污染处于中等潜在生态危害程度。根据分析和评价结果认为农田土壤受到多种重金属的复合污染,其中Cd污染最严重,重金属对农田存在某种程度的风险,评价方法各有其侧重点,人们在评价重金属污染土壤时要根据评价目的选择合适的评价方法。     

晋城市煤矿区农田土壤重金属评价与来源分析

通过野外采样和室内分析,对山西省晋城市煤矿区周边农田土壤中Cd,Cu,Zn,Pb,Cr这5种重金属含量进行测定,并利用地累积指数评价污染等级,利用相关分析及主因子分析法进行主要来源分析。结果表明,晋城市煤矿区周边农田中的土壤重金属含量除Cu和山西省背景值相近之外,Cd,Zn,Pb,Cr分别是山西省背景值的1.5,1.2,1.7,1.5倍。地累积指数评价表明,凤凰山矿周边土壤重金属地累积指数大小排序为PbCrCdZnCu,其中,Pb和Cr属于轻度污染;王台铺矿周边土壤重金属地累积指数大小排序为PbCdCrZnCu,其中,Pb,Cr和Cd属于轻度污染。因子分析表明,Zn,Cu主要来源于土壤母质;Cd,Cr,Pb含量与煤矿区的人类采矿活动关系密切。     

成乐高速两侧农田土壤重金属污染及潜在生态危害评价

【目的】为评价成乐高速公路两侧农田土壤重金属污染程度及其潜在生态危害。【方法】采用原子吸收分光光度法,对成乐高速公路两侧农田土壤中的Pb、Cd、Cu、Zn和Cr含量进行测定,采用单项污染指数法、内梅罗综合污染指数法、潜在生态危害指数法对成乐高速公路两侧农田土壤重金属污染及潜在生态危害进行评价。【结果】Cd的含量超过风险筛选值,Cr的含量明显低于风险值,Zn的含量临近风险值。彭山段农田土壤的Cd、Pb和Cr含量较高,夹江段农田土壤的Cu含量较高,东坡段农田土壤的Zn含量最高。5种重金属的含量随着距离的增加总体上呈下降趋势。5种重金属的单项污染指数顺序为CdZnPbCuCr,5种重金属的综合污染指数为0.96,4个测试路段的综合污染指数的大小顺序为彭山段东坡段青神段夹江段。5种重金属的潜在生态危害依次为CdPbCuZnCr,潜在生态危害综合指数RI=42.17。【结论】Cd和Zn为成乐高速公路两侧农田土壤重金属污染的主要元素,Pb、Cu和Cr处于清洁状态,不同路段的不同重金属含量存在一定差异。成乐高速公路两侧农田土壤重金属污染与农田距离路基的垂直距离具有明显的负相关关系。成乐高速公路两侧农田土壤重金属污染处于警戒状态,临近轻度污染,具有轻微的生态危害风险,Cd污染的潜在生态危害相对较大,值得高度关注。     

工业园周边土壤重金属污染特征及潜在生态风险评价

采集工业园及周边不同区域表层土壤(0～20 cm),统计分析土壤样品中砷(As)、铬(Cr)、镉(Cd)、汞(Hg)、铅(Pb)、铜(Cu)、锌(Zn)、镍(Ni)8种重金属含量,利用单因子污染指数法、内梅罗综合污染指数法及潜在生态风险指数法(RI)对研究区重金属累积状况与潜在生态风险进行综合评价.结果表明:土壤重金属元素Cr、Cd的平均含量均超过新疆土壤背景值.区域土壤重金属平均值表明,重金属累积程度由高至低依次为农田区域>工业园区及周边区域>过渡带区域>自然荒漠区域.8种重金属分布规律明显,重金属含量较大区域大多集中在农田区域与工业园区及周边土壤区域.单因子污染指数表明,研究区大部分区域Cr、Cd为轻度污染程度,其余6种重金属处于污染警戒线或无污染.内梅罗综合污染指数及潜在生态风险指数表明,各区域重金属风险程度依次为农田土壤区域>工业园区及周边土壤区域>过渡带区域>自然荒漠土壤区域.内梅罗综合污染指数及RI空间分布图表明,工业园区及周边土壤大部分区域处于污染警戒线范围,部分处于轻度污染水平,研究区整体处于低潜在生态风险水平.     

沈阳地区河流灌渠沿岸农田表层土壤中重金属的污染现状评价

用地积累指数法和单因子内梅罗综合指数法研究了沈阳地区蒲河、浑河、细河以及沈抚灌渠周边农田表层土壤中7种重金属的污染状况.结果表明,表层土壤中As、Hg、Cd、Pb和Cr的最大值出现在细河周边,Zn和Cu的最大值出现在沈抚灌渠周边,Hg、Cd、Pb、Zn、Cu、Cr6种重金属的平均含量在各个区域中差别明显.Cd与Hg之间的相关系数高,表明Cd、Hg来源相同;Pb、Zn、As、Cu相关性好,判定可能来自同一来源.地积累指数和单因子内梅罗综合指数计算结果表明,Cd、Hg、Zn污染在这些河流地区较普遍,Pb、Cu、Cr和As在部分地区受到污染,部分细河沿岸农田土壤受到严重污染.     

呼伦贝尔露天煤矿堆土场外围牧场土壤的重金属污染评价

为露天煤矿矿区的土壤改良与修复提供依据,采用单因子污染指数法、内梅罗综合污染指数法与Hakanson潜在生态指数法相结合对呼伦贝尔市东明露天煤矿堆土场外围东南侧牧场土壤Cr、Cu、Zn、Cd、Pb、As和Hg等7种重金属的含量特征、污染程度与潜在生态风险进行研究,同时运用相关分析及主成分分析探讨牧场土壤重金属的主要来源。结果表明:牧场土壤7种重金属含量与国家土壤环境质量标准(GB15618—1995)二级标准相比均未超过规定限值,与内蒙古土壤重金属背景值相比,Zn和Pb的含量均超标,超标率为5.56%和83.33%。牧场土壤7种重金属的单项污染指数均1,土壤污染等级为清洁;综合污染指数0.7,土壤污染等级为安全。Cd的潜在生态危害系数平均值为53.04(40),呈中等生态危害程度,其他金属均为低生态危害程度;7种重金属综合潜在生态危害指数平均为86.43(90),呈轻微生态危害程度。主要贡献因子是Cd。Cu、Zn、Cd与Pb及As与Hg具有相同来源的可能性大,Cr具有单独的污染来源。     

乌鲁木齐市北郊农田土壤重金属污染及生态风险评价

为研究乌鲁木齐市北郊农田土壤重金属污染状况及生态风险,本试验采集140个农田土壤样本,检测其Cu、Zn、Ni、Cr、Pb和Cd等6种重金属含量,并利用单因子污染指数、内梅罗综合污染指数和潜在生态风险指数评价农田土壤重金属污染和潜在生态风险程度,采用矩阵因子分析法(PMF)解析重金属来源。结果表明:乌鲁木齐市北郊农田土壤中所有元素含量均未超出国家土壤环境质量标准的限值(GB 15618—2018);没有样点重金属综合污染超越警戒限,样点主要集中于清洁水平,研究区内土壤中重金属存在较低的潜在生态风险,其中Cu、Zn、Ni、Cr、Pb存在轻微潜在生态风险,Cd存在少量中等潜在生态风险,且Cd对综合潜在生态风险的贡献率为60%,Cd污染必须关注;通过PMF模型解析出5个源:Pb含量主要来自于汽车尾气排放污染源;Cd含量主要来自于自然源;Cr含量主要来自于工业排放源;Ni含量主要来自于其他外来源;Cu、Zn含量主要来自于农业投入品投入源。     

广州郊区三类工业企业周边农田土壤重金属污染及生态风险评价

【目的】以广州郊区典型的三类工业企业(电镀工业、印染纺织业和五矿稀土业)周边农田土壤为研究对象,评价重金属污染及其潜在生态风险程度,分析成因,为广州工业企业周边农田土壤重金属污染防治和修复提供参考依据。【方法】采集工业企业周边农田土壤共39个样品,采用污染负荷指数法分析土壤中重金属的污染程度,采用潜在生态风险指数法评价土壤重金属潜在生态风险程度。【结果】电镀工业和印染纺织业周边农田土壤重金属含量累积相对较多,综合重金属负荷等级为轻度污染;各类型周边土壤Cd、Hg存在较大潜在生态风险,其他重金属(As、Pb、Cr、Cu、Zn、Ni)为低风险;Cd潜在生态风险最高,风险系数均值在48.20～61.24之间。Hg潜在生态风险次之,风险系数均值在25.46～59.42之间,Zn潜在生态风险系数最小,潜在生态风险系数均值在1.13～2.73之间。各重金属潜在生态风险程度由强到弱依次为Cd Hg As Cu Ni Pb Cr Zn;三家工业企业周边农田土壤状况处于轻微生态风险和中等生态风险,综合潜在生态风险程度依次为电镀工业稀土工业印染纺织业。【结论】工业活动所产生的重金属污染物会通过干湿沉降、污水灌溉、废弃物淋溶和粉尘等方式进入土壤,是农田重金属污染的重要来源。为抑制农田土壤向较重风险转变,提升农田土壤环境质量,确保农田土壤环境安全,应采取有效措施加强工业企业周边农田土壤环境监测和污染风险管控,尤其应加强对土壤Cd和Hg的污染治理。     

四川省江安县某硫铁矿区周边农田土壤重金属来源解析及污染评价

为全面了解四川省江安县某硫铁矿区对周边农田土壤的影响,系统采集207个表层土壤样品和10个背景土壤样品,对pH值和重金属含量进行测定,采用多元统计方法解析重金属的主要来源,并对土壤重金属污染指数评价、潜在生态风险进行研究。结果表明:研究区农田土壤重金属背景值受矿区影响普遍高于全国、四川省土壤背景值,存在不同程度的累积现象;多元统计分析结果显示Cr、Ni、Cu和Cd来源相似,主要受硫铁矿区工业活动影响;Hg和As主要来源于成土母质;Zn可能受人为活动和自然因素双重影响;研究区土壤Cd污染最严重,均值为1.55 mg·kg~(-1),超标率高达99.03%,Cu次之,超标率为37.20%,整体以中度污染为主;背景参比值的选取显著影响潜在风险评价结果,以研究区土壤背景值作为参比时,79.71%采样点存在中等生态风险,主要是Cd和Hg的风险较高。研究表明,硫铁矿区工业活动导致周边农田镉污染严重,本研究为后续耕地土壤污染防治提供科学依据。     

武清区典型蔬菜种植区土壤重金属的风险评估和空间分布特征

重金属污染已严重危害人类健康与粮食安全,为探明不同时期土壤重金属动态变化规律,采集了天津市武清区的95个农田表层土,并对样品中Pb、Cu、Cr、Ni、Zn、Cd和As的含量进行测定。基于地统计法分析农田土壤重金属空间分布规律,探讨2005年和2019年土壤重金属的累积、潜在生态风险以及土壤中重金属的空间分布特征。结果表明,除Ni以外,重金属Pb、Cu、Cr、Zn、Cd和As随着时间的推移累积污染不断增加。地累积指数和潜在生态风险指数结果表明,Cd和As是研究区生态风险的主要贡献者。2005年和2019年重金属空间特征表明,Cu、Cr、Ni、Zn和As具有相似的空间分布,高值区集中在研究区的西南部,Pb的高值区呈现面源污染,而Cd呈现明显的点源污染。研究区Cu主要受农业施肥的影响,Zn主要受农业施肥和污水灌溉的双重影响,As、Ni和Cr的污染主要来自成土母质,Cd可能来源于工业活动,Pb归因于交通尾气的排放。研究表明,武清区典型蔬菜种植土壤重金属累积的主要原因是工业排放以及污水灌溉。本研究明确了天津市武清区的土壤重金属空间分布特征及污染源,可为研究区污染控制和生态保护提供理论依据。     

徐州矿务集团夹河煤矿煤矸山周围土壤重金属污染评价

对徐州矿务集团夹河煤矿煤矸山周围土壤中Cu,Pb,Cr,Cd,Zn5种重金属元素的污染状况研究结果表明:若与徐州地区土壤背景值作比较,5种重金属元素都有超标现象,单项污染指数均大于1,综合污染指数高达7.01;若对照土壤一级标准,在5种重金属元素中,有Cu,Pb,Cd和Zn4种元素存在超标现象,Cr也接近1,综合污染指数为4.81;若对照土壤二级标准,Cd和Zn2种元素存在超标现象,综合污染指数为1.59.说明煤矸山周围土壤受到一定程度的重金属污染,尤其以Cd污染最为严重.     

台州市典型电子垃圾拆解场地周边农田土壤重金属污染特征和来源解析

为分析台州市电子垃圾拆解场地周边农田土壤中重金属污染特征和来源贡献,在2021年3月采集研究区230个表层（0~20cm）农田土壤,测定了样品中9种重金属（Cr、Co、Ni、Cu、Zn、As、Cd、Hg和Pb）元素含量。通过污染负荷指数（PLI）和潜在生态风险指数（RI）分析重金属的生态风险,并利用地统计、多变量统计和...     

某冶炼厂周边农田土壤重金属污染状况分析与评价

采用随机布点的方法采取冶炼厂周边农田土壤样品53个,分析了其中Cd、Cu、As、Pb、Zn的含量及部分样品中重金属的赋存形态,结合国家土壤环境质量标准和内梅罗污染指数法对土样进行分级评价。结果表明,该地区农田土壤受重金属综合污染程度依次为：Cd〉As〉Cu〉Zn〉Pb,其中水田土壤受Cd、Cu污染较旱地严重,受As污染略轻于旱地。水旱2种类型土壤中各重金属的形态分布规律相似,其中Cd以弱酸态和可还原态为主,Cu、As、Pb、Zn均以残渣态为主。     

钢铁厂周边土壤重金属污染特征及风险评价——以闽西三明钢铁厂周边农田为例

为了明确闽西三明钢铁厂周边农田土壤重金属污染情况及其风险,于2019年5月在钢铁厂周边采集10个表层(0~20 cm)土壤样品,测定Pb、Cu、Zn、Cd、Hg和Ni的全量,利用单项污染指数法、内梅罗污染指数法和Hk?nson潜在生态危害指数法,评价重金属的污染水平和风险。结果表明,调查区域土壤重金属含量（除Hg超标率为80%外）均超过了福建省土壤背景值。相关性分析表明,土壤Pb、Cu、Zn、Cd、Ni具有同源性。评价结果表明,钢铁厂周边土壤重金属污染程度为Cd>Pb>Ni>Zn>Cu>Hg,调查区域所有土壤均达重度污染,处于很强和极强生态风险水平。因此,该钢铁厂周边农田土壤存在的重金属污染而产生的生态环境问题需引起高度重视,应优先开展Cd和Pb元素的防控,降低其生态风险。     

闽西三明钢铁厂周边农田土壤重金属 污染特征及风险评价

为了明确闽西三明钢铁厂周边农田土壤重金属污染情况及其风险。于2019年5月在钢铁厂周边采集10个表层(0~20 cm)土壤样品,测定Pb、Cu、Zn、Cd、Hg和Ni的全量,利用单项污染指数法、内梅罗污染指数法和Hk?nson潜在生态危害指数法,评价重金属的污染水平和风险。结果表明,调查区域土壤重金属含量（除Hg超标率为80%外）均超过了福建省土壤背景值。相关性分析表明,土壤Pb、Cu、Zn、Cd、Ni具有同源性。评价结果表明,钢铁厂周边土壤重金属污染程度为：Cd>Pb>Ni>Zn>Cu>Hg,调查区域所有土壤均达重度污染,处于很强和极强生态风险水平。因此,该钢铁厂周边农田土壤存在的重金属污染而引起的生态环境问题需引起高度重视,应优先开展Cd和Pb元素的防控,降低其生态风险。     

铜绿山矿区农业土壤重金属污染及生态风险评价

[目的]掌握铜绿山矿区农业土壤中重金属含量、污染程度及分布特征。[方法]对矿区周边农业土壤重金属进行实地采样,并对Cu、Pb、Cd、Zn含量进行分析。采用地累积指数法及潜在生态风险指数法,评价土壤中的重金属污染程度和风险。[结果]矿区农业土壤受到重金属不同程度的污染,重金属的污染程度从大到小依次为Cu、Zn、Pb、Cd;重金属区域污染差异较大,局部区域污染严重;矿区农业土壤中Cu、Pb、Zn和Cd 4种重金属综合的潜在危害程度均为"轻微",Cu是潜在生态危害最大的因子。重金属潜在危害程度从大到小依次为Cu、Pb、Zn、Cd;Pb和Zn有很大相关性,说明Pb和Zn可能属于同源污染物。[结论]该研究可为矿区农业用地重金属污染防治提供科学依据。     

新疆奴拉赛铜矿周边土壤理化特征和重金属污染生态风险评价

以新疆奴拉赛铜矿的矿区、尾矿和周边农田土壤为研究对象,研究了该区域土壤理化特性、重金属含量特征,并对其生态环境风险进行了初步评价。结果表明,受矿区废水的长期影响,奴拉赛矿区土壤pH较低。土壤电导率和盐分含量高于周边农田土壤,而土壤有机质、速效氮、速效钾、有效磷含量均低于周边农田土壤;矿区、尾矿区和农田土壤重金属Cr、Cd、Pb、Cu、Ni和Zn含量均较低,除Cu外,均低于新疆土壤自然背景值。总体上看,土壤重金属含量表现为矿区 > 尾矿区 > 农田;单一因子（P_i）、内梅罗综合污染指数（I）以及潜在生态危害指数（RI）表明,矿区周边土壤重金属生态风险表现为尾矿 > 矿区 > 农田,0~30 cm表层土壤重金属潜在生态风险指数高于30~70 cm深层土壤,但不同土地利用类型土壤总体生态风险程度较低。