土壤中重金属累积特征及生态风险评价——以乌拉特后旗有色金属冶炼企业集中区为例

在内蒙古乌拉特后旗有色金属冶炼企业集中区域内土壤中测定了7种重金属元素的含量,利用地统计学方法、地累积指数法及Hankanson指数法研究了土壤中重金属元素的空间变异特征及成因,综合评价了重金属环境风险。结果表明:研究区内重金属元素含量已经很大程度上受到了工业、农业生产活动的影响,结构性因素的影响已经不显著;重金属元素的地累积指数均值排列顺序为CdZnPbCuAsHgCr,100%的土壤样本表现出极强的Cd污染程度,7种重金属的潜在生态风险由强至弱依次为:CdCuPbAsZnHgCr,研究区土壤总体处于轻微风险程度;研究区重金属含量的累积成因各有不同,总体来说由区域的有色金属冶炼、城镇交通运输、燃煤和耕地区域内的污水灌溉及农业施肥等导致。     

湖州市土壤重金属元素分布及潜在生态风险评价

在对湖州市土壤重金属污染状况进行调查后,按照有关标准和方法对该市土壤重金属潜在生态风险进行了评价。结果表明:单因子污染指数最小的是Pb,最大的是Cd。土壤中Pb含量均达标,其余各重金属元素有部分土壤超标。68.9%的土壤处于安全等级,21.6%的土壤处于警戒限,轻污染土壤占8.1%,重污染土壤占1.4%。68.9%的土壤处于低风险等级,27.0%的土壤处于中等风险等级,强风险等级土壤占2.7%,很强风险等级土壤占1.4%。林地的重金属含量变化幅度普遍大于耕地。耕地土壤污染程度轻于林地。土壤中各重金属对污染的贡献大小为:CdNiCrHgZnCuAsPb。     

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。     

哈尔滨市城市土壤重金属生态风险评价

研究哈尔滨城市土壤中Cd、Pb、Cr、Cu和Zn含量与分布特征,采用Hakanson潜在生态危害指数法对土壤重金属污染环境质量和潜在生态风险进行评价.结果表明:哈尔滨城市土壤5种重金属含量与松辽平原土壤背景值相比有较大积累,污染源的空间差异性引起不同功能区土壤重金属含量不同.土壤表层5种重金属污染程度:工业区>交通区>郊区耕地区>植物园区,潜在生态风险系数在工业区和交通区为中度危害,在郊区耕地区和植物园区为低度危害.最后,对土壤重金属污染来源进行综合分析,提出相应的管理防治对策.     

珠三角滩涂围垦农田土壤和农作物重金属污染

为了研究珠三角滩涂围垦农田土壤和农作物重金属污染状况,采集了广州南沙、中山一带围垦农田农作物及其根际土壤样品,测定重金属的质量分数。结果表明,围垦农田土壤样品中Cu、Ph、Cd、Ni、Cr和Zn含量均大于广东省相应土壤环境背景值,其中Cu（56．06mg·kg^-1）、Pb（48．30mg·kg^-1）、Cd（0．72mg·kg^-1）、Ni（41．15mg·kg^-1）、Cr（115．1mg·kg^-1）和Zn（200．1mg·kg^-1）分别为背景值的3．30、1．34、12．82、2．26、2．28和4．23倍。与《土壤环境质量标准》（GB15618-1995）中Ⅱ级标准（pH〈6．5）比较,土壤样品中Cu、Cd、Ni和Zn的超标率分别为73．7％、88．6％、59．6％和28．9％。以GB15618-1995中Ⅱ级标准为评价标准,采用Nemerow指数法进行评价,土壤重金属平均综合污染指数为1．86,属3级轻污染。与《食品中污染物限量》（GB2762-2005）等相关标准比较,农作物中Cu、Pb、Cd、Ni、Cr和Zn含量的样品超标率分别为0、28．9％、2．6％、48．3％、12．3％和6．1％。由此可见,珠三角滩涂围垦农田土壤和农作物重金属污染问题已经比较突出,土壤污染以Cd为主,而农作物污染则以Ni、Ph、Cr为主。     

蚌埠市区土壤重金属积累特征及生态风险评价

为了解蚌埠市区土壤重金属污染状况,利用原子发射光谱法(ICP-AES)测定了其重金属含量,并依次采用了单因子污染指数法、内梅罗综合污染指数法和Hakanson潜在生态风险指数法对其污染程度和潜在风险性进行了评价。结果表明,蚌埠市区土壤中重金属Zn、Cu、Pb、Cd、Mn和Cr的平均含量依次为90.61 mg kg-1、24.69 mg kg-1、37.27 mg kg-1、0.37 mg kg-1、323.45mg kg-1、22.71 mg kg-1,在安徽省各城市中处于中等偏下水平。单因子污染指数法评价结果表明,Cd为重度污染;Zn、Pb、Cu为轻度污染;Mn和Cr为安全等级。综合污染指数法评价结果表明,工业区和交通区土壤重金属为重度污染,商业区、居民区和文教区为中度污染,公园绿地为轻微污染。潜在生态风险指数法评价结果表明,Cd元素为强生态风险程度;Pb、Cu、Zn、Cr和Mn均为轻微生态风险。工业区和交通区为中等生态风险;商业区、居民区、文教区和公园绿地为轻微生态风险。在去除Cd元素以后,各功能区均处于轻微生态风险水平。总的来说,蚌埠市区土壤除了存在Cd的强生态风险外,其它各重金属生态环境较好。     

典型滩涂围垦区土壤化学性质的短期变化特征

滩涂围垦后土壤化学性质发生快速的变化,揭示其演变规律可以为土壤资源的可持续利用提供科学依据。以浙江省慈溪市东部滩涂围垦区为研究对象,用网格法采集滩涂沉积物和围垦区土壤样品,研究不同围垦年限和不同土地利用方式下土壤主要化学性质的变化特征。结果表明,围垦后土壤盐分含量经过急剧和缓慢降低两个阶段后,40年后趋于稳定。土壤p H在不断降低之后,和盐分含量水平一样,已适合多数作物的种植。有机质、全氮和全磷等养分相关指标在围垦后保持上升趋势。有机质含量在围垦30年后增速趋缓,目前仍处于较缺乏水平。土壤全氮保持持续增加趋势,但仍处于氮素缺乏状态,需要适当加大投入。土壤磷素供应能力已基本满足作物生长需求,未来只需在作物生长季节少量施用磷肥,保持磷素的输入/输出平衡。围垦初期,土地利用方式对土壤质量指标的影响明显,水田的脱盐效果最好,旱地土壤的肥力最高。而围垦超过40年的垦区内,不同土地利用方式间的土壤质量指标差异较小,各种农业种植方式都有利于围垦土壤的熟化。     

焦化厂周边土壤重金属分布特征及生态风险评价

为研究某焦化厂周边土壤中重金属(Pb,Cd,Zn,Cu,Cr和Mn)的生态风险,对焦化厂东、西、南和北方向上的500,1000和3000 m处表层土壤进行了采样。采用单因子质量指数法、地累积指数法以及潜在生态危害指数法对各样点土样中重金属的生态风险进行了评价。结果表明,所有采样点中Cd含量是土壤环境质量标准(GB15618-1995)Ⅱ级标准中Cd标准值的2.1~7.2倍,其他重金属含量均未超过其标准值,各重金属元素含量均在1000 m处达到最大值;研究区域土壤中各种重金属元素的污染程度由强至弱依次为:Cd >Cr >Cu≈Zn>Pb≈Mn,潜在生态危害由强至弱依次为:Cd >>Pb >Cu >Cr >Zn >Mn,北部 >西部 >东北 >南部;焦化厂周边土壤整体存在严重的潜在生态风险,特别是焦化厂北面土壤中重金属的潜在生态风险为极严重,其中Cd在土壤中存在严重的累积效应,是造成潜在生态风险的主导因子。     

宿州市矿区与耕地土壤重金属含量及其潜在生态风险评价

以调查宿州市矿区与耕地土壤的重金属污染状况数据为基础,按照有关标准和方法,对宿州市矿区与耕地土壤重金属潜在生态风险进行了评价,结果表明:宿州市矿区土壤重金属含量均值除Pb外,其它都大于耕地,且Hg、Cr含量远远超过耕地;从单因子污染指数看,矿区土壤重金属污染主要是Hg、Cr的污染,而耕地整体状况良好;从内梅罗综合污染指数的均值来看,矿区土壤全部被污染,耕地仅有6%中度污染,8%轻度污染;从潜在生态风险指数来看,矿区土壤属于中等风险等级,耕地属于低风险等级,各重金属元素对矿区土壤潜在生态风险贡献大小顺序为:矿区土壤Hg>Cd>As>Cr>Cu>Zn>Pb,Hg潜在生态风险最大。     

安徽省某县农田土壤重金属污染及潜在生态风险评价

以安徽省沿江某县农田土壤为研究对象,通过野外调查采集土壤样品199个,分析了土壤中主要重金属元素含量,采用地积累指数法和Hakanson潜在生态风险指数法,并与GIS相结合评价了研究区农田土壤重金属潜在生态风险。结果表明:Cd、Pb、Cr、As、Hg等5种重金属元素的平均值分别为0.302、61.17、87.13、12.89 mg·kg~(-1)以及0.139 mg·kg~(-1),相较于《土壤环境质量标准》的二级标准只有Cd的平均值略超标;相较于当地土壤元素背景值则全部元素都超出范围;研究区土壤各种重金属元素出现污染的点位占比分别为:Cd 85.43%、Hg 76.38%、Pb 59.30%、As 26.63%以及Cr 19.60%。污染程度由强到弱依次为CdHgPbAsCr;研究区各种重金属潜在生态风险指数由高到低分别为:HgCdAsPbCr,其中Hg和Cd占主导地位;研究区综合潜在生态风险指数介于83.83~6 987.87之间,平均值为250.76,有13.57%的点位处于强或以上风险,应该引起相关部门的重视。     

不同城市功能区绿地土壤重金属分布及其生态风险评价

对山东中部某典型城市9个城市功能区64个绿地土壤样品中的Cu,Zn,Pb,Cd 4种重金属元素含量进行了测定,评价了土壤重金属污染特征及其生态风险。结果表明:各功能区绿地表层土壤Cu,Zn,Pb和Cd的平均含量均高于当地自然植被土壤背景值,已表现出富集状态,其中Cd平均含量超标严重;工业区、风景名胜区、商业区和居民区等绿地土壤污染程度居前;单因子污染评价表明,该市绿地土壤中Cu,Zn和Pb已处于潜在污染状态,而Cd已经处于重污染状态;综合污染评价研究表明,处于“中度污染”污染级别的绿地类型有工业绿地、商业区绿地、风景名胜区和居住区绿地,而且苗木生产区和道路绿地也接近“中度污染”级别;潜在生态危害评价表明,该市绿地土壤处于轻微生态风险,但Cd潜在生态危害指数已经处于中等生态风险;土壤中Cu-Zn,Cu-Cd,Pb-Cd显著相关,Cu-Pb,Zn-Cd极显著相关,重金属之间存在一定复合污染现象,表明这些重金属元素的来源可能相同。该市绿地土壤Cd污染的防治应该引起重视。     

西安市不同功能区土壤重金属含量及生态健康风险评价

在西安市三环内采集62个表层土壤样品,涵盖了工业区、交通区、商业交通混合区、住宅区、文教区和公园。利用PW2403型X-Ray荧光光谱仪分析了土壤中As、Co、Cr、Cu、Mn、Ni、Pb和Zn的含量。采用修正的潜在生态风险指数评价了土壤中重金属的潜在生态风险。应用美国环境保护部(US EPA)健康风险评价模型评估了人群暴露土壤重金属的健康风险。结果表明,土壤中As、Co、Cr、Cu、Mn、Ni、Pb和Zn的平均含量分别为12.15、24.96、69.74、32.52、662.59、30.67、37.11和101.73 mg kg~(-1),高于陕西省土壤元素背景值,特别是Co、Pb、Cu和Zn。土壤中Pb、Cu、Ni、Cr、Zn和Mn的生态风险较轻,As和Co生态风险为中等水平。重金属总的生态风险属于中等水平,不同功能区土壤重金属的生态风险有一定差异。人群暴露土壤重金属的主要途径是手-口直接摄入和皮肤吸收,且儿童的暴露剂量高于成人。儿童和成人暴露土壤重金属均不会产生明显非致癌风险。人群暴露土壤中As、Cr和Ni的致癌风险在人们可接受的范围10~(-6)~10~(-4),但高于下限值10-6。不同功能区人群暴露土壤重金属非致癌风险和致癌风险存在一定的差异。     

三江源区土壤重金属的累积特征及潜在生态风险评价--以青海省玉树县为例

为了解三江源代表性区域玉树县土壤重金属污染状况,评估土壤重金属潜在生态风险,以玉树县采集的121个土壤样本中的重金属含量数据为基础,采用地累积指数和潜在生态危害指数法对土壤重金属含量进行分析和潜在风险评价。结果表明：玉树县表层土壤重金属含量均超过青海省1990年背景值,其中As、Cd和Hg出现了较强的的富集现象,同时As、Cd超出国家土壤环境质量一级标准,表明三江源区土壤重金属环境自20世纪90年代以来部分元素出现了过度富集;来源分析表明,玉树县土壤重金属As、Pb、Zn和Cd主要与成土因素有关,Hg、Cu和Cr受人类活动影响较大,Mn来源于气候的影响;潜在生态风险评价表明：土壤中Cd和Hg的危害最大,尤其是Hg已出现了很强风险和极强风险,这些风险主要分布在国道214沿线人口聚集的城镇和地段,与人类活动有着密切的关系。在各子流域中,江曲流域土壤重金属属于强风险,其他区域均属于中等风险。总体而言,玉树县土壤重金属环境已发生了改变,今后应加强人口聚集区Hg源的控制,以保护其生态环境。     

黄河三角洲表层土壤重金属空间分布与潜在生态风险评价

研究黄河三角洲表层土壤中重金属空间分布特征,评价其潜在生态风险。结果表明:表层土壤(0-20 cm)Cu、Zn、Cr、Cd、Pb、Ni、As和Hg的平均含量为27.87,79.19,69.01,0.383,21.98,33.42,13.76,0.025 mg/kg。除Cd外,其他重金属含量平均值均小于国家二级标准值;各重金属空间分布均呈现自西北向东南递减的趋势,且实验区含量最高,核心区含量最小;Hakanson潜在生态风险指数评价表明,Cd为中等-较强生态危害,其余重金属单项均为轻微生态危害,潜在风险程度由高到低依次为Cd>Hg>As>Ni>Cu>Pb>Cr>Zn;保护区综合潜在生态风险为轻微-中等生态危害,呈实验区>缓冲区>核心区的规律。重金属受人类活动影响较大,距离人类活动较近区域含量高,较远区域含量低。     

陕北地区土壤重金属污染特征及生态风险评价

以陕西省靖边县表层土壤（0~20 cm）为研究对象,应用SPSS 19.0软件分析土壤样品中重金属Cr、Cu、Zn、As、Cd、Pb、Hg等7种重金属的含量及来源,运用Hakanson潜在生态危害指数法评价研究区土壤重金属潜在生态危害程度。结果表明,研究区土壤重金属平均含量均低于《土壤环境质量标准》二级标准,各重金属元素变异性较小;相关性分析表明,研究区土壤重金属元素中Cu、Zn、As、Pb两两之间呈极显著的正相关关系;因子分子显示,土壤中重金属的主要来源可能包括研究区附近石油开采活动、交通运输、无机农药和化肥的施用以及工业和居民燃煤等;生态危害评价显示,研究区土壤中仅有Cd元素存在潜在生态风险,其他Cr、Cu、Zn、As、Pb、Hg 6种元素的潜在生态风险均处于低危害水平。     

沘江流域耕地土壤重金属分布及生态风险评价

地处兰坪铅锌矿下游的沘江流域土壤重金属污染问题倍受关注。本文在沘江流域采集了35个耕地土壤样品,分析测定了砷、铜、锌、镉、铅、汞6种重金属污染物累积量,并应用内梅罗综合污染指数法及Hacanson潜在生态风险指数法,对耕地土壤污染状况及生态风险进行评价。结果表明:(1)沘江流域沿岸耕地重金属铅、锌、镉累积量相对处于极高水平,均值分别为1 146.97、579.15、4.85 mg·kg~(-1),污染十分严重;砷的累积量也较大,均值为26.85 mg·kg~(-1);铜、汞累积量较小,污染程度轻;(2)地统计分析结果表明,兰坪周边流域是土壤重金属砷、锌、铅、镉污染的一个主要点源污染源,而铜、汞污染没有显著点源污染源,均来自不同面源污染;(3)流域内梅罗指数均值为17.69(远大于3),存在极其严重重金属污染,同时综合潜在生态风险指数均值为773.38,有很强潜在生态风险。污染物贡献表现为镉铅锌砷汞铜;(4)沘江流域耕地土壤总体表现为水田重金属污染略高于旱地。     

常规农业村土壤重金属污染及潜在生态风险评价——山西寿阳县为例

以山西省寿阳县 7个典型常规农业村耕地为研究对象,采集耕作层 126个土壤样品,测定其 Cd、Hg、As、Cu、Pb、Ni、Cr、Zn 8种重金属的含量。运用单因子污染指数法(P)、污染负荷指数法(PLI)和潜在生态风险评价法(RI)评价土壤重金属污染和潜在生态风险程度,应用空间插值法探讨土壤重金属污染和潜在生态风险空间分布,并对重金属污染的来源进行讨论。结果表明:该区域土壤除 As的平均含量低于山西省土壤元素背景值外,其余重金属元素平均含量均高于山西省土壤元素背景值,Cu、Ni、Pb、Zn、Cd、Cr和 Hg的平均含量分别为山西省元素背景值的1.03、1.03、1.13、1.15、1.55、1.72和 2.26倍。从单因子污染指数看,Hg属于中度污染,Cd、Cr、Zn、Cu、Ni、Pb为轻微污染,As则没有发生污染。从综合污染指数看,该区域土壤 8种重金属所有样点的 PLI平均为 1.09,总体上属于轻度污染。从综合潜在生态风险指数看,所有样点 8种重金属的 RI平均为151.47,属于中度生态风险水平,其中 Hg和 Cd为主要贡献因子,其他重金属的生态风险很低。该区域 PLI和 RI的空间分析显示,8种重金属污染和潜在生态风险均呈现一定的空间差异,但二者的空间分布格局基本一致。在局地自然地理条件基本一致的情况下,雾霾、燃煤、煤矿生产以及农业生产是造成该区土壤重金属含量增加的重要原因,而农户行为则可能是造成部分地块土壤重金属污染和生态风险突出的原因之一。     

典型农业区农田土壤重金属潜在生态风险评价

采用野外采样和室内分析相结合的方法,以典型农业区山东禹城的农田表层土壤（0-20 cm）为研究对象,分析了土壤中重金属Cr、Ni、Pb、As、Hg、Cd、Cu和Zn的含量,探讨了土壤中重金属的含量与不同人类活动的关系并进行了潜在生态风险评估。结果显示,8种重金属的含量均超过黄河下游潮土区的背景值。潜在生态风险评估表明,当地的农田土壤Cr、Ni、Pb、As、Cu、Zn有轻度的生态风险,Hg和Cd存在较大的生态风险。城市化进程、畜禽养殖和污灌是造成土壤Cd高生态风险的主要因素,城市化进程和污灌也是造成土壤Hg高生态风险的主要因素。禹城各区域土壤受8种重金属的综合潜在生态风险程度大小依次为城郊农田〉污灌农田〉典型施肥农田〉井灌农田〉引黄灌农田,不同人类活动区域土壤Cd生态风险和8种重金属的综合潜在生态风险存在显著差异。     

天水市蔬菜大棚土壤重金属污染特征及生态风险评价

[目的]对甘肃省天水市蔬菜大棚土壤重金属污染程度和生态风险进行评价,为该地区设施农产品安全生产提供科学依据.[方法]以天水市大棚蔬菜主产区21个乡镇的362个土壤样品为研究对象,用电感耦合等离子体质谱仪(ICP-MS)测定As,Ni,Cu,Zn,Cd,Pb,Hg含量,采用内梅罗综合污染指数和潜在生态风险指数对蔬菜大棚土...     

污泥与施污土壤重金属生物活性及生态风险评价

将城市污泥以不同质量比施于土壤中构成污泥混合土壤,研究各污泥配比土壤中重金属的生物活性,并采用三种重金属评价方法(地累积指数法、潜在生态风险指数法、综合毒性指数模型)和黑麦草对重金属的吸收富集效果来对施污土壤中重金属具有的生态风险性进行评价。结果表明:污泥的添加使土壤中生物活性态Cd、Cu和Zn含量显著增加,对三种重金属具有活化作用,但对Pb却起到钝化作用。生态风险评价结果表明:污泥的添加使土壤中Pb呈现无污染和低生态风险;Cu和Zn呈现中度污染和低生态风险;Cd达到强度污染和重度生态风险,重金属潜在生态风险(RI)总体处于强度生态风险水平。当污泥添加比例大于6:10(污泥S3处理)时,施污土壤中重金属的综合毒性指数高于土壤对照。黑麦草对Cd、Pb、Cu和Zn的富集浓度与施污土壤中对应重金属的生物活性态含量存在显著正幂指数关系,同时黑麦草对施污土壤中Cd、Cu和Pb的富集能力大小与地累积指数法和潜在生态风险指数法对三种重金属具有的生态风险性的评价结果具有一致性。