煤矿区农田土壤重金属的空间分布及污染评价

为深入认识宿州煤矿区土壤重金属的空间分布及污染状况,选择朱仙庄和桃园两矿,在其附近农田采集土壤样品106份,通过实验测试与分析,探讨了矿区土壤重金属元素的赋存含量及空间分布特征,并利用富集因子和潜在生态风险评价法对其污染现状进行了评估。结果发现:重金属元素Pb、Zn、Cr和Cd的平均含量分别为22.72、54.76、66.84、0.336 mg·kg~(-1),除Cd明显超出安徽省土壤背景含量外,其余三种元素均低于背景值;矿区土壤重金属元素含量的空间分布差异明显,各元素的含量高值主要集中在堆积场和塌陷塘附近农田,这是由于煤矸石中微量元素的长期淋溶输出,以及矿区地表水汇集过程中重金属元素不断向地势较低的塌陷塘附近农田土壤迁移所致;富集因子和潜在生态风险评价结果表明,Cd是煤矿区土壤的主要污染元素,其富集因子指数EF和潜在生态危害系数Er分别为3.81和103.84,属中度污染和极强生态风险等级,而Pb、Zn和Cr均为轻微生态风险水平。     

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。     

基于文献研究的淮南煤矿区土壤重金属空间分布与污染评价

[目的]探究淮南矿区重金属污染整体情况,为矿区土壤修复提供参考依据。[方法]查阅国内外数据库中关于淮南煤矿区近10年土壤重金属文献,分析了新庄孜矿、顾桥矿、潘一矿和大通矿Hg、Cd、Pb、Cr、As、Zn、Cu、Ni的空间分布,并运用地累积指数法评价其重金属污染状况。[结果]淮南土壤中Cd和As的含量均超过土壤背景值,分别为0.124~2.060和18.57~71.69 mg/kg;开采时间对矿区土壤重金属含量影响较大,潘一矿和新庄孜矿土壤中重金属含量均高于顾桥矿(除了Hg);同一矿区内农田中Zn、Pb、Cu、Cd含量低于生态修复区;土壤Cd、As的地累积指数表明:Cd属于中度污染至极强污染,As属于轻度污染至强度污染。[结论]重金属As和Cd对淮南矿区土壤修复有重要影响。     

安太堡煤矿复垦区土壤重金属含量及污染评价

[目的]为了解矿区复垦土壤中重金属元素的含量及环境质量,为安太堡露天煤矿的土地复垦及复垦土壤合理利用提供依据,本文以山西平朔安太堡露天煤矿复垦区为研究区域,采集8个样地土壤样品[方法]利用酸消解法,测定了其中8种重金属Cr、Ni、Cu、Zn、Pb、As、Hg和Cd的全量含量并进行污染评价和生态风险评价。[结果]各样地土壤重金属均未超过GB 15618—2018《土壤环境质量农用地土壤污染风险管控标准(试行)》的标准值;不同重金属单项污染指数为P_(As)P_(Cu)P_(Cr)P_(Zn)P_(Ni)P_(Cd)P_(Pb)P_(Hg),内梅罗综合污染指数为0.318～0.389,土壤达清洁水平;各样地不同重金属的潜在生态风险参数为E_(As)E_(Cd)E_(Cu)E_(Ni)E_(Cr)E_(Pb)E_(Hg)E_(Zn),潜在生态风险指数为9.93～12.65,属于轻微生态风险。KMO与Bartlett球形度检验的结果显示明安太堡煤矿复垦区中的不同复垦方式下土壤中重金属可能存在共同来源[结论]As、Cd和Ni是复垦过程中需要关注的元素,它们极易受人类活动影响;随着复垦年限的增加以及复垦模式变化,各重金属含量及污染指数无明显变化规律,复垦基质本身的含量及煤矸石堆垫、淋溶是影响土壤环境质量的重要原因。     

织金县煤矿污灌区土壤及水中重金属含量与污染评价

为织金县煤矿污灌区的环境治理和作物科学种植提供理论依据,对织金县YZ、SM、SH、XF和HF 5个煤矿污灌区0~20cm厚土壤和水中Cr、Ni、Pb和Cd 4种重金属含量进行测定,与贵州省土壤重金属背景值和国家污水综合排放标准对比,采用单因子污染指数法和内梅罗污染指数法对污染状况进行评价。结果表明:5个煤矿污灌区土壤Cd平均含量在0.52~0.55mg/kg,Pb在9.44~49.06mg/kg,Cr在33.63~168.39mg/kg,Ni在58.69~103.41mg/kg,土壤已存在重金属累积,其中以Cr和Ni最明显,单因子污染指数分别达2.05和1.83,污灌区土壤综合污染程度表现为SHXFSMYZHF。水中Cd平均含量在0.51~0.52mg/L,Pb在7.56~7.69mg/L,Cr在31.46~44.02mg/L,Ni在0.01~0.49mg/L。污灌区水中已存在重金属污染,其中以Cr最明显,单因子污染指数达51.45,Pb、Cd次之,污灌区水综合污染程度表现为SMYZXFSHHF。     

亳州市涡北煤矿周边农田土壤重金属污染评价及来源解析

为开展煤矿周边农田土壤重金属污染程度及来源研究,采集了亳州市涡北煤矿周边农田105个表层土壤样品,测定了Ni、As、Cr、Zn、Cu、Cd和Pb 7种重金属的含量.利用污染指数法和潜在生态风险指数法对重金属污染程度进行评价,采用绝对主成分分数-多元线性回归(APCS-MLR)受体模型初步定量解析重金属的潜在来源.结果 表明,涡北煤矿周边农田土壤重金属含量总体处于较低水平,重金属Cd局部污染较为严重.涡北煤矿周边农田土壤中7种重金属主要受到自然因素与采矿、农业施肥等人为因素的影响.结论 显示,涡北煤矿周边农田土壤存在一定程度的重金属污染,重金属Zn与Cd的富集主要受矿业活动的影响.     

榆林市区周边土壤重金属污染特征与评价

以榆林市区周边表层土壤为研究对象,测定土壤p H和Cd、Cu、Mn、Cr的全量及有效态含量,采用单因子污染指数法和综合污染指数法对土壤环境质量进行评价,同时采用SPSS18.0统计软件分析土壤p H、重金属全量与重金属有效态含量之间的相关关系。结果表明:榆林市区周边表层土壤主要受到Cd的污染,其有效态含量在0.069~0.085 mg·kg~(-1)之间,全量在0.12~1.95 mg·kg~(-1)之间;镇北台和市热电厂土壤Cd单项污染指数和综合污染指数均大于1,分别达到中度污染和轻度污染水平,其它三个采样点几种重金属单项污染指数和综合污染指数均小于0.7,土壤处于清洁状态;同源性分析表明土壤重金属Cu和Cr之间存在极显著正相关关系,Cu和Cr污染来源一致;相关性分析表明Cr有效态含量与全量之间存在极显著负相关,与p H之间存在显著负相关。     

高砷煤矿周围旱作土壤重金属污染特征及农作物健康风险评价

为了掌握高砷煤矿周边旱作农田重金属污染状况,运用单因子污染指数法、内梅罗综合污染指数法和地积累指数法对高砷煤矿周边旱作土壤重金属（As、Cd、Hg、Cu、Zn）进行污染风险评价,并采用富集系数法、目标危害商数法和致癌风险指数法对农作物和人体健康风险进行评价。结果表明：调查区域土壤综合污染指数均值为2.12,属中度污染水平;土壤中As、Cd、Hg、Zn、Cu的含量均值分别为全国土壤背景值的7.91、2.57、5.26、1.53、3.44倍;As和Hg的污染等级高且范围广,Cu污染等级低但污染范围广,Cd的污染等级较低且范围较小,Zn基本无污染。富集系数法评价结果显示,作物对5种重金属的吸收能力表现为Cd>Zn>Cu>Hg>As。农作物健康风险评价结果显示,5种农作物的健康风险主要为非致癌风险,As是可食用农作物（除玉米外）的主要致癌风险因子和非致癌风险因子,Cd是烟草的主要致癌风险因子和非致癌风险因子。食用本地农作物对人体造成的健康风险依次为As>Cd>Hg>Cu>Zn。研究表明：研究区域土壤处于中度污染水平,As的风险较高;可食农作物中重...     

明山煤矿区废弃地重金属污染土壤环境质量评价

为了科学评价广东省明山煤矿区废弃地土壤重金属污染情况,于2010年11月至2011年3月,采集明山煤矿区废弃地受重金属污染的5个样点的土壤样品,运用原子吸收分光光度法对土壤中7种重金属元素进行测定。结果表明,1土壤pH在2.87~6.16,土壤较贫瘠。2土壤污染主要是Cd、Mn污染,其中,Cd平均含量为2.052 mg/kg(0.759~3.109 mg/kg),超标严重;Mn平均含量为421.215 mg/kg(387.057~488.660 mg/kg),污染严重。3从内梅罗综合污染指数看,样点1、样点4、样点5为极重污染,样点2、样点3为中度污染。     

酸性矿山废水污染对岩溶区旱地土壤养分的影响

为研究岩溶区煤矿开采后产生的酸性矿山废水（AMD）对周边旱地土壤养分的影响,以贵州典型煤矿周边的石灰性旱地土壤为对象,研究 AMD 污染对土壤氮、磷、钾和钙等矿质养分含量及矿质养分有效性的影响。结果表明：1）较高浓度的 AMD 污染（固液比为1∶7．5～1∶10）显著降低土壤全钾、全钙、有效氮、速效钾、缓效钾和有效磷的含量;显著增加土壤有效钙的含量,加剧土壤酸化,促进土壤有机质的急剧分解,土壤阳离子交换量（CEC）明显升高;对土壤全磷总体影响不大。2）较低浓度的 AMD 污染（固液比为1∶0．1～1∶2．5）能一定程度增加土壤有效磷和有机质的含量,减少土壤的阳离子交换量（CEC）。     

喀斯特地区开发建设项目水土流失预测研究——以毕节煤化工一体化项目为例

针对毕节煤化工一体化项目在建设施工期及自然恢复期的水土流失问题,采用调查分析法,在现场勘测和分析相关资料、文件的基础上,预测了该项目在建设施工期及自然恢复期可能造成的新增水土流失量,预测结果为合理布设该项目水土保持与生态修复措施提供了科学依据和技术支撑。     

贵州岩溶区农业水土环境存在的问题及对策探讨

贵州岩溶地区自然环境先天脆弱,水土流失严重、水资源短缺、旱涝灾害频繁等一系列生态问题已成为制约当地社会经济可持续发展的关键因素.通过对农业水土环境存在的问题进行分析,指出了该地区农业水土环境问题产生的原因,提出了改善该地区农业水土环境、促进农业水土资源可持续发展的措施,以期实现该地区农业的可持续发展.     

喀斯特峰丛洼地人工草地生态系统土壤水势差异性研究

土壤水分是喀斯特地区农业生产中水资源重要的存在形式,在该地区的生态环境的恢复及保护中具有重要意义.本文对比了不同处理方式下峰丛洼地牧草生态系统土壤水势的动态变化特征,结果表明:地表覆被条件(或微地貌条件)对10-50cm各层次土壤水势均有显著影响;通过改善地表微环境,减少地表蒸发等过程,覆草和覆石等方式处理可以明显提高系统的持水性能.石丛出露区土壤持水性能虽然不如覆草和覆石等处理类型,但是其土壤水势明显高于没有采用任何处理的对照小区,而且其对间隔性干旱的响应也不如对照处理敏感.深层(60cm以下)土壤水势的变化与10-50cm各层次均不相同,石丛和覆石小区在该层次的水势显著高于其它两个处理,说明在该地区可能有土石界面优先流的存在.     

金银花种植对喀斯特山地土壤理化性质的影响

为揭示金银花种植对喀斯特山地土壤理化性质的影响,以贵州省关岭-贞丰花江喀斯特石漠化综合治理区为研究对象,采取野外定点监测和指标检测相结合方法,对比研究金银花种植地与自然撂荒地土壤理化性质差异。结果表明:1)金银花地较自然撂荒地土壤容重低17.9%,土壤总孔隙度、毛管孔隙度、非毛管孔隙度、土壤含水量、毛管持水量及田间持水量均增加;2)金银花地较自然撂荒地其土壤渗透速率增加48.44%,8月份地表平均温度低10℃,土壤侵蚀模数低31.29%;3)金银花地土壤有机质、全N、全P、全K含量以及速效养分中水解N、速效P、速效K含量较自然撂荒地都有增加。结论:喀斯特石漠化地区长期种植金银花能有效改善土壤理化性质,降低土壤温度,防治水土流失,培肥地力,生态效益明显。     

喀斯特石漠化区植被演替过程中土壤质量研究——以广西都安澄江小流域为例

采用空间序列代替时间序列的方法,研究喀斯特石漠化区植被演替过程中土壤质量变化特征。以广西都安澄江小流域为例,选取4个植物演替阶段,即乔木、灌丛、灌草丛、草丛的典型样地,对该地区土壤理化性质进行分析,研究植被演替对土壤质量特征的影响。结果表明：在石漠化地区植被演替过程中,土壤含水量、pH值、有机质、氮、磷、钾等含量均有一定程度的下降。导致这一变化的主要原因是植被生长情况、土壤养分积累能力等。     

土壤质量变化对地表径流水质量的影响

为了解喀斯特山区小流域不同农作行为下的地表径流水质量变化,采用相关分析、逐步回归、通径分析和聚类分析等方法,对贵州中部喀斯特山区普定县猫洞小流域(低复种旱作区、高复种旱作区和高复种复合农作区)的径流水进行了采样分析。结果表明:在长期不同农作行为的影响下,3类农作生态区地表径流水中的化学组分有明显不同,从低复种指数旱作区、高复种指数旱作区到高复种指数复合农作区,地表径流中的NO3-、NH4+、PO43-、SO42-的含量和高锰酸钾指数依次增大,均呈显著上升趋势;经相关分析、逐步回归及通径分析,农用地地表径流中NO3-、PO43-、NH4+含量和高锰酸钾指数一定程度上受土壤有机质、氮磷含量和植被变化的影响;主成分聚类分析,第1类型即低复种旱作区,指标达Ⅰ类水体的标准,水质量良好;第2类型以高复种旱作区为主,兼有高复种复合农作区,NH4+、PO43-含量部分达Ⅱ～Ⅲ类水体的标准,高锰酸钾指数达Ⅰ～Ⅱ类水体的标准,水体质量受到一定程度的影响;第3类型即高复种复合农作区为主,NH4+、NO3-部分超地表Ⅲ类水体标准,PO43-含量部分达Ⅱ～Ⅲ类水体的标准,高锰酸钾指数达Ⅰ～Ⅱ类水体的标准,地表径流水质在Ⅱ～Ⅲ类水体标准,部分指标超Ⅲ类水体标准,水体已受到污染。     

不同开垦时间对喀斯特石漠化地区土壤养分的影响

[目的]为喀斯特生态系统的恢复重建、农业生产以及相关政策制定提供参考。[方法]采集贵州普定典型喀斯特山区3个不同开垦时间(1959、1968、1980年)的0~10、10~20、20~40 cm土层的土壤样品,进行室内理化分析。[结果]结果显示,普定县喀斯特山区随着农业用地开垦时间的增加,土壤养分变化总体表现为有机质、全氮、CEC下降;土壤pH值下降;全磷、全钾含量没有明显变化;碱解氮、有效磷、有效钾等有不同的变化规律。[结论]普定县喀斯特山区土壤养分随开垦时间的变化主要是受到施肥和微地形的影响。     

新生水土流失对汶川震区土壤水分入渗的影响

【目的】研究新生水土流失对汶川震区土壤水分入渗的影响。【方法】采用环刀法,分层次取样,研究草坡河小流域4种震后不同恢复类型样地的新生水土流失对土壤入渗的影响。【结果】在新生水土流失的作用下,地表裸露样地、自然恢复样地和人工种植样地的土壤容重、土壤孔隙和持水能力较对照样地（完全未遭地震破坏）差。土壤初渗率、稳渗率、平均入渗速率和75 min渗透总量在4种处理样地均表现为对照样地＞人工种植样地＞自然恢复样地＞地表裸露样地。土壤入渗性能与非毛管孔隙度、总孔隙度呈极显著或显著正相关,与土壤容重极显著或显著负相关,与毛管孔隙度的关系不显著。运用综合判断值（F）评价震后不同恢复类型样地的土壤入渗性能优劣,表现为对照样地（1.2569）＞人工种植样地（-0.2252）＞自然恢复样地（-0.4578）＞地表裸露样地（-0.5738）;回归分析表明：通用经验模型和Horton模型的拟合效果较好,比较适合于地震区域土壤入渗特征的模型,Kostiakov模型次之,Philip模型最差。【结论】新生水土流失对土壤水分入渗存在影响,汶川震区对照样地的土壤容重1 g•cm-3左右,土壤总孔隙度50%左右,非毛管孔隙度20%-40%,土壤入渗性能最好。通过自然恢复和人工种植植被等措施可以调控土壤容重和土壤孔隙状况,增强土壤的持水能力,提高土壤水分入渗性能,从而有效地减少地表径流和防止水土流失。