碳酸盐岩与碎屑岩母质土壤地球化学特征及质量差异

为研究云贵高原南部碳酸盐与碎屑岩两类型不同时代母质的残坡积土壤的地环质量,找寻两种类型母质间土壤元素的差异,了解两母质类型土壤元素的丰度及环境质量概况,为区域农业的持续发展和长远规划提供理论依据,以滇东南广南县南屏至珠街等地区不同时代母质的残坡积土壤为研究对象,通过调查、采样和检测,对两类型土壤的地化特征、元素丰度和环境质量进行分析评价。结果表明:A类土从母质风化至成土过程中元素活跃程度高、流失量多、风化程度好,成土后元素富集量大,土壤元素丰度高,但土壤环境质量差;B类土壤元素含量低,元素多贫乏,但环境质量良好。B类土元素丰度稍差,土壤环境质量良好,A类土元素丰度高,土壤环境质量差。     

冶炼厂渣场周边农田土壤中铜镉的分布特征研究

通过现场采样及室内测定,调查了某铜冶炼厂的废渣堆放对周边农田土壤的重金属污染状况,分别对调查区土壤中重金属的污染特征、铜和镉的土壤表层富集系数和淋失比率、土壤中重金属可提取态含量及形态进行了研究.结果表明,该调查区土壤中以铜和镉重金属污染为主.镉元素已经较明显地向下迁移,污染深度范围0～40 cm,镉在土壤中分布特征与镉易于被水淋溶和在土壤中的形态以交换态为主有关;调查区土壤中的铜主要富集于表层土壤中(0～20 cm),这与土壤中的铜不易被水淋溶发生迁移和在土壤中形态主要以非交换态为主有关.由此可见,受重金属污染农田土壤中镉存在较大的环境风险.     

太原市郊区农田土壤重金属的形态特征及其风险分析

在太原市郊区采集农田表层(0～20 cm)土壤样品36个,测定土壤样品中的Cu,Pb,Zn和Cd的总含量,并进行主成分分析。采用改进BCR提取法分析土壤样品重金属的各形态组分,运用风险评价编码法(RAC)和次生相与原生相分布比值法(RSP)对重金属的生物有效性和环境风险进行评估。结果表明,土壤样品中重金属Cu,Pb,Zn和Cd的总含量分别为38.07,25.06,84.94和0.16 mg·kg-1,均高于山西省土壤背景值。主成分分析发现,第一主成分Pb,Zn和Cd含量变化受人为因素影响;第二主成分Cu含量变化受成土母质或成土过程的影响。Cu,Pb,Zn和Cd的形态分布表现为:残渣态可氧化态弱酸溶态可还原态,各形态组分含量与总量均呈现极显著正相关关系。重金属生物有效性表现为CdZnCuPb,有效态含量低于稳定态。风险评价编码法评估结果表明,太原市郊区农田土壤重金属Cd的环境风险程度为中度,Cu和Zn为低风险。通过次生相与原生相分布比值法评估,Cu,Pb,Zn和Cd的RSP值为0.08,0.19,0.13和0.62,表明土壤未受到Cu,Pb和Zn的污染,但存在一定的Cd污染。太原市郊区农田土壤的Cd污染风险较高,其他三种金属元素风险较低,应该对重金属的形态组分予以重视。     

不同成土母质土壤重金属含量特征——以东至县为例

根据东至县地质背景和母岩类型,将成土母质可划分为8个类型.对这8种成土母质土壤中的Hg、Cd、Cu、Cr、Pb、As、Ni、Zn等重金属元素进行取样测试,分析其富集程度,并对比不同母质土壤中重金属含量.结果显示,研究区8种类型母质的土壤重金属元素含量基本表现为Cr>Zn>Pb>Cu≈Ni>As>Cd>Hg的规律,但也有个别例外.湖泊沉积物、碳酸盐岩类残坡积物对重金属元素的富集作用较为显著.     

江西省水稻优势产区重金属污染及累积规律

对江西省7个水稻优势主产区的农田土壤环境质量进行监测和评价,发现该省农田土壤环境质量除部分因污水灌溉出现不同程度的重金属污染外,整体上属于清洁型,土壤环境质量适合水稻生产。分析该省50年代以来水稻田土壤中各种重金属的变异,农田土壤中铜、铅、镉和汞的含量呈现富集趋势,铬的含量变化不大,锌、镍和砷的含量出现下降趋势。运用SPSS 14.0对监测结果进行聚类分析研究,农田土壤中的镉、汞和砷等重金属主要来源于农业生产中化学投入品的大量使用,锌、铅和铬等重金属主要来源于大气中的沉降物,铜和镍的土壤含量与成土母质和矿业开采有一定关联。     

我国农田土壤重金属污染修复及安全利用综述

在我国加强重视生态农业的宏观背景下,阐述了我国农田土壤重金属污染的现状,以及对作物生长发育、产量、品质和对人体健康的影响,分析了农田土壤重金属污染形成的原因,介绍了当前我国重金属污染农田土壤物理、化学、生物修复技术和重金属低富集品种筛选应用、种植结构调整、农艺措施调控等重金属污染农田土壤安全生产技术的研究进展。为我国修复重金属污染农田土壤,实现重金属污染土壤安全农业生产提供了理论和现实技术参考。最后,在我国重金属污染农田土壤修复及安全利用技术研究现状的基础上,对今后的研究思路和方法提出了建议。     

甘蓝型油菜品种对农田土壤重金属镉与铜的富集差异研究

[目的]探讨甘蓝型油菜品种对农田土壤中重金属镉与铜污染修复能力的差异。[方法]选用10个在生产上应用的主要油菜品种在重金属镉、铜污染区与非污染区种植,研究不同品种在两种不同背景土壤下生长期与植株部位对农田土壤中重金属镉与铜的吸收富集差异。[结果]甘蓝型油菜对土壤中的重金属镉与铜有较强的吸附与富集能力,但不同的甘蓝型油菜品种间与植株的不同部位对重金属的吸附富集能力有差异。油菜植株对镉的吸收富集主要集中在茎叶部位尤其是茎秆上,各部位富集能力依次为:茎秆>叶片>根>种籽;对铜吸收富集主要集中在根部和种籽上,各部位富集能力表现为:根>种籽>叶片>茎秆。10个甘蓝型油菜品种对重金属镉的富集能力表现较大差异,苗期秦优10号对重金属镉的富集能力最强,成熟期秦优11号与绵油11号表现出对镉的超富集能力;不同油菜品种对铜的富集能力也表现出差异,苗期秦优10号叶片的铜富集能力较强,成熟期秦优10号与浙油51种籽的铜富集能力较强。[结论]该研究可为重金属污染土壤的修复提供技术支撑。     

河北清苑县及周边农田土壤及农作物中重金属污染状况与分析评价

在河北省地质调查院1:250 000多目标区域地球化学调查的研究基础上,对河北省清苑县及周边的农田土壤及玉米子实进行了采样分析,分析该地区农田土壤重金属的富集程度,并采用富集因子法和单因子土壤污染指数法进行污染状况评价.结果表明,该研究区土壤以重金属Zn、Cu、Cr、Pb、Cd污染最为严重,其中Cd污染已达显著富集程度;通过对子实重金属含量的描述统计显示,其农产品也受到一定程度的重金属污染,其中玉米子实中的重金属Ni和Pb存在超标现象.通过地统计学方法分析揭示了清苑县土壤重金属中污染严重的Zn、Cu、Cr、Pb的空间分布特征,并探索其主要成因.     

地球化学高背景农田土壤重金属镉的累积效应及环境影响

镉(Cadmium)是自然环境中普遍存在且毒性极强的重金属元素,几乎所有的土壤、地表水和植物体内均含有镉,摄入微量的镉不仅威胁生物个体的生理和健康,而且还对生物种群数量和物种分布产生影响。全球碳酸盐岩出露面积约占陆地面积的12%,沉积岩发育土壤普遍具有镉的地球化学高背景特征,在我国西南地区,工矿业排放、农用化学品投入、污水灌溉等与高背景值叠加,导致农田土壤镉累积严重,点位超标率高,存在一定的农产品安全风险。本文从镉的地球化学高背景成因、土壤镉的地球化学过程和累积效应、环境影响和风险评估等方面阐述农田土壤重金属镉的研究进展,以期对镉地球化学过程机制的深入研究和土壤环境质量管控提供科学参考。     

京郊不同剖面土壤重金属的分布与迁移

通过对北京东南郊区3种种植方式下的土壤剖面重金属元素的调查分析,获得了不同种植模式下剖面重金属元素的空间分布特征。结果表明:不同种植模式下,各剖面土层中铅、铜、镉和铬的空间分布不同,菜地剖面上层重金属含量较高,其土壤重金属污染程度深;垂直分布重金属元素含量随土壤深度呈降低趋势,并在一定深度低于背景值。由于污染元素的量和迁移速度不同,在不同土层积累状况不同,以镉的表层富集趋势最为明显。     

土壤中镉的形态转化、影响因素及生物有效性研究进展

土壤污染日益受到人们的关注,尤其是重金属引起的污染,其中重金属镉有很大的生物毒性,而镉的生物有效性与镉的存在形态密切相关.综述了近年来土壤中镉的植物和生物毒性,土壤中镉的各种形态分布及其土壤pH值、根际效应等影响因素,镉的存在形态与生物有效性的关系及其影响因素等方面的研究进展.同时,对土壤中镉的形态分析方法及生物有效性的发展趋势进行了展望.     

我国东部地区农田土壤重金属污染概况

随着经济和社会的高速发展,农田土壤重金属污染对粮食安全及人类的身体健康构成巨大威胁。为了解我国东部地区农田土壤重金属的污染现状,基于东部地区农田土壤重金属污染数据,采用半方差函数分析及克里金(Kriging)插值手段,通过内美罗(Nemerow)综合污染指数和地累积指数等土壤重金属评价方法,对我国东部地区农田土壤重金属砷(As)、铬(Cr)、镉(Cd)、汞(Hg)及铅(Pb)的污染概况进行综合分析。结果表明东部地区重金属Hg污染最为严重,均值为中国土壤Hg元素背景值的2.8倍,近30%东部地区处于Hg中度污染水平;其次为Cd,均值为背景值的2倍,50%以上东部地区处于Cd污染警戒线,半方差分析结果显示Cd污染受人类活动影响最强;广东省农田土壤重金属综合污染最为严重,内美罗综合污染指数高达0.854,克里金插值结果显示As、Cd、Hg及Pb的高值区域均在广东省有所分布。     

镉污染土壤钝化修复机制及研究进展

农田重金属钝化技术通过向污染土壤中添加一些活性物质,以降低重金属在土壤中的活性及生物有效性。该法不改变土壤固有的理化性状,是目前中轻度污染土壤修复较好的选择。综述了农田镉(Cd)污染常见的钝化剂种类、钝化效果及作用机制。Cd污染钝化修复剂的作用机制尚不完全清楚,其可能的机制为提供碱性环境,促进游离的Cd离子与土壤中阴离子形成一系列沉淀络合反应。钝化修复技术的优越性和局限性需要去合理控制,从而更好的治理改善Cd污染农田,为粮食安全提供保证。     

镉在土壤中吸附的能量特征和解吸滞后效应研究

[目的]为了研究吸附-解吸反应对重金属生物有效性的影响.[方法]以我国12种典型农田土壤为试验材料,采用批次平衡法,研究重金属镉在农田土壤中吸附的能量特征和解吸滞后效应.[结果]供试土壤对镉的吸附均为自发反应,温度的升高有利于促进土壤对镉的吸附.土壤镉吸附的吉布斯自由能变（△G°）可以用来预测土壤镉的解吸能力.土壤对重金属镉吸附的主要机理为化学键力.镉在土壤中的解吸过程存在滞后现象,随着镉平衡液浓度的增加,各供试土壤中镉解吸的滞后效应增强.供试土壤pH和碳酸钙含量越高,滞后系数越大.这可能与土壤pH和碳酸钙含量较高时,镉在土壤中形成难解吸的内圈配合物和碳酸镉沉淀有关.[结论]该研究结果可以为防治土壤重金属污染和修复研究提供参考依据.     

基于贝叶斯最大熵和辅助信息的土壤重金属含量空间预测

预测土壤重金属空间分布对于识别高污染区域、进行污染来源解析和制定预防控制策略具有重要意义。本文选取浙江省杭州市为研究区,以土壤母质类型作为辅助信息,通过贝叶斯最大熵(Bayesian maximum entropy,BME)法,预测土壤重金属的空间分布,并与传统的克里金方法的预测结果进行比较。结果表明:BME在土壤重金属含量空间预测方面精度更高,其残差分布区间、平均绝对误差和均方根误差更小。研究区内重金属污染风险相对较低,其平均值均低于二级土壤环境质量标准值,但镉和砷的含量高于当地背景值,分别是背景值的1.59倍和1.31倍。铅和汞在该研究区东北部的城市地区含量较高,城市化、工业化和交通运输可能是其污染来源;镉和砷在西南部和中西部农村地区含量较高,农业活动可能是其污染来源。此外,镉在中东部还存在一块明显的高含量区域,这与当地矿业活动密切相关。铬主要受自然因素的影响。     

中国土壤模式-作物系统重金属生物富集模型建立

针对土壤模式建立土壤和作物重金属含量关系模型,旨在消除土壤属性对作物重金属吸收量的影响。当作物类型或品种确定后,作物重金属吸收量只与土壤重金属含量有关。提出了农田作物重金属生物富集的"土壤重金属含量-作物特性-土壤属性"关系理论,定义了土壤模式、土壤模式-作物系统重金属生物富集模型、土壤模式-作物系统重金属生物富集模型图谱等概念,确定了土壤模式的划分方法和使用方法,在此基础上以最近30年来中文期刊发表的土壤镉含量与水稻和小麦镉含量关系作为案例验证了以上方法。结果表明:水稻和小麦同一部位镉吸收量随土壤镉含量增加而增加,水稻和小麦吸收镉能力顺序为根>茎>叶>籽粒,水稻和小麦籽粒镉吸收量在同一范围内。     

广西某铅锌矿区土壤镉、铅、砷形态分布对水稻重金属的影响

【目的】探讨铅锌矿区周边土壤镉、铅和砷形态分布对水稻重金属影响,为当地土壤重金属修复治理提供参考。【方法】采集广西某铅锌矿区周边农田土壤和水稻根、茎、叶、籽粒等样品,分析土壤镉、铅和砷的全量和形态分布水稻重金属含量,通过单因素污染指数方法评价土壤重金属污染状况,通过富集系数评价水稻根、茎、叶、糙米对土壤重金属富集能力。【结果】水稻田土壤镉、铅和砷污染严重,土壤镉含量变化为0.42~2.68 mg/kg,平均值为1.52 mg/kg;铅含量变化为118~1180 mg/kg,平均值为472.59 mg/kg;砷含量为11.6~351.0 mg/kg,平均值为109.81 mg/kg。其中土壤镉主要以交换态和碳酸盐结合态为主;土壤铅以铁锰氧化结合态和有机物结合态为主;土壤砷以残余晶格态为主。土壤重金属的主要富集水稻根部位,其中水稻根富集土壤镉系数均大于1、富集铅系数介于0.38~3.53、富集砷系数均小于1,糙米镉和铅含量超标,砷未超标。【结论】铅锌矿区的周边土壤镉、铅、砷含量严重超标;水稻田土壤镉对农作物有一定风险;铅对农作物铅超标存在潜在危害;土壤砷主要残余晶格态为主;水稻籽粒镉全部超标、铅部分超标、砷不超标。     

镉污染土壤加改良剂后镉形态的变化

根据沈阳市张士灌区污水灌溉农田历史较久,镉在该灌区土壤中已达10ppm左右,米中镉含量也已超标,国内对此污染水平已普遍引起重视,因此我们研究镉等重金属迁移分布规律及污染水平更为必要,重金属对于生物毒性的大小及对人体健康影响程度,     

我国农田土壤微塑料和重金属污染现状与研究展望

土壤是人类社会发展的重要战略资源，健康的农田土壤不仅是食品安全的基本要求，也是人类健康的根本保障。目前关于农田土壤中微塑料的研究尚处于起步阶段，由于缺乏统一的检测标准，关于农田土壤微塑料丰度的报道差异较大。我国农田土壤重金属含量总体上呈现明显的南高北低、西高东低的分布规律，与微塑料污染有一定的耦合关系。微塑料对重金属的吸附可使其产生富集效应，可能增加其生物有效性和毒性。重金属被吸附后可随着微塑料进行迁移转化，通过解吸作用向环境中释放，造成更大范围的污染。由于农田土壤受人类活动影响较大，微塑料和重金属在土壤中的迁移、转化规律及耦合后的毒性效应需要进一步探究。本文对我国农田土壤中微塑料和重金属的污染现状、分布和迁移规律及两者的作用关系进行综述，并对未来的研究方向做了展望，为农田土壤中微塑料和重金属污染防控提供一定参考。     

农田土壤镉污染修复技术研究进展

镉(Cd)是自然界中生物毒性最强的元素之一,具有很高的分散性,易通过食物链进入人体,威胁人类健康,因而研究土壤镉污染的预防措施和修复技术是当前人们亟待解决的生态难题。本文介绍了国内外农田土壤镉污染的修复技术、方法的优缺点及其适用范围等方面的研究进展,并结合区域镉污染特征,探讨了这些方法在南方喀斯特山区镉污染修复中应用的可行性。建议在镉高背景值地区的农田镉污染修复的实践中,结合农耕习惯来开发无二次污染的环境钝化材料,重视周边林地对农田的重金属污染风险和土壤-作物之间的镉动态变化规律及其对其他微量元素的影响机制。开展高频次的动态观测工作;调整重金属污染区的产业结构,旨为我国农田重金属镉污染修复提供可行的理论依据。