矿区土壤重金属元素的形态分布及生物活性

[目的]研究矿区土壤铜、铅和锌的形态分布及生物活性。[方法]选取广东某金属硫化物矿区外围2个代表性的农田深层土壤样品,运用Tessier连续提取法分析其铜、铅和锌的总量和5种化学形态。[结果]结果表明,土壤中铜、铅和锌主要以残渣态形式存在,铁锰氧化物结合态和有机物结合态次之,碳酸盐结合态很少,可交换态最低。不同元素在不同土壤类型和不同土壤层位的形态分布有很大差别。以生物活性系数来评价重金属的危害性,这3种元素的生物活性均偏低,其中铅〉锌〉铜,生物可利用性不高,对生态环境的潜在危害性不大。[结论]该研究结果对土壤铜、铅和锌的环境生物效应及其迁移转化规律具有重要意义。     

大宝山矿区周围土壤重金属污染分布特征研究

对广东大宝山矿矿区周围尾矿、土壤/沉积物中重金属的总量和化学形态进行了详细研究。结果表明,该矿区周围土壤污染是以Cu、Zn、As、Cd和Pb为主的多金属复合污染,综合污染指数为0.89～32.34。污灌稻田土中重金属Cu、Zn、As和Cd的平均浓度分别达560.91、1135.08、218.07和2.453mg·kg-1,远远超出了土壤环境二级标准值,最大超标倍数分别为20.09、10.37、18.36和10.23。对土壤中重金属的化学形态研究发现:Cu、Zn和Cd的水提取态和EDTA提取态含量较高,其生物可利用性高,对周围生态系统有较大的潜在危害,而As的2种提取态和Pb的水提取态含量均很低,其潜在危害相对较小。同时还发现,土壤水溶态和EDTA提取态重金属含量与土壤pH值呈明显负相关关系。     

尾矿区污染土壤中重金属的形态分布及其生物有效性

采用BCR连续提取法对大宝山槽对坑尾矿区周围受污染的菜园土和水稻土中Cd、Pb、Cu和Zn的形态分布及其生物有效性进行了研究。结果表明,两种土壤中Cd、Pb、Cu和Zn的总量均超过国家土壤环境质量相应的标准。两种污染土壤中Cd、Pb、Cu和Zn的形态分布差别不大。Cd主要分布在残渣态中,占总量的60％以上,Cd各形态含量的分配顺序均为：残渣态〉酸提取态〉可氧化态〉可还原态;Pb以可还原态和残渣态为主,占总量的92％以上;Cu各形态含量的分配顺序均为：残渣态〉可还原态〉酸提取态〉可氧化态,以残渣态为主,占总量的59％以上;Zn在土壤中以残渣态占绝对优势,占总量的90％以上。菜园土和水稻土重金属生物有效性以Ph为最高,Zn为最低。     

广西某铅锌矿区农田土壤重金属形态分布特征

[目的]研究广西某铅锌矿区农田土壤中重金属的形态分布特征。[方法]采用Tessier连续萃取法研究广西某铅锌矿区农田土壤中Cd、Pb、Zn、Hg的存在形态分布,分析各存在形态的相关性与重金属的生物可利用性。[结果]研究区土壤Cd主要以可交换态为主,Pb以碳酸盐态和铁锰氧化态为主,Zn以残渣态、有机结合态和铁锰氧化态为主,Hg以残渣态和有机结合态为主。重金属Cd、Pb、Zn的可交换态均与相应的总量呈极显著或显著相关,而Hg的可交换态与其总量不相关;Cd的可交换态与碳酸盐态存在极显著相关,Pb的可交换态、铁锰氧化态和残渣态之间相关性较好,Zn的铁锰氧化态、有机结合态和残渣态之间显著相关;Hg的各存在形态之间的相关性较差。研究区土壤中重金属的生物有效性大小依次为Cd、Pb、Zn、Hg。[结论]该研究为今后开展矿区土壤修复工作提供理论支持。     

西宁市不同功能区土壤重金属铬和镍的形态研究

采取Tessier连续提取法对西宁市6个功能区城市土壤中重金属Cr和Ni的形态进行研究.结果表明,西宁市各功能区土壤中Cr和Ni的全量分别是全国土壤几何平均值的2.6～3.2,1.3～2.1倍.各功能区Cr的含量均无显著差异(P＞O.05);Ni的含量表现出矿冶区与风景区和开发区差异显著(P＜0.05),但与其他功能区差异不显著(P＞0.05),并且除矿冶区外其他功能区间也均无显著差异(P＞0.05).Cr的各形态分布趋势为:残渣态＞铁锰氧化物结合态＞有机结合态＞可交换态＞碳酸盐结合态;Ni的各形态分布趋势为:残渣态＞铁锰氧化物结合态＞有机结合态＞碳酸盐结合态＞可交换态.重金属Cr为:不可利用态＞潜在可利用态＞可利用态;重金属Ni为:潜在可利用态＞不可利用态＞可利用态.研究表明土壤中重金属Cr和Ni的生物有效性和潜在生态危害性较大.     

土壤中重金属污染元素的形态分布及其生物有效性

不同形态的重金属有不同的生物有效性，对环境的危害程度也不一样。本文对土壤中的重金属的形态划分、形态分布与转化及其生物有效性的研究进展进行系统概述。     

小秦岭金矿区不同污染方式土壤剖面上重金属含量分布特征

小秦岭某金矿区由于矿业活动导致农田土壤重金属污染严重.本文选择了农业生产型、大气降尘型、河水灌溉型、矿业污水灌溉型、尾矿渣淋溶型等5类污染方式的典型土壤剖面,研究了垂向上重金属元素含量的分布特征、影响深度及程度.结果表明,不同污染方式条件下,土壤剖面上Hg、Pb、Cd、Cu、Zn综合污染程度以矿业污水灌溉型最为严重,且重金属淋溶下渗能力最大,其次为尾矿渣淋溶型.同一污染方式条件下,Hg的污染程度最为严重.60 cm深度内,污水灌溉土壤中Hg的含量均值为10.778mg·kg-1,其次是大气降尘型2.536 mg·kg-1和河水灌溉型1.766 mg·kg-1.所有土壤剖面上重金属元素不同程度累积污染超标深度达60 cm,因而仅仅采取就地深翻方式治理耕作层土壤污染,无法达到目的,这一结论为矿区耕作层土壤污染治理提供了科学依据.     

尾矿库尾砂及周边农田土壤重金属形态分布及其生物有效性

采用BCR(community bureau of reference)连续提取法对大宝山矿山槽对坑尾矿库尾砂和周边农田土壤重金属Cd、Pb、Cu和Zn的形态分布及其生物有效性进行了分析.结果表明.尾砂中Cd、Pb、Cu和Zn残渣态占绝对优势,占其总量的百分数均在85%以上.农田土壤中Cd、Cu和Zn都以残渣态为主,分别占其总量的60%、60%和90%以上,Pb以残渣态和可还原态为主,占其总量的93.44%.农田土壤重金属有效性较尾砂大,尾砂和农田土壤重金属生物有效性均以Pb为最高.     

夹皮沟金矿开采区土壤重金属污染潜在生态风险评价

以松花江上游夹皮沟金矿开采区为研究对象,采用Hakanson潜在生态风险指数法(The Potential Ecological Risk Index)对金矿开采区土壤中Hg、Cu、Zn、Pb、Cd、Cr、Ni等7种重金属元素进行单因子和复合生态风险评价.结果表明,研究区域内的土壤重金属含量明显高于当地土壤背景值,其中28个采样点的Hg平均潜在生态危害系数为464.6,达到极度生态危害程度,Cd平均潜在生态危害系数为140.8,达强度生态危害程度,其余元素均未达到轻度生态危害的上限标准,7种重金属平均潜在生态危害系数依次为Hg＞Cd＞Pb＞Cu＞Ni＞Cr＞Zn.同时,28个采样点平均潜在生态风险指数为637.6,属于很强生态危害,为最高级别,其中,7个采样点的潜在生态风险指数大于600,属于很强生态危害,8个采样点的潜在生态风险指数介于300和600之间,属于强度生态危害,其余为中度和轻度生态危害级别.在7种重金属元素中,Hg元素对区域生态风险的贡献率最高,是构成潜在生态风险的最主要因子.这与金矿开采以及长达190年的混汞提金工艺所带来的环境污染有关.     

土壤重金属污染的形态分析及生物有效性探讨

 土壤重金属污染已成为人们关注的全球性的环境问题之一,重金属生物有效性已成为污染生态学研究的前沿,污染土壤中重金属形态分析是土壤修复的关键所在。阐述了土壤重金属污染形态分析的研究进展,并对影响生物有效性的主要因素以及土壤重金属污染存在的问题进行了分析探讨,并指出了存在的问题和以后发展的方向,从而为重金属污染土壤经济、有效的修复提供理论依据。     

嘉陵江上游矿区河谷沉积物中重金属污染危害评价

【目的】研究嘉陵江上游矿区河谷沉积物中重金属污染危害程度,为土壤重金属修复治理提供科学依据。【方法】在嘉陵江上游矿区河道的源头、上游、中游、下游分别采集河道表层沉积物样品,并用火焰原子吸收法和原子荧光光谱法测定沉积物中重金属Pb、Zn、Cu、Cd、Cr、Ni、As含量。用污染负荷指数法和潜在生态危害指数法,评价嘉陵江上游矿区河谷重金属污染危害程度,探讨重金属含量与pH、有机质的相关性。【结果】从整体上看,研究区内重金属Pb、Zn、Cu含量变化明显,Cd、Ni、As、Cr含量变化较小。污染负荷指数法评价结果表明,河道源头未受到重金属污染,上游重金属污染达中等级别,中、下游重金属污染达强污染;单项重金属污染贡献排序为PbCdNiAsCuZnCr;采样区重金属污染程度大小排序为中游下游上游源头。重金属单项潜在生态危害程度排序为CdAsPbNiCrZnCu;综合潜在生态危害指数值(RI)为33.38~131.03;源头所受生态危害轻微,上、中、下游重金属的生态危害均达中等水平。相关性分析表明,pH值与沉积物中重金属Pb、Cu、As含量呈极显著相关。有机质的变化显著影响沉积物中重金属Zn和pH值的改变。此外,当有机质增高时显著影响重金属Pb、Cu、Cr、Ni在沉积物中的积累。【结论】嘉陵江上游矿区河道地段的重金属污染已对环境造成了污染与危害,并且会危害到下游居民生活,生态环境亟需修复治理。     

潼关县金矿排水沟周围土壤重金属研究

以潼关县李家金矿废水沟周围土壤及田地土壤为研究对象,测定土壤受重金属污染的种类及程度,以便确定重金属富集植物种类,建立人工湿地生态系统.结果表明:距排放点不同距离不同深度的土壤样品中As、Hg、Cd 3种重金属含量均超过国家土壤重金属含量的最高限值,其中,As最高含量达99mg/kg,Hg最高含量达为59mg/kg,Cd最高含量达132mg/kg;重金属Cu在土壤表层中的含量较高,而深层土壤中含量较低;金属元素Zn的含量均在国家土壤重金属含量的允许范围内;在所有土壤样品中均检测到放射性元素Rb,其含量为50～90mg/kg.     

安徽迪沟采煤沉陷区土壤和沉积物重金属特征及潜在生态风险评价

为了解迪沟采煤沉陷区重金属特征与污染状况,采集沉陷区23个土壤样本和35个沉积物样本,分析了铜(Cu)、锌(Zn)、铅(Pb)、镉(Cd)和砷(As)5种重金属的含量,并运用地累积指数法和潜在生态危害指数法评价了迪沟采煤沉陷区土壤沉积物和土壤重金属污染状况以及综合潜在生态风险。结果表明:土壤中As、Cd和Cu的含量高于背景值,沉积物中As、Cu、Cd、Pb的含量高于背景值;21.7%土壤样本中的Cd和80%沉积物样本中的As含量明显高于农用地土壤污染风险筛选值,但低于污染风险管制值;迪沟采煤沉陷区重金属含量整体表现为陆域低于水域、中部区域较高、东西部区域较低的特点。地累积指数评价结果表明,迪沟采煤沉陷区土壤和沉积物污染总体表现为未污染到轻度污染,主要污染物为As和Cd。潜在生态风险指数法评价结果表明,迪沟采煤沉陷区土壤和沉积物潜在生态风险低,重金属潜在生态危害依次为CdAsCuPbZn。研究表明,迪沟采煤沉陷区土壤和沉积物重金属总体生态污染风险较小,但不能忽视Cd和As的潜在污染风险。     

秦岭神安沟矿区沟道地表水和沉积物中重金属分布形态研究

为了探讨重金属在矿山水体环境中的富集规律,以秦岭神安沟矿区沟道地表水、沉积物中的重金属为研究对象,测试了各类重金属含量.并利用Tessier五步连续萃取法分析了沉积物中重金属的5种形态.旨在为该矿区环境恢复治理提供参考.结果显示,未受采矿活动影响的对照区地表水与沉积物均未检出Zn、Pb、Cd,对照区未受污染.受开采活动影响的上、中、下游地表水、沉积物受到Pb、Cd不同程度的污染,下游地表水Pb、Cd分别超标5.3倍、43.3倍,不符合农田灌溉用水水质要求;上、中、下游沉积物中重金属污染负荷指数均达Ⅲ级,沟道沉积物已受到严重污染.沉积物中重金属形态分布特征为:Zn、Cd以有机结合态所占比例最高,Pb以铁锰氧化物结合态所占比例最高,Zn、Pb的生物有效性高.由此得出下游地表水不适于灌溉.由于矿方目前已终止尾矿库淋滤水向沟道排放,沉积物中各类萤金属含量已趋于稳定,矿区神安沟地表水、沉积物重金属污染严重,亟需治理恢复.     

不同污染源对水稻土及水稻籽粒的重金属污染研究

为了解不同来源的重金属对土壤的污染程度及其在水稻中的累积特点,利用3种典型的提取剂对四个不同污染源地区水稻土中As、Cd、Cu、Zn的有效态进行提取,分析不同来源重金属的生物有效性差异及其主要影响因素,进而以土壤参数和重金属有效态含量为自变量,建立各地区水稻籽实中重金属含量的最优预测方程。结果表明,工业废水和污水灌溉源地区土壤中As和Cd的有效态含量较高,矿山废渣源地区土壤中Cu、Zn有效态含量较高。水稻籽实中重金属可以用重金属有效态及土壤参数进行预测,籽实Cd含量可以用Ca Cl2溶液提取态含量进行有效预测,而籽实As和Cu的含量可以用EDTA提取态含量进行有效预测,但籽实Zn的预测性较差。四个污染源地区中,污水灌溉源和矿山废渣源地区重金属的生物累积预测性较好。     

河北省玉米主产区土壤重金属污染水平调查研究

在大面积调查的基础上,通过现场调查取样、实验室检测、数据统计分析等,对河北省15县20.53万hm2玉米主产区土壤中重金属的污染现状进行了调查研究,结果表明:河北省玉米主产区域所监测的1 535个样点中,6个样点综合污染指数超过0.7,处于警戒限或轻污染等级,其他区域土壤质量良好,全部为清洁;根据河北省土壤重金属本底值和国家一级土壤环境质量标准评价,所监测的8种重金属在河北省玉米主产区均存在不同程度的污染累积现象;全省总污染面积占到了监测总面积的12.0%;不同重金属污染程度不同,不同县域污染程度不同。用综合污染指数法评价所监测的15个县,均存在污染等级处于警戒限和轻污染水平的土壤,其中警戒限水平的土壤面积占到了监测总面积的39.8%,轻污染水平的土壤面积占到了总面积的4.6%。     

上海市月浦工业区道路绿化土壤重金属污染状况及木本绿化植物中重金属的积累

采集上海月浦工业区的土壤样品和木本植物的叶片,通过ICP测定了样品中As、Cd、Cr、Cu、Pb和Zn的含量。运用单因子污染指数、内梅罗污染指数和潜在生态危害指数对该地区的土壤重金属污染状况进行了评估。结果表明,月浦工业区内63.9%的土壤样品重金属超过了背景值。其中Cr在共悦路和蕰川公路样地0~5cm土层中的单因子污染指数分别达到了4.46和2.92,处于严重污染和中等污染水平;其潜在生态危害指数分别为69.36和45.51,具有中等程度的潜在生态风险。园区中Cd虽未超过土壤三级标准,但是在园和路和共悦路0~5cm土层中的潜在生态危害指数分别达到了88.47和135.12,仍具有较严重的生态风险。在蕰川公路样地的0~5cm土层、以及共悦路和园和路深层土壤中Cd也具有中等程度的生态风险。而As、Cu、Pb和Zn均处于清洁水平,并且没有潜在的生态风险。在垂直分布上,重金属的含量、污染指数和潜在生态危害指数大体上表现出随土层深度增加而下降的趋势。通过分析叶片中重金属的含量,利用聚类分析评价了园区中15种木本植物的积累重金属的能力。结果发现,园区中无患子(Sapindus mukorossi)、火棘(Pyracantha fortuneana)、珊瑚树(Viburnum odoratissimum),构树(Broussonetia papyrifera)相较其他植物积累Cd的能力较强;而火棘(Pyracantha fortuneana)和无患子(Sapindus mukorossi)具有较强富集Cr的能力。     

基于Visual Modflow的西南矿区土壤地下水重金属污染评价

矿区地下水重金属污染评价是矿区土壤和地下水合理开发、利用和保护的一项基础性工作。以西南某矿山土壤地下水环境系统为研究对象,应用Visual Modflow软件,综合考虑矿区重金属污染特征、地下水固有的脆弱性、污染源荷载风险和污染危害性,模拟了矿区地下水流场和重金属在土壤地下水环境系统中运移的情况,为矿山土壤地下水重金属污染风险评价、管理和污染修复提供参考。     

某多金属矿周围牧区土壤重金属形态及环境风险评测

采集某多金属矿周围牧区土壤样品,分析土壤中含量相对较高的Cr、Cu、Ni、Pb、Sr、Zn的赋存形态,采用污染负荷指数法(PLI)、内梅罗综合指数法、风险评价编码法(RAC)和聚类分析比较探讨该矿区周围土壤重金属污染程度。结果表明,该区域土壤中大部分重金属含量都超过了对照土壤背景值。PLI与内梅罗综合指数法分析显示,该矿区周围土壤处于被污染状态,重金属元素污染程度顺序为ZnCuNiCrSrPb。赋存形态分析表明,重金属的主要形态是残渣态,其中Sr的可交换态(4.99%~42.11%)和碳酸盐结合态(4.05%~41.10%)所占百分比最高,Cu和Ni的有机结合态明显高于其他元素。RAC结果显示Sr处于高风险,Cu、Ni、Pb和Zn基本处于中低风险,Cr基本处于无风险等级。重金属非残渣态聚类分析结果表明,该区域土壤中重金属非残渣态可分为两个集群,分别是Ni、Pb、Cu、Cr以及Zn、Sr,其中Sr和Zn环境污染风险最大。以上结果表明该地区已受到一定程度的污染,并且存在继续污染的风险,应该加强该地区金属矿开采和尾矿的管理和监督。