上海嘉定区表土磁性强度的空间分异及环境指示意义

在上海嘉定区,按土地利用方式的多样性和空间分布的均匀性,采集31个表土(0～5 cm)样品,分析表土磁化率(χlf)和重金属元素(Cu、Zn、Pb、Cd、Cr、Mn)含量。结果表明:表土χlf普遍增强,且空间分异很大,变幅在35.1×10-8～1 676.9×10-8m3kg-1,平均值为177.9×10-8m3kg-1。表土磁化率随土地利用方式的不同呈现出显著差异,总体看:工业土壤>马路绿地>农耕土壤>林地土壤。表土磁性的增强与重金属元素的累积有密切联系:表土χlf与Zn、Cr、Cd的含量呈极显著正相关(p<0.01);表土χlf与重金属综合污染指数呈显著正相关(p<0.05)。嘉定表土磁性特征的研究进一步表明,磁学方法可作为监测和评估上海土壤重金属污染的有效手段。     

上海宝山不同功能区表土磁化率特征及对重金属污染的指示作用

以上海宝山区为例,开展表土磁化率与其重金属含量相关性研究。根据研究区域土地功能特征,选取工业区表土、公路边表土、居民区表土和农田表土(0~5 cm)作为研究对象,共采集80个样品,进行磁化率和重金属元素(Fe、Zn、Cr、Ni、Mn、Cu、Pb和Cd)含量分析。结果表明,宝山各功能区表土多数重金属含量和磁化率,均不同程度地超出上海土壤背景值。其中,工业区表土重金属Zn、Cr、Pb元素含量以及公路边表土Zn、Pb、Cd元素含量均超出上海土壤背景值的4倍以上,且空间分异性较大。工业区和公路边表土磁性增强显著,且空间变异性大。工业区表土磁化率与Zn、Mn、Pb和Cd含量呈极显著正相关(P0.01);公路边表土磁化率与Zn、Cr、Mn、Cu、Fe2O_3含量呈极显著正相关(P0.01)。表明受工业和交通影响的表土,其磁化率对重金属污染有很好的指标作用。居民区和农田表土的磁化率,只与个别重金属元素呈显著相关,表明以土壤磁化率来指示重金属污染会受到土地利用方式及周边环境等因素的限制。     

上海市杨浦区表土重金属污染的磁学响应

[目的]揭示上海市杨浦区土壤重金属污染情况,为环境磁学在城市表土重金属污染的应用提供科学依据。[方法]结合磁学方法与传统化学方法,对杨浦区5个功能区内的17个表土样品进行磁学特征和重金属浓度的分析。[结果]杨浦区表土磁化率值平均值为2.42×10~(-6) m~3/kg,磁性特征以低矫顽力的亚铁磁性矿物为主导,颗粒较粗。除频率磁化率外,磁学参数整体呈现工业区与交通区值较高的特点;重金属Zn,Pb,Cu,Cr浓度值高于背景值,且高值集中在工业区、交通区、居住区,污染负荷指数(PLI)的值为1.962,属于轻度污染。除工业区外,各功能区之间重金属含量与磁学参数的相关性较好(p0.05),磁化率(χlf)、饱和等温剩磁(SIRM)、硬剩磁(HIRM)对杨浦区表土重金属含量有良好的指示作用。[结论]环境磁学方法可以快速简便地提供城市污染信息。     

上海农田土壤重金属含量的空间分析

土壤环境中的污染物积累及其在食物链中的迁移转化是影响食品安全的重大科学问题。重金属污染因滞留持久、高富集等特性,易于通过食物链进入农产品中,影响农产品质量安全,危害人类健康[1,2]。因此,针对农田土壤中的重金属累积状况进行调查和评价,已是国内外广泛关注的问题。近年来,前人分别从不同的角度对土壤重金属空间分布特征进行了研究。从研究区上看,城乡结合部是土壤重金属污染研究的热点区域[3,4],如Zhao等[3]研究了无锡城市边缘区土壤重金属累积与空间分布特征。从研究尺度上看,Facchinelli等[5]从宏观尺度上研究了意大利Piemonte地区农田重金属污染的空间分异特征;刘付程等[6]从县域     

青藏高原表土磁化率空间分布特征及影响因素

土壤磁化率是古环境重建的常用代用指标，对表土磁化率与现代环境的关系研究有助于理解磁化率产生差异的原因。当前，区域尺度上土壤磁化率变化成因认知的缺乏限制了磁化率作为古环境重建重要代用指标的精准应用。本研究系统调查了青藏高原的254个样点表层(发生层A层)土样，测定土壤磁化率和其他土壤属性，结合母质、气候、地形和植被等数据，阐明青藏高原地区土壤磁化率空间变化特征，及其主要影响因素。结果表明：(1)不同母质类型之间，表层土壤磁化率(χlf)无显著差异，百分频率磁化率(χfd%)差异显著，黄土和砂页岩风化物>冰碛物和结晶盐风化物，其他母质类型之间无显著差异；不同土地利用之间，表层土壤χlf无显著差异，χfd%差异显著：森林和旱地>草地>荒地。(2)各因子对土壤磁化率影响，植被>理化性质>地形>母质。(3)空间分布上，东南部的χlf和χfd%均显示较高值。χlf空间分布呈由东南向西北降低的趋势，高值区位于东南部边缘，低值区位于腹地。χfd%空间分布规律与χlf相似，高值区位于东部偏南，低值区位于西部。此外，χlf和χfd%的空间分布规律与青藏高原植被分区相吻合。因此，磁化率能更好地指示植被空间分布。     

城市不同功能区土壤重金属分布初探

在城市生态系统中,城市土壤重金属积累状况对城市绿地建设、城市区域环境质量及人类健康都有十分重要的影响[1]。国外研究证明城市土壤中重金属元素已有不同程度积累[2～6]。我国也有这方面的研究报道,但这些研究大都集中在研究重金属含量和单个污染物污染程度方面[7～10],一些     

区域尺度的城市灰尘重金属分布

根据47个城市的灰尘重金属Cd,Cr,Cu,Hg,Pb,Zn,Ni的监测资料,分析了重金属在区域尺度的分布规律。结果表明,灰尘重金属浓度分为5个等级,并在1～4倍的标准差内变化,在空间上呈西高东低,南高北低,自西南向东北减少的特征。各地区灰尘重金属含量依次呈：西南〉西北〉华南〉华东〉华北〉华中〉东北,且某些元素的空间分布还与我国阶梯地势相吻合。自然背景和人类活动都是重要的影响因素,前者对华北、华中和东北地区影响较大,后者对西北、西南和华南地区作用程度较高。另外,各重金属元素受人类活动的作用强度也不同,受影响强度依次呈：Cd〉Hg〉Zn〉Pb〉Cu〉Ni〉Cr。     

城市河流淤泥中重金属释放规律的研究

研究了哈尔滨何家沟淤泥中Cu、Pb、Zn、Cd释放的动力学过程及其影响因素,并用二级反应动力学等方程对其进行描述。结果表明,二级反应动力学方程拟合效果最好(r>0.9,n=17,p=0.001),释放速率为Cd>Zn>Cu>Pb,最大释放量为Zn>Cu>Cd>Pb,释放程度为Cu>Zn>Cd>Pb。影响因素实验结果显示,pH值对重金属的释放影响最大,而温度、盐度、泥水比的影响相对较小,且随着温度、盐度、泥水比的升高,淤泥中重金属的释放量呈增加趋势。     

关中盆地表土重金属空间分布特征

以关中盆地表土重金属为研究对象,结合样品实测数据,通过ArcGIS普通克里金空间插值及数理统计分析,研究关中盆地表土重金属(Cu、Zn、Pb、Cr、As、Ni)空间分布特征及其与土地利用、城市化进程和地貌之间的关系。研究结果表明:(1)关中盆地表土的Cu、Zn、Pb、Cr、As、Ni平均含量分别为29.85,82.40,30.90,65.29,11.78,30.16mg/kg。(2)由南向北,南部地区重金属含量总体高于北部,但As含量南部低于北部。Cu和Zn、Cr和Ni空间分布特征具有较强的相关性。(3)在不同地貌部位,秦岭北麓山谷重金属含量最高,丘陵最低,平原、黄土塬沟谷居中。(4)从城乡分布看,城市化进程明显影响土壤重金属的空间分布特征,城市城区为重金属空间分布的高值区,由此向周边辐射(例如:宝鸡、咸阳、西安、铜川,但渭南市除外),Cu、Zn、Pb、As均表现出由城区经城乡结合带向乡村衰减的过程,Cr城乡结合部乡村城区,Ni乡村城乡结合部城区。(5)从土地利用类型看,在城市,Cu、Zn、Pb、Ni含量,庭院绿地道路绿化带广场绿地,Cr道路绿化带庭院绿地广场绿地,As庭院绿地广场绿地道路绿化带;在乡村,Cu、Zn、Cr在菜地含量最高,Pb在林地最高,As、Ni在农田最高;Cu、Pb、Cr在果园含量最低,Zn在农田最低,As、Ni在菜地最低。     

开封市城市土壤磁化率空间分布及对重金属污染的指示意义

建立基于土壤磁化率的重金属污染等级标准可为土壤重金属污染评价提供更为简便的磁学方法。采集开封市城市土壤表层样品99个,测定As、Cd、Cr、Cu、Ni、Pb和Zn含量以及低频磁化率(χLF)和高频磁化率(χHF)。采用普通Kriging插值法探讨χLF的空间分布,污染负荷指数(PLI)评价土壤重金属污染程度,并在PLI与χLF相关分析的基础上建立了基于χLF的土壤重金属污染等级标准。结果表明,开封市城市土壤各样点7种重金属的平均PLI为2.53,呈中度污染,Cd是最主要的污染因子。土壤χLF平均值为125.7×10-8m3kg-1,总体上由东南向西北递减,高值区出现在东南部、老城区北部和陇海铁路沿线附近。各样点土壤重金属PLI与其χLF的回归方程为PLI=0.011χLF+0.320(r=0.663),呈极显著正相关(p0.01)。用土壤χLF可以评价开封市城市土壤重金属污染程度:当土壤χLF≤62×10-8m3kg-1时,为无污染;当62×10-8χLF≤153×10-8m3kg-1时,为轻度污染;当153×10-8χLF≤244×10-8m3kg-1时,为中度污染;当χLF244×10-8m3kg-1时,为强度污染。     

合肥大兴地区土壤重金属含量的空间分布特征

运用地统计学方法对合肥大兴镇地区土壤重金属含量的空间结构特征进行了定量描述,并探讨了研究区域内重金属空间结构的主要影响因素。结果表明:研究区域土壤中Cu、Pb、Zn、Cd、As、Hg等6种重金属元素的实验变异函数理论模型拟合效果较好。六种重金属具有明显的空间变异性,受人为影响较大。研究区内众多的工矿企业及农业活动是造成重金属累积的主要原因。同时,研究区存在重金属元素混合污染的潜在危害。     

上海市区街道灰尘重金属污染研究

对上海市区街道灰尘重金属的分布特征、赋存形态及其生物有效性进行了研究,结果表明,市区街道灰尘中Pb、Cu、Ni和Zn的平均含量分别为264、182、86和673 mg kg-1,远高于上海市土壤环境背景值;重金属含量空间分布差异较大,Cu、Pb和Zn污染中心区主要位于商业区和内环线附近,Ni污染中心区主要位于外环线附近;市区街道灰尘中Pb主要以铁锰氧化物结合态存在,Cu主要以有机物结合态存在,Ni主要以残渣态和铁锰氧化物结合态存在,Zn主要以残渣态存在;其生物有效性表现为:Ni≈Pb>Zn>Cu。     

上海市老港垃圾填埋场潮滩重金属污染及评价研究

以上海市老港垃圾填埋场潮滩为例,研究了沉积物中重金属的分布特征,并采用化学法和潜在生态危害指数法评价了潮滩重金属的污染状况及其潜在生态危害,以期为保护潮滩环境以及利用潮滩进行垃圾渗滤液的净化提供科学依据。结果表明,受垃圾渗滤液排放和生物活动影响,老港潮滩表层沉积物中重金属(除Cu外)的含量在向海向上均表现为:高潮滩>低潮滩>中潮滩;Cr和Zn的含量在氧化池排污口处明显高于其它排污口,而Pb的含量在自然排污口处最高;老港潮滩沉积物受到一定程度的重金属污染,以Zn的污染最为严重,由这4种元素造成的潜在生态危害是中等的,其中,Cu和Pb的毒性贡献最大。     

襄阳古城表层土壤重金属污染特征研究

采集到襄阳古城71个表层土壤样品,测定了其中As、Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb和Zn等8种重金属含量,用反距离加权插值法分析了重金属分布特征,用地累积指数和潜在生态风险指数进行了污染评价,并用主成分和聚类分析探讨了重金属污染来源。结果表明:襄阳古城表土样品中Hg的平均含量为1.04±1.10 mg kg~(-1),富集最为显著(可达70倍于背景值),其高浓度分布基本与居民区、污水处理厂、垃圾转运场以及人口密集区重合;Cd、Zn、Pb的平均含量分别为0.46±0.15 mg kg~(-1)、160.5±62.97 mg kg~(-1)和46.8±17.34 mg kg~(-1),也发生富集(可达数倍于背景值),高值总体沿NW-SE向分布,且三者的高值分布区域基本重合,指向交通繁忙地点;其它几种元素未明显富集。Hg总体出现中度至重度污染(I_(geo)平均2.52),达到了极高生态风险级别(潜在生态风险因子E_i平均519);Cd总体出现轻度至中度污染(I_(geo)平均0.77),达到较高生态风险级别(E_i平均80.65);Cu、Pb、Zn无污染至轻度污染(I_(geo)<1),As、Cr、Ni无污染(I_(geo)<0),它们为低生态风险级别(E_i<40);8种重金属总体达到了高生态风险级别(RI平均633)。襄阳古城表土样品中Hg主要来自垃圾和污水处理、燃煤等,Cd、Zn、Cu和Pb具同源性应主要源自交通和燃煤,As可能源自农药施用,Cr和Ni具同源性主要为自然来源。     

上海宝山和青浦区表土磁性特征的差异及环境指示意义

分别在上海宝山区和青浦区设置49和36个监测点,对表土磁化率(χl)f和主要重金属污染元素含量进行比较研究。结果表明:宝山表土Cu、Zn、Pb、Cd、Cr、Mn和Ni的平均含量分别为31.2、194.1、140.8、0.55、85.5、805.7和36.5 mg kg-1;青浦区表土平均含量分别为39.7、128.8、38.5、0.36、62.4、567.2和34.7 mg kg-1。宝山表土重金属污染程度普遍高于青浦,尤其是Pb、Cd、Zn含量显著高于青浦。宝山表土χlf显著增强,平均为180.1×10-8 m3 kg-1,且区域分异性较大,变异系数达110.4%;青浦表土χlf平均为32.7×10-8 m3 kg-1,变幅为10.4×10-8~117.5×10-8 m3 kg-1,变异系数为75.5%。宝山表土χlf与Cu、Zn、Pb、Cr、Mn、Ni、Fe含量存在极显著正相关关系(P<0.01);但青浦表土χlf仅与Zn、Mn(P<0.01)、Cu(P<0.05)显著相关。两区表土磁性特征、重金属累积以及两者相关性的差异,与不同的土地利用方式有关。尤其是青浦稻田土壤磁性弱,是该区χlf与重金属含量相关程度较低的重要原因。     

上海市区公园土壤重金属含量及其污染评价

通过对上海市区44个公园土壤重金属含量的调查,发现市区公园表层土壤Pb、Zn、Cu和Cr的平均含量分别为55.1mg kg-1,198.5 mg kg-1、44.6 mg kg-1、77.0 mg kg-1。以上海土壤背景值为标准,用内梅罗指数法综合评价上海市区公园土壤重金属污染状况为:绝大部分公园为轻污染,9个为中度污染,7个达重度污染。通过对公园土壤重金属含量的空间分析发现:内环线附近公园土壤Pb、Zn和Cu的平均含量最高,Cr的平均含量以内外环线之间公园为最高。上海市区公园较严重的重金属污染可能来源于交通和工业污染,与公园建成时间无显著性相关。     

贵阳市耕地土壤重金属分布特征及评价初步研究

对贵阳市4郊区1市3县耕地土壤重金属As、Pb、Cd、Cr、Hg污染现状进行了调查和分析。结果表明:土壤中重金属含量在地区内及地区间差异都较大,除Cr外,As、Pb、Cd、Hg富集度较高;1市3县是贵阳市主要工业区,土壤属轻度污染,明显高于4郊区;Cd元素污染十分突出,其次是Hg和As。分析认为磷化工、煤化工及铁合金等工业与之密切相关,需进一步深入研究。     

某有色冶炼场地浅层土壤重金属空间变异规律与分布特征

以某历史遗留有色金属冶炼堆渣场地为研究对象,按照网格法分别在0~20 cm、20~50 cm深度处采集土样,综合经典统计学与地统计学方法,研究场地周边浅层土壤特征污染物Zn、Cd的空间变异规律与分布特征。经典统计学分析结果表明,浅层土壤Zn、Cd含量普遍远超于当地背景值,均属中等空间变异性,服从对数正态分布,Zn与Cd之间存在极显著的正相关性,推测其迁移影响因素具有相似性;采用地统计学方法并借助Arc GIS与Surfer软件分别预测浅层土壤不同深度Zn、Cd空间分布特征,结果表明,0~20 cm处Zn空间相关性较弱且分布不均匀,其空间变异性主要是由降水淋溶渣堆或携带松散废渣沿西北侧较高地势向东南侧地势较低处流动引起;0~20 cm处Cd空间相关性中等,其空间变异特征是由于Zn与Cd的竞争吸附增强了Cd的迁移性所导致的;20~50 cm处Zn、Cd空间相关性均较强且分布均匀,表明浅层低渗透性粘土的阻滞作用显著降低了Zn、Cd含量,而地层岩性、成土母质等自然环境因素对污染物分布影响更大。上述结论可为场地地下水重金属的污染风险评估与污染控制等提供理论依据。