大冶龙角山矿区农田土壤重金属形态分布及其来源

为研究大冶龙角山矿区某溪流段沿岸农田土壤基本理化性质和重金属分布情况,采用Tessier五步连续提取法提取并测定土壤中Mn、Cu、Zn、Pb、Cr、Ni和Cd 7种重金属的形态与含量,并分析了重金属含量与土壤Fe和S含量之间的相关性。结果表明:所有重金属在大部分取样点总含量均超出湖北省土壤背景值;Cu和Cd总含量超过土壤环境质量三级标准(GB 15618—1995)限值,Zn、Pb、Cr和Ni符合土壤环境质量二级标准;Mn、Cu、Zn、Pb、Ni和Cd均以残渣态和铁锰氧化物结合态为主,Pb、Cr和Cd存在一定比例的可交换态。矿山矿石组分主要为黄铁矿和黄铜矿,且Mn、Cu、Zn、Pb和Cd的铁锰氧化物结合态、残渣态以及总含量的分布均与土壤Fe和S含量分布表现出较好的正相关关系,表明硫化物矿物开采引发了重金属Mn、Cu、Pb、Zn和Cd在该矿区农田土壤中的累积与污染。     

太原市小店区污灌土壤重金属形态分布特征

在太原小店污灌区,采用田间试验,系统研究了污灌土壤中不同形态重金属Pb,Cr,Cd的含量和在1 m土壤中的垂直分布规律,以及玉米、小麦和大豆对Pb,Cr,Cd的吸收分布特性。结果表明,试验区土壤中全量Pb,Cr,Cb含量均为太原市环境背景值的2~5倍;Tessier法浸提态Pb,Cr,Cb含量均随土壤深度增加而逐渐减少,种植玉米、小麦和大豆对其分布规律没有影响;污灌土壤中Pb和Cr以残渣态为主,Cd以有机物结合态和铁锰氧化物结合态为主。     

外源镉铅铜锌在土壤中形态分布特性及改性剂的影响

采用盆栽、田间试验及连续浸提分组方法，研究了外源Cd、Pb、Cu、Zn在土壤中的形态分布规律及石灰 钙镁磷肥施用对重金属形态分布的影响。研究结果表明，原状土中Cd主要以有机结合态为主，外源Cd污染土主要以残渣态和交换态为主。原状土中Pb、Cu、Zn主要以残渣态为主，而外源重金属Pb、Cu、Zn在土壤中主要以铁锰氧化物结合态为主。外源重金属土 石灰和钙镁磷肥后使土壤中的交换态Cd、Pb、Cu、Zn下降，而碳酸盐结合态Cd、Pb、Cu、Zn含量增加。pH提高，使土壤重金属的有效态含量下降，pH降低使重金属有效态含量增加。     

包头公园土壤重金属形态分布特征及环境意义

选取包头市区4个有代表性公园分别采集表层土样,测定重金属含量。结果显示,重金属富集非常明显。Cu、Zn、Pb和Cd的含量分别是内蒙古土壤均值的2.9、6.2、2.1和4.9倍;全国土壤几何平均值的1.2、4.4、1.9和2.4倍。相对于北京公园土壤,包头公园土壤Pb含量略低,Zn、Cu和Cd含量分别是北京公园土壤均值的3.7、1.2和1.5倍。重金属富集程度依次为Zn〉Cu〉Pb〉Cd。采用Tessier的五步连续提取法,测定了土壤中重金属各形态含量水平。结果表明,重金属大都以有机结合态和残留态形式存在,有效态含量低,生物可利用性小。Zn的可交换态和碳酸盐结合态占总量的11%,具有一定的生物有效性和潜在生态危害性。     

不同有机物料对滩涂土壤重金属含量及有效性的影响

沿海滩涂是重要后备耕地资源,但新围垦滩涂并非农用耕地,须投入大量有机物料加以熟化改良。实施大面积滩涂土壤改良过程中,廉价有机物料的来源及其重金属含量成为新围垦滩涂土壤改良的限制因素。采用生活污泥、牛粪及中药渣3类有机物料改良新围垦滩涂土壤,对改良过程中滩涂土壤的重金属含量及黑麦草对重金属的吸收进行比较研究。结果表明,施用牛粪、中药渣对滩涂土壤全量Mn、Zn、Cu、Ni、Cd、Pb均无显著影响。施用牛粪增加了滩涂土壤有效态Cu、Zn、Ni、Cd的含量,施用中药渣使得滩涂土壤有效态Ni、Cd含量稍有上升。施用生活污泥增加了滩涂土壤全量Cu、Zn;随着污泥施用量的增加,滩涂土壤有效态Mn、Zn、Cu、Ni、Cd、Pb的含量均呈上升趋势,其中有效态Mn含量上升幅度较小,其余重金属有效态含量上升幅度均较大。施用牛粪、中药渣对黑麦草地上部和根系重金属含量均无明显影响。施用生活污泥增加了黑麦草地上部重金属(Mn、Zn、Cu、Ni、Cd和Pb)含量;随污泥施用量的增加,根系Mn、Zn、Cu、Ni含量呈先上升后下降趋势,Cd和Pb含量呈上升趋势。施用生活污泥后在滩涂土壤上种植的黑麦草植株各重金属的含量均未超标,但应用生活污泥改良滩涂土壤过程中的重金属环境安全性问题,仍值得深入研究。     

八一锰矿恢复区(茶园)土壤重金属污染特征研究

通过对八一锰矿区茶园恢复区土壤重金属全量及其形态分布进行分析,结果表明,土壤中Cu、Zn、Mn、Pb、Cd、Al 6种金属的含量均高于广西土壤背景值;其中Cd在土壤中含量较高,但主要以残渣态为主,不利于植物吸收利用;Cu、Zn、Al元素也以残渣态为主;Mn、Pb则主要以铁锰结合态与残渣态为主。采用单因子指数法和内梅罗综合污染指数法对土壤进行评价,结果显示,Cd是茶园土壤中主要的污染因子,Pb、Zn、Cu均未对茶园土壤造成污染。综合污染指数的范围为5.26~5.57,土壤达到重污染等级。这主要是Cd对综合污染指数贡献率大造成的。     

绿洲土Cd、Pb、Zn、Ni复合污染下重金属的形态特征和生物有效性

通过模拟基于干旱区绿洲土壤Cd-Pb-Zn-Ni复合污染下的油菜盆栽试验,采用Tessier五步连续浸提法探究了重金属复合污染对油菜生长的影响及其各形态的转化归趋和生物有效性.结果显示,随着Cd-Pb-Zn-Ni复合胁迫水平的升高,油菜的干重先增加后减小,根系的生长由促进作用转变为抑制作用;对照土壤中4种重金属元素均以残渣态为主要赋存形态,可交换态的含量均很小;随着外源重金属的添加,油菜种植土壤中4种重金属元素的各形态含量随之增加,Cd、Pb、Zn的可交换态和Ni的碳酸盐结合态对外界胁迫响应强度最大,Cd、Pb、Zn、Ni的活性增加,且Cd、Pb的主要赋存形态迅速转变为碳酸盐结合态和铁锰氧化态,Zn的主要赋存形态由残渣态和碳酸盐结合态过渡到碳酸盐结合态和铁锰氧化态,Ni的主要赋存形态为碳酸盐结合态;Cd、Zn在茎叶中的含量大于根系,Pb、Ni反之,油菜能将Cd、Zn更多的运输至茎叶,Pb、Ni则主要积累在根系;油菜茎叶吸收Cd和油菜各部位吸收Zn的主要贡献形态为可交换态,根吸收Cd的主要贡献形态由可交换态转变为有机结合态,根吸收Pb和油菜各部位吸收Ni的主要贡献形态为碳酸盐结合态.     

安徽沿淮粮产区小麦与根系土重金属含量特征及影响因素

【目的】为地方耕地质量保护、小麦安全生产及农业种植结构调整提供依据。【方法】通过系统采集小麦籽实与根系土样品,分析根系土中重金属含量特征、赋存形态与小麦籽实重金属富集特征。【结果】小麦籽实与根系土中重金属含量低于食品与土壤中污染物含量的安全限值。根系土中As、Pb以残渣态为主,Hg以腐殖酸态、残渣态及强有机结合态为主。土壤中铁锰氧化态与残渣态Pb、腐殖酸态与残渣态Hg、残渣态As及铁锰氧化态Cd均与其全量呈正相关。离子交换态Pb、强有机结合态Hg及腐殖酸态As均与土壤pH值呈负相关。离子交换态As、碳酸盐结合态Cd均与土壤pH值呈正相关。全量Pb、Cd及Hg、腐殖酸态As与Hg均与土壤有机质呈正相关。小麦籽实对不同重金属的富集能力差异显著,其中以富集Zn的能力最强。小麦籽实中Zn含量受土壤Zn全量制约明显,Cd含量明显受土壤pH值与有效态Cd控制,Hg、Cr受土壤有机质是影响显著。【结论】研究区土壤和小麦籽实中重金属含量低于土壤与食品中污染物含量的安全限值。土壤中As、Pb以残渣态为主,Hg以腐殖酸态、残渣态及强有机态为主。土壤中各形态重金属含量明显受土壤pH值、有机质及其全量制约。小麦籽实从土壤中吸收富集不同重金属的能力差异显著,其中以富集Zn的能力最强,Zn的吸收富集强度明显受土壤Zn全量控制。     

鄱阳湖湿地土壤中Cu Zn Pb Cd的形态研究

针对乐安河上游铜矿开采带来的鄱阳湖湖体东部重金属污染的问题，采用Tessier法对鄱阳湖湿地土壤中Cu、Zn、Pb、Cd的化学形态以及重金属形态与植物富集的相关关系进行了研究。结果表明。鄱阳湖土壤中Cu、Pb、Zn主要以有机结合态和残渣态为主，水溶态和交换态等生物有效性态含量很少。Cd的水溶态、交换态和铁锰氧化物态较其他元素高。相关分析和偏相关分析均显示植物中重金属含量与其生存环境中的重金属含量直接相关．植物对重金属的富集能力表现出Zn〉Cu〉Cd〉Pb的趋势。     

百色不同功能区土壤重金属形态分布及其生态风险评价

在百色城区及周边县城选择城市中心区、矿区和工业区采集土壤,分析其重金属元素(As、Cd、Cr、Cu、Mn、Ni、Pb和Zn)的含量及存在形态.结果表明,城市中心区土壤的重金属含量处于无污染水平,属于轻微生态危害程度;而工业区和矿区土壤的重金属含量超出百色土壤背景值,污染较严重,属于极强生态危害程度,其中Cd对土壤RI的贡献最大.不同功能区土壤重金属的分布形态特征既有相似性又有差异性.城市中心区、工业区与矿区土壤中,Cd的可交换态含量较高,占总量的18.2％～29.5％;Mn则主要以铁-锰氧化物结合态和残余态的形式存在;其余重金属元素(As、Cr、Cu、Ni、Pb、Zn)以残余态为主,占总量的70％以上.     

纳米羟基磷灰石钝化修复重金属污染土壤的稳定性研究

为评估纳米羟基磷灰石(Nano-hydroxyapatite,NAP)钝化修复重金属污染土壤的稳定性,采用一次性添加不同用量(0.5%、1%、2%,W/W)的NAP进行水稻盆栽试验,研究了一年和三年后土壤性质、有效态重金属(Cd、Cu、Zn、Pb)含量和水稻体内重金属含量的变化。结果表明:不同NAP施用量下土壤p H值在第一年和第三年分别显著提高了0.71~1.24和0.60~1.16,年际间p H提高幅度的差异较小,表现出较好的稳定性;第三年土壤中有效态Cd、Cu和Zn含量与对照相比降幅(62.7%~96.5%)要显著低于第一年(66.6%~98.4%),而有效态Pb含量的降幅(百分比)则略有提高,表明随着时间的延长,NAP固定土壤Cd、Cu和Zn含量的能力有所减弱,而对Pb的固定能力有所增强。添加NAP显著降低了水稻根中的重金属含量和糙米中Cd含量,糙米中的Pb、Cu和Zn含量也有所降低。糙米中重金属含量与土壤中有效态重金属含量呈正相关关系,表明NAP通过降低土壤有效态重金属来降低重金属在水稻籽粒中的累积。     

畜禽粪便有机肥中重金属在不同农田土壤中生物有效性动态变化

通过石灰性和酸性土壤施用鸡粪和猪粪并预培养不同时间,采用生物盆栽试验方法研究了不同畜禽粪便有机肥中重金属的生物有效性差异及其随培养时间的动态变化。试验结果表明,石灰性和酸性土壤上施用鸡粪和猪粪后6个月内,鸡粪和猪粪中Cu、Zn、Cd的生物有效性显著低于等量重金属无机盐或与之相当。鸡粪中Pb的生物有效性也显著低于等量Pb无机盐,猪粪中Pb的生物有效性前5个月显著低于等量Pb无机盐,6个月时则显著高于等量Pb无机盐。2种土壤施用鸡粪和猪粪后的不同时间段,畜禽粪便有机肥中Cu、Zn、Cd、Pb的生物有效性也存在显著性差异;在施用后6个月内呈现先下降后上升的规律,施用后2个月时生物有效性最低,为等量相应重金属无机盐的3.4%~47%。     

基于小流域尺度的矿区农田土壤重金属源解析

为定性定量分析浏阳七宝山矿区耕地土壤重金属污染来源及源贡献率,以农业小流域为研究尺度,基于GIS网格布点法共采集了60个0～20 cm耕层土壤样品,测定其Cd、As、Fe、Mn、Cu、Zn和Pb的含量及pH值,并综合运用地统计、多元统计和正定矩阵因子分析（PMF）模型等方法对小流域耕地土壤典型重金属污染元素进行定量源解析。结果显示：Cd、As、Cu、Zn和Pb的均值分别是湖南省土壤背景值的10.0、2.1、4.5、2.0倍和4.8倍,且超过农用地土壤污染风险筛选值（除As外）;多元统计分析将7种元素分成3大类,第一类为Fe和Mn,第二类为As和Pb,第三类为Cd、Cu和Zn;PMF模型解析出7种重金属均受到干湿沉降和历史上污水灌溉的影响,此外,Fe和Mn主要由成土母质控制,Cd、Cu和Zn主要源于矿冶活动（尤其是Cd）,As和Pb则主要来源于农药化肥和交通运输。研究表明,流域内耕地土壤重金属污染的主要来源是人类活动,包括工农业活动和交通运输。     

重金属Cu Pb Zn Cr Cd在土壤中的形态分布和转化

采用室外小区隔离实验方法,研究了外源可溶性重金属进入水稻土土壤(乌栅土)后的形态分布及其形态随时间的转化。结果表明,外源可溶性重金属进入土壤后迅速向各个形态转化,可溶态重金属的浓度进入土壤后迅速下降;交换态和碳酸盐态重金属浓度先微弱上升,然后迅速下降;铁锰氧化态重金属浓度先上升,在烤田期达到最大值,然后迅速下降,成熟期时又微弱上升;有机态重金属浓度不断上升;残渣态重金属变化不大。     

Effects of Land Use on Heavy Metal Accumulation in Soils and Sources Analysis

Heavy metal accumulation and its influential factors were studied in the different land use soils, which would provide a theoretical basis for controlling the content of heavy metals in soils. To identify the effects of land use on the accumulation of heavy metals in soils, 148 soil samples were collected from four land use patterns including greenhouse field, uncovered vegetable field, maize field, and forest field in Siping area of Jilin Province, China, and Cr, Ni, Cu, As, Cd, Pb, and Zn contents of those samples were determined with ICP and ICP-Mass. The result showed that there was a rather large difference in effects of the accumulation of Cr, Ni, Cu, As, Cd, and Zn in soils under different land use patterns, except Pb. Based on the assessment which compared with background concentrations in soil, the higher accumulation of heavy metals was found in greenhouse and uncovered vegetable field, much less in maize field and forest field. The mean contents of heavy metals in soils from high to low were arranged in order of greenhouse field, uncovered vegetable field, maize field, and forest field. Cd and Cu had relatively serious accumulation in soils compared to Cr, Ni, As, and Zn. The mean content of Cd in greenhouse field was 0.467 mg kg-x,which exceeded the grade II of the Chinese Soil Quality Criterion GB15618-1995 （6.5 〈pH〈7.5） for Cd standard of 0.3 mg kg^-1, while it was 5.2 times of Cd standard in the forest fields. The mean contents ofCr, Ni, Cu, As, Pb, and Zn in soils under four land use patterns were lower than the grade II of the Chinese Soil Quality Criterion. Compared with the soil cultivated years, the agricultural chemical compounds and manures application, especially the quality and quantity of applied fertilizer was one of the main reasons for leading to different accumulation of heavy metals in soils under the studied land use patterns. The accumulation of heavy metals, such as Cr, Ni, Cu, As, Cd, and Zn in soils was significantly affected by land use patterns, among them the accumulation of heavy metals in greenhouse soils was higher than others. It is suggested that the application of chemical fertilizer, organic fertilizer, and pesticides with high contents of heavy metals should be avoided to prevent the accumulation of heavy metal and keep high quality soils for sustainable use.     

安徽铜陵矿区优势植物的重金属富集特性研究

调查了安徽省铜陵宝山矿区自然植被,记录了11种植物,优势度较高种分别为鸭跖草、酸模、空心泡,并分析了以上3种优势植物和相关土壤中重金属Zn、Mn、Pb、Cd、Cr、Fe、Cu的含量,研究了优势植物体的重金属富集特性。结果表明,3种植物对重金属的吸收有较大差异,鸭跖草是Cu的超富集植物,空心泡和酸模属于Cu耐性植物。Pb在鸭跖草中含量较高,而酸模的地上/根比高达17.2,说明两者对Pb有富集能力。而空心泡中重金属含量较低,另鸭跖草对Zn、Cr,空心泡对Mn及3种优势植物对Cd都有富集趋势,但不是Fe的累集植物。     

重金属在施污土壤中分布及被大豆植株的吸收

对施污剂量分别为10、30和60mg·hm-2的土壤,采用修正的BCR三步连续提取法分步提取并分析Pb,Cd,Cu,Zn的不同形态。利用高压密封消解技术和ICP-MS分析Pb,Cd,Cu,Zn在大豆器官中的分布及其转移、富集特征。施污土壤中重金属主要以残渣态存在,Pb,Cu,Zn元素的含量基本未超过我国土壤环境质量标准。4种重金属在弱酸性土壤中残渣态含量比例的高低依次为Cu>Zn>Cd>Pb。与土壤中稳定性强的Cu相比,在污泥农田利用时更应注重土壤中过量的Pb和Cd被植物的吸收利用。大豆植株的不同器官对4种重金属的富集能力不同,其在大豆器官中含量Pb,Cd为:茎叶>根>籽粒,相反Cu,Zn为:籽粒>根>茎叶。大豆对土壤中重金属富集系数高低顺序依次为Cd>Cu>Zn>Pb。     

不同农业利用方式对土壤重金属累积的影响及原因分析

【目的】探讨不同农业利用方式下土壤中重金属的累积及其影响要素,制定有效降低土壤中重金属含量的技术和策略。【方法】系统采集了吉林省四平市部分区域内设施菜地、露天菜地、大田玉米地及林地4种土地利用类型的148个样品,分析了其Cr、Ni、Cu、As、Cd、Pb、Zn等重金属的含量,并进行了相应的调查。【结果】在研究区域内,不同利用方式对土壤中Cr、Ni、Cu、As、Cd、Zn的含量有较大的影响,平均含量顺序均为:设施菜地露天菜地大田林地,但对Pb含量的影响不显著。4种土地利用方式中,以设施菜地中Cr、Ni、Cu、As、Cd、Zn的累积最多,其次是露天菜地、大田玉米地,林地未出现累积。研究的7种重金属元素中以Cd的累积较严重,其次是Cu。其中设施菜地的Cd含量平均达0.467mg·kg-1,超过了《土壤环境质量标准》(GB15618-1995)中II级标准(0.3mg·kg-1,6.5pH7.5),也相当于自然状态下林地Cd含量平均值的5.2倍;但4种利用类型中其它重金属含量的平均值均低于国家II级标准。分析认为,与土地利用年限相比,农用化学品、特别是肥料的质量和数量是导致不同利用方式下土壤重金属含量差异的重要原因。【结论】土地利用方式对Cr、Ni、Cu、As、Cd、Zn的累积具有显著影响,其中以设施菜地累积较显著,避免重金属含量较高化肥、有机肥和农药的施用是防止土壤重金属累积、促进土壤健康和可持续利用的重要保障。