西安市不同功能区土壤重金属含量及生态健康风险评价

在西安市三环内采集62个表层土壤样品,涵盖了工业区、交通区、商业交通混合区、住宅区、文教区和公园。利用PW2403型X-Ray荧光光谱仪分析了土壤中As、Co、Cr、Cu、Mn、Ni、Pb和Zn的含量。采用修正的潜在生态风险指数评价了土壤中重金属的潜在生态风险。应用美国环境保护部(US EPA)健康风险评价模型评估了人群暴露土壤重金属的健康风险。结果表明,土壤中As、Co、Cr、Cu、Mn、Ni、Pb和Zn的平均含量分别为12.15、24.96、69.74、32.52、662.59、30.67、37.11和101.73 mg kg~(-1),高于陕西省土壤元素背景值,特别是Co、Pb、Cu和Zn。土壤中Pb、Cu、Ni、Cr、Zn和Mn的生态风险较轻,As和Co生态风险为中等水平。重金属总的生态风险属于中等水平,不同功能区土壤重金属的生态风险有一定差异。人群暴露土壤重金属的主要途径是手-口直接摄入和皮肤吸收,且儿童的暴露剂量高于成人。儿童和成人暴露土壤重金属均不会产生明显非致癌风险。人群暴露土壤中As、Cr和Ni的致癌风险在人们可接受的范围10~(-6)~10~(-4),但高于下限值10-6。不同功能区人群暴露土壤重金属非致癌风险和致癌风险存在一定的差异。     

长春市城区土壤重金属健康风险评价

为评价长春市城区表层土壤重金属人体健康风险,采集了352件表层土壤样品,测定了Cu、Pb、Zn、Cr、As、Hg和Cd含量。统计分析、环境背景值法和地质累积指数法分析表明所监测的7种重金属元素均为健康风险因子。采用《污染场地风险评估技术导则》推荐健康风险模型对表层土壤进行了健康风险评价,结果表明:除Cd外,各元素经口摄入暴露是人体城市表层土壤重金属暴露的最主要途径,Cd主要通过吸入和经口摄入两种方式暴露;从各元素的总非致癌危害指数(HIn)来看,As的非致癌健康风险最高,其次依次为Cr、Pb、Cu、Hg、Cd和Zn;叠加后的总非致癌风险指数平均值为1.13,表明研究区表层土壤金属污染已对城市居民构成了潜在健康风险,As对总风险的贡献最大。叠加后的总致癌风险指数(CRT)平均值为6.25×10-5,处于安全值范围内,不会对当地居民的健康构成较大风险,但应加强防范,As污染是主要风险因子。     

齐齐哈尔市主城区城市绿地土壤重金属来源解析与健康风险评价

为了解齐齐哈尔市建城区城市绿地土壤重金属来源与健康风险,在生产绿地、居住绿地、公园绿地、工业绿地、附属绿地、防护绿地、道路绿地内采集表层0～20 cm土壤样品,测定重金属含量,并用单因子指数法表征污染水平。应用美国环境保护部(US EPA)健康风险评价模型评估人群暴露土壤重金属的健康风险,以期为城市绿地系统规划和开敞空间规划提供有益的指导。结果表明:各绿地土壤中均有重金属元素含量超过黑龙江省土壤背景值,其中Cu、Zn、Pb、Cr、As表现更为突出;Cr在生产绿地、居住绿地、公园绿地、防护绿地及道路绿地土壤中最高,Hg最低,而工业绿地和附属绿地土壤中Zn最高,Hg最低;单向污染评价显示,居住绿地中的As、公园绿地中的As和Cr、防护绿地中Hg的单因子污染指数大于1,已产生污染。Cu、Pb、Cr、Zn含量高值点主要出现在公园绿地,该绿地土壤中Cu、Pb、Cr、Zn的累积可能受到居民生活和交通活动的多重影响;As含量的高值点主要分布在工业绿地土壤中,源于市区内的工业性企业在各个生产环节产生的污染物和煤炭燃烧的排放富集于土壤。Hg含量的高值点出现在防护绿地中,略超出黑龙江省土壤背景值,需要关注。城市绿地土壤中重金属对成人不存在非致癌健康风险;而居住绿地、公园绿地的土壤中As、Cr和生产绿地土壤中的Cr对儿童存有潜在的非致癌健康风险,需要引起注意。城市绿地土壤中,As、Cr呼吸对成人和儿童的致癌风险指数(CR)平均值均大于US EPA推荐的土壤治理标准(10^-6),但未超过有关专家所建议的土壤治理标准(10^-6～10^-4),其致癌风险已达到了较高的水平,应引起重视;不同绿地类型内人群暴露土壤重金属的非致癌风险和致癌风险存在一定的差异,进行城市绿地系统规划时要科学制定绿地空间布局,降低对人类健康的风险。     

安徽省某县农田土壤重金属污染及潜在生态风险评价

以安徽省沿江某县农田土壤为研究对象,通过野外调查采集土壤样品199个,分析了土壤中主要重金属元素含量,采用地积累指数法和Hakanson潜在生态风险指数法,并与GIS相结合评价了研究区农田土壤重金属潜在生态风险。结果表明:Cd、Pb、Cr、As、Hg等5种重金属元素的平均值分别为0.302、61.17、87.13、12.89 mg·kg~(-1)以及0.139 mg·kg~(-1),相较于《土壤环境质量标准》的二级标准只有Cd的平均值略超标;相较于当地土壤元素背景值则全部元素都超出范围;研究区土壤各种重金属元素出现污染的点位占比分别为:Cd 85.43%、Hg 76.38%、Pb 59.30%、As 26.63%以及Cr 19.60%。污染程度由强到弱依次为CdHgPbAsCr;研究区各种重金属潜在生态风险指数由高到低分别为:HgCdAsPbCr,其中Hg和Cd占主导地位;研究区综合潜在生态风险指数介于83.83~6 987.87之间,平均值为250.76,有13.57%的点位处于强或以上风险,应该引起相关部门的重视。     

稻田土壤和稻米中重金属潜在污染风险评估与来源解析

该文选择贵州省典型城市(都匀市)周边水稻种植区为研究区,系统采集了稻田土壤和稻米样品各110个,测定土壤和稻米中Cd、Hg、As、Pb和Cr含量,基于多元统计分析和污染风险评价等分析方法,揭示了研究区稻田土壤重金属污染的主要来源及土壤和稻米中重金属存在的潜在风险。结果表明,与贵州土壤重金属背景值相比,稻田土壤中Cd、Hg、As、Pb和Cr超标率分别为14.55%、40.00%、16.36%、22.72%和13.64%,主要以Hg污染问题最为突出。稻米中只存在3.64%Cd超标,Hg、As、Pb和Cr平均含量均低于国家食品安全标准限定值(GB 2762-2017),说明当地居民食用稻米存在最大的潜在威胁为Cd污染稻米。稻田土壤重金属来源分析结果表明,稻田土壤中Cd、Hg、As和Pb之间呈显著正相关关系,说明土壤中Cd、Hg、As和Pb具有相同的来源,主要来源于当地铅锌矿冶炼、火电厂等污染点源排放的污染物;Cr与其他元素相关性不显著,主要来源于成土母质,为自然来源元素。     

金乡县大蒜产区土壤重金属特征及潜在生态风险评价

应用地积累指数、潜在生态风险指数、健康风险指数法和因子分析法对金乡县典型大蒜产区土壤重金属(As、Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb和Zn)特征、污染源头及其潜在生态风险进行了评价分析.结果 表明:该县大蒜产区土壤重金属As、Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb和Zn的平均含量分别为16.27、0.18、63.05、32...     

典型喀斯特地区土壤重金属累积特征及环境风险评价

基于225个样点分析了贵州省不同地区(自然背景区、农业种植区和矿区)表层土壤重金属As、Cd、Cr、Cu、Hg、Pb、Zn的含量、分布及累积特征,采用地积累指数(I_(geo))对土壤重金属污染水平进行评价,并根据潜在生态风险指数(RI)及人体健康风险评估模型评估了不同分区土壤重金属暴露的生态风险和人体健康风险水平。结果表明:贵州省不同分区表层土壤中重金属含量差异较大,与贵州省土壤背景值相比,农业种植区土壤Hg、Zn、Cd和As累积特征明显;矿区土壤Hg、Zn、Cd、Pb和As累积特征较显著,平均含量分别是贵州省土壤背景值的52.55、23.22、16.32、14.48倍和4.85倍。I_(geo)值显示自然背景区土壤重金属处于无污染水平,而农业种植区各重金属主要处于无污染或无-中污染水平,矿区污染程度较突出,重金属Hg、Zn、Cd、Pb达到中污染水平,特别是在黔西北和铜仁等矿产资源分布区。综合生态风险评价结果表明,矿区土壤中重金属生态风险水平远高于农业种植区和自然背景区,矿产资源集中分布区土壤重金属生态风险较高,部分样点达到高生态风险水平。单一重金属潜在生态风险评价结果显示,农业种植区和矿区土壤中Hg、Cd、Pb和As为主要风险因子,Cr和Cu处于低风险状态。人体健康风险评估结果显示,矿区的人体健康风险高于农业种植区,农业种植区和矿区土壤对成人的非致癌风险在可接受范围内,但致癌风险不可忽视,对儿童的非致癌风险与致癌风险均高于成人。     

污灌区作物根与秸秆不同处置的重金属健康风险评价

为了评估污灌区作物秸秆不同处理方式的重金属健康风险,以天津污灌区为例,估算了该污灌区3类农作物根和秸秆中的Cd、As、Pb、Cu、Zn总量及其分布特征,采用健康风险评价模型对根和秸秆采取直接还田、燃用、直接还田+燃用处置可能引起的重金属健康风险进行评价。结果表明：作物中重金属的分布格局为“根多茎少”;还田处置对儿童和成人造成的累积致癌风险值分别为6.08×10-9和1.95×10-8,非致癌风险值分别为1.01×10-5和6.45×10-6,不会造成健康伤害;燃用处置对儿童和成人造成的累积致癌风险值分别为2.89×10-8和4.67×10-8,非致癌风险值分别为1.76×10-3和9.43×10-4,还田+燃用处置对儿童和成人造成的累积致癌风险值分别为2.05×10-8和4.28×10-8,非致癌风险值分别为8.88×10-4和3.78×10-4,这2种处置对儿童和成人造成的非致癌性健康风险是不可接受的。污灌区作物初级废弃物由于重金属总量大,在进行处置时,应优先考虑还田,其次谨慎考虑燃用,为农业固体废弃物管理提供了科学依据。     

新疆准东煤田土壤重金属来源分析及风险评价

为研究准东矿区土壤重金属来源及生态风险,分析了阜康市至准东矿区中间的3个缓冲区共27个土壤样方的As,Hg,Pb,Cr,Cu,Zn元素重金属含量状况,并利用因子分析、污染指数法、地累积指数法和潜在生态风险指数法对各缓冲区土壤重金属进行了污染来源及风险分析。结果表明:除Cr的总体平均值高于新疆土壤背景值外,其余重金属含量均低于背景值。基于土壤重金属空间分布图显示,除Cu,Hg含量高值分布于C区域土壤外,其余重金属高值均出现在准东矿区(A区域)附近土壤,3个区域各重金属所占比例基本一致,距离矿区越远,变异系数呈减少趋势;污染源分析可知,准东矿区89.3%的Hg来源于煤炭燃烧,40.1%的Pb来源于交通运输,19.65%的As来源于大气降尘,Cu和Cr的主要来源为煤尘,其贡献率分别为60.23%和81.57%,其中29.7%的Cu来源于土壤母质,75.1%的Zn来源于土壤母质;基于污染指数法、地累积指数法和潜在生态危害指数法对不同缓冲区土壤污染风险进行了评价,得出土壤整体呈轻度-中度污染水平,距离矿区越远重金属污染状况越轻。As,Hg,Pb和Cr元素生态风险均呈现缓冲区区域A区域B区域C的趋势,距离矿区越远,生态风险越低。潜在生态风险指数与重金属单因子生态风险的大小顺序一致。     

安徽省池州市植烟土壤的重金属污染程度及污染风险评价

采集了安徽省池州市现有烟区和潜在烟区的45个典型水田的耕作层土样,分析了其重金属Cd、Hg、As、Pb、Cr、Cu、Zn、Ni、Mn和Se的全量,对照相应标准,计算和分析各类土壤重金属的污染程度分级和污染风险分级,结果表明:池州市现有烟区和潜在烟区的土壤尚处于"无污染"和"无污染风险"状态,但有个别点位的Cu已接近轻微污染;As已接近健康低风险;As、Pb、Cr、Zn已接近生态低风险,需要注意防范。     

石门雄黄矿周边农田土壤重金属污染及健康风险评估

湖南石门雄黄矿区环境污染及风险是当前国家环保部门和地方政府极为关注的重要环境问题之一。本研究以该矿区周边农田表层土壤为研究对象,调查分析了矿区周边农田土壤重金属污染状况及其空间分布特征,并采用美国EPA土壤健康风险模型评估了其对人体的健康风险。土壤重金属污染评价结果显示:该区土壤受到中度的As污染和Cd污染,As平均含量为80.26 mg/kg,Cd平均含量为0.55 mg/kg;Cu、Zn、Pb含量均未超过国家《土壤环境质量》的二级标准;综合污染指数显示研究区域为中度污染。美国EPA模型评估结果显示:成人和儿童的日暴露量及非致癌健康风险主要途径均为经手–口摄入,Cd对成人和儿童均不存在非致癌风险和总风险,As对儿童非致癌总风险指数为3.36,造成严重的非致癌健康威胁;经呼吸暴露的致癌风险,Cd对儿童和成人均不造成致癌健康影响,As对成人和儿童的平均致癌风险指数为3.13×10~(-4)和5.58×10~(-4),均存在显著的致癌健康风险,且As、Cd对儿童的健康威胁均高于成人。可见,该矿区周边农田土壤中As、Cd污染及其风险应加强控制与治理。     

大同市城区公园表层土壤重金属污染特征和健康风险及来源解析

【目的】为了解大同市城区公园表层土壤中重金属污染特征、健康风险和污染来源。【方法】于2021年4月在大同市7个公园共采集54个0～10 cm表层土壤样品,测定铬（Cr）、锰（Mn）、钴（Co）、镍（Ni）、铜（Cu）、锌（Zn）、砷（As）、镉（Cd）、铅（Pb）含量,利用地累积污染指数法、潜在生态风险指数法和健康风险评价模型评价土壤重金属污染程度,并采用绝对主成分-多元线性回归模型解析重金属污染来源及其贡献率。【结果】大同市公园表层土壤中9种重金属含量均高于山西省A层土壤背景值。其中,所调查的公园土壤中As、Cd和Pb含量分别是土壤背景值的2.27、18.93和2.77倍。文瀛湖公园表层土壤重金属污染最严重,其次是御河公园,Cd是主要污染因子。Mn对成人和儿童造成的非致癌健康风险最大,其次是As和Cr;经呼吸吸入途径造成的非致癌健康风险高于经口摄入途径和皮肤接触途径。【结论】大同市各公园表层土壤中重金属对成人造成的非致癌健康风险指数均在可接受范围内,而对儿童造成的非致癌健康风险指数均远大于1.0,存在非致癌风险。Co对成人和儿童造成的致癌健康风险指数均大于1×10-4,存在致癌风险。...     

三峡库区土壤重金属背景值研究

在大规模、系统采样的基础上,通过不同均值计算方法的比较,提出了三峡库区土壤重金属含量背景值：As为5．835mg·kg^-1,Cd为0．134mg·kg^-1,Cr为78．03mg·kg^-1,Cu为25．00mg·kg^-1,Hg为0．046mg·kg^-1,Ni为29．47mg·kg^-1,Pb为23．88mg·kg^-2,Zn为69．88mg·kg^-1。与全国土壤背景值比较,三峡库区As、Hg背景含量低于全国背景值,Pb、Zn含量略低于全国背景值,Cd、Cr含量高于全国土壤背景值,Cu、Ni含量略高于全国背景值。根据本研究成果进行三峡库区环境质量评价,将能更加真实地反映三峡库区的实际情况,有利于库区土壤环境质量管理。     

工业遗留场地复合型污染分层健康风险评估研究

以某典型有机物-重金属复合型污染场地为研究对象,根据该场地水文地质特征将土层划分为回填土(0~4.1 m)、粉质黏土(4.1~6.5 m)、粉土(6.5~8.5 m)和粉砂(8.5~13.8 m)等4层,运用HERA软件分别进行健康风险评估,推算了土壤和地下水的风险值及修复目标值,并以此划分修复范围和确定修复技术。结果表明,土壤中存在严重的有机污染(苯和甲苯)和重金属(Cr(Ⅵ))污染,苯的最大致癌风险为0.000 155,甲苯的最大非致癌危害商为2.14;Cr(Ⅵ)在下层土壤中不存在暴露途径危害人体健康,而仅在表层回填土中存在致癌和非致癌危害商(0.014 2和97.6);地下水中关注污染物健康风险在可接受范围内;苯、甲苯在各土层中的修复目标值分别为:回填土层0.434、708 mg/kg;粉质黏土层0.807、2 460 mg/kg;粉土层1.42、4 440 mg/kg;粉砂层2.51、8 140 mg/kg;Cr(Ⅵ)仅在回填土层计算出修复目标值为0.251 mg/kg。苯、甲苯等挥发性有机物分层修复目标值随土层深度增加而变大,Cr(Ⅵ)等重金属修复目标值不遵循这个规律,因此,分层健康风险评估更适用于挥发性有机物健康风险评价。     

西安市地表灰尘中重金属污染水平与健康风险评价

在西安市三环内采集58个地表灰尘样品,分析了其中重金属含量,利用单因子污染指数法和污染负荷指数法对西安市地表灰尘中重金属污染进行了评价,应用美国环境保护部(US EPA)人体暴露风险评价模型对人群暴露地表灰尘中重金属的健康风险进行了分析。结果表明,地表灰尘中Zn、Pb、Cu、Cr、Ni、As、Co和Mn的平均含量分别为231.0、145.4、59.4、213.0、48.7、9.8、12.6和417.0 mg kg~(-1),其中Zn、Pb、Cu、Cr和Ni的含量是陕西省土壤元素背景值的1.7~6.8倍。地表灰尘中Zn、Cr和Pb达到了重度污染,Cu处于中度污染,Ni、Co、As和Mn为轻度或无污染。人群暴露地表灰尘中重金属的主要途径是手-口直接摄入,且儿童大于成人。西安市及其不同功能区地表灰尘中重金属的非致癌风险均低于风险阈值,8种重金属不存在明显非致癌危害。Cr、Co、As和Ni的致癌风险在可接受范围内。     

华北农田小麦-玉米轮作体系下土壤重金属积累特征研究

通过文献查阅和采样分析,建立华北农田小麦-玉米轮作体系下土壤重金属输入、输出数据库,分析不同重金属输入源所占比例;通过模型计算不同情景下土壤中不同重金属元素累积速率和累积速率的频率分布,分析土壤不同重金属的积累特征。结果表明,本轮作体系和条件下,Cu、Zn、Cd、Ni、Pb、Cr 6种重金属元素的主要输入源为畜禽粪便有机肥,其占总输入量的比例分别是:86.1%、83.8%、76.6%、72.5%、64.3%和46.3%;Hg、As的主要输入源为磷肥,其分别占总输入量的比例是52.6%和49.5%;大气沉降也是农田土壤中Hg的重要输入源之一。华北农田小麦-玉米轮作体系秸秆还田和地下水灌溉条件下土壤重金属元素累积速率的中位值分别为:Cd0.00238mg·kg-1·a-1,As 0.0298mg·kg-1·a-1,Hg 0.001 09 mg·kg-1·a-1,Pb 0.050 7mg·kg-1·a-1,Cr0.0502 mg·kg-1·a-1,Cu 0.110 mg·kg-1·a-1,Zn0.348mg·kg-1·a-1,Ni0.0393 mg·kg-1·a-1。根据我国土壤环境质量II级标准(GB 15618—1995),本体系和条件下土壤中Cd、Cr、Ni最易超标,在农田土壤重金属污染防治中应重点关注。     

基因组学在作物抗逆性研究中的新进展

自然环境中各种生物和非生物胁迫是影响作物产量的巨大威胁。随着现代分子生物学的发展,从分子水平研究作物抵御逆境的机理已成为生态农业研究的一个重要任务,分子遗传学与生态学的整合诞生了生态基因组学即用基因组学的技术和手段研究生态学领域的问题。基因组学按其研究内容分为功能基因组学、结构基因组学和比较基因组学,本文从这3方面分别阐述了作物抵抗生物胁迫和非生物胁迫的生态基因组学研究进展,总结了基因组学在植物抗逆性研究中的一些新技术和新手段,特别是基于近几年发展起来的二代深度测序所带来的一系列高通量的检测方法与结果。①功能基因组学包含转录组学、表观遗传学、蛋白组学、相互作用组学、代谢组学和表型组学,本文侧重从植物抗逆的功能基因表达水平上的研究展开,重点探讨了转录组学和表观遗传学在植物抗逆研究的新进展,介绍了一些转录组学和表观遗传学研究技术,如基因芯片技术、RNA测序技术、SAGE、cDNA-AFLP、SSH、亚硫酸盐法、ChIP-Chip、ChIP-seq等;例举了一些转录因子基因家族在植物抗逆反应中的作用,总结其作用共性,结果表明不少抗逆基因受到胁迫后基因转录激活上有一定相关性,大多受激素信号转导途径所调控,很多抗逆途径最终都涉及到ABA信号传导通路并与衰老相关;植物的抗逆性受多个信号通路调控,对同一逆境响应常常需要不同的转录因子共同参与,而同一转录因子也有可能参与2个以上的不同抗逆反应;表观遗传学则指在不改变基因序列前提下,对DNA甲基化修饰、组蛋白翻译后修饰及小RNA介导的信号传导等,有证据表明其存在遗传印记作用。②结构基因组学主要利用QTL定位和DNA测序技术,确定植物基因组的遗传图谱和物理图谱,二代深度测序平台的建立使许多植物的全基因组测序成为可能。迄今为止,已有超过40种植物完成全基因组测序,越来越多的植物全基因组计划正在实施中或预计实施。③比较基因组学是基于功能基因组学和结构基因组学进而比较不同物种或不同群体间的基因组差异和相关性的研究,可分析逆境响应相关基因在进化过程中及在地理位置分布中的作用和意义,也同时为QTL定位及功能基因组学研究提供丰富信息。此外,还简要介绍并列举了一些网络共享作物抗逆的生物信息资源数据库。虽然基因组学在如何正确处理海量数据等问题上还存在瓶颈,但它提供的大量作物抗逆方面的基因组信息已为植物抗逆研究提供了众多线索与依据,为今后改良作物抗逆性的遗传育种工作带来了新启示。     

长期施磷稻田土壤磷素累积及其潜在环境风险

应用常规化学分析法和数学统计方法,基于太湖地区13年的长期定位试验,研究长期不同施磷水平下[0(不施磷)、30 kg.hm 2.a 1(低磷)、60 kg.hm 2.a 1(适磷)、90 kg.hm 2.a 1(高磷)]稻麦轮作系统稻田土壤磷素累积规律及磷素流失引发的环境风险。在本试验区土壤环境条件下,可能发生稻田磷素淋溶及径流的土壤耕层(0~15 cm)Olsen-P临界值分别为26.0 mg.kg 1和24.8 mg.kg 1。连续13年适磷、高磷施肥,土壤耕层Olsen-P含量分别达到26.9 mg.kg 1和33.2 mg.kg 1,均高于临界值浓度,且已导致稻田田面水与30 cm渗漏水中总磷浓度显著升高,大大提高了稻田磷素淋溶及径流的风险。低磷施肥土壤Olsen-P长期稳定在(10.1±2.0)mg.kg 1水平,并且每年的稻麦产量与高磷、适磷处理相比并无显著差异,而长期低磷施肥土壤磷的流失风险也较小。因此,在太湖地区稻麦轮作体系下,磷肥不宜以常规适磷水平长期施用,建议以低磷水平(30 kg.hm 2.a 1)长期施用或以适磷水平(60 kg.hm 2.a 1)间歇式施用。