工业型城乡交错区农业土壤Zn的空间分异及其影响因子探讨--以无锡市为例

城乡交错区的工业发展可能导致土壤重金属积累,并威胁食品安全。本文以无锡典型工业型城乡交错区为例,利用地统计学变异函数研究了农业土壤全量Zn和DTPA-Zn的空间变异特征,并分析了其影响因素。结果表明:人类活动明显增加了土壤的含Zn量,研究区土壤全量Zn具有强烈的空间自相关性,其空间变异主要与工业活动有关,土地利用对它没有影响;土壤全量Zn在工厂分布区附近较高,其他地区较低。土壤DTPA-Zn变异性大于全量Zn,具有中等的空间自相关性,其空间变异与工厂无明显关系,但土地利用对它影响较大,菜地DTPA-Zn含量明显高于水稻田。     

长江三角洲城乡交错区农业土壤pH特征及影响因素探讨——以江苏省无锡市为例

城乡交错区经济的迅速发展对土壤pH产生了明显的影响。以无锡市某城乡交错区为例,研究了土壤pH的时空变异及与土壤性质的关系,探讨了影响土壤pH变化的主要因素。结果显示,该区土壤pH变化较大(3.74～8.50),土壤酸度由交换性H+、Al3+共同决定,蔬菜地土壤由于交换性H+和Al3+的出现降低了盐基总量和盐基饱和度,导致pH降低。稻田改种蔬菜后,土壤明显酸化,pH均值从6.43降至5.40;工企业周围土壤pH也明显降低;相反,在城镇周围及公路两侧土壤pH则明显较高。综合分析表明,该地区土壤pH的变化受农业活动影响较大,包括土地利用的变化,持续的强烈利用和大量施用无机化肥等;另外,工业活动也使得企业周围土壤pH明显降低;其次,公路和城镇建设带入的碱性物质使土壤pH增加,建议增加有机肥施用及水旱轮作进行改良。     

废旧电子产品拆解区农田土壤Cu、Zn、Pb、Cd污染特征及空间分布规律

信息技术产业的发展,带给人们生活便利和享受的同时也产生了新的环境问题———电子垃圾。电子垃圾具有资源再生性和潜在环境污染性的双重特点。它不仅具有金、铜、铝、银等多种贵金属以及塑料的回收利用的价值,还含有铅、汞、镉、六价铬、多溴联苯和多溴联苯醚等大量有害物质[1]。如果回收利用处置不当或者任意丢弃,则将成为重要的环境污染源而危害生态和人体健康及生命安全[2]。农田重金属污染在环境中难以降解并具有持久性,可通过食物链在动植物体内积累,从而对生物和人体健康构成威胁。长江三角洲某典型区拥有中国最大废旧金属回收产业,并具有完整的工业产业链。链的起端是源于20世纪70年代末的废旧拆解业,终端为电机、轴承等     

长三角工业型城乡交错区蔬菜生产系统重金属平衡及健康风险

随着中国城市化进程的加快,城乡交错区重金属污染问题越来越受到人们的关注.本文以长三角无锡市城乡交错区某蔬菜基地为例,详细观测了两年期间(2003.7-2005.7)蔬菜生产系统中Cu、Pb、Zn、Cd等重金属元素的平衡状况,其目的是掌握该生产系统重金属的积累趋势,评价系统中土壤和蔬菜的健康风险.结果表明:该系统在管理过程中,重金属的输入途径有施肥和灌溉,有机肥施用是生产系统重金属输入的主要来源,占输入量的88.5% 以上.系统重金属年输入量较高,明显高于荷兰农业区水平,而Cu、Pb、Zn等元素年输出量明显较低,占输入量的10% 以下,表现为盈余.观测田块土壤中Cu、Pb、Zn、Cd含量均低于农田土壤二级标准但明显高于太湖地区人为土元素背景值,存在积累的趋势.蔬菜中重金属健康风险评价结果表明,在目前的生产条件下,叶菜类蔬菜重金属健康风险较高.     

小尺度土壤养分的空间变异及其影响因素探讨—以江苏省无锡市典型城乡交错区为例

以江苏省无锡市城乡交错区为例,在8km2范围内,采集102个土壤表层样,利用地统计学和G IS相结合的方法,研究了土壤全量和速效氮、磷、钾的空间变异特征,并对其影响因素进行了探讨。结果表明土壤养分空间变异程度从大到小依次为:土壤全氮>土壤全磷>土壤速效磷>土壤速效氮>土壤速效钾>土壤全钾。土壤全氮空间变异受到土壤类型的影响,土壤全磷的空间变异与居民点分布有关,土壤全钾空间变异与土壤粘粒关系最密切。土壤全量养分和相应的速效养分具有显著相关关系,在空间分布上,也分别存在不同程度的相似性。同时土壤全磷和土壤速效养分受土地利用影响也较大。研究还表明,城乡交错区土壤氮、磷流失风险增加,需要实施有效措施控制氮、磷肥料的过度施用。     

右江河谷地区土壤重金属Cd、Pb含量的空间分布特征

按照10 km×3 km的网格,用5点取样法在广西百色右江河谷地区地表浅层采集71个土壤样品,测定重金属元素Cd和Pb的含量,分析土壤样品Cd和Pb含量间、Cd和Pb含量与样品采集地高程之间的相关性,并用Surfer16软件做出它们的空间分布图,研究了土壤Cd和Pb含量在该地区的空间分布规律。结果表明:右江河谷地区地表浅层土壤Cd和Pb平均含量分别为0.55、49.4 mg kg^-1,和百色地区全区土壤Cd和Pb含量平均值相比,表现出明显的富集趋势;Cd和Pb含量的变异系数分别为45%和52%,属于高度变异范围;Cd和Pb两元素含量之间的相关系数为0.760(n=69),达极显著水平,Pb含量与样品采集地高程之间也有一定的相关性,显示出相对高的地形对Pb的空间分布具有阻隔作用;土壤Cd和Pb含量的空间分布具有较强的相似性,河谷地区东部铝土矿区附近含量最高,西部的百色城区次之,说明当地的矿山开采和城市居民活动对土壤Cd、Pb元素空间分布均有影响;河谷北缘土壤Cd和Pb含量略高于河谷南缘,可能是风的搬运作用结果;两元素比较,土壤Cd含量受河谷内工业企业的影响大于土壤P...     

云南省呈贡县蔬菜地表层土壤Pb Cu和Zn的小尺度空间分布特征

应用地统计学对云南省呈贡县蔬菜生产基地2个典型区域（湖滨区和平坝区）3种微量元素（Pb、Cu和Zn）含量和土壤理化参数（CEC、〈0.01 mm粘粒和有机质含量）进行了空间结构分析。结果表明：（1）Pb、Cu和Zn含量在湖滨区低于平坝区, 湖滨区Pb含量的变异系数较大, 达到88.7%;（2）Pb、Cu和Zn含量在不同方向上呈带状各向异性,方向都为WS-NE和SE-NW;（3）Pb、Cu和Zn含量表现出强烈的空间变异,空间相关度介于25%和75%之间。在湖滨区Pb的变异强度高,Cu和Zn在平坝区的变异强度大于湖滨区;（4）CEC在湖滨区受到随机因素引起的变异强度大于平坝区,而粘粒含量和有机质含量的空间相关度均介于25%和75%之间。Pb、Cu和Zn含量与CEC之间呈显著的负相关性;（5）5个相邻的温室大棚湖滨区Pb含量高度变异,Cu和Zn的变异系数小。平坝区各指标的变异系数接近。呈贡县蔬菜生产基地表层土壤Pb、Cu和Zn含量在小于1 km^2的尺度上表现出明显的空间变异性,空间变异与土壤结构、灌溉、耕作活动、管理水平、施肥水平、大棚蔬菜生产年限、地下水位、农田道路网络和城市排污沟渠的分布等有关。     

重金属Cd、Zn、Cu和Pb复合污染对土壤生物活性的影响

通过野外土样采集及室内培养试验(25℃),研究了云南东川铜矿区土壤酶和微生物特征,以及模拟重金属Cd、Zn、Cu、Pb复合污染对土壤微生物和酶活性的影响。结果表明,矿区土壤(距矿口0~800 m)重金属污染严重,Pb、Cd、Zn、Cu全量和有效含量是对照土壤(距矿口10 000 m)的3.7~141.0倍和2.2~773.2倍;距矿口越近,土壤有机质、有效氮、有效磷和速效钾含量及土壤pH亦越低,土壤酶活性和土壤微生物数量、微生物生物量碳和氮受到的抑制程度也显著增强。与对照土壤相比,距矿口0~800 m的土壤蔗糖酶、脲酶、酸性磷酸酶、过氧化氢酶和脱氢酶活性分别降低25.5%~47.3%、22.6%~74.2%、30.9%~83.1%、16.7%~69.1%和34.6%~92.3%;细菌、放线菌和真菌数量分别较对照下降30.5%~80.1%、8.1%~49.9%和3.3%~8.3%。土壤酶中的酸性磷酸酶和过氧化氢酶,土壤微生物中的细菌对重金属污染较为敏感。恒温(25℃)培养试验中,低量的Cd、Zn、Cu、Pb复合污染刺激了土壤酶活性和细菌、真菌、放线菌、微生物生物量碳和氮的数量,但高量的Cu、Zn、Pb、Cd复合污染使土壤酶活性、细菌、真菌、放线菌、微生物生物量碳和氮均显著下降。重金属Cd、Zn、Cu、Pb之间存在着一定的协同或拮抗作用,Cd、Zn、Cu和Pb之间在微生物生物量碳和氮上表现出明显的协同效应,Pb与Cd、Zn、Cu对细菌数量的复合效应机制为拮抗效应,Cd、Zn、Cu和Pb对真菌数量和放线菌数量的复合效应机制表现为协同效应和拮抗效应并存。     

区域土壤Cd和Cr空间分布的影响因素研究

以种粮大县肇源为研究区,对土壤表层Cd、Cr两种元素水平空间变异及分布特征的影响因素进行深入探讨。结果表明:(1)肇源县土壤表层重金属Cd和Cr的平均含量分别为0.078、46.006 mg/kg,略高于松嫩平原土壤背景值。表层土壤Cd的块金效应为0.432,具有中等程度的空间自相关性;表层土壤Cr的块金效应为0.227,存在强烈的空间自相关性。Cd、Cr元素的空间自相关表现出较为明显的各向异性,均在45°(东北-西南)和135°(东南-西北)方向上空间自相关最强烈。(2)表层土壤和成土母质中Cd和Cr元素含量相关分析结果显示,相关系数分别为0.167、0.639,在P0.01水平上显著相关;不同成土母质类型区域表层土壤中Cd和Cr元素含量的方差分析结果显示,方差齐性检验显著性分别为0.627和0.975,表明成土母质是表层土壤重金属元素Cd和Cr水平空间分布的主要影响因素。(3)研究区内表层土壤Cd和Cr元素的空间分布还受土壤类型、pH、土地利用及覆被类型的影响。     

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。     

长春市城区土壤中Pb、Cu、Zn、Cd及Cr化学形态特征

为弄清长春市城市土壤中Pb、Cu、Zn、Cr及Cd的化学形态分布特征,系统采集了26件城市表层(0~20 cm)土壤样品,采用连续提取法对重金属各化学形态含量进行了测定。结果表明:Pb、Zn、Cu及Cr主要以残渣态存在,其次是铁锰氧化物结合态、腐殖酸结合态和强有机结合态占有次要地位,离子交换态和水溶态所占比例均较低;Cd则主要以碳酸盐结合态存在,同时,水溶态和离子交换态所占比例较高。残渣态Pb和Zn在城区表层土壤中所占比例较近郊土壤中略有下降,但幅度不大,除Cu外,其余各元素易迁移、高生物有效性的水溶态在城区表层土壤中所占比例略有上升。Pearson相关分析结果表明,各元素残渣态与全量均呈极显著正相关,其它各活性态与全量间的相关程度与重金属种类有关。土壤pH值和Fe、Mn含量对重金属的化学形态的影响也与重金属种类有关,而且,同一重金属的不同存在形态受土壤pH值和Fe、Mn含量的影响程度也不同。     

漳州市农业土壤重金属现状、分析及防治

调查漳州市农业土壤重金属Hg、As、Cr、Cd、Pb背景值及污染现状,调查结果,漳州市农业土壤重金属背景值相对较低。其现状为,Hg、As、Cd、Pb含量高于背景值1~4倍(Cr除外),特别是Hg和As为高污染元素。按土壤类型划分,水稻土土类重金属含量高于赤红壤土类(Hg除外);按土地利用方式划分,水田>菜地>果园;按流域划分,九龙江流域农业土壤重金属含量高于非九龙江流域(Cr除外)。污染源以农业污染为主,工业污染相对较轻。     

黄淮海地区典型农业土壤中六六六(HCH)和滴滴涕(DDT)的残留量研究 Ⅱ.空间分布及垂直分布特征

主要研究了黄淮海地区7个县的典型农业土壤中六六六(HCH)和滴滴涕(DDT)在每个县的空间分布特征,及其在4个土壤剖面的垂直分布模式。空间分布图表明,HCHS(HCHS=-αHCH -βHCH γ-HCH -δHCH)和DDXS(DDXS=4,4-′DDE 4,4-′DDD 2,4-′DDT 4,4-′DDT)各浓度在每个县的分布基本上是随机的,DDT的变异性大于HCH。DDXS浓度超过国家规定的土壤环境质量一级标准(50μg kg-1)的区域集中在禹城县的东部。该研究同时表明在制定具体的土壤有机氯农药管理措施前研究它们的空间变异性的必要性。HCHS在剖面30 cm以下的含量水平与表层相似,其异构体中以-βHCH的含量最高;而DDXS则主要集中在土表0~30 cm,大于30 cm深度其值显著降低或低于检测限。结果表明在官方禁用20多年后,HCH和DDT在黄淮海地区0~100 cm土壤剖面的含量在绝大部分地点已经降至安全水平。     

城乡交错区小型蔬菜生产系统氮磷钾元素平衡状况——以南京和无锡为例

土壤中氮磷钾元素能否维持平衡是关系到养分管理及农业可持续发展的一个重要内容。本文以江苏省南京和无锡两个典型城乡交错区的小型蔬菜生产系统为例,研究了一年期间氮、磷、钾养分元素的平衡状况及其影响因素。结果表明:南京的蔬菜地以有机肥作为生产系统养分输入的主要来源,而无锡则是以化肥和有机肥,特别是化肥为其主要来源。与蔬菜收获带出的养分相比,两蔬菜生产系统的氮磷元素均存在明显的盈余,其中氮的盈余量南京地区明显大于无锡地区,磷的盈余量前者却低于后者,而钾元素在南京地区呈正平衡,无锡地区呈弱的正平衡或负平衡,说明无锡地区钾元素已出现明显的亏缺趋势。这种养分不平衡的状况是由肥料种类不同、劳动力投入的差异以及由此产生的管理方式的不同造成的,因此要促进城乡交错区农业的可持续发展,根据土壤养分平衡状况及其影响因素,开发合理的施肥技术十分必要。     

不同类型菜田和农田土壤磷素状况研究

以西北地区有代表性的灌淤土为供试土壤,研究不同类型菜田(露地菜田和蔬菜保护地)及农田土壤的P素状况,以及蔬菜保护地土壤P素的空间分布特性。结果表明,露地菜田、蔬菜保护地土壤全P、无机P、有机P、Olsen-P的平均含量是一般农田土壤的1.43~8.30倍,土壤Olsen-P占全P的比率显著高于一般农田。蔬菜保护地土壤各形态P素主要积累在0~30cm土层,并随土层深度的增加各形态P素的含量逐渐降低,各土层Olsen-P、Ca2-P、Ca8-P、Al-P含量降低幅度明显高于Fe-P、O-P、Ca10-P。     

六合蒋家湾蔬菜基地重金属污染现状与评价

以位于南京市城市边缘带的六合区蒋家湾蔬菜基地为研究区,对土壤进行了高密度样品采集与分析,阐明了该地区土壤重金属污染状况并进行了相关评价。研究数据表明:该区As、Cu、Zn、Cd、Cr、Pb等6种重金属在土壤中的含量均低于背景值,而土壤中Hg含量严重超标,为该地区主要的土壤污染因子。Hg进入土壤的途径可能包括蔬菜地高强度的农化产品投入、工业和生活垃圾施用,但没有证据显示与灌溉水源有关。     

甘肃主要农业土壤中Cu、Zn、Mn、Fe的形态及有效性研究

本文对甘肃省主要农业土壤中Ｃｕ、Ｚｎ、Ｍｎ、Ｆｅ的形态及其有效性进行了研究。结果表明，供试土壤的全Ｃｕ含量范围为２２－２４ｍｇ／ｋｇ，全Ｍｎ为５４２－７７２ｍｇ／ｋｇ，全Ｆｅ为３５６８５－３８３５５ｍｇ／ｋｇ。四种元素均以灌漠土的含量最低，褐土最高。土壤中Ｃｕ、Ｚｎ、Ｍｎ、Ｆｅ的大部分以残留矿物态和氧化铁结合态存在。生物试验和统计分析表明，Ｃｕ、Ｚｎ、Ｍｎ、Ｆｅ的交换态和松结有机态对植物最为有效，     

丘陵红壤重金属复合污染的空间变异分析

本文以江西省贵溪市江西铜冶炼厂周围的土壤重金属污染区(面积7.7km2)为例,研究了基于GIS的地统计学方法在丘陵红壤区土壤重金属复合污染空间变异分析上的应用,提出了一个空间变异分析步骤:(1)利用DGPS定位,以50~200m的随机网格采集土壤样品;(2)分析土壤重金属含量数据的分布类型和空间分布趋势,通过数据转换去除数据趋势;(3)计算半方差函数并选择最佳的拟合模型和参数;(4)通过交叉验证选择合适的克立格方法;(5)通过空间插值,绘制重金属污染空间分布图,分析空间变异规律和影响因素。空间分析结果表明,Cu和Cd的复合污染是铜冶炼厂污染区的主要污染特征,基于ArcGIS的地统计学分析模块可以较准确地分析丘陵区土壤重金属复合污染的空间变异特征。     

Chemical speciation and bioavailability of Cd,Cu, Pb and Zn in Western Balkan soils

Abstract

Three thermal power plants in Serbia, Croatia and Bosnia of the Western Balkan region were expected to be metal polluting sources, and this study was performed to investigate the bioavailability and chemical speciation of trace metals in soils and soil water extracts, respectively. Surface (0–15 cm) soil samples along with maize and grass samples were collected at a gradient from the pollution source. The chemical speciation of metals was conducted using the Windereme Humic Aqueous Model (WHAM)/Model VI for water, whereas the Diffusion Gradient in Thin Films (DGT) technique was used to estimate plant availability. The chemical speciation indicated that more than 99% of all four metals in soil water extracts were complexed to fulvic acid. This is connected to relatively high soil pH (> 6.5) and high contents of soil organic matter in these soils. The accumulation of trace metals by DGT was not correlated to plant uptake. This is connected to the very low partitioning of free ions in solution, but also to the low variation in metal solubility and metal concentration in plant tissue between sites. In spite of active thermal power plants located in the areas, hardly any differences in concentration of soil metals between sites were seen and the partition of metals in soil waters was insignificant. The latter indicates that these soils have a large metal-retaining capacity. The only significant soil chemical variable affecting the variation in metal solubility was the soil pH. In a time with large infrastructure and industrial expansion in these areas, this investigation indicates the importance of protecting these high-quality soils from industrial use and degradation. High industrial activity has so far had insignificant effect on soil quality with respect to bioavailability of trace metals in these soils.     

砂质土壤不同粒径颗粒中有机碳、养分和重金属状况

用分散、筛分和悬浮相结合的物理方法，研究了砂质土壤中养分和重金属在不同粒径有机、无机颗粒中的分布。研究表明，砂质土壤中Cd、Co、Cr、Cu、Ni、Pb、Zn和Mn在颗粒状有机质（POM）有明显的富集，富集程度以Cu和Zn最为明显。粒径较小（0．05～1mm）的POM组分中重金属的平均富集高于粒径较大（〉1mm）的POM组分。POM中重金属的富集因土壤重金属污染水平和重金属类型而异，并与土壤重金属的积累呈正相关。分析数据表明，土壤POM中重金属的积累不完全是植物分解残留的结果，土壤POM对重金属有强吸持能力可能是POM中重金属富集的主要原因之一。