赣州市绿地土壤重金属污染特征及评价

为评价赣州市绿地土壤重金属污染特征及其生态风险,采取表层0~20 cm土壤共20个样品,测定土壤中重金属Pb、Zn、Cu、Cd和Cr含量并分析其来源,采用改进BCR连续提取法进行形态分析,结合地积累指数法、潜在生态危害指数法和人体健康风险评价法进行污染评价。结果表明重金属Pb和Zn相关性显著,并受人为影响较大,研究区5种重金属形态都以残渣态为主,对环境的潜在危害较小,地积累指数法结果表明主要受到重金属Cd中度污染,潜在生态风险指数法结果表明5种重金属的潜在生态风险指数都位于(50,80)之间,属于轻微生态风险,人体健康风险评价法表明土壤中重金属含量对人体无致癌风险。     

煤矿区周边农田土壤重金属积累特征及生态风险评价

为揭示开采活动对周边农田土壤重金属性质的影响,以贵州省织金县煤矿区废弃地周边农田土壤为研究对象,分别对距离矿区50 m、100 m、400 m的农田区A1、A2、A3表层土壤进行取样调查,分析了土样重金属含量及其分布特征,利用因子分析法对土壤重金属污染来源进行分析,分别采用内梅罗综合指数法、潜在生态危害指数法对其污染程度和生态风险进行评价。结果表明,农田区A1、A2、A3样点重金属含量均高于对照点,且距离矿区越近,农田土壤重金属积累越严重。因子分析结果表明,Cd、Cu、Ni、Zn主要来源于煤炭开采过程中的三废排放,Cr和Pb可能来源于成土母质,Hg、As可能来源于采矿产生的粉尘和当地煤炭燃烧产生的降尘。内梅罗综合指数评价结果表明,Hg、Cd、Cu、Cr是土壤重金属污染的主要因子,农田区A1、A2、A3的综合污染程度达到重污染水平的样点比例分别为66.7%、52.6%、6.2%;潜在生态危害指数评价结果表明,Cd、Hg是土壤重金属最主要的潜在生态风险因子,农田区A1、A2分别有50%、21.1%的样点处于强生态危害水平,内梅罗综合污染指数和潜在生态风险指数均表现为距离矿区越近,土壤重金属污染越严重,潜在生态风险越强。     

豫东黄河故道湿地土壤重金属污染评价及生态风险评估

为探明豫东黄河故道湿地土壤重金属污染情况,采用原子吸收光谱法测定商丘黄河故道区内湿地(WL)及附近林地(FL)和耕地(CL)3种类型土壤中重金属Zn、Pb、Cr、Cd、Cu的含量,运用地质累积指数法和潜在生态风险指数法对重金属污染特征和潜在生态风险进行评价和分析。结果表明,黄河故道WL、FL和CL土壤中Cr和Cd的平均含量分别为289.46、308.17、378.58和2.03、2.47、2.62 mg·kg-1,是黄河故道区土壤环境背景值的10.51和37.69倍,均超过农用地土壤污染风险筛选值;而重金属Zn、Pb和Cu含量相当于甚至低于土壤环境背景值。5种重金属元素含量均表现为:WL < FL < CL。污染评价分析结果表明在这3种类型的样地中,重金属Cd达到弱极度污染水平,属于高度潜在生态风险;重金属Cr达到弱重度或重度污染水平,但属于轻度潜在生态风险;重金属Zn、Pb和Cu则处于无污染或轻度污染水平,属于轻度潜在生态风险。豫东黄河故道区WL、FL和CL综合潜在生态风险指数均超过480,存在高度潜在生态风险。工业“三废”、成土母质和农业活动等来源的重金属Cd是该区域最重要的污染因子,对综合潜在生态风险的贡献率达97.23%,需要及时进行综合整治;而土壤成土母质或人类农业活动来源的重金属Cr、Pb、Cu和Zn 是黄河故道区土壤重金属污染的潜在生态风险因子,也应及时加以防控。     

煤矸石山周边农用地土壤-玉米重金属污染特征及健康风险分析

以重庆市綦江区某典型煤矸石山周边农用地为研究区,通过分析土壤和玉米重金属含量,掌握其污染特征,应用相关性分析和主成分分析探明主要污染影响因素,并评估通过当地玉米摄入重金属的健康风险。9个土壤-玉米协同点位采样结果表明,研究区土壤首要重金属污染物为镉（Cd）,平均含量为2.39 mg/kg, 9个土壤采样点位中Cd污染等级评价为极强污染和重度污染的点位分别占比56%和33%;次要污染物为铬（Cr）, Cr污染等级评价为轻微污染的点位占比11%。相关性分析结果表明,Cd含量和汞（Hg）含量、铅（Pb）含量之间存在显著正相关关系;主成分分析结果表明,Cd、 Hg、 Pb主要受到煤矸石长期堆存的影响,砷（As）、 Cr可能受到农业活动影响。研究区玉米中Cd生物富集系数远大于Hg、 As、 Pb、 Cr。人体健康风险评价表明,各重金属健康风险靶标危害系数（THQ）值均小于1,表明食用当地玉米不会对健康造成明显影响。     

采煤沉陷复垦区重金属分布特征及生态风险评价

以淮南新庄孜矿煤矸石充填复垦区为研究对象,通过现场调查取样、室内测试分析等手段,对煤矸石充填复垦区不同土地利用类型、不同充填深度土壤中Cd、Cr、Cu、Zn、Pb、Mn和Hg 7种重金属的分布特征进行研究,同时采用生态风险指数法,对研究区土壤重金属潜在生态风险危害进行评价。结果表明:表层土壤中Cu、Zn、Cd、Mn和Hg 5种重金属平均值均超过当地的土壤背景值,存在不同程度的污染,且Cd污染最严重。从垂直方向来看,除Hg外土壤重金属无明显分布规律,Hg的含量随土壤深度的增加而升高。复垦区土壤重金属潜在生态风险危害严重,不同重金属潜在生态风险危害程度不同,Cd和Hg的潜在生态风险危害最大。     

焦化厂周边土壤重金属分布特征及生态风险评价

为研究某焦化厂周边土壤中重金属(Pb,Cd,Zn,Cu,Cr和Mn)的生态风险,对焦化厂东、西、南和北方向上的500,1000和3000 m处表层土壤进行了采样。采用单因子质量指数法、地累积指数法以及潜在生态危害指数法对各样点土样中重金属的生态风险进行了评价。结果表明,所有采样点中Cd含量是土壤环境质量标准(GB15618-1995)Ⅱ级标准中Cd标准值的2.1~7.2倍,其他重金属含量均未超过其标准值,各重金属元素含量均在1000 m处达到最大值;研究区域土壤中各种重金属元素的污染程度由强至弱依次为:Cd >Cr >Cu≈Zn>Pb≈Mn,潜在生态危害由强至弱依次为:Cd >>Pb >Cu >Cr >Zn >Mn,北部 >西部 >东北 >南部;焦化厂周边土壤整体存在严重的潜在生态风险,特别是焦化厂北面土壤中重金属的潜在生态风险为极严重,其中Cd在土壤中存在严重的累积效应,是造成潜在生态风险的主导因子。     

黔西煤矿区土壤重金属污染水平及其形态

为研究黔西煤矿区周边土壤重金属污染情况及其潜在生态环境危害,分别在黔西煤矿区及非矿区进行了土壤样品采集,分析了研究区土壤重金属(Hg,Cd,As,Pb,Cr,Zn,Ni)污染水平,并采用了改进的Tessier法对重金属形态进行分析,应用地累积指数法及改性灰色聚类法进行了重金属风险评价。结果显示:煤矿区Hg,Cd,As,Cr,Zn及Ni平均值含量分别是贵州省背景值的3.37,1.11,1.50,1.63,1.23,1.73倍;非煤矿区As和Hg平均值含量分别是贵州省背景值的2.37,1.83倍。煤矿区受Hg及Cd污染较严重,而非煤矿区Hg和As污染也较为严重。研究区除3号样点外,其他样点均受到不同程度的污染;Hg,Cd及As为研究区污染贡献最大的3个因素,这与地累积指数法评价结果一致。研究区Cr,Cu及Zn以残渣态为主,稳定性较高,对环境影响最低;Cd及Pb非残渣态比例较高,对环境潜在危害较大,应当高度重视研究区Cd及Pb污染。     

黔西煤矿区周边土壤重金属形态特征、污染评价及富集植物筛选

[目的]研究黔西某煤矿区周边土壤重金属污染情况、重金属形态潜在风险及其周边重金属富集植物,为当地的重金属污染防治提供科学依据。[方法]采用潜在生态风险评价及模糊数学法的两种评价方法(单因素决定模型和加权平均模型)对煤矿区及非煤矿区土壤进行重金属生态风险评价,对影响土壤肥力的土壤理化指标进行检测,利用风险评估编码法对重金属形态进行分析,并采用生物富集系数法对煤矿区周边富集重金属植物进行筛选。[结果]煤矿区Hg,Cd,As,Zn,Cr及Ni平均值含量分别是背景值的2.47,3.65,2.00,1.23,1.74,1.69倍。煤矿区潜在生态危害趋势为:CdHgAsNiCrPbZn。模糊数学法单因素决定模型评价显示,非煤矿区污染大于煤矿区,加权平均模型则反之。煤矿区Cd,Cr,Cu,Mn,Ni,Pb及Zn潜在风险指数分别为69.17%,7.97%,8.24%,40.10%,45.29%,53.70%及29.90%。蜈蚣草对As富集系数大于1.00,火棘、构树、盐肤木、马桑、凤尾蕨及金丝梅等对Cd富集系数大于1.00,马桑及白蒿对Pb富集系数大于1.00。[结论]煤矿区存在重金属污染,以Cd,As,Hg较为严重。煤矿区周边土壤中重金属对环境构成的潜在风险顺序为:CdPbNiMnZnCuCr。对当地而言,蜈蚣草可作为煤矿区周边修复As污染的先行植物,凤尾蕨可作为修复Cd污染的先行植物,马桑可作为修复Pb污染的先行植物。     

云南会泽铅锌冶炼厂周边土壤重金属污染特征及健康风险评价

为进一步探讨云南会泽铅锌冶炼厂历史遗留的环境问题,掌握新址所在区域土壤环境质量状况,以会泽铅锌冶炼厂新、旧场址周边土壤作为研究对象,随机布设14个采样点,采集42个土壤样品,采用电感耦合等离子体发射光谱仪和原子荧光光谱仪测定土壤样品中的Cr、Cu、Mn、Ni、Pb、Zn、Cd、As、Hg。采用综合污染指数法、地积累指数法、潜在生态危害指数法和健康风险评价方法对土壤中重金属污染特征及其健康风险进行评价。结果表明,云南会泽铅锌冶炼厂周边土壤中Cr、Cu、Mn、Ni、Pb、Zn、Cd、As和Hg的平均含量水平分别为92.25、226.81、1 567.45、65.16、394.66、1 451.63、11.16、43.81、0.47 mg·kg-1,除Cr、Hg外,其他重金属含量均超过《国家土壤环境质量标准》二级标准值,其中Cd的最高超标倍数为274倍。地积累指数评价结果表明,该区域土壤中Cd污染最为严重,处于偏重-极重污染范畴;潜在生态危害综合指数评价结果显示:该区域重金属污染处于强-很强的生态风险程度;健康风险评价结果表明:旧场址周边土壤中Pb、Cd对儿童均具有显著的潜在健康风险。     

污泥与施污土壤重金属生物活性及生态风险评价

将城市污泥以不同质量比施于土壤中构成污泥混合土壤,研究各污泥配比土壤中重金属的生物活性,并采用三种重金属评价方法(地累积指数法、潜在生态风险指数法、综合毒性指数模型)和黑麦草对重金属的吸收富集效果来对施污土壤中重金属具有的生态风险性进行评价。结果表明:污泥的添加使土壤中生物活性态Cd、Cu和Zn含量显著增加,对三种重金属具有活化作用,但对Pb却起到钝化作用。生态风险评价结果表明:污泥的添加使土壤中Pb呈现无污染和低生态风险;Cu和Zn呈现中度污染和低生态风险;Cd达到强度污染和重度生态风险,重金属潜在生态风险(RI)总体处于强度生态风险水平。当污泥添加比例大于6:10(污泥S3处理)时,施污土壤中重金属的综合毒性指数高于土壤对照。黑麦草对Cd、Pb、Cu和Zn的富集浓度与施污土壤中对应重金属的生物活性态含量存在显著正幂指数关系,同时黑麦草对施污土壤中Cd、Cu和Pb的富集能力大小与地累积指数法和潜在生态风险指数法对三种重金属具有的生态风险性的评价结果具有一致性。     

煤矿区矸石山周边土壤重金属污染特征与规律

以山东某矿区为例,通过淋溶模拟实验,研究了煤矸石中重金属的淋溶规律,并探讨了煤矸石山周边土壤重金属污染特征.结果表明:风化矸石淋滤液中的Zn、Pb、Cr和Cu浓度较高,并很快稳定;新鲜矸石在淋溶初期检出Zn,其它重金属元素没有检出;风化矸石淋滤液中重金属的含量要高于未风化矸石.矸石山周边表层土壤中的Zn、pb、Cr和Cu较高,且浓度高出矸石淋溶液许多倍,表明煤矸石中重金属淋滤具有长期性,矿区土壤对重金属具有迁移性和富集性.表层土壤重金属含量随着距煤矸石堆的距离增加而呈明显的下降趋势,充分表明矸石山对周边土壤造成了严重的重金属污染,而且在土壤剖面上,重金属含量表现出随土壤深度的增加而降低的趋势.     

复垦不同年限煤矸山土壤重金属污染状况评价

为研究复垦年限对煤矸山土壤重金属的影响,以山西省霍州市曹村煤矿煤矸山复垦3 a,5 a,7 a和9 a农田为研究对象,对复垦地土壤重金属Hg,Cd,Pb,As和Ni的质量分数及其污染状况进行了分析。结果表明:（1）煤矸山复垦农田0—20 cm和20—40 cm土层土壤重金属质量分数有随复垦年限增加而增加的趋势,其中Pb,Cd表现最明显,而Hg的增加趋势主要出现在20—40 cm土层;同时,煤矸山复垦农田土壤重金属质量分数均不同程度地高于当地普通农田,尤其在20—40 cm土层表现更明显;（2）单因子污染指数表明,Hg和As在0—20 cm和20—40 cm土层污染程度随年限没有变化,分别为重度污染和轻微污染,Pb和Cd在0—20 cm也没有变化,分别为轻微污染和轻度污染,但在20—40 cm土层随年限增长达到轻度污染和中度污染;综合污染指数表明,复垦农田在0—20 cm和20—40 cm土层污染指数均表现为随复垦年限增加而增加的趋势,4种复垦年限农田均达到重度污染。研究结果有助于指导煤矸山植被恢复和复垦地的合理利用。     

煤炭基地复垦村庄土壤重金属污染生态风险评价

对煤炭基地的复垦村庄进行土壤重金属潜在生态风险评价,可以指出在村庄复垦中应该特别注意的物质,减少煤炭开采后有可能会造成土地污染并提高村庄复垦后的耕地质量。以山西省泽州县西郜村的压煤复垦村庄为研究区域,在分析了该地区土壤重金属含量的基础上,以山西省土壤重金属元素背景值为评价标准,采用潜在危害指数法对土壤重金属污染状况进行评价。研究结果表明,压煤复垦村庄不同层次土壤的综合污染程度范围为6.05~14.92,平均处于中等污染程度;从单个要素上来看,各种重金属污染系数平均值由高到低为:Hg > Pb > As > Cd > Cr,Hg属于较高的污染水平,其重金属潜在风险指数在75.9～275.19之间,有一半样点的潜在生态风险达到了中等程度;Hg潜在生态风险达到了较高污染程度,需要在复垦过程中进行治理。对煤炭基地复垦土壤重金属进行潜在生态风险评价,有助于掌握土壤重金属污染特征和分布规律,为复垦后耕地的重金属污染控制与修复提供一定的依据,促进土地资源的可持续利用。     

基于废弃物的潞安煤矿废弃地改良土壤基质配比研究

为解决潞安矿区煤矸石山、塌陷地生态修复缺土少肥问题,本研究将粉煤灰、污泥与垃圾堆肥以5%、10%、20%体积比例正交混合配制改良土壤基质进行盆栽试验,观测不同配比土壤的理化性质、养分及重金属含量、高羊茅与紫叶小檗生长状况,并用主成分–聚类分析法筛选最优配比。结果表明:添加垃圾堆肥可以提高土壤有效养分与有机质含量,对土壤理化性质改良有明显效果;添加污泥仅提升土壤有效磷含量;添加粉煤灰在降低土壤容重、增大总孔隙度与非毛管孔隙度上效果明显,但对土壤p H、阳离子交换量(CEC)与碱解氮的改良具有显著负效应。各废弃物改良基质的碱解氮、有效磷、速效钾、有机质等含量均较高,土壤重金属含量也处在安全范围,而土壤容重、非毛管孔隙、pH、电导率(EC)与CEC等指标性质较优的处理组为粉煤灰∶污泥∶垃圾堆肥∶土=5%∶20%∶20%∶55%、10%∶10%∶20%∶60%、20%∶5%∶20%∶55%3个处理。经过综合筛选,本研究基质最优混合配比为粉煤灰∶污泥∶垃圾堆肥∶土=5%∶20%∶20%∶55%,可作为当地矿区废弃地生态修复客土材料推荐方案。     

煤矿塌陷区不同充填模式土壤特征及修复评价

采集了安徽省淮南市大通煤矿塌陷区中化工垃圾充填(B)和煤矸石充填(C)两种充填修复模式以及作为对照区的人工混交林地(A)的表层土样,分析了其理化性质及这些土样中Cr,Cd, Cu,Pb, Hg的赋存特征,并对修复效果进行了评价。结果表明:(1)速效磷含量为:A区 >B区 >C区;碱解氮含量为:C区 >A区 >B区;重金属和交换性Na⁺为B区高于其他区域, B区土壤碱化度(ESP)高达22%。(2)研究区内土壤普遍呈碱性,碱解氮和速效磷严重缺乏,土壤肥力:A区 >C区 >B区。(3)土壤重金属污染:A区为轻度,B区属于中、重度,C区污染程度不一。重金属Cr, Cd, Cu, Pb总量不同程度超过淮南土壤背景值。(4)土壤修复效果C区优于B区,B区存在突出问题,亟待改善。     

不同复垦年限煤矸山土壤微生物功能菌变化及其影响因素

研究不同复垦年限煤矸山土壤微生物功能菌差异及其影响因素有助于揭示煤矸山复垦土壤质量变化情况,为煤矸山植被复垦提供理论指导。以山西省曹村煤矿复垦4 a（R_4a）,6 a（R_6a）和8 a（R_8a）煤矸山为研究对象,分析了3种复垦年限土壤好氧固氮菌、氨化细菌、纤维素分解菌、有机磷细菌和无机磷细菌数量变化及其与土壤理化性质的关系。结果表明:随着复垦年限的增加,功能菌总量呈增加趋势;好氧固氮菌、氨化细菌、有机磷细菌、无机磷细菌均呈增加趋势,但纤维素分解菌呈先升后降的趋势。相关分析表明,氨化细菌和纤维素分解菌受土壤理化性质的影响最大;主成分分析结果表明,有效磷、碱解氮、含水量是影响微生物功能菌的主要因子。     

赤泥颗粒对韭菜吸收污染土壤中铅锌的抑制效应研究

采用盆栽试验方法,通过添加赤泥颗粒修复铅锌污染土壤,按照火焰原子吸收分光光度法测定不同时期种植韭菜的土壤中重金属的含量,分析赤泥颗粒对土壤中重金属的钝化行为与机理,确定赤泥颗粒对土壤修复和对韭菜生长促进最佳的添加量。结果表明,赤泥颗粒能缓释OH-,促进重金属铅、锌化学形态转化和抑制生物吸收。铅、锌污染土壤修复的最佳赤泥颗粒添加量为5%,此时,土壤中铅、锌的生物有效态含量在修复期内分别降低了41.03%、26.55%;结合铅锌污染土壤修复与韭菜生长影响,初步确定赤泥颗粒的最佳施用量为1%,此时,土壤中铅、锌的生物有效态含量在修复期内分别降低了24.81%、15.9%;赤泥颗粒对铅锌污染土壤的修复能力大小为铅〉锌。     

黄陵煤矿采煤中弃矸流失及其防护工程设计

黄陵煤矿在建设和采煤期间大量排弃矸石,渣和破坏森林植被,将可能产生严重的水土流失,根据设计暴雨洪水分析,设计了两座拦矸坝和两座拦矸堰及其它防护设施,以控制弃矸流失,保护矿区生态环境。     

大型煤矸石山植被重建的土壤限制性因子分析

煤矸石是我国第一大固体废弃物,巨量煤矸石堆积压占了大量土地,并影响矿区及周边水土环境,煤矸石山的植被重建是解决上述问题的经济而有效的途径。国内外研究与实践表明,表层土壤特性是矸石山植被重建成功与否的决定性因素。由于表层物料组成以及所处地域等因素,目前对煤矸石山各限制性因子及其重要性看法有所不同,从而影响了措施设计及植被效果。本文以抚顺西露天煤矿等煤矸山为例,对大型煤矸石山植被恢复的诸多限制性因素进行了分析论述,认为表层风化物的主要限制性因子依次为质地、水分、养分、pH、盐分、表层温度、重金属等,这与以往研究有所不同,体现了该煤矸石山的区域特色。研究结果可为制定适宜的煤矸石山及其类似废弃物堆场的植被恢复措施提供依据。     

Assessment of Seasonal and Site-Specific Variations in Soil Physical, Chemical and Biological Properties Around Opencast Coal Mines

Coal mining adversely affects soil quality around opencast mines. Therefore, a study was conducted in 2010 and 2011 to assess seasonal and site-specific variations in physical, chemical, and biological properties of soil collected at different distances from mining areas in the Jharia coalfield, India. Throughout the year, the soil in sites near coal mines had a significantly higher bulk density, temperature, electrical conductivity, and sulfate and heavy metal contents and a significantly lower water-holding capacity, porosity, moisture content, pH, and total nitrogen and available phosphorus contents, compared with the soil collected far from the mines. However, biological properties were site-specific and seasonal. Soil microbial biomass carbon (MBC) and nitrogen (MBN), MBC/MBN, and soil respiration were the highest during the rainy season and the lowest in summer, with the minimum values in the soil near coal mines. A soil quality index revealed a significant effect of heavy metal content on soil biological properties in the coal mining areas.