松嫩平原产油区农田土壤重金属含量及污染风险评价

  目的  为探明松嫩平原石油开采及石化工业活动区周边农田土壤重金属污染分布及风险状况。  方法  在大庆市让胡路区选择代表性农田采集96份土壤样品,测定重金属（Cd、Hg、Ni、Pb、Cu、Zn、Cr、As）含量;在利用地统计学克里金插值法分析重金属含量空间分布特征的基础上,采用地积累指数法和潜在生态危害指数法对该地区农田土壤重金属污染状况及其生态风险进行评价。  结果  该区土壤中Cd和Ni的含量分别为土壤背景值的1.39倍和1.27倍。在对各样点Pb、Zn、Cu和Cr 4种元素含量分析中,均出现不同程度的高于土壤背景值的样点。重金属Cd的地积累指数平均值为0.11,达到轻度~中度污染水平。研究区土壤重金属潜在生态危害风险指数（RI）平均值为84.84,从大到小为Cd > Hg > Ni > As > Pb > Cu > Zn > Cr,其中Cd的RI值最大为190.23,达到中等生态危害范围。研究区农田土壤重金属含量在空间分布上表现为:Cd、Zn和Pb含量高值区出现在中部地区,其它重金属元素含量高值区分布比较零散。  结论  研究区域内,8种重金属含量的平均值均低于风险筛选值,Cd和Ni两种重金属平均含量超出了背景值,从地积累指数来看,Cd污染等级为1级,其它7种元素均处于无污染水平。从潜在生态风险分析可知,该区域污染程度属于轻度生态危害范围。     

黄河三角洲表层土壤重金属空间分布与潜在生态风险评价

研究黄河三角洲表层土壤中重金属空间分布特征,评价其潜在生态风险。结果表明:表层土壤(0-20 cm)Cu、Zn、Cr、Cd、Pb、Ni、As和Hg的平均含量为27.87,79.19,69.01,0.383,21.98,33.42,13.76,0.025 mg/kg。除Cd外,其他重金属含量平均值均小于国家二级标准值;各重金属空间分布均呈现自西北向东南递减的趋势,且实验区含量最高,核心区含量最小;Hakanson潜在生态风险指数评价表明,Cd为中等-较强生态危害,其余重金属单项均为轻微生态危害,潜在风险程度由高到低依次为Cd>Hg>As>Ni>Cu>Pb>Cr>Zn;保护区综合潜在生态风险为轻微-中等生态危害,呈实验区>缓冲区>核心区的规律。重金属受人类活动影响较大,距离人类活动较近区域含量高,较远区域含量低。     

宝鸡市街尘重金属元素含量及其环境风险分析

分析了宝鸡市街尘中重金属元素的含量,结果表明:宝鸡市街尘中Cu、Pb、Zn、Cr、Cd、As和Hg的平均含量分别为123.2、408.4、715.1、126.7、5.5、19.8和1.1μg g-1。在工业区、交通区及商业区,除Cr和As略微高于陕西省土壤元素背景值(1.6~2.2倍),其他重金属元素均远远高于陕西省土壤元素背景值(5~64倍)。不同功能分区街尘中重金属元素含量存在显著差异,Hg在交通区含量最高,其他重金属元素均在工业区最高。地累积污染指数法的评价结果表明,宝鸡市街尘中除Cr和As的污染较轻外,其他重金属元素的污染均比较严重,尤其是Cu和Pb在工业区尤为突出。潜在生态风险指数法的评价结果表明,宝鸡市街尘中重金属元素的污染水平和生态危害达到了严重程度,其中,Cr和As属于中等污染,其他重金属元素达到了重度以上污染,Cu、Zn、Cr、As和Pb属于中等潜在生态危害,Hg和Cd达到严重潜在生态危害。     

典型农业区农田土壤重金属潜在生态风险评价

采用野外采样和室内分析相结合的方法,以典型农业区山东禹城的农田表层土壤（0-20 cm）为研究对象,分析了土壤中重金属Cr、Ni、Pb、As、Hg、Cd、Cu和Zn的含量,探讨了土壤中重金属的含量与不同人类活动的关系并进行了潜在生态风险评估。结果显示,8种重金属的含量均超过黄河下游潮土区的背景值。潜在生态风险评估表明,当地的农田土壤Cr、Ni、Pb、As、Cu、Zn有轻度的生态风险,Hg和Cd存在较大的生态风险。城市化进程、畜禽养殖和污灌是造成土壤Cd高生态风险的主要因素,城市化进程和污灌也是造成土壤Hg高生态风险的主要因素。禹城各区域土壤受8种重金属的综合潜在生态风险程度大小依次为城郊农田〉污灌农田〉典型施肥农田〉井灌农田〉引黄灌农田,不同人类活动区域土壤Cd生态风险和8种重金属的综合潜在生态风险存在显著差异。     

常规农业村土壤重金属污染及潜在生态风险评价——山西寿阳县为例

以山西省寿阳县 7个典型常规农业村耕地为研究对象,采集耕作层 126个土壤样品,测定其 Cd、Hg、As、Cu、Pb、Ni、Cr、Zn 8种重金属的含量。运用单因子污染指数法(P)、污染负荷指数法(PLI)和潜在生态风险评价法(RI)评价土壤重金属污染和潜在生态风险程度,应用空间插值法探讨土壤重金属污染和潜在生态风险空间分布,并对重金属污染的来源进行讨论。结果表明:该区域土壤除 As的平均含量低于山西省土壤元素背景值外,其余重金属元素平均含量均高于山西省土壤元素背景值,Cu、Ni、Pb、Zn、Cd、Cr和 Hg的平均含量分别为山西省元素背景值的1.03、1.03、1.13、1.15、1.55、1.72和 2.26倍。从单因子污染指数看,Hg属于中度污染,Cd、Cr、Zn、Cu、Ni、Pb为轻微污染,As则没有发生污染。从综合污染指数看,该区域土壤 8种重金属所有样点的 PLI平均为 1.09,总体上属于轻度污染。从综合潜在生态风险指数看,所有样点 8种重金属的 RI平均为151.47,属于中度生态风险水平,其中 Hg和 Cd为主要贡献因子,其他重金属的生态风险很低。该区域 PLI和 RI的空间分析显示,8种重金属污染和潜在生态风险均呈现一定的空间差异,但二者的空间分布格局基本一致。在局地自然地理条件基本一致的情况下,雾霾、燃煤、煤矿生产以及农业生产是造成该区土壤重金属含量增加的重要原因,而农户行为则可能是造成部分地块土壤重金属污染和生态风险突出的原因之一。     

北京城市流域底泥重金属形态特征及其生态风险评价

为了解北京城市流域底泥重金属污染现状及其生态风险,研究分别在北京市永定河流域、潮白河流域、温榆河流域、拒马河流域和泃河流域五大河系（北京段）共设置84个检测样点,采集底泥样品,利用ICP-MS分析法和BCR连续提取法测定北京城市流域底泥中铜（Cu）、锌（Zn）、铬（Cr）、镉（Cd）、镍（Ni）和砷（As）6种主要重金属的含量,分析其分布特征及养分变化,同时运用潜在生态危害指数法和地累积指数法综合评价流域底泥中重金属的生态风险。结果表明:（1）以北京土壤质量标准为北京市参比值,北京流域中下游底泥富营养化严重,重金属富集强弱依次为Cd > （Cr,As,Zn） > （Cu,Ni）;（2）底泥重金属潜在生态危害评价,其危害程度依次为Cd > （Cr,As,Zn） > （Cu,Ni）,其中五大河流下游潜在生态风险较大,生态风险最大的是拒马河水域;（3）地累积指数法进行污染评价,北京河流污染程度依次为下游 > 中游 > 下游,底泥中污染最大的重金属为Cd,其次为Cr,As和Zn,污染较小的为Cu和Ni。综上所述,北京污染较大的河流依次是拒马河、永定河、潮白河、温榆河和泃河,特别是河流下游区域底泥重金属累积较多,潜在生态危害最大。     

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。     

喀纳斯景区土壤重金属污染及其潜在生态风险评价

[目的]对喀纳斯景区土壤重金属污染及其潜在生态风险进行评价,为景区资源科学管理和保护提供参考依据。[方法]以喀纳斯景区为研究区,测定土壤样品As,Pb,Hg,Cd,Zn,Cr,和Cu含量,通过污染负荷指数对喀纳斯景区重金属污染情况进行全面评价,采用潜在生态风险指数法对土壤重金属进行潜在生态风险评价,并运用相关分析与主成分分析法对土壤重金属来源与污染程度进行深入分析。[结果](1)研究区表层土壤As,Pb,Hg,Cd,Zn,Cr和Cu平均含量分别为6.48,16.60,0.10,0.08,84.71,2.47,32.23mg/kg,其中As,Pb,Hg和Cd高于新疆土壤背景值,Zn,Cr和Cu低于新疆土壤背景值。(2)人类活动扰动强由强至弱4个样地,7种重金属含量不同,且同一重金属在4个样地间具有一定差异性。(3)人类活动扰动强样地、人类活动扰动较强样地和人类活动扰动轻微样地3个样地中Hg为重度污染(PLI值分别为5.70,4.36,4.64),Zn,Cr,Cu为轻度污染。全部金属RI均小于150,研究区仅存在轻微生态危害,但研究区Hg污染需关注。(4)7种重金属间大多存在关系,Pb与Hg,Cd和Zn呈显著相关(p≤0.01)。Cd和Hg来源相同可能性较大,As,Zn和Cu来源可能一致。[结论]喀纳斯景区受旅游活动干扰土壤中重金属有不同程度的积累,土壤重金属污染愈加严重。     

贵州草海沉积物重金属污染特征及潜在生态风险分析

为研究重金属在草海沉积物中富集污染状况,以7种毒性重金属为研究对象,从不同方位对草海沉积物中重金属进行采样测试,分析重金属含量水平及空间分布特征,同时应用潜在生态危害指数法进行评价。结果表明,草海沉积物中重金属富集特征为Zn〉Cr〉Pb〉Cu〉As〉Cd〉Hg,且在空间分布上呈现从湖心向边缘逐渐减少的趋势,重金属污染程度表现为Cd〉Hg〉Zn〉Pb〉As〉Cu〉Cr,在Cd的潜在生态风险系数高贡献下,沉积物中重金属潜在生态风险指数均大于150,多数达到严重程度。     

“十三五”期间滇池外海底泥重金属污染特征分析及生态风险评价

基于"十三五"期间(2016—2020年)滇池外海晖湾中、罗家营、观音山东、观音山中、观音山西、白鱼口、海口西和滇池南等8个采样点位底泥中7种重金属监测值,利用地质累计指数法及潜在生态危害指数法等评价方法,对重金属进行污染特征分析及生态风险评价。结果表明,As、Hg、Cr、Pb、Cd、Cu和Zn平均含量对比云南省土壤背景值分别超标0.46,4.70,0.47,0.73,3.47,1.17,1.13倍,且时空分布存在差异性。时间变化上,As、Cd、Cu、Zn含量总体呈下降趋势。空间分布上,As、Hg、Cr和Pb含量高值集中在滇池外海南部水域,Cd和Cu在东部水域较高,Zn含量则呈现北高南低的趋势。地质累计指数法和潜在生态危害指数法评价表明,8个点位中滇池南、晖湾中和观音山西重金属污染程度较高,潜在生态风险也较高,引起污染累积以及潜在生态风险的指标主要为Hg、Cd和Cu。重金属来源分析结果显示,As、Hg、Cr、Pb具有相似的污染来源,初步推断为工业污染源;Cu和Cd主要来自农业污染源。     

山东省沂源县土壤重金属来源分布及风险评价

为建设高标准农田及保证食品安全,对土壤重金属污染状况进行精确评估极为关键。选取山东省山地丘陵区典型区域—沂源县为研究区,系统采集427个表层土壤样品(0~20 cm),测定了As、Cd、Co、Cr、Cu、Mn、Ni、Pb、Hg和Zn共10种重金属含量;采用多元统计分析和地统计分析方法,揭示了土壤重金属的主要来源;进一步分析得出研究区重金属的空间分布以及与成土母质、工业排放和农业生产污染之间的关系。研究表明:1)沂源县表层土壤中10种重金属元素的平均含量值均高于土壤背景值但未超过国家二级土壤元素限定值,存在一定程度的重金属富集。2)经主成分分析和单因素方差分析后将研究区重金属的来源主要分为3类:As、Co、Cu和Mn主要来源于成土母质,属自然源因子;Hg、Cd、Zn和Pb受到母质和工农业污染双重控制,属于混合来源;Cr和Ni主要是成土母质影响下的自然来源。3)自然来源重金属含量的高值区主要与石灰岩成土母质类型分布相一致,Hg、Cd、Zn和Pb元素含量的高值区与工业区分布基本一致。4)通过潜在生态风险评价,沂源县表层土壤目前处于中度潜在生态风险等级,其中Hg和Cd潜在生态风险最强,达到中度生态危害,其他元素具有轻微的潜在生态危害。研究中通过多元统计-地统计模拟分析法有效的揭示了土壤重金属污染源汇特征,可作为评估该区土壤污染现状和对土壤重金属污染进行风险评价的重要依据。     

遵义东南部地区农业土壤重金属分布特征及风险评价

对贵州省遵义东南部地区农业土壤重金属As、Pb、Cd、Cr、Hg污染现状进行调查和分析,结果表明,该地区重金属平均含量分别为:As 11.39mg/kg,Pb 38.75mg/kg,Cd 0.34mg/kg,Cr 40.45mg/kg,Hg0.21mg/kg。主要污染物为Cd,单项污染指数是1.13,单项生态危害系数是50.85,为中等生态危害级,遵义县污染指数最高为1.43,单项生态危害系数为64.35。同时通过污染指数与生态危害系数比较,表明Cd、Hg在构成土壤环境污染的同时,也造成了相应的生态危害。     

工业区周边农田重金属污染评价及来源分析

以新疆北疆某工业区周边农田土壤为研究对象,采集0~20 cm土壤样品254个,测定了Cr、Ni、Cu、Zn、As、Hg、Pb、Cd共8种重金属含量。运用相关性分析和主成分分析探讨工业区周边农田土壤重金属的来源,运用GS+进行数据拟合,选取最佳模型,再进行克里格插值分析重金属的空间分布格局。结果表明,Cr、Ni、Cu、Zn、As、Hg、Pb和Cd的含量分别为45.00、28.53、55.66、73.57、13.39、2.17、15.38和0.50 mg kg~(-1)。测量的金属除Cr之外均超过土壤的背景值,只有Hg处于中度污染,其余元素都处于非污染,而研究区综合潜在生态风险程度为严重型。重金属空间分布表明,Ni、Zn、As、Hg和Pb在东部和南部含量较高。来源分析表明,Hg来源受研究区内工业活动的影响;Cr、Ni、Zn和Cd主要来自于化肥、农药和地膜等农业活动和土壤母质的共同作用;As、Hg和Pb主要来源是受研究区内工业活动的影响。     

滩涂围垦区土壤重金属调查及生态风险评价——以盐城市弶港镇为例

以苏北盐城弶港镇滩涂围垦土壤为研究对象,进行了重金属Cr、Pb、As、Cd、Hg的测定及其风险评价,为我国沿海滩涂种植业的发展提供依据,并为其他国家和地区相关研究提供参考。结果表明,该区域土壤中5种重金属含量均未超过《国家土壤环境质量标准》（GB15618—1995）一级标准限制,农田土壤Cr、As、Cd含量较高,郊区菜地土壤Pb、Hg含量较高;重金属Cr、Pb、As、Cd含量在不同土地利用类型间存在显著性差异;Hg含量差异不显著。采用地积累指数法进行评估可知,土壤没有受到单项重金属污染。依据内梅罗综合指数法评估可知,潮间带沉积物、工业区土壤、滩涂围垦熟化的土壤没有受到重金属污染;郊区菜地与农田土壤的污染等级已达到警戒线,污染水平属于＂尚清洁＂。Hakanson潜在生态风险评价结果表明,区域内土壤重金属处于无风险等级,尚不具有潜在生态风险。     

拉林河流域土壤重金属污染特征及来源解析

该文选取拉林河流域表层土壤为研究对象,通过对土壤重金属的含量和空间分布分析、污染评价、以及潜在生态风险评价,了解土壤重金属的分布特征和污染现状,并利用正定矩阵因子分解法（PMF）探索土壤重金属污染的来源。结果表明,表层土壤中Cr、As、Pb、Cu、Zn、Ni、Mn、V的平均含量均低于背景值,Co和Se略微高于背景值,部分土壤样点Cd和Ni超过国家土壤环境质量标准的二级标准。研究区土壤污染的主要金属元素为Cd和Hg,地累积指数表明受到污染的样品比例分别达到45.1%和37.0%,其潜在生态危害指数平均值分别为49.83和70.29。根据PMF计算结果,拉林河流域表层土壤重金属累积主要受自然源、农药肥料源、工业排放源的影响。其中,自然本底对研究区土壤中重金属的影响最大,贡献率为38.0%,其次是农药和肥料施用,贡献率为32.6%,燃煤和工业排放源的贡献率稍低,为29.4%。     

Pollution assessment and spatial variation of soil heavy metals in Lixia River Region of Eastern China

Purpose

The effect of soil heavy metals on crops and human health is an important research topic in some fields (Agriculture, Ecology et al.). In this paper, the objective is to understand the pollution status and spatial variability of soil heavy metals in this study area. These results can help decision-makers apportion possible soil heavy metal sources and formulate pollution control policies, effective soil remediation, and management strategies.

Materials and methods

A total of 212 topsoil samples (0–20 cm) were collected and analyzed for eight heavy metals (Cd, Hg, As, Cu, Pb, Cr, Zn, and Ni) from agricultural areas of Yingbao County in Lixia River Region of Eastern China, by using four indices (pollution index (PI), Nemerow pollution index (PI_N), index of geo-accumulation (I _geo), E _i /risk index (RI)) and cluster analysis to assess pollution level and ecological risk level of soil heavy metals and combining with geostatistics to analyze the concentration change of heavy metals in soils. GS+ software was used to analyze the spatial variation of soil heavy metals, and the semi-variogram model is the main tool to calculate the spatial variability and provide the input parameters for the spatial interpolation of kriging. Arcgis software was used to draw the spatial distribution of soil heavy metals.

Results and discussion

The result indicated that the eight heavy metals in soils of this area had moderate variations, with CVs ranging from 23.51 to 64.37 %. Single pollution index and Nemerow pollution index showed that about 2.7 and 1.36 % of soil sampling sites were moderately polluted by Cd and Zn, respectively. The pollution level of soil heavy metals decreased in the order of Cd?>?Zn?>?Pb?>?As?>?Cu?>?Cr?>?Ni?>?Hg. The I _geo values of heavy metals in this area decreased in the order of Zn?>?Cd?>?As?>?Pb?>?Cu?>?Cr?>?Hg?>?Ni. According to the E _i index, except Cd that was in the moderate ecological risk status, other heavy metals in soils were in the light ecological risk status, and the level of potential ecological risk (RI) of soil sampling sites of the whole area was light.

Conclusions

The results of four indices and the analysis of spatial variation indicated that the contents of Cd and Zn were contributed mainly by anthropogenic activities and located in the south-east of this study area. However, the contents of Hg, As, Cu, Pb, Cr, and Ni in soils were primarily influenced by soil parent materials.

     

复垦土壤重金属污染潜在生态风险评价

为揭示矿区复垦土壤中重金属元素潜在的污染特征,采用Hakanson 潜在生态风险指数（The Potential Ecological Risk Index）,对安太堡露天煤矿复垦土壤中Cd,Cr,Cu,Pb,Hg,As等6种污染元素进行了分析,研究了露天煤矿复垦土壤重金属污染程度及潜在的生态危害性。结果表明：安太堡露天煤矿不同复垦时间和复垦模式下不同层次的复垦土壤的综合污染程度范围为8.29～16.90,平均值为10.72,处于中等的污染程度。重金属潜在风险指数在131.43～331.03之间,平均191.68,生态风险达到了中等程度,特别是复垦13年的南排1?420退化平台,综合潜在生态风险指数为331.03,达到了较高程度。0～40 cm土层的潜在生态风险综合评价属于中度的潜在生态风险。Hg是主要的污染因子,其对潜在的生态风险指数所贡献的比例达到了72.5%～84.62%。其余重金属的生态风险较低。因此,在安太堡露天煤矿复垦土壤中,Hg是最主要的潜在污染因子,应采取一定的措施,防止Hg的污染。应用该体系对复垦土壤重金属污染生态风险评价所得的结论同其它研究结果互为补充和借鉴。     

矿化垃圾施用林地重金属污染潜在生态风险评价

以矿化垃圾施用林地土壤为研究对象,采用Hakanson潜在生态风险指数评价法对5种重金属元素Cd,Hg,As,Cr,Pb的潜在风险进行评价,同时还对不同深度土壤重金属的迁移及污染程度进行了讨论.不同矿化垃圾添加量下0-90 cm土层的潜在生态风险综合评价结果表明,随着矿化垃圾添加量增加,土壤重金属污染有加重的趋势,25％与50％矿化垃圾添加量的土壤污染程度达到中等程度,1oo％矿化垃圾添加量的土壤达到重度污染程度.矿化垃圾对土壤造成的污染主要集中在0-50 cm土壤层内,对垂直方向50 cm以下土壤影响较小.Hg是矿化垃圾施用中最主要的污染因子.土壤剖面垂直方向重金属含量分析结果表明,Cd,Hg,As,Cr,Pb具有从土壤表层向下层递减的趋势.重金属元素Hg和Cr含量具有土壤表层富集的特征.矿化垃圾大量的施用可能会导致Hg和Cr土壤污染,但不会导致Cd,As,Pb在土层中累积与垂直迁移.     

贵州万山汞矿区某农田土壤重金属污染特征及来源解析

研究采集万山汞矿区典型农田土壤样品,分析测试其Hg、As、Cd、Cr、Pb、Cu、Zn、Ni含量,利用综合污染指数法、地累积指数法和潜在生态危害指数法评估农田土壤的污染状况及生态风险,结合相关分析和主成分分析解析农田土壤中重金属的来源。结果表明,该农田土壤Hg、As、Cd、Cr、Pb、Cu、Zn、Ni的平均含量分别为4.29、117.6、0.43、59.06、48.99、43.77、29.13、18.80 mg kg~(-1)。土壤重金属综合污染指数为7.16,表明该农田土壤重金属重度污染,其中100%的位点Hg、As重度污染,66.7%的位点Pb轻度污染,25%的位点Cd轻度污染。土壤重金属的综合潜在生态危害指数为469.0,生态风险强,Hg对综合潜在生态危害指数的贡献率为78.30%,是该农田土壤生态风险的主要来源。该农田中重金属的来源包括:交通运输源、矿业污染源、农业污染源和自然活动源,主要污染物Hg来源于矿业活动,As来源于交通运输和矿业活动,Cd来源于农业活动,Pb来源于交通运输。