贵州省某县辣椒种植区土壤重金属空间分布特征及来源解析

为了探讨贵州省某县辣椒种植区土壤重金属来源,采用4 km×4 km的网格采集了108个土壤样品,运用电感耦合等离子体质谱仪(ICP-MS)和原子荧光光谱仪(AFS)测定土壤中Cd、Hg、As、Pb、Cr、Cu、Zn、Ni元素含量,通过正定矩阵因子分析模型(PMF)解析土壤中8种重金属的污染来源。结果表明:辣椒种植区土壤大部分重金属含量相对贵州省土壤背景值已存在一定程度的富集,大部分土壤中Cd含量超过农用地土壤污染风险筛选值,且8个重金属在研究区的分布差异较大,Cd、Hg、As、Cr、Ni的高含量区主要分布在研究区的东部;Pb的高含量区较为零散,没有明显集中分布区;Cu、Zn的高含量区主要分布于西南部。PMF模型解析出5个贡献源,工业源、自然源、交通源、大气沉降源及混合源。其中,Cd的污染来源较为复杂,有自然背景、农业活动、工业活动等;Hg的主要来源是大气沉降;As的污染来源主要是工业活动;Pb、Zn的污染来源主要是交通活动;Cr、Cu、Ni的主要来源是自然背景,其中部分Zn还可能来源于交通活动。辣椒种植区存在Cd、Hg、As、Cu、Ni污染风险,辣椒产业布局应考虑交通、工业等活动对土壤表层重金属的影响,减少污染源、降低污染物排放量;同时也要合理的施用化肥、农药,以保障辣椒的安全生产。     

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。     

土壤重金属源解析研究方法与应用

以肇庆市端州区为例,运用主成分分方法对当地的表层土壤中重金属污染物的来源进行分析。结果表明,肇庆市端州区表层土壤中不同重金属元素来源明显存在着差异,其中重金属Cu、Zn、Cr、Hg主要来源于工业;Pb主要来源于城区的交通运输污染;Ni来源于冶炼行业的污染排放最后由大气沉降到表层土壤当中。今后土壤环境将会是污染整治的一个重要方面,因此清楚了解土壤中污染的来源,就可以使整治更加有成效,使土壤环境趋于正常。     

乌鲁木齐市北郊农田土壤重金属污染及生态风险评价

为研究乌鲁木齐市北郊农田土壤重金属污染状况及生态风险,本试验采集140个农田土壤样本,检测其Cu、Zn、Ni、Cr、Pb和Cd等6种重金属含量,并利用单因子污染指数、内梅罗综合污染指数和潜在生态风险指数评价农田土壤重金属污染和潜在生态风险程度,采用矩阵因子分析法(PMF)解析重金属来源。结果表明:乌鲁木齐市北郊农田土壤中所有元素含量均未超出国家土壤环境质量标准的限值(GB 15618—2018);没有样点重金属综合污染超越警戒限,样点主要集中于清洁水平,研究区内土壤中重金属存在较低的潜在生态风险,其中Cu、Zn、Ni、Cr、Pb存在轻微潜在生态风险,Cd存在少量中等潜在生态风险,且Cd对综合潜在生态风险的贡献率为60%,Cd污染必须关注;通过PMF模型解析出5个源:Pb含量主要来自于汽车尾气排放污染源;Cd含量主要来自于自然源;Cr含量主要来自于工业排放源;Ni含量主要来自于其他外来源;Cu、Zn含量主要来自于农业投入品投入源。     

细河流域农田土壤重金属污染评价及来源解析

由于长期接纳沈阳市工业废水和生活污水,细河水质和周边土壤污染严重。2015年10月采集细河流域农田表层(0~20 cm)土壤样品134份,分析土壤中重金属Hg、As、Pb、Cd、Ni、Cr、Zn和Cu的含量分布特征并进行污染评价,首次采用正定矩阵因子分析法(PMF)对该地区8种重金属来源进行分析,为土壤重金属源解析方法学评价提供依据。结果表明:细河流域农田土壤中Hg、As、Pb、Cd、Ni、Cr、Zn、Cu含量范围分别为0.04~1.85、4.80~11.70、10.80~36.70、0.09~1.50、22.30~47.40、19.60~104.00、71.40~242.00、31.20~105.00 mg·kg~(-1),其中Hg、Cd、Zn、Cu、Ni和Cr含量均值是沈阳市土壤背景值的3.80、2.50、2.04、2.03、1.14倍和1.02倍,Cd、Cu和Hg的含量超过土壤环境质量标准(GB 15618—1995)样点比例分别为48%、9%、9%。单因子污染指数评价结果显示Hg和Cd污染最为严重,污染指数均值分别为4.52和2.96;内梅罗综合污染指数均值为4.13,说明研究区域总体为重度污染。PMF模型解析出重金属污染来源有:工业污染源贡献率36.5%,交通污染源和大气沉降综合污染源贡献率23.5%,农业污染源贡献率20.8%,自然成土母质源贡献率19.2%。     

广西梧州六堡茶主产区茶叶-土壤重金属污染现状及源解析

为探讨广西梧州六堡茶主产区茶叶及土壤重金属污染现状和来源,于2021年7—9月期间采集该区域六堡茶叶及根系土样品各45个,测定其中As、Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb、Zn 8种重金属含量,并基于单因子污染指数法、内梅罗综合污染指数法对土壤重金属污染现状进行评价,应用因子分析和正定矩阵因子分解法对土壤重金属来源进行研究,应用相关性分析等研究茶叶对土壤重金属的继承性。结果表明：Pb、Zn、Cd含量高值区主要聚集于铅锌矿开采区附近,西南部Hg元素含量整体上高于东北部,Cr、Ni、Cu的高含量区域出现在研究区西南部和东北部,As高含量区域则主要出现在研究区西部;茶园土壤存在As、Cd超标,超标率分别为6.67%、2.22%;土壤重金属来源于矿业活动、成土母质、化石燃料燃烧、农业活动,其贡献率分别为32.80%、28.86%、19.50%、18.84%。茶叶中重金属含量未发现超标情况;茶叶对Cd、Zn、Cu、Ni具有相对较高的生物富集系数,其中茶叶中的Cd主要来源于土壤,因此应该关注外界输入到茶园土壤中的Cd元素。     

山西省灵石县农田土壤重金属含量及来源调查

为调查灵石县农田土壤重金属污染状况和来源,测定了灵石县20个土壤样品Hg,Cd,Pb,As,Cr,Cu,Zn共7种重金属含量,并采用累积性指数、地累积指数、相关分析及主成分分析法进行分析。结果表明,20个土壤样点的Hg,Cd,Pb,As,Cr,Cu,Zn含量分别为(0.116±0.099),(0.072±0.007),(25.26±4.64),(7.08±2.90),(63.88±15.31),(23.20±3.46),(60.82±13.98)mg/kg;20个样点土壤重金属整体处于无—中度污染水平,但与山西省土壤背景值相比,Hg为中度累积。土壤中Hg主要来源于工业排放,而Pb,Cr则主要来源于工业和交通运输业,其余元素主要为自然来源。     

黑土区小流域土壤重金属生态危害与来源解析

为探明黑土区土壤重金属污染状况,以海沟河小流域为研究区域共采集136个土壤样品,分别测定土壤样品中重金属Cu、Zn、Hg、As、Ni和Cr的含量。采用潜在生态危害指数进行重金属污染评价,并通过主成分分析和正定矩阵因子分析的方法进行土壤重金属污染来源解析,结果表明:1)参照黑龙江省土壤背景值,该地区土壤中重金属Cu、Zn、Hg、Ni和Cr均存在超标现象,超标率分别为16.2%、28.7%、93.4%、48.5%和19.1%,且均处于中等变异程度,都受到人为因素的影响;2)潜在生态危害指数表明该地区土壤重金属整体处于低风险等级,除Hg外其他重金属元素也都处于低风险等级,而Hg元素处于中风险等级,具有潜在的生态危害性;3)通过源解析基本可以确定该地区重金属污染有4种来源,分别为自然源与大气沉降源、工业农业活动源、生活污染源和交通源,其中Hg的主要来源是燃煤活动,Cu主要是由于化肥的过量施用,Zn、Ni和Cr的累积主要与交通运输有关。     

湘中南农田土壤重金属污染特征及源解析

湖南省部分农田存在重金属污染现象,不仅影响农作物生长,而且威胁人体健康。为进一步明确土壤重金属分布特征,定量解析污染来源,采集了湖南省重金属潜在风险区内典型水旱轮作区107个土壤样品、13个肥料样品和31个灌溉水样品,测定了其中Cd、Pb、Zn、Cu 4种元素含量,并利用UNMIX模型对农田重金属污染源进行了解析。结果表明：研究区域内表层土壤Cd、Pb、Zn、Cu平均含量分别为背景值的5.22倍、4.58倍、1.10倍、1.49倍,其中Cd、Pb富集明显;对比国家土壤重金属二级标准,点位超标率分别为69.16%、5.61%、3.73%和6.54%,可见Cd污染尤为严重。肥料和灌溉水中Cd含量未超过我国有关限量标准。UNMIX解析结果表明,在郴州和衡阳区域,土壤表层Cd污染主要由工业活动（贡献率分别为66.15%和64.88%）引起,Pb污染同时受工业活动（贡献率分别为49.10%和54.28%）和交通运输及自然污染（贡献率分别为43.24%和50.23%）共同影响;在长沙区域,土壤表层Cd污染受农业源影响最大（61.50%）,而Pb污染主要与交通运输及自然污染综合源（94.29%）有关。综合3个研究区域,土壤表层Zn、Cu污染物主要来源于施肥和灌溉等农事活动。本研究结论可为湖南省典型水旱轮作区重金属污染防控和治理提供理论基础。     

基于PCA和地统计的西南烟田土壤重金属源解析

为定性、定量地分析西南某地区烟田土壤中重金属污染来源及源贡献得分的空间分布特征,用四分法采集研究区内256个表层土壤样品,利用数理统计方法[相关性分析、主成分分析(PCA)和PMF受体模型],定量分析研究区域内Cd、Hg、Ni、Pb和Zn重金属的来源;并结合地统计方法对PMF得到的三种源的成分因子贡献率进行克里格空间插值,验证数理统计源解析结果。结果表明:重金属Hg、Pb、Ni、Zn的平均值(0.19、41.99、38.43、106.66 mg·kg^-1)均未超过农用地质量标准的风险筛选值(1.80、90.00、70.00、200.00 mg·kg^-1),Cd的平均浓度(0.66 mg·kg^-1)与当地背景值(0.66 mg·kg^-1)持平,但超过了该金属对应的农用地风险筛选值(0.30 mg·kg^-1),此外,Cd和Hg的空间变异性(81.21%、84.21%)较大,在土壤中积累较明显;数理统计分析可得,五种重金属归因为三个主要来源,其中Pb、Ni和Zn主要来源于交通源,Cd主要来源于成土母质自然源,Hg主要来源于工业源;地学统计分析表明,PC1(Pb、Ni和Zn)主要积累在研究区交通量多的东部地区,PC2(Cd)分布较为均匀,PC3(Hg)主要积累在研究区工矿业密集的东北和东南方向。研究区烟田土壤中重金属整体污染程度较轻,但需要对Hg和Cd采取适当措施降低其风险,多元统计与地统计学的结果相印证土壤中重金属的来源主要是工矿业开采、交通和地质背景,受体模型与地质统计学相结合,可以有效地估计土壤中重金属的来源及分布。     

工业区周边典型小流域耕地土壤重金属污染源解析

小流域是耕地土壤重金属分布与再迁移的基本景观单元,厘清其污染特征及来源是精准治污与科学治污的重要基础,然而小流域尺度耕地土壤重金属污染源解析研究仍亟待加强。本研究以典型工业区周边小流域耕地为例,利用土壤调查和正定矩阵因子法(PMF)结合源排放清单法,研究土壤重金属污染特征并解析耕地土壤重金属污染来源。结果表明,受污染耕地主要分布在小流域中部工业企业密集区域以及小流域西南部,主要为Cd污染,污染点位比例为90.5%;As、Hg和Pb污染点位比例1.1%～6.3%,无Cr污染。表层土壤Cd和Hg累积明显,地质累积指数均值为1.41和0.87;而Pb、As和Cr地质累积指数均值均小于或接近0。灌溉水和肥料等农业投入品重金属含量均未超标。当前耕地土壤主要污染物的输入途径中,Cd和Pb主要为大气沉降,占比71.0%～82.6%;As和Hg主要为大气沉降和灌溉水输入,占比39.0%～58.9%。农业投入品使用对耕地土壤Cd、Hg、As、Pb和Cr的输入通量占比较小,仅2.1%～18.7%。PMF模型分析显示,耕地土壤重金属污染来源包括土壤母质与工业企业混合源、工业企业源和农业源,相对贡献依次为38...     

北京农田土壤重金属年际变化及其特征分析

 【目的】揭示土壤中重金属的变化趋势,为土壤环境监控提供参考。【方法】通过对2005—2009年北京农田土壤重金属含量的持续监测,分析了该地区农田土壤中As、Hg、Cu、Cd、Cr和Pb等重金属的统计特征和年度变化趋势,并结合采样点的土壤类型、地理位置和土地利用类型等信息,研究了农田土壤中重金属的来源。【结果】2005年至2009年间,As、Hg、Cu、Cd、Cr和Pb等重金属中, Hg和Cr的含量有逐年上升的趋势,Hg的含量逐年为 0.053、0.065、0.077、0.090和0.116 mg•kg -1,Cr含量为50.0、53.3、55.8、56.1和61.8 mg•kg-1。其它重金属含量呈上下波动,无上升或下降的变化趋势。进一步将土壤中的重金属含量与背景值相比,土壤中重金属的累积水平Cr＞Hg＞Cd＞Cu＞As＞Pb。不同类别土壤中重金属含量存在显著性差异,As在潮土和褐土中,Hg和Pb在近郊和远郊农田土壤中的含量有显著差异,不同农业土地利用类型土壤中未发现重金属的含量差异。【结论】北京农田土壤中As来源于成土母质,Hg和Pb来源于城市污染的大气扩散,Cu 、Cr和Cd来源于农业活动中肥料的过量使用。     

太原城区周边土壤重金属分布特征及生态风险评价

以太原市城区周边土壤为研究对象,分析了土壤重金属Cu、Zn、Ni、Cr、Pb、Cd、Hg和As的污染特征及其空间分布特征,并通过对研究区的污染源进行资料收集和实地调查,探究了污染源与土壤重金属污染间的关系。结果表明:研究区土壤重金属元素Zn、Cr、Hg、Pb、Cd的均值都超过了山西省土壤背景值,元素Ni、Cu和As与背景值相差不大;从Hankson生态风险评价来看,研究区的综合生态风险程度处于中等水平,Hg和Cd的风险较为明显,其达到中等风险强度以上的样点分别有74.1%和30.8%;从空间分布来看,研究区的南部土壤重金属元素Pb、Hg、Cd、Cu、Zn、Ni和Cr的含量较高,As含量较高的区域集中分布于东北部;化工类污染源和矿石类污染源是造成研究区重金属污染的两个主要污染源。     

三江源区土壤重金属的累积特征及潜在生态风险评价——以青海省玉树县为例

为了解三江源代表性区域玉树县土壤重金属污染状况,评估土壤重金属潜在生态风险,以玉树县采集的121个土壤样本中的重金属含量数据为基础,采用地累积指数和潜在生态危害指数法对土壤重金属含量进行分析和潜在风险评价。结果表明:玉树县表层土壤重金属含量均超过青海省1990年背景值,其中As、Cd和Hg出现了较强的的富集现象,同时As、Cd超出国家土壤环境质量一级标准,表明三江源区土壤重金属环境自20世纪90年代以来部分元素出现了过度富集;来源分析表明,玉树县土壤重金属As、Pb、Zn和Cd主要与成土因素有关,Hg、Cu和Cr受人类活动影响较大,Mn来源于气候的影响;潜在生态风险评价表明:土壤中Cd和Hg的危害最大,尤其是Hg已出现了很强风险和极强风险,这些风险主要分布在国道214沿线人口聚集的城镇和地段,与人类活动有着密切的关系。在各子流域中,江曲流域土壤重金属属于强风险,其他区域均属于中等风险。总体而言,玉树县土壤重金属环境已发生了改变,今后应加强人口聚集区Hg源的控制,以保护其生态环境。     

农田Cd和Hg污染的来源解析与风险评价研究

以天津某郊区农田为研究对象,调查了土壤及农产品中Cd和Hg的污染状况,运用指数法评估其污染风险,利用GIS空间模型和同位素比值法分析了Cd和Hg的空间分布特征和污染来源,并筛选出生物富集低且经济效益可观的作物种类,为通过种植结构调整降低农田重金属污染风险提供依据。结果表明,研究区内部分农田受到了Cd和Hg的污染,安全土壤点位分别占19%和46%,污染土壤中有较多点位属于警戒(36%和17%)和轻污染(26%和19%),处于重度污染的小于10%,该区域种植的农产品中Cd和Hg超标率分别为17%和37%。基于GIS的空间分布显示:Cd主要以点源形式进入土壤,移动性较大;Hg以面源污染为主,以残渣态为主要形态。运用同位素比值分析法得出:研究区内土壤Cd污染主要来自工业废弃物及灌溉水,农产品中Cd污染主要来源于土壤;土壤Hg污染主要来自大气降尘、有机肥及灌溉水,农产品中Hg的污染来源主要有土壤和大气降尘。不同农作物对重金属的富集能力不同,瓜果类蔬菜对Cd和Hg的富集系数最低,果实中这两种重金属含量均在安全水平以内。研究表明,利用不同植物吸收重金属有效性的差异,通过种植结构的调整,可以在微污染农田中生产出安全农产品,为控制农田重金属污染风险提供了一条可行之路。     

铁矿废弃地复垦土壤重金属来源解析研究

为探明铁矿废弃地复垦土壤重金属含量特征及其主要来源,以铁矿废弃地复垦土壤为研究对象,采用多元统计分析和地统计学方法,对复垦土壤重金属(As、Cd、Cr、Cu、Hg、Zn)的主要来源、各来源的贡献量及其贡献量的空间分布特征进行研究。结果表明:研究区6种重金属变异系数在31%～67%,均属中等程度变异。对比当地背景值,除Cr外,其他5种元素均呈现富集现象,且以As、Cu累积明显。由相关性分析、主成分分析及聚类分析结果推测复垦土壤重金属主要有3个来源,PC1(As、Hg、Cu)为矿业活动源,PC2(Cd、Zn)为交通和农业活动源,PC3(Cr)为成土母质自然源。由主成分分析/绝对主成分分数(PCA/APCS受体模型)和地统计分析可知,几种元素受3种源共同作用,其中源1对As、Hg、Cu的贡献率分别为67.10%、46.30%、89.82%,源2对Cd、Zn的贡献率为86.05%、62.26%,而源3对Cr的贡献率为90.56%。Cu、Cd、Cr元素空间分布规律和其最大源贡献量空间分布格局较为一致。     

安徽省典型区农用地土壤重金属污染成因及特征分析

为探讨安徽省南部山区农用地土壤重金属含量特征和污染成因,以安徽省南部某一典型区为研究区域,在农用地土壤上共布设314个点位,采集土壤样品并对其中Cd、Hg、As、Pb和Cr 5种重金属元素进行检测,运用多元统计分析、PMF(正定矩阵因子分解)模型、地统计分析等方法,对研究区农用地土壤重金属的含量水平、污染成因、空间特征进行系统分析。结果表明:研究区农用地土壤中Cd、Hg、As、Pb、Cr的含量平均值分别为0.32、0.1、14.38、49.44、87.42 mg·kg~(-1),超标率分别为26.93%、3.81%、23.47%、3.35%、2.23%;Cd、As在洪积物和冲积物成土母质中含量较高,Hg、Cr在洪积物成土母质中含量较高。研究表明,研究区农用地土壤重金属来源为:工矿污染源贡献率39.6%,交通污染源和大气沉降综合污染源贡献率42.3%,成土母质源贡献率18.1%。     

麦玉轮作区农田土壤重金属调查及评价

为全面了解旱地两熟区典型轮作制农田土壤重金属污染和风险状况,通过采集150个耕层土壤样品调查分析了我国高利用强度下麦玉轮作农田土壤重金属含量(Ni、Cr、Cu、Cd、Zn、Pb、Hg、As),并采用单因子污染指数(Pi)、内梅罗综合污染指数(PN)、富集因子(EF)和生态风险评价(RI)4项指标进行土壤污染评价。结果表明:PN和RI指数表明,旱地两熟区土壤整体为清洁状态。As(29.04±9.21 mg·kg^-1)、Cd(0.15±0.14 mg·kg^-1)、Pb(17.84±18.10 mg·kg^-1)含量高于全国土壤背景值,除As处于轻微污染外,其他重金属均未达到污染水平。不同区域间,云南地区的重金属含量高于其他区域,处于较低潜在生态风险,但逼近中等生态风险警戒。相关性、主成分和聚类分析结果进一步发现,土壤污染主要来源于成土母岩和人为活动,其中Ni、Cr、Cu、Cd和Zn含量受成土母岩影响更大,而Pb、Hg和As含量受人为活动影响更大。研究表明,农田土壤重金属含量在成土母岩的基底含量基础上通过人为活动进一步积累。