咸阳城区表层土壤重金属污染特征及生态健康风险评价

在咸阳市区采集表层土壤样品60个,包括交通主干道路两侧、城市公园、住宅小区、工矿企业周边区域4类典型功能区。采用原子吸收分光光度法测定土壤样品中Cr(铬)、Cu(铜)、Ni(镍)、Pb(铅)、Zn(锌)5种重金属的含量,运用污染指数评价法、潜在生态风险指数法对土壤重金属的污染现状及风险进行评价。结果表明:(1)咸阳市土壤中Cr、Cu、Ni、Pb、Zn 5种重金属的平均含量分别为65.11、26.91、29.81、38.26、90.94mg/kg,均超过陕西省土壤重金属元素背景值;不同城市功能区土壤重金属含量水平具有明显的差异。(2)从土壤重金属单因子污染指数来看,除重金属Pb在城市公园为中度污染外,其余元素在不同功能区及整个咸阳市均为轻度污染;从土壤重金属综合污染指数来看,不论是咸阳市还是不同功能区,其土壤环境质量等级均属于轻污染。(3)不论是综合潜在生态风险还是单个重金属元素潜在生态风险,咸阳市及不同功能区都属于低生态风险水平,且重金属Pb对综合潜在生态风险的贡献率最大(37.56%)。(4)5种重金属(Cr、Cu、Ni、Pb、Zn)对儿童和成人的非致癌风险均很小;人体(儿童和成人)暴露土壤中,Ni的综合致癌风险在可接受范围内,但明显高于下限值,而Cr的综合致癌风险则是显著的;人体(儿童和成人)暴露土壤重金属而产生的非致癌风险和致癌风险的主要途径是直接摄入和皮肤接触。     

设施菜地土壤重金属污染及有效性研究

以佳木斯周边设施菜地土壤为研究对象,测定土壤中8种重金属(Hg、Cd、Pb、As、Ni、Zn、Cu和Cr)含量,采用HCL法提取土壤中重金属有效态含量,并进行生态风险评价。结果表明,佳木斯设施菜地土壤8种重金属中Hg、Cd、As、Ni、Zn和Cu平均含量均超过黑龙江省土壤环境背景值,表明这6种重金属元素都存在富集。在3个采样区中,东部的重金属污染最重,这主要与佳木斯工厂、企业布局有关,企业和工厂在生产中排放的污染物以及在蔬菜种植过程中施用的化肥、有机肥料等可能会对土壤造成污染。8种有效态重金属Hg、Pb、Ni、Zn和Cr元素含量均超标,其中Ni和Zn的超标率分别为59.57%和78.77%。综合潜在生态风险分析表明,佳木斯设施菜地土壤重金属污染指数值为较高污染,且东部采样区对生态环境存在风险胁迫。     

河北省张宣葡萄产区土壤地球化学特征

[目的]为科学合理规划特色农产品种植区,因地制宜地扩大张宣葡萄种植规模。[方法]文章通过对张宣葡萄产区开展1:5万农业生态地质现状调查,利用土壤地球化学测试数据,与河北省平原区背景值、张家口盆地背景值进行对比分析,归纳总结研究区土壤地球化学特征;并依据土地质量和土壤环境质量相关规范,对张宣葡萄产地进行系统地土壤肥力和土壤环境质量评价。[结果]葡萄种植区土壤中铜、锶、二氧化硅、氧化钾含量较高,尤以铜最为显著,含量均值是张家口盆地背景值的2倍,是河北省平原区背景值的1. 94倍;铬、镍、铁、锰、氮、有机碳、硒、镁含量相对较少,均低于张家口盆地背景值和河北省平原区背景值。整体而言,土壤综合肥力相对缺乏,主要表现为氮、磷缺乏;土壤环境综合质量较为清洁,无Ⅲ类区,全部重金属元素均未超风险管制值,99. 26%的面积低于全部重金属元素风险筛选值,表现为4个样点铜含量和1个样点镉含量高于风险筛选值,分别位于宣化区和涿鹿县境内。[结论]应通过增施化学肥料提高土壤中氮、磷含量,注意防治保护性杀菌剂的使用带来的铜局部累积现象。     

镉超标耕地的安全利用评价与优化配置方案

[目的]提出分不同pH、不同地类对重金属超标耕地安全利用评价思路,并以A镇为例探讨了以地类转换、作物调整、园艺措施或其他适当的修复措施以及农用地转为非农用地等措施为途径的优化配置方案。[方法]文章选用单因子污染指数评价法,分不同pH值、水田、旱地、菜地对重金属镉超标耕地进行安全利用评价,采用反距离加权插值法得到整个研究区镉含量空间分布图。基于安全利用评价结果及其空间分布特征,分不同pH值探讨了以地类转换、作物调整、园艺措施或其他适当的修复措施以及农用地转为非农用地等措施为途径的优化配置方案。[结果]通过进一步分析评价结果空间分布特征发现A镇土壤大部分无污染,其中镉严重污染的水田土壤面积大于旱地土壤面积,空间分布主要受当地人为活动影响。[结论]优化配置方案有效降低了镉超标耕地的相对污染程度和重金属对农产品安全的影响程度。     

大庆市土壤环境质量时空变化特征分析及污染源分析

以大庆环境监测站提供的数据为依据,通过对大庆市1996~2010年土壤环境质量监测数据的数学分析,揭示了15年间大庆在石油资源开发和快速城市化过程中土壤重金属含量的时空变化特征。采用单项指数法(Pi)和Nemerow的综合污染指数(P)对大庆土壤质量进行评价。结果表明:大庆四个不同功能区(牧业草原区、农业开发区、石油化工区、油田开发区)中油田开发区综合污染指数最高,其次为石油化工区,牧业草原区综合污染指数最低。采用As、Cd、Cu、Pd四种重金属作为主要评价因子,其中对大庆土壤重金属污染贡献值最高的是Pd,其次为Cu。近15年来,四个功能区中的重金属浓度总体均呈上升趋势。另外通过对土壤中重金属来源进行测定和分析,结果显示目前落地原油并未对土壤产生重金属污染,但废钻井液对土壤重金属污染有较大影响。     

重金属污染农用地风险分区与管控研究

[目的]评价重金属污染农用地的风险等级,对重金属污染农用地的风险分区进行划定,建立农用地重金属污染风险分区分级以及风险控制区划方法,提出不同风险分区的管控对策。[方法]采用单因子指数法对重金属污染农用地土壤与农作物污染等级进行评价,构建农用地重金属风险控制区划方法体系。[结果]利用目前已有的土壤和农作物重金属污染评价标准,可以将土壤与农作物污染等级划分为清洁、尚清洁、轻度污染、中度污染和重度污染5种类型,根据其污染风险等级,按照安全与基本安全保护区、低风险监控区、中风险预警区和高风险限制区对其进行管控利用。[结论]将农用地土壤与农作物重金属污染评价有机结合,确定土壤与农作物不同污染程度下农用地的风险等级,可以对重金属污染农用地实现有效安全利用分区与管控,为国家分级分类管控治理农用地提供理论依据。     

基于农户视角的耕地重金属污染影响因素研究*——以陕西省米脂县高渠乡为例

[目的]农户是农业土地利用最主要的决策单元,对耕地重金属累积起主导作用。通过对陕西省米脂县高渠乡典型村落耕地重金属污染的空间分异与影响因素研究,探讨黄土丘陵沟壑区不同类型农户耕地污染影响差异。[方法]选择性采集58个样品,通过单因子指数及内梅罗综合指数进行耕地重金属污染评价,运用普通克里金插值实现综合污染值空间可视化。采用多层次模型进行耕地重金属污染差异的机理研究。[结果](1)典型村落耕地单因子污染指数的平均值大小顺序为:PbZnAsCrCuNi;内梅罗综合污染指数介于1.44～1.99,皆处于轻度污染;自给自足型、兼业型和种植型农户综合污染平均值分别为1.66、1.71和1.73;(2)从空间分异来看,自给自足型农户耕地污染空间分布无规律,兼业型污染高值集中于中部地区,种植型污染从东北向西南递减;(3)多层次模型结果显示,自给自足型耕地重金属污染与农户年龄、劳动力数量和地块距离显著相关;兼业型与种植面积、农业收入及地块所处高程和距道路距离显著相关;种植型与保护意识、劳动力数量和农产品价格显著相关。[结论]基于农户视角探讨耕地重金属污染能对黄土丘陵沟壑区发展绿色农业,保护生态环境提供科学依据,是促进区域农业发展与环境保护并行的有效手段之一。     

杭州市和睦湿地农田土壤重金属污染评价及关联特征研究

调查了和睦湿地农田土壤中的重金属污染现状,结果表明：南星桥、九曲桥、幸福桥和九曲桥南土壤中的Cu、Zn、Ni全量相对较高;从单项污染指数看,俞家桥北土壤中Zn的单项污染指数超过1.0,其它均小于1.0,受污染影响不大;从综合污染指数看,和睦湿地多处农田土壤属安全级,达清洁水平,但少数土壤重金属污染等级已达警戒级。从单项累积指数看,和睦湿地农田土壤中重金属Cu、Zn、Ni和Pb的累积程度相对较高;从综合累积指数看,和睦湿地农田土壤中重金属污染多为中度或轻度累积。就土壤重金属含量与其理化性质相关分析发现,土壤Cu含量与土壤速效K含量呈显著负相关,而与土壤阳离子交换量呈显著正相关;土壤Ni含量与土壤速效P、速效K含量呈显著负相关。和睦湿地农田土壤重金属多达中、轻累积水平,且可能与土壤肥料施用方式密切有关,应引起相关部门高度重视。     

黑龙江省西部盐碱湿地土壤重金属分析及修复建议——以古大湖湿地和天湖湿地为例

盐碱湿地是黑龙江省典型湿地类型之一,湿地土壤生态环境具有一定的脆弱性。通过对古大湖和天湖盐碱湿地主要土壤类型草甸土和沼泽土重金属含量进行分析,结果表明:草甸土呈中性,沼泽土为强碱性;古大湖湿地沼泽土及天湖湿地草甸土部分样品中Cd含量超出风险筛选值,且前者中Cu、Zn元素含量均有超出相应风险筛选值状况;两地所有土壤样品中的As、Ni、Pb、Cr和Hg元素含量均低于风险筛选值。对此,提出通过种植重金属富集植物、生物炭修复、并应实施严格管理,开展实时监测与治理等土壤重金属污染的建议。     

生态视角下南方典型丘陵区耕地健康诊断——以江西省奉新县为例

研究目的:构建生态视角下的耕地健康诊断体系,对南方典型丘陵区耕地健康状况进行诊断,为促进耕地健康提供对策建议。研究方法:本文基于生态视角,选取土壤肥力指标、耕地土壤环境污染性指标及有益性指标构建了南方典型丘陵区耕地健康诊断体系,利用多因素综合法进行土壤肥力水平评价,采用最小因子法进行耕地有益系数评价,运用内梅罗综合污染指数法进行耕地污染状况评价,针对未污染耕地,利用有益系数对土壤肥力分值进行修正,对受污染耕地根据污染状况进行分类诊断。研究结果:奉新县耕地总体健康状况良好,健康耕地占89.62%,5.40%的耕地因缺肥处于亚健康,4.38%的耕地因灌溉水水质受到污染不健康,0.60%的耕地因存在土壤重金属污染而不健康。研究结论:基于土壤肥力—环境污染—土壤有益元素的耕地健康综合诊断体系与方法,为南方典型丘陵区的耕地质量评价以及耕地保护研究提供了一种新的思路,也为其他区域耕地质量评价和耕地保护提供有益的借鉴。     

农用地土壤重金属空间变异及合理采样数确定

［目的］通过对土壤重金属含量的空间分布和和合理采样数量研究,可为农用地土壤环境质量调查提供帮助。［方法］在江苏省宜兴市农用地共布设1 139个采样点,测定了土壤重金属As、Cd、Cu、Hg、Pb、Zn的含量,利用经典统计法和地统计分析对土壤重金属的空间变异性进行了研究,并采用克里格法（Kriging）确定土壤重金属合理采样数目,相比于普通克里格法（Ordinary Kriging）,协克里格法（Co-Kriging）插值利用与目标变量相关性较好的辅助变量,可以更合理地确定采样数量。［结果］县域尺度研究区土壤中6种重金属元素空间变异系数范围为3066％～12537％,其变异系数由大至小为Cd>Cu>Hg>Pb>Zn>As,且这些土壤重金属均在一定范围内存在中等空间自相关,空间相关距排列为Cu=Pb>Cd>As>Hg>Zn; 6种土壤重金属与Fe2O3、OM间相关性极显著,且土壤Zn和Cd与土壤pH间相关性极显著,以此作为协同克里格插值的基础。为保证土壤重金属协同克里格的插值精度,土壤Cd的合理的采样点数量应该在1 139个以上,土壤As、Cu、Hg、Pb、Zn可减少至1 025个。［结论］研究可为县域尺度农用地土壤重金属空间变异和采样调查研究提供参考,为制定农用地重金属防治决策提供科学依据。     

天津市七里海滨海湿地沉积物重金属元素的空间分布特征

对七里海滨海湿地沉积物6种重金属元素进行系统分析,结果表明Cu、Zn、Pb、As、Cd 5种元素在沉积物中含量相对稳定,Hg元素在湿地沉积物中分布不均匀,变化较大。富集度分析表明,七里海滨海湿地重金属富集度划分为元素适中、轻度富集、中度富集3个级别,元素富集程度依次为Cd＞Cu＞Zn＞Pb＞Hg＞As,As元素基本介于元素适中和元素贫乏之间, Cu、Zn、Pb、Hg 4种重金属达到了轻度富集,说明该区已受到轻度污染,Cd元素已到达中度富集,说明该区已受到中度污染,应引起重视。     

哈尔滨市北郊菜地土壤重金属污染研究

以哈尔滨市北郊菜地土壤为研究对象,经过野外调查和室内分析对土壤的理化性质,重金属的含量及空间分异性以及土壤理化性质与土壤重金属之间的相关性进行研究;采用单因子和综合因子指数法对土壤中重金属的污染现状进行评价;结果表明,哈尔滨市北郊菜地土壤重金属污染的主要贡献因子是Cd;哈尔滨市北郊菜地土壤为轻污染;土壤对Cr,Cd和Ni的吸附容量取决于土壤颗粒的组成状况;Cu,Zn,Ni和Cr和土壤理化性质间存在相关性;重金属元素间存在相关性,说明它们的来源可能相同;造成这一结果的原因是受人类活动的影响。     

粮食重金属污染对粮食安全、人体健康的影响

介绍了重金属污染的起源、历史、后果和现状。首先叙述了北半球亚欧和北美地区重金属污染研究形势,接着论述了中国粮食重金属污染的严重程度。Cd、Hg、Pb、As、Cu和Zn对人体健康的影响作了概述,最后,对今后中国粮食安全研究提出了建议。     

基于GIS网格技术的城镇周边永久基本农田划定研究——以江苏宜兴市为例

[目的]通过运用网格化技术和综合评价法将研究区划分为4类永久基本农田划定类型区,为创新县域尺度永久基本农田保护区划定的方法和技术体系,协调耕地保护、经济发展和生态保护之间的关系提供有力支撑。[方法]文章以宜兴市为实证研究区,将城镇周边区域网格化,选取综合等别、距城镇和可建设占用区的距离等因子作为评价指标,确定永久基本农田约束划入区。同时,根据土壤综合污染指数修订耕地利用等,得到耕地综合等,然后以耕地距离城镇、交通干线的距离和空间连片度作为评价指标,对耕地进行立地条件评价并划分等级,最后将约束划入区以外的耕地以综合等-立地条件的形式,划分为不同的类型区。[结果](1)城镇外延区被划分为1.232 0万个100m×100m的网格评价单元,在网格环境下,纳入约束划入区的耕地面积5 170.33hm~2,占全部耕地的9.65%;(2)耕地利用等修订后得到的综合等与利用等相比,耕地等别依然集中在4、5等,受重金属污染区影响出现了8等耕地;(3)约束划入区外的耕地被划分为优先划入区、适宜划入区及整治划入区,耕地面积占比分别为21.16%、40.52%及28.67%。[结论]通过网格化确定的约束划入型主要分布在规划选定的重点建设项目区和有条件建设区,与城镇主要发展方向一致,既满足了城镇连片发展的需求,也实现了对城镇周边优质耕地优先保护;优先划入型分布在城镇周边或交通干线沿线,区位条件优越,且耕地质量高;适宜划入型在立地条件或综合等方面有较大发展潜力,可通过整治措施提升其质量水平;整治划入型受重金属污染严重,综合等别较低且立地条件较差,在经过差别化的土地整治后可作为入选永久基本农田的后备资源。