高光谱遥感土壤重金属污染研究综述

高光谱遥感以其快速、非接触的测量方式,符合当前大范围、快速监测的需求.对高光谱遥感在土壤重金属污染方面的研究成果进行综述,重点归纳了不同重金属种类污染土壤光谱特性.高光谱遥感在土壤重金属污染方面存在重金属光谱信号微弱、精度有限、时效性不理想和对Cd、Hg等毒性较强但无光谱特征元素检测困难等问题,呈现仪器性能有所提升、数据处理方法有所创新和多源信息集成处理的发展趋势.     

重金属污染土壤植物修复效果评价方法 ——高光谱遥感

重金属污染土壤修复是当今全球生态修复中面临的一项难题。植物修复因其成本低、环保等优点在重金属污染土壤治理中展现出良好的应用前景。高光谱遥感技术可以高效、无损、实时地获取植物的生理生化参数信息，可为评价植物修复效果提供技术支撑。阐述了高光谱遥感技术在重金属污染土壤植物修复中的应用进展，探讨了高光谱遥感反演植被理化参数含量的估算模型，并对基于微分光谱、基于“三边”参数、基于植被指数等估算模型进行了分析比较，为有效评价矿区植物修复效果提供参考。     

矿区土壤重金属污染遥感反演研究进展

随着工矿企业开采力度加剧、采矿废气排放与废水灌溉增多,矿区表层土壤重金属污染日渐成为人们关注的环境热点问题。如何快速高效地掌握矿区土壤重金属含量空间分布是进行矿区开采及风险评价的前提条件。由于土壤重金属在遥感光谱上所表现出来的特殊的反射特征,遥感技术已逐渐成为矿区土壤重金属污染反演新的技术手段,为区域环境污染状况评估提供了新的契机。总结了目前地面实测与室内反演、多光谱与高光谱、直接与间接遥感反演矿区土壤重金属污染的技术方法及优劣性,对比分析了不同反演模型的精度及改进方法,展望了今后的研究趋势。为探索利用遥感技术反演土壤重金属含量的可行性,及生态环境改善、土壤质量评估及矿区规划等提供了重要的科学依据和决策支撑。      

重金属污染土壤修复遥感监测研究进展

本文归纳了遥感技术在重金属污染土壤监测中的应用研究现状,分析了适合遥感监测的土壤重金属污染修复技术,并论述了结合修复技术对土壤重金属污染修复效果进行监测的研究,进而提出了当前土壤重金属污染修复遥感监测研究的不足与解决方法,最后展望了遥感技术在土壤重金属污染修复方面的应用前景.分析表明:土壤中重金属含量反演研究集中在可见光-红外遥感与微波监测,其中可见光-红外遥感反演已较为成熟,微波监测的研究有待加强,两者结合反演的研究还处于起步阶段;在土壤重金属污染修复方法方面,生物修复及其联合修复(生物间联合修复)的过程适合遥感监测;在遥感监测土壤修复效果的过程中,对植物性状的监测多于动物、微生物监测研究;同时,对于修复效果基本体现在土壤与植物表现出的特性.目前,土壤重金属污染修复遥感监测研究涉及多源数据的使用以及多学科交叉研究,且平台较为单一,致使整体研究还处于相对松散的状态.未来,解决遥感技术在土壤修复中的应用不足问题,依赖于精度不断提高的遥感数据、土壤修复体系完善等方面的进步.     

利用"红边"估算铜胁迫下玉米叶绿素浓度研究

叶绿素浓度往往是植物营养胁迫、光合作用能力和植被发育阶段的良好指示剂。对不同程度铜胁迫下玉米的"红边"变化规律的研究表明:随着铜胁迫程度的不断加深,"红边"波长位置有规律地沿着波长轴不断向蓝光方向移动;叶绿素浓度与其"红边"波长位置之间有着极强的线性相关关系。在分析的基础上,建立了基于"红边"波长位置的叶绿素浓度回归模型,其复相关系数(R2)达到0.884为植被受重金属污染时开展高光谱遥感监测研究打下了坚实的基础。     

蒲公英和铜草对土壤中铜的富集

针对安徽重点矿区排土场土壤受重金属污染较为严重的现状,探索采用植物修复法恢复被铜污染的土壤。通过对蒲公英、铜草进行盆栽试验,分析土壤铜浓度对两种植物生物量的影响,并考察蒲公英和铜草对土壤中铜的富集特点。结果表明,随着土壤中铜浓度的增加,蒲公英和铜草的生物量均呈逐渐减小的趋势;当土壤中铜浓度达到100 mg/kg时,蒲公英富集系数和转运系数均大于1,符合超富集植物的特征,可作为修复被铜污染的土壤的超富集植物,而铜草不属于铜的超富集植物。结果对于筛选出重金属的超富集植物,进而采用植物修复法代替物理和化学方法修复被铜等重金属污染的土壤具有重要作用。     

云南新平铜尾矿库周边土壤重金属污染评价

大宗工业固体废物环境监管责任重大,对尾矿库周边土壤重金属污染现状进行评价是建立固体废物管理技术体系的重要内容之一。对云南新平县铜尾矿库周边土壤重金属污染特性和现状进行调查和评价。采用S型或梅花布点随机采样方式,评价标准参考国家土壤环境质量标准(GB 15618-1995)的要求,对尾矿库周边土壤采用土壤环境质量三级标准进行评价。运用单因子指数法和内梅罗综合污染指数法评价该地区,污染最小的元素为铜、汞和铅,污染最严重的元素为铬,且均属于非污染,尾矿库周边监测点土壤中各重金属元素均值污染程度属于安全范畴,污染水平属于清洁。但是运用潜在生态危害指数法评价,对于单个重金属的潜在生态危害系数,汞元素属于很强生态危害范畴,Ei值为166.21,其余各元素都属于轻微生态危害。对于各采样点,除1,2,3号点属于中等生态危害范畴,其余各点为轻微生态危害。对于总的潜在生态危害指数RI,该地区的RI值为207.39,达到中等生态危害。总体来说,云南新平铜尾矿库周边土壤被保护较好,符合国家土壤环境质量标准,个别样点存在潜在生态风险。因此,建议相关部门进一步监测,采取监测防治措施。     

辽阳弓长岭铁矿区优势植物的重金属耐性评价

随着矿山开采量的增加,矿区土壤重金属污染加重,威胁矿区人民身体健康,为此,调查了辽阳弓长岭铁矿区土壤重金属污染情况以及当地自然生长的植物群落。采集当地土壤样品以及优势植物进行了Cd、Cu、Zn、Pb、Cr等重金属含量测定,对优势植物分别监测其地上部分和地下部分中重金属的含量,考察不同优势植物对重金属的富集转移能力以及耐受性。根据调查结果,建议大拉子尾矿库选取稗草和一年莲,独木排土场选取小藜和茵陈蒿,茨沟村选取鬼针草和一年莲,苏安大街选取桃叶蓼和鬼针草,下部排土场选取茵陈蒿和一年莲,分别作为各矿区重金属污染修复以及生态恢复的先锋植物。     

铜尾矿堆场土壤环境污染分析与生态风险评价

以某铜尾矿堆场为研究对象,对场地土壤开展了铜、砷、铅等重金属的调查与分析,采用单因子污染指数法和潜在生态风险评价法对土壤进行了重金属污染评价。结果表明:场地土壤砷污染严重,整体为重度污染,潜在生态风险主要为极强和很强;场地存在大范围的铜重度污染,潜在生态风险主要为轻微和强级。地块土壤超标是由于铜尾矿常年无规范管理堆放所致,应尽快实施风险防控工程。     

植物修复重金属污染土壤研究进展

土壤重金属污染已是全球性环境问题。因此,修复重金属污染土壤对于降低重金属毒害风险、维护环境健康和恢复生态意义重大。与其他土壤重金属污染修复技术相比,植物修复因其绿色环保、成本低廉,操作简单等优点受到广泛关注。本文概述了植物修复技术的主要作用方式,讨论了微生物法、化学法和物理法协同植物修复的作用机制和研究现状,并对重金属污染土壤的植物修复及联合修复法未来的研究方向进行了展望,以期为这一绿色技术的广泛应用提供参考。      

金川矿区土壤重金属污染环境评价

金昌是我国重要的镍铜生产基地,然而矿山的开发活动对矿区及周围地区造成可很严重的土壤重金属污染。本文以金川矿区为主要调查区,测定了矿山及周边土壤的重金属含量,采用单因子污染指数、内梅罗指数、改进内梅罗指数和潜在生态风险指数4中评价方法对调查区进行重金属污染评价,结果表明调查区内二矿区及周边的铁路和工业厂区受到一定的污染,其他地区并未受到污染,矿山的开采和矿石的运输是造成调查区土壤重金属污染污染的主要原因。     

生物炭协同微生物矿化技术修复复合重金属污染农田土壤北大核心

以复合重金属污染农田土壤为研究对象,采用生物炭协同微生物矿化修复技术修复复合重金属污染农田土壤。通过调查污染区重金属含量及营养指标分布情况,验证生物炭协同微生物矿化修复技术对复合形态的Pb、Zn、Cd三种重金属的固定效率,同时采取添加钙组和不添加钙的实验方式,解析Ca和Cd竞争成核位点的机制。结果表明:污染区属于Pb、Zn、Cd三种重金属复合污染场地,且土壤养分含量N、P、K等级分布不均匀。处理组较空白组重金属Pb、Zn、Cd的浸出率分别降低了42.49%、45.95%、30.43%,重金属Pb、Cd的可交换态分别下降了25.06%、26.42%,显著降低了土壤中重金属的迁移转化。且生物炭协同微生物矿化修复技术可有效改善土壤的物理结构,导气性及导水性升高,降低土壤容重,同时提升了土壤氮磷钾、有机质等营养指标。该研究为复合重金属污染农田土壤规模化治理提供了科学依据和理论参考。     

基于电动微生物法的矿山土壤重金属污染绿植生态修复技术

分析矿山土壤重金属污染情况,有助于提高矿山修复治理效果。以西北某矿山土壤为研究对象,确定该地绿植生态被破坏的主要原因是重金属镍超标,研究镍对绿植的影响得出高浓度镍会抑制绿植生长的结论,采用电动微生物法修复土壤中重金属污染,实现矿山土壤镍污染绿植生态修复治理。经验证,在电压和微生物合适的情况下,电动微生物法对矿山土壤重金属污染绿植生态修复治理具有积极作用。     

污泥基生物炭在矿区土壤重金属污染治理中的应用

矿山地质环境破坏导致的重金属污染会导致该地区无法正常生长植物，同时还会影响当地居民的身体健康，研究污泥基生物炭对矿区土壤重金属污染治理的效果。选择实验所需仪器及型号参数，使用污泥和木屑制备污泥基生物炭，采集供试土壤，将污泥基生物炭添加进重金属污染土壤，经过一段时间后，测试4类土壤中的重金属镉、汞、铅总量以及土壤的理化性质和微生物环境。由实验结果可知，污泥基生物炭确实能够降低土壤中镉、汞、铅3类重金属的含量，在一定程度上提高土壤的pH值和电导率，增加微生物总量及其群落的多样性，使用500℃制备的污泥基生物炭效果最好。     

西南地区某红土镍尾矿重金属污染特征及潜在生态风险研究

为探究红土镍尾矿对周边环境的潜在风险,以我国西南地区某典型红土镍尾矿为研究对象,采集了尾矿库及周边环境中尾矿、土壤、地表水、底泥及植被共58个样品,分析了该尾矿库的污染特征及周边环境污染风险,为该尾矿库重金属污染治理和修复提供依据。采用电感耦合等离子体光谱仪 (ICP-OES) 测定重金属铜、镍、钴、铬等含量;通过测试尾矿库中各重金属的形态特征,分析其潜在迁移能力。运用潜在生态风险指数分析尾矿库周边土壤的生态风险水平。结果表明：与我国西北、东北地区硫化镍尾矿中重金属Cu、Ni含量较高不同,该红土镍尾矿及其周边土壤中主要重金属为Ni、Co、Cr,Cu含量较小。形态分析结果表明,总体上各元素残渣态占比高于其他形态,但在个别深度上,Co还原态占比高于残渣态,Co潜在迁移能力大于Ni和Cr。库周边土壤及河流底泥中Ni、Co和Cr超标严重,土壤综合潜在生态风险平均值达到了严重污染,表明该镍尾矿库周边土壤已经受到了Ni、Co、Cr等重金属的严重威胁。尾矿库附近植物中重金属含量分析结果表明,部分植物中Ni、Co含量超过了生态土壤筛选值中植物体内重金属含量限值。     

赣州某稀土冶炼场地重金属污染特征

选取赣州某遗留废弃稀土冶炼厂为研究对象,调查研究场地废水和土壤重金属污染特征,应用单因子指数法和内梅罗综合污染指数法评价其污染状况,并对重金属相关性进行分析。结果表明:稀土冶炼废水中重金属Ni和Hg高于其参比值,土壤中重金属含量均高于背景值。单因子指数法评价结果表明,废水中Ni为重污染到严重污染,Hg为轻污染,各产污节点内梅罗综合污染指数为严重污染。土壤中Hg和Cd的平均单项污染指数为中度污染,其他的平均单项污染指数均为轻微污染,各污染物平均内梅罗综合污染指数达重污染水平。相关性分析结果表明废水中Hg和Ni污染具有同源性,土壤中各重金属元素呈极显著相关和显著相关性,污染主要来自冶炼过程中的扬尘、原料堆放和泄漏。     

广西梧州大黎镇利达铅锌矿区土壤重金属污染评价

矿山的开发活动会对矿区及周围地区造成土壤重金属污染，针对广西梧州大黎镇铅锌矿矿区开发影响问题进行研究，通过测试矿山及其下游距离线性关系的深层和浅层土壤的重金属含量，采用相关性分析的方法分析土壤重金属来源，单因子污染指数、内梅罗指数等方法进行重金属污染评价，结果表明调查区内土壤受到一定的污染，在自然条件下矿山的长期开发、废弃矿石堆置等是造成污染的主要原因。通过本文的分析研究工作对铅锌矿开发造成的土壤重金属污染程度提供基础数据。     

重金属污染土壤对植物伤害研究

多年来,由于工业三废的排放及城市生活垃圾、污泥及含重金属的农药、化肥的不合理使用,使土壤受到污染,其中,重金属污染较为突出.从土壤环境污染的特点和重金属在土壤-植物体系中的迁移着手,详细地阐述了重金属对植物伤害效应及伤害机理.     

广西藤县大黎铅锌矿下游地区农作物重金属污染特征

广西梧州市藤县大黎铅锌矿早期粗放的开采方式引发了严重的水土环境污染问题,进而造成了矿山下游农作物中重金属元素出现富集.通过现场采集矿山下游农作物样品,在室内采用微波密封消解法进行处理,再利用光谱法和质谱仪法分析出样品重金属含量;根据测试数据,采用单项和综合污染指数法对重金属污染状况进行评价;最终查明了大黎铅锌矿下游农作...     

基于可拓关联度的土壤重金属污染评估

土壤重金属污染程度具有不确定性,因而要求评估模型能够反映这种性质。依据可拓理论中的物元理论、可拓集合论及关联函数,建立了土壤重金属污染评估的关联度及物元模型,并对6组重金属污染土壤,采用可拓物元模型进行了评估。研究表明,可拓评估是依据可拓关联度来判断污染属于某集合的程度,解决了土壤重金属污染程度划分的不确定性问题。而且用简单关联函数确定各影响因素的权重,能够基于数据特征挖掘相关信息,避免了主观性,因而基于可拓理论的评估是土壤重金属污染评估的一种有效的新方法。