有色金属矿区土壤Pb、Zn、Cd污染评价及形态分布研究

以郴州废弃矿区土壤为研究对象,对矿区所采集的12个土壤样品进行重金属含量调查及综合污染程度分析,并采用地累积指数法对重金属污染程度进行评价.结果表明,土样中重金属Pb、Zn、Cd的平均含量分别为:3 149.36 mg/kg、3 848.75 mg/kg、26.74 mg/kg.Zn和Cd达到极严重污染程度,Pb达到强污染严重水平.采用BCR连续提取法对土壤中Pb、Zn、Cd三种重金属元素的形态进行分析,结果表明Pb主要以可还原态存在,Zn主要以残渣态存在,Cd主要以弱酸提取态存在.     

湖南某铅锌矿区土壤重金属污染及潜在生态风险评价

在湖南郴州某铅锌矿区采集94个表层土样,分析土壤中As、Cd、Pb、Zn的含量及污染程度,并运用hakanson指数法对其进行潜在生态风险评价。结果表明,土壤中As、Cd、Pb、zn的平均含量分别为89．73mg／kg、7．69mg／kg、876．83mg／kg和1018．83mg／kg,均超过国家土壤环境质量三级标准的限定值,其平均污染指数分别为：2．24、7．69、1．75、2．04。研究区综合污染指数为13．76,污染程度为较高污染。土壤重金属元素的潜在生态危害性为Cd〉As〉Pb〉Zn,其中Cd是主要的生态风险的贡献因子。     

湘江流域某冶炼厂周边土壤Cd、Pb、As污染特征与风险评价

对湘江流域某铅锌冶炼厂周边土壤进行污染调研。按土壤不同使用功能,分4个采样区研究土壤中Cd、Pb、As的含量与分布特征,并采用Hakanson指数法对研究区域重金属潜在生态风险进行评价。结果表明,Cd、Pb、As在各采样区平均含量的最高值分别达到130.67 mg/kg,5 540.62mg/kg,919.93mg/kg,远远超过国家三级标准限值;研究区三种重金属综合污染指数和潜在生态风险指数分别为448.61,13 152.69,达到重度污染,有严重的潜在生态风险。     

某退役稀土回收厂表层土壤重金属污染及其对人体健康风险评价

为查明某退役稀土回收厂表层土壤重金属污染及其对人体健康的风险,在厂区内布设8处土壤采样点,共采集表层土壤样品24份,检测土壤中重金属含量,采用单因子指数法和内梅罗指数法对土壤污染情况进行评价,并对该场地进行人体健康风险评估。结果表明：土壤样品中Cu、Zn、Pb、Cd、Cr、As、Hg、Ni 8种重金属元素的最大浓度分别为56、145、108.20、3.96、64、17.40、0.21、25 mg/kg,均高于研究区土壤环境背景值。其中部分监测点Cu、Pb、Cd浓度高于《土壤环境质量标准 农用地土壤污染风险管控标准》（GB 15618—2018）筛选值标准,集中在储罐区、窑炉、污水处理站、渣堆场附近,铜超标倍数较小,镉最大超标数12.2倍,在储罐区附近。单因子指数法研究表明,Zn、Cr、As、Hg、Ni处于未污染水平,Cu、Pb处于未污染到轻微污染水平,Cd处于未污染到重度污染水平。运用土壤健康风险评价体系中的吸食、皮肤接触、呼吸接触3种暴露因素对人体健康风险的评估表明：Cd、Cr、As存在致癌风险,Pb、Cr、As存在非致癌风险。源解析分析结果表明,研究区土壤中Cu、Zn、Cr、As、Pb有相同或相似的来源,主要来自于储罐的泄漏、污水处理站泄漏、渣堆场淋溶水渗流及扬尘。     

贵州丹寨县铅锌矿区小流域土壤重金属污染特征及生态风险评价

为探究贵州丹寨县铅锌矿区矿业活动对土壤系统运转对环境影响,以丹寨县兴仁镇铅锌矿区土壤为研究对象,采集小流域内河流周边不同土地利用类型土壤表层(0~20cm)的样品,分析测定土壤中Cu、Cd、Pb、Zn、Mn、Hg、As 7种重金属含量。应用单因子污染指数法、内梅罗综合污染指数法、地质累积指数法、潜在生态指数法对矿区不同土壤层重金属进行污染程度和潜在生态风险进行评价。结果表明,0~10cm土壤中Cu、Cd、Pb、Zn、Mn、Hg、As含量分别是贵州省土壤背景值的0.65、5.13、1.74、2.45、0.59、5.08、0.27倍。10~20cm土壤中Cu、Cd、Pb、Zn、Mn、Hg、As含量分别是贵州省土壤背景值的0.71、3.11、1.18、2.21、0.65、4.88、0.21倍。不同小流域与不同深度土层危害程度有所差异,通过评价结果得出研究区主要污染重金属元素为Cd、Hg,土壤重金属处于中等及以上潜在生态危害程度。     

某铅锌尾矿库周边土壤重金属污染特征及其来源分析

以某铅锌尾矿库周边土壤为研究对象,测定土壤中Cd、Hg、As、Pb、Cr、Cu、Zn、Ni重金属含量,采用地质统计分析掌握重金属含量空间分布,再利用单因子污染指数、内梅罗综合污染指数和地质累积指数评价重金属污染状况,并结合相关性分析和主成分分析探重金属来源。结果表明,土壤中Cd、Hg、As、Pb、Cr、Cu、Zn、Ni平均含量分别为10.4、1.54、132、653、62.8、73.8、1 392、31.6 mg/kg,越靠近尾矿库,Cd、As、Pb、Cu、Zn、Hg含量越高。内梅罗综合污染指数表明,研究区综合污染指数为11.2,为重污染,单因子污染指数和地质累积指数表明,研究区土壤Cd污染最严重,其次是As、Zn、Pb、Cu、Hg污染,Cr和Ni无污染。相关性分析和主成分分析表明,Cd、Hg、As、Pb、Zn之间存在显著正相关关系,主要受铅锌尾矿库长期堆存、转运及加工等人为活动影响,Cr、Ni主要来自土壤母质,Cu主要受矿业活动和农业活动共同影响。     

有效态与TCLP法评价沉积物重金属生态环境风险

采集了河道沉积物样品,测定了沉积物中重金属的有效态,并采用TCLP法测定了Cd、Pb和Zn的含量,同时开展了生态环境风险评价。结果表明,根据农产品产地土壤重金属污染程度的分级标准,该河段沉积物中Cd超标率为60%,Zn的超标率为20%,Pb的含量都在安全值范围内。沉积物中三种重金属的均为低风险。TCLP提取沉积物中Cd、Pb和Zn含量,与国际标准值对比发现,沉积物中上下游的两个样品Cd含量大于国际标准值;所有沉积物样品中的Pb、Zn的含量均大于国际标准值。内梅罗综合污染指数结果表明,调查区域河段的沉积物为重度污染。根据有效态和TCLP提取的重金属含量评价结果表明,两种评价方法存在一些差异,但综合两种评价结果,该河流流域确实存在污染的风险。     

基于体外模拟法评价南京某污灌区土壤及蔬菜重金属污染现状

为探究南京市郊某污灌区环境治理效果、小白菜中重金属健康风险及其根际土壤重金属超标情况,采用靶标危害系数及体外模拟法对研究区小白菜重金属健康风险进行评估,利用农用地土壤污染风险管控标准(试行)(GB 15618—2018)对比小白菜根际土壤重金属超标情况。结果显示,Cd在小白菜根际土壤中最小值达到0.95mg/kg,最大值达到了1.14mg/kg,平均1.05mg/kg,超过农用地土壤污染风险管控标准。对于成人和儿童,其THQ的最大值从大到小排序为Cu>Pb>Cr>Cd>Zn,小白菜对成人及儿童的HI值分别为6.75×10^-3和5.76×10^-3,两者均小于1,表明使用该模型评估得出小白菜中重金属对暴露人体造成的健康影响不明显。成人通过食用研究区小白菜日均摄入Pb、Zn、Cu和Cd的含量范围依次为337~430、3 294~3 025、359~540及288~483mg。儿童通过食用研究区小白菜日均摄入Pb、Zn、Cu和Cd的含量范围分别为221~282、1 985~2 162、235~354及189~317mg。综上所述,重金属生物可给量均未超过每周可耐受摄入量值,证明食用污灌区小白菜不存在重金属健康风险。与前次研究相比(采样时间相隔七年),相关部门对该区域环境治理取得了很好的效果,但还应注意Cd在土壤及小白菜中的迁移及富集。     

某锰矿区土壤剖面重金属形态迁移转化特征及生态风险评价

对贵州省某锰矿区剖面土壤进行采样,测定其中Cu、Zn、Cr、Mn、Pb和Cd含量,并采用改进的BCR连续提取法分析重金属的赋存形态,利用风险评价编码法（RAC）及次生相与原生相比值法（RSP）对其进行风险评价。结果表明,1）研究区域土壤中Cd、Cr、Cu、Zn、Pb和Mn的质量浓度平均值分别为2.63、126.39、48.95、751.8、37.28和4 992.88 mg/kg,均高于贵州土壤背景值。从土壤重金属垂向分布来看,由于矿区土壤受到较多人为影响,导致土壤垂向重金属元素含量未表现出明显的规律性。2）不同重金属的赋存形态分布差异较大,Cd的主要赋存形态为弱酸溶态,Pb、Mn均以可还原态为主,Cr、Zn和Cu均以残渣态为主,其中Cd、Cu元素有效态均表现出在表层富集的特征。3）潜在生态风险评价结果表明,研究区域土壤Cd有较高的污染风险,土壤Cu、Mn、Zn、Pb和Cr以中低风险为主。不同剖面深度土壤Cd和Cu生物有效形态组分污染风险均呈由浅至深逐渐降低的趋势。     

龙江河近岸沉积物重金属含量与污染评价

采用分层采样法采集龙江河近岸44个沉积物样品,研究其重金属含量特征及污染情况。结果表明:沉积物中,w(As)、w(Cd)、w(Pb)、w(Zn)、w(Cu)平均值分别为28.32、4.62、60.89、198.30和22.13 mg/kg,均不同程度高于背景值;地累积指数法分析结果表明,沉积物主要受到Cd、Pb、Zn的污染,其中Cd污染最严重;表层沉积物中,Cd、Pb、Zn的I_(geo)均大于0,表层以下均有一些深度重金属I_(geo)较表层高;各采样点综合潜在风险指数平均值在390.19～857.31之间,属于强至极强潜在生态风险级别,Cd贡献率为91.16%～95.34%。综上表明,沉积物主要受到Cd、Pb、Zn,特别是Cd的污染,表层以下一些深度污染更严重。评价结果对该流域及下游水环境的污染治理提供了参考依据。     

某矿业企业遗留重金属污染场地污染调查与风险评估

以某矿业企业搬迁遗留场地为研究区域,根据《场地环境调查技术导则》(HJ 25.1-2014)、《污染场地风险评估技术导则》(HJ 25.3-2014)、《土壤环境质量建设用地土壤污染风险管控标准(试行)》(GB 36600-2018)、《重金属污染场地土壤修复标准》(DB43/T 1125-2016)等进行场地环境调查和风险评估。结果表明,敏感用地条件下,场地的关注污染物锌、铅、镉、砷危害商超过1,镉、砷致癌风险值超过10^-6,超过《污染场地风险评估技术导则》(HJ 25.3-2014)中可接受风险水平,场地存在健康风险,须进行修复后才能开发利用。经计算确定本场地修复目标值为铅400 mg/kg、镉20 mg/kg、锌1 323 mg/kg、砷20 mg/kg。场地重金属总污染面积约为10 056 m^2,总污染土方量约为14 677.6 m^3。     

改进化学顺序提取-电感耦合等离子体质谱法应用于铅锌尾矿中铜铅锌镉镍的化学形态分析

采用改进化学顺序提取(BCR)法提取铅锌尾矿样品中铜、铅、锌、镉和镍等重金属元素的可交换态(F1)、可还原态(F2)、可氧化态(F3)和残渣态(F4)四种形态,利用电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)测定了铅锌尾矿中铜、铅、锌、镉和镍的各元素总量及各元素不同形态含量。研究结果表明:各元素不同形态的方法检出限在0.012~0.85 mg/kg之间,测定结果的相对标准偏差(RSD,n=5)在2.1%～9.9%之间;各元素所有形态量的总和与各元素测得总量的比值在88.1%～101.2%之间。这说明实验所用的形态分析方法适用于铅锌尾矿中铜、铅、锌、镉和镍的形态分析。采用实验方法对3个铅锌尾矿样品进行分析测定,结果表明铜、铅、锌、镉和镍的化学形态中残渣态含量最大,占各元素总量的30%及以上;铅和锌含量分布从高到低的顺序依次为F4、F2、F1、F3,铜和镍为F4、F3、F2、F1,镉为F4、F1、F3、F2。实验方法可为铅锌尾矿区中重金属元素的综合利用、环境影响评价及环境治理提供重要参考信息。     

超声辅助-王水提取法在测定土壤中重金属元素的应用

建立了超声辅助王水消解土壤样品的前处理方法,并结合电感耦合等离子体原子发射光谱法(ICP-AES)和电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)对土壤样品中铜、锌、镍、铁、锰、铅、砷、汞、铬、镉等10种元素进行测定。通过试验确定王水用量为5mL、超声水浴温度为80℃、超声提取时间为45min的超声提取条件。在优化的仪器条件下,按照实验方法测得的土壤样品中10种元素的校准曲线线性相关系数为0.9996~0.9999;各元素的检出限为0.0021~0.23mg/kg,各元素的测定下限为0.0070~0.78mg/kg。按照实验方法(超声王水提取-ICP-AES/ICP-MS)测定土壤样品中铜、锌、镍、铁、锰、铅、砷、汞、铬、镉,测定结果的相对标准偏差(RSD,n=6)为0.39%~7.8%;除铁、锰的提取值较小外,其他元素的测定结果与采用国标方法(GB 15618—1995、GB/T 22105.1—2008)得到的测定值基本一致;按照实验方法测定土壤标准物质GBW07404、GBW07406、GBW07407、GBW07427中铜、锌、镍、锰、铅、砷、汞、铬、镉,除了锰由于其在原土中主要以氧化物结合态存在,测定结果偏低以外,其他元素测定值与认定值相吻合。     

新型TMT-硫酸铁固定剂对重金属污染土壤的修复研究

以新型TMT（三巯基均三嗪三钠盐）-硫酸铁复配混合物为化学固定剂,考察了其对湖南郴州某重金属污染土壤中铅、镉、砷的固定效果.结果表明,单一使用TMT（含15 %（质量分数）TMT的水溶液）为固定剂时,土壤中的有效态铅、镉去除率高于60 %,但对砷没有固定效果.使用TMT-硫酸铁复配固定剂时,控制硫酸铁投加量为35.7 g/kg,TMT投加量为0.1 L/kg时,有效态铅、镉去除率达到90 %以上.随着土壤含水量的增加,土壤中有效态铅、镉的含量显著降低.当控制硫酸铁投加量为35.7 g/kg,TMT投加量为0.04 L/kg,控制土壤含水量至田间持水量的70 %,固定60 d,有效态铅、镉的去除率在80 %以上,有效态砷的去除率可达到60 %.      

单波长激发能量色散X射线荧光光谱测定土壤样品中镉等元素方法性能评估

用X射线荧光光谱仪(XRF)准确测定土壤样品中低含量Cd(～0.3 mg/kg)一直是个难题。实验利用4个系列129个土壤、沉积物标准样品和实际土壤样品,用基准比值法、相对误差(相对偏差)频率分布和相对误差(相对偏差)绝对值在不同含量范围的分布数据,系统评估了采用双曲面弯晶(HF-DCC)全聚焦技术实现的单波长激发能量色散X射线荧光光谱仪(SW-ED-XRF)和基本参数法测定土壤样品中低含量Cd等重金属元素的实际效果。结果表明,用SW-ED-XRF测定土壤样品中重金属元素As、V、Pb、Cr、Cu、Zn、Ni、Mn的方法检出限、精密度和准确度与常规波长色散X射线荧光光谱仪(WD-XRF)和能量色散X射线荧光光谱仪(ED-XRF)相当,准确度合格率大于90%,能够满足检测实验室质控要求。采用SW-ED-XRF定量分析土壤样品中Cd,测量时间分别为90 s和300 s时,检出限分别为0.2 mg/kg 和0.05 mg/kg。用重复测定法、背景计数法和校准曲线法相互验证了Cd检出限结果。用人眼可分辨的Cd谱峰对应的最低含量确认了Cd检出限的合理性。90 s条件下,Cd准确度合格率为79.6%,优于常规WD-XRF和ED-XRF。土壤样品中低含量Cd的XRF快速测定已有明显进步。     

沈阳经济技术开发区铸锻工业园镉污染调查研究

本研究以锻造工业园为重点,从制定采样点采集土壤样品,测定土壤样品中的镉含量,并用数理统计方法处理数据,以期全面了解开发区重金属污染现状。参照《土壤环境质量标准》GB15618-1995三级标准,沈阳经济技术开发区待开发区域土壤镉污染指数为清洁级。镉含量垂直分布情况为：由浅到深,镉的平均浓度为降级趋势,由轻度污染到清洁级。土壤中的镉含量有向下移动趋势,50 cm土层土壤含镉量为0.316 2 mg/kg,为清洁级。建议在工业园建设中向土壤中投加石灰,种植对镉具有耐受性和积累性植物,并加强地下水监测。     

Comparison of mouse strains for susceptibility to styrene-induced hepatotoxicity and pneumotoxicity

Bioavailability of lead (Pb) has become an issue in quantifying exposure of sensitive populations and, where necessary, establishing cleanup levels for contaminated soil. Immature swine were used as a model for young children to estimate the degree to which Pb from two fully characterized composite samples from the Smuggler Mountain Superfund Site in Aspen, Colorado may be bioavailable to resident children. The composite soils contained 14,200 and 3870 micrograms Pb/g of soil. Relative and absolute enteric bioavailabilities of Pb in soil (oral dose groups of 75,225, and 675 micrograms Pb/kg body wt/day) were estimated by comparison with an orally administered soluble Pb salt (lead acetate = PbAc2.3H2O) (dose groups of 0, 75, and 225 micrograms Pb/kg body wt/day) and an intravenously administered aqueous solution of Pb (100 micrograms Pb/kg/ day) from the same trihydrate salt administered daily for 15 days to 50 juvenile swine. The biological responses (area under the blood Pb concentration-time curve, and the terminal liver-, kidney-, and bone-lead concentrations) produced by Pb from PbAc2.3H2O and lead-contaminated soils were determined. This study revealed Pb from soil containing 14,200 micrograms Pb/g of soil had a bioavailability relative to Pb from PbAc (RBA), ranging from 56% based on the area under the blood lead concentration-time curve (AUC) versus dose, to 86% based on calculations from liver-Pb loading versus dose. Similarly, Pb from soil containing 3870 micrograms Pb/g of soil had an RBA ranging from 58% based on the AUC versus dose, to 74% based on calculations from liver- and kidney-Pb loading versus dose. Bioavailability of Pb in soils may be more or less than EPA's default RBA of 60%, therefore, measuring site-specific RBAs provides a basis for improved exposure and risk assessment.     

基体稀释或基体匹配石墨炉原子吸收光谱法测定土壤样品中铅和镉

用石墨炉原子吸收光谱法测定土壤样品中Pb和Cd时,有时候直接按照方法标准GB/T 17141—1997操作,测定结果不能满足质控要求。研究结果表明,目标元素系列标准溶液中,分别含和不含土壤基体元素Na、Mg、Al、Si、Fe、Ca等元素混合成分时,校准曲线斜率明显不同。为减小基体效应的影响,基于文献调研和实验结果,对上述方法标准实验步骤进行了下列改进:(1)取相同体积实际样品消解液混合后,定量加入到用于建立校准曲线的系列标准溶液中,用于基体匹配;(2)对消解液进行适度稀释,仍采用标准溶液建立校准曲线。用4个土壤标样和土壤样品加标测定结果对改进后的方法进行了验证,结果表明,基体稀释法测定Pb的回收率范围分别为90.4%~114%;测定低含量Cd时,回收率范围为84.1%~125%。基体匹配法测定Pb和Cd的回收率范围分别为93.0%~105%和102%~119%,基本满足土壤样品中重金属回收率为80%~120%的质控要求。样品中痕量镉在测定下限附近时,应严格控制稀释倍数,或采用基体匹配法测定。改进后的操作步骤适合日常检测工作中大批量土壤样品中Pb和Cd的准确测定。