城市表层土壤重金属污染的分析与评价

根据2011年全国大学生数学建模竞赛A题,讨论了城市表层土壤重金属的污染问题.对于问题(1),采用Muller地积累指数法来描述土壤重金属污染程度;对于问题(2),利用因子分析法确定各元素的相关系数阵,分析出城市表层土壤重金属的污染主要来源;在问题(3)中,结合重金属污染传播特征及运用高次曲面的拟合建立城市表层土壤重金属污染源的数学模型.     

朱仙庄煤矿周边土壤有机质和重金属的含量研究

为了解煤矿周边土壤有机质含量对重金属的影响,以宿州朱仙庄煤矿周边的农田为研究对象,测定了其土壤中有机质及重金属(Cr、Ni、Cu、Zn、As、Cd、Pb)含量.结果表明: Cu、Zn、As、Cd、Pb金属元素有轻度积累,但不会影响农业生产和生活; Cd的单因子污染指数高于4, 污染风险等级高; 研究区土壤中的有机质平均含量为50.53 g/kg,但各采样点土壤中的有机质含量差异较大,变异系数为0.81; Cu和As在土壤表层出现积累,且积累含量与有机质的含量呈显著正相关.本文的研究结果对相关部门进行土壤环境质量调查以及土壤合理利用有一定的参考价值.     

沙湖底泥中重金属特性分析

为了研究沙湖表层底泥的重金属污染现状,利用潜在生态风险指数和地积累指数相结合的方法对沙湖袁层底泥中重金属污染程度进行了评价．结果表明,沙湖的重金属污染主要以Hg为主,其次是Cd;并依据潜在生态风险指数将沙湖分为3个生态风险功能区,即鸟岛、主航道属中等危害区,湖心和码头属强的生态危害区,引水口养殖区属很强的生态危害区．为制定沙湖水污染综合治理方案提供科学理论依据．     

小店污灌区表层土壤重金属分布特征及生态风险评价

以太原市小店污灌区农田土壤(0~20cm)为研究对象,分析了Hg、Cd、As、Pb、Cr、Zn及Cu的含量,评价了污灌区农田土壤的污染程度及潜在生态风险.结果表明,污灌区农田土壤均受到了不同程度的重金属污染,7种重金属元素含量均未超过土壤环境质量二级标准,但平均含量均显著高于研究区背景值,土壤总体表现为以Hg为主的多种重金属富集;相关性表明,Cu与Cd、As、Zn,Zn与Cd、Pb、Cr、Cu,Cr与As、Pb、Zn,Pb与Cd、Cr、Zn呈显著相关;各种重金属内梅罗综合指数和地质累积指数由大至小依次为Hg、Cd、As、Cu、Cr、Zn、Pb;综合污染评价和综合潜在生态风险评价表明,该区域总体呈现中度污染和中等潜在生态风险水平.污灌区农田土壤中Hg、Cd、As、Pb、Cr、Zn、Cu 7种重金属元素明显积累的现实应该引起有关部门的足够重视.     

矿业活动对锑矿区土壤的重金属污染特征及生态风险影响

为了评价矿业活动和生态修复措施对锑矿区土壤的重金属污染影响,调查了锡矿山锑矿区冶炼区、公路沿线区、采矿区及尾矿区中不同用地性质土壤中Sb、As、Pb及Cd等重金属含量,并用地累积指数法和潜在生态风险指数法对污染程度、潜在生态风险进行了评价。结果表明：锑矿区土壤样品中Sb、As、Pb及Cd的平均含量分别为3619.38、82.20、244.28、30.84 mg/kg,重金属复合污染严重;地累积指数法及潜在生态风险指数法评价表明,锑矿区Sb和Cd污染严重,As、Pb有轻度到中度污染,综合来看,具有极强的生态风险,其中,Sb和Cd是最主要的污染因子。冶炼、开采、运输和堆放等矿业活动使各区域土壤的重金属浓度呈显著区域特征;废矿渣土壤、荒地、林地、底泥、生态修复草地和菜地等土壤样品中的重金属Sb含量依次减小,植物生态修复方法是治理土壤锑污染的一种有效手段。     

基于Hazen概率曲线确定铜陵土壤As元素含量

选取已知土壤背景含量的铜陵矿区，基于Hazen概率曲线，探讨了土壤污染重金属元素飚背景含量与污染叠加含量的区分方法。得到As元素的背景含量为12.3μg／g，与该区已知的土壤怂元素背景含量（12．44μg／g）一致。还得到了As元素污染叠加含量与背景含量的界线点20．3μg／g，与据此含量数值计算得出的地积累污染指数的含义相符合。基于Hazen概率曲线区分铜陵矿区土壤触元素背景含量与污染叠加含量的方法是有效的，有必要将该方法推广到土壤中其它重金属污染元素、其它地区作进一步研究。     

内蒙古钱家店铀矿区土壤重金属污染特征与潜在生态风险评价

为了解内蒙古钱家店铀矿区土壤重金属污染程度和生态风险, 以与之相邻的大林非矿区为背景区, 分别采集表层及垂向剖面土壤样品, 利用电感耦合等离子体-质谱仪(ICP-MS)定量分析土壤中重金属U、Cd、Mo、As、Pb、Ni、Cu、Co、Cr 和Zn 的含量。运用单因子污染指数法、内梅罗指数法分析其污染特征; 采用潜在生态风险指数法对研究区进行潜在生态风险评价。 结果表明: 土壤中U、Cr、Pb 和Mo 元素浓度(ω_B /10^-6)超过背景区平均值, 分别为1. 06、28. 36、14. 31 和0. 34; 土壤样品中U 的单因子污染指数为1. 20, 内梅罗指数为1. 07, 均属轻度污染; Cd 潜在生态危害系数最高, 为21. 66, 土壤重金属综合潜在生态风险指数为66. 16, 潜在生态风险程度为轻度; 垂向剖面重金属元素含量自1. 3 m 处发生显著变化且XRD 检测出铝合物。矿区总体受到重金属元素轻度污染, 潜在生态风险低。     

重金属污染地生态修复林下草本植物重金属积累能力研究

[目的]筛选具有重金属修复潜力的草本植物,对杭州市严格管控区土地生态修复幼林林下8种草本植物的重金属积累能力进行了比较研究.[方法]采用野外采样结合化学分析的方法对草本植物生物量及重金属积累能力进行分析,运用隶属函数法评估植物的重金属修复潜力.[结果]研究区植物根际土壤中Cd、Zn、Pb和Cu的含量均超出了农用地土壤污...     

基于3种方法对河道底泥重金属污染评价

通过查阅国内外共97篇文献,获得了14种重金属在国内外河道底泥中的污染情况,通过统计分析,得到了国内外重金属污染的整体情况。运用潜在生态风险指数法、地积累指数法、富集因子法这3种常见的重金属评价方法,对国内外重金属的污染情况进行了评价。结果发现,国内外对重金属的研究在种类、频次上都存在较大差别,国内外河道底泥中的重金属含量差别也较大。3种评价方法的侧重点和原理不同,对国内外重金属的污染情况评价结果也不尽相同。     

矿区充填复垦土壤重金属分布规律及主要农作物污染评价

研究了复垦土壤的理化、生物特性,选用美国2800K1型渗透仪、英国三参数速测仪HH2/WET、美国紧实度仪,分析了土壤的紧实度等.结果表明:煤矸石、粉煤灰充填(覆土厚度40cm)复垦土壤的pH值为7.98～8.78,含水率高于正常土壤10%～20%,渗透性系数为0.059～0.286,紧实度在200～300PSI,有机质含量低于对照土壤.探讨了充填复垦区域土壤重金属空间分布特征分析的理论与方法,通过采集、处理,测试245个土样的As,Cd,Cr,Cu,Hg,Pb,Zn等的含量,利用变化度、污染度和含量趋势等指标,研究了煤矸石充填复垦土壤、粉煤灰充填复垦土壤、对照土壤3类土壤的重金属分布特征.得出结论:1)简单模型在一定程度上能反映出微量元素的变化趋势,3块场地模型拟合的误差均值保持在30%以内,其中,煤矸石场地误差最小,最大值为18.4%,最小值为8.3%;2)利用多项式模型由测点的数值推知未测点的数值,得到相对连续的重金属含量值,分析其空间分布规律;3)Kriging模型:以粉煤灰场地的Cd为例,建立的模型拟合精度较高.采用Pearson Correlation Coefficient方法,分析了pH值、有机质、紧实度和微生物对重金属分布的影响.结果表明:1)充填复垦场地的pH值、有机质和紧实度与重金属含量的相关性较弱,相关系数在-0.6到0.6之间.2)微生物与土壤重金属的相关性很大,在粉煤灰场地体现的更加明显.比较了世界主要国家和地区对小麦、水稻和大豆中重金属污染物的限量标准,提出了小麦等主要农作物重金属污染物限量的选取标准.采用单项、综合污染指数分析了根际土壤As,Cd,Cr,Cu,Hg,Pb,Zn的污染状况,得出了复垦土壤综合污染指数小于1,全部测点均达到了土壤环境质量二级标准要求.研究结果:1)复垦场地生长的成熟小麦,Cd,Cr在其不同器官中的分布迁移趋势是一致的;2)对照场地生长的成熟小麦,Cd,Cr在其不同器官中的分布趋势存在差异;提出根富集系数率,建立了Cd回归方程、Cr偏微分方程.引入Surfer软件成图方法,借助多项式模型反演所得的数据,对矿区复垦土壤的结构进行可视化,直观地描述了土壤重金属分布的纵向、横向特征;应用Photoshop软件,对主要农作物小麦中重金属的污染迁移,以Cd,Cr为例,制作了量化模拟色彩映射图,真实地评价了小麦不同器官中重金属的污染程度.     

乔口镇土壤重金属Pb、Cd潜在生态风险评价

以长沙市望城区乔口镇周边农田土壤为研究对象,利用单因子评价法和潜在生态危害指数法对其土壤中Pb、Cd的含量进行生态风险评价。研究结果表明,乔口镇研究区域重金属Pb污染在可接受范围之内,而土壤中重金属Cd的累积程度较高,污染严重,已经对区域内的生态环境产生危害。同时,对周边农田土壤重金属的潜在生态风险研究发现,土壤重金属Cd的单因子潜在生态危害指数Ei处于40~160之间,且深度为0~20 cm的土样中Cd的单因子潜在生态危害指数均大于80,表明该元素存在强生态危险。从综合潜在生态风险危害指数RI来看,乔口镇综合潜在生态风险危害还在可接受范围之内。     

湖北省某矿山河道底泥重金属污染调查与评价

对湖北某有色金属矿区排污河道底泥中铜、锌、铅、镉、镍含量进行了分析测试,主要采用变异系数法、地累积指数法和潜在生态危害指数法对底泥重金属污染状况及潜在生态风险进行评价.结果表明,排污河道底泥受到一定程度的重金属污染,铜、锌、铅、镉、镍含量均超过湖北省土壤背景值;底泥重金属富集程度为镉＞铜＞锌＞镍＞铅,其中镉的富集程度为3级中-强度污染;铜和锌变异系数较大,沿程分布变化明显;以湖北省土壤背景值为参比,排污河道底泥5种重金属的生态危害顺序为镉＞铜＞镍＞铅＞锌,总体表现为中度-重度的生态危害,镉是主要的潜在生态风险因子.     

株洲市云龙示范区土壤重金属Pb、Cd 分布特征及污染评价

以株洲市云龙示范区为研究对象,运用单因子指数法和潜在生态危害指数法对其土壤中Pb、Cd的污染状况进行了评价与分析,并运用地累积指数法对评价结果进行了检验。研究结果表明:所有样品中Pb、Cd的实测质量分数范围分别为25.60~102.00,0.03~0.49 mg·kg-1;16个样品Cd的含量超过国家土壤环境质量二级标准,超标率为40%,土壤重金属Cd轻度累积,尤其在0~20 cm土壤层中累积较为严重;综合潜在生态危害指数RI为3.32~51.07,表明该区域综合潜在生态风险处于轻微生态危险水平;地累积指数检验结果表明各地块均存在不同程度的重金属Pb、Cd污染,且污染程度与采样层深度成反比。因此,相关部门应考虑减少农业生产活动对土壤的污染,避免生活垃圾随意堆放形成二次污染等。     

山东省东部地区土壤重金属污染及其生态环境效应

为了弄清楚山东省东部地区土壤重金属元素的潜在生态危害程度,在土壤调查的基础上,采用潜在生态危害指数法,以深层土壤的重金属元素含量均值作为参比值,对土壤进行重金属污染的潜在生态风险评价,并探讨其生态环境效应。结果表明:山东省东部地区土壤重金属元素污染程度从大到小依次为Hg、Cd、Cu、Pb、Zn、Cr、As,重金属潜在生态风险从大到小依次为Hg、Cd、As、Pb、Cu、Cr、Zn,其中Hg和Cd对土壤污染危害的贡献率之和达87.95%,仅Hg元素的贡献率就达到61.96%; 综合潜在生态风险评价级别为强和很强的土壤面积占13.75%,主要分布在莱州—招远—烟台和牟平—乳山金矿集中区以及人口密集的城镇地带,这种空间分布与目前金矿开采、选冶和人类生产生活布局一致; 此外,局部土壤重金属污染物已迁移到小麦体内,部分小麦样品中Cd、Cr、Pb、Zn含量超临界值,对人体健康产生影响。     

山东日照地区土壤重金属环境质量评价

通过系统生态地球化学调查与评价,在山东日照地区共采集了5 323个表层土壤样品,获取了表层土壤重金属元素地球化学分析数据。以表层土壤As、Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb、Zn等8种重金属元素为研究对象,按照《土壤环境质量标准》(GB 15618—1995),采用单因子指数和综合评价指数对土壤环境质量进行评价。土壤单因子环境质量评价结果表明:As、Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb、Zn等8种元素Ⅰ类土壤的面积比例分别为100.00%、98.21%、94.14%、98.10%、99.90%、89.18%、96.61%和98.37%,说明山东日照地区土壤环境质量良好;土壤单因子环境质量平均达到Ⅰ类土壤的占调查区土壤总面积的96.81%,Ⅱ类土壤占3.17%,Ⅲ类土壤仅占0.02%。表层土壤重金属元素污染综合评价结果表明:表层土壤环境质量属于Ⅰ类土壤(清洁—较清洁)的占调查区土壤总面积的86.39%,属于Ⅱ类土壤(轻度污染)的占13.55%,属于Ⅲ类土壤(中度污染)的占0.06%,说明山东日照地区表层土壤重金属综合污染很少,土壤环境质量总体状况良好。土壤重金属元素综合指标评价结果显示,未富集区面积累计占区域总面积的5.50%,弱富集区占38.63%,中度富集区占53.27%,重度富集区占2.60%,说明区域表层土壤中污染物已有积累趋势,虽未达到有害程度,亦应引起重视。     

开封市污灌区土壤重金属污染现状评价

为缓解农业用水压力,用处理过的污水灌溉农田在北方缺水地区非常普遍,不仅可以提高土壤肥力、促进粮食生产,而且可以解决污水排放问题,但是长期盲目的污水灌溉会导致土壤污染、土壤环境恶化等一系列问题.选取开封市惠济河污灌区农田土壤为研究对象,采取内梅罗指数法和Hakanson潜在生态危害指数法对灌区土壤重金属污染现状以及潜在环境风险进行评价.结果表明:长期污灌导致农田土壤受到Pb,Cd,Cr,Cu 4种重金属的污染,Cd污染最为严重;离污水河越近,农田土壤重金属的污染水平和环境风险越高;耕作层表层土壤重金属污染最严重.     

石墨尾矿库及周围土壤重金属污染特征与评价

通过对鸡西柳毛石墨尾矿库及其周围土壤重金属元素含量的测定,分析、评价其重金属污染状况,研究其重金属污染、迁移特征及规律,为矿区污染土地的治理和生态恢复提供科学依据.结果表明:鸡西柳毛石墨尾矿库综合污染指数平均值为19.15,属重度污染源;CA和Hg是石墨尾矿库的主要重金属污染元素.尾矿库周围土壤已受到严重污染,综合污染指数达到尾矿库的2.73倍,Cd、Hg、Ni是造成尾矿库周围土壤污染的主要重金属元素,下层土壤的污染程度高于表层土壤.5种重金属元素在不同介质中的迁移能力存在差异.     

昆山市农用地土壤重金属污染现状及评价

为了解昆山市农用地土壤重金属的含量及其污染情况,通过调查、采样和实验室分析,并采用单因子污染指数法和内梅罗综合指数法对测定结果进行评价。结果表明,重金属平均含量分别为Cd 0.199mg/kg、Hg 0.199mg/kg、Pb 30.484mg/kg、Cr 87.729mg/kg、Cu 314.275mg/kg、Zn0.256 mg/kg、N i 31.083mg/kg、As 8.150 mg/kg。农用地土壤已受到不同程度的污染,主要污染物为Cd,其平均单项污染指数为13.525。除As外的其他重金属含量都高于土壤背景值,Cd、Hg、Cr、Pb存在着严重的点源污染,整个昆山市农用地土壤重金属污染区域差异比较明显。     

西藏多不杂铜矿区土壤与河床沉积物中重金属元素特征及其环境意义

西藏多不杂铜矿是一大型斑岩型富金铜矿床,已探明铜资源量超过400×10⁴ t,目前尚未开发且研究主要集中于找矿与地质成矿等方面,很少进行环境方面的研究。为了解西藏多不杂铜矿在未开采前矿区重金属元素的富集状况和迁移特性,对多不杂铜矿区地表土壤和萨玛隆河河床沉积物进行了样品采集,测试Cu、Pb、Zn、As、Cd、Cr、Hg等7种重金属元素含量和赋存形态; 采用地累积指数法、内梅罗综合污染指数法、风险评估编码法对矿区重金属元素的富集程度和生物活性进行评价。结果表明:多不杂铜矿区地表土壤和萨玛隆河河床沉积物中的多数重金属元素含量分配受到多不杂铜矿的影响很大,且二者具有显著的相关性; 多不杂铜矿区地表土壤中Cu尤为富集,含量最高达到21 020.000×10^-6,超过《土壤环境质量标准》(GB 15618—1995)中Ⅲ级标准的50倍,综合污染指数为39.43,达到重度污染级别,多数样品的地累积指数也达到极强污染级别,且其生物活性为中度风险,容易迁移转化,对环境的影响很大; 萨玛隆河河床沉积物中Cu最高含量为2 406.000×10^-6,为Ⅲ级土壤环境质量标准的6倍,其综合污染指数为38.13,显示重度污染,污染率为91.6%,但其生物活性为低风险级别,迁移能力较弱,对环境的影响不是很大,但仍不可轻视; Cd虽然含量不高,低于Ⅲ级土壤环境质量标准,但是其在河床沉积物中主要以碳酸盐结合态存在(占比为48.01%),生物活性达到极高风险级别,对环境影响较大; Pb、Zn、As、Cr、Hg含量普遍较低,且生物活性较弱,能够稳定存在于土壤中,基本不会对环境造成影响。