土壤中Sb(Ⅲ)和Sb(Ⅴ)的有效提取与测定

锑的各种形态中三价锑和五价锑的毒性较高,在城市土壤锑组成中占比也较高。研究了萃取方式、萃取剂、萃取条件、色谱分离流动相条件等因素对土壤中价态锑提取和分析的影响,建立了完整的土壤价态锑萃取-分析方法。研究推荐以柠檬酸溶液为萃取剂,70℃恒温振荡萃取的方式提取价态锑,萃取液以乙二胺四乙酸二钾+邻苯二甲酸为流动相,经色谱分离后利用电感耦合等离子体质谱仪对不同价态的Sb进行分析。所建立的方法检出限低,准确性精密度好,可用于实际土壤样品中价态锑的有效提取与测定。

川中丘陵区紫色土抗生素残留特征及其生态风险

抗生素在表层土壤中富集,将干扰植物、土壤动物以及微生物的生长发育,威胁生态系统安全。紫色土作为长江中上游重要的农业土壤资源,其抗蚀性弱和优先流发育的特点为环境残留抗生素迁移提供了动力条件。目前相关研究多针对目标抗生素的环境迁移行为,土壤残留抗生素的自然丰度、自然污染特征以及环境风险尚不明晰。本研究选择川中丘陵区6种典型土地利用类型(旱地、林地、果园、水田、化肥菜园和粪肥菜园)的紫色土土壤及灌溉水为研究对象,对5类11种抗生素进行残留量的测定,并利用风险商值法进行抗生素生态风险评估。结果表明:(1)土壤中检出金霉素、诺氟沙星、环丙沙星和恩诺沙星。其中,诺氟沙星、环丙沙星和恩诺沙星仅在粪肥菜园土壤中有检出,其残留量分别为5.95、3.36和6.52μg·kg^(-1);金霉素在粪肥菜园土壤中残留量最高,为43.00μg·kg^(-1)。(2)灌溉水中各类抗生素含量均低于仪器检出限。(3)研究区内土壤抗生素风险商值范围为0.08~0.43,处于中低生态风险水平,但抗生素残留量均小于国际土壤生物毒性触发值(100μg·kg^(-1)),处于相对安全的生态风险水平。(4)研究区内土壤抗生素来源可能与有机肥施用有关,通过调整施肥结构可能在一定程度上降低抗生素的环境生态风险。本研究可为川中丘陵紫色土区生态安全建设提供依据。

用于土壤中氮钾含量快速测定的非接触电导微流控芯片

[目的/意义]土壤中氮、钾元素在作物生长和农业生产过程中具有关键作用。快速定量检测土壤中氮、钾含量对指导精确施肥具有重要意义。因此,建立一种快速可靠的土壤氮、钾含量检测方法十分必要。[方法]本研究建立一种基于聚二甲基硅氧烷(Polydimethylsiloxane,PDMS)微流控芯片电泳和电容耦合非接触电导检测(Capacitively Coupled Contactless Conductivity Detection,C4D)方法,快速定量检测土壤中氮、钾养分离子。通过微流控电泳芯片实现对土壤中多种离子快速分离,利用C4D进行电导率变化的精准测量。基于检测器工作频率输出响应特性,激励电压响应特性和电泳电压,确定最佳分离和检测性能。[结果和讨论]该方法对钾离子(K+)、铵根离子(NH4+)和硝酸根离子(NO_(3)^(-))标准溶液的检测限(S/N=3)分别为0.5、0.1和0.4 mg/L。K^(+)、NH_(4)^(+)和NO_(3)^(-)在0.5~40.0 mg/L范围内具有良好的线性关系,线性相关系数(R2)分别为0.994、0.997和0.990,表明该方法可以对土壤中氮、钾养分离子进行定量分析。同时,采用峰高、峰面积和出峰时间作为评价指标进行可重复性实验,其相对标准偏差(Relative Standard Deviation,RSD)均小于4.4%,说明该方法具有良好的重复性。此外,对土壤样品进行测试,K^(+)和NH_(4)^(+)可实现完全分离以及同步检测,其检测效率明显提高。通过标准加入法进行回收率实验,回收率保持在81.74%~127.76%。[结论]本研究为土壤氮钾养分离子的快速检测提供了一种简便、高效的方法。

基于图神经网络聚类的土壤监测点位优化

在土壤污染的监测过程中,由于需要大面积的监测点位布设,所以需要大量的人力和物力,同时原有的土壤监测点位存在冗余和代表率低的问题,对监测结果的准确性和全面性产生了影响。使用一种基于自编码器降维和图卷积网络(GCN)推理的土壤点位优化方法,通过将原有监测点位聚类成不同簇,来实现用尽量少的监测点位全面地表现区域污染情况的目的。使用GCN推理结合自编码器降维的土壤点位优化方法,该方法同时利用土壤监测点位数据的结构信息和高维特征表示,将监测点位聚类成不同簇。通过对相关性进行分析,发现聚类后的簇中心点位可以作为原始簇的代表,从而降低土壤监测点位的冗余性,实现了监测点位的优化。实验证明GCN方法可以有效地减少监测点位的数量,同时保持监测结果的准确性和全面性。

浅谈盘锦稻区土壤环境的监测、保护与治理

总结近年来盘锦稻区土壤环境监测工作的部分情况,简述稻区土壤环境监测工作的意义,介绍盘锦稻区土壤环境保护、监管与治理的相关进展,并提出强化土肥基础工作、拓宽监测范围、完善数据资料、加强环境监管、强化污染治理、加强相关培训与宣传等建议。

海南岛东寨港沉积物中重金属人为污染富集因子及来源分析

在系统采集海南岛东寨港表层和深层沉积物样品的基础上,采用富集因子法等对表层沉积物的重金属污染进行了评价。结果表明:(1)研究区表层沉积物中Cd、Cr、Cu、Hg、Ni和Zn 6种元素含量略高于琼州海峡沉积物背景值;(2)地累积指数评价结果表明,研究区表层沉积物中As和Pb 2种重金属元素属于清洁水平;Zn元素处于轻-重污染等级;(3)研究区表层沉积物中Cr、Cu、Ni、Pb、Zn 5种重金属以轻微污染为主,As、Cd和Hg为轻微污染和中度污染,上述受污染区主要分布在靠近演海镇和演丰镇人类相对密集的区域,以及东寨港西岸人群较聚集的地区;(4)研究区沉积物中As元素与农业活动来源有关,Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb和Zn与岩石风化及工业活动来源有关。

赣东北设施蔬菜重金属污染风险监测与评估

对赣东北设施蔬菜产地环境土壤和蔬菜中砷(As)、镉(Cd)、铬(Cr)、汞(Hg)、铅(Pb)5种重金属污染累积特征及其潜在生态风险、健康风险进行了采样调查分析。采集30份种植土壤和82份蔬菜样品,采用内罗梅污染指数法和潜在生态风险指数法对土壤污染程度和生态风险状况进行评价,利用生物富集系数和总目标风险商对蔬菜重金属富集能力和健康风险进行评估。结果显示,赣东北地区塑料大棚种植土壤Cd累积较为严重,土壤总体存在较强生态风险,Cd和Hg是主要风险因素,应加强当地土壤中Cd和Hg的监测和控制。本研究中叶菜类蔬菜对As、Cd的富集能力要强于其他蔬菜,茄果类蔬菜对Hg、Pb的富集能力强于其他蔬菜,瓜类蔬菜对Cr的富集能力强于其他蔬菜。健康风险评价结果表明,赣东北地区塑料大棚生产的叶菜类、瓜类、茄果类和豆类这4类蔬菜的总目标风险商均小于1,其中叶菜类蔬菜的总目标风险商最高,但均不存在明显的健康风险。

基于便携式X射线荧光光谱速测的设施菜地土壤重金属污染诊断与评价

土壤重金属污染快速诊断与评价是污染防控与风险管理的前提。以广东省典型设施蔬菜产地土壤为研究对象,采用便携式X射线荧光光谱法(portable X-ray fluorescence spectroscopy,PXRF)原位快速获取土壤重金属(镉(Cd)、铜(Cu)、铬(Cr)、铅(Pb)、锌(Zn)、砷(As)、镍(Ni)及汞(Hg))含量,在传统实验室方法验证PXRF的准确性和稳定性的基础上,对广东省设施菜地表层土壤重金属的污染状况进行快速诊断,并对土壤重金属污染风险进行评价。结果表明:(1)异位PXRF法对土壤Cd、Cu、Cr、Pb、Zn、As及Ni的测定值与传统实验室方法测定值极显著相关(P<0.01),土壤Pb和As含量的PXRF原位测定值与传统实验室方法测定值极显著相关(P<0.01);(2)土壤含水量为150 g·kg^(-1)~200 g·kg^(-1)时,Cr、Pb、Zn和As的PXRF原位测定值与实验室测定值的相关性达到了极显著水平(P<0.01);(3)土壤Cd和Cu的超标现象较为突出,其点位超标率分别为20.9%和10.0%。设施菜地土壤Cd的平均含量为0.21 mg·kg^(-1),约为露天农田土壤的1.2倍。珠江三角洲地区设施土壤中各重金属的含量整体较其他地区高;(4)土壤Cd、Cu、Cr、Pb、Zn、As、Ni及Hg的单项污染指数均小于1,由高到低依次为Cd>Cu>Pb>Zn>Cr>As>Ni>Hg,内梅罗综合污染指数的均值为0.69。就整体平均值而言,土壤重金属污染程度处于清洁水平。PXRF实现了广东省设施菜地土壤重金属污染的快速诊断,并快速识别出Cd和Cu为设施菜地污染风险较高的潜在污染元素,研究结果可为设施农业土壤重金属污染快速诊断与评价提供方法和数据支撑。

乙二胺四乙酸-乙酸铵盐交换法测定阳离子交换量方法优化

针对乙二胺四乙酸(EDTA)-乙酸铵交换法测定土壤阳离子交换量耗时长的问题,对方法的搅拌方式、搅拌时间、蒸馏时间进行优化。优化后分析条件为:用磁力搅拌器代替人工橡皮头玻璃棒搅拌,确定搅拌时间为90 s,确定蒸馏时间为6 min。选择4个不同地区不同阳离子交换量的土壤标准物质用优化前、后的方法分别进行7次测定,其检测结果相对标准偏差为1.53%~5.32%;28个实际样品进行成对二样本均值分析,优化前、优化后测定的土壤阳离子交换量结果无显著性差异;对优化前、后28个土壤样品阳离子交换量测定结果进行相关性分析,线性相关显著,相关系数r=0.998。结果表明,EDTA-乙酸铵交换法优化前、后均具有较好的精密度和准确度,结果无显著性差异,EDTA乙酸铵交换法优化后的方法检测时间(1人测定8个样品)由280 min缩短到130 min,提高了检测效率,适合批量石灰性土壤阳离子代换量的测定。

手持式XRF在土壤调查修复项目中应用的可靠性分析

为确定手持式X射线荧光光谱仪(XRF)测量精度和准确度是否能够满足土壤环境快速检测要求,以山东省济宁市某地块土壤污染状况调查项目为背景,分别采用XRF快速检测仪检测和实验室检测方法对浅层土层(0.2~0.5 m)和深层土层(1.5~2.0 m)样品中砷(As)、铜(Cu)、铅(Pb)、锌(Zn)和镍(Ni)5种元素浓度进行检测。结果表明:浅层土层重金属As的XRF检测值普遍高于实验室检测值,Cu、Pb、Zn、Ni的XRF检测值普遍低于实验室检测值,误差普遍在±30%以内;浅层土层的重金属元素XRF检测值与实验室检测值普遍相对偏差(RD为−33.82%~23.53%)及总体相对偏差标准差(6.79~19.52)小于深层土层(分别为−30.26%~98.36%、9.53~49.77),相对偏差的离散程度小于深层土层;浅层土层的重金属的决定系数(R^(2)为0.7762~0.9549)普遍高于深层土层(R^(2)为0.7762~0.9549),相关性高于深层土层。野外使用XRF对土壤样品中重金属进行检测时,所取的土壤样品尽量避免大颗粒,对样品待测面进行压实、压平处理,对于含水率高的样品应适当进行干燥处理,以降低检测误差。虽然手持式XRF检测存在一定误差,但在土壤污染状况调查项目中可以较好地反映土壤元素浓度范围,具有较高的可靠性,可以满足项目土壤快速检测需求。

细辛、土壤中重金属含量测定及生态风险评估

选取6片种植地的细辛及土壤作为研究对象,通过比较电感耦合等离子体-质谱法(ICP-MS)测As、Hg,全自动汞分析仪测Hg,原子荧光光度仪(AFS)测As的实验结果,确定Hg的测定采用全自动汞分析仪,As的测定采用AFS。Pb、Cd、Cu、Cr选用ICP-MS进行测定,计算细辛对重金属元素的富集系数,并对土壤中6种重金属元素进行生态风险评估。结果显示,12批细辛除Cd外,Pb、As、Cu、Cr、Hg均符合药用植物及制剂进出口绿色行业标准;Cd实测值为(2.02±0.47)mg/kg,超标程度573%,富集系数为9.14±3.24;Cr的富集系数为1.31±0.69。6片细辛种植地土壤潜在生态风险系数(E_(r)^(i))均低于40,潜在生态风险指数(RI)均低于150,属于轻微污染。Cd的土壤污染最为严重,针对Cd污染的土壤治理及修复成为迫切需要解决的问题。

乌鲁木齐市城市化梯度带土壤粒度分布差异性研究

从新疆乌鲁木齐市城市化梯度带共采集88个表层(0 cm~20 cm)土壤样品,利用激光衍射技术测定土壤粒度组成,采用分形维数(Dv)、平均粒径(MG)、分选系数(σG)、偏度(SKG)和峰态(KG)等参数对比分析不同梯度带土壤粒度分布特征及各粒度参数之间的关系。结果表明:研究区乡村土壤粒度组成最粗,荒地土壤粒度组成最细;各梯度带土壤平均Dv值从大到小依次为荒地>郊区>城区>乡村;各梯度带表层土壤σG值均> 4.0,分选性均属于极差水平;土壤Dv和MG值能反映不同梯度带表层土壤粒度分布特征;各梯度带土壤Dv值的大小受土壤粒度组成的影响作用强烈,其中土壤黏粒含量起主导作用。

江苏省典型污水处理厂脱水污泥热值及其影响因素分析

以江苏省20家典型污水处理厂脱水污泥为对象,通过采样监测分析,探讨了目标污水处理厂脱水污泥干基热值特征,并采用偏相关、脱水污泥工业及元素分析等,研究影响污水处理厂污泥热值的因素。结果表明:江苏省脱水污泥的热值范围为5 328~15 069 kJ/kg,均值为9 883 kJ/kg,低于中国大中型城市平均水平,苏南地区脱水污泥热值显著高于苏中地区和苏北地区;偏相关分析结果显示,2011年絮凝剂种类与脱水污泥热值显著相关,2021年显著性因素为污水类型,混入工业废水和采用有机高分子絮凝剂均会对脱水污泥热值产生显著的正向影响;工业分析和元素分析结果显示,混入工业废水和采用有机高分子絮凝剂均会提高脱水污泥中有机物、挥发分及固定碳含量,与其对脱水污泥热值的影响规律一致;有机高分子絮凝剂的使用还更易使脱水污泥发生水解反应和脱碳酸反应。

典型冶炼厂场地土壤重金属污染特征及生态风险评价

为了掌握冶炼厂场地土壤环境风险水平,为环境风险管理提供技术依据,以典型冶炼厂为研究对象,分别测定了土壤中As、Cu、Ni、Hg、Pb、Cd和Zn等指标浓度,利用反距离权重插值法研究重金属空间分布特征,运用单因子污染指数法、内梅罗综合指数法、地质累积指数法、潜在生态风险指数法和生态风险预警指数法评价了土壤重金属的污染程度和生态风险水平。结果表明:研究区内所有重金属指标浓度均存在超过GB 15618—2018中的风险筛选值的现象,且具有高度变异性。熔炼区、吹炼及贫化区和仓库区土壤重金属污染最严重。Cd、Pb、Hg、Zn、As和Cu指标的Pi和Pn均处于重度污染等级;Cd、Pb、Hg、Zn、As和Cu指标均存在累积风险。研究区内土壤重金属潜在生态风险指数的范围为10322~68663,均处于极强风险等级;生态风险预警指数为409~2467,均处于重警等级。

生物滞留带中轮胎磨损颗粒的理化特性

近年来,由于市场机动车保有量迅速提升,轮胎磨损颗粒(tire wear particles, TWP)逐渐进入人们的视野。然而,中国针对TWP的研究才刚起步,典型海绵设施生物滞留带能否有效截留TWP尚不清楚。以重庆市渝北区悦来生态城为研究区域,采集生物滞留带土壤样本,提取TWP并采用扫描电子显微镜(scanning electron microscope, SEM)、能量分散X光谱仪(energy dispersive spectrometer, EDS)、红外光谱、热失重、土壤重金属测定仪和粒度仪对生物滞留带中TWP的理化特性进行分析。结果表明:TWP为不规则块状、球状及长条状。Si是TWP中含量较高的元素,Zn含量整体相对较低。表层土壤相较中层和底层土壤提取出的TWP混合物质量比较高且热失重变化较大。在100、250~400、400~550℃存在明显质量变化。TWP混合物尺寸分布在13.11~116.1μm,平均粒径为68.62μm。

光谱分析土壤环境重金属污染监测研究

研究基于光谱分析的土壤环境重金属污染监测方法,解决土壤环境中重金属污染监测困难的问题。利用对角线法采集土壤样本,对土壤样本进行风干等预处理,将预处理后的土壤样本放置在激光仪中获取光谱数据,通过边界值判定对光谱数据进行平滑降噪处理,建立回归线性定量分析模型,分析光谱特征,得到土壤环境重金属污染的监测结果。结果:通过基于光谱分析的土壤环境重金属污染监测对土壤样本进行监测,得到土壤中的重金属污染包括铁、锌、锰、镉、镍、汞、钴等,监测精度较高。

QuEChERS-气相色谱质谱法测定土壤中5种氨基甲酸酯农药残留

建立QuEChERS-GC/MS法测定土壤中5种氨基甲酸酯农药残留的方法。实验结果表明,5种氨基甲酸酯农药标准曲线在5.00~400μg·L^(-1)浓度范围内线性关系良好,相关系数均大于0.995,加标回收率在88.7%~105.5%之间,相对标准偏差为1.86%~4.08%。该方法操作简单、灵敏度好、测试高效准确,可用于土壤中多种痕量氨基甲酸酯农药残留的测定。

基于地理信息系统的农业耕地土壤污染源检测方法研究

基于地理信息系统的农业耕地土壤污染源检测方法,在整个研究区3亩区域,采集了研究区土壤样品,并采用相关性分析、富集因子及评价、正定矩阵因子分析模型(PMF)解析了重金属污染来源及其贡献率,并且用指数法评价了重金属污染水平及其生态风险。结果表明:As、Pb、Cd数据呈现正态性分布,Zn、Cr、Cu、Ni污染物特征相对比较集中,呈现均匀性分布。其余重金属除了Ni以外,评价结果都属于安全等级。经PMF模型源解析可知研究区域农业耕地土壤中重金属的主要来源依次是:自然土壤来源>农业污染来源>工业活动来源>地下径流和大气沉降来源。

植被恢复模式对河岸边坡土壤性质的影响研究

为了对不同植被恢复模式下的河岸边坡土壤的性质进行研究,此次研究以辽河保护区内的流域边坡为研究对象,采用了刺槐、小蓬草、杨树、狗牙根和草本植物五种植被恢复模式对河岸边坡进行改善,然后设置不同的实验分别对五种植被恢复模式下的土壤理化性质进行探究。实验结果表明,狗牙根种植区下的土壤容重可以达到0.162 g/cm^(3)。小蓬草种植区下的土壤含水量、有机质和有效磷含量分别可以达到16.2%、24.7 g/kg,和0.11 g/kg。五种植被恢复模式下的pH值范围在7.7~8.3之间。故不同植被恢复模式对土壤性质的影响具有差异性。

水溶剂加速萃取-超高效液相色谱串联质谱测定土壤中全氟羧酸

采用水溶剂加速萃取超高效液相色谱串联质谱法(UPLC-MS/MS)建立了土壤中6种全氟羧酸(PFCs)的分析方法,并对色谱分析条件、水溶剂萃取条件、固相萃取柱净化条件及实验材料选择等进行了优化。结果表明,以ACQUITY UPLC BEH C18色谱柱为分离柱,2.0 mmol/L乙酸铵水溶液为流动相A,甲醇为流动相B,梯度洗脱下可在9 min内完成6种PFCs的测试,检出限为0.03~0.4μg/kg。对实际土壤样品进行测定,加标回收率为90.7%~118%,相对标准偏差为5.6%~18.0%,精密度和准确度均较好。该方法前处理过程简单、易操作,仪器检测效率高、结果准确,能够满足土壤中PFCs的检测要求。