内蒙古土壤重金属的空间异质性及污染特征

内蒙古矿产资源丰富,随着工业化程度的提高,内蒙古地区重金属污染问题日益严重。为全面了解内蒙古地区土壤重金属的空间特性以及不同条件下的响应,并为土壤治理维护提供理论依据,利用内蒙古16个样点的土壤剖面样品,通过微波消解的前处理方法,采用电感耦合等离子光谱发生仪以及电感耦合等离子体质谱仪测定所有土壤样品中的Ni、Mn、Cr、Cu、Zn、As和Pb重金属的浓度。在此基础之上分析7种重金属含量的变异性特征、水平和垂直分布格局、各重金属元素以及自然条件之间的相关性,并以内蒙古土壤环境背景值为参照标准,采用单因子污染指数法和综合污染指数法对内蒙古土壤中重金属污染特征进行评价。结果表明,土壤样品中Ni、Mn、Cr、Cu、Zn、As和Pb重金属的平均含量水平分别为31.52、188.76、35.62、27.72、33.65、45.35、35.62 mg·kg-1;所有重金属类型变异性均较高,意味着影响土壤重金属含量的自然和人为因素的区域分异极为强烈;西部地区Ni、Mn、Cr、Zn含量较高,而东部地区Cu、Pb较高;不同重金属类型的剖面分布大体表现为两种不同格局,显示出明显的纵向迁移能力差异;各样点土壤中Ni和Cr、Ni和Zn、Mn和Cu、Cr和Zn、Cu和Pb具有显著的共生特征,Zn、As、Pb对自然条件变化表现出明显的反应;表层土壤7种重金属污染依次为:As>Pb>Cu>Ni>Cr>Zn>Mn;3种草原类型的综合污染指数均属于严重污染,荒漠草原Ni、Cr、Zn污染较高,草甸草原对Cu、Pb有富集作用,典型草原As较高。

深圳市不同功能区道路灰尘重金属污染分异及生态风险分析

深圳作为快速城市化与工业化的典型地区,道路灰尘重金属污染问题亟待关注与探究。综合考虑深圳市城市功能区分异特征,监测不同功能区灰尘中8种重金属污染状况,分析灰尘重金属污染程度在深圳市的总体特征及空间格局,探讨城市功能区对灰尘的重金属污染影响,采用内梅罗指数和潜在生态危害指数评估不同重金属类型和不同城市功能区的生态风险水平,分别进行基于两种不同方法的全市降尘中的重金属污染生态风险分区。结果表明,(1)深圳市道路灰尘重金属含量分别为Mn(500.25±1.63)mg·kg−1、Ni(26.65±2.61)mg·kg−1、Cr(75.86±2.59)mg·kg−1、Cd(0.67±2.71)mg·kg−1、As(7.49±2.03)mg·kg−1、Zn(286.57±2.58)mg·kg−1、Pb(136.46±2.22)mg·kg−1和Cu(108.97±4.18)mg·kg−1。其中,Cd、Zn、Cu和Pb是深圳市道路灰尘重金属污染的主要污染物类型,且Cd元素具有很强生态危害性。道路灰尘的重金属浓度水平均普遍高于土壤表层,对城市居民健康和人居环境安全威胁更大。(2)在不同城市功能区中,高密度人为活动区域的灰尘重金属浓度显著高于低密度人为活动区域(P<0.05)。基于内梅罗指数的评估结果,所有功能区类型的整体污染状况均为严重污染。基于潜在生态危害指数的评估结果,垃圾处置场所属于很强生态危害区域。(3)人为活动是深圳市道路两侧灰尘重金属污染问题产生的主要成因,特定区域灰尘重金属污染水平是多种不同成因组合作用的结果。不同重金属类型自身的污染形成特征以及深圳市社会经济发展的整体格局演变,是道路灰尘重金属污染空间分异格局的直接成因。该研究对深圳市不同功能区道路两侧灰尘重金属污染的表征与风险分析,将为相关的环境管理工作提供基础研究和科学决策支持。

深圳市不同功能区土壤表层重金属污染及其综合生态风险评价

在综合考虑深圳市城市功能区分异特征的基础上,进行全市表层土壤系统采样,全面监测土壤表层8种重金属元素污染状况,分析不同重金属元素含量的统计学特征,探讨不同城市功能区对土壤表层重金属污染的影响,采用内梅罗指数和潜在生态危害指数评估不同重金属元素和不同城市功能区的生态风险水平,分别进行基于两种方法的全市重金属污染生态风险分区。结果表明:1)深圳市土壤表层的Mn、Ni、Cr和Pb 4种元素受人为活动的影响程度较低,Cd、Zn、Cu和As 4类元素受人为活动影响较大。地表环境约束因素背景下的高强度城市化和工业化过程,是各种重金属污染区域分异和功能区分异的决定性因素。2)深圳市土壤重金属污染风险较高的重金属元素为Cd、Zn、Cu和Pb,特别是Pb污染问题尤为突出,必须加强管控工作。深圳市总体土壤表层重金属污染风险水平高于国内相关城市,需要引起足够重视。3)内梅罗指数法和潜在生态危害指数法的侧重点不同,在单一重金属元素风险判断、不同城市功能区生态风险的总体评价,以及市域土壤重金属污染生态风险分级评价方面结果差异较大,组合使用效果更好。