基于铅同位素的新嵊盆地玄武岩发育土壤铅物源贡献估算

【目的】土壤铅(Pb)污染有着严重的生态和健康风险。探究Pb污染来源对防治土壤污染,保障土地资源健康可持续发展意义重大。【方法】以浙江省新嵊盆地为研究区域,采集人为活动较少的乡村地区土壤和母岩样品,测定研究区的痕量元素质量分数,分析Pb质量分数变化及在土壤中的迁移规律,利用Pb同位素示踪方法定性分析研究区的Pb污染来源,并且定量分析污染源对研究区的物源贡献。【结果】研究区土壤Pb质量分数在表土层出现明显富集,最高达到土壤背景值的1.5倍,并随剖面深度的递增而逐渐减小,表明近地表层的外源输入影响显著,且研究区域的Pb质量分数较高时,其^(206)Pb/^(207)Pb值相对较低。研究区土壤样品的^(206)Pb/^(207)Pb和^(208)Pb/^(206)Pb值变化范围分别是1.1763~1.1867和2.0906~2.1039,^(206)Pb/^(207)Pb值的变化范围越大说明人为活动对土壤Pb质量分数的影响越大。Pb同位素示踪表明:研究区母岩的^(206)Pb/^(207)Pb端元值为1.1960,人为源的^(206)Pb/^(207)Pb端元值为1.1720,燃煤是研究区Pb污染的主要人为源,人为源贡献率为38.8%~82.9%。【结论】低^(206)Pb/^(207)Pb值表明燃煤对研究区域Pb的输入。颗粒污染物通过源源不断的沉降过程进入土壤表层,因此,降低颗粒污染物排放量是减轻当地Pb污染的重要途径。

关键时期淹水对不同土壤上水稻镉累积和转运的影响

采用水稻盆栽试验,设置全生育期湿润(CK)、全生育期淹水(YS)、分蘖-拔节期淹水(FB)、抽穗期淹水(CS)和灌浆-成熟期淹水(GC)5个处理,探索水稻关键生长时期的淹水模式对2种土壤(淡涂黏田和洪积泥砂田)上水稻镉(Cd)累积转运的影响。结果表明:水稻分蘖期2种土壤的可交换态Cd含量呈现CK≈CS≈GC≫FB≈YS,而在水稻的其他生长时期呈现CK≈FB≈CS≈GC≫YS。在淡涂黏田中,水稻籽粒Cd含量呈现FB>GC≈CK>CS>YS,CS比CK处理下降49.99%;而洪积泥砂田中籽粒Cd含量为CK≈GC>CS≈FB>YS,FB和CS处理分别比CK处理下降50.52%和44.85%。在淡涂黏田中,与CK处理相比,CS处理明显降低了茎向籽粒Cd的转运能力而FB处理增加了其转运能力;在洪积泥砂田中,与CK处理相比,FB和CS处理均明显降低了茎向籽粒Cd的转运能力。在这2种土壤中,水稻籽粒Cd与根表Cd含量均呈正相关关系;FB和CS处理均能降低根表Cd含量;且FB处理根表铁膜[主要成分是连二亚硫酸钠-柠檬酸盐-碳酸氢盐-铁(dithion-citrate-bicarbonate-Fe,DCBFe),其次是根表氧化锰DCB-Mn]含量均明显高于其他处理。其中,洪积泥砂田水稻根表DCB-Fe、DCB-Mn与籽粒Cd含量分别呈显著(P<0.05)和极显著(P<0.01)负相关,但在淡涂黏田上不存在任何相关性。综上所述,水稻关键时期淹水处理通过影响根表Cd含量和Cd从茎向籽粒的转运能力来影响水稻籽粒Cd的累积。抽穗期是淡涂黏田水稻降Cd的关键淹水时期,而在洪积泥砂田中是分蘖-拔节期和抽穗期。不同土壤中水稻铁膜对籽粒Cd积累的影响不同,导致2种土壤的关键淹水时期有所差异。

基于PMF模型的农田土壤重金属源暴露风险综合评价:以浙江省某电子垃圾拆解区为例

为探究农田土壤重金属污染特征、来源及其人体健康风险,为农田污染治理提供重要科学依据,采集了浙江省典型电子垃圾拆解区周边农田133个表层(0~20 cm)土壤样本,测定了土壤Cd、Pb、Cr、Cu、Zn、Ni、As和Hg含量,运用多种方法评价重金属污染程度及生态风险,采用正定矩阵因子分解法(PMF)融合地统计学,解译污染来源及定量各个污染源的贡献度,将源解析结果和人体健康风险评价模型相结合,从来源暴露角度评价了各个污染源对人体健康的风险.结果表明,ω(Cd)、ω(Pb)、ω(Cr)、ω(Cu)、ω(Zn)、ω(Ni)、ω(As)和ω(Hg)平均值:0.76、65.22、92.02、103.92、198.49、36.65、5.97和0.20 mg·kg^(-1),Cd和Cu含量平均值均高于农用地土壤污染风险筛选值,点位污染占比分别为85.71%和96.24%.Pb、Cr、Zn和Ni含量平均值超过浙江省温黄平原土壤背景值,As和Hg在限值内.污染评价结果表明,土壤综合潜在生态风险以轻-中度为主,占比达90.98%,较高和高度风险占比都为4.51%,Cd为主要潜在生态风险元素.研究区重金属污染来源主要为电子垃圾拆解工序污染源(26.82%)、燃煤及交通排放混合源(34.50%)、自然母质及农业投入混合源(25.59%)和电子垃圾酸洗径流及固废淋溶来源(13.09%).儿童重金属暴露健康风险显著大于成年人,自然母质和农业投入混合源对人体健康风险贡献最多,Cr是对人体健康风险影响最大的元素.