离子吸附型稀土矿区生态环境问题与土壤修复技术研究进展

我国南方离子吸附型稀土矿产资源丰富,近几十年来,无序民采和商业矿采活动给矿区及周边生态环境造成了严重破坏,已极度威胁到当地农产品质量与人体健康安全。目前,寻找合适的矿山土壤与生态修复技术是国内外生态环境领域的研究热点与难点。本文在全面调研和搜集离子吸附型稀土矿相关文献的基础上,阐明了采矿活动引起的生态破坏和环境污染,评价了矿区居民的人体健康风险,总结了土壤修复与植被恢复技术在离子吸附型稀土矿区中的应用进展。最后结合各修复技术特点和场地条件展望了稀土矿区的未来用途,以期改善其恶劣的土壤与生态条件、促进稀土矿区环境与经济的协同发展。

镀锌厂周围农田土壤-水稻中重金属污染及其风险

田间调查采集土壤和水稻样品,研究了杭州郊区一镀锌厂废水对周围农田的污染情况,结果发现,研究区土壤因企业污水排放,已经受到严重的重金属污染。土壤重金属的生物有效性为Cd>Cu>Zn。土壤DTPA提取态重金属与土壤全量之间达到极显著的正相关水平,且随距企业的距离增加而逐渐降低,并显示出极显著的指数相关性。水稻糙米中Cu和Zn未超标,Cd超标率为79.2%。以人体最大允许摄入量RfD(reference dose)值为参照值的暴露风险评价表明,该区糙米中Cd存在严重的健康风险。

基于稻米食品卫生标准的天津潮土Cd临界值研究

以籽粒Cd富集能力不同的两个基因型水稻为材料,通过盆栽试验研究水稻地上部对Cd的积累特征及其产地土壤Cd临界值。结果表明,土壤Cd添加量为0～1.5 mg.kg-1时,其对水稻生长和产量无明显抑制效应,两个基因型水稻的生长和Cd富集能力也无显著差异。水稻地上部对Cd的富集量由高到低依次为茎秆、叶、糙米和稻壳,但土壤Cd全量、CaCl2提取态Cd与糙米Cd含量之间均呈显著正相关。依据GB 2762—2005《食品中污染物限量》中大米Cd限量值及糙米的Cd累积特征,反推得到天津潮土(pH值为7.71)Cd全量临界值为2.1 mg.kg-1,CaCl2提取态Cd临界值为5.7μg.kg-1(基于Cd高积累型水稻)。该研究结果可为GB 15618—1995《土壤环境质量标准》的修订及农产品产地适宜性评价提供基础数据。

粤北某矿区周边镉锌污染稻田土壤田间植物修复研究

粤北地区多金属矿开采导致的矿区周边农田土壤重金属污染问题突出,探索适合当地条件的土壤污染修复技术与模式对逐步改善土壤环境质量,保障农产品安全和人体健康具有重要意义。为考察植物技术措施对粤北矿区周边重金属污染农田土壤的修复和安全利用的可行性,选择粤北某矿区周边重金属镉锌中度污染稻田,通过田间试验开展了超富集植物伴矿景天(Sedum plumbizincicola)、富集植物杨桃(Averrhoa carambola)、农作物玉米(Zea mays)低积累品种单种及套种对污染土壤植物修复和安全利用效果研究。结果表明,单种模式下,伴矿景天田间生长217 d后,其地上部生物量可达2.82 t·hm^(-2),地上部Cd和Zn平均质量分数分别为119 mg·kg^(-1)和7716 mg·kg^(-1),对Cd的修复效率可达11.1%;杨桃田间生长约600 d后,其根、茎和叶生物量分别可达15.4、15.5和7.81 t·hm^(-2),Cd质量分数分别为8.21、14.1和15.4 mg·kg^(-1),Zn质量分数分别为199、294和642 mg·kg^(-1),其对Cd的总体修复效率可达15.9%。伴矿景天和杨桃套种模式下,两者种植密度均较单种时降低一半,两种修复植物套种处理对Cd修复效率可达到13.5%。试验稻田改种低积累品种玉米,无论玉米单种或同伴矿景天套种其籽粒中Cd质量分数均可达到食品安全国家标准限量要求。利用伴矿景天和杨桃对粤北受镉中度污染稻田土壤进行修复以及通过种植低积累品种玉米实现污染土壤安全利用具有较强的可行性。

基于多种方法的区域农业土壤重金属污染成因分析研究

土壤重金属污染问题日益突出,分析土壤重金属污染成因与来源对污染预防及风险管控具有重要的指导意义。选择珠江三角洲地区某农业土壤集中分布区域,综合采用相关分析、土壤剖面元素分布、同位素比值、主成分分析和正定矩阵因子分析等多种方法,开展了土壤重金属污染特征分析与源解析。结果表明,研究区表层土壤累积程度最高的重金属为Hg,其次为Cd和Zn,其平均含量分别为珠江三角洲区域土壤背景值的3.22、1.29和1.09倍,As、Pb、Cr、Ni、和Cu平均含量均低于区域背景值。土壤中Hg含量仅与Pb呈极显著正相关,两者呈现较强的同源性,在高含量分布区土壤剖面垂直方向的表层聚集特征明显,呈外源输入为主的特征。主成分分析与稳定性同位素比值法相结合能够进一步对研究区的主要污染元素Hg与Pb进行来源识别,土壤中Hg和Pb的累积与工业、交通等人为活动输入高度相关。采用正定矩阵因子分析法对重金属来源进行定量解析,结果表明,研究区土壤中Hg和Pb的累积主要来自于工业生产活动等人为源;土壤Cr和Ni主要为自然地质背景来源;Cd、Cu、Zn和As除自然地质背景来源外,还受到流域上游物质迁移沉积作用的影响。综合采用多种源解析方法开展区域农业土壤污染成因分析,能够通过方法间的相互结合与印证来提高分析结果的合理性和可靠性。

土壤重金属污染源解析主要方法及其应用

本文概述了土壤重金属污染来源与成因分析的常用方法及原理,并对近年来各方法研究与应用进展情况进行概述,这些方法包括富集因子法,元素含量比值法,土壤剖面分析法、地统计与空间分析法,稳定同位素分析法,因子分析多元统计法和正定矩阵分析法等。文中还对各种污染源分析方法的优点与局限性进行了总结分析,并对土壤重金属污染来源分析与源解析技术方法在今后研究中的应用与发展进行了展望。

广州市垃圾填埋场主要的环境问题与对策

本文介绍了广州市生活垃圾的处理现状,并分析了非正规垃圾填埋场存在的主要环境问题,从推进生活垃圾分类,完善城市环卫管理运行机制,改进垃圾处理技术与设备,尤其是加强对非正规垃圾填埋场及周边区域环境的监测、风险评估与有效治理等方面为实现生活垃圾无害化处理与污染防治提出了具体建议。

华南地区典型燃煤电厂周边土壤重金属分布、风险评估及来源分析

为了解华南地区典型燃煤电厂周边表层土壤重金属空间分布特征,对韶关市燃煤电厂周边20处农田表层土壤中7种重金属(镍(Ni)、铜(Cu)、锌(Zn)、镉(Cd)、铅(Pb)、铬(Cr)及砷(As))的总量进行检测,并分析了其相应的空间分布规律,同时评估了周边土壤重金属的生态风险并分析其来源。结果表明:该燃煤电厂周边土壤中重金属Ni、Cu、Zn、Cd、Pb、Cr及As的平均含量分别是17.79、19.59、159.08、3.14、111.01、96.61 mg/kg和21.48 mg/kg,Cd、Pb污染情况突出,重金属Zn、Cd、Pb、Cr的分布与盛行风向密切相关。综合污染指数法表明,Cd、Pb及Zn处于重污染状态;潜在生态风险指数法表明,Cd处于严重潜在生态风险状态;地累积指数法表明,Ni、Cu整体处于无污染状态,Cd整体处于高污染状态。多种统计方法表明,Zn、Cd、Pb及Cr受燃煤电厂影响明显,Cu、As的来源不仅受燃煤电厂等工业的影响,还与该地区农业灌溉用水密切相关,Ni的分布最为均匀,受自然因素影响明显。

土壤重(类)金属消解方法的研究进展

综述了目前国内外土壤重(类)金属的消解方法及相关标准,分析了各种方法的优缺点。指出传统的电热板消解法已逐渐被淘汰,微波消解法应用广泛却存在一定的局限性,全自动石墨消解法自动化程度高,适合大批量样品前处理,应用前景良好。提出相对于加入氢氟酸的混酸消解法获得的土壤重(类)金属全量,王水消解法获得的土壤重(类)金属总环境有效态与生物有效性相关性更好,研究者可根据需要选择合适的消解方法。

珠三角地区土壤氧化物对重金属生物有效性的影响

在阐述珠三角土壤特征、重金属生物有效性的基础上,重点分析了土壤中的氧化物矿物对重金属的生物有效性的影响.结果表明,土壤矿物对重金属的固定脱毒过程将大大降低重金属向作物的迁移转化,有效提升农产品质量安全.

铅锌矿周边土壤重金属污染特征综述

铅锌矿的采选为我国带来巨大经济收益的同时,由于技术、管理等原因,部分矿山周边土壤环境遭受重金属污染,危害人体健康。本文通过分析铅锌矿采矿工艺流程中重金属污染可能产生的环节,并在探讨重金属以酸性废水、尾矿、大气沉降三个主要途径污染周边土壤主要机理的基础上,综述了铅锌矿周边土壤重金属污染元素种类,水平分布、剖面分布特征及其影响因素等污染特征。最后,就目前铅锌矿周边土壤重金属污染特征研究进行展望,认为应加强重金属污染源头治理、重金属在不同环境介质中迁移转化行为的研究,以及推广环境地理信息系统等计算机软件在细化铅锌矿山周边重金属空间分布特征的应用,为开展铅锌矿区周边重金属污染农田土壤环境保护与综合治理提供参考。

干旱区排土场重金属污染评价及生态损害估算研究——以某煤矿排土场为例

本研究采用地累积指数法和潜在生态危害指数法,对某典型矿区排土场土壤重金属污染现状和生态风险水平做了分析与评价。结果表明调查的七种重金属中仅有Cd超过了风险筛选值,点位超标率达75%,但土壤重金属表聚现象不明显。该排土场的综合潜在生态风险水平为低,但Cd地累积指数达到中度污染水平,Cd单元素潜在生态风险水平为高。通过生态补偿初步估算,本次研究的煤矿排土场按照生态补偿下限计算,2018年生态补偿平均费用为1.95万元/hm^(2)。

水源地土壤环境保护优先区划分方法与实例研究

本研究综合考虑水源地沿岸土壤环境质量、水体污染现状、环境脆弱性和污染源压力这4个方面,探索建立了河流型水源地土壤环境保护优先区划分的技术方法,并以广东省佛山市顺德水道作为实证案例,结合当地自然-社会-经济条件,选取土壤污染程度、沉积物污染程度、土壤特性、地下水敏感性、植被覆盖度、污染源类型、污染源分布作为评价因子,构建了水源地土壤环境保护优先区分等定级评价指标体系.将实地采样分析与遥感影像解译相结合获取数据,采用层次分析法(AHP)确定指标权重,通过加权求和与图层叠加完成空间分析与制图,编制了顺德水道土壤环境保护优先区分级图.其中,污染区、风险区、安全区的面积分别占区域总面积的6.37%、60.90%、32.73%,且污染区和风险区集中在河道两岸的乐从镇、龙江镇和勒流街道,分布于该区域的家具制造、塑料建材、纺织服装等产业的长期发展,以及水产养殖等农业活动应是主要的污染来源,并据此提出了有针对性的差异性管控措施.本研究对水源地土壤环境保护和可持续开发利用具有重要指导意义.

EKR-PRB耦合技术在污染场地修复中的应用研究进展

电动-可渗透反应墙(EKR-PRB)耦合技术,结合了电动修复(electrokinetic remediation,EKR)和渗透反应墙(permeable reactive barrier,PRB)两者的优点,是近年来新兴的一类原位污染场地修复技术,在污染场地土壤和地下水修复中有着良好的应用前景。针对该技术的修复原理、影响因素、应用优势和存在的问题进行了综述和探讨,并就未来进一步提高EKR-PRB修复效率和降低应用成本的相关研究提出了展望。