包头市南海湿地不同季节土壤养分分布特征

以内蒙古包头市南海湿地土壤理化性质为试材,采用野外取样与室内试验分析相结合的方法,研究了内蒙古包头市南海湿地不同季节(春季、夏季和秋季)土壤养分分布特征及其影响因素,以期为该区域土壤质量评价提供参考依据。结果表明:(1)包头市南海湿地土壤理化指标均符合正态分布。其中,全盐量、有机质、全氮和全磷均具有强变异性,说明不同季节这4种指标的变异程度较大。(2)不同季节平均土壤有机质、全氮、全磷和全钾含量分别为9.59~18.80、0.36~0.70、0.67~1.07、16.21~22.39 g·kg^(-1)。(3)各土层土壤全盐量、有机质、全氮和全磷随季节呈先增后减的变化趋势,土壤pH、全钾随季节呈逐渐递减的变化趋势。(4)在同一季节,土壤容重、土壤含水量、土壤总孔隙度、土壤毛管孔隙度和土壤非毛管孔隙度随着土层深度增加变化各异。土壤全盐量、有机质、全氮和全磷随土层深度增加整体呈逐渐降低的趋势。(5)冗余分析结果表明,pH和季节是影响湿地土壤养分的潜在驱动因子。其中pH对湿地土壤养分的影响最大,为37.90%。该研究结果可为包头黄河湿地的植被重建、生态修复和科学管理提供参考依据。

包头南郊农田土壤环境质量特征及农作物健康风险评价

为调查与评价包头市南部旧工业区周边农田土壤和农作物的镉、铅和锌元素特征,分析测试了土壤及农作物根系土和籽实重金属含量,参照相应标准进行了污染评价,运用污染指数法、生物富集系数和人体健康风险指数等方法开展了重金属元素风险评估及来源解析。结果表明:区内土壤环境质量以清洁土壤为主,污染土壤主要分布于旧排污渠两侧;根系土超标点位也主要分布在旧排污渠周边;重金属元素形态中碳酸盐结合态、铁锰结合态和残渣态占比较高,可交换态(水溶态、离子交换态)占比较低,大部分农作物籽实样品呈正常和低富集特征;与其他农作物比较,向日葵籽实对镉、铅和锌具有超强吸附性,对儿童和成人均存在明显的非致癌和致癌健康风险。

包头公园土壤重金属形态分布特征及环境意义

选取包头市区4个有代表性公园分别采集表层土样,测定重金属含量。结果显示,重金属富集非常明显。Cu、Zn、Pb和Cd的含量分别是内蒙古土壤均值的2.9、6.2、2.1和4.9倍;全国土壤几何平均值的1.2、4.4、1.9和2.4倍。相对于北京公园土壤,包头公园土壤Pb含量略低,Zn、Cu和Cd含量分别是北京公园土壤均值的3.7、1.2和1.5倍。重金属富集程度依次为Zn>Cu>Pb>Cd。采用Tessier的五步连续提取法,测定了土壤中重金属各形态含量水平。结果表明,重金属大都以有机结合态和残留态形式存在,有效态含量低,生物可利用性小。Zn的可交换态和碳酸盐结合态占总量的11%,具有一定的生物有效性和潜在生态危害性。

重工业城市土壤重金属含量分布特征及污染评价——以包头市为例

以包头市区及近郊8个样点表土中重金属Cu、Zn、Pb和Cd测定结果为依据,分析了重工业城市重金属污染状况。结果显示:Pb、Cd含量较低,而Cu、Zn含量均高于所有参考值,分别为全国土壤几何均值的1.85和2.26倍;棕钙土含量的1.32和2.12倍;内蒙古土壤均值的2.90和3.22倍,重金属累积极为明显。单因子指数法和潜在生态危害指数法环境质量评价结果表明,麻池乡Cu污染严重(Pi=4.60),古城湾毛其来Zn污染严重(Pi=3.76)。后营子乡属清洁区,其它样点均有不同程度污染,工业生产是导致土壤重金属污染主要原因。

包头市表层土壤多元素分布特征及土壤污染现状分析

按4个/km2采集土壤样品,然后均匀混合形成一个组合的分析测试方式,在包头市研究区内共采集了884个土壤样品,组成了221个分析测试样品。分别用ICP-MS、XRF、GF-AAS和AFS法测定了土壤中34个元素的含量。通过对表层土壤多种元素含量分布特征的研究,表明:(1)该地区表层土壤富含Ca、Mg等碱土元素。(2)贫铁族元素Fe、Ni和Co。(3)Cu、Pb、Zn、Cd、Cr、As、S、Se、F、Hg元素和La、Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd等稀土元素在表层土壤中的富集状况具有明显分异特征。(4)污染表层土壤的元素主要是Mn、Pb、Zn、Cd、S、As、Hg和La、Ce、Pr、Nd、Sm,这些元素的来源主要是冶金、矿业和化工等工业活动。(5)通过内梅罗综合污染指数评价结果得出,市区221个表层土壤已有110个综合污染指数大于2,达到了中度污染水平,其中有69个已大于3,达到了重度污染水平。(6)由于工业废渣的露天堆放、工业废水的农业灌溉和工业废气的扩散使得污染范围不断扩大,包头地区表层土壤污染已呈现由点源污染向面源污染变化的趋势。

包头市不同功能区土壤重金属污染评价

为了解包头市城市土壤重金属污染状况,将包头市城区土壤按使用功能不同进行分区,采其表层土壤进行重金属含量的测定,并用地累积指数法、内梅罗综合污染指数法和潜在生态风险指数法对其进行评价。结果表明:重金属元素除Cr外,包头市各功能区土壤Pb,Zn,Cu和Cd含量均已超过本地区自然土壤重金属元素含量的平均值;地累积指数法显示城区土壤中Pb和Cd为中度污染,其他重金属为轻度污染或者无污染;内梅罗污染指数法显示工业区、商业区和科教区均呈重度污染,居民区和城市绿地为中度污染;包头市城市土壤整体处于"中等"潜在生态风险危害水平,这需要引起相关部门的注意。

包钢尾矿坝下风位土壤外源稀土累积及地球化学特征

包钢尾矿坝中含有大量稀土的尾矿在风的作用下扬起并沉降在下风位一定区域内,必然造成土壤外源稀土的累积。为了探求尾矿坝对下风位土壤生态系统的影响,采用ICP-MS法测定了尾矿坝东南一定区域内土壤中的稀土含量。结果显示,尾矿坝下风位8km^10km范围内土壤稀土累积明显,混合稀土及La、Ce、Nd和Pr的含量均高于我国地带性主要土类的平均含量;距离尾矿坝越近累积越严重,外源稀土主要来源于尾矿坝;稀土元素分布模式为轻稀土富集型,Eu表现为负异常,不同样地稀土元素的分馏程度差异明显。研究区土壤外源稀土的累积必然带来土壤生态系统的变化和无法预料的生态风险,甚至通过食物链威胁周边居民的健康,应当采取有效措施进行预防与修复。

粉煤灰改良栗钙土物理性质的实验研究

利用粉煤灰改良栗钙土物理性质进行了系列实验研究。将粉煤灰以不同比例加入该包头市准备绿化荒山的栗钙土后,对其孔隙结构、饱和含水量、持水性能及饱和导水率进行了测试分析,结果表明,粉煤灰可以在以上几方面明显地改善栗钙土的物理性质,可以作为添加剂用于种草植树。

包钢尾矿坝土壤重金属污染诊断

通过对包钢尾矿坝5个样点的土壤进行调查取样,根据国家土壤环境质量标准(GB15618-1995),并采用单项污染指数法、综合污染指数法对该区的土壤重金属(Cu、Zn、Cd、Pb、As)含量进行评价。结果表明,依据土壤污染二级标准,尾矿坝土壤中的铜、铅、镉、锌、砷大部分在污染水平之下,都未发生污染。一级标准评价结果为铜、铅、砷都属无污染,锌为轻度污染(P锌>1),镉为中度污染(2<P镉<3),污染指数分别为1.949 mg/kg2、.390 mg/kg。5个测点受污染程度为尾坝南面>西面>中心>东面>北面。

表层土壤重金属污染及潜在生态风险评价--包头市不同功能区案例研究

以包头市表层土壤为研究对象,通过对市内不同功能区的221个表土的重金属Cu,Pb,Zn,Cr,Cd,Hg和As含量的分析测试,认为包头表层土壤污染以重金属Pb,Zn,Cd,Hg和As为主,且造成不同功能区表层土壤污染的重金属种类存在明显差异,工业区以Pb,Zn,Cd,Hg和As为主,市区以Pb为主,郊区以Cd,Hg为主,农村土壤以Hg的点源污染为主。表层土壤的潜在生态风险评价结果表明,工业区土壤的污染程度明显要高于其它地区,局部地区已出现极强污染,其次为郊区,市区和农村地区。

包头市农田表层土壤重金属含量综合评价

[目的]评价包头市郊区农用地表层土壤重金属镉、铅、铬、锌的环境质量。[方法]对包头市北郊区不同土地类型土壤按照"梅花型"取样,测定包头市郊区菜地、马铃薯地、小麦地、玉米地不同土地类型土壤重金属镉、铅、铬、锌含量,对研究区土壤环境质量进行评价。[结果]评价结果显示,研究区的单项污染指数最大值为0.37,综合污染指数最大值为0.30,说明包头市郊区农用地表层土壤重金属镉、铅、铬、锌环境质量属于清洁级,种植农作物如小麦、玉米等粮食作物和蔬菜均没有安全风险。[结论]该研究为包头市进一步开展无公害农产品基地建设以及土壤重金属污染潜在影响和农用土地资源与环境适宜性评价奠定了基础。

基于GIS包钢尾矿库附近土壤肥力及盐碱度相关性评价

建立模糊综合评价模型,确定包钢尾矿库各理化性质的隶属函数进而计算阈值,采用层次分析法确定各因子的权重值,根据模糊数学中的加成法原则计算采样点的土壤肥力指数,并对包钢尾矿库区域碱化度进行评价,利用地理信息系统(GIS)软件绘制土壤肥力值和碱化度评价图。结果表明,碱化度和土壤肥力的相关系数为0.977,盐碱化直接影响土壤肥力值。

稀土尾矿库湿地土壤重金属污染生态风险评价

以白云鄂博稀土尾矿存放地包钢尾矿库南侧湿地土壤为研究对象,以相对无污染的昭君岛黄河湿地和小白河黄河湿地自然保护区为对照样地,在不同深度进行采样,研究了As、Cd、Cr、Cu、Ni、Pb、Zn的累积效应和富集特征,并利用单因子污染指数、内梅罗综合污染指数、土壤污染负荷指数法进行污染程度评价,利用潜在生态风险指数法进行生态风险评价。结果表明:湿地土壤中重金属元素Cd、As、Pb、Cr和Ni均超过背景值,As元素超过了《土壤环境质量标准》(GB15618—1995)中二级标准;单因子污染指数评价显示As、Cd对尾矿库周边土壤造成了严重污染;内梅罗综合污染指数评价结果显示所有样点土壤均为重度污染,其中尾矿库湿地土壤污染程度明显高于黄河湿地的;土壤污染负荷指数显示在尾矿库采样点耕作层(0~40 cm)土壤污染程度为重度,黄河湿地采样点为中度;整体而言,土壤重金属潜在生态风险随着深度的增加而降低,表层土壤重金属潜在风险最高。

包头市郊区农用地表层土壤重金属锌含量的调查与评价

[目的]评价包头市郊区农用地表层土壤重金属锌环境质量。[方法]按照"梅花型"取样,测定包头市郊区菜地、马铃薯地、小麦地、玉米地等不同土地类型土壤重金属锌含量,对研究区土壤环境质量进行评价。[结果]研究区土壤锌含量最高值为86 mg/kg,平均值为72 mg/kg,单项污染指数最大值为0.29,污染指数Pi≤0.7,说明包头市郊区农用地表层土壤重金属锌环境质量属于清洁级,种植小麦、玉米等粮食作物和蔬菜均没有安全风险。[结论]该研究为包头市进一步开展无公害农产品基地建设、评价土壤重金属污染潜力和农用土地资源与环境适宜性奠定了基础。

基于BP神经网络的土壤重金属污染评价方法——以包头土壤环境质量评价为例

为了克服国标(GBl5618—1995)内梅罗综合污染指数评价土壤环境质量时存在的缺点,借助BP神经网络模型,并结合GIS技术对包头土壤重金属污染的空间分布进行研究。实地调研获得221个土壤样,利用原子荧光光谱法和等离子体质谱法测试得到8种重金属含量数据。统计结果表明,研究区主要为Pb、Zn污染,考虑研究区特异性构造神经网络学习样本,建立基于特征模式的BP神经网络土壤环境质量评价模型。根据采样点评价结果,利用Kriging插值法绘制包头土壤环境质量专题图,分析得出包头土壤环境呈沿昆都伦河被污染的条带特点。结果表明,根据采样统计量信息利用BP神经网络模型,能够有效建立特殊研究区土壤中各种重金属含量与环境质量之间的非线性映射关系,为土壤污染的来源、分布、累积效应和主要影响因素以及污染链的阻断提供依据。

基于灰色关联分析理论的典型区域土壤重金属污染评价研究

选择包头作为研究区,实地调研获得221个土壤试样,利用原子荧光光谱法和等离子体质谱法测试得到样品中8种重金属质量比。利用灰色关联分析,建立土壤中As、Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb、Zn与污染等级的关联度,结合Kriging空间插值方法对土壤污染等级的空间分布进行研究。统计结果表明,研究区主要为Pb和Zn污染。根据统计量所反映出的地区差异性,构建评价对象的因子集、评价因子等级标准,建立灰色关联土壤环境质量评价模型。并且利用Kriging插值将评价结果绘制成包头土壤环境污染等级专题图。研究表明:包头土壤环境呈现沿昆都仑河被污染的条带特点;市区郊区有Hg、Pb、Zn的点源污染。利用Kriging插值的线性无偏最优估计,可以得到研究区域的土壤污染评价专题图。实例验证了根据灰色关联分析建立的土壤重金属污染评价模型,能够充分利用污染数据的统计特性,克服内梅罗综合污染指数评价突显算术平均值与最大值的不合理性,通过对各污染属性的相对最优灰关联度进行排序,能够增强模型对灰关联度的分辨能力,更加客观地确定重金属在土壤污染等级评定中的权重,符合实际情况。

包头市针叶红化油松与正常油松土壤理化性质对比研究

为分析包头市油松红叶病症状与土壤理化性质的关系,在包头市选择了昆都仑公墓、建设路、阿尔丁植物园3个试验地,测定了针叶正常油松与针叶红化油松的土壤容重、pH值、有机质、碱解氮、速效磷、速效钾的含量。结果表明:针叶红化油松土壤pH、速效钾的含量与针叶正常油松相比差异显著(P<0.05);且针叶红化现象与土壤pH偏高、速效钾含量偏低有密切的关系,而与土壤容重、有机质含量无直接关系。

包头南郊污灌区农田表层土壤重金属潜在生态风险综合评价

【目的】评价包头市南郊污灌区农田土壤Pb、Cr、Cu、Zn、Ni 5种重金属元素的潜在生态风险,为污灌区土壤环境质量评价、土壤重金属污染修复提供科学依据。【方法】在包头市南郊四道沙河流域的麻池乡城梁村,选取有代表性的8个采样点,按照"梅花形"布点取样采取农田表层0～20cm土样,测定土壤重金属Pb、Cr、Cu、Zn、Ni元素含量,并采用单因子污染指数法、内梅罗综合污染指数法和Hakanson潜在生态风险指数法,对研究区土壤重金属的潜在生态风险进行评价。【结果】包头市南郊污灌区农田土壤中的5种重金属元素含量还不到污染级,但除Cu含量基本接近河套地区土壤背景值外,其他4种重金属元素含量的平均值均超过了当地土壤背景值,其中以Cr、Ni元素含量的平均值超过地区背景值最高,且具有明显高度富集的特征。各种重金属污染的潜在生态风险指数由强至弱依次为Ni(49.59)>Pb(41.18)>Cu(39.70)>Cr(23.24)>Zn(8.62),其中Ni的潜在污染风险指数最高,是主要潜在生态风险因子,其次是Pb。【结论】人类活动导致包头南郊污灌区农田土壤中Pb、Cr、Cu、Zn、Ni 5种重金属元素明显积累,且已表现出一定程度的潜在生态风险,应该引起足够的重视。

包头市绿地土壤重金属污染分析与评价

为研究包头市城市绿地重金属污染状况,选取4种典型城市绿地,测定Cu、Zn、Pb、Cd、Cr 5种元素含量,并以污染指数法、地累积指数法、潜在生态危害指数法和重金属毒性单位法对土壤重金属污染状况进行评价。结果表明,除包钢公园外,其他3个区域内梅罗综合指数法评价结果均为重污染;地累积指数法和潜在生态危害指数法都显示Cd污染最严重;除包钢公园处于轻微潜在生态危害外,其他3个区域处于中等潜在生态危害。

粉煤灰与污水沉淀物复合土壤添加剂中磷的有效化实验研究

我国西北地区荒漠化土壤的一个重要特征是严重缺磷。粉煤灰和城市污水沉淀物均有较高的磷含量。但是,如果将城市污水沉淀物单独加入土壤,在强淋雨条件下其有效磷将会再度流失。为研究如何提高有效磷的利用率,特设计了粉煤灰和污水沉淀物复合土壤添加剂中磷的有效化实验。实验表明:多孔的粉煤灰颗粒对污水沉淀物中的有效磷有强烈的吸附、存储,并缓慢解吸、释放的作用。同时,粉煤灰颗粒中的磷也会在污水的生物化学等综合作用下缓慢溶出。因此,在植被覆盖率低、干旱且易遭受集中强淋雨条件的西北荒漠化土壤中,添加由粉煤灰和污水沉淀物组成的复合添加剂,能够有效恢复植被,加快改善西北地区荒漠化的步伐。