环草隆对城市绿地重金属污染土壤有机氮矿化、基础呼吸及相关酶活性的影响

城市土壤重金属和有机污染物复合污染广泛存在,而城市草坪除草剂的应用使城市绿地土壤的农药污染问题成为了新的关注点。为了准确评价城市绿地重金属污染土壤的农药污染生态风险,选择不同重金属污染程度的土壤为研究对象,以土壤有机氮矿化量、基础呼吸以及土壤酶活性为指标,采用室内模拟试验方法,探讨了草坪除草剂环草隆污染对土壤微生物的生态毒理效应。结果表明:(1)土壤有机氮矿化、基础呼吸、芳基硫酸酯酶和碱性磷酸酶对重金属和环草隆污染响应较为敏感,脲酶和蔗糖酶对重金属和环草隆污染不敏感。(2)环草隆浓度为0~1 000 mg·kg^(-1)范围内,和污染较轻的样点N土壤的碱性磷酸酶活性抑制(激活)率的线性相关关系显著,和污染较为严重的样点D和G土壤的芳基硫酸酯酶活性抑制(激活)率的线性关系显著。(3)土壤中环草隆对样点D和G土壤芳香硫酸酯酶活性、对样点N土壤碱性磷酸酶活性抑制(激活)率的EC10分别为568 mg·kg^(-1)、1 306 mg·kg^(-1)(抑制值)和56 mg·kg^(-1)(激活值)、99 mg·kg^(-1),EC50分别为1 901 mg·kg^(-1)、3 806 mg·kg^(-1)、2 321 mg·kg^(-1)。以上研究结果能够为城市土壤重金属和农药复合污染生态风险评价提供基础数据和技术方法。

浅谈城市土壤重金属的污染特征及其修复方法

重金属是指一些具有生物毒性的金属和类金属,如镉、汞、砷、铅和铬等。近年来,土壤重金属污染已严重影响生态环境和人类健康,并已成为世界性的环境问题。随着人们对土壤修复意识的增强及科学技术水平的不断提升,越来越多的环境友好且高效的土壤修复方法被广泛应用。现针对城市土壤重金属污染的特征,在污染范围、时空特征等方面进行分析,并对目前几种常见的土壤重金属修复方法进行梳理,以期为城市土壤重金属污染的预防和控制提供参考。

安徽矾矿土壤重金属污染源解析模型对比与优选

矿区资源开采导致土壤污染日益严重,直接影响周边土壤、水体环境的稳定性,精准预测重金属污染源解析对矿山修复、治理具有重要指导作用。在前期研究基础上,为提升土壤介质模型的解释度,进一步选取了土壤重金属源解析评价中成熟度高且精准性好的正定矩阵因子分析法(positive matrix factorization, PMF)及绝对因子分析-多元线性回归(absolute factor analysis-multiple linear regression, APCS-MLR)模型,以充实前期UNMIX多元受体模型分析矾矿土壤重金属污染来源及源贡献率的结果,结合生态风险评价方法,对比定量条件下最适宜解析研究区域源的模型。结果表明:1)生态高风险区域主要集中在研究区南部和东部,Cd是矿山主要风险元素,地累积指数(index of geoaccumulation)均值3.75与潜在生态风险指数(potential ecological risk index)均值731.22解析结果高度一致,但潜在生态危害指数的结果综合性更好。2)对比3种模型的污染源解析结果,PMF模型解析出4个污染源:分别为燃煤源、自然-交通综合源、自然源和大气沉降源,源贡献率分别为38.15%、20.62%、24.28%、16.95%。3)PMF模型的总体变量拟合优度R2达到了0.96,拟合效果最好。PMF模型模拟数据会集中采样点误差,确定最适污染源数目及相应污染物贡献率,使得源解析结果更精准,更适用于复杂的矿山污染土壤情况,符合实际研究情况。该研究结果可为后续矿区开采后污染土壤的修复治理工作提供溯源依据参考。

上海市奉贤区农田土壤-农产品中的重金属含量特征和污染评价

为分析奉贤区农田土壤和农产品的重金属污染状况,采集粮田、菜田和果园3种作物的农田土壤及其对应农产品,分别测定土壤8种重金属元素(Hg、As、Cd、Cr、Pb、Cu、Zn和Ni)和农产品5种重金属元素(Pb、Cd、Cr、As和Hg)的含量特征,采用单项污染指数法、综合污染指数法、积累指数法和富集因子等方法对土壤-农产品中重金属元素进行污染风险评价,并将地统计学与因子分析相结合分析农田土壤重金属的空间分布特征。结果表明:与上海市土壤背景值相比,奉贤区农田土壤Hg、Cd、Cr、Zn和Ni的平均含量较高,分别是背景值的1.40、1.36、1.06、1.15倍和1.44倍。单项及综合污染指数值显示土壤重金属处于无污染水平;但Cd、Ni、Hg元素的积累指数值显示无-中度污染水平,其中有4.92%农田土壤处于Hg元素的中度污染。在空间分布上,Hg呈连片分布;As、Cd整体含量低,南北区域分布;Cr、Zn呈条带状分布,自南往北递增状态;Pb呈散点状分布;Cu元素整体含量高,呈东西梯度分布;Ni元素呈岛状分布。因子分析中,因子1包括Cu和Zn,因子2是Pb,因子3包括Cd、Cr,因子4是Ni,因子5是As和因子6是Hg。奉贤地区土壤重金属含量主要受到工业源、农业源、交通源和自然源影响较大,应加强污染源控制,降低风险水平。农产品样中的5种重金属均未超出标准限量值,单项及综合污染指数值显示农产品重金属属于清洁水平。经土样和农产品样中的重金属含量相关性分析,两者无相关,农产品对土壤重金属的富集因子较小。不同土地利用方式对土壤和农产品中重金属含量影响较大,菜地土壤和农产品对Cd较为敏感,吸收能力较强,而果园土壤和农产品对各重金属吸收总体较弱。在农业生产中可以根据作物吸收重金属特性来调整种植结构,以减轻重金属污染。综合来看,奉贤区土壤-农产品系统中重金属累积程度低,但局部农田土壤中重金属含量存在轻微污染,需引起重视。

中国农田土壤重金属污染的人体健康风险评估:研究进展与展望

农田土壤重金属污染对食品安全和人体健康构成巨大的威胁。重金属主要通过经口摄入土壤、吸入土壤颗粒、皮肤接触和食物链摄取等暴露途径进入人体,其中经口摄入重金属污染土壤和农产品是主要的暴露途径。人体健康风险评估在农田土壤质量分类和风险管控中起着重要作用。因此,梳理了中国农田土壤重金属污染的人体健康风险评估的发展状况,介绍了人体健康风险评估的基本流程和评估技术,论述了影响人体健康风险评价准确性的主要因素及优化措施。在农田土壤重金属健康风险评估中,应加强耦合污染源识别技术、重视食物消费暴露途径、精准识别不同敏感受体、本土化敏感受体的暴露参数、纳入重金属的生物可给性,同时提高农田土壤重金属健康风险评估的准确性。未来可从加强应对健康风险评估过程不确定性的技术方法、考虑各种饮食的暴露途径和建立本土化的重金属毒性标准数据等多方面深化农田土壤重金属健康风险评估,以期推动中国农田土壤重金属人体健康风险评估的理论和技术发展。

重金属-PAHs污染土壤植物微生物修复效果及机理

针对焦化厂等土壤中铬(Cr)、砷(As)重(类)金属和菲(Phe)、苯并[a]芘(BaP)等多环芳烃(PAHs)风险高、绿色低碳修复技术缺乏等突出问题,以黑麦草-玉米-食醚红球菌(Rhodococcus aetherivorans,BW2)开展植物微生物联合。结果表明,63 d后植物微生物联合修复组土壤中Cr、As、Phe和BaP浓度分别下降9.63%、5.28%、45.14%和26.87%,其中重金属的去除主要依赖于植物作用,而PAHs去除则在很大程度上取决于微生物与植物的共同作用;植物主要吸收可提取态重金属,63 d后不同修复组土壤中可交换态Cr平均下降2.19%,而As则由于降解作用使修复过程中可交换态增加;可交换态Cr和碳酸盐结合态Cr与土壤中放线菌门呈强正相关,2种形态As则与拟杆菌门、装甲菌门、FBP菌门和浮霉菌门呈正相关。污染物去除效率间存在明显的相互作用,同时受酶活性和不同功能微生物丰度的动态影响,反之土壤微生物群落结构和功能也在土壤污染物种类、浓度及理化性质等综合作用下发生改变。

典型铅锌矿区周边土壤-稻米重金属污染特征及健康风险评价

为了掌握黔西北典型铅锌矿区周边稻田土壤重金属污染状况,分别采集98个土壤样品和稻米样品,运用单因子污染指数法、内梅罗综合污染指数法和潜在生态危害指数法对研究区稻田土壤中八种重金属(Cr、Ni、Cu、Zn、Cd、Pb、Hg、As)进行污染特征分析和风险评价,并采用健康风险评估模型对研究区稻米进行健康风险评价。结果表明:研究区稻田土壤受到重金属不同程度污染,整体处于中度污染水平(P_(N)=2.61),但Cu为重度污染(P_(Cu)=3.13);土壤生态风险总体处于中等水平(RI=279),最主要生态风险因子为Hg,其生态风险危害程度为很强(E_(Hg)=179);研究区稻米中重金属平均含量未超标,但有部分点位样品重金属含量超标;食用研究区种植的稻米不会对成人和儿童引起单一重金属健康风险,但长期食用,多种重金属复合污染会对成人和儿童健康产生负面影响(THQ_(成人)=2.41,THQ_(儿童)=2.48)。

耕作措施与有机肥施用对旱地麦田土壤重金属污染特征的影响

农田土壤重金属污染是当前突出的环境污染问题之一。为揭示不同耕作措施与长期施用有机肥对土壤重金属积累的影响及其生态效应,本研究以始于2007年的旱地小麦长期定位耕作与施肥试验为基础,分析了深翻+化肥(T)、深翻+鸡粪+化肥(TM)、免耕+化肥(NT)、免耕+鸡粪+化肥(NTM)4种处理对旱地小麦0~20 cm土壤pH、电导率(EC)、有机质和全氮含量以及Pb、Cd、As、Hg、Cr、Cu、Zn和Ni等重金属含量的影响,并通过地累积指数法和潜在生态风险指数法对土壤重金属污染状况及生态风险进行评价。结果表明:与T处理相比,TM、NT和NTM处理土壤pH显著降低1.10%~2.56%,电导率提高6.19%~57.08%;NTM处理下土壤有机质含量较T处理显著提高33.22%。施鸡粪显著影响土壤重金属含量,其中TM和NTM处理土壤总Hg含量较T处理分别显著提高123.60%和150.56%,有效态Cu、Zn和Cd含量分别显著增加16.89%~23.48%、219.04%~520.99%和2.90%~20.29%。耕作方式同样显著影响各土壤重金属含量,NTM处理下总Hg、总Zn、有效Cu、有效Zn、有效Cd含量较TM处理分别显著提高12.06%、8.11%、5.64%、94.65%和16.90%,总Pb、有效Pb和总Cr含量分别显著降低63.74%、70.00%和3.14%。4个处理Hg的潜在生态风险指数最高,表现为T(32.36)<NT(41.45)<TM(72.36)<NTM(81.09),其他重金属为轻微级别;综合潜在生态风险污染指数表现为T(79.05)<NT(82.33)<TM(115.27)<NTM(120.00),为轻度风险级别。综上,长期免耕和鸡粪施用能够显著降低土壤pH,增加电导率及全氮和有机质含量,并提高Cu、Zn和Cd的有效性;其中,鸡粪处理中Hg的潜在生态风险指数为中等-强级别,其他重金属为轻微级别,综合潜在生态风险污染指数为轻度风险级别,因此在农业生产过程中应加强有机肥的安全施用技术。

氧化钙活化过硫酸盐修复重金属-有机物复合污染土壤

采用氧化钙活化过硫酸盐氧化法修复重金属-有机物复合污染土壤,考察了过硫酸钠投加量、过硫酸钠与氧化钙投加比、水土比等对修复效果的影响,探讨了机理。结果表明,在过硫酸钠投加量2.5 mmol/g,氧化钙与过硫酸钠投加比2∶5,水土比3∶1的条件下,汞、砷的钝化率分别为81%和83%,存在形态由弱酸提取态转化为更为稳定的残渣态,氯仿、苯、总石油烃和1,2,3-三氯丙烷的去除率分别为99%,98%,82%,80%。氧化钙一方面,催化过硫酸盐,产生硫酸根自由基和羟基自由基氧化重金属、降解有机污染物。另一方面,通过物理固封和吸附、络合、沉淀作用钝化汞、砷。研究为重金属-有机物复合污染土壤修复技术的实际应用奠定基础。

大连市农地土壤重金属污染及潜在风险评价

我国的耕地土壤重金属污染越来越严重,进行区域土壤重金属污染评价对于制定土壤重金属污染防治政策具有重要意义.旨在探究大连市典型农地土壤重金属污染状况,调查大连市农地表层土壤中的镍(Ni)、铬(Cr)、锌(Zn)、铜(Cu)、铅(Pb)、汞(Hg)和锰(Mn)7种重金属元素的含量,并定量评价研究区土壤重金属污染水平.研究选择大连市典型农地样地,等间距采集土壤表层样品,采用单因子指数法、内梅罗指数法和潜在生态风险指数法对研究区土壤样品进行污染状况评价和环境风险评价,以期为大连市农地土壤重金属污染的有效防治和农产品的安全健康生产提供科学依据.结果显示:①土壤样品中镍(Ni)、铬(Cr)、锌(Zn)、铜(Cu)、铅(Pb)的元素含量平均值分别为84.74、156.56、89.71、46.74和53.23mg/kg,均符合《土壤环境质量标准》(GB15618—1995)二级标准;②Hg的变异系数>0.5,污染源为点源污染,推测为人类活动导致;③单因子指数法表明Ni的富集作用最为严重,结合研究区实际情况推测其来源为人为源.内梅罗指数表明大连市土壤存在轻度污染.潜在生态风险指数表明大连市农地土壤存在轻微危害.④大连市农地土壤污染状况相对较轻,土壤质量总体水平较高,但仍需要采取相关措施防止重金属的富集,减少重金属对大连市农地土壤的负面影响.

峨眉河流域土壤重金属元素污染评价

应用原子荧光分光光度法和原子吸收分光光度法测定重金属As、Hg、Cu、Zn、Ni、Pb、Cd和Cr在峨眉河流域土壤中的分布情况,根据单因子污染指数法和内梅罗综合污染指数法,并结合国家土壤环境质量标准GB 15618-2018进行分析和评价峨眉河流域土壤的重金属污染程度。结果表明,As、Hg、Cu、Zn、Ni、Pb、Cd和Cr含量分别为1.48~4.64、0.14~0.36、34.00~370.00、212.00~818.00、0.00~2.00、5.00~53.00、0.10~1.20、0.00~476.00 mg/kg。变异系数显示Cu和Pb的分布最不均匀,受人类活动影响较为强烈;而土壤中Cu、Zn含量普遍超标,按单因子污染指数污染程度依次为Zn>Cu>Cd>Hg>Cr>Pb=As>Ni。

徐州市潘安湖周边土壤和水果中重金属污染分析

本文以徐州市潘安湖湿地为例,采用微波消解-原子吸收光谱法对周边土壤、水果中重金属含量(Pb、Cr、Cd)进行测定,利用单因子污染指数及综合污染指数对土壤和水果的重金属污染状况进行评价。结果表明,潘安湖周边土壤中Pb、Cr、Cd的含量均符合《土壤环境质量农用地土壤污染风险管控标准(试行)》(GB 15618—2018)的二级标准要求。单项污染指数表明,土壤未受到重金属污染;综合污染指数为8.2,表明污染处于警戒范围。水果中Pb均未超标,但Cd、Cr含量存在不同程度的超标现象,导致其综合污染指数偏高。葡萄、西瓜和甜瓜处于警戒线附近,草莓为轻度污染,说明不同水果对重金属的富集能力不同。徐州市潘安湖周边地区土壤及水果重金属总体污染水平不高,但部分水果对重金属的富集能力较强,应继续加强监管和控制。

铅锌冶炼重金属重污染土壤稳定化研究

针对部分铅锌冶炼场地遭受严重重金属污染的问题,采用基于铁的稳定化材料FeCl_(3)+CaCl_(2)+NaOH+Ca(OH)_(2),FeCl_(3)+CaCl_(2)+NaOH+Ca(OH)_(2)+Na_(2)S及FeCl_(3)+Na_(2)HPO_(4)进行修复。根据TCLP浸出法评估效果,选出最佳组合为FeCl_(3)+Na_(2)HP0_(4),该组合在3个场地中使Pd浸出浓度分别下降96%,63%,61%,显著减少重金属迁移。研究突显了合适材料的选择对有效土壤稳定化的重要性。

昆磨高速公路K5至K29两侧土壤和玉米重金属污染研究

基于昆磨高速K5至K29两侧农田土壤及玉米野外调查采样,测定分析土壤及玉米中Pb、Cd和Cu的含量。采用综合污染指数法对玉米和土壤中重金属污染状况进行评价。随着公路两侧距离的增加,土壤、玉米中Pb含量逐渐减少,说明土壤中Pb主要来源于汽车尾气排放,建议在距离公路50m外种植玉米。玉米中Cd含量非常低,不受公路远近的影响。土壤Cu污染严重,但玉米均未受到Cu污染,说明土壤Cu未迁移转化到玉米可食用部分。

土壤重金属污染及其防治措施研究

随着社会经济的快速发展,我国各行各业逐渐走上了快速发展的轨道,取得了可观的经济效益,但与此同时也产生了一系列的环境污染问题,特别是很多土壤环境出现了重金属污染问题之后,造成了非常大的社会危害。科学研究表明,虽然很多土壤遭受的重金属污染程度不同,但是整体上严重阻碍了我国社会发展的速度和质量。对此,我国各地一定要高度重视,加大对土壤环境保护工作,针对各地重金属造成污染问题的成因不同进行全面的分析和研究,探寻有效的针对性防治措施,最大程度保护我国的土地资源,为子孙后代造福。

安徽砀山梨园土壤重金属分布特征及污染评价

以安徽砀山梨园为研究区域,测定土壤重金属元素Cd、Hg、Cu、Zn、As、Pb、Cr含量,采用单因子污染指数法、Nemerow综合污染指数法和潜在生态危害指数法进行污染评价。砀山梨园土壤中Cd、Cu、Zn、As等重金属含量超过安徽省土壤背景值,Hg、Cr含量与背景值基本一致,Pb含量小于背景值;与国内其它地区果园相比,Cu含量较高,Cd、As和Cr含量适中,Hg、Zn和Pb含量较低。以安徽省土壤背景值为评价标准,Cd、Hg、Cu、Zn、As、Cr的单因子污染指数较高,污染比率均超过40%,Nemerow综合污染指数为1.54,达到轻度污染级别,综合潜在生态危害指数为中等潜在生态风险。以农用地土壤污染风险筛选值为评价标准,7种重金属元素单因子污染指数均小于1,Nemerow综合污染指数为0.33,属清洁未受污染水平,潜在生态危害整体表现为低潜在生态风险。

农田土壤重金属污染现状与安全利用技术研究进展

重金属污染农田直接影响粮食安全和农业可持续发展。安全利用技术主要通过降低土壤中重金属的生物有效性,以减少作物对重金属的吸收累积和消减重金属进入食物链的风险,其对解决我国重金属污染农田有效利用和保障粮食安全生产具有重要意义。因此,本文首先分析了农田土壤重金属污染成因与现状,然后综述了不同安全利用技术,如农艺调控措施(包括低累积作物品种筛选、水肥管理及间作或轮作耕作方式)、原位钝化改良和叶面阻控技术的研究进展,最后提出了强化重金属污染农田土壤安全利用研究及应用的对策。

基于Meta分析的矿区周边土壤重金属污染特征及风险评价

本文基于2002—2022年期间,知网、万方、Web of Science数据库收录的矿区周边土壤重金属文献数据,采用Meta分析方法,探讨我国不同地区和矿种类别的矿山开采对土壤重金属分布特征的影响。同时,结合地累积指数法和潜在生态风险指数法评估矿区周边土壤重金属生态风险。Meta分析结果显示,我国矿区周边土壤中镉(Cd)、汞(Hg)、铜(Cu)、铅(Pd)、锌(Zn)、砷(As)、镍(Ni)和铬(Cr)的浓度相较于土壤背景值,分别增加了820.7%、309.6%、158.6%、158.6%、146.0%、103.4%、24.6%和15%,其中,Cd和Hg增加量较多。从地区来看,中南和西南地区的矿区周边土壤重金属的效应值较大,其重金属浓度增加量分别为285.7%和180.1%,其中西南、中南和华东地区矿山周边土壤中Cd、Hg、Zn、Pb和Cu的含量增加较为显著,华北和东北地区的Cd和As、西北地区的Cd和Hg增加较为显著。从矿种类型看,铅锌矿、多金属矿、铜矿、金矿、汞矿、钼矿、锰矿、锡矿和包含石墨矿等其他矿种的周边土壤重金属浓度增加量为166.4%~617.1%,其中铅锌矿开采会使得Cd、Hg、Pb和Zn显著累积,金矿开采对As、Hg和Pb累积显著,铜矿、石墨、硫铁矿等其他矿种对Cd和Cu的含量累积显著,各类型矿对Ni和Cr的累积影响都很小。地累积指数法和潜在生态风险指数法评价结果显示,我国矿区周边土壤Cd和Hg地累积污染指数分别达到中等和轻微污染等级,且大部分土壤位点二者都具有高等级的潜在生态风险,因此,需加强矿区周边重点重金属Cd和Hg的污染防治。

湘江流域化工园区土壤与地下水重金属污染特征及相关性分析

目前针对化工园区的土壤重金属污染研究较多,但对其地下水重金属污染研究较少,特别是将土壤与地下水重金属污染相关联的研究更是寥寥无几。本论文针对湖南省湘江流域化工园区土壤与地下水中铅、铊、镉、汞、砷5种重金属污染特征,运用单因子指数法和内梅罗综合污染指数法进行评价分析,对地下水污染因子进行评价与相关性分析,找到化工园区土壤与地下水重金属污染相关性。因此,以某一区域为代表将土壤与地下水重金属污染进行相关性分析,可为化工园区的土壤与地下水重金属污染的监管与防治提供重要指导作用。

基于Meta分析的2000—2022年中国茶园土壤重金属污染风险评价与来源分析

重金属污染是影响茶园生态环境和茶叶产品安全的重要因素之一。针对我国主要茶产区(湖北、湖南、福建、云南、贵州、四川等省份),搜集调查茶园土壤重金属Cu、Pb、As、Hg、Cd、Cr、Zn、Ni污染的相关文献,使用Meta分析方法计算单个研究的权重,从而获得各省份及全国茶园土壤重金属浓度的加权平均值,采用潜在生态风险指数法和地质积累指数法进行生态风险评估,并通过APCS-MLR模型进行来源分析。结果表明,与背景值相比,8种重金属均有一定程度的富集,其中Hg、Cd污染较为严重,Hg中度及以上风险主要分布在贵州、陕西、四川和安徽等内陆省份,Cd中度及以上风险主要分布于广东、福建、浙江、江苏、山东、海南等沿海省份,两种重金属主要表现为轻微至中度风险。与世界其他国家相比,发展中国家的茶园或农业用地重金属含量普遍较高,Cd、Hg是污染程度较为严重的元素。来源分析结果表明,第一、第二、第三、第四主成分分别为自然源、工业活动污染源、交通废气污染源、农业活动污染源,工农业活动是主要污染因素,Hg主要来自工业活动,Cd主要来自农业活动。