某废弃煤矿区土壤重金属污染风险评价

煤矿在开采过程中产生大量煤矸石、洗煤水等废弃物,其中的重金属污染物经沉降、径流、淋滤等作用迁移、扩散至周边水土环境中,对生态环境构成威胁。为研究某废弃煤矿区土壤重金属污染状况,评价重金属污染生态风险,检测了该矿区煤矸石、水、土壤样品中Cu、Pb、Zn、As、Cr、Ni、Hg、Cd元素质量分数,利用单因子指数法和潜在生态危害指数法分别分析了土壤重金属污染状况和潜在生态风险;重点分析了矿区洗煤厂下游土壤重金属污染特征,并采用改进BCR连续提取法分析了洗煤厂下游土壤样品重金属元素(Cu、Zn、Cd)形态,借鉴风险评价编码法评价了重金属元素的生物有效性和环境风险。结果表明:①以平均值计,废弃煤矿区煤矸石中重金属质量分数较低,仅Cr元素质量分数稍高于土壤中的质量分数,且煤矸石中重金属元素质量分数均未超过相应的农用地土壤风险筛选值,对矿区土壤重金属污染影响小。②废弃煤矿区土壤重金属超标元素为Cu、Zn、Cd、Ni、As,Cu、Zn、Ni和As元素污染较轻微,Cd元素污染较严重;Cu、Zn、Ni元素污染区主要集中在矸石山西部和东南部地块,在空间分布上有一定重合;As元素污染分布在矸石山东北部地块,Cd元素污染在矿区广泛分布,以中度–重度污染为主。③Cd、Hg元素存在潜在生态危害风险,Cd元素潜在生态危害风险程度高,重金属元素综合潜在生态危害风险等级较高,主要为中等-强风险。④洗煤厂下游区域沿水流方向土壤重金属元素总体呈递减趋势,Cd元素污染较严重,Cu、Zn、Ni、As元素污染集中在洗煤厂下游200 m内,剖面样品中垂向方向上重金属元素质量分数呈递减趋势,在垂向上没有累积。⑤矿区地下水水质较好,矿井排水重金属元素质量分数及pH满足Ⅲ类地表水水质标准限值,矿井水外排对周边土壤重金属污染影响小。⑥Cu和Zn元素酸可提取态占比低,生物有效性低,Cd元素酸可提取态占比高,呈高度风险–极高风险,生物有效性强,环境风险高。基于矿区重金属污染现状,建议进一步加强土壤重金属污染防治工作,加强源头治理、农产品食品安全监测和Cd元素污染调查研究工作。

基于城市污水处理系统的重金属污染物检测及治理工艺分析

随着城市工业化的进程加快,城市污水重金属污染情况日益加重。为更深入了解城市污水处理系统中重金属污染物实际情况,并能选择最优治理工艺,本文选取了泉州市某污水处理厂的A/O工艺处理流程中不同单元的水样作为分析对象,通过使用电感耦合等离子体发射光谱仪和原子荧光光度计,对水中多种重金属(包括Cu、Pb、Cr、Cd、Ni和Hg)的浓度进行了精确测量。研究发现,该污水处理厂的进水样本中Cu、Pb、Cr、Cd和Hg的浓度均超过了安全标准。尽管A/O处理工艺能有效降低这些重金属的浓度,但处理后的出水样本中Pb和Cr的浓度仍然超标,且Cu的浓度相对较高,达到0.283 mg·L^(-1)。为此,进行了以改性活性炭G作为吸附剂、投加量为200 mg·L^(-1)、吸附时间为10min的活性炭吸附试验,结果表明在此条件下,Cu、Pb和Cr的浓度均可显著降低,达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB 18918-2002)的要求。

三明市大田县农田灌溉水中重金属污染水平分析

为了解三明市农业产地环境农田灌溉水重金属污染状况,选取三明市大田县太华镇和武陵乡的农田灌溉水进行调查研究。研究结果表明:调查区域丰水期有1个采样点灌溉水不符合农田灌溉水质标准,超标率为3.70%;枯水期有3个采样点灌溉水不符合农田灌溉水质标准之内,超标率为11.11%;调查区域农田灌溉水重金属Cd、Pb、As、Hg和Cr含量均符合标准限值规定。单项污染指数评价结果表明调查区域灌溉水的重金属含量均达标,其中Cd是可能的主要潜在污染因子;综合污染指数评价结果表明调查区域的农田灌溉水质等级均为Ⅰ级,为清洁水平;武陵乡的水质要优于太华镇;丰水期时候的潜在污染风险要大于枯水期。

长期污水灌溉条件下土壤重金属形态及生物活性的研究

通过野外调查和试验分析,对孝义市污灌区土壤中Ni、Cr、Pb、Cu、Zn、Cd6种重金属的含量、形态分布和生物活性进行了研究。结果表明,孝义市污灌区土壤中重金属都未超过国家二级标准,但Ni、Cr、Pb比当地背景值都有所增加。土壤中重金属各形态的分布存在很大差异。Ni、Cr、Zn主要以残渣态的形式存在。Pb主要以残渣态和铁猛氧化态存在。Cu主要以残渣态和有机结合态的形式存在。Cd在残留态中比例最小,碳酸盐结合态和交换态含量比例很高。与对照相比,污灌降低了重金属残留态所占比例,改变了土壤中重金属存在形态,提高了重金属的生物有效性和迁移能力。污灌区土壤中重金属活性系数的大小顺序为:Cd>Pb>Cu>Cr>Zn>Ni;迁移系数的大小顺序是:Pb>Cd>Cu>Cr>Zn>Ni,土壤中Cd、Pb的活性最高,生态污染风险最大,应引起足够重视。

水分调控下生物炭施入对重金属污染农田土壤Pb、Zn形态的影响

【目的】探究水分调控和生物炭对矿区附近农田土壤的修复效果并提高耕地安全。【方法】以云南某铅锌矿附近农田土壤为研究对象,设置干湿交替(G)、淹水(Y)、自然含水量(Z)3种水分条件和0%(BC0,CK)、2.5%(BC1)、5.0%(BC2)、7.5%(BC3)4种生物炭添加量,通过土壤培养试验,研究不同水分调控措施下施加鸡粪生物炭对重金属污染土壤中Pb、Zn形态的影响。【结果】在3种水分条件下,施加生物炭均能提高土壤pH。生物炭处理土壤中水溶态和交换态Pb、Zn浓度均显著低于对照,降低了Pb、Zn生物有效性。生物炭处理土壤中可氧化态和残渣态Pb质量分数提高,其中ZBC2处理可氧化态和残渣态Pb质量分数最高,分别为64.58%、25.06%;各处理土壤残渣态Zn质量分数依次为干湿交替>淹水>自然含水量。不同水分条件下,施加生物炭显著降低TCLP提取态Pb、Zn质量浓度,且均远低于国际限制标准,其中GBC3处理土壤TCLP提取态Zn浓度最低,为3.45 mg/L。SGET法的Pb、Zn生物可给性平均质量分数小于PBET法和SBET法,其中ZBC3处理Pb、Zn生物可给性质量分数最低,为0.43%、0.27%。【结论】3种水分调控下施加不同量生物炭均可有效钝化土壤重金属Pb、Zn,降低其对土壤环境的危害。自然含水量条件下,施加较高量生物炭(5.0%、7.5%)对土壤重金属Pb钝化效果最佳;干湿交替条件下,施加7.5%生物炭对土壤重金属Zn钝化效果最佳。

污水灌溉重金属污染研究进展

从国内外污水灌溉土壤中重金属污染,作物对重金属的吸收和富集规律,重金属污染对作物生长发育的影响,控制污水灌溉重金属污染的途径与对策,今后污水灌溉重金属污染的研究方向与展望5个方面概述了污水灌溉重金属污染的研究进展,为下一步开展污水灌溉重金属污染研究提供参考依据和经验借鉴。

乌鲁木齐地区河、库、污水中重金属的化学形态与污染特征

水休中重金属元素的生态效应和运动规律与其存在的形态密切相关。本文研究了该地区主要水系乌鲁木齐河中下游、头屯河、水磨河及位于四宫的乌市排污水中重金属Cd、Zn、Pb和Cu的物理化学形态及其分布特征。应用UV照射分离有机物,ASV法测定,获4元素的总量、悬浮颗粒态、溶解态及溶解态中不稳定态、稳定无机态和稳定有机态的含量。并对这些形态的形成、分配比和分布进行了分析讨论。

土壤中重金属形态及有机物组分的电化学-质谱分析

本研究建立了一种电化学-质谱(EC-MS)法高通量分析土壤样品中的金属组分和有机物。首先,根据理化性质,将土壤样品中的金属组分和有机物组分分为水溶态、脂溶态、难溶态和可氧化态等4种形态;然后,分别采用萃取、反应、电解等方式对4种形态组分进行在线顺次提取;将提取后的组分在线传输至电喷雾电离源进行离子化,随后进行正、负离子模式检测。实际样品分析结果表明,该方法成功检测出土壤样品中多种水溶态金属盐和有机物(如Mg、Cr、Ni、Zn、Co、Cu、Al、Pb等多种水溶性金属盐,尿素及多种有机胺)、20多种脂溶态有机羧酸、以及难溶态金属盐(Mg、Ni、Cr、Pb、Co)和可氧化态(Cu、Pb)。该方法可为环境评估和环境治理提供技术支持。

电解锰渣库周边土壤重金属污染特征评价

中国作为全世界最大的电解锰生产国,电解锰渣堆存造成的土壤污染亟需改善。该研究在中国锰矿资源储量最大的基地——贵州省铜仁市,选取辖区公共电解锰渣库(玉屏侗族自治县蔡溪村),利用湿式消解法及改进的BCR三步提取法对Mn、Zn、Pb、Ni、Cr、Cd 6种重金属元素在电解锰渣库周边土壤中的污染特征、形态分布及风险评价进行分析讨论。Mn、Pb和Cd是对渣库周边土壤环境质量影响最大的重金属。Mn含量变化范围为356~14915 mg/kg,平均值为3828 mg/kg,超过贵州土壤背景值4.8倍。Pb和Cd的平均含量是农用地土壤国家标准风险筛选值的3.1和40.2倍。6种重金属均以可迁移的酸溶解态为主。Mn和Cd的弱酸提取态含量随距渣库坝体越近而显著增加(P<0.05)。普通Kriging空间插值结果发现Mn、Cd、Zn、Pb和Ni 5种重金属含量具有中等强度的空间相关性,其中Mn和Cd含量受到人为活动污染等随机影响较大。Mn和Cd空间分布总体呈东高西低,高值均出现在电解锰渣库坝体附近。主成分分析法显示Mn、Cd和Pb主要受电解锰渣库污染影响;Ni和Zn主要来源于附近农业活动和工业生产;Cr主要受地质背景因素影响。电解锰渣库周边土壤潜在生态风险指数为最高风险等级,其中Cd的贡献比例最大(91%)。

豫西典型工业区周边农田土壤重金属污染特征、生态风险与来源解析

为探究豫西典型工业区(1个钢铁厂、6个工业园、5个冶炼厂)周边农田土壤重金属污染特征与生态风险,采集并测定研究区109个土壤样品中镉(Cd)、铅(Pb)、砷(As)、锌(Zn)、铜(Cu)、铬(Cr)和镍(Ni)的含量,运用一系列指数法、形态分析、主成分分析和聚类分析等方法进行了重金属元素空间分布特征分析、污染与生态风险评价、形态和来源解析。结果表明,研究区域农田土壤重金属的污染程度与累积效应密切相关,Pb的污染程度最高,且地累积效应最强。Cd、Pb和As为引起土壤环境风险的主要因子,其对综合潜在生态风险指数的贡献率分别达到了48.26%、18.81%、15.58%。Pb和Cd的有效态含量分别高达92.49%、79.54%;Zn的铁锰氧化物结合态和Cu的有机结合态占比相对其他重金属较高,分别为33.07%、24.25%;而Cr、Ni迁移转化生态风险相对较低,在土壤中的赋存形态主要为残渣态,占比分别为91.00%、64.63%。冶炼厂(S1、S3)与周围的冶炼厂(S2、S4)、钢铁厂SW和工业园(IP1、IP2、IP3)对研究区域西北片区农田土壤重金属Pb、Cd和Zn的综合潜在生态风险产生了协同影响。Zn、Pb、Cu主要来源于工业源(冶炼厂、钢铁厂等工业生产活动);Cd和As来源于工业源(冶炼厂)和农业源;Cr、Ni主要来源为自然源。此外,Zn、Pb、Cu、Cd容易受自然淋溶、成土过程和农业活动的影响,增加迁移转化的生态风险。

洛阳市栾川县矿区周边土壤重金属污染特征、来源与生态风险评价

为探究洛阳栾川县矿区周边土壤重金属污染特征与生态风险,采集并测定了研究区47个表层土壤(0-20 cm)样品Zn、Cu、Cd、Pb、Cr、Ni和As重金属元素含量,运用单因子指数(P_(i))、内梅罗综合指数法(P_(m))、地累积指数(I_(geo))、潜在生态风险指数(E_(r)^(i)和RI)、Tessier重金属五步提取法、主成分分析(PCA)等方法围绕重金属元素分布特征、污染程度、潜在生态风险、重金属形态和来源进行分析和讨论.结果表明,Cd和As的污染程度和生态风险最高(E_(r)^(i)>160),空间分布不均匀(CV>90.00%),为引起土壤环境风险的主要因子;其次是Pb、Cu、Zn;最低的是Cr和Ni,且其空间异质性较弱,迁移转化风险较低.不同的重金属在林地土壤、农田土壤和尾矿周边土壤中的富集程度和生态风险存在差异.结合E_(r)^(i)和RI值来看,林地土壤As和Cd潜在生态风险较高,E_(r)^(i)分别达到了643.35和536.10.从重金属形态分布来看,Cd和Pb有效态含量占比较高,分别为72.13%、86.84%;其次是Cu、Zn和As;林地土壤中Pb的碳酸盐结合态(43.82%)以及Cd可交换态(28.24%)和有机结合态(33.31%)明显高于农田和尾矿,发生迁移转化生态风险较高.主成分分析结果表明主成分PC1、PC2和PC3分别归因于矿业开采排放源、自然源、和混合源(自然淋溶、林业和农业活动、采矿).

南京市某闭库尾矿库区土壤重金属赋存形态及生态风险评价

通过采集该尾矿库区的表层土壤样品,分析检测样品中重金属元素As、Pb、Cd、Cr、Cu和Zn的总量及其不同形态含量,运用潜在生态风险指数法、风险评估编码法、次生相与原生相比值法以及蚯蚓回避行为试验来分析该矿区土壤的生态风险。结果表明:1)重金属As、Cd和Cu的含量最小值均超过南京地区土壤元素背景值,且平均值分别是南京地区土壤元素背景值的3.5倍、6.7倍和9.3倍;2)潜在生态风险指数统计结果显示轻微、中等、较强和强潜在生态风险所占比例分别为14.29%、50%、28.57%和7.14%,闭库尾矿库区整体呈中等生态风险;3)6种重金属的RAC值均大于1%,存在一定风险,综合RAC与RSP来看,Cd具有极高的释放风险,是最主要的风险因子;4)强潜在生态风险点位的土壤中蚯蚓回避率达到100%,该污染土壤不适合蚯蚓生存,生态风险较高,其余点位蚯蚓回避率均小于80%,生态风险较低。

沈阳张士灌区重金属污染再评价及镉的形态分析

评价了沈阳张士灌区土壤及稻田的重金属污染状况.结果表明,研究区镉污染仍很严重,样品糙米含镉量为0.435～0.855mg.kg-1,均超过国家食品卫生标准,该浓度与20年前相比有上升的趋势,增加了335%～755%.回归分析表明,土壤的pH值与糙米含镉量呈显著负相关,生物有效态镉与糙米含镉量呈显著正相关.土壤pH值下降使土壤酸化,导致土壤中的镉更多地转变为生物有效态镉,占总量的22.8%～52.0%,易被作物吸收,导致水稻含镉量超标.重金属污染物随着地表径流、地下水及飘尘等移动方式发生迁移转化,使污染范围逐渐扩大.

电镀厂污染土壤重金属形态及淋洗去除效果

以某电镀厂污染场地重污染区域土壤为研究对象,对土壤中重金属全量和各形态含量进行分析,并研究筛选高效土壤淋洗剂,比较其淋洗去除效果。结果表明,该土壤以铬和镍污染最为严重,土壤铬和镍含量分别达1 564.00和679.00 mg.kg-1,土壤铜、锌和铅含量分别为297.00、276.00和51.40 mg.kg-1,铜、铬、镍、锌和铅的有效态比例分别为41.77%、13.16%、28.08%、21.50%和31.18%。去离子水、盐酸、乙酸、草酸、柠檬酸和EDTA 6种淋洗剂中,去离子水对5种重金属提取量均较少;草酸对铜、铬、镍和锌去除效果较好,去除率分别为55.1%、24.8%、47.5%和29.3%;柠檬酸对铜、铬、镍和锌去除效果较好,去除率分别为26.3%、25.7%、33.0%和21.6%;EDTA对铜、镍、锌和铅去除效果较好,去除率分别为31.5%、28.9%、21.4%和30.6%。综合考虑淋洗剂的提取效果、水溶性以及操作难度和成本,建议采用柠檬酸作为淋洗剂,最佳液土比〔V(液)∶m(土)〕为10∶1,最佳淋洗时间为6 h。

南四湖及主要入湖河流表层沉积物重金属形态组成及污染研究

采用BCR（SM＆T）方法对南四湖及主要入湖河流丰水季节表层沉积物中Cr、Cu、Mn、Ni、Pb、Zn 6种重金属元素的酸提取态、可还原态、可氧化态及残渣态进行了连续提取,分析了各水体单元表层沉积物重金属元素的形态组合特征、人为污染状况及潜在生态风险.研究结果表明,泗河、京杭运河、洙赵新河、府河上游、上级湖南部湖区及下级湖区表层沉积物中Cr、Cu、NiZ、n以残渣态为主,其含量可占到该元素总量的80%-90%,人为污染程度较弱;老运河、府河入湖口、白马河表层沉积物中Cr、Cu、Ni、Zn的残渣态含量明显降低,而可提取态（酸提取态、可还原态、可氧化态）含量可增至80%以上,其中以可氧化态、酸提取态为主,人为污染程度较重;各水体单元表层沉积物中Pb、Mn以残渣态和可氧化态为主,其含量占Pb、Mn含量的95%、70%左右,基本未受人为污染.随着表层沉积物中有机物的矿化分解及环境条件的改变,老运河、府河入湖口、白马河等重金属人为污染较重的沉积物中Cr、Cu、Ni、Zn的可氧化态、酸提取态及可还原态可发生活化,具有较高的潜在生态风险.

大宝山矿区污染水体中重金属的形态分布及迁移转化

对受广东大宝山矿区矿山废水排放污染的横石河水体中的过滤水、悬浮物和沉积物中重金属的污染分布特征及其迁移转化进行了系统地研究。结果表明:该水体的环境污染是以Cu,Zn,Cd和Pb则为主的多金属复合污染,综合污染指数(PI)为2 23～18 11,重金属Cu,Zn,Cd和Pb的溶解态质量浓度分别达13 82,50 83,0 103和2 91mg L;Cu,Zn,Cd和Pb的溶解态、悬浮态及总量沿河流断面呈相似的空间分布规律,而As则略有不同,但都是沿水流方向逐渐降低的;由于受低pH的影响,水体中As主要以细微颗粒物悬浮态为迁移载体,而Cu,Zn,Cd和Pb则以水溶态为主要迁移方式;沉积物中5种重金属元素都以残渣态为主要存在形态,Cd和Pb的可交换态及Cu和Zn的有机态含量很高,说明这4种元素对环境都有一定的潜在威胁性。

陕西某铅锌冶炼区土壤重金属污染特征与形态分析

为了探讨铅锌冶炼对土壤环境质量的影响,对陕西某铅锌冶炼区土壤中重金属的含量和形态进行了分析,并运用单因子污染指数法和内梅罗综合污染指数法对土壤重金属污染程度进行评价。结果表明,Pb、Cd、Cu、Zn含量的平均值分别是陕西省土壤背景值的19.27、135.32、2.76、8.02倍。单因子污染指数评价结果显示,Cd(19.53)达到重度污染,Zn(1.78)和Pb(1.09)达到轻度污染,Cu(0.56)无污染。内梅罗综合污染指数评价结果表明,冶炼厂东、西10 km范围内土壤均处于重度污染程度,且东部高于西部。重金属形态分析结果显示,Pb、Cd、Cu、Zn各形态在全量中所占的比例都以残渣态(34.45%～45.98%)最大,其次为可氧化态(27.45%～30.57%),再次为可还原态(17.63%～23.61%),最后为可交换态(6.80%～14.41%)。重金属形态比例和土壤理化性质的相关性分析表明,pH值与Cd、Cu的可交换态比例呈显著负相关,与Zn的残渣态比例呈显著正相关。土壤有机质与Cd的可交换态比例、可还原态比例呈显著负相关,与Cd的残渣态比例呈显著正相关。铅锌冶炼厂周围土壤受到以Cd污染为主的多种重金属的复合污染,冶炼厂大气沉降、采矿场扬尘是主要污染源。土壤重金属污染防治中应当加强冶炼厂烟尘点源控制,防止土壤酸化。

绿洲土Cd、Pb、Zn、Ni复合污染下重金属的形态特征和生物有效性

通过模拟基于干旱区绿洲土壤Cd-Pb-Zn-Ni复合污染下的油菜盆栽试验,采用Tessier五步连续浸提法探究了重金属复合污染对油菜生长的影响及其各形态的转化归趋和生物有效性。结果显示,随着Cd-Pb-Zn-Ni复合胁迫水平的升高,油菜的干重先增加后减小,根系的生长由促进作用转变为抑制作用;对照土壤中4种重金属元素均以残渣态为主要赋存形态,可交换态的含量均很小;随着外源重金属的添加,油菜种植土壤中4种重金属元素的各形态含量随之增加,Cd、Pb、Zn的可交换态和Ni的碳酸盐结合态对外界胁迫响应强度最大,Cd、Pb、Zn、Ni的活性增加,且Cd、Pb的主要赋存形态迅速转变为碳酸盐结合态和铁锰氧化态,Zn的主要赋存形态由残渣态和碳酸盐结合态过渡到碳酸盐结合态和铁锰氧化态,Ni的主要赋存形态为碳酸盐结合态;Cd、Zn在茎叶中的含量大于根系,Pb、Ni反之,油菜能将Cd、Zn更多的运输至茎叶,Pb、Ni则主要积累在根系;油菜茎叶吸收Cd和油菜各部位吸收Zn的主要贡献形态为可交换态,根吸收Cd的主要贡献形态由可交换态转变为有机结合态,根吸收Pb和油菜各部位吸收Ni的主要贡献形态为碳酸盐结合态。

养殖污水灌溉对土壤养分和重金属含量的影响

采用野外实地取样和室内测试分析的方法,研究了养殖污水灌溉对不同层次土壤养分状况与铜、锌、砷等重金属含量的影响,为畜禽养殖污水农田科学安全利用提供一定的技术依据。结果表明,长期养殖污水灌溉可明显增加表层土壤(0~20 cm)碱解氮、速效磷、速效钾和全铜含量,但对土壤全氮、p H和有机质以及土壤全锌、全砷含量影响不明显。对土壤垂直剖面样品的分析结果表明,长期养殖污水灌溉对20~60 cm土层碱解氮、速效磷、速效钾、全铜和全砷含量有一定的影响,对土壤全锌的含量及其垂直迁移的影响不显著。因此,养殖污水灌溉能导致土壤不同层次尤其是表层土壤有效养分的累积,为作物的生长发育带来养分,但同时也因引入的重金属引发一定的重金属累积及迁移的风险。

油污染土壤重金属赋存形态和生物有效性研究

采用逐级提取法对江苏某油区５个已污染的碱性土壤中的Ｐｂ、Ｃｄ、Ａｓ、Ｃｒ的金属赋存形态和在其上生长的植物的生物可给性进行了调查结果表明，除总Ｃｄ外，其他３种金属对土壤都有不同程度的污染污染类型不同，使莎草的生物有效性有较大差异，与对照点相比，除总Ｃｒ外，其它３种金属的生物富集系数明显降低金属赋存形态也有不同，其中Ｐｂ和Ｃｒ以铁锰结合态和残渣态为主，Ａｓ以铁锰结合态、残渣态和有机质结合态为主，Ｃｄ以碳酸盐结合态和残渣态为主.