典型城镇土壤重金属元素环境地球化学基线研究——以合肥地区为例

环境地球化学基线提供了对比及判别人类或者自然事件造成的环境扰动的标准,其研究具有重要意义和迫切需求。本文以合肥地区为例,研究典型城镇土壤中重金属元素的环境地球化学基线。采用标准化方法和统计分析方法分别计算了合肥地区城镇表层土壤重金属元素的环境地球化学基线值,结果非常一致,显示两种方法均可以很好地用于确定土壤元素环境地球化学基线,确定的基线值为:Cu(26.615μg/g)、Pb(25.818μg/g)、Zn(58.003μg/g)、Cd(0.152μg/g)。对比研究显示,获得的合肥地区城镇土壤重金属元素环境地球化学基线值均高于其背景值,同时又低于其异常下限值,完全符合环境地球化学基线的定义及其实际意义,可以很好的用于土壤元素环境地球化学评价。

重庆紫色母岩及土壤As、Hg环境地球化学基线研究

为了掌握紫色土类中As和Hg在不同发育阶段土壤中元素含量的理论值(基线值),在重庆市合川区系统采集侏罗系沙溪庙组(J2s)紫色母岩及其不同发育程度的各土种样品,利用土壤"钛值"法测定和验证土壤发育程度;通过对土壤全量As、Hg的测定,采用标准化方法,建立紫色土类中灰棕紫泥土属As、Hg的环境地球化学基线模型。结果表明:侏罗系沙溪庙组(J2s)紫色母岩发育的土壤As、Hg的环境地球化学基线均表现为随土壤发育加深而轻度累积,As基线值大小顺序为母岩<石骨子土<半沙半泥土<大眼泥<紫黄泥,而Hg的基线值大小顺序为母岩<石骨子土<半沙半泥土<紫黄泥<大眼泥;Hg在土壤发育过程中的富集程度约大于As;深度发育土中As和Hg的化学基线值分别为5.94 mg kg-1、29.0μg kg-1,可作为重庆地区中性紫色土亚类、灰棕紫泥土属土壤污染评价的参考。

攀枝花地区土壤环境地球化学基线的影响因素研究

研究以攀枝花地区为例 ,探讨了地质背景、样品粒级、取样深度、样品的矿物组成、分析测试方法以及基线模型等因素对确定土壤环境地球化学基线的影响。在确定地球化学基线的过程中必须对上述各种因素进行系统分析 ,确保获得的地球化学基线值科学、合理、适用。同时还应根据研究目标和区域地质背景的不同 ,选择合适的研究对象、采样方法、分析测试手段 ,建立有广泛代表性的基线模型确定地球化学基线。

上海崇明岛表层土壤重金属元素分布特征与环境地球化学基线值研究

对上海崇明岛地区表层土壤中重金属元素的分布特征进行了研究,结果表明崇明岛表层土壤未受人为污染。运用标准化方法计算了崇明岛地区表层土壤中重金属元素镉、铬、铜、铅、锌、砷的环境地球化学基线值,建立了元素镉、铬、铜、铅、锌、砷的环境地球化学基线模型,确定其环境地球化学基线值分别为0.19、71.97、31.32、24.79、86.43、8.34μg/g。与上海市土壤背景值进行了对比检验,结果显示,标准化方法能有效计算土壤中元素的环境地球化学基线,获得的基线符合其定义和实际意义,为区域经济发展规划和环境评价提供了实用的基础地球化学信息。

合肥地区典型城镇土壤中As、Hg的环境地球化学基线

运用标准化及统计分析方法分别计算了合肥地区典型城镇土壤中重金属元素As、Hg的环境地球化学基线,确定的As、Hg环境地球化学基线分别为10.230mg/kg、0.073mg/kg,并与背景值和异常下限值进行了对比检验。结果显示,标准化方法和统计分析方法均能有效计算土壤中元素的环境地球化学基线,获得的基线完全符合其定义和实际意义,可以很好地用于进一步的土壤环境评价和研究。

环境地球化学基线研究简介

作者在文中介绍了地球化学基线提出的背景及定义 ,阐述了地球化学基线与地球化学背景的区别。标准化方法是目前国际上常用的确定地球化学基线的方法。地球化学基线是判别地球表层物质中元素富集的重要参照基准 ,通过它可以计算元素的富集系数、地质累积指数 ,从而进行沉积物中元素分布的地球化学分析和环境污染的地球化学分析。

北碚区菜地表层土壤镉的环境地球化学基线与污染程度研究

通过野外采样、室内测试及数理统计,对北碚区菜地表层土壤镉的基线值、污染程度进行研究。结果表明:(1)研究区菜地表层土壤镉含量平均值为0.212mg/kg,标准差为0.060mg/kg,变异系数为28.3%,处于低度变异;基线值为0.144mg/kg。(2)对研究区菜地表层土壤镉含量进行污染程度分析发现,以国家土壤环境质量一级标准(自然背景)为标准,研究区56.9%的菜地表层土壤样品镉含量受到污染;若以无公害、绿色蔬菜产地土壤环境质量要求为标准,其研究区菜地表层土壤在镉含量水平上基本满足无公害、绿色蔬菜的生产,但存在局部地区的点源污染。(3)对研究区菜地表层土壤镉含量与理化性质数据进行相关分析发现,有机质含量与镉含量呈极显著相关性。

冀东表层土壤中镉的环境地球化学基线

以土壤环境地球化学研究为主线,以冀东地区13 472 km2为研究区域,将土壤重金属污染元素镉的空间分布规律与环境地球化学机理研究相结合,建立区域土壤环境地球化学基线,选用合适的判别指标判识自然作用过程与人类活动过程对土壤环境的影响。通过对3 287个样品的镉含量的统计分析,结果表明,冀东地区表层土壤中镉的基线值为0.073 mg/kg,镉元素含量大于0.230 mg/kg的样品可能遭受人为污染的影响。地质累积指数分析结果显示,冀东地区49.0%的表层土壤未受镉污染,47.6%的表层土壤在无污染与中度污染之间,2.1%受中度污染,1.2%的表层土壤介于中度污染到强污染之间,只有1%受强污染。污染程度指数分析则显示,冀东地区94.5%的表层土壤未受到镉污染,98.8%的表层土壤污染程度小于2,总污染程度小于0,即总体未受到污染。

基于环境地球化学基线的农用地重金属累积特征及其潜在生态危害风险研究

为探明浙江东部某市周边农用地土壤重金属累积特征及潜在生态危害风险,系统采集研究区表土样品,测定重金属元素(As、Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb、Zn)和惰性元素(Li、Eu、Sc、Sm)含量。通过元素相关性分析,筛选出合适的标准因子,按标准化方法建立了研究区土壤重金属As、Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb和Zn环境地球化学基线,获得基线值分别为11.13、0.38、57.48、43.86、0.30、21.55、51.91和132.7mg·kg^(-1)。在应用单因子方法评价土壤重金属污染程度基础上,以环境地球化学基线值作为标准因子,采用富集因子方法判别因受人类活动影响的重金属污染点位,并对土壤重金属累积潜在的生态环境风险进行了评价。结果表明,研究区表层土壤普遍存在不同程度的重金属污染,以轻微至轻度污染级别为主,其中Cd和As存在少量重度污染点位,比例分别为3.00%和0.19%。研究区重金属富集主要受工矿企业活动影响,浓集中心集中在金属矿山和印染企业周边,具有沿水系向低地势平原区迁移趋势。研究区范围Cd和Hg具有潜在的较高生态风险。利用GIS系统,将各样点重金属土壤污染程度、富集因子(EF)和潜在生态危害评价结果,在研究区农用地土地利用现状图斑上进行空间叠加,可实现从地理空间上的土壤重金属污染范围界定、重金属人为成因污染判别和潜在生态危害风险空间预警。

湘东北典型河源区土壤重金属环境地球化学基线及污染评价

选择湘东北典型河源区采集表层土壤样品共87件,分析了土壤重金属(Cd、Pb、Cr、Hg和As)的分布特征,采用参比元素标准化法和累积频率曲线法确定5种重金属的环境地球化学基线,并分别评价了以环境地球化学基线和环境背景值为基准的环境污染现状.结果表明:土壤Cd、Pb、Cr、Hg和As的含量平均值分别为0.197,41.065,130.512,0.294,11.633mg/kg;土壤Cd、Pb、Cr、Hg和As的环境地球化学基线值分别为0.196,41.065,126.301,0.283,9.931mg/kg;基于环境地球化学基线值进行的污染评价结果表明,湘东北典型河源区土壤79.31%的点位综合污染指数介于1.0~2.0,处于轻度污染等级,5种重金属单因子污染指数均值均小于1,处于无污染等级;环境地球化学基线确定了空间小尺度区域的评价基准,可弥补因基准值缺失而导致其评估结果界定模糊的不足.

宿州市表层土壤重金属元素环境地球化学基线研究

环境地球化学基线作为能够判别自然和人为环境影响的地球化学指标，不同地区基线值的确定具有重要的现实意义和参考价值。本研究以宿州市为例，通过野外采样和室内测试，对表层土壤中的Cu、Zn、Pb、As、Cr、V六种重金属元素进行总量分析，采用标准化方法和相对累积频率分析方法计算确定宿州市土壤环境地球化学基线，基于确定的地球化学基线值，运用地质累积指数法对宿州市表层土壤重金属污染进行环境地球化学评价。结果表明，研究区表层土壤中Cu、Zn、Pb、As、Cr、V的平均含量分别为18.29、52.61、20.84、10.29、69.83和82.27 mg/kg；确定的环境地球化学基线值分别为16.97、48.66、19.43、9.07、65.22和79.08 mg/kg，获得的基线值符合其定义和实际意义；地质累积指数计算分析结果显示，六种重金属元素大部分处于无污染级别，少量达到无污染到中度污染级别，六种重金属元素在表层土壤中的富集贫化不明显。

农用地土壤重金属环境地球化学基线研究

为探究农用地表层土壤重金属污染受人为活动影响的程度和范围,研究了海盐县表层土壤中As、Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb、Zn和Fe等元素分布特征。以Fe为标准因子,采用标准化方法计算了表层土壤重金属元素环境地球化学基线值,基线值为As 7.48 mg/kg、Cd 0.19 mg/kg、Cr 82.06 mg/kg、Cu 33.03 mg/kg、Hg 0.18 mg/kg、Ni 35.18 mg/kg、Pb 31.27 mg/kg和Zn 94.54 mg/kg。应用基线值作为评价因子,采用单因子指数法,评价了研究区表层土壤重金属污染程度,结果显示海盐县农用地范围各重金属元素均有不同程度污染,轻度以上点位污染率依次为Hg (3.63%) > Cd (3.04%) > Cu (1.08%) > As (1.89%) >Zn (0.36%%) > Pb (1.14%);Cr和Ni无轻度污染。

贵州遵义农业区域土壤中重金属环境化学背景研究

应用环境化地球学基线研究方法,识别区域尺度自然作用过程与人类活动影响,通过889个样品分析,表明该区域基线值分别为Hg:0.090;Cd:0.147;Pb:20.39;Cr:42.78;As:6.54 (mg/kg)。地质累积指数分析结果显示:1) Hg 24.07%为1级,60.74%为2级;2) Cd 13.84%为1级,80.54%为2级;3) Pb 46.42%为1级,43.97%为2级;4) Cr74.58%为1级,24.41%为2级;5) As 40.16%为1级,47.13%为2级。应用潜在生态危险分析,Hg大约有85%,Cd有70%,Pb、Cr、As三种元素有90%为1级和2级。应用地质累积频率法和潜在生态风险法估算,二者污染的趋势和污染程度结果一致。

遵义农业区域土壤中汞环境化学背景研究

贵州遵义地区属于喀斯特高原低温成矿区,引起农业表层土壤中汞的异常,应用环境化地球学基线研究方法开展化学基线与背景调查,识别区域尺度自然作用过程与人类活动影响,以土壤环境地球化学研究为主线,通过889个样品分析,表明该区域汞的基线值为0.090 mg/kg。地质累积指数分析结果显示汞有24.07%为1级,60.74%为2级。应用地质累积频率法,为非均匀重金属分布地区从区域尺度地球化学表层系统中提供数据信息。

华南西部土壤Cd、Pb地球化学基线研究及评价

在华南西部的右江河谷地区按照10 km×3 km的网度采集71个浅层土壤样品,分析测试样品中Cd和Pb的含量,应用累积频率法和分形分析方法分析计算其环境地球化学基线值,以此为评价标准对本地区浅层土壤的Cd、Pb污染进行评价。结果表明:2种分析计算方法所得到的环境地球化学基线值相差不大,其中Cd的基线上限相差10.3%,基线值相差9.4%,Pb的基线上限相差3.6%,基线值相差6.7%,说明2种方法的计算结果都合理,本文取2种方法的算术平均值作为其环境地球化学基线值,即Pb为25.44 mg/kg,Cd为0.304 mg/kg。Cd的单因子污染评价结果显示轻度污染占67.61%、中度污染占23.94%、重度污染占5.63%,Pb的单因子污染评价显示轻度污染占53.52%、中度污染占25.35%、重度污染占11.27%;内梅罗综合污染评价显示轻度污染占52.11%、中度污染占33.88%、重度污染占8.45%,显示出本区以轻度污染为主,中度污染次之,少数地区达到了重度污染,且中、重度污染区主要分布在研究区东南部和西北部,在中西部地区有一个中度污染点。大多数样品Cd和Pb的地累积指数小于1,说明本区Cd和Pb的累积效应不很明显,但在研究区的东南部Cd和Pb的地累积指数以及中北部Pb的地累积指数达到了中度污染水平。这些均说明研究区以东铝土资源开发和研究区中部火电厂的生产活动对该区Cd、Pb污染有较大的影响。

伊犁河流域土壤重金属环境地球化学基线研究及污染评价

采用标准化方法建立伊犁河流域黑钙土、栗钙土、灰钙土和盐碱土Cu、Zn、Pb、As、Hg环境地球化学基线模型,并计算其理论基线值.采用基线因子污染指数评价法、环境背景值评价法和重金属环境洁净度评价法对流域土壤进行对比污染评价.结果表明:①基线因子污染评价显示流域内4种典型土壤类型以As的污染最为突出,黑钙土、栗钙土、灰钙土分别有7.14%、9.76%、7.50%的样点达重度污染;其次为Pb,栗钙土有7.32%的样点达重度污染,且As和Pb的变异度最大,表明人为扰动大.②环境背景值评价显示,土壤主要污染元素为As,其次为Cu、Zn、Pb;③土壤重金属环境洁净度评价显示,Cu、Zn、Pb在4种土类中均优于二级洁净度,Hg为一级洁净度,As在灰钙土中为中度污染,黑钙土、栗钙土、盐碱土为二级或优于二级.比较3种评价体系,基线因子污染评价较为充分地体现了元素地球化学迁移特性及土壤发育过程,且可将污染评价定位到样点;而背景值污染评价因建立于区域背景值,忽视了重金属元素在土壤中自然迁移、淀积过程;重金属环境洁净度评价则以土壤环境安全度为主要评价目的.

区域尺度土壤环境地球化学基线估算方法及其应用研究

区域土壤环境地球化学基线可为区域尺度地球表层系统中物质变化提供丰富的数据信息,并可据此评价自然和人为活动对土壤环境中化学物质浓度变化的影响.本研究以长江、珠江三角洲地区As、Cd、Hg、Pb、Se等10种微量元素的土壤环境地球化学基线为例,探讨了运用累积频率曲线法和土壤面积加权平均法分别估算了不同类别土壤和整个区域土壤的环境地球化学基线,取得了较为一致的结果.并通过基线比较反映地球化学富集作用和人为活动对土壤环境中微量元素积累与污染的影响.较为典型的是近20年来珠江三角洲地区农业土壤中Cd由过去0.035mg/kg增加到目前的0.13～0.22mg/kg,Hg也由过去的0.045mg/kg增加到目前的0.15mg/kg左右,区域化污染趋势已经显现.