Distribution of heavy metals in soils of Port Harcourt and its environs, Niger Delta, Nigeria

Geochemical evaluation of the distribution of heavy metals in soils of Port Harcourt and its environs in the Niger Delta region is presented in respect of anthropogenic factor and index of geoaccumulation. Sixteen (16) soil samples were collected from two horizons (0-10 cm and 100 cm) from the various grids and analyzed. The geo-chemical analyses showed the vertical and horizontal distributions of heavy metals. The results showed the ranges of the metals determined as follows: Pb (6.86-2.49)×10-6, with an average of 4.63×10-6; Cd (0.05-0.00)×10-6, with an average of 0.02×10-6, As (0.01-0.00)×10-6, with an average of 0.00×10-6. Cu (15.36-10.80) ×10-6, with an average of 13.36×10-6, and V (1.36-0.20)×10-6, with an average of 0.94×10-6. Quantification of the degree of pollution was carried out using anthropogenic factor (AF) and index of geoaccumulation (Igeo). The Igeo values of 0.06, 0.02 and 0.00 for Pb, Cd and As, respectively indicate low-level contamination while Zn (1.14) and V (1.40) show me-dium-level contamination. The sources of contamination are attributed to urbanized anthropogenic activities. The majority of the samples analyzed show that the AF values are less than 1 with the exception of vanadium (V) whose AF values range from 2.73 to 13.60×10-6. Vanadium is more enriched than As, Cd, Pb, and Cu. The order of degrees of anthropogenic contamination and index of geoaccumulation in the soil is V >Zn >Pb >Cu >Cd >AS. Metals were retained near the top soil and their concentrations in the deepest horizons were lower and normal for uncontaminated soils. Metal concentrations in the top soil horizons were significantly related to distance from the industrial and hu-man activities.

农田土壤重金属污染评价方法研究——以长江三角洲典型县级市常熟市为例

在工业化、现代化过程中，经济发达地区土壤污染是一个十分值得重视的问题，如何合理、恰当地对这些地区的土壤环境质量进行评价也是众所关注和值得探讨的。为此，以长江三角洲典型县级市常熟市为研究对象，在探讨土壤环境背景值的含义、确定方法、评价标准的基础上，通过田间采样和室内分析，对常熟市土壤重金属含量进行调查，并以当地土壤环境背景值上限值和GB15618-1995土壤环境质量标准二级标准值为评价标准，分别对该市土壤重金属中7种重金属元素（Cd、Hg、As、Pb、Cr、Cu和Zn）污染状况进行评价。结果表明，以当地土壤环境背景值上限值为标准进行评价，7种重金属均有超过背景值现象，其中以Hg、Pb、Cr、Cu和Zn问题较多，超标率达13．6％-20．4％。而以GB15618—1995土壤环境质量标准二级标准值进行评价，则Cd、Pb、Cu和Zn均有超标，Hg有30．6％的土壤样品超标，As、Cr不超标。因此认为采用双重标准进行土壤环境污染状况的评价，可以较全面地了解当地土壤污染状况。

长江三角洲地区土壤重金属生物有效性的研究--以江苏昆山市为例

土壤重金属的生物有效性是指土壤重金属在生物体内吸收、积累或毒性程度。以昆山市为典型区,对长江三角洲地区土壤重金属的生物有效性进行研究。结果表明,有效态Cd含量较高,生物有效性达63.8%。不同功能区重金属的生物有效性差异较大,Cd、Cu、Ni、Pb、Co以冶金电镀区最高,Cr以化工区最高,Zn以菜地区最高。不同土壤类型中Cd、Cr、Cu、Pb、Zn的生物有效性均表现为乌栅土>青泥土>黄泥土。不同母质发育的土壤上重金属生物有效性则表现为江海沉积物最高,湖相沉积物最低,且成土母质对土壤重金属的生物有效性的影响程度要大于土壤类型。随着剖面层次的下降,重金属有效态含量和生物有效性逐渐减小。植物中的重金属含量与土壤中相应的重金属的生物有效态含量显著正相关。Zn和Cd的富集系数最高,潜在风险最大。综合分析各重金属元素在土壤中的总量、生物有效性及植物中的含量,发现重金属Cd的污染最大,它将严重威胁农产品安全和地下水质量。

长江三角洲典型地区土壤-水稻系统中Cd的分布及其迁移制约因素

为了弄清楚长江三角洲土壤-水稻系统中Cd污染和迁移制约因素,采集了典型地区的水稻土壤、秸秆、籽实等样品共66组,测试了这些样品中重金属元素和常量元素的含量、土壤pH值和总有机碳含量等参数指标,并对这些参数进行相关性分析,评估水稻土壤与籽实中的Cd污染,探讨Cd空间分布,讨论土壤中pH值和有机质以及其他金属元素对Cd在水稻中积累的制约作用。结果表明:长江三角洲典型地区水稻土壤和籽实都存在Cd含量超标现象,土壤样品中Cd质量分数为(81.39～1 441.00)×10-9,平均值277.40×10-9,而水稻籽实样品中Cd质量分数为(10.44～692.40)×10-9,平均值55.63×10-9;根据土壤环境质量标准(GB 15618—1995)的二级标准,水稻土壤超标率为9.09%,超标样品主要分布在苏州、镇江和常州;根据食品中污染物的限量标准(GB 2762—2005),水稻籽实Cd含量超标率为4.55%,超标样品集中在苏州和无锡;影响水稻积累Cd的因素有土壤中总有机碳、CaO、MgO、P的含量和pH值;水稻中S和Se含量与Cd含量关系密切,Cd与Zn表现为协同作用,土壤中S、Se和Zn的含量对水稻积累Cd无明显影响;提高土壤中pH值以及增加土壤总有机碳含量,能适当降低水稻中Cd的积累,适当增加土壤中Ca、Mg和P的含量能在一定程度上降低水稻对Cd的吸收。

长江三角洲典型地区工业企业的分布对土壤重金属污染的影响

以长江三角洲地区近年来经济发展较快的张家港市为例,在密集的大田采样和大田与企业周围采样结合的基础上,评价了该市土壤Cd、Hg、Pb污染状况;讨论了两种不同采样方式对土壤污染状况评价的影响;用土壤表层与底层重金属含量的比值(后简称元素比值)为指标讨论了不同类型企业对周围土壤重金属积累的影响。总的来看,张家港市土壤重金属整体平均值与环境背景值接近,明显低于国家环境质量(GB 15618-1995)二级标准和中国绿色食品生产基地环境土壤污染限值(NY/T391-2000)。但存在少数样点超标和超限现象,空间上有小面积高含量土壤分布,且主要局限于企业周围的小范围内。采样方式对土壤污染的评价有明显的影响,对Cd和Pb而言,大田采样方式下他们的含量要明显低于两种方式结合的情况下(p<0.05),而Hg元素则相反,当大田采样与企业周围采样相结合可使得土壤中Hg元素高含量的分布面积明显增大。绝大部分企业周围土壤样品的元素比值要明显高于大田采集的土壤。除冶金类企业有着明显的Pb单一聚集外,化工、电子类企业往往导致了多个元素的积累,企业对周围土壤存在复合污染的可能性。这些结果为该市或类似地区的环境质量调查和评价、环境治理提供了重要的基础资料和决策依据。

长江三角洲地区土壤重金属污染特征及潜在生态风险评价——以江苏太仓市为例

太仓市表层土壤Zn、Cu属强变异强度,呈对数正态分布;Cd、Ni、Hg、As、Cr和Pb属中等变异强度,呈正态分布。Cu、Hg、Zn、As显著高于当地背景值,以As累积指数和超背景值率最高;8种重金属除As自表层向下递增外,其余元素均为表层向下递减。土壤复合污染严重,土壤潜在生态风险达中等水平,黄泥土生态风险高于沙夹垅;重金属生态风险以印染厂最大,其次为电镀厂和养殖场,产生潜在生态风险为Hg、Cd,而As、Cu、Zn、Cr、Ni、Pb等多属轻微水平。

长三角地区池塘养殖水产品重金属含量及其健康风险评价

为全面了解长三角地区池塘养殖水产品重金属污染现状及食用风险,于2015年5月至11月分别在上海、江苏和浙江的13个养殖池塘采集了5类共13种水产品并进行了重金属含量的测定,同时根据每周可耐受摄入量(PTWI)及风险评价指标分别评价了其食用安全性和健康风险。实验结果表明,长三角地区水产品体内重金属Cr和As的残留量很低,Cu和Pb有近60%的样点超标,而Cd在所有样点都超标,且底栖类水产品中重金属的浓度高于鱼类。根据每周水产品摄入量进行食用安全性评价的结果表明,Cu、Pb、Cr和As 4种重金属的百分比都小于100%,但Cd的占比远远超过100%,存在较大威胁。健康风险评价结果显示:部分水产品存在食用风险,且该风险主要由重金属Cu和Cd所贡献;就水产品种类而言,鱼类水产品的整体健康风险低于底栖类水产品。通过与沉积物中重金属含量的比较及相关性分析,初步得出长三角地区养殖池塘水产品体内的重金属Cd、Cr和As的残留可能与养殖池塘沉积物中重金属的污染有关。

长江三角洲经济区海域沉积物重金属分布特征及环境质量评价

基于长三角经济区1 871个近海海域表层沉积物地球化学分析数据,结合相关地质资料,阐述了该区海域沉积物重金属含量及分布规律。结果表明,研究区表层沉积物重金属平均含量:As为8.12×10-6、Cd为101.53×10-9、Cr为74.79×10-6、Cu为19.33×10-6、Hg为34.87×10-9、Pb为22.31×10-6、Zn为67.13×10-6;空间分布上,元素含量从象山到乐清沿岸普遍偏高,而最低含量区见于江苏海岸;以综合指数法进行环境质量评价结果显示,重污染区分布在长江口河道内,轻污染分布在长江口附近海域、宁波-温州附近海域,清洁区主要分布在苏北海域。

长江三角洲地区土壤盐酸可提取态重金属含量的空间变异特征

以江苏昆山市为典型区,对长三角地区土壤盐酸可提取态重金属含量的结构特征进行分析,得出该区盐酸可提取态重金属的空间分布格局并揭示了引起这种分布格局的成因和污染来源,结果表明:昆山市盐酸可提取态Cd、Cr、Cu、Pb、Zn、Hg属强变异,Ni和Co为中等变异。半方差函数模型拟合表明所有盐酸可提取态重金属元素均符合球状模型,8种重金属元素在一定范围内均存在空间相关性。采用Kriging最优内插法得到了盐酸可提取态重金属含量的空间分布格局,表明土壤盐酸可提取态重金属含量与工业活动、污水灌溉和大气降尘密切相关。通过主成分分析与地统计学相结合的方法,得出该区盐酸可提取态重金属由4个主成分构成,第一主成分为Cd、Cu、Pb、Cr和Zn,决定这一成分的主要因素为工业污水灌溉、大气降尘和元素地球化学特征;第二主成分为Ni,决定这一成分的主要因素为土壤内部因子;第三主成分为Hg,该成分主要受工业点源污染的影响;第四主成分为Co,该成分可能主要受地形影响。

长江三角洲农灌区沉积物中重金属的污染特征及生态评价

根据地质背景和人类活动方式,将整个长江三角洲地区划分为3个区域,探讨其区域特征和污染水平。利用多元统计学方法,分析不同区域重金属分布及污染特征;应用主成分分析,剖析了引起污染差异的原因;运用综合生态风险评价方法,探讨了沉积物的生态风险。结果表明,重金属的分布和区域特征既有相似性又存在差异:元素的富集程度以浙江区较高,太湖平原较低;浙江区不同元素变化最大,而太湖流域元素的变化则较为均匀。主成分分析表明,不同区域重金属的主要来源有所不同:长江两岸的Hg、Cu、Pb、As污染严重,与城市污水的排放和农业化肥的利用关系密切;太湖流域的主成分因子出现Zn、Cr、Cu组合,体现出电镀、化工行业污染排放的特征;浙江区主成分因子复杂,反映污染物质的多来源。采用Hakanson潜在生态风险指数法对沉积物中重金属进行风险评价,其单因子生态危害程度为Cd>Hg>Pb>As>Cu>Zn>Cr,综合潜在生态风险指数表明,长江三角洲农灌区的污染总体轻微,浙江区北部污染达到中等。

长江三角洲地区土壤和水稻重金属污染特征研究

[目的]研究长江三角洲地区土壤和水稻重金属污染特征。[方法]测定长江三角洲地区150多个采样点的重金属含量,进行土壤环境质量评价,并研究重金属元素在不同区域和植物不同部位的含量分布以及转换和分配特征。[结果]长江三角洲地区受Cd、Pb、Cr、Cu、Zn的污染,其中Cd污染最严重,Pb、Cu和Zn次之,Cr最轻,几乎不受Hg和As的污染,内梅罗污染指数为0.880,属于警戒级;水稻果实中Cd、Cr、Cu、Hg和Zn超过其背景值。按区域划分,土壤污染程度依次为:环太湖地区>浙江南部地区>沿江地区,城市直辖区>县级城镇及农村;按迁移转化规律划分,根际土壤>水稻根茎>水稻果实;转换系数Cd>Cu>Zn>As>Hg>Pb>Cr,分配系数Zn>Cr>Cd>Cu>Hg>Pb>As。[结论]长江三角洲地区污染元素的数值范围较大,个别样本污染严重,应加大重金属污染防治与预防。

长江三角洲地区城市污水污泥重金属含量研究

通过现场采样及室内分析,研究了长江三角洲地区南京、苏州、上海、杭州等15个城市的污水处理厂44份污泥样品中6种重金属元素(Cu、Zn、Pb、Cd、Cr、Ni)的含量。结果表明,不同污水处理厂的污泥样品中重金属元素的总量存在较大的差异,6种重金属元素平均含量的大小顺序为Zn>Cu>Ni>Cr>Pb>Cd。对各类型污泥重金属污染指数比较表明,工业污水为主城市污泥中重金属污染程度明显高于生活污水为主污泥和混流污水污泥。用主成分分析法提取的3个主成分较好地反映了6个重金属指标的信息,累积贡献率为82.0%,第一主成分能解释接近50%的信息量,它主要反映各金属在污泥中均有不同程度的富集。为了保护生态环境和人类健康,防止二次污染,污泥土地利用时需考虑重金属含量,采取相应控制措施。

长三角地区重金属污染特征及防治对策研究

随着长三角经济的快速增长,生态环境日益恶化,重金属污染已成为长三角面临的一个严重环境问题,主要表现在:(1)星罗棋布的产业集群,是重金属污染的主要来源;(2)水和土壤的重金属污染,造成农产品重金属含量超标,乃至农业减产;(3)污染途径多,呈现出工矿企业、交通和农业污染叠加态势。典型案例包括上海、南京、台州、无锡、宁波等地区的重金属污染超标事件。针对上述问题,文章提出了长三角重金属污染防治的制度创新体系,包括五项基本制度和三个保障体系。研究结论对全国其他地区的重金属污染防治,具有一定的理论参考意义。

长江三角洲地区土壤和水稻重金属污染特征研究(英文)

[目的]研究长江三角洲地区土壤和水稻重金属污染特征。[方法]测定长江三角洲地区150多个采样点的重金属含量,进行土壤环境质量评价,并研究重金属元素在不同区域和植物不同部位的含量分布以及转换和分配特征。[结果]长江三角洲地区受Cd、Pb、Cr、Cu、Zn的污染,其中Cd污染最严重,Pb、Cu和Zn次之,Cr最轻,几乎不受Hg和As的污染,内梅罗污染指数为0.880,属于警戒级;水稻果实中Cd、Cr、Cu、Hg和Zn超过其背景值。按区域划分,土壤污染程度依次为:环太湖地区>浙江南部地区>沿江地区,城市直辖区>县级城镇及农村;按迁移转化规律划分,根际土壤>水稻根茎>水稻果实;转换系数Cd>Cu>Zn>As>Hg>Pb>Cr,分配系数Zn>Cr>Cd>Cu>Hg>Pb>As。[结论]长江三角洲地区污染元素的数值范围较大,个别样本污染严重,应加大重金属污染防治与预防。

长江三角洲地区农用地土壤重金属污染状况与防治建议

长江三角洲地区(简称长三角地区)是我国重要的工农业生产基地,关注该地区农用地土壤重金属污染状况对促进地区经济社会良性发展、保障生态环境安全具有重要意义。本文根据近20年发表的长三角地区农用地土壤重金属相关文献中的重金属含量数据,全面分析长三角不同区域农用地土壤典型重金属累积情况与污染状况,系统探究导致长三角地区农用地土壤重金属累积与污染的主要原因。分析发现,工业“三废”排放、交通运输、化肥、农药、农膜等的大量施用(使用),使得长三角地区农用地土壤中重金属Cd累积与污染情况最为严重,其次是Cu、Hg和Pb,而浙江台州和安徽铜陵分别存在Cd、Hg、Cu,Cd、Pb、Cu多种重金属复合污染问题。针对长三角地区农用地土壤重金属污染防治的迫切需求和主要污染成因,在农用地土壤重金属污染源头控制、农用地土壤重金属快速动态监测、农用地土壤分级管理、重金属污染农用地土壤修复新技术研发、农用地土壤污染防治立法等方面提出了相关防治建议,以期为改善长三角地区农用地土壤生态环境、促进优质高效农业的可持续发展提供参考。

长江三角洲典型县域耕地土壤重金属污染生态风险评价

为全面掌握长江三角洲地区典型县域耕地土壤重金属污染状况与生态风险特征,通过野外实地采样和室内土壤重金属含量化验分析,采用单因子污染指数法、内梅罗综合污染指数法和潜在生态风险指数法对宜兴市县域耕地土壤中As、Cd、Cu、Hg、Pb、Zn 6种重金属元素进行污染和生态风险评价。结果表明,宜兴市耕地土壤重金属土壤污染总体较轻,耕地土壤重金属污染点位超标率为10.27%,Cd、Cu、As、Hg、Pb、Zn的超标率分别为10.11%、0.88%、0.44%、1.49%、0.10%、0.35%,从超标率来看Cd和Hg为宜兴市主要污染元素,其中Cd的样本超标率高于全国耕地Cd的超标率。宜兴市耕地土壤重金属污染总体呈现“轻微”生态风险,生态风险贡献率较高的为Cd,达到57.46%,生态风险等级较高区域为丁蜀镇的东北部、张渚镇的东南部和徐舍镇的东北部区域。宜兴市耕地土壤重金属污染源可能主要来源于人为的化工生产活动。研究可为耕地土壤重金属污染预防控制治理提供理论依据,提高耕地资源安全利用水平。

长江三角洲近岸水域表层沉积物重金属分布特征及其影响因子

采用ICP-MS测定了不同季节长江三角洲沉积物中重金属(Ni,Cu,Cr,Zn,Cd和Pb)含量并探讨了其影响因子。结果表明:(1)长江三角洲沉积物中Pb和Zn占重金属总量比例最高,Hg和Cd占重金属总量比例较小;沉积物重金属含量均以秋季和冬季最高,夏季次之,春季最低。(2)长江三角洲沉积物中Cr,Cu和Ni元素均以残渣态为主,Zn和Cd主要以弱酸提取态为主,Pb较均匀地分布于不同形态中。(3)长江三角洲沉积物中pH值和电导率基本表现为春季>夏季>秋季>冬季,其中秋季和冬季pH值差异不显著(p>0.05),二者显著低于春季和夏季(p<0.05);沉积物中全碳、全氮、全磷和全钾含量均以秋季和冬季最高,夏季次之,春季最低,其中不同季节全氮和全钾含量差异均显著(p<0.05)。(4)Pearson相关性分析可知,长江三角洲沉积物中Cr,Pb,Cd的弱酸浸提与重金属总量之间表现出显著的正相关关系(p<0.05),而6种重金属元素的可还原态与重金属残渣态之间没有显著的相关性(p>0.05);Cr,Cu,Pb的弱酸浸提与可还原态没有显著的相关性(p>0.05),Ni,Zn和Cd的弱酸浸提与可还原态具有显著的相关性(p<0.05)。(5)长江三角洲沉积物中6种重金属元素的不同形态均与养分等指标存在显著的正相关性,而pH值和电导率与不同形态重金属呈负相关,全碳含量是控制长江三角洲沉积物重金属元素分布的主要因素。

苏南典型工农业交错区土壤铅富集特征及源解析——基于PCA-PMF方法

为阐明长江三角洲典型工农业交错区土壤中Pb富集特征以及污染源贡献,以常熟地区典型水稻土为研究对象,分析了该地区表层土壤和土壤剖面中Pb、Cu、Zn、Cd以及主量元素等的含量及Pb形态分布.结果显示,研究区表层土壤发生了显著的Pb富集,土壤Pb平均含量超出了当地水稻土Pb背景值近一倍,地学统计分析反映表层土壤Pb处于轻度污染水平.外源铅在土壤中主要以铁锰氧化态和残渣态存在.相对于表层土壤,深层土壤(20~60cm)具有较高的碳酸盐结合态Pb占比和残渣态Pb占比,以及较低的腐殖酸结合态Pb占比和铁锰氧化态Pb占比.主成分分析法(PCA)和正定矩阵因子分析法(PMF)分析结果均显示表层土壤Pb主要来自4种污染源:约42.8%继承于岩石风化的自然产物、15.5%来自于含Pb汽油等化石燃料燃烧排放(通过大气沉降形式输送到土壤等方式)、21.6%来自于电镀等有色金属冶炼的工业活动和20.1%的可能为地表其它混合源.PCA-PMF源解析方法所得结果能较好地解析土壤中重金属来源.

基于形态提取与同位素指纹技术研究铅在土壤剖面中的迁移转化——以某铅锌矿周边森林土壤为例

为阐明Pb在土壤中的迁移转化规律以及人类活动对地表Pb的影响,以宁镇地区某铅锌矿周边森林土壤为对象,在山坡与山麓分别采集土壤剖面样品,利用形态提取和Pb同位素指纹技术研究铅锌矿开采等人为活动影响下Pb在土壤中的迁移转化,并量化人类活动对土壤Pb含量的影响。结果表明:受铅锌矿开采等人为活动的影响,森林表层土壤中Pb存在明显富集,Pb含量高出当地背景值约2.9~7.7μg/g。土壤中Pb主要以颗粒态和淋溶方式迁移,迁移主要发生在10~25 cm;相对于山坡,山麓土壤中Pb的最大垂向迁移距离增加了约5 cm。土壤Pb主要以残渣态和铁锰氧化物结合态存在,其次为碳酸盐和腐殖酸结合态;与山坡相比,山麓土壤中碳酸盐结合态、腐殖酸结合态和可交换态Pb含量较低,铁锰氧化态Pb含量较高。Pb主要以碳酸盐和腐殖酸结合态淋溶到深层,进而被铁锰氧化物和其它土壤矿物固定。Pb同位素示踪结果显示,山坡土壤0~5 cm来自附近铅锌矿开采等人为活动的Pb占比约17.1%,人为源的贡献程度随土壤深度增加而减小,15~20 cm其贡献小于3%。受淋溶作用影响,山麓土壤0~5 cm中人为源Pb的占比明显低于山坡同深度土壤,而在其它土层中的占比相近。基于土壤剖面采样和Pb同位素示踪技术,可有效识别铅矿开采对周边土壤中Pb的影响,研究结果可为矿区周边的污染管控提供科学依据。