贵州省土壤重金属背景值再研究

为探究贵州省背景土重金属含量的基本状况,进行了系统的场调工作,共采集自然土样468件.通过统计学和对比研究的方法,在“省域尺度”、“市域尺度”和“主要土类”的3个视角下重新提出贵州省土壤重金属的背景值.结果表明,省域推荐值分别为ω(Cd)0.220 mg·kg^(−1)、ω(Co)12.35 mg·kg^(−1)、ω(Cr)87.68 mg·kg^(−1)、ω(Cu)33.70 mg·kg^(−1)、ω(Mn)668.7 mg·kg^(−1)、ω(Ni)33.99 mg·kg^(−1)、ω(Pb)19.91 mg·kg^(−1)、ω(Zn)88.88 mg·kg^(−1)、ω(As)21.29 mg·kg^(−1)和ω(Hg)0.151 mg·kg^(−1).与《中国土壤元素背景值》相比,Hg含量提高77.41%;Cu和As含量分别提高25.28%和33.06%;而Co和Pb含量低于省域推荐值,分别降低29.83%和36.39%.市域尺度下,贵州省背景土的重金属含量在地理空间上呈西北高、东南低的分布特点,其中,安顺市所有元素的均值水平均超过省域推荐值,超出5%—60%;而黔东南全部未超.主要土类下,黄棕壤土和石灰土表现出对重金属较强的富集特点,其中黄棕壤土在全省的分布与市域推荐值的高值区域基本吻合,毕节的中西部、六盘水和黔西南的北部都以黄棕壤为主要土类,研究涉及的重金属含量普遍偏高.水稻土的重金属含量受成土母质和人为因素的叠加影响,对于地质高背景区和工矿区附近,其含量水平较土类推荐值存在偏低的估计,需要开展针对性的研究工作.省域推荐值对于了解各重金属的实际分布存在局限性,因此,市域推荐值和土类推荐值有助于识别重金属含量的区域性分布特征.

天然矿物修复剂筛选及其对镉固持性能研究

对湖南省14个产地、4类矿物材料的镉固持性能进行对比,优选出4种天然高效镉修复材料(宁乡县喻家坳的石灰石、湘潭县楠木冲的低品位锰矿石、桃源县马宗岭的膨润土和石门县新岗的海泡石)。4种天然矿物材料对镉的固持动力学速率从快到慢排序为:膨润土>石灰石>海泡石>锰矿石。各矿物材料对镉的吸附量随着镉初始质量浓度增大而增大,镉质量浓度不高于10.0 mg/L时,各矿物材料对镉的吸附量从大到小排序为:石灰石>膨润土>锰矿石>海泡石;镉质量浓度高于10.0 mg/L时,各矿物材料对镉的吸附量从大到小排序为:膨润土>石灰石>锰矿石>海泡石。吸附行为均符合Langmuir吸附模型,膨润土、石灰石、锰矿石、海泡石对镉的最大吸附容量分别为29.38、14.51、9.67、5.27 mg/g。溶液pH=6~9时,各矿物材料对镉的去除效率排序为:石灰石>膨润土>锰矿石>海泡石。天然矿物材料对镉的固持效果与矿物的化学组分、初始镉质量浓度、pH值有关。

典型铅锌冶炼区与自然地质高背景区周边耕地土壤中重金属分布特征及来源分析

为了研究典型铅锌冶炼区与自然地质高背景区耕地土壤中重金属分布特征及来源,采集云南省2个区域91份土壤样品,运用单因子指数法、土壤重金属累积性分析和潜在生态危害指数法等研究土壤重金属分布特征和生态风险。结果表明,自然地质背景区域8个重金属元素90%以上均为轻度累积和无明显累积,表层和深层的重金属(除Cr和Ni)含量无明显变化;典型铅锌冶炼区域Cd和Pb的累积程度80%以上为中度和重度累积,重金属主要富集在0~60 cm,随着深度的增加,重金属含量呈下降趋势。典型铅锌冶炼区域主要为Pb、Cd污染,污染来源主要为铅锌冶炼带来的人为污染;自然地质高背景区域主要超标元素为Ni、Cr、Cu,来源主要为成土母质和母岩。自然地质高背景区域周边耕地土壤重金属潜在生态风险比典型铅锌冶炼区域周边耕地土壤低。

海南麒麟菜省级自然保护区海水重金属含量与污染评价

调查及评价海南麒麟菜省级自然保护区海域海水的重金属污染现状。2019年5月从海南麒麟菜省级自然保护区海域采集18个站位海水样品,测定海水中重金属(铜、铅、锌、镉、铬、砷)含量,再采用单因子指数法对采集的海水污染状况进行评价。结果表明:海南麒麟菜省级自然保护区海域海水重金属含量总体较低,Cu、Pb、Zn、Cd、Cr、As平均含量均符合一类海水水质标准,部分站位Cu和Pb有超标现象,超标率分别为13.6%和9.1%,重金属单因子污染程度依次为Pb>Cu>Zn>As>Cd>Cr。海南麒麟菜省级自然保护区春季海洋环境质量状况良好。

太白山自然保护区土壤重金属含量及其分布特征研究

在太白山自然保护区,依据土壤类型选择典型样地取样,在室内分析的基础上,研究了太白山自然保护区土壤中6种重金属元素的含量及其分布特征。结果表明:太白山自然保护区土壤6种重金属平均含量大小顺序为:Zn>C r>Pb>Cu>A s>Cd。与国家《土壤环境质量标准》(GB15618-1995)一级标准相比较,保护区土壤质量总体上保持着自然背景水平;随着海拔的升高,Zn、Cr、Pb含量呈升高趋势,Cu、Cd含量呈下降趋势,As含量变化不大,分布较均匀;重金属元素在各类型土壤剖面中分布不同,在褐土剖面中主要表现为表层富集和淋溶,棕壤、暗棕壤和森林草甸土剖面下层元素富集现象较明显,而高山草甸土剖面中元素的垂直分布不明显,分布较均匀。

长江上游珍稀、特有鱼类国家级自然保护区鱼体肌肉重金属残留调查与分析

于2008-2009年在长江上游珍稀、特有鱼类国家级自然保护区范围内采集了10种鱼样,分别使用原子吸收分光光度法测定鱼体肌肉内Cu、Zn、Pb、Cd的含量,原子荧光分光光度法测定Hg、As的含量,用以评价保护区内鱼体肌肉重金属的污染状况和食品安全。6种重金属元素在不同鱼类肌肉中残留范围分别为0.39～1.17 mg/kg、29.83～38.68 mg/kg、0.03～0.64 mg/kg、0.015～0.042 mg/kg、0.015～0.074 mg/kg和0.031～0.077 mg/kg(湿重)。除了大眼鳜(Siniperca kneri)肌肉内Pb含量超出国家食品中重金属限量卫生标准外,其他鱼类肌肉中的重金属元素均低于限量标准。但根据联合国粮农组织提供的标准,有6种鱼体肌肉内的Pb含量超标。研究结果显示,肉食性鱼类肌肉中的重金属含量高于杂食性鱼类,各种鱼类肌肉重金属综合污染指数均低于0.5,属于微污染和轻污染程度,保护区范围内的鱼类没有受到明显的重金属污染。本研究结果反映了保护区内鱼类重金属的污染状况,对于该区域的生态环境管理与鱼类资源保护措施的制定提供了参考依据。

活化土壤重金属天然植物螯合剂的筛选

目前常用的化学合成的土壤重金属活化剂EDTA(乙二胺四乙酸)存在难降解、成本高等问题。选用3种天然植物叶子汁液[马尾松(Pinus massonianaLamb.)、湿地松(Pinus elliottiiEngelm)、酸藤果(Embelia LaetaL.Mez)],并与3种浓度(1.25、2.50、5.00mmol.L-1)的EDTA作对比,对采自广东清远市和乐昌市的二种铅锌矿废水污染水稻土(分别为酸性土壤和中性土壤)进行重金属活化试验,比较不同天然植物螯合剂对土壤重金属Cd、Pb、Zn的活化效率。结果表明,不同种类的植物汁液对土壤Cd、Pb和Zn的活化能力为:酸藤果>湿地松>马尾松。1∶1(鲜叶重∶蒸馏水重)提取的酸藤果汁液的活化能力显著高于其1∶2提取的汁液。天然植物螯合剂对Pb、Cd的活化能力明显低于EDTA,但对Zn的活化能力强,酸藤果1∶1汁液和湿地松1∶2汁液对酸性的酸性土壤活化量显著高于5.00mmol.L-1EDTA,其它天然植物螯合剂对Zn的活化量显著高于2.50mmol.L-1EDTA。植物汁液对中性土壤重金属的活化率通常较低。结果表明,酸藤果汁液是一种较有前途的天然植物螯合剂。

吴城鄱阳湖自然保护区鱼体重金属的富集及安全性评价

为研究吴城鄱阳湖自然保护区鱼类重金属的污染情况,以鄱阳湖吴城6种常见淡水鱼(鲤、鳙、鲢、草鱼、青鱼、鳊)为研究对象,分别研究鱼心脏、肝脏、鳃丝和肌肉等部位中铜、锌、铅、镉4种重金属的富集情况,并采用目标危险系数(THQ)评价其健康风险。结果显示,重金属元素在鱼体不同器官中的富集程度不同,Cd在肝脏中的含量最高,Cu在肝脏和心脏中的含量最高,Pb在肝脏中的富集含量最低,Zn在各器官的总体含量要高于其他3种元素。4种重金属在鱼肌肉中的含量均符合国内外标准。目标危险系数(THQ)分析结果表明,Pb导致的健康风险最高,Cd最低,单一重金属THQ值和复合重金属TTHQ值均小于1,说明吴城鄱阳湖自然保护区鱼类重金属的污染程度较低,不会对消费者健康产生潜在危害。

亚热带自然林与人工林土壤重金属含量的研究

重金属是危害森林生态健康主要污染物之一。采用电感耦合等离子体发射光谱法与石墨炉原子吸收光谱法,首次比较了亚热带人工林和自然林土壤中13种重金属元素(Fe,Al,Ti,Cr,Cu,Mn,V,Zn,Ni,Co,Pb,Se,Cd)的含量。结果表明自然林土壤中Fe,Al,Ti,Cu,Mn,V,Zn,Ni,Co,Pb,Se,Cd的浓度均高于人工林土壤,仅Cr在人工林土壤中有较高浓度。整体上自然林土壤较人工林土壤具有更高水平的重金属浓度。这可能是由于自然林较人工林具有较大年龄,通过植物根系作用固定土壤重金属具有较长时间所致。

夏尔西里自然保护区土壤重金属相关性分析及污染风险评价

为了探明夏尔西里自然保护区土壤重金属污染状况及相关性,沿山路蛇形布点采样,根据实地采样数据和试验数据,通过单因子污染指数分析法和潜在生态危害评价法,分别对夏尔西里自然保护区土壤重金属污染状况进行评价分析。结果表明:夏尔西里自然保护区重金属含量超过《土壤环境质量标准(GB15618—1995)》中一级土壤评价标准,Ni,Cr处于清洁状态;土壤中Pb,Zn,Co,Cu超标率分别为65%,50%,60%,85%;土壤中Hg,As超标率分别为90%,100%;8种重金属元素潜在生态危害系数顺序为:Hg>As>Cu>Pb>Co>Ni>Cr>Zn;Zn与Ni、Cu与Pb、Co与Cu的相关性达到显著性水平;Zn与Pb、Cr与Ni、Co与Pb、Co与Zn的相关性达到极显著性水平,元素有较高的同源性,重金属元素含量主要与成土母质有关,人为干扰对重金属元素含量影响较小,Hg,As元素与其他重金属元素相关性低或无相关性。

首钢地区表层土壤重金属的分布特征及污染评价

利用多元统计分析和空间分析相结合的方法,分析了首钢地区表层土壤中Fe、Cr、Ni、V、As、Cd、Pb、Cu、Zn、Hg 10种重金属元素的地球化学特征。研究结果表明,10种元素可以归结为4类:第一类Ni、V、As的含量低于自然背景值,主要受成土母质等自然因素的影响;第二类Cd、Cu、Pb、Zn的含量已经超出自然背景值,其中Cu、Pb、Zn属于轻度污染,Cd属于中度污染,这一类元素主要受到交通和冶炼等人为因素的影响,高值区主要分布于居民区;第三类为Fe、Cr,同时受到自然因素和人为因素的共同影响,高值区集中分布在厂区和部分居民区;第四类为Hg,Hg因其是一种非点源污染的元素而单独聚为一类,主要受到人为因素的影响且高值样点位于河流区。总体而言,首钢地区表层土壤已经受到部分污染,需密切关注其对环境的危害及人群的潜在健康风险。本研究对该区域土壤污染风险评价和土地利用规划等具有一定的借鉴意义。

盐城滨海滩涂表层沉积物重金属生态风险评价

使用Arc GIs软件对江苏盐城国家级珍禽自然保护区内核心区外围滩涂表层沉积物中的镉(Cd)、铬(Cr)、铜(Cu)、铅(Pb)、锌(Zn)及镍(Ni)6种重金属含量及其分布特征进行空间插值分析,并采用环境风险指数法(HPERI)和Hakanson潜在生态危害指数法(ERI)进行重金属生态风险评价,旨在为滨海湿地生态系统健康和环境保护提供科学依据,为滨海保护区的开发利用提出合理化建议。研究结果发现,Cr、Ni、Pb的含量均高于背景值;Cu、Zn、Cd、Pb 4种重金属含量均低于国家I类标准,属I类沉积物;Cr为Ⅱ类沉积;环境风险指数法表明该区域Cr对环境污染的影响最大,综合环境风险由东南至西北呈现先增大、后减小、再增大的趋势;Hakanson潜在生态危害指数法结果表明Cd的潜在生态危害最大,综合潜在生态风险与环境风险指数的变化规律大致一致,以新洋港入海口和渔业活动最密集处为最高。六种重金属的综合潜在生态危害指数RI值均在40以下,远小于150,总体也属非常轻微程度的生态危害。

广西合浦儒艮国家级自然保护区表层沉积物重金属污染及其潜在生态危害评价

分析了合浦儒艮自然保护区表层沉积物中重金属(Cu、Pb、Zn、Cd、Hg、As)含量的分布特征,并采用海洋沉积物质量国家标准和Hakanson沉积物重金属潜在生态危害系数与危害指数方法评价了该保护区沉积物重金属污染程度和潜在生态危害。结果表明:该保护区表层沉积物重金属含量均达到第一类海洋沉积物质量标准;重金属污染和潜在生态危害轻微;生态危害程度顺序为:Cd>Hg>As>Pb>Cu>Zn;重金属污染主要来自陆源污染源。

天然有机质存在条件下的纳米颗粒与重金属协同行为研究

纳米颗粒与重金属元素相结合发生反应,可能产生一系列相互作用关系。这些作用过程是取决于多个环境条件共同作用的复杂过程,尤其是在土壤这种复杂的典型非均质环境介质中。这些作用关系可分为协同促进和拮抗抑制两大类关系。对于土壤中的重金属离子而言,纳米态粒子对其环境有效性究竟是协同促进还是拮抗抑制作用,关键取决于纳米粒子的表面修饰特性、二者间的界面反应以及反应后重金属元素的最终赋存状态这三个方面。协同促进或拮抗抑制作用与否则最终决定了这些污染重金属离子的生物可利用性和生态毒性响应。本文对近年来纳米颗粒-重金属共环境行为的国内外研究现状进行综述讨论。纳米-重金属界面吸附解吸和土壤中迁移持留过程研究涉及多个热力学、动力学解析方法,科学家结合静态批实验和动态迁移实验等实验室模拟手段,对纳米颗粒、重金属离子、有机质三因子在土壤介质中的相互作用影响和共行为方式展开深入探讨。在重金属离子-纳米颗粒表面吸附机制、赋存形态以及重金属纳米吸附态土壤迁移固定机制研究中,多种定性表征方法的综合应用,如透射电镜(TEM)、X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)、X射线吸收近边结构光谱/扩展X射线吸收精细结构光谱(XANES/EXAFS)等方法相结合,被公认是揭示这一系列过程机制的重要技术手段。针对不同土壤环境中有机质存在条件,正确评价纳米态物质对重金属的迁移性及生物可利用性的影响作用,将为纳米环境效应评估和纳米修复技术等相关应用提供重要的数据支持和机理依据。

雷公山自然保护区常见植物叶片重金属元素含量特征

为探讨自然保护区森林生态系统植物重金属含量状况,以雷公山自然保护区主峰地段常见植物为研究对象,对其叶片6种重金属元素(Fe、Mn、Zn、Ni、Pb、Cd)进行了测定。结果表明:重金属含量>100mg·kg^(-1)的元素有Fe和Mn,50~100mg·kg^(-1)的元素有Zn,<50mg·kg^(-1)的元素有Pb、Ni和Cd。Fe、Zn、Ni、Cd、Pb为正偏态分布,Mn为负偏态。除Ni外,其余元素在5种植物间的含量均存在显著差异(P<0.05)。该地区植物中Mn、Zn、Ni、Pb、Cd含量均已达到甚至超过中毒水平,存在着受重金属毒害的潜在风险,但除Ni、Pb外,各重金属含量均在世界陆生维管植物相应元素的平均含量范围内。研究区5种植物叶片中的重金属含量分配模式均表现为Mn>Fe>Zn>Pb>Ni>Cd。Fe-Zn、Fe-Cd、Fe-Pb、Zn-Cd、Zn-Pb、Cd-Pb之间均具有显著正相关关系(P<0.05),说明以上各组元素的来源相似且植物对各组元素的吸收具有一定的协同效应。

天然草场土壤、牧草中重金属含量对放牧家畜的影响

对青海省3个主要天然放牧草场中土壤、牧草和家畜中汞、砷、镉、铅重金属的累积与迁移规律进行研究。结果表明,黄南州河南县和海南州共和县土壤中汞含量超过限量值,海北州祁连县土壤中镉含量超过限量值,其他指标均符合标准要求。牦牛肌肉、羊肌肉中铅含量与饲养环境中土壤、牧草中铅含量均无显著相关关系(P>0.05),与饲养环境牧草中砷、汞含量也无显著相关关系(P>0.05),牦牛肌肉中汞、镉含量与饲养环境土壤、牧草中汞、镉的含量具有显著相关关系(P<0.05),羊肌肉中砷含量与饲养环境土壤、牧草中砷的含量具有显著相关关系(P<0.05)。从总迁移系数看,汞的迁移系数最大,其次为砷。汞、砷向羊肌肉中的迁移系数大于牦牛肌肉,镉向牦牛、羊肌肉迁移的系数最小。

梵净山自然保护区林地土壤重金属分布与富集特征

【目的】为梵净山珍稀植物保育及保护区旅游开发可持续发展提供基础资料和决策依据。【方法】以梵净山自然保护区林地土壤为研究对象,按剖面、海拔及植被对林地土壤重金属进行调查与评价,并通过富集因子法探讨其富集特征。【结果】Cd和Pb随土壤深度的增加而减小,Cu随土壤深度的增加而增加;Cr随海拔增高先减小后增加再减小,Cd随海拔增高先增加后减小,Pb、Cu、Hg及As随海拔增高先增加后减小再增加;红豆杉、西南卫矛、杜鹃与珙桐4种植被下重金属含量依次为Cr>Pb>Cu>As>Cd>Hg;梵净山冷杉植被下重金属含量依次为Pb>Cr>Cu>As>Cd>Hg。0~20、20~40与40~60 cm的Cu、Cd、Hg和Pb的富集因子(EF)>1;Cd、Pb、Hg在海拔500~1000、1001~1500、1501~2000及>2000 m的EF>1,Cu和As在>2000 m的EF>1,Cr在海拔500~1000 m的EF>1;红豆杉、西南卫矛与珙桐下Cr、Cd、Pb及Hg的EF>1,杜鹃下Cr、Cu、Cd、Pb、Hg及As等的EF>1,梵净山冷杉下Cu、Cd、Pb、Hg及As等的EF>1,即相对富集。梵净山自然保护区林地土壤主要受到Cd的影响,其次是Pb和Hg。

广西山口红树林生态自然保护区海域沉积物重金属污染状况及潜在生态风险评价

为了解山口红树林生态自然保护区海域沉积物重金属的污染特征,于2018年1—2,6—8月采集表层沉积物,分析了沉积物中铜、锌、铅、镉、铬、汞、砷的含量。采用单因子污染指数评价法和潜在生态风险指数法进行重金属污染现状和生态风险评价。根据《海洋沉积物质量》GB18668—2002一类标准评价结果,干季、湿季超标的环境因子均为油类、有机碳、硫化物,其余环境因子均小于1,有较大的环境容量。根据潜在生态风险评价结果,干季、湿季各站位重金属综合潜在生态风险指数均小于150,沉积物重金属的潜在生态风险程度较轻,属于低风险范畴。

天然富硒土壤的性质及硒对重金属的拮抗研究

本文研究了丰城市不同天然富硒地区稻田土壤的性质和硒对重金属(Cd和Pb)的拮抗作用。结果表明,董家村(高硒区,C区)稻田的土壤中水溶性Se含量是蕉坑村(低硒区,A区)的10倍。董家村稻田土壤中的酸溶态硒、可交换态硒、有机物结合态硒的含量要远高于蕉坑村,这4种形态硒能直接或间接的能被植物吸收利用,导致两个地区所生产出产品中所含硒量有着明显的差异。在水稻生长期间,Cd和Pb在叶片中含量与生长时间呈正相关的关系。但是,在水稻的每个生长期内,高硒区(董家村)的水稻叶片中Cd和Pb的含量在均低于低硒区(蕉坑村)中的含量。同时,在水稻整个生长期内,高硒区(董家村)的水稻叶片中Cd和Pb积累速率比低硒区(A区)的积累速率缓慢。结果表明,在水稻生长过程中,适量的硒浓度对重金属Cd和Pb起到了一定的拮抗作用。