基于灰尘重金属生态修复的城市公园植物景观研究——以漳州市为例

城市公园是为城市居民提供休息、游览、锻炼和交往的公共活动空间,也是城市生态景观主要构成之一。城市更新下公园绿地发展迅速,然而其景观设计与生态修复研究尚处初级阶段。基于此,本文结合公园绿地植物景观现状问题,指出基于灰尘重金属生态修复的城市公园绿地植物类型和适用种类。从城市公园的功能需求、灰尘重金属污染积累特征分区、分级进行植物群落层次、植物组团配置及植物景观设计的探索,提出基于灰尘重金属生态修复下的植物生态修复策略。

上海城市公园灰尘重金属污染及其潜在生态风险评价

通过对上海城市公园灰尘重金属含量的调查,发现上海城市公园灰尘重金属Pb、Zn、Cu、Cr、Cd和Ni含量的平均值分别为416.63 mg/kg、906.29 mg/kg2、35.89 mg/kg1、62.59 mg/kg1、.58 mg/kg和92.19 mg/kg,同上海市土壤环境背景值相比,均处于较高的积累水平。公园灰尘重金属空间上的分布特征表现为:内外环线之间公园灰尘各重金属元素含量平均值均高于内环线内公园;通过分析判定公园灰尘中较高的重金属含量可能主要源于交通和工业造成的污染。运用潜在生态危害指数法来评价上海城市公园灰尘重金属污染状况,发现单种重金属造成的潜在生态危害表现为:Cd>Pb>Cu>Ni>Zn>Cr;公园灰尘6种重金属潜在生态危害达到一个相当高的水平,在所调查的公园中,63.6%的公园灰尘重金属生态危害达到极高水平,29.5%的公园达到高水平,6.8%的公园处于较高水平。

上海城市公园土壤及灰尘中重金属污染特征

对上海城市公园土壤和灰尘重金属含量水平进行了研究,并分析了土壤和灰尘中重金属的空间分布特征,结果表明,公园土壤中Pb、Zn、Cu、Cr、Cd和Ni的平均含量分别为55.06、198.54、44.57、77.01、0.40和31.17 mg.kg-1;公园灰尘中重金属含量普遍高于土壤,各元素的平均含量分别为416.63、906.29、235.89、162.59、1.58和92.19 mg.kg-1;同上海市土壤环境背景值相比,公园土壤(Ni除外)和灰尘中重金属元素含量均不同程度超出背景值;内外环线之间公园土壤(Zn除外)和灰尘重金属的平均含量均大于内环线以内公园;在不同的功能区,公园土壤和灰尘重金属的空间分布则无明显的规律性.通过Pearson相关分析和主成分分析,认为人类活动造成了公园土壤和灰尘中重金属的积累,其中最主要的污染源为工业和交通污染.

福州城市公园灰尘重金属污染特征

利用ICP-MS对福州城市公园灰尘中的重金属含量进行测定分析,分析结果表明,福州城市公园灰尘中重金属Cu、Pb、Zn、Cd和Cr的平均含量分别为111.04 mg/kg、73.81 mg/kg、386.62 mg/kg、0.58 mg/kg和78.21mg/kg,分别为福建省土壤环境背景值的5.1、2.1、4.7、10.7和1.9倍,均处于较高的积累水平。公园灰尘重金属空间上的分布特征表现为内环线以内公园灰尘中各重金属元素含量的平均值高于内环线以外公园,灰尘中重金属元素的含量主要与交通以及区域的工业分布集中度有关。运用潜在生态风险指数法来评价福州城市公园灰尘重金属的污染状况,评价结果表明,福州城市公园灰尘中的Cu、Pb、Zn、Cd和Cr都存在着不同程度的污染,单一重金属造成的潜在生态危害表现为Cd>Cu>Pb>Zn>Cr。

福州市公园灰尘磁学特征及其环境意义

以福州市公园灰尘为研究对象,对其进行了磁学参数特征研究,结果表明,福州市公园灰尘χ、χfd%、SIRM、S-ratio、SIRM/χ平均值分别为269.80×10-8m3/kg、0.73、6175.07×10-5(A m2)/kg、0.91、30.82A/m.综合分析发现,福州市公园灰尘磁性矿物含量较高,部分样品的主要磁性矿物为铁磁性矿物,部分样品为反铁磁性矿物,且Day图反映了其磁性矿物粒径主要以单畴(SD)和假单畴(PSD)为主,这些均受控于交通、城市建设等人类活动的干扰、由西向东倾斜的地形条件和夏季台风的滞留效应的影响;福州市二环内外受不同的城市化过程中人类活动、土地利用格局、季风等影响,其磁学参数特征所表征的环境意义不同;福州市公园灰尘磁学特征(χ、χfd%、IRM及其组合参数、磁滞回线)可以作为福州市城市污染物监测的一种重要的替代指标.

开封市公园灰尘重金属含量及潜在生态风险

采集河南省开封市区4个典型公园(清明上河园、龙亭公园、铁塔公园、相国寺)52个地表灰尘样品,采用原子荧光(AFS)法、电感耦合等离子体发射光谱法(ICP)和电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)法测定灰尘重金属含量,并用调整后的Hkanson潜在生态危害分级标准对重金属潜在生态危害进行评价。结果表明:灰尘Cd、Hg、Pb、Zn、Cu富集显著。重金属单项生态风险指数(E)顺序为Hg>Cd>Pb>Cu>Ni>Zn>Co>Cr>Mn>Ti,除Hg和Cd出现强烈以上生态风险外,其他重金属风险轻微。所有公园灰尘重金属潜在生态总风险(RI)均在很强等级以上,其大小依次为RI相国寺>RI龙亭公园>RI铁塔公园>RI清明上河园。灰尘Hg和Cd对RI的平均贡献率分别为45.28%和46.77%,是最主要的风险因子。

包头市公园及广场灰尘中重金属污染特征

本文以包头市具有代表性的26个公园和广场为研究对象,采集灰尘样品,利用X-Ray荧光光谱仪测定样品中Ba、Co、Cr、Cu、Mn、Ni、Pb、Zn和V的含量,采用修正的BCR提取法分析灰尘中各种重金属的存在形态,运用地累积指数法和污染负荷指数法,评价包头市公园和广场灰尘重金属的污染程度.研究结果显示,除了Mn、Ni和Zn以外,其他重金属元素的平均含量均高于其区域土壤背景值,尤其是Co、Cr和Pb,其平均含量为区域土壤背景值的2倍以上,富集明显.灰尘中各重金属元素的存在形态差异较大,其整体迁移能力由高到低为Co>Zn>Cu>Mn>Pb>Ba>Ni>V>Cr,其中Co和Zn易迁移,危害较大.灰尘中各重金属元素地累积指数的平均值由大到小依次为Co>Cr>Pb>Cu>Ba>V>Ni>Mn>Zn.包头市公园和广场灰尘受到不同程度的重金属污染,其中,包钢公园和包头乐园属于中度污染,而其他公园和广场属于偏中度污染.昆都仑区公园和广场灰尘重金属污染最严重.

中国城市公园灰尘的重金属空间分布特征及其影响因素

通过收集公开发表的中国城市公园灰尘重金属数据,分析公园灰尘中Cr、Cu、Zn、Pd、Ni和Cd等6种元素的空间分布特征及富集状况,并对其影响因素进行了探讨.结果表明,Cr、Cu、Zn、Cd等4种重金属含量的空间分布具有相似性,东部地区为高值区,东北地区和西北地区为低值区;Pb和Ni具有相似的空间分布特征,东部和中部地区为高值区,西北地区则为低值区.与各省份的土壤背景值对比发现,除Cr在武汉市和开封市、Zn在包头市、Ni在北京市、武汉市和焦作市无富集状况以外,在其他城市公园灰尘中均具有一定的富集水平,且Cu、Pb、Cd等3种重金属元素在各城市公园灰尘中的累积指数均大于1.社会经济发展指标与公园灰尘重金属的相关性分析表明,Pb与总人口呈显著正相关;Cu、Zn与原煤呈显著正相关;Pb、Ni与民用汽车拥有量呈显著正相关.Cu、Zn元素含量主要受燃煤能源等能源结构的影响,Pb元素含量主要受到人口和交通因素的控制,Ni元素含量主要受交通因素的影响;Cr、Cd来源较为复杂,可能是自然和人为的混合源.

长春地区常用绿化树种滞尘能力研究

对长春市20个常用绿化树种的滞尘效果进行了研究,结果表明,不同绿化树种因其叶片特征、枝叶形态和周边环境影响因子等不同,其滞尘量差异较大。针叶树种、乔木树种和灌木树种中滞尘能力较强的植物分别是桧柏、山桃稠李和小叶女贞,其滞尘量分别为13.46、11.15和7.74g/m2。京桃和东北山梅花的滞尘能力相对较弱,滞尘量分别为0.3675和0.4326g/m2。同一树种因其栽植地不同,其滞尘量也有较大差异,即在道路上的滞尘能力远高于其在公园内的滞尘能力。

北京市公园道路粉尘Cu,Pb,Zn含量及其污染评价

通过对北京市12个具代表性公园的道路粉尘取样调查,测定了粉尘中常量元素Fe,Ca,Mg,K及重金属Cu,Pb,Zn的质量分数以及pH值。结果表明,公园道路粉尘与表层土壤中的Fe,Ca,Mg,K的质量分数和pH值都非常接近,性质相似;公园道路粉尘中存在着一定的Cu,Pb,Zn含量积累现象,尤以Pb,Zn明显。综合污染指数大小的规律,总体上是市区公园道路粉尘高于市郊,市中心景山公园道路粉尘的污染指数最高。聚类分析结果显示,公园的聚类与其所处的交通位置关系密切。公园道路粉尘Cu,Pb,Zn质量分数的相关性较好,表明交通是造成公园道路粉尘中Cu,Pb和Zn含量积累的重要因素。

东莞市主要公园灰尘重金属含量分析研究

实验采用分光光度法以东莞市5个不同公园为研究对象,对公园灰尘污染状况和重金属的形态分布特征进行了研究。结果表明:东莞城市公园灰尘中Cu、Zn、Cr的平均含量分别为627.4、4733.1、2874.1mg/kg,其平均含量均超过东莞市土壤重金属元素的背景值,分别为背景值的36.9、92.8、56.9倍,可见东莞城市公园灰尘的重金属污染较为严重,其中Zn污染最严重。

西安城市公园灰尘重金属污染及其风险评价

利用X-Ray荧光光谱仪对西安市城内、东郊、西郊、南郊及北郊不同区域公园灰尘中的重金属进行测试分析,并采用地积累指数法评价了公园灰尘中重金属的污染状况。测试分析结果显示,西安城市公园灰尘中重金属Cu、Pb、Zn、Cr、Ni的平均含量分别为86.4、124.7、323.4、125.2和35.4 mg/kg,均高于陕西省土壤环境背景值。灰尘中重金属元素的含量主要与区域的工业分布的集中度有关,同时也受到其他污染源的影响。污染评价结果表明,西安城市公园灰尘中Cu、Pb、Zn、Cr和Ni都存在着不同程度的污染,污染程度表现为Pb>Zn>Cu>Cr>Ni。

内蒙古乌达-乌斯太工业园环境单颗粒研究

2015年夏季在内蒙古乌达-乌斯太工业园布点采集了大气颗粒物核孔膜样品16件,采用扫描电镜(SEM-EDX)共表征了1600个单颗粒的形貌和化学组成,结果表明,研究区单颗粒主要为矿物颗粒、燃烧产生颗粒和含硫颗粒3大类,其中矿物颗粒不仅含有硅铝酸盐和碳酸盐这类常见颗粒,还有风化煤矸石和沙尘颗粒这两种特殊颗粒;燃烧产生颗粒不仅有通常的燃煤飞灰、烟尘集合体和絮状碳质颗粒,还有原煤尘颗粒.统计表明,烟尘聚合体、硅铝酸盐和沙尘这三者占颗粒物总数的64%,风化煤矸石尘和原煤尘主要呈现为可吸入颗粒(2.5~10μm);烟尘聚合体和沙尘则主要为超细颗粒(<1.0μm).总之,单颗粒分析揭示该典型煤炭工业园区大气颗粒物主要来源:园内燃煤排放和交通,上风向矿区煤炭生产和上风向沙漠自然活动.

西安市公园灰尘重金属污染及其健康风险评价

采集西安市20个具有代表性公园的灰尘样品,利用X-Ray荧光光谱仪测定了样品中重金属Co、Cr、Cu、Mn、Ni、Pb、V、Zn及As的含量,采用美国EPA健康评价方法对灰尘中重金属对人体的健康危害进行了评价。测试结果表明,灰尘中重金属Co、Cr、Cu、Mn、Ni、Pb、V、Zn及As的平均含量为32.3、125.2、91.0、580.5、35.8、147.4、80.9、337.2、11.8 mg/kg,分别是陕西土壤背景值的3.1、2.0、4.3、1.0、1.2、6.9、1.2、4.86、1.1倍,其中Pb、Zn、Cu、Co超标较为突出。健康风险评价结果显示,对于成人和儿童,手—口摄入是重金属元素暴露的主要途径;对儿童的非致癌风险大于成人;致癌和非致癌风险值均在安全范围之内,不存在健康危害。

漳州市城市公园灰尘重金属来源及健康风险评价

为了探析福建省漳州市公园灰尘重金属的来源以及重金属对人体健康的危害,通过分析其市区主要公园灰尘的六种重金属(Cr、Ni、Cu、Zn、As、Pb)含量,结合多元统计方法和暴露剂量模型进行解析。结果表明:漳州市公园灰尘的Cr、Ni、Cu、Zn、As和Pb平均含量分别为61.74 mg∙kg^(−1)、25.20 mg∙kg^(−1)、77.89 mg∙kg^(−1)、379.95 mg∙kg^(−1)、7.05 mg∙kg^(−1)、71.74 mg∙kg^(−1),均高于福建省土壤环境背景值。各个公园中重金属元素的异常值和最大值主要出现在入口区和游乐区附近,休憩区、道路区的各种重金属元素的含量相对较少。Ni、Cu、Zn、Pb元素的来源主要受交通和金属器材风化、油漆脱落的混合影响;Cr元素的来源主要受汽车配件和交通因素的影响;As元素的来源较为复杂,可能为自然和人为活动的混合源。从健康风险评价的结果来看,手—口摄入是暴露的最主要途径,目前,无论是儿童或成人的致癌危害指数还是非致癌危害指数均还处在安全范围内,但是六种重金属的非致癌危害叠加指数已经超过1,应引起人们的重视。

基于PMF模型的大同市城区公园地表灰尘中重金属污染评价及来源解析

为了解大同市城区公园地表灰尘中重金属污染特征、风险评估及污染来源,于2021年4月采集大同市8个城区公园60个地表灰尘样品,利用内梅罗综合污染指数、地累积指数和健康风险评价模型评估重金属污染,并采用正定矩阵分析模型辨识重金属污染来源及其贡献率.结果表明,大同市城区公园地表灰尘中Cr、Mn、Co、Ni、Cu、Zn、As、Cd和Pb的平均含量分别为141.83、936.34、14.75、35.93、41.53、198.37、24.45、1.95、63.39 mg·kg^(-1).其中,Cr、Cu、Zn、As、Cd和Pb污染严重,超标率为100%;内梅罗综合污染指数和地累积污染指数结果显示,大同市城墙公园污染最为严重,主要污染因子是Cd;Mn对成人和儿童造成的非致癌健康风险最大,其次是As和Cr;经呼吸吸入途径造成的非致癌健康风险高于其它2种途径;大同市各公园对成人造成的非致癌健康风险均在可接受范围内,而对儿童造成的非致癌健康风险均远大于安全阀值.As、Ni、Cr、Co和Cd对成人和儿童造成的致癌健康风险均不高于安全阈值.该研究区域公园地表灰尘中重金属的主要来源依次是:土壤母质(37.8%)>燃煤污染源(26.3%)>交通污染源(21.9%)>工业源(13.9%).

武汉市公园绿化植物滞尘能力的初步研究

为筛选适用于武汉市公园的具有优良滞尘能力的绿化物种,提高城市景观植物的滞尘效应,选取武汉市公园绿化应用最广泛的33种植物,应用质量差值法于2016年11月对不同树种单位叶面积滞尘量进行采集和测定,并结合空气质量、叶面特征进行分析.结果表明:不同的植物类型和树种间滞尘能力存在较大差异,且同一树种在不同采样点的滞尘量与各采样点的空气质量指数成正相关.叶表皮具有沟状组织、气孔、密集纤毛的树种滞尘能力强.植物滞尘能力与其叶表特征及所处环境空气质量等密切相关,评价树种滞尘能力时应进行综合考虑.

南京重工业园区周边区域地表灰尘重金属污染调查研究

针对2020年9月至2020年10月在南京钢铁集团外采集的25个地表灰尘样品,使用手持式X射线荧光光谱仪(XRF)分析其中Cr、Mn、Fe、Cu、Zn、Hg、Pb、Sr、Zr、Mo这10种重金属元素含量,运用统计学方法、单因子指数、地累积指数对研究区土壤重金属污染程度进行评价,并采用正定矩阵因子分解模型解析了重金属污染源。结果表明,地表灰尘重金属平均含量为:Cr(260±14 mg·kg^(−1))、Mn(1550±22 mg·kg^(−1))、Fe(165000±1000 mg·kg^(−1))、Cu(67±9 mg·kg^(−1))、Zn(600±13 mg·kg^(−1))、Hg(16±6 mg·kg^(−1))、Pb(102±7 mg·kg^(−1))、Sr(275±10 mg·kg^(−1))、Zr(302±5 mg·kg^(−1))、Mo(13±3 mg·kg^(−1)),地累积指数平均值为2.13,区域整体呈中度污染,其中Hg为严重污染,Mo为重污染,Zn为中度污染,Cr、Fe、Pb为偏中污染,Mn、Cu、Sr为轻度污染,Zr无污染。研究区西北部及北部为重金属含量高值区,地表灰尘中重金属有较多富集。源解析分析表明研究区内地表灰尘重金属有3个主要来源:一是工业排放源,二是自然源及生活源,三是机动车排放源。其中工业排放源为主要来源,对重金属的贡献率为49.3%;其次为自然源及生活源和机动车排放源,贡献率分别为30.7%和20.0%。

昆明市湿地公园地表灰尘重金属污染特征及健康风险评价

城市湿地公园是人们休闲娱乐的重要场所,但其地表灰尘的人群暴露健康风险却鲜有报道。该研究收集昆明市3个最受欢迎的湿地公园景区地表灰尘样品,利用等离子发射光谱仪(ICP-OES)测定灰尘中Pb、Cd、Hg、As、Zn、Cr、Cu、Ni、Co、Mn含量,使用地累积指数法(I_(geo))、污染负荷指数法(PLI)和潜在生态风险指数法(RI)探讨湿地公园灰尘重金属污染特征,借助美国环保署健康风险评价模型,开展成人和儿童的重金属健康风险评价。结果表明:灰尘中10种重金属平均含量均超昆明市土壤背景值,其中Cd、Hg和Zn平均含量超背景值6倍,Cr、Ni、Co的I_(geo)<1。污染负荷指数法结果显示Hg、Cd、Zn中度污染,Pb、Cu和As则具有中等以上生态风险。人体健康风险评价结果显示,经口摄入为重金属主要暴露途径,其次是皮肤直接接触和呼吸吸入。Ni、As、Cd、Co和Cr的致癌风险值均小于10^(-6),但若长期处于此种环境,可能会存在潜在的致癌风险。对于非致癌元素而言,Pb、Zn、Cu、Mn非致癌健康风险值都远小于1,即风险可以忽略。

成都市区公园灰尘中金属元素分布及健康风险评价

为探究成都市公园生态环境质量,对成都市区20个公园灰尘中9种重金属含量进行分析,运用富集因子法、潜在生态危害指数法、健康风险评价法对其进行生态和健康评价。结果表明,成都市区公园灰尘中Pb、Cr、Co、Cu、Mn、Ni、V、Zn、Cd平均含量分别为82.4、147.4、16.8、101.2、642.7、30.7、91.3、512.1、1.2 mg/kg,其他城市相比Mn、V含量较高,其他元素则处于中等水平;富集因子法评价结果表明,公园灰尘中Cd、Zn、Pb为重度富集,其余为中度富集;潜在生态指数评价表明,公园灰尘中Cd潜在生态风险等级为很强,其余均为轻微;健康风险评价结果显示,9种重金属元素的非致癌风险均可忽略,而致癌重金属元素Cd、Ni、Co、Cr均不存在致癌风险。整体来看,成都市区公园空气质量较好,适宜开展各类休闲娱乐活动。