浙江省某尾矿库周边农田土壤重金属污染特征及来源解析

尾矿库周边生态环境安全受到高度关注,土壤重金属污染是农田治理和保护的风险源之一。以地处浙东丘陵山地的浙江省某铜矿尾矿库周边农田为研究对象,测定了农田土壤中8种重金属元素Cd、Hg、As、Pb、Zn、Cu、Cr、Ni的浓度,运用地累积指数法、污染指数法、潜在生态风险指数法和生态风险预警指数法对农田土壤重金属污染程度以及生态风险进行评价,结合正定矩阵受体模型(PMF),定量解析农田土壤重金属的来源。结果表明:1)研究区农田土壤中Cd、Hg、Cu、Zn浓度分别是土壤元素背景值的5.36、2.06、8.19、5.36倍,具有高度变异性;污染指数评价结果表明,Cu、Zn、Cd重度污染占比均达到10.5%,中度污染占比为5.26%,靠近尾矿库(<300 m)的15.8%的点位处于重度污染等级;地累积指数评价结果表明,Cd、Cu、Zn和Hg可能具有累积风险。2)潜在生态风险评价结果表明,Cd为很强生态风险,Hg为较强生态风险,Cu为中等生态风险,其余重金属均为轻微风险;综合潜在生态风险指数(RI)为308.91,综合潜在风险为较强风险。生态风险预警评估结果表明,Cu为重警,Cd和Zn为中警,Hg为轻警,As为预警,Pb、Cr和Ni为无警;综合生态风险预警指数(IER)为16.06,综合生态风险预警为重警。RI和IER空间分布基本一致,主要受Cd、Cu、Zn和Hg的影响。3)PMF解析出3个源,Cd、Zn、Cu主要受铜矿尾矿库尾砂和坝下渗水的混合源影响,贡献率分别为94.4%、94.3%和67.1%;Hg可能是以肥料、农药施用等农业活动源为主,贡献率为61.5%;Cr、Ni、Pb和As主要受成土母质和交通运输活动混合源的影响,贡献率分别为89.7%、82.7%、75.0%和68.3%。

白银市城郊周边农田土壤重金属污染特征及来源解析

为研究白银区周边农田土壤环境中重金属的污染及来源特征,以期为农田土壤重金属污染防治提供科学依据,于2021年7月在白银区周边农田采集67个表层土壤样品(0~20 cm),用微波消解-电感藕合等离子体质谱分析技术开展重金属(Cr、Ni、Co、Cu、Zn、Cd、As、Hg、Pb)污染特征及Pb的同位素指纹特征分析,并利用正定矩阵因子分析(PMF)和铅同位素指纹技术等方法手段解析重金属的污染来源。结果表明,研究区域农田土壤已受到不同程度的重金属污染,大部分重金属含量是相应土壤背景值的3.25~130.24倍;其中As、Cd、Cu、Pb和Zn含量均超过相应的农用地土壤污染风险筛选值,超标率为57.6%~100%。正定矩阵因子分析结果表明,该研究区农田土壤重金属污染共4个主要来源,其中,Cr、Ni、Co主要来自自然源,Hg主要来自煤燃烧释放;Zn、Cu和Pb主要来自铅锌矿的采选及冶炼等工业活动源,Cd和As主要来自于污水灌溉和农药化肥施用等农业活动源。Pb同位素源解析结果证实农田土壤Pb主要来源于矿产开采及冶炼活动等工业源。本研究表明,人为来源是当地农田土壤重金属的主要污染来源,不同重金属的污染防控需采取有针对性地污染源头治理与控制措施。

金矿区周边农田土壤重金属源解析研究--以焦家金矿为例

以典型金矿区——山东焦家金矿带为研究对象,采集了58个表层土壤样本并测定As、Cr、Cu、Hg、Pb和Zn含量;利用主成分分析(PCA)和正定矩阵因子分解(PMF)受体模型获取污染源因子及其贡献率,通过地统计分析对污染源因子的空间描绘,最终定位潜在的污染源。结果表明:(1)焦家金矿区周边土壤样本As、Cr、Cu、Hg、Pb、Zn相对于当地背景值的超标率分别为89%、69%、72%、94%、77%和61%;(2)PMF受体模型与PCA对重金属聚类分组结果一致,互相验证了解析结果的可靠性,为源解析提供精确的来源因子。(3)综合PCA、PMF受体模型和地统计分析结果,确定了重金属3个来源因子分别为代表土壤母质控制的自然源、以金矿冶炼、煤炭燃烧为主的大气沉降源和与金矿开采与尾矿堆放相关的人类活动源,其对重金属含量的贡献率分别为67.4%、25.1%、7.5%。

土壤重金属污染源解析主要方法及其应用

本文概述了土壤重金属污染来源与成因分析的常用方法及原理,并对近年来各方法研究与应用进展情况进行概述,这些方法包括富集因子法,元素含量比值法,土壤剖面分析法、地统计与空间分析法,稳定同位素分析法,因子分析多元统计法和正定矩阵分析法等。文中还对各种污染源分析方法的优点与局限性进行了总结分析,并对土壤重金属污染来源分析与源解析技术方法在今后研究中的应用与发展进行了展望。

近十年来我国土壤重金属污染源解析方法比较

根据土壤实际情况选择适当的源解析方法,对于判明土壤重金属污染物来源、有针对性地进行治理具有重要意义。重点归纳近十年国内场地土壤重金属污染源解析的研究进展,按不同土地利用类型、不同重金属对常用的污染源解析方法进行汇总,在阐述各种源解析方法优势和局限的基础上,重点就主成分分析法(PCA)、正定矩阵因子分解法(PMF)、绝对因子得分-多元线性回归法(APCS-MLR)、单一与多参数同位素示踪法的应用特点进行了比较。在明确场地土壤重金属污染源解析研究面临的挑战的同时,指出联合应用多种源解析方法、多参数同位素示踪法是未来土壤重金属污染源解析研究的发展趋势。