城市化进程中城郊耕地土壤重金属的含量及其分布特征

为明确城市化进程对城郊土壤质量的影响,以许昌市城郊耕地表层土壤为研究对象,利用X射线荧光光谱仪测定土壤重金属含量,在此基础上采用主成分分析和相关分析方法对Cr、Mn、Co、Ni、Cu、Zn、As和Pb等8种重金属元素的含量及空间分布特征,来源及其相互关系进行研究。结果表明:1)Cr、Cu、Zn和Pb的含量分别为河南省土壤背景值的1.11倍、1.23倍、1.41倍和1.31倍,除个别样点外,4种元素的整体超标量均较小,但在研究区内空间分布差异较大。2)Ni、Cr、Cu、Zn和Pb均具有明显的高值带和高值区,而Co、As和Mn的含量接近于河南省土壤背景值,且分布较均匀,空间差异不大。3)Mn、Ni、As和Co的含量主要受成土母质的影响,Cr、Cu和Pb除受成土母质影响外可能还受人为因素的影响,Zn的含量则主要受交通干道分布影响。元素间不同的相关性、方差贡献率及与背景值的差异说明,Ni-Mn-As-Co、CrCu-Pb和Zn的来源各不相同。

天津近郊农田土壤重金属风险评价及空间主成分分析

以天津市近郊西青区主要农产品生产基地表层土壤(0—20 cm)作为研究对象,分析了V、Cr、Ni、Cu、Zn、As、Se、Cd、Pb共9种重金属含量及空间分布特征.分别采用地累积指数法及Hakanson潜在生态危害指数法,对农田土壤重金属污染程度及生态风险进行评价;同时利用多元统计分析方法,揭示了研究区农田土壤重金属各元素之间的相关性及污染来源.结果表明,研究区农田土壤各重金属含量偏低,呈轻度污染;但在靠近居住区、高速公路、铁路或小型畜牧厂(已关停)的部分点位中Zn或Cr存在明显富集,污染等级为中度或严重;各元素的生态危害指数大小依次为E_R(As)>E_R(Cu)>E_R(Pb)>E_R(Zn)>E_R(Ni)>E_R(Cr)>E_R(V),生态危害程度均为轻微;多元统计分析结果显示,灌溉水对As和Pb的影响较显著,农作物对As的影响较显著;Cr和Ni来源相似,主要受成土母质的影响;Pb、Zn、Cu等3种元素来源相似,主要来自于附近公路交通所排放的污染物;V和As的来源主要与历史工业污染的积累相关.

西安土地利用方式变化对土壤碳库的影响研究

以西安市唐长安城墙遗址公园绿地及城郊曹家堡农田为研究对象,探讨城郊耕地转变为城市绿地后土壤容重、土壤碳库及碳同位素特征。结果表明,城市绿地表层0~30 cm土壤容重低于耕地,30~50 cm土层高于耕地。城市绿地及耕地0~50 cm土壤有机碳(SOC)平均含量分别为6.4g·kg^(-1)和7.6 g·kg^(-1)。与耕地相比,城市绿地建成10年后,SOC平均含量明显降低。城市绿地C/N明显高于耕地,这与农田大量氮肥的投入密切相关。城市绿地及耕地土壤δ^(13)C值的变化范围分别为:-26.88‰^-21.18‰和-22.99‰^-21.12‰;平均值为-23.40‰和-21.92‰。城市绿地δ^(13)C值显著低于耕地,这很好地反映了地表植被变迁及土壤含水量的变化:城郊农田为小麦(C_3植物)、玉米(C_4植物)轮作,土壤δ^(13)C值反映的是C_3、C_4植物混合的结果;而城市绿地则为纯C_3植物,且不定期浇灌,土壤水分条件较好。我们的研究结果表明,农田转变为城市绿地后,土壤碳库减少,δ^(13)C偏负,二者主要受控于土地管理方式的变化及地表植被的变迁。

基于正定矩阵因子分析模型的城郊农田重金属污染源解析

城郊农田是城市农副产品的重要生产基地,其土壤环境质量直接影响人群的健康状况.本研究采用200 m×200 m网格布点法采集DL市城郊农田表层土壤样品246个,分析土壤中重金属Cd、Hg、Zn、Pb、Cu、As、Ni、Cr和Mn的含量分布特征.运用正定矩阵因子分析法(PMF)对研究区9种重金属污染来源及其贡献率进行了解析.结果表明:工业污染源贡献率29.74%,农业与污灌复合污染源贡献率19.93%,自然母质源贡献率35.98%,大气沉降源贡献率14.35%.其中,Hg主要来源于大气沉降源,贡献率为67.23%;Pb、Cu和Zn主要来源于工业污染源,贡献率分别为67.58%、40.65%、35.51%;Ni、Cr和Mn主要来源于自然母质源,贡献率分别为68.82%、67.16%、72.32%;Cd、As主要来源于农业与污灌复合源的影响,其贡献率分别为71.30%、47.53%.由PMF模型解析结果可知,工农业生产等人为因素(64.02%)是造成城郊农田土壤重金属污染的主要来源.

城郊农田土壤多环芳烃污染特征及风险评价

为明确城郊农田土壤多环芳烃(PAHs)的污染特征,按照网格布点法在南京城郊采集29个样点,测定了15种PAHs的含量.结果表明,二氢苊(Ace)均未检出,农田土壤PAHs含量为24.49~750.04μg·kg^(-1),均值为226.64μg·kg^(-1);高环PAHs与总PAHs空间分布类似,农田土壤PAHs主要以高环PAHs为主.相关性分析结果表明,农田土壤PAHs与有机质(SOM)、pH、阳离子交换量(CEC)和全氮(TN)无显著相关性,容重(ρ_(b))与低环PAHs极显著相关.源解析结果表明,农田土壤PAHs主要来源为燃烧源和石油源的混合源.CSI指数结果表明,农田土壤PAHs不存在生态风险.健康风险评价结果表明,农田土壤PAHs对儿童和成人不存在潜在致癌风险,主要暴露途径是:皮肤接触>摄食>呼吸吸入.