承德伊逊河钒钛磁铁矿小流域土壤重金属地球化学基线及生态风险累积效应

以承德市伊逊河红旗钒钛磁铁矿小流域为例,通过参比元素标准化法、垂向剖面似背景值法确定小流域矿集区土壤12种重金属的地球化学基线,并与不同空间尺度流域的重金属地球化学基线进行对比;采用确定的基线值结合地累积指数法、地统计学、生态风险指数法和GIS叠加法对流域土壤重金属潜在生态风险和累积程度进行了评价。结果表明:钒钛磁铁矿矿致异常元素地球化学基线值具有明显的流域尺度效应,其值随着流域空间尺度的缩小而升高;在已开采矿集区小流域土壤重金属污染生态风险评价时,可选取其上一级流域地球化学基线值作为标准。伊逊河红旗矿集区小流域V、Ti、Co、Ni和Cr元素基线值高于滦河流域,As、Pb、Zn和Cd元素基线值与滦河流域相近,Mn和Hg元素基线值略低于滦河流域,Cu元素基线值略高于滦河流域。表层土壤重金属污染累积程度由强至弱为:Cu>Cr>Ti>Cd>Co>V>Ni>Zn>As>Hg>Mn>Pb;表层土壤重金属综合潜在生态风险指数RI范围为65.89~237.70,总体生态风险水平属低风险水平。深层土壤重金属总体污染累积程度和综合潜在生态风险总体弱于浅层土壤。流域土壤重金属综合潜在生态风险累积程度空间分布与流域地貌特征具有明显的耦合关系,重金属空间迁移主要受水力作用驱动控制,土壤重金属污染来源主要为矿业活动,同时受岩石风化和土壤侵蚀等自然因素影响。     

江西德兴铜矿集区土壤地球化学基准值方法的适用性

确定矿集区土壤地球化学基准值是矿山环境地质调查与评价的重要任务,而遴选出合适的地球化学基线值的定值方法是该问题的关键。以江西德兴铜矿集区表层土壤地球化学数据为依据,运用地球化学对比法、相对累积频率方法和标准化的方法分别计算了德兴铜矿集区表层土壤6种重金属元素的地球化学背景值,并将其与江西省土壤背景值对比。结合成土母岩重金属含量分析了各种基准值定值方法的适用性,结果证明标准化方法较适用于确定研究区表层土壤地球化学基准值。     

基于GIS基线分割与土地利用单元优化的土壤重金属生态风险累积效应评价方法

以承德市伊逊河红旗钒钛磁铁矿小流域为例,采用富集因子法、潜在生态风险指数法,基于土地利用类型的冗余分析和GIS基线分割模型对流域土壤重金属生态风险累积程度及其影响因素进行了探讨.通过3种土壤重金属生态风险累积效应评价结果的对比,分析了样本加密、土地利用类型和GIS地理处理等优化方法对基线分割评价结果的影响.结果表明:研...     

滇东典型煤矿区土壤重金属生态风险及来源解析

【研究目的】研究区地处滇东重要煤炭和农业产区,弄清煤矿区土壤重金属空间分布特征、潜在生态风险和污染来源,对煤矿区生态环境保护治理和确保农业安全具有重要现实意义。【研究方法】基于网格布点法于2021年6月在典型煤矿区采集土壤样品497件,分析了土壤pH、SOM、As、Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb和Zn,运用污染负荷指数法和潜在生态风险指数法对重金属污染状况和潜在生态风险进行评价,通过主成分分析和正定矩阵因子分析（PMF）模型分析了重金属潜在来源。【研究结果】土壤pH平均值为5.39,以酸性为主,SOM含量平均值是云南省土壤背景值的1.20倍,Cr、Cu、Cd、Ni、Zn和Hg含量平均值和中位数均超过云南省土壤背景值,绝大部分采样点Cd、Cu、Cr、Ni含量超过风险筛选值,分别占94.97%、93.96%、91.35%、79.28%,少部分采样点As、Cd含量超过管制值,分别占0.20%、1.41%。污染负荷指数法评价结果显示,研究区整体呈现轻微污染。潜在生态风险指数法评价结果显示,研究区整体呈现中等风险。主成分分析和PMF模型解析结果显示,研究区土壤重金属主要来源于地质背景,其次为...     

江西乐安江流域稻田土重金属累积变化与德兴矿集区关系

对乐安江流域稻田表层土壤中Pb、Cd、Cu、Zn的分布特征进行分析,按照单因子污染指数法和内梅罗综合污染指数法,依据土壤环境背景值标准和国家土壤环境质量标准对乐安江流域稻田土壤的重金属进行评价。结果表明,矿集区上游水稻田土壤重金属综合污染指数等级尚在安全范围内,矿集区周边Cd和Cu的单项污染指数大于1,综合污染指数达到7.82,属于重污染;矿集区下游接近警戒值。研究表明,矿集区矿业开发释放的重金属元素对乐安江中下游流域水稻田土壤的重金属累积具有重要影响。     

江西乐安江流域稻田土重金属累积变化与德兴矿集区关系

对乐安江流域稻田表层土壤中Pb、Cd、Cu、Zn的分布特征进行分析,按照单因子污染指数法和内梅罗综合污染指数法,依据土壤环境背景值标准和国家土壤环境质量标准对乐安江流域稻田土壤的重金属进行评价。结果表明,矿集区上游水稻田土壤重金属综合污染指数等级尚在安全范围内,矿集区周边Cd和Cu的单项污染指数大于1,综合污染指数达到7.82,属于重污染;矿集区下游接近警戒值。研究表明,矿集区矿业开发释放的重金属元素对乐安江中下游流域水稻田土壤的重金属累积具有重要影响。     

黔西北地区土壤重金属地球化学背景及管理目标值

基于贵州省毕节地区1∶25万土地质量地球化学调查的1 308件深层土壤样品重金属含量数据,研究了土壤重金属含量分布及其地球化学背景特征,与全国土壤比较,黔西北土壤重金属地球化学背景值显著高于全国土壤元素背景值,但是,与我国西南地区土壤元素背景值接近。黔西北地区土壤重金属含量与地质背景关系密切,不同地质单元区土壤重金属含量存在显著差异,石炭系地层发育的土壤呈Pb、Zn地球化学高背景,二叠系中统风化形成的土壤呈Cd、Hg地球化学高背景,黔西北地区不仅存在土法炼锌造成的土壤重金属污染,土壤重金属地球化学高背景也是影响土壤重金属富集的重要因素。统计表明,黔西北地区二叠系中统风化土壤Cd管理目标值高于我国农用地土壤Cd风险管制值(2.0×10^-6),认为在确定黔西北地区土壤重金属管理目标时,应充分考虑不同地质单元区土壤重金属地球化学背景值差异及其生态环境效应的影响。     

基于地球化学基线的土壤重金属污染潜在生态风险评价

地球化学基线是区分地球化学背景和异常的重要参数。在采集和测试德兴地区约5000km^2面积的479个表层土壤样品基础上，采用标准化方法确定了样品中Cu，Pb，Zn，Cd，Cr，As和Hg等7种重金属元素的基线值，并以基线作为潜在生态风险评价的参比值，对德兴地区土壤重金属污染进行潜在生态风险评价。结果表明：研究区可划分为3个潜在生态风险等级：轻微生态风险、中等生态风险和强生态风险，强生态风险区主要分布在德兴铜矿和钟家山煤矿等矿业活动区附近。其他大部分地区为轻微生态风险区。     

雄安新区白洋淀表层沉积物重金属地球化学特征及生态风险评价

【研究目的】白洋淀为雄安新区核心生态功能区,为支撑白洋淀湿地生态修复与保护,系统开展了全淀区表层沉积物环境质量调查。【研究方法】在白洋淀湿地采集表层沉积物样品484组,查明了白洋淀表层沉积物重金属地球化学特征,并采用地累积指数法、潜在生态风险指数法等多种方法开展了重金属生态风险评价。【研究结果】白洋淀表层沉积物重金属含量普遍偏高于河北省表层土壤重金属含量背景值,府河入淀口及白沟引河入淀口为重金属元素主要富集区,入淀河流输入为白洋淀重金属主要来源;环境地球化学综合评价结果为清洁无污染等级分布面积144.54 km²,占表层沉积物分布总面积的96.68%;各重金属污染程度由重到轻排序为Cd＞Cu＞Hg＞Pb＞Zn＞Ni＞Cr＞As,Cd元素污染程度等级以中度和偏中度为主,Cu元素以轻度和清洁为主,其他元素以清洁无污染为主;重金属潜在生态风险以轻度和中度为主,河流入淀口所在淀区重金属潜在生态风险高于其他淀区,潜在生态风险由高到低排序为南刘庄＞烧车淀＞小白洋淀＞王家寨＞藻苲淀＞捞王淀＞池鱼淀＞泛鱼淀。【结论】白洋淀表层沉积物环境质量总体较好,南刘庄等局部淀区存在重金属污染潜在生态风险,以Cd元素污染最为突出。创新点：采用地累积指数法、潜在生态风险指数法等多种方法,系统评价白洋淀湿地表层沉积物重金属污染程度和生态风险;重金属地球化学特征分析与主成分分析法相结合,揭示表层沉积物重金属污染主要来源为河流输入。     

豫西金矿集区矿业活动对周边农田土壤重金属影响研究

矿业活动会促进重金属向生态系统扩散,并在周边农田土壤中累积而引发潜在生态风险。豫西金矿集区矿业生产历史悠久,但在长期的矿产资源开采、选冶、加工生产过程中,缺乏对矿区周边农田土壤重金属元素的累积、空间分布和生态风险的关注,矿业活动对环境的影响程度尚不清楚。为掌握该矿集区矿业活动对周边农田土壤重金属的影响程度,支撑服务矿集区生态修复和周边农业安全生产,本文在金矿集区周边农田采集375件土壤样品,采用冷蒸气原子荧光光谱法(CV-AFS)、氢化物发生原子荧光光谱法(HG-AFS)、电感耦合等离子体发射光谱/质谱法(ICP-OES/MS)检测了样品中Cu、Pb、Zn、Ni、As、Hg、Cd、Cr重金属元素含量。用地累积指数法和潜在生态风险指数法研究了矿集区周边农田土壤中重金属元素的累积特征、空间分布和生态风险,分析评价了矿集区矿业活动对周边农田土壤重金属的影响。研究结果表明：(1)矿集区周边农田土壤中Cu、Pb、Zn、Ni、As、Hg、Cd、Cr含量平均值都低于国家农田土壤重金属污染风险筛选值,但均高于背景值,分别是背景值的1.47、3.24、2.06、1.05、1.03、1.52、2.77、1...     

锦州市土壤重金属污染特征及生态风险评价

以锦州市为研究区,分析8种土壤重金属As、Cd、Hg、Cr、Cu、Pb、Zn、Ni的污染特征,采用单因子污染指数法、地累积指数法、内梅罗综合指数法和Hakanson潜在生态风险指数法确定锦州市土壤重金属污染程度,评价土壤重金属潜在生态风险.结果表明,锦州市土壤重金属Cd和Cr含量高于全国土壤及辽宁省土壤背景值,Cu、Hg、Ni和Pb含量高于辽宁省土壤背景值.采用单因子污染指数评价,Cd为中度污染,Hg、Pb、Cr、Ni和Cu为轻度污染.经地累积指数法评价,Cd为轻中度污染,其他重金属为无污染.内梅罗综合污染指数平均值为2.25,为中度污染等级.研究区综合潜在风险指数平均值为157.34,处于中等生态风险,造成局部地区土壤潜在生态风险较高的重金属为Cd和Hg.     

甘肃省白银市四龙镇—北湾镇耕地区土壤重金属现状及生态风险评价

【研究目的】甘肃省白银地区矿业发达,矿山开采导致土壤重金属污染严重,掌握当地土壤重金属污染及对生态健康风险的影响对生态环境保护具有重要意义。【研究方法】以甘肃省白银地区四龙镇一北湾镇耕地区表层土壤为研究对象,采用单因子指数法、内梅罗综合指数法、地积累指数法和潜在生态危害指数法四种方法对区内表层土壤重金属(As、Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb、Zn)污染进行了分析和评价。【研究结果】单因子指数法统计结果显示研究区土壤污染主要为Cd、As的污染,单因子指数P_Cd显示89.21%的土壤为一等清洁,8.63%为二等轻微污染,0.72%为三等轻度污染,1.44%为四等中度污染。单因子指数P_As显示94.24%为土壤为一等清洁,5.04%为二等轻微污染,0.72%四等中度污染。内梅罗综合指数P_z介于0.339～2.869,均值为0.603;P_z显示85.61%的土壤为清洁,7.91%为轻微污染,5.04%为轻度污染,1.44%为中度污染。地积累指数法结果显示研究区土壤重金属污染总体处于0～2级,以Cd、Hg...     

河南省桐柏-泌阳地区表层土壤钒和钴的分布特征及健康风险评价

【研究目的】为了查明桐柏—泌阳地区表层土壤（0～20 cm）中2种重金属钒和钴的污染状况,采集表层土壤样品5521件,分析测定重金属V和Co的含量。【研究方法】运用单因子指数法、地累计指数法和人体健康风险评价方法,对土壤中V和Co的分布特征、生态风险、健康风险和影响因素进行研究。【研究结果】研究区内土壤V和Co空间分布呈片状分布,含量高值区主要分布在研究区南部。单因子污染指数和地累积指数评价中,Co元素总体污染样点比V元素多,且均存在复合污染的样点。人体健康风险评价结果显示成人的风险要大于儿童。成人中V非致癌风险指数均超过1;99.06%样品中V的儿童非致癌风险高于1;非致癌风险传播途径主要以呼吸吸入为主。存在32.95%样品Co对成人的非致癌风险为不可接受,存在19.74%样品Co对儿童的非致癌风险为不可接受。成人与儿童的致癌风险指数均在可接受的范围内。成人与儿童的非致癌风险和致癌风险指数高值区均分在研究区南部。【结论】土壤V和Co含量的高低不仅受土壤黏粒、pH值和铁、锰氧化物的影响,还受人类活动的影响。研究区矿产资源开采可能是该地区土壤V和Co污染和健康风险的主要原因。     

内蒙古新巴尔虎右旗土壤重金属生态风险与来源分析

【研究目的】新巴尔虎右旗地处呼伦贝尔草原深处,矿业活动频繁。了解该地区土壤中重金属来源以及生态风险是评估区域环境影响前提。【研究方法】本文系统采集了矿石、基岩及土壤样品共221件,测试并分析了Cd、Cr、As、Hg、Ni、Pb、Zn等7种重金属元素的含量。利用地积累指数法和潜在生态风险指数法评价了重金属的污染程度和生态风险,并综合运用相关分析、主成分分析法判断了土壤重金属的来源。【研究结果】研究表明,新巴尔虎右旗土壤重金属污染以轻度为主,Cd、Ni、As、Cr、Pb元素均存在一定程度的污染,污染区域集中于甲查矿区、准乌兰诺尔、呼伦湖西北岸以及克鲁伦河中游。Cr、Ni、Hg主要受人类活动影响;Cd、Zn、Pb受到自然因素与人类活动共同影响,As主要受自然因素影响。【结论】总体来看,本区生态风险整体较低,以Cd对生态风险的贡献最为突出,在本区土壤质量监测中应受到重视。     

陕西潼关县金矿矿区周边农田土壤重金属生态健康风险评价

为了解潼关金矿矿区早期粗放式的矿业活动对矿区周边农田土壤的重金属污染状况的影响以及对暴露人群的不良健康效应的评价,采用地质调查工程选取了矿区附近6块农田土壤为研究对象,通过X射线荧光光谱分析法测定了68个土壤样本中Cd、Hg、As、Pb、Cr、Cu、Ni、Zn等8种土壤重金属含量,采用地累积指数法、潜在生态危害指数法和健康风险评估模型分别评价该区土壤重金属污染程度、潜在生态风险和人体健康风险。结果表明,该区农田土壤中Cd、Hg、Pb、Cu、Ni、Zn 6种重金属平均值高于潼关县土壤背景值,呈现不同程度的积累;Pb、Hg、Cd的土壤积累含量不仅超出了土壤重金属污染对农产品质量存在安全风险的最低限值农用地土壤污染风险筛选值,还分别以41.2%、72.1%、14.7%的超标率超出了土壤重金属污染对农产品质量存在安全风险的最高限值农用地土壤污染风险管制值;研究区土壤重金属污染评价显示,土壤中Hg、Cd、Pb总体污染程度最重,Cu、Zn总体呈现轻—重污染,Ni、Cr、As总体呈现无污染状态。生态风险评价显示,Hg、Cd、Pb为主要生态危害元素,Hg为极强风险,Cd和Pb为强风险。人体健康风险表明,研究区重金属对儿童的非致癌风险显著,Pb、Hg为主要非致癌因子;致癌风险均在合理范围,Cd致癌风险最大,手-口摄入为最主要的暴露途经,儿童更易受到重金属污染威胁。     

甘肃省白银市土壤重金属污染地球化学特征及其表生地球化学成因

基于以土壤为主的多介质地球化学测量,对生态环境问题严重的白银市进行土壤环境质量评价,得出研究区重金属元素在全区呈综合表生富集性污染、中度以上农田生态化学污染及潜在生态风险,重金属元素的表生富集是农田生态化学污染及潜在生态风险的主要原因。污染性重金属元素输入源及污染方式为:白银市区工矿企业、机动车辆产生的废气和烟雾形成的干湿沉降;矿渣及岩矿石水岩反应产生重金属物质的水化学迁移分散;工矿企业污水在渠系径流中的重金属元素沉淀。重金属元素经历氧化还原、水解、络合(螯合)、吸附-解吸、溶胶聚沉等土壤和水化学反应,主要经水化学迁移和大气飘移等空间分散过程,并经沉淀、吸附等表生作用而在区内土壤局部集中形成污染。     

贵州典型重金属高背景区耕地土壤重金属生态风险评价

耕地土壤重金属污染问题是热点也是要点问题,开展小尺度土壤重金属生态风险调查,能够更精准地掌握重金属的污染状况及机理。对贵州威宁县盐仓—炉山一带典型重金属高背景区的耕地土壤和主要农作物进行重金属生态风险调查,采用地累积指数和Hakanson潜在生态风险指数法对土壤重金属的污染状况和生态风险进行评价,结果显示：耕地土壤存在重金属复合污染,其中Cd的污染程度和生态风险最高;农作物马铃薯和玉米存在Cd超标情况,与水溶态和离子交换态Cd密切相关,今后应更加重视土壤污染监测与修复中重金属污染与形态的研究。     

基于地质建造的生态地质调查方法——以河北省承德市国家生态文明示范区综合地质调查为例

生态地质（学）是研究生态与地质环境相互关系及作用机理的科学。通过“承德市国家生态文明示范区综合地质调查”项目的实践，探索总结出一套适合山区、基于地质建造的生态地质调查思路和技术方法框架。按照全域背景（基准）调查—重点小流域调查—生态关键带解剖3个层次开展工作，逐步深化对承德市生态地质特征和作用规律的认知。通过全域1：25万地质建造分析与编（填）图，查明生态地质背景，划分生态地质单元，快速筛选生态资源优势区和生态环境问题区；针对筛选出的生态资源优势区和生态环境问题区，开展以小流域为单元的重点区1：5万调查，以查明优势资源特征，评价生态环境风险；开展重要地质建造典型生态关键带1：1万调查与研究，揭示生态地质系统三维结构特征和相互作用机理，为综合监测和生态系统演变趋势预测提供依据。构建了生态地质调查“需求—调查—转化”体系框架，依据生态地质调查成果，为承德市国土空间规划、生态产业发展和生态保护修复，提出了相应的地学建议。     

冀北山区某有色多金属尾矿库周边农用地重金属污染特征与生态健康风险评价

为了解冀北山区有色金属尾矿库对周边农用地的重金属污染特征和生态健康风险,通过资料搜集和调研,最终确定一处具有代表性的金铅锌尾矿库及周边农用地作为研究区。针对研究区农用地进行了样品采集与测试分析工作,并总结了农用地重金属污染特征,同时通过重金属累积分析、潜在生态风险和人体健康风险3种评价方法,开展了农用地土壤重金属污染评价工作。主要研究结果如下：农用地表层土壤不同程度地受到Zn、Cu、Cd、Pb和As的污染较为严重,其中Cd、Pb、Zn和Cu表现为重度累积;农用地土壤重金属潜在生态危害处于极强的水平,应引起高度重视,重点关注重金属Cd、Pb和Hg;人体健康暴露风险方面,农用地土壤重金属非致癌与致癌暴露途径均应重点关注手口摄入,单元素非致癌与致癌日平均暴露量方面,均应重点关注Zn、Pb、Cu和Cr;人体健康儿童手口途径非致癌风险不可接受,单元素Pb和As手口途径非致癌风险指数分别为11.23和1.75,故应特别关注Pb和As手口途径对儿童的非致癌风险,成人手口途径非致癌风险也不可接受,重点关注单元素Pb手口途径对成人的非致癌风险;人体健康致癌风险方面,单元素Cd手口途径儿童与成人致癌风险不...     

矿区土壤重金属污染及修复技术研究进展

【研究目的】土壤重金属污染是造成土壤生态环境质量下降、农作物重金属超标,甚至危及人体健康的主要因素。采矿及冶炼活动是土壤重金属污染的主要来源,中国矿山贫矿多、难选矿多、共伴生矿多,矿山开采过程中产生了大量的有毒有害重金属进入土壤,由于采矿活动造成土壤重金属污染严重。目前,寻找合适的方法修复矿区重金属污染土壤是国内外环境科学领域研究的热点和难点。【研究方法】本文通过查阅大量矿区重金属污染土壤修复技术方向的文献,综述了国内外关于矿区土壤中重金属污染的特点、危害及修复技术最新研究进展。【研究结果】目前矿区土壤重金属污染的修复方法包括：（1）工程修复技术：客土法;（2）物理修复技术：电动修复法、玻璃化法、热处理法等;（3）化学修复技术：土壤淋洗法、固定/稳定化法等;（4）生物修复技术：植物修复法、微生物修复法等。【结论】目前客土法是使用较广、最有效的处理技术,植物修复技术是应用前景最好的技术。在实际矿山重金属污染土壤修复中,单一的修复技术往往存在一定的局限性而不能满足修复需求,因此可采用多种修复技术相结合的联合修复方法相互补充,以达到最佳修复效果。