西安市不同功能区土壤重金属含量及生态健康风险评价

在西安市三环内采集62个表层土壤样品,涵盖了工业区、交通区、商业交通混合区、住宅区、文教区和公园。利用PW2403型X-Ray荧光光谱仪分析了土壤中As、Co、Cr、Cu、Mn、Ni、Pb和Zn的含量。采用修正的潜在生态风险指数评价了土壤中重金属的潜在生态风险。应用美国环境保护部(US EPA)健康风险评价模型评估了人群暴露土壤重金属的健康风险。结果表明,土壤中As、Co、Cr、Cu、Mn、Ni、Pb和Zn的平均含量分别为12.15、24.96、69.74、32.52、662.59、30.67、37.11和101.73 mg kg~(-1),高于陕西省土壤元素背景值,特别是Co、Pb、Cu和Zn。土壤中Pb、Cu、Ni、Cr、Zn和Mn的生态风险较轻,As和Co生态风险为中等水平。重金属总的生态风险属于中等水平,不同功能区土壤重金属的生态风险有一定差异。人群暴露土壤重金属的主要途径是手-口直接摄入和皮肤吸收,且儿童的暴露剂量高于成人。儿童和成人暴露土壤重金属均不会产生明显非致癌风险。人群暴露土壤中As、Cr和Ni的致癌风险在人们可接受的范围10~(-6)~10~(-4),但高于下限值10-6。不同功能区人群暴露土壤重金属非致癌风险和致癌风险存在一定的差异。     

渭河西安段水体重金属污染现状及其健康风险评价

以Hg,Cd,Cr6+,Pb,As,Cu,Zn和Se为研究对象,采用单因子水质标准比较法、重金属污染指数法(HPI)对渭河西安段水体的重金属污染现状进行了分析,并采用USEPA的健康风险评价模型对其健康风险进行了评价。结果表明,2012年渭河西安段水体中Pb和Cd未检出,依据《地表水环境质量标准(GB3838—2002)》渭河西安段水体中存在一定的Hg污染,其余重金属含量水平在Ⅰ—Ⅱ类标准范围内;渭河西安段水体HPI值为32.74,小于污染临界值100,说明其重金属污染尚处于可接受水平;研究涉及的重金属的非致癌和致癌健康风险均处于可接受水平,As引起的健康风险最大,其致癌健康风险值为8.50×10-5,接近可接受水平的上限(10-4),应引起环境管理部门的特别关注。     

西安市地表灰尘中重金属污染水平与健康风险评价

在西安市三环内采集58个地表灰尘样品,分析了其中重金属含量,利用单因子污染指数法和污染负荷指数法对西安市地表灰尘中重金属污染进行了评价,应用美国环境保护部(US EPA)人体暴露风险评价模型对人群暴露地表灰尘中重金属的健康风险进行了分析。结果表明,地表灰尘中Zn、Pb、Cu、Cr、Ni、As、Co和Mn的平均含量分别为231.0、145.4、59.4、213.0、48.7、9.8、12.6和417.0 mg kg~(-1),其中Zn、Pb、Cu、Cr和Ni的含量是陕西省土壤元素背景值的1.7~6.8倍。地表灰尘中Zn、Cr和Pb达到了重度污染,Cu处于中度污染,Ni、Co、As和Mn为轻度或无污染。人群暴露地表灰尘中重金属的主要途径是手-口直接摄入,且儿童大于成人。西安市及其不同功能区地表灰尘中重金属的非致癌风险均低于风险阈值,8种重金属不存在明显非致癌危害。Cr、Co、As和Ni的致癌风险在可接受范围内。     

皖南典型茶园茶叶中金属元素富集规律及其健康风险研究

为了解茶叶对土壤重金属的富集规律及其对人体健康产生的危害,在皖南山区典型茶园采集嫩叶、老叶及对应土壤样品各31个,测试Mg、Al、Fe、Mn、Cr、Cu、Zn、As、Pb、Ni 10种元素含量,分析茶叶中金属元素的富集规律、影响因子及对茶客的健康风险。结果表明,老叶和嫩叶中金属元素含量差异较大,嫩叶中Mg、Zn和Ni含量明显大于老叶,老叶中Al、Fe、Mn、Cr、As、Pb含量明显大于嫩叶,尤以Al差异最显著,老叶Al含量达到嫩叶Al含量的10.2倍。种植年限对老叶金属元素含量的影响大于嫩叶,茶龄越久,促进金属元素在老叶富集。低坡位有利于茶叶中金属元素的累积。茶叶对Mn的富集能力最强,老叶对Mn的富集系数达到5.301,茶叶对Cu和Zn的富集能力较强,对Al和Fe的富集能力最低。与无公害茶叶Cu、Cr、As、Pb限值相比,嫩叶中仅Cr有少量超标。嫩叶中Ni与土壤中Ni呈显著正相关,老叶中Ni、Mg与土壤中Ni、Mg呈显著正相关,其他元素的相关性不显著,说明茶叶中大部分金属元素不仅受土壤金属总量的影响,还受土壤金属元素形态、理化性质及大气沉降等因素影响。嫩叶中Al、Mn、老叶中Cr和土壤pH呈显著负相关。土壤有机质与嫩叶和老叶中任一元素均未表现出显著的相关性。茶叶中金属元素健康风险以Cr为主,通过摄取途径所引起的Cr个人年平均风险为1.08×10-4,Cr是主要的风险污染物,Cu、Pb、Zn处于安全范围之内。     

宝鸡市王家崖水库沉积物重金属含量及潜在生态风险评价

利用X-Ray荧光光谱仪对宝鸡市王家崖水库表层沉积物中的As,Co,Cr,Cu,Ni,Mn,Pb,V和Zn共9种重金属元素含量进行了测定,分析了这几种元素含量的分布特征,并采用潜在生态风险指数法对重金属生态危害程度进行了评价。测定结果表明,9种重金属的含量平均值均高于陕西省土壤背景值,是陕西省土壤背景值的1.5～1.9倍,其中Cu的累积程度最高,Zn的累积程度最低;各重金属元素具有相似的水平分布特征,高值区位于水库中游,低值区位于水库上游。潜在生态风险评价表明,研究区重金属元素综合生态风险程度属于中度,采样点位5（中游）综合生态风险最高,采样点位8（上游）综合生态风险最低;各元素生态危害程度大小顺序为：As〉Cu〉Ni〉Co〉Pb〉V〉Mn〉Cr〉Zn,其中As具有中度生态危害,其余各元素均为轻度生态危害。     

大同市城区公园表层土壤重金属污染特征和健康风险及来源解析

【目的】为了解大同市城区公园表层土壤中重金属污染特征、健康风险和污染来源。【方法】于2021年4月在大同市7个公园共采集54个0～10 cm表层土壤样品,测定铬（Cr）、锰（Mn）、钴（Co）、镍（Ni）、铜（Cu）、锌（Zn）、砷（As）、镉（Cd）、铅（Pb）含量,利用地累积污染指数法、潜在生态风险指数法和健康风险评价模型评价土壤重金属污染程度,并采用绝对主成分-多元线性回归模型解析重金属污染来源及其贡献率。【结果】大同市公园表层土壤中9种重金属含量均高于山西省A层土壤背景值。其中,所调查的公园土壤中As、Cd和Pb含量分别是土壤背景值的2.27、18.93和2.77倍。文瀛湖公园表层土壤重金属污染最严重,其次是御河公园,Cd是主要污染因子。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经口摄入途径和皮肤接触途径。【结论】大同市各公园表层土壤中重金属对成人造成的非致癌健康风险指数均在可接受范围内,而对儿童造成的非致癌健康风险指数均远大于1.0,存在非致癌风险。Co对成人和儿童造成的致癌健康风险指数均大于1×10-4,存在致癌风险。...     

珠江三角洲河网区水体及鱼体内重金属含量分析与评价

采用原子吸收及原子荧光法,对珠江三角洲河网区水体及鱼体中重金属Cr、Cu、Pb、Fe、Zn、Mn、Ni、Cd、As和Hg含量进行了检测,并以国家地表水环境质量标准（Ⅲ类）及水产品中有毒有害物质限量进行了评价。结果表明,水体中Cr、Pb和Hg为主要污染元素,超标率分别为22.2%、11.1%和5.6%,水体中不同季节Pb和Cr含量变化基本特征为丰水期〉平水期〉枯水期,河网不同江段变化特征不同,这与重金属在水体中的存在形态及受水动力条件影响有关;鱼体中残留的重金属元素有Cr、Pb和As,超标率分别为36.7%、27.1%和6.3%,超标鱼类主要分布于肇庆-富湾及大塘-三水江段。不同鱼类重金属元素残留特征为底层鱼大于中上层鱼,肉食性鱼大于植食性鱼和杂食性鱼。Pb和Cr为珠江三角洲河网区水体及鱼体中重金属污染的主要元素。     

洛川苹果林地重金属分布特征和污染评价

通过取样调查和试验分析,选用As、Cr、Cu、Ni、Pb,Zn、Mn、Co.V等9种重金属元素研究了洛川苹果林地典型剖面(LC剖面)的重金属分布特征,并利用地累积指数法、重金属富集指数法、重金属潜在生态危害指数法,对洛川苹果林地重金属的污染状况和金属元素富集规律进行了初步研究.结果表明:As、Cr,Ni、Mn、V含量变化走势基本相同,总体上由表层向下波动递增,Cu、Pb、Zn、Co4元素含量垂向变化特征基本相似,由表层向下总体呈先减少后增多趋势;除Pb和Zn外,As、Cr、Cu、Ni、Mn,Co和V均有一定程度的富集.As的生态危害指数(Eri)较高,在9种重金属元素中最大,潜在生态危害指数(RJ)为39.9,但小于轻微生态危害的阈值150,表明该区苹果林地重金属尚未构成污染危害.     

基于模糊综合优化模型的水质评价与重金属污染健康风险分析——以贵州省铜仁市碧江区饮用水源地为例

[目的]明确富矿岩溶区饮用水源地水质情况和重金属元素健康危害程度,完善水源地环境管控措施,为当地饮用水健康风险管理提供理论依据,为水体重金属防治提供参考.[方法]以贵州省铜仁市碧江区饮用水源地为例,监测了 2018年1月至2020年6月的水质常规指标和重金属Fe,Mn,Cu,Zn,As,Pb的含量,结合单一熵权法和聚类...     

博斯腾湖湿地边缘带农田土壤重金属的污染风险评价

对新疆博斯腾湖湿地边缘带农田土壤中8种重金属元素(As、Cd、Cr、Cu、Mn、Ni、Pb和Zn)地球化学特征进行分析。采用污染负荷指数(PLI)、潜在生态风险指数(RI)和生态风险预警指数(IER)对农田土壤重金属污染与环境风险进行评价。结果表明:(1)湿地边缘带农田土壤Pb和Zn呈现重度污染,As、Cd、Cr和Ni轻度污染,Cu轻微污染,Mn无污染。土壤As、Cd、Cr、Cu、Ni、Pb和Zn平均含量处于轻微风险水平。Cd是污染程度与生态风险等级最高的重金属元素;(2)湿地边缘带农田土壤PLI平均值为1.43,呈现轻度污染,RI平均值为20.62,呈现轻微生态风险状态,IER的平均值为–4.53,呈现无警态势。湿地边缘带PLI、RI与IER空间分布格局基本一致;(3)湿地边缘带农田土壤Pb与Zn来源主要受到人类活动的影响,Cr、Cu、Mn与Ni来源主要受到土壤地球化学作用的控制,As与Cd受自然因素和人为因素共同影响。     

淮南煤矿塌陷区不同塌陷类型土壤理化性质及其酶活性比较

采集淮南煤矿塌陷区3种塌陷类型——非稳沉区、稳沉区和修复区,分析了其各层土壤的理化性质及酶活性,综合评价了3种不同塌陷类型土壤生态肥力。结果表明:塌陷区在由非稳沉区变为稳沉区的过程中,土壤的物理性能、土壤养分、酶活性总体呈下降趋势;以土壤理化性质和酶活性权重计算土壤综合肥力指标值(IFI)和土壤酶指数(ISE),结果均显示IFI与ISE值非稳沉区最高,修复区较稳沉区有所提高,土壤生物学肥力具有随土壤层次深度增加而下降的变化特点;脲酶和蔗糖酶与土壤各理化性质均呈现极显著相关性,表明脲酶和蔗糖酶可以作为评估煤矿塌陷区土壤肥力变化的有效性指标。     

煤矿矿区不同采煤塌陷年限土壤物理性质对比研究

为揭示采煤塌陷对矿区土壤物理性质的影响机理,为矿区生态修复和重建提供理论依据,在选取典型样地的基础上,采用土壤测定方法,研究了不同塌陷年限不同土层土壤物理性质的变化。结果表明:随采煤塌陷年限的延长,矿区表层土壤密度逐渐增大,底层土壤密度先增大后减小;毛管孔隙度逐渐下降,非毛管孔隙度先下降后上升;表层土壤总孔隙度逐渐下降,底层土壤总孔隙度先下降后上升;土壤体积含水量和土壤贮水量先上升后下降,土壤质量含水量逐渐下降;表层土壤毛管持水量逐渐降低,底层土壤毛管持水量先下降后上升;表层土壤田间持水量逐渐降低,底层土壤田间持水量先下降后上升;土壤排水能力先下降后上升。     

大型煤炭开采项目采空塌陷区水土流失监测方法初探

大规模煤炭生产引发的采空塌陷区对水土保持生态环境的影响很大.积极探索新型煤炭生产模式下的人为水土流失的监控思路与监测方法意义重大.对采空塌陷区采用塌陷监测带的方法,因地制宜地综合考虑了地形地貌、地表被覆物、交通、农业生产等多种因素,合理布带,综合应用多种监测方法,形成时间纵向与空间交叉的立体监控体系.这种监测方法可适应新型长臂机械化综合开采法的煤炭生产的条带式作业布局方法,具有"集中布设,方便管理,监测手段集中,内容全面,信息量大"的特点,是当前水土保持监测工作的一种探索,同时它也需实践的进一步检验.     

基于Meta分析的神府榆采煤塌陷区植被变化研究

采煤塌陷是发生在井采矿区的一种严重的地质灾害。为了定量评估采煤塌陷对植被的影响,在收集有关神府榆采煤塌陷区植被研究文献的基础上,采用Meta方法对现有的20多份研究结果进行了整合分析。结果表明:植被盖度在塌陷发生初期有所下降,塌陷两年后又呈上升的趋势,并超过塌陷前水平。经塌陷干扰后,矿区主要优势种有一些变化,一般而言,地表植物种数在塌陷发生1~2 a后有一定程度的增加,且塌陷区新增的植物种多是以沙米（Agriophyllum squarrosum（Linn.）Moq.）、角蒿（Incarvillea sinensis Lam.）等为主的短命或类短命荒漠植物。塌陷区植被变化特征展示了自然恢复在植被建设中的重要作用。神府榆矿区,以至黄土高原的生态建设需要采取自然修复为主与人工修复相辅的方式整体推进。     

不同有机肥对采煤塌陷区土壤氮素矿化动态特征研究

为揭示不同有机肥对煤矿复垦土壤氮素矿化特性的影响,以山西省孝义市水峪煤矿采煤塌陷复垦土壤为研究对象,采用室内好气培养法,研究在40%含水量和30℃培养条件下,施用3种有机肥(鸡粪、猪粪、牛粪)后在0~161天的氮素矿化动态特征,以明确不同有机肥对该矿区复垦土壤氮素矿化特征,从而预估不同有机肥的供氮特性,为合理施用有机肥进行低产农田的培肥改造提供科学依据。结果表明:(1)各处理0~14天铵态氮含量均随培养时间的延长迅速下降,与培养时间呈极显著负相关关系(P<0.01),14~161天土壤铵态氮含量维持在较低水平,培养结束时,各处理铵态氮含量均低于1.31mg/kg。(2)各处理土壤硝态氮含量、累积量及矿质氮累积量变化均呈近似的“S”形曲线递增,表现为0~56天缓慢增加,56~84天迅速增加,84天至培养结束(161天)其含量基本不变。培养结束时不同处理间硝态氮含量、累积量及矿质氮累积量整体上均表现为鸡粪>猪粪>牛粪>空白,且鸡粪较猪粪和牛粪处理间存在显著差异,猪粪和牛粪较空白处理间存在显著差异(P<0.05)。(3)不同施肥处理出现氮素净矿化的时间点不同,其中鸡粪处理在第14天时最早出现净矿化现象,而猪粪和牛粪在培养28天后才出现明显的氮素净矿化。(4)不同施肥处理在培养的不同阶段硝态氮和矿质氮累积速率不同,但整体趋势一致,表现为培养0~84天各处理土壤累积矿化波动较大,56~84天达到峰值,培养84~161天各处理矿化速率平稳下降。总体来看,有机肥的施入能有效促进煤矿复垦土壤氮素矿化,从而提高土壤氮素有效性。其中,施鸡粪较猪粪和牛粪对提高矿区复垦土壤有效氮效果更好。4种处理的氮素矿化效果总体表现为鸡粪>猪粪>牛粪>空白。     

地表沉陷预测评价模式的灵敏度分析

针对矿区地表沉陷预测评价,以缓倾斜中硬煤层为例分析了概率积分法模式的稳定性。该模型有较好的稳定性,用于缓倾斜煤层的地表沉陷预测,可以满足预测的精度要求。在煤层的倾角、厚度、埋深及综合评价系数中,以综合评价系数的灵敏度最大,是主要控制参数。     

榆神府覆沙矿区采煤塌陷地表层土壤理化性质演变

以榆神府覆沙矿区采煤塌陷地表层土壤为研究对象,运用野外调查取样和实验室分析检测方法,研究不同采煤塌陷年限下(1、2、5、10 a和未塌陷区)土壤理化性质演变特征,探讨采煤塌陷过程中土壤理化性质的响应及其机制。结果表明:(1)与未塌陷地相比,采煤引起地表塌陷初期(1~2 a)土壤体积质量、硬度、黏粒含量、含水量、有机质、速效氮、速效钾、有效磷、全磷和全钾含量均有显著减小,而土壤孔隙度、p H和沙粒含量增加,全氮含量变化不明显,土壤质量总体表现出一定的退化趋势;(2)塌陷区自然恢复条件下上述土壤指标在塌陷5 a后呈现出改善的趋势,其中土壤物理性质、全效养分和土壤水分指标恢复较快,在塌陷10 a后即可恢复至塌陷前水平;但土壤速效养分、p H和有机质经过10 a的土壤自修复仍未完全恢复,采煤塌陷对土壤质量的损害具有一定延续性。(3)采煤塌陷后土壤质量演变过程分析表明,自然恢复条件下塌陷区土壤大体经过3个演替阶段,即退化期(塌陷后1~2 a)→改善期(塌陷后5 a)→部分恢复期(塌陷后10 a)。     

煤矿塌陷区不同充填模式土壤特征及修复评价

采集了安徽省淮南市大通煤矿塌陷区中化工垃圾充填(B)和煤矸石充填(C)两种充填修复模式以及作为对照区的人工混交林地(A)的表层土样,分析了其理化性质及这些土样中Cr,Cd, Cu,Pb, Hg的赋存特征,并对修复效果进行了评价。结果表明:(1)速效磷含量为:A区 >B区 >C区;碱解氮含量为:C区 >A区 >B区;重金属和交换性Na⁺为B区高于其他区域, B区土壤碱化度(ESP)高达22%。(2)研究区内土壤普遍呈碱性,碱解氮和速效磷严重缺乏,土壤肥力:A区 >C区 >B区。(3)土壤重金属污染:A区为轻度,B区属于中、重度,C区污染程度不一。重金属Cr, Cd, Cu, Pb总量不同程度超过淮南土壤背景值。(4)土壤修复效果C区优于B区,B区存在突出问题,亟待改善。     

风沙区采煤塌陷对沙质地貌及植被生境的影响

为了探究风沙区采煤塌陷引起的“二次荒漠化”问题与治理对策,通过野外分区调查及统计分析,对塌陷区塌陷边缘、塌陷中部及塌陷盆地引发的塌陷裂缝变化、植被位移及倾斜、干沙层及风蚀/风积情况进行了详细的研究。结果表明:塌陷边缘形成的裂缝宽度、密度最小,塌陷中部次之,塌陷盆地最大,而裂缝错落和地表破损变化则反之;塌陷区植被平均位移长度达60 cm以上,倾斜率变化为5.67~28.63,主干根部风蚀/风积最大深度达-30.52 cm/+25.41 cm,以塌陷边缘最为严重;植被的位移长度和倾角变化与塌陷裂隙高度和地表破碎呈正线性相关;塌陷边缘干沙层平均厚度达14 cm以上,比对照增大了4~6 cm,而塌陷中部和塌陷盆地变化在11 cm左右,比非塌陷增加了1~4 cm;塌陷边缘风蚀率高达83.34%,塌陷中部次之52.06%,而塌陷盆地风积率为51.84%。塌陷边缘对沙质地表和植被生境影响最为强烈,为生态修复的重点区域,建议采煤塌陷后及时进行分区治理,避免“二次”荒漠化现象的发生。     

采煤塌陷对风沙区土壤理化性质影响的研究

为了研究采煤塌陷对风沙区土壤理化性质的影响,为干旱和半干旱风沙区采煤塌陷地的复垦工作提供理论依据,本文运用土壤学基本理论和方法,测定、计算了毛乌素沙地东南缘补连塔煤矿塌陷区和非塌陷区的土壤机械组成、容重、孔隙度、田间持水量、饱和导水率和养分等指标。方差分析结果表明:与非塌陷区相比,塌陷沙丘物理性粘粒含量明显减少,尤其地表10 cm处;塌陷沙丘顶部和中部土壤容重和孔隙度没有明显变化,而沙丘底部和丘间低地土壤容重明显降低,孔隙度明显增大;塌陷沙丘0~40 cm内土壤容重和孔隙度无明显变化,但40~100 cm内土壤容重明显减少,孔隙度明显增加;塌陷沙丘0~60 cm深度内田间持水量明显降低;0~60 cm内饱和导水率没有发生明显变化;0~100 cm内的全氮、全磷和全钾含量无明显变化。