基于Kriging插值的路旁土壤重金属含量空间分布 ——以310国道郑州-开封段为例

分别在G310国道郑州-开封段的杏花营路段两侧150m×150m范围内布设7条垂直于公路的采样子断面,从路肩向两侧每隔10m采集1个表土混合样,共采集226个样品（包括2个对照样品）.用ICP-MS测定了土壤重金属（Pb、Cu、Zn、Cd、Cr和Ni）含量,并用Universal Kriging插值法分析路旁土壤重金属空间分布特征.结果表明,路旁土壤重金属呈与道路平行的带状分布,表明6种重金属含量均受公路交通影响,属于公路源重金属.土壤Cr和Cu含量在路基处含量最高,向两侧逐渐下降,呈指数分布;土壤Pb、Zn、Cd和Ni含量在距路基30～50m处出现峰值,呈偏态分布.路旁土壤Pb、Cu、Zn、Cd、Cr和Ni均为交通源重金属.     

陕西西部某工业园区采暖期大气降尘重金属特征

为了解陕西省某工业园区采暖期大气降尘重金属元素特征,于2012年11月20日至2013年3月20日,通过被动采样的方式,采集该区域采暖期的大气降尘样品,利用火焰原子吸收分光光度法测定其中重金属元素Cu、Pb、Zn、Cd、Ni、Cr和Fe的含量,并分别计算各元素采暖期的日沉降通量和富集因子.结果表明:研究区采暖期大气降尘量普遍较高,并且受园区人为污染源和道路扬尘影响明显;大气降尘中重金属含量分布不均,位于园区内部点位的重金属含量明显大于上风向点位和对照点;各元素之间也有很大的差异,其中,Fe的含量远高于其他6种元素,Pb、Zn含量次之,Cu、Cd、Ni、Cr的含量较小;从采暖期日沉降通量来看,Fe、Zn、Pb的沉降通量较大,Cu、Cr、Ni、Cd的沉降通量较小.而根据富集因子分析结果可知,Zn、Pb、Cu、Cd主要来自人为源,Fe、Cr、Ni与当地的自然地质背景有关.     

江苏海岸带土壤重金属来源解析及空间分布

以江苏省响水如东段海岸带为研究区,系统采集了239个表层土壤样品,分析测试了Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb和Zn等7种重金属元素,综合运用多元统计和地统计方法,探讨了研究区土壤重金属的主要来源,绘制了重金属的空间分布图.结果表明:(1)江苏响水如东段海岸带土壤Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb和Zn的平均含量分别为0.14、64.23、24.15、0.026、29.16、22.24和77.94 mg·kg~(-1),Cd、Cu、Hg、Pb和Zn存在较为明显的富集,Cr和Ni的平均值低于江苏滨海土壤背景值.(2)Cd、Cr、Cu、Ni、Pb和Zn在海积物母质发育土壤中的含量显著低于河流冲积物、潟湖相沉积物和三角洲沉积物母质;Cd、Cu、Hg、Pb和Zn在城镇建设用地的平均含量显著高于其他地类.(3)Cr和Ni为自然来源元素,受到成土母质的控制;Cd、Cu、Pb和Zn受到成土母质和人类活动的共同影响,人为源主要包括工业、交通排放和农业活动;Hg为人为来源,受到人为排放的大气沉降的影响.(4)Cd、Cu、Pb和Zn的高值区分布在研究区的北部、南部和西部,Hg的高值区分布在研究区的西部和南部的城镇密集区.     

北京冬季降尘重金属富集程度及综合污染评价

大气降尘可以反映大气颗粒物的自然沉降量,具有重要的环境指示意义.降尘重金属通过大气沉降进入土壤或水体,对人体健康、植物和水生生物等有危害作用.为了了解北京冬季降尘中重金属的含量水平、富集程度以及综合污染特征,于2013年11月~2014年3月收集了北京大气降尘样品49组,并用Elan DRC II型电感耦合等离子体质谱仪(ICP-MS)测试了降尘中Cd、Cr、Pb、Cu、Zn、Ni、Co、V、Bi、Mo等10种重金属的含量.结果表明,北京冬季降尘中重金属Cd、Bi和Mo的平均含量不足10 mg·kg~(-1),Co、Ni和V的平均含量在10~100 mg·kg~(-1)之间,而Pb、Cr、Cu和Zn的平均含量均超过100mg·kg~(-1);Cd、Zn、Cu的含量均超出土壤环境二级标准值,其中城区和近郊Cd、Zn、Cu的二级超标率分别为100%、97%、93.9%和100%、100%、81.2%.富集因子研究结果表明,Bi、Cu、Ni、Pb微量富集,主要来源于地壳或土壤源;Cd、Cr、Mo、Zn轻度富集,受自然源和人为源共同作用.论文在传统单一污染评价基础上,提出了"降尘重金属综合污染指数"模型,并探讨了北京降尘重金属的综合污染特征,结果表明北京城区冬季降尘中重金属的综合污染指数排序为CdZnCuPbCrNiVCo,并且Cd、Zn、Cu和Pb是冬季北京城区降尘中显著污染因子,其中Cd和Zn为极显著污染因子;北京近郊冬季降尘中重金属的综合污染指数排序为CdZnCuPbCrNiCoV,并且Cd、Zn、Cu、Pb和Cr是冬季北京近郊降尘中显著污染因子,其中Cd和Zn为极显著污染因子.     

某试验场土壤重金属分布特征及其污染评价

试验场重金属污染是广受关注的环境问题之一.选取吉林某试验场的静爆试验区、落弹区和生活保障区作为研究对象,检测了112个表层土壤样品及两个土壤剖面中的重金属(As、 Cd、 Cr、 Cu、 Ni、 Pb和Zn)含量,分析了重金属分布特征并对其进行了源解析,采用多个污染指数评价法对重金属的污染程度及潜在生态风险进行了研究.结果表明,静爆试验区土壤中As、 Cd、 Cu、 Ni和Zn含量的平均值高于吉林省背景值,且Cu、 Zn、 As和Cd含量表现出较强的空间异质性;落弹区土壤中As、 Cd和Ni含量的平均值超出背景值;生活保障区土壤中As和Cd含量的平均值高于背景值,并且Pb、 Cd、 Zn和Cr变异系数较强,表明其可能受到人类活动的影响.在不同的试验区,土壤中As、 Cr、 Cu、 Ni和Zn含量具有显著差异(P<0.05),静爆试验区较落弹区受到试验活动影响更为强烈,土壤剖面表层重金属含量明显偏高,土壤剖面中重金属未发生明显垂向迁移.多元统计和APCS-MLR源解析分析表明,Zn、 Pb和Cd主要受到试验活动相关的污染源影响,Cr和Ni主要受成土母质自然源影响,As和Cu来源较为...     

典型山核桃产区土壤重金属空间异质性及其风险评价

山核桃(Carya cathayensis)是我国特有的高档干果和木本油料植物,目前关于山核桃林地土壤重金属污染研究鲜有报道.本研究以典型山核桃产区临安为研究区,系统采集了188个山核桃土壤样品,采用地统计学以及Moran's I等空间分析方法研究土壤重金属的空间异质性,并对山核桃林土壤重金属潜在生态风险进行评价.结果表明,重金属Cd、Cu、Zn、Pb、Ni、Cr平均含量分别为0.37、40.76、87.61、30.10、28.33、56.57 mg·kg-1,其中Cd、Cu平均值分别是背景值的1.33和2.87倍.单因子污染指数、内梅罗污染指数及潜在生态风险评价结果显示研究区土壤重金属均有样点超过土壤背景值,且Cd、Cu、Zn、Pb、Ni有部分样点超过土壤环境质量二级标准,表明研究区土壤已具有Cd、Cu、Zn、Pb、Ni、Cr不同程度的累积特征,局部土壤已受到Cd、Cu、Zn、Pb、Ni的污染,其中Cd最为严重,达到了强生态危害程度,Cu次之,总体上重金属呈中等生态危害程度.基于半方差函数分析得出,Cd、Cu、Pb、Ni、Cr具有强烈的空间自相关,而Zn属于中等空间相关性.Moran's I指数以及克里格插值结果揭示重金属Cd、Cu、Zn、Pb、Ni、Cr均存在明显的空间分布格局和局部空间聚集现象,高值主要集中在太阳、岛石、清凉峰、河桥以及湍口几个乡镇,且以重金属Cd、Cu污染风险概率较高.土壤Cd、Cu、Zn、Ni、Cr高值分布主要与矿区开采有关,而Pb与钾肥的施用密切相关.可见,研究区重金属空间分布特征受人为活动影响明显.     

公路两侧土壤和蔬菜中重金属的含量特征

不同公路两侧土壤重金属Cr、Ni、Cu、Zn、As、Cd、Hg、Pb含量同对照区差异较大 ,但Cu、Pb均为污染区大于对照区。蔬菜重金属Cr、Ni、Cu、Zn、As、Cd、Hg、Pb含量在不同蔬菜品种表现出不同特征 ,大葱、莴笋大部分重金属含量高于对照区 ,甘蓝大部分重金属含量低于对照区。不同公路两侧土壤和蔬菜重金属含量差异明显。两公路土壤和莴笋重金属Pb含量表现出一致性 ,因此公路边重金属累积较重的元素主要为Pb     

基于APCS-MLR和PMF模型解析黄河下游文化公园土壤重金属污染特征及来源分析

选取黄河下游典型人类扰动区——黄河文化公园为研究区域,系统采集表层土壤样品,测定土壤中7种(Cr、 Ni、 Cu、 Zn、 Cd、 Pb和As)重金属含量,利用地累积指数研究公园土壤重金属污染特征,应用克里格空间插值法、绝对因子分析-多元线性回归模型(APCS-MLR)和正定矩阵因子分解(PMF)模型解析黄河文化公园土壤重金属的来源.结果表明,研究区表层土壤重金属(Cd、 Zn、 Cu、 Pb和As)含量平均值高于黄河下游潮土区土壤元素背景值,分别是背景值的4.62、 1.78、 1.41、 1.08和1.03倍.除Zn外,其他元素含量均低于黄河流域沿线不同区域土壤相应元素值.7种元素地累积指数递减趋势为：Cd>Zn>Cu>Ni>Pb>As=Cr,元素Cd属于偏中污染,在表层土壤中积累明显.空间分布特征及源解析结果显示,Cr、 Ni和Cu为自然源因子,主要受成土母质影响;Cd和Pb为交通源,Zn和As属于受少量人类活动和自然叠加影响的混合源.APCS-MLR的分析结果显示：自然源贡献率为46.67%,交通源贡献率为24.11%,混合源贡献率为16.12%,...     

金华市耕地土壤重金属来源解析及健康风险空间分异

不合理的人类活动可能会导致重金属元素在耕地土壤中富集,最终威胁到土壤环境质量、农产品安全及人类健康.以金华市耕地土壤重金属为研究对象,采集了209个表层土壤样品,测定了As、Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb、Zn的含量,并采用随机森林模型探讨了金华市耕地土壤重金属的来源.同时,结合人体健康风险评估模型、地统计分析和地理探测器对金华市耕地土壤重金属的健康风险及空间分异进行了评估.结果表明：①金华市耕地土壤中Cd、Cu、Hg、Pb和Zn元素的平均含量超过了浙江省土壤背景值,存在一定程度的积累;②随机森林模型分析表明,As、Cr和Ni主要为自然来源,Hg主要为大气沉降源,Pb和Zn主要为交通来源污染,Cu为农业和工业的共同污染;③健康风险结果显示,金华市耕地土壤重金属污染对儿童总的致癌风险已超过安全阈值,高值区主要出现在金华市的中西部和北部区域;④地理探测器结果显示,金华市相关管理部门有必要对耕地土壤的As、Pb、Cd 、Cr和Cu元素实施分区管控,以降低其健康风险水平.     

福建省兴化湾大气重金属的干湿沉降

在兴化湾周围采集1年的大气颗粒物及降雨样品,测定分析了Cd,Pb,Zn和Cu 4种重金属的含量及其大气干湿沉降通量随季节的变化规律,并利用Pb同位素对大气颗粒物的来源进行了解析.结果表明:大气重金属的干沉降通量随季节变化不大,而湿沉降通量随季节变化明显.大气干沉降通量中,Cd,Cu随季节变化很小,而Pb,Zn有一定的季节变化,主要是因为降雨对大气颗粒物的去除作用.大气湿沉降通量中,所有重金属元素受降雨量影响显著,另外还与季节和风速有关.除Pb外,Cd,Zn和Cu的湿沉降通量均大于干沉降通量,说明湿沉降在大气对兴化湾重金属的输入过程中起主导作用.而Pb的输入则以颗粒态为主.根据Pb稳定同位素分析,兴化湾大气颗粒物中的重金属主要来源于工业活动.      

交通活动对公路两侧土壤和灰尘中重金属含量的影响

为了解公路交通带来的重金属污染及其在公路两侧土壤中的分布规律,对相关研究结果的分析表明,含铅汽油、润滑油的燃烧,汽车轮胎、刹车里村的机械磨损等是公路两侧土壤和灰尘中重金属污染的重要来源.机动车辆排放的含重金属颗粒物或直接沉积在路面灰尘中,或通过干湿沉降沉积在公路两侧的土壤中,使得公路两侧土壤和灰尘中重金属出现不同程度的积累.一般地,公路两侧土壤中重金属含量随着距公路距离的增加呈指数形式下降.公路两侧土壤中重金属的含量及其分布格局因受交通流量、车辆类型、地形与路况、绿化带配置和风、降雨等气象条件的影响而异.     

浙江海宁电镀工业园区周边土壤重金属污染特征及生态风险分析

以海宁市电镀工业园区周边土壤为对象,研究土壤重金属污染特征,并采用Hakanson提出的潜在生态危害指数法对土壤中重金属的潜在生态危害进行了评价.结果表明,海宁市电镀工业园区附近土壤中平均重金属含量低于我国土壤环境质量标准的二级标准,对植物和环境不构成危害性影响.尽管土壤平均重金属浓度较低,但是仍有6个采样点重金属浓度超出土壤环境质量标准的二级标准,超标率达13%,且超标点位置主要位于路边.统计分析结果显示,路边土壤中的Cu和Cd含量显著高于非路边(P<0.05),这说明海宁电镀工业园区周边土壤重金属的累积与道路运输存在密切联系.海宁电镀工业园区附近平均土壤潜在生态危害指数为46.6,表明海宁电镀工业园区附近土壤平均重金属污染程度较低,存在轻微生态危害.然而局部重金属超标采样地块潜在生态危害指数达到220~278,存在中等生态危害,尤其是Cd的生态危害最为严重.     

“中心城-郊区-卫星城”梯度带绿地土壤重金属的空间分布特征

城市化导致城市面积扩张和土地利用方式改变,从而影响了土壤重金属空间分布.本文以成都-温江这一典型"中心城-郊区-卫星城"梯度带为研究区,探讨绿地表层土壤重金属Cu、Pb和Zn的空间分布特征及其影响因素,以期为城市土壤重金属污染治理提供帮助.结果表明,研究区内土壤Cu、Pb和Zn含量均值分别为47.77、39.98和89.65 mg·kg~(-1),其中土壤Cu和Pb含量均值超过土壤背景值.3种重金属含量在"中心城-郊区-卫星城"梯度带呈现先降低后增加的趋势.方差分析表明,区内不同绿地类型土壤Cu和Zn含量差异显著(p0.05),Pb含量在各个绿地类型下无显著性差异(p0.05);回归分析显示3种重金属含量随距城市中心距离增加而极显著降低(p0.01);缓冲区分析表明,土壤Cu、Pb和Zn含量受局部范围内的建筑密度和道路密度影响,且随局部范围内建筑密度和道路密度的增加而显著增加(p0.05).逐步回归分析显示,土壤Cu含量主要受建筑密度影响,Pb含量主要受道路密度和绿地类型影响,Zn含量则受绿地类型、道路密度和建筑密度的共同影响.研究结果显示城市化造成土壤重金属在一定程度上累积,距城市中心距离、绿地类型、建筑密度和道路密度均会影响土壤重金属的空间分布.     

基于不同通车时间的路旁土壤重金属健康风险:以连霍高速郑州—商丘段为例

以连霍高速郑商段不同通车时间的湾刘断面(通车11 a)和小王庄断面(通车4 a)为研究对象,按距离公路0、5、15、25、35、50、100、200、300和1 500 m采集土壤表层样品,用原子吸收分光光度法测定土壤重金属(Cd、Cu、Pb、Zn、Ni和Cr)含量,采用美国环境保护署(US EPA)推荐的健康风险模型对其开展健康风险评价.结果表明,公路通车运营时间越长,土壤重金属含量和健康风险越严重;随着离开公路路基距离的增加,土壤重金属含量和健康风险呈偏态分布或3阶多项式分布,峰值多出现在距路基15～50 m之间;土壤重金属的HQ和HI均远远小于1,不存在非致癌健康风险;各样点CRCr和TCR均略超过US EPA推荐的土壤治理标准(1×10-6),但低于一些专家提出的宽松标准(10-6～10-4),存在致癌风险的可能性,CRCr对TCR贡献率高达97.83%,Cr是最主要的致癌风险因子.     

青藏高原路侧土壤重金属含量分布规律及影响因素研究

以青藏高原G214、S308和G109国(省)道的部分路段为研究对象,采集了这3个路段不同位置处距路侧不同距离的100个表层土壤样品,利用电感耦合等离子体质谱仪(ICP-MS)测定了各样品中重金属元素Cu、Zn、Cd、Pb的含量.同时,用非线性回归法拟合了Cu、Zn、Cd、Pb元素含量随距路侧距离变化的曲线,并用CHAID决策树分析法分析了影响路侧土壤Cu、Zn、Cd、Pb元素含量的主导因素.结果表明:3个研究路段路侧土壤重金属平均含量均超过土壤背景值,已产生一定的富集;Cu、Zn、Cd、Pb 4种重金属元素含量随距路侧距离的增加均呈指数型下降趋势;影响研究路段重金属含量的主导因素因不同的元素各异,影响Cu、Zn、Pb、Cd含量的主导因素分别为海拔、土壤类型、车流量和路侧距离.     

葫芦岛市土壤、蔬菜重金属污染空间变化规律

采用Ｋrige插值法分析葫芦岛市土壤重金属的空间变化规律,测定葫芦岛市土壤、蔬菜、粮食中Hg、Pb、Cd、Zn、Cu的含量,应用指数方程和幂指数方程描述重金属与污染源的关系,分析土壤重金属的来源,并通过对当地种植和市售蔬菜、粮食重金属的比较,研究冶炼-氯碱工业对土壤与农作物生态系统的影响.结果发现葫芦岛市土壤受到重金属污染严重,Hg、Pb、Cd、Zn、Cu的平均含量分别是1.422、 443.1、 60.94、 4 084、 247.8 mg·kg^-1,最大值分别达到6.092、 3 195、 341.7、 35 157、 1 557 mg·kg^-1,Cd、Zn污染属于重污染,Hg、Pb、Cu属于中度污染.土壤中Hg、Pb、Cd、Zn、Cu的污染主要呈现以葫芦岛锌厂为中心,向外围辐散降低的规律,其中Hg还受到氯碱工业的影响.葫芦岛市土壤重金属主要来源于大气沉降,指数方程和幂指数方程均能很好地描述Pb、Cd、Zn、Cu在土壤中随距离的变化趋势.地产农作物的重金属含量远高于市售农作物,则进一步说明了重金属对葫芦岛市土壤生态系统带来了严重影响.     

不同氧化还原条件下土壤中Cd/Zn/Cu共运移特征及数值模拟

以重金属离子镉（Cd）、锌（Zn）、铜（Cu）为研究对象,通过室内土柱混合置换实验和数值模拟方法,分析了5种不同氧化还原电位（E_h）对Cd、Zn、Cu在土壤中运移的影响.结果表明,不同E_h下,Cu的竞争吸附能力均大于Cd和Zn,移动性较小;并产生了“滚雪球效应”,导致出流液中Cd和Zn的浓度大于输入浓度.与原土相比,E_h的增加或降低均促进了Zn、Cd的迁移速率,但对实验周期内回收率的影响不同;E_h的增加促进了Cu的迁移.两点非平衡模型（TSM）和单点非平衡吸附模型（OSM）较好地模拟了重金属的迁移,且进一步表明了土壤对重金属的吸附受吸附反应速率的限制（f<0.7）.在复合污染土壤评价和防治中,不仅要考虑E_h的影响,还要关注由竞争吸附所产生的浓度叠加效应,避免低估重金属的污染风险.     

泰州市区重金属污染的藓袋法与路尘法评价研究

以泰州市区为例,分别用藓袋法和路尘法对城市近地面空气与道路灰尘中As、Cd、Cr、Cu、Mn、Pb、V、Zn等8种重金属污染物的含量与污染特征进行了分析,并用潜在生态危害指数法评价了其生态危害程度.结果表明,泰州市城区重金属污染较为严重,存在较高的潜在生态风险.近地面空气中Cd、Zn和Pb这3种重金属的平均含量分别达到了土壤背景值的8.41、6.94和5.85倍,道路灰尘中Zn、Cd、Pb和Cu的平均含量是背景值的22.63、6.58、5.13和4.45倍.重金属潜在生态危害评价结果表明,Cd是近地面空气与道路灰尘重金属潜在生态风险偏高的主要因子,其生态危害贡献率分别达到了92.43%和72.46%.相关性分析表明,近地面空气中的重金属来源相对单一,各重金属之间表现出较高的相关性.汽车尾气是泰州市城区重金属污染的主要来源,客运车站是重金属潜在生态风险最高的地区.     

Heavy metal distribution of natural and reclaimed tidal riparian wetlands in south estuary, China

The characteristics of heavy metals in water, soils and plants of NRWs are significantly different from those in the RTRWs which are strongly affected by human activities.