最大熵模糊综合评价法在污灌区土壤重金属污染等级划分中的应用

以开封市化肥河污灌区为例,运用最大熵模糊综合评价法开展了土壤重金属(Cu、Zn、Cr、Pb、Cd、Ni、As)污染评价.结果表明: 在污灌区13个样点中,属于3级重污染的样点达11个,占总样点数的84.62%,只有位于化肥河上游的两个样点属于2级水平,污染较轻;在所有污染因子中,Cd和As的污染最为突出,其中Cd平均权重值为0.541 9,是最主要的污染因子.与内梅罗法综合指数法评价的结果相比较,最大熵模糊综合评价法能够显示更多的土壤污染信息,引入目标函数和隶属度,重视不同污染因子的权重,具有更高的准确性.     

新乡市某电池厂附近污灌农田重金属污染特征与分类管理

在河南省新乡市某电池厂东南污灌农田区不同距离处挖掘土壤剖面6个,高密度采集剖面样品,并在污灌农田区和电池厂西部不同距离处采集表层混合样12个,共获得土壤样品238份,同时在污灌农田区采集粮食样品13份.用ICP-MS法测定Cd、Ni、Pb、Cr、Cu和Zn含量,AFS法测定Hg和As含量,并对土壤重金属的垂直迁移、污染状况、来源及污染农田的分类管理进行了探讨.结果表明：污灌农田耕层Cd平均含量均高于其风险管制值（GB 15618-2018）,其他重金属几乎全部低于筛选值.Cd是最主要的致污因子,其他重金属对土壤污染的贡献可以忽略.耕层Cd、Ni和As含量随着距电池厂距离的增加呈递减趋势.大多数剖面中Cd、Ni、Cr、Cu、Zn和As含量呈现不同程度的表聚性,Pb含量自上而下逐渐递减,Hg含量上下基本一致.污灌农田Cd、Ni和As主要来自污灌,同时受电池厂的干湿沉降影响,是工业源重金属;Cu、Zn、Cr和Pb属于农业源重金属;Hg是自然和人为混合源重金属.根据土壤环境质量类别及农产品质量综合确定距离电池厂大约3.5 km以内的污灌农田属于严格管控类农用地,应尽快禁止食用农产品的种植,代之以苗圃、林地.     

开封市公园地表灰尘PAHs污染与健康风险评价

应用气相色谱-质谱联用仪(GC-MS)测定了开封市相国寺、铁塔公园、龙亭公园、清明上河园等4个公园的53个地表灰尘样品中的16种优控多环芳烃(PAHs)含量,并分析了PAHs的来源、组成、污染水平和健康风险.结果表明:样品∑PAHs含量在332.20~7535.10μg·kg-1之间,平均值为1320.10μg·kg-1,其中,单体PAHs以菲、蒽、荧蒽、芘、苯并(a)蒽、苯并(b)荧蒽和苯并(a)芘等4~5环化合物含量较高;相国寺、铁塔公园、龙亭公园灰尘分别达到重度、中度、轻度PAHs污染,清明上河园未检测到PAHs污染.终生癌症风险增量模型(ILCRs)评价结果显示,儿童健康风险高于成人,皮肤接触灰尘PAHs是导致儿童和成人高风险的最主要暴露途径,其次是手口摄入途径.灰尘PAHs综合致癌风险(CR)的顺序为相国寺铁塔公园龙亭公园清明上河园,其中,相国寺的CR超过10-6,存在人体可耐受的致癌风险,其他公园不存在健康风险.影响公园灰尘PAHs含量、污染程度和健康风险的因素非常复杂,是建园时间、地理位置、公园性质、游客密度及周边环境状况等多种因素综合的结果.灰尘PAHs主要来源于石油、煤和生物质不完全燃烧,以及石油泄漏等.     

开封市公园灰尘重金属含量及潜在生态风险

采集河南省开封市区4个典型公园(清明上河园、龙亭公园、铁塔公园、相国寺)52个地表灰尘样品,采用原子荧光(AFS)法、电感耦合等离子体发射光谱法(ICP)和电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)法测定灰尘重金属含量,并用调整后的Hkanson潜在生态危害分级标准对重金属潜在生态危害进行评价。结果表明:灰尘Cd、Hg、Pb、Zn、Cu富集显著。重金属单项生态风险指数(E)顺序为HgCdPbCuNiZnCoCrMnTi,除Hg和Cd出现强烈以上生态风险外,其他重金属风险轻微。所有公园灰尘重金属潜在生态总风险(RI)均在很强等级以上,其大小依次为RI相国寺RI龙亭公园RI铁塔公园RI清明上河园。灰尘Hg和Cd对RI的平均贡献率分别为45.28%和46.77%,是最主要的风险因子。     

基于生态绿当量的开封土地利用研究

基于生态绿当量的提出与模型的建立,计算水田、旱田、园地和林地的生态绿当量,得到研究区域的综合绿当量,并将该值与以最佳森林覆盖率的生态优化标准进行比较。对研究区域的土地利用结构进行现状评价,在此基础上对研究区域土地利用结构进行优化调整。以开封为例,针对开封土地利用问题,提出优化方案,以期达到经济、社会和生态效益的统一。     

城市化过程中黑碳的土壤记录及其环境指示意义

以南京市为对象,通过3组共计10个土壤剖面的采样,用湿化学氧化法分析了土壤有机碳（organic carbon,OC）和黑碳（black carbon,BC）的含量.研究发现,南京城市土壤剖面中黑碳含量的变幅为0.22～32.19 g·kg^-1,平均值为4.35 g·kg^-1.第1组城市土壤剖面中黑碳含量的平均值为0.91 g·kg^-1,第2组为8.62 g·kg^-1,第3组为3.72 g·kg^-1.城市土壤剖面中BC/OC值的变幅为0.03～1.59,平均值为0.29,其中BC/OC平均值的大小顺序是：受古代工业活动影响的第2组最大,受现代工业和交通人为活动影响的第3组次之,受古代居民生活影响的第1组最低.研究认为,在城市化过程中,由于工业和交通等人类活动引起的生物物质和矿物燃料（煤、石油等）燃烧产生的BC在土壤中都有不同程度的沉积和记录.BC含量和BC/OC值的大小可能在一定程度上反映了不同人为影响过程和城市土壤的污染程度.城市区域BC的主要来源是矿物燃料燃烧,其中表层（现代层）主要来自交通车辆（尤其是柴油为动力的机车）排放的颗粒物质,而在古代（文化层）可能与燃烧用煤历史有关.     

不同种植年限蔬菜大棚土壤特性、重金属累积和生态风险

以河南省汝州市杨楼镇蔬菜大棚土壤为研究对象,探究不同种植年限蔬菜大棚土壤理化性质、重金属总量和赋存形态的差异规律,并利用单项潜在生态风险指数法和综合潜在生态风险指数法对不同种植年限大棚土壤中重金属的潜在生态风险进行评估.结果 表明,与对照组相比,蔬菜大棚土壤pH均有所提高,有机质、速效磷和碱解氮等肥力组分有一定程度的累...     

开封市公园地表灰尘重金属污染及健康风险

在开封市龙亭公园(PL)、相国寺(PX)、铁塔公园(PT)、清明上河园(PQ)采集地表灰尘样品52个,用原子荧光(AFS)法测定灰尘Hg、As含量,用电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)法测定Cr、Cu、Zn、Pb、Ni、Cd含量.然后应用地积累指数(Igeo)和污染负荷指数(PLI)探讨灰尘重金属污染特征,应用美国环保署的健康风险模型开展针对成人的重金属健康风险评价.结果表明,灰尘Hg、Cd、Pb、Zn、Cu含量明显高于中国潮土背景值和开封市周边灰尘背景值,其中Hg、Pb严重污染,Cu、Zn、Cd多为轻污染和偏中度污染,As、Cr、Ni污染程度较轻.4个公园中PX灰尘为强度污染,PL为中度污染,PT和PQ为轻度污染.各公园灰尘重金属的平均致癌风险指数(TCR)10-6,存在一定的人体可耐受的致癌风险,4个公园灰尘重金属平均TCR顺序为:PLPQPXPT.各公园灰尘重金属平均非致癌风险总指数(HI)1,不存在非致癌健康风险.     

豫境黄淮海平原土壤重金属背景值研究

长期缺少豫境黄淮海平原土壤重金属背景值数据,很多学者不得不用河南省土壤或中国潮土元素背景值作为标准评价重金属污染.那么,豫境黄淮海平原土壤重金属背景值与河南省土壤、中国潮土是否存在差异？平原内部是否存在重金属背景值的空间差异？这是影响评价结果可靠性的关键,需要开展研究.采用10 km×10 km网格法,在研究区沙河干流以南（南区）和以北（北区）分别采集土壤表层样品336份和561份.用电感耦合等离子体发射质谱法（ICP-MS）测定样品Cd、Cr、Pb、Cu、Zn和Ni含量,用原子荧光光度法（AFS）法测定样品Hg、As含量.在重金属含量异常值剔除和数据分布检验基础上,分别确定南区和北区重金属背景值.结果表明,南区土壤Hg、As、Cd、Cr、Pb、Cu、Zn和Ni背景值分别为0.066、4.11、0.130、56.72、20.97、23.31、59.21和24.03 mg·kg^–1,北区上述重金属的背景值分别为0.061、7.45、0.129、51.92、18.96、22.72、66.96和27.16 mg·kg^–1.北区土壤As、Zn和Ni背景值显著大于南区,南区Pb、Cr和Cu背景值显著大于北区,两区间Hg和Cd背景值无显著差别.南区和北区土壤Hg、Cd背景值高于其河南省土壤、河南省潮土和中国潮土背景值,绝对差异度达到强烈或极强烈水平;As背景值低于上述参比背景值,差异度达到中等、强烈和极强烈水平;土壤Cr、Pb、Cu、Zn和Ni背景值与参比背景值的差异较小,差异度均属微弱或中等差异.     

南京市大气沉降中重金属特征及对土壤环境的影响

为明确城市大气重金属沉降对土壤环境的影响,在对南京市6个典型城市功能区连续4a大气(干、湿)沉降中重金属(Cu、Zn、Pb、Cr、Ni)含量、通量、时空变异等方面研究的基础上,结合不同功能区表土重金属含量与土壤剖面206Pb/207Pb特征,分析其在城市土壤的累积特征.研究显示,Cu、Zn和Pb在大气沉降中强烈富集,其中又以Cu和Pb为潜在生态危害的关键元素.大气沉降导致除在相对未受城市人为活动影响的风景区外各功能区表土重金属均有明显富集,这种富集受大气沉降重金属含量和沉降量的共同影响.土壤累积模式预测钢铁工业区表土受大气重金属沉降影响的长期累积增量最大,以Zn和Pb最明显.钢铁工业区土壤剖面Pb含量和同位素特征显示表层20cm土体受大气沉降影响明显,206Pb/207Pb二元模型与预测模式对定量大气Pb沉降的土壤影响结果较一致,表明土壤中某些重金属的累积与大气沉降密切相关.