云南省重金属污染土壤修复与调查
重金属污染与土壤修复研究报告

重金属污染与土壤修复研究报告摘要:本研究报告综述了重金属污染的原因及其对土壤和生态环境的危害,提出了针对重金属污染的土壤修复技术,并介绍了目前在土壤修复领域的研究进展和应用案例。
通过对比分析不同修复技术的优缺点和适用范围,本文指出了进一步研究的方向和发展趋势。
1. 引言重金属元素是指在自然界中普遍存在的某些元素,如铅、汞、铬等。
然而,人类活动导致了大量重金属元素的释放,并造成了严重的环境污染。
重金属污染对土壤和生态环境产生了巨大的危害,因此,研究重金属污染与土壤修复对于环境保护具有重要的理论和实践意义。
2. 重金属污染的原因及危害重金属污染主要由于工业生产、燃煤、农药施用、废水排放等人类活动引起。
重金属在土壤中积累,对作物和水体产生毒害,甚至危及人类健康。
此外,重金属的生物富集和迁移还会破坏土壤的生态系统平衡,威胁到生物多样性和生态稳定性。
3. 土壤修复技术针对重金属污染土壤的修复技术主要包括物理方法、化学方法和生物方法。
物理方法包括挖掘、覆盖和固化等措施,化学方法主要采用络合剂、沉淀剂和还原剂等,生物方法则利用植物吸收和菌根菌修复来清除和修复重金属污染。
4. 研究进展和应用案例目前,许多研究已经探索了各种土壤修复技术,并在实际应用中取得了显著成效。
例如,一些植物在重金属污染土壤中具有良好的生物累积性能,如拟南芥、石蒜等;同时,一些生物技术也被应用于土壤修复,如菌根菌和微生物修复等。
这些研究与应用案例为重金属污染土壤的修复提供了有益的参考和经验。
5. 技术比较和发展趋势各种土壤修复技术在实际应用中都有其优劣势,选择合适的修复技术需要充分考虑重金属种类、土壤性质、修复成本等因素。
此外,需要进一步研究和改进土壤修复技术,提高修复效率和降低成本,并探索新型修复材料和修复机制,以适应不同程度的重金属污染。
结论:重金属污染对土壤和生态环境造成了严重的危害,因此,针对重金属污染的土壤修复技术的研究至关重要。
重金属污染土壤修复示工程实施方案

重金属污染土壤修复示工程实施方案一、项目概述:本项目旨在对XX地区的重金属污染土壤进行修复。
修复目标是将土壤中的重金属浓度降至国家土壤环境质量标准允许的范围内,以保障当地环境和人民身体健康。
修复范围包括A区、B区和C区,总面积为XX平方米。
二、前期调查:1.污染源调查:通过对污染区域进行调查和采样分析,确定污染源、受污染程度和扩散范围。
2.土壤分析:对采样的土壤样品进行重金属分析,确定重金属污染物种类和浓度。
三、修复方案:1.修复措施选择:根据土壤分析结果和工程实际情况,选择适合的修复措施。
常用的修复措施包括物理修复、化学修复和生物修复。
2.物理修复:对于重金属污染严重的土壤,采用物理修复措施进行处理。
包括剥离、覆盖和固化等方法,减少土壤中重金属的迁移和扩散。
3.化学修复:采用化学添加剂对重金属进行捕捉、沉淀和稳定化。
常用的添加剂包括磷酸盐、炭酸钙等,以降低土壤中重金属的活性和生物有效性。
4.生物修复:利用植物或微生物修复土壤中的重金属。
选择具有重金属耐受性和吸附能力的植物种类进行种植,辅以适量的有机肥料和菌剂,提高土壤中重金属的生物降解和转化。
1.土壤处理:根据修复方案,对重金属污染土壤进行剥离、混合、添加剂投放等处理。
确保处理后土壤中重金属浓度降低到合理范围。
2.植物种植:根据生物修复措施,选择耐重金属的植物进行种植。
在土壤中开挖槽位,栽种植物,并进行适量的浇水和施肥。
同时加强对植物生长环境的管理,防止病虫害。
3.监测评估:在施工过程中,定期对土壤、植物和周围环境进行监测评估,确保修复效果达到预期目标。
监测内容包括土壤中重金属浓度、植物生长状况和周边地下水质量等。
五、安全措施:1.工人保护:对参与修复工作的工人进行安全培训,并提供必要的个人防护装备,如口罩、手套和工作服等。
2.废弃物处理:对产生的废弃物,如剥离土壤和植物采集的残留物进行妥善处理,包括分类、包装和运输至指定的处理场所。
3.环境保护:修复过程中,密切监测修复区域的环境变化,及时采取措施防止修复过程对周边环境的污染和影响。
云南通海蔬菜区土壤和蔬菜中重金属及农药残留分析

云南通海蔬菜区土壤和蔬菜中重金属及农药残留分析代平;安瞳昕;吴伯志;字淑慧;牛华林【摘要】[ Objective J The research aimed to provide the scientific basis for the safety production of the vegetable and the sustainable development in Yunnan Province. [ Method] Single factor index method and comprehensive pollution index method were adopted to estimate the contents of heavy metals and pesticide residual of soil samples in and vegetable samples in Tonghai county, Yunnan Province. [Result] The contents of four heavy metals in the most of soil samples in Tonghai were lower than the secondary standard values. But Cr content in one sample exceeded the secondary standard value. The comprehensive pollution index of the heavy metals in total soil was 0.64, less than 0.70, which showed that the soil belonged to the safety level. Soil pesticide residues of cis-cypermethrin and chlorine cyanogen e ester reached 0.063 6 and 0.017 4 mg/kg. Residue of chlorothalonil in the vegetables reached 0.037 mg/kg. Nitrite content in the vegetables was less than 4 mg/kg, which was lower than the pesticide standard. [ Conclusion ] The vegetable soil environment and the agriculture residual of the vegetables were still ideal.%[目的]为云南省蔬菜安全生产和可持续发展提供科学依据.[方法]采用单因子指数法和综合污染指数法,分析云南省通海县蔬菜区土壤样品和蔬菜样品中重金属及农药残留,评价环境质量.[结果]蔬菜种植区大部分土壤中Pb、Hg、As、Cr含量在评价标准范围内,个别区域Cr含量在警戒线范围内.总体上,土壤Pb、Hg、As、Cr多因子综合污染指数为0.64,小于0.70,污染等级属于安全级别.土壤农药残留检出氯氰菊酯和氯氰戊酯浓度分别为0.063 6、0.0174 mg/kg.蔬菜农药残留检出百菌清浓度0.037mg/kg.蔬菜亚硝酸盐含量低于国家标准(4 mg/kg).[结论]通海县蔬菜地土壤环境和蔬菜的农药残留情况较理想.【期刊名称】《安徽农业科学》【年(卷),期】2012(040)001【总页数】4页(P161-163,170)【关键词】土壤;重金属;农药残留;蔬菜;亚硝酸盐【作者】代平;安瞳昕;吴伯志;字淑慧;牛华林【作者单位】云南曲靖市麒麟区农业局,云南曲靖655000;云南农业大学,云南昆明650201;云南农业大学,云南昆明650201;云南农业大学,云南昆明650201;云南省通海县农业技术推广中心,云南通海652700【正文语种】中文【中图分类】X131.3土壤是环境要素的重要组成部分,承担环境中约90%来自各方面的污染物[1-3]。
土壤重金属污染现状与危害及修复技术研究进展

二、土壤重金属的危害
1、对人体健康的危害
1、对人体健康的危害
土壤重金属污染对人类健康的影响不容忽视。通过食物链的传递,重金属进 入人体内并在器官中累积,轻则引起头晕、恶心、呕吐等不适症状,重则导致贫 血、神经受损、器官衰竭等。长期接触低浓度的重金属还可能对生殖系统产生不 良影响。
2、对生态环境的破坏
2、对生态环境的破坏
土壤重金属污染对生态环境的影响也十分显著。植物在吸收水分和养分过程 中会富集重金属,导致生长受阻、生物量下降。此外,重金属还会通过食物链传 递给动物,对生物多样性产生威胁。重金属污染还会对地下水产生影响,导致水 质恶化,严重时可能引发地面沉降等地质灾害。
三、土壤重金属修复技术
一、土壤重金属污染现状
一、土壤重金属污染现状
土壤重金属污染已成为全球性问题。据报道,全球每年约有220万吨重金属进 入土壤,其中工业排放是主要来源之一。在我国,土壤重金属污染也相当严重。 由于长期的工业活动和农业施用化学肥料,一些地区的土壤重金属含量严重超标。 其中,以长三角、珠三角和东北老工业基地等地区最为突出。
1、物理修复方法
1、物理修复方法
物理修复方法主要包括客土法、换土法和深耕翻土法等。客土法是将未受污 染的土壤覆盖在受污染的土壤表面,从而降低土壤中重金属的含量。换土法则是 将污染土壤层清除,用未受污染的土壤进行替代。深耕翻土法是通过翻耕土壤, 使表层和深层土壤混合,降低表层土壤中的重金属浓度。
2、化学修复方法
四、结论与展望
四、结论与展望
土壤重金属污染问题日益严重,对人类健康和生态环境造成巨大威胁。为了 应对这一问题,需要深入开展土壤重金属污染修复技术的研究。目前,物理、化 学和生物修复方法在治理土壤重金属污染方面取得了一定的成果,但仍存在诸多 挑战。
《云南省重点行业企业用地土壤污染状况调查》专业机构名单

《云南省重点行业企业用地土壤污染状况调查》专业机构名单日前,云南环保厅公布了《云南省重点行业企业用地土壤污染状况调查》专业机构名单,其中,云南省重点行业企业用地土壤污染状况调查专业机构推荐名录(第一批,信息采集类)有18家机构在列,云南省重点行业企业用地土壤污染状况调查专业机构推荐名录(第一批,现场采样类)有21家机构在列。
详情如下:云环通〔2018〕155号云南省环境保护厅关于公布《云南省重点行业企业用地土壤污染状况调查》专业机构名单各州(市)环境保护局,各有关单位:根据《全国土壤污染状况详查总体方案》《云南省土壤污染状况详查实施方案》(云环发〔2017〕41号)和《云南省重点行业企业用地土壤污染状况调查工作方案》(云污防土〔2018〕11号)中关于专业调查机构的相关要求,为充分调动和发挥第三方专业机构的作用,我厅组织省环境监测中心站开展了重点行业企业用地调查专业技术机构征集筛选工作。
按照公平、公正、公开的原则,经州(市)环境保护局推荐上报,2018年8月9日,省环境监测中心站组织专家对各申报单位申报材料进行了审核、评审、打分,形成《云南省重点行业企业用地土壤污染状况调查专业机构推荐名录(第一批)》(详见附件1、2,以下简称《推荐名录》),其中信息采集类18家,现场采样类21家。
现予以公布,并将有关事项通知如下:一、各地要合法合规选择名录内的专业机构开展区域内重点行业企业用地调查工作,并对承担重点行业企业用地调查工作任务的专业机构加强指导和监管,有序推进重点行业企业用地调查各项工作。
二、《推荐名录》内的各专业机构要加强内部质量控制工作,建立专业、高效的详查工作质量管理体系;省环境监测中心站要加强对各工作环节、各任务单位的质控监督检查,并督促有问题的专业机构限期完成整改。
三、《推荐名录》实行动态管理。
各地可依据辖区内重点行业企业用地调查工作任务量及进展情况,适当推荐增补专业机构,省环境保护厅将按照相关程序适时组织开展第二批推荐名录筛选增补。
重金属污染土壤修复工程实施方案

重金属污染土壤修复工程实施方案一、项目背景和目标1.1项目背景1.2项目目标修复工程的目标是将重金属污染土壤的重金属含量降低至国家标准以下,恢复土壤的肥力和生态功能,保护环境和人类健康。
二、修复工程方案2.1调查评估阶段在此阶段,需要进行重金属污染土壤的调查和评估,包括土壤样品采集与分析、重金属污染程度评估、风险评估等,以确定修复工程的具体目标和措施。
2.2修复措施选择阶段根据调查评估结果,结合土壤属性、重金属种类及其毒性等因素,选择适当的修复措施。
常见的修复措施包括原位稳定化、物理隔离、植物修复和化学萃取等。
2.2.1原位稳定化原位稳定化是指通过对土壤进行添加剂处理,改变土壤中重金属在土壤内的形态和稳定性,从而减少重金属的迁移和毒性。
常用的添加剂包括石灰、膨润土等。
2.2.2物理隔离物理隔离是通过在重金属污染土壤表面覆盖一层隔离层,阻断土壤与外部环境的接触,避免重金属的进一步扩散。
常用的隔离材料包括高密度聚乙烯薄膜等。
2.2.3植物修复植物修复是通过植物的吸收、积累和转运作用,富集并转移重金属,使其从土壤中去除。
常用的植物修复工程包括植物种植和土壤改良等。
2.2.4化学萃取化学萃取是通过使用化学试剂,将土壤中的重金属与试剂形成稳定的络合物,并使其转移到溶液中,从而达到去除重金属的目的。
常用的化学试剂包括酸、碱等。
2.3工程实施阶段根据选择的修复措施,进行工程实施。
工程实施过程中需要注意以下几个方面:2.3.1施工方法根据具体的修复措施,制定相应的施工方案,包括适当的设备和技术选择,确保修复工作的顺利进行。
2.3.2施工机制合理安排施工人员的工作任务和时间计划,并确保施工过程中的质量控制和安全性。
2.3.3监测与评估工程实施过程中,定期进行重金属含量的监测和评估,以及植物生长状况的观察,及时对修复工程的效果进行评估。
2.4修复效果评价阶段修复工程完成后,对修复效果进行评价。
评价方法包括土壤重金属含量测定、植物生长状况观察、土壤肥力评估等。
云南某区典型农田土壤重金属污染和潜在生态风险评价

云南某区典型农田土壤重金属污染和潜在生态风险评价阮彦楠1,2,吕本春1,王志远1,王应学1,王伟1,陈检锋1,尹梅1,陈华1,付利波1∗(1.云南省农业科学院农业环境资源研究所,云南昆明650205;2.昆明学院,云南昆明650214)摘要㊀[目的]了解云南某区典型农田土壤重金属污染情况㊂[方法]通过对云南某区典型重金属污染农田土壤进行取样调查,分析土壤中重金属Cd ㊁As ㊁Pb ㊁Cu ㊁Zn ㊁Cr 和Hg 含量,并采用主成分分析㊁相关性分析㊁单因子污染指数法㊁内梅罗综合污染指数法和潜在生态危害指数法结合GIS 插值来评价土壤重金属污染情况㊁来源和潜在风险㊂[结果]研究区农田土壤中Cd ㊁As ㊁Cu ㊁Zn 和Hg 含量高于云南省土壤背景值,且Cd ㊁As ㊁Cu 含量在不同深度均高于‘土壤环境质量农用地土壤污染风险管控标准(试行)“(GB 15618 2018)中的风险筛选值,部分表层土壤样品中Cd ㊁As ㊁Cu ㊁Zn 含量超标,重金属超标率顺序为Cu>Cd>As>Zn>Pb =Cr =Hg ㊂Cd ㊁Pb 和Cr 在研究区表层土壤中空间分布相似,其含量分布表现为研究区域从东向西逐渐下降㊂As 与Zn 高值区主要分布在研究区的西南部,Cu 含量空间分布呈西北高㊁东南低,而Hg 在土壤中分布不均匀㊂单因子污染指数法和内梅罗综合污染指数法评价结果表明,农田土壤受到Cd ㊁As ㊁Cu 污染,其中Cu 污染程度最为严重且研究区重金属总体水平处于中度污染程度㊂潜在生态危害指数法评价结果表明,Cd 是主要的生态风险因子,以中等生态风险危害为主,当地土壤重金属污染处于轻度潜在生态危害程度㊂主成分分析和相关性分析表明,Pb 和Cr 主要来自成土母质,Cd 以及部分Pb 与Cr 可能来源于污灌,As 和Zn 可能与工业废气排放有关,Cu 可能来自有机肥料,而Hg 可能是由于重金属粉尘的大气沉降导致的㊂[结论]云南某区典型农田土壤存在重金属污染,Cu 污染程度最为严重,但Cd 危害程度最大㊂关键词㊀农田土壤;重金属;来源;污染;潜在生态风险中图分类号㊀X 825㊀㊀文献标识码㊀A㊀㊀文章编号㊀0517-6611(2023)21-0065-08doi :10.3969/j.issn.0517-6611.2023.21.016㊀㊀㊀㊀㊀开放科学(资源服务)标识码(OSID):Pollution and Potential Ecological Risk Assessment of Heavy Metal in Typical Farmland Soil in a Certain Area of Yunnan Province RUAN Yan-nan 1,2,LÜBen-chun 1,WANG Zhi-yuan 1et al㊀(1.Institute of Agricultural Environment and Resource,Yunnan Academy of Agricultural Sciences,Kunming,Yunnan 650205;2.Kunming University,Kunming,Yunnan 650214)Abstract ㊀[Objective]To understand the heavy metal pollution of typical farmland soil in a certain area of Yunnan Province.[Method]The contents of heavy metals such as Cd,As,Pb,Cu,Zn,Cr and Hg in typical heavy metal contaminated farmland soils in a certain area of Yunnan Province were investigated;the principal component analysis,correlation analysis,individual pollution index,Nemerow comprehensive pollution index and potential ecological hazard index were used in combination with GIS interpolation to evaluate the status,sources and potential risks of heavy metal pollution in soils.[Result]The contents of Cd,As,Cu,Zn and Hg in the farmland soil of the study area were higher than the soil background values of Yunnan Province,and the contents of Cd,As and Cu at different depths were higher than the risk screening values in the Agricultural Land Pollution Risk Control Standard for Soil Environmental Quality (Trial Implementation)(GB 15618-2018).The contents of Cd,As,Cu and Zn in some surface soil samples exceeded the national standard,and the exceeding rate of heavy metals was in the order of Cu >Cd>As>Zn>Pb =Cr =Hg.The spatial distributions of Cd,Pb and Cr in the surface soil of the study area were similar,and their content distri-butions showed that the contents of these metals gradually decreased from east to west in the study area.The high values of As and Zn were mainly distributed in the southwest of the study area,the spatial distribution of Cu content was high in the northwest and low in the southeast,while Hg was unevenly distributed in the soil.The results of single pollution index and Nemerow comprehensive pollution index showed that farmland soil was polluted by Cd,As and Cu,Cu pollution was the most serious and the overall level of heavy metals in the study area was in the moderate degree.Potential ecological risk assessment indicated that Cd was the main ecological risk factor,with medium ecological risk as the main hazard,and the heavy metal pollution in local soil was at a mild potential ecological hazard degree.The principal component analysis and correlation analysis showed that Pb and Cr were mainly from parent materials.Cd and some Pb and Cr might come from sewage irrigation,As and Zn might be related to industrial waste gas emission,Cu might come from organic fertilizer,and Hg might be caused by atmospheric dep-osition of heavy metal dust.[Conclusion]There existed heavy metal pollution in typical farmland soils in a certain area of Yunnan Province,where Cu was the most seriously polluted,but Cd was the most harmful.Key words ㊀Farmland soil;Heavy metal;Source;Pollution;Potential ecological risk基金项目㊀国家绿肥产业技术体系昆明综合试验站项目(CARS -22-Z -14);国家重点研发计划项目(2021YFD1700205);昆明市农业农村局基金项目 种植制度优化与生物综合调控技术模式攻关研究 ㊂作者简介㊀阮彦楠(1999 ),男,云南昆明人,硕士研究生,研究方向:内生菌及重金属生物修复㊂∗通信作者,研究员,从事绿肥产业体系和农田土壤生态研究㊂收稿日期㊀2022-10-27㊀㊀我国首次土壤污染状况调查结果显示,污染土壤的重金属超标率达到16.1%,Cd㊁Cu㊁Hg㊁As㊁Pb㊁Cr 和Zn 等重金属元素均呈现不同程度超标[1]㊂随着过量的重金属进入土壤中,土壤的生产力和粮食安全也随之下降[2]㊂重金属通过食物链在生物体内富集,将不可避免地对人类和生态系统构成威胁[3]㊂据调查,由于采矿活动造成了150万hm 2受污染的荒地,而这些荒地正在以46700hm 2/a 的速度增加[4]㊂目前,随着可耕地面积越来越少,这些污染的农田不断被用于农业生产,农田土壤作为农业生产中不可或缺的部分,在农业生态系统中发挥物质和能量交换的重要作用,探明其重金属污染情况㊁来源和潜在风险对于云南某区农田土壤重金属污染的防治具有重要意义㊂云南某区矿产资源丰富,目前探明的矿产资源主要有Cu㊁Fe㊁Pb 等[5]㊂矿产在开采过程中会产生了大量的尾矿,其中含有一定量的Cd㊁Pb㊁Cu㊁Ni 和Zn 等重金属,这些重金属往往以氧化物和硫化物等有毒物质的形式存在,然后通过风化过程释放到土壤环境中,对矿区周围农田造成严重污染的同时对附近的居民造成潜在的健康风险[6]㊂许多研究也报告了尾矿泄漏而造成的重金属污染事件,如梁雅雅等[7]通安徽农业科学,J.Anhui Agric.Sci.2023,51(21):65-72㊀㊀㊀过对广东省某铅锌尾矿库周边农田土壤重金属污染状况分析发现,部分土壤样品的重金属含量超过土壤环境质量标准二级标准值;Xiao 等[8]对陕西省潼关矿区周边农田土壤分析发现,谷物和蔬菜中的Hg 和Pb 含量超过了食品安全标准;张浩等[9]对洛阳市西南部某铅锌尾矿库山林区㊁生活区㊁农田区表层土壤和农田区8种重金属含量分析发现,农田区Pb㊁Zn㊁Cr㊁Cd 和As 平均含量均高于土壤风险筛选值㊂但目前来说,对于几年前云南某区矿区废水排放进入小江流域对沿岸农田土壤重金属污染的研究还鲜有报道㊂因此,有必要对云南省某区典型农田土壤的重金属污染程度进行评价㊂该研究以云南某区典型农田土壤为研究对象,采用主成分分析㊁相关性分析㊁单因子污染指数法㊁内梅罗综合污染指数法和潜在生态危害指数法结合GIS 插值来评价土壤重金属Cd㊁As㊁Pb㊁Cu㊁Zn㊁Cr 和Hg 污染情况㊁来源和潜在风险,以期为研究区重金属污染农田的安全利用和整治提供科学参考㊂1㊀材料与方法1.1㊀研究区概况㊀研究区位于云南省东北部某区,地处云贵高原边缘,川滇经向构造带与华夏东北构造带结合过渡部位,属于亚热带高原季风气候,年平均气温为14.9ħ,年降水量1000.5mm,降雨主要集中在5 9月㊂目前,当地主要农作物为水稻㊂1.2㊀样品采集㊀为了解农田土壤重金属垂直分布,于2020年6月采集剖面土壤样品,在研究区域内随机选取18个采样点,每个采样点从地面向下垂直挖60cm,并分别从0~20㊁20~40㊁40~60cm 进行采集,共54个土壤样品,采集土壤样品时,为了减少不均匀性和不确定性,对每个采样点采用10m ˑ10m 内 梅花形 布设5个子样点,每个子样点在不同层次采集土壤样品,充分混合后利用四分法选取约1kg 土壤样品,并挑去土壤样品中的石子和植物残体等异物后,装入洁净自封塑料袋内㊂采样点分布见图1㊂图1㊀研究区采样点分布Fig.1㊀Distribution of sampling points in the study area1.3㊀样品处理与分析㊀土壤样品置于阴凉处自然风干后研磨,过20目㊁100目尼龙筛㊂土壤pH 测定时将水㊁土以体积比为2.5ʒ1混合后用pHS -3C 型酸度计测定[8]㊂重金属Cd㊁Pb㊁Cu㊁Zn 和Cr 采用HCl -HNO 3-HClO 4-HF 混合酸消解,消解后样品采用原子吸收分光光度计(AA -6880F /AAC)测定㊂重金属As㊁Hg 采用HCl -HNO 3混合酸消解,使用原子荧光分光光度计(AFS -2100)测定㊂消解的样品每10个土样做一个平行并加入空白样和国家标准样品(GBW07456)进行质量分析控制,质控样测定均值和偏差都在规定要求范围内,平行样测定含量相对偏差均在10%以内[10]㊂为保证精度,试验中所有玻璃器皿均利用10%硝酸浸泡一夜,然后用去离子水清洗干净㊂试验中所用试剂均为优级纯㊂1.4㊀耕地土壤重金属污染评价方法1.4.1㊀单因子污染指数法和内梅罗综合污染指数法㊂单因子污染指数法是以污染物的环境质量标准为基准的一种评价方法,该方法针对单一重金属污染因子进行评价,不能反映多个污染因子导致的整体污染水平[11],表达式如下:P i =C i /S i(1)式中:P i 为i 重金属元素的污染指数;C i 为重金属含量实测值(mg /kg);S i 为污染物i 的评价标准(国家风险筛选标准值),mg /kg㊂P i ɤ1.0时表示样品未受污染,P i >1.0时表示样品受到污染,其P i 值越大说明样品受污染的程度越高㊂当土壤同时被多种重金属污染时,需要将单因子污染指数按一定方法综合运用进行评价㊂内梅罗综合污染指数法就是将单因子污染指数的平均值和最大值归纳到一起进行综合污染评价的方法[12-13],表达式如下:P N =P 2i ave +P 2i max2(2)式中:P N 为综合污染指数;P i max 为土壤重金属元素中污染指数P i 的最大值;P i ave 为土壤重金属元素中污染指数P i 的平均值㊂P N ɤ0.7时土壤样品为清洁,0.7<P N ɤ1.0时土壤样品尚为清洁,1.0<P N ɤ2.0时为轻度污染,2.0<P N ɤ3.0时为中度污染,P N >3.0时为重度污染㊂1.4.2㊀潜在生态危害指数法㊂潜在生态危害指数法是1980年瑞典科学家Hakanson 提出,评价重金属污染程度和潜在生态危害的一种方法[14]㊂这种方法除了考虑重金属的含量之外,还考虑了污染物的类型㊁浓度㊁毒性水平和环境响应[15]㊂采用具有可比的㊁等价指数分级法进行评价,表达式如下:RI = E i = (T i ˑP i )(3)式中:RI 是研究区多种重金属综合潜在生态危害指数;E i 是单一金属元素i 的潜在生态危害系数;T i 是金属元素i 的毒性系数,瑞典科学家Hakanson 制定的标准化重金属毒性系数从小到大依次为Zn(1)<Cr(2)<Cu(5)=Ni(5)=Pb(5)<As(10)<Cd(30)<Hg(40)[14];P i 是金属元素i 的单因子污染指数㊂潜在生态危害指数可分为5个等级,见表1㊂1.4.3㊀评价标准㊂研究区土壤重金属评价标准参考‘土壤环境质量农用地土壤污染风险管控标准(试行)“(GB15618 2018)[16]与云南省土壤背景值[17]㊂1.5㊀数据分析处理㊀利用Microsoft Excel 2010和SPSS 10.0软件对试验数据进行统计分析,采用GIS 插值方法分析重金属污染状况和空间分布定位,同时使用ArcGIS 10.1完成空66㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀安徽农业科学㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀2023年间插值图㊂表1㊀重金属潜在生态风险分级标准Table1㊀Classification criteria for potential ecological risk of heavy metals级别Grade E i 污染程度Pollutiondegree RI污染程度Pollutiondegree1E i<40轻度RI<150轻度240ɤE i<80中等150ɤRI<300中等380ɤE i<160较强300ɤRI<600较强4160ɤE i<320很强RIȡ600很强5E iȡ320极强2㊀结果与分析2.1㊀剖面土壤2.1.1㊀剖面土壤重金属含量分析㊂由表2可知,研究区土壤pH随着土壤深度的增加而增加,整体属于碱性土壤㊂重金属Cd㊁As㊁Cu含量在土壤不同深度均高于‘土壤环境质量农用地土壤污染风险管控标准(试行)“(GB15618 2018)中的风险筛选值㊂相比之下,Pb㊁Zn㊁Cr和Hg含量则均未超过风险筛选值,表明重金属Pb㊁Zn㊁Cr和Hg在土壤中不会对食品安全构成威胁㊂而重金属Cd㊁As㊁Cu㊁Zn和Hg含量在不同深度均显著高于云南省土壤背景值㊂在0~20cm的表层土壤中,Cd㊁As㊁Cu㊁Zn和Hg含量分别是土壤背景值的6.09㊁1.71㊁7.79㊁1.89㊁5.78倍;20~40cm的中层土壤中,Cd㊁As㊁Cu㊁Zn和Hg含量分别是土壤背景值的4.82㊁1.62㊁8.12㊁1.76㊁3.55倍;40~60cm的底层土壤中,Cd㊁As㊁Cu㊁Zn和Hg 含量分别是土壤背景值的7.00㊁1.44㊁8.90㊁1.68㊁5.40倍㊂而只有重金属Pb和Cr含量在不同深度均未超过土壤背景值㊂说明重金属Cd㊁As㊁Cu㊁Zn㊁Hg是研究区土壤的主要污染物,而Pb和Cr在不同深度土壤中累积含量较低㊂表2㊀各深度土壤重金属含量Table2㊀Contents of heavy metals in different depths of soil土层深度Soil depthʊcm pH Cd mg/kg As mg/kg Pb mg/kg Cu mg/kg Zn mg/kg Cr mg/kg Hg mg/kg 0~208.22 1.3431.5221.96360.61187.0059.150.347 20~408.31 1.0629.8219.27375.89173.5653.160.213 40~608.35 1.5426.4919.58412.17165.8953.850.324 GB15618 2018筛选值GB15618 2018screening value>7.50.820240100300350 1.0云南省背景值Backgroundvalue of Yunnan Province 0.2218.440.646.398.765.20.062.1.2㊀剖面土壤重金属垂直迁移分布特征㊂由表2可知,除As㊁Zn含量随土壤深度增加而降低,Cu含量随土壤深度的增加而增加,其余重金属Cd㊁Pb㊁Cr和Hg含量随土壤深度增加先降低后升高,说明研究区重金属大部分不仅来源于底层土壤母质,还在表层土壤中富集㊂这与史锐等[18]的研究结果一致,可能是由于中层土壤通透性较好,而深层土壤密度大㊁保水性好的情况下,重金属的垂直分布会出现先降低后升高的趋势㊂但与窦韦强等[19]㊁郑影怡等[20]㊁Mapanda 等[21]通过土壤垂直分布迁移发现Cd㊁Pb㊁Cu等重金属大部分在表层土壤富集的结论不一致,这可能是由于土壤母质和土壤理化性质共同作用下,使得底层土壤重金属含量高㊂研究区重金属As主要富集在土壤表层且随土壤深度增加而降低,在土壤中表现出高迁移能力㊂一般而言,重金属在土壤中表现出高迁移率,其迁移率和到达的深度取决于其总含量和土壤理化性质,如土壤pH㊁黏土含量和土壤有机质含量等[8]㊂而该研究区域中As高迁移能力可能就是由于土壤pH较高的原因㊂2.2㊀表层土壤2.2.1㊀表层土壤重金属含量分析㊂由表3可知,研究区表层土壤重金属含量存在较大差异㊂Cd㊁As㊁Pb㊁Cu㊁Zn㊁Cr和Hg含量分别为0.58~2.90㊁17.10~55.90㊁2.09~55.80㊁117.00~ 851.00㊁136.00~410.00㊁32.50~90.70㊁0.07~0.75mg/kg,其平均值分别为1.34㊁31.52㊁21.96㊁360.61㊁187.00㊁59.15㊁0.35mg/kg㊂部分表层土壤样品中Cd㊁As㊁Cu㊁Zn含量高于风险筛选值,重金属超标率顺序为Cu(100.00%)>Cd(83.33%)> As(66.67%)>Zn(5.56%)>Pb(0.00%)=Cr(0.00%)=Hg (0.00%),表明研究区域的表层土壤存在不同程度Cd㊁As㊁Cu㊁Zn超标现象㊂而与云南省土壤背景值相比,表层土壤重金属超标率顺序为Cu(100.00%)=Cd(100.00%)=Zn (100.00%)=Hg(100.00%)>As(83.33%)>Cr(33.33%)> Pb(11.11%),表明人类活动已经导致研究区农田土壤中重金属Cu㊁Cd㊁Zn㊁Hg㊁As㊁Cr和Pb的含量升高㊂表3显示,Cd㊁As㊁Pb㊁Cu㊁Zn㊁Cr和Hg变异系数(CV)分别为46.27%㊁49.11%㊁74.45%㊁57.81%㊁31.55%㊁32.76%㊁62.86%,根据变异系数分类,Zn㊁Cr具有中度变异(15%<CV< 36%),而Cd㊁As㊁Pb㊁Cu和Hg具有高度变异(CV>36%)[22]㊂这种空间异质性是人类活动(如采矿和冶炼活动以及与之相关的废物排放)的典型指标[23]㊂有研究表明,受自然来源影响的重金属变异系数相对较低,而受人为来源影响的重金属变异系数相对较高[24]㊂可以看出,Zn和Cr变异系数低于其他重金属,表明不同的采样点Zn和Cr含量变化差异较小㊂说明重金属Cr更多与自然来源有关㊂2.2.2㊀表层土壤重金属空间分布特征㊂通过利用ArcGIS 10.1中的反距离权重法(IDW)对表层土壤中不同重金属含量空间分布进行研究,IDW是一种地理空间插值技术,可以预测样本点周围位置的变量值㊂由图2可知,重金属Cd㊁Pb 和Cr在研究区表层土壤中分布相似,其含量空间分布均表现为研究区域从东向西逐渐下降㊂这与位于研究区域东部7651卷21期㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀阮彦楠等㊀云南某区典型农田土壤重金属污染和潜在生态风险评价小江流域有关,由于河流在流经研究区域周围时,水流会从沿岸慢慢向四周土壤渗透㊂在渗透的过程中,水中可溶性重金属通过与土壤基质的吸附-解吸反应迁移到土壤中㊂此外,含有重金属的矿石也会以颗粒或悬浮物的形式直接随着水流进入土壤[25],使得水流所携带的重金属等污染物会在土壤中不断沉积,因此靠近河流的采样点重金属元素含量偏高,其中Pb 和Cr 均未超过国家标准㊂As㊁Zn 高值区主要分布在研究区的西南部,而低值区则处于东北部;这与当地主导风向为西南风有关,由于B 村工厂中工业废气的无组织排放,随着大气扩散在农田土壤中沉降,从而增加土壤中重金属含量,随着距离越远,土壤中重金属含量越低,因此靠近B村的采样点As㊁Zn 含量较高㊂参照于国家土壤环境质量二级标准,研究区中Cu 含量整体较高,所有区域采样点Cu 含量均处于受污染状态,且部分区域污染状态较为严重,Cu 含量空间分布呈西北高㊁东南低;这是由于A 村中养殖场中养殖废水大多被用于污水灌溉,动物粪便被用于有机肥施入农田[26],因此靠近A 村的采样点Cu 含量较高㊂而Hg 在土壤中分布不均匀,与其他重金属分布不相同,呈明显的点状分布;这与位于研究区域中心高速路段有关,由于该高速路段南北横贯研究区,研究区域采样点容易受到汽车尾气和粉尘所携带的重金属污染,且所有采样点与高速路段的距离相近,因此采样点中重金属Hg 呈不均匀的点状分布㊂表3㊀表层土壤重金属含量统计描述Table 3㊀Descriptive statistics of heavy metal content in the soil项目ItempH Cd mg /kg As mg /kg Pb mg /kgCu mg /kgZn mg /kg Cr mg /kg Hg mg /kg 最小值Minimum 8.390.5817.10 2.09117.00136.0032.500.07最大值Maximum 7.99 2.9055.9055.80851.00410.0090.700.75均值Mean 8.22 1.3431.5221.96360.61187.0059.150.35中位值Median 8.26 1.1523.8521.95337.50174.0052.250.28标准偏差SD0.120.6215.4816.35208.4658.9919.380.22背景值Background valueʊmg /kg0.2218.440.646.398.765.20.06超标率Exceeding standard rateʊ% 100.0083.3311.11100.00100.0033.33100筛选值Screening valueʊmg /kg>7.50.8202401003003501.0超标率Exceeding standard rateʊ%83.3366.670.00100.00 5.560.000.00变异系数CVʊ%1.4646.2749.1174.4557.8131.5532.7662.86图2㊀研究区重金属空间分布Fig.2㊀Spatial distribution of heavy metals in the study area86㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀安徽农业科学㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀2023年2.3㊀表层土壤重金属污染评价㊀由图3可知,从7种重金属单因子污染指数(P i )来看,Cd㊁As 和Cu 污染指数P i 范围较大,而Pb㊁Zn㊁Cr 和Hg 污染指数P i 范围相对较小㊂7种重金属P i 平均值从大到小依次为Cu(3.61)>Cd(1.67)>As(1.58)>Zn(0.62)>Hg(0.35)>Cr(0.17)>Pb(0.09),其中Cu㊁Cd㊁As 的P i 均大于1.00,其他4种重金属P i 均小于1.00,且土壤中Cu 的P i 超过3.00,表明研究区的土壤在受到Cd 和As 不同程度污染的同时也受到Cu 的严重污染㊂从综合污染指数(P N )结果来看,P N 为1.85~6.14,平均值为2.95,达到重度污染(P N >3.0)的比例占38.89%;表明研究区污染较为严重,总体污染水平处于中度污染等级㊂从7种重金属潜在生态危害系数(E i )平均值来看,从大到小依次为Cd (50.15)>Cu (18.03)>As (15.76)>Hg(13.88)>Zn (0.62)>Pb(0.46)>Cr(0.34),且Cd 潜在生态风险程度轻度㊁中等㊁较强分别占总样品数的16.66%㊁55.56%㊁27.78%,以中等生态风险危害为主,故Cd 是最主要的生态风险因子㊂这一方面与Cd 的毒性系数较大有关,另一方面因为所调查的土壤样品中Cd 的浓度普遍较高㊂其次是Cu,其潜在生态风险程度轻度㊁中等占总样品数的94.44%㊁5.56%,以轻度生态风险危害为主㊂而As㊁Pb㊁Zn㊁Cr㊁Hg 皆以轻度生态风险危害为主,且均占总样品数的100.00%㊂由表2可知,As 的各土壤深度含量(26.49~31.52mg /kg)已经超过GB 15618 2018受污染的临界值,但其生态危害程度较轻(E i =15.76),其原因可能是由于有些重金属元素虽然在表层土壤富集程度较高,但由于其具有亲颗粒性,容易被其他颗粒物迁移进入土壤中矿化埋藏使他们对生物的毒性降低[27]㊂从潜在生态风险指数(RI)来看,RI 平均值为99.2,属于轻度生态风险污染㊂总体来说,研究区土壤生态危害程度虽然较轻,但单一重金属的污染仍需引起重视㊂从图4可以看出,Cd 和Cu 的生态危害分布与研究区表层土壤重金属空间分布特征相似,RI 的生态危害分布与Cd 生态危害分布相似㊂说明重金属在空间上分布特征直接影响了其生态危害分布,而Cd 的生态危害直接影响RI 的生态危害分布㊂证实上文中Cd 是最主要的生态风险因子,其潜在生态危害系数E i 平均值最大(E i =50.15)㊂综上所述,重金属Cu 污染程度最为严重(P i =3.61),且Cd 危害程度最大(E i =50.15)㊂图3㊀研究区土壤重金属单因子污染指数(P i )㊁综合污染指数(P N )和潜在生态危害指数(RI )评价结果箱式图Fig.3㊀Box plots of single pollution index (P i ),Nemerow synthesis pollution index (P N ),and potential ecological hazard index (RI )for heav-y metals of soil in the studyarea图4㊀土壤重金属污染的潜在生态危害分布Fig.4㊀Potential ecological hazard distribution of heavy metal pollution in soil2.4㊀表层土壤重金属元素相关性和主成分分析㊀相关性分析常用于识别多个变量之间的关系,从而有助于理解影响因素以及化学成分的来源[28],该研究利用Pearson 相关分析得出7种重金属相关系数㊂由表4可知,Cd 与Pb㊁Cd 与Cr㊁Pb 与Cr㊁As 与Zn 含量之间均呈显著正相关(P <0.05)㊂Zhao 等[29]研究表明,土壤中重金属之间的强正相关可能反映了9651卷21期㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀阮彦楠等㊀云南某区典型农田土壤重金属污染和潜在生态风险评价这些重金属具有相似的污染水平和相似的污染源㊂所以Cd 与Pb㊁Cr之间可能来自同一污染源,As与Zn来自另一相同的污染源㊂而Hg与Cd㊁As㊁Pb㊁Cu㊁Zn㊁Cr无显著相关性,说明Hg可能有与其他重金属不同的污染源㊂这与Cai等[30]和Liu等[31]的试验结果相似,因为与其他重金属不同,土壤表面积累的Hg可以释放到空气中,并在土壤和空气之间广泛交换,远距离迁移[32]㊂因此,表层土壤中Hg的来源可能会不同于研究区的其他元素㊂表4㊀表层土壤重金属的相关性分析Table4㊀Correlation analysis of heavy metals in topsoil元素Element Cd As Pb Cu Zn Cr Hg Cd1㊀As-0.3071㊀Pb0.559∗-0.1291㊀Cu0.127-0.744∗∗0.0081㊀Zn-0.0490.541∗-0.191-0.3651㊀Cr0.475∗-0.530∗0.490∗0.292-0.2951㊀Hg-0.4380.457-0.284-0.4570.230-0.4321㊀注:∗∗表示在0.01水平上显著;∗表示在0.05水平上显著㊂㊀Note:∗∗indicates significant at0.01;∗indicates significant at0.05level.㊀㊀主成分分析作为最有效的多元分析方法之一,被广泛用于减少数据和提取少量独立因素(主成分)来分析变量之间的关系㊂它的结果很容易解释为最终得分和加载图,以便进行目视检查[33-34]㊂有研究发现,同一主成分上负荷较高的金属可能具有相同的来源[35]㊂从表5~6可以看出,7种重金属主成分分析发现前2个主成分(PC1㊁PC2)的累计方差贡献率达66.670%㊂PC1的主要成分载荷包括As㊁Zn和Hg,累计方差贡献率为45.294%;As(0.895)㊁Zn(0.672)在PC1有较高的载荷,而Hg(0.515)在PC1有中等载荷㊂PC2的主要成分载荷包括Cd㊁Pb㊁Cr,累计方差贡献率为21.376%;Cd (0.847)㊁Pb(0.848)和Cr(0.688)均在PC2有较高的载荷㊂表5㊀重金属主成分分析的总方差解释Table5㊀Interpretation of total variance for principal component analysis of heavy metals成分Component初始Initial特征值Eigenvalue方差Variance%累计方差Cumulativevarianceʊ%提取载荷平方和Extract the sum of squared loads特征值Eigenvalue方差Variance%累计方差Cumulativevarianceʊ%旋转载荷平方和Rotating load sum of squares特征值Eigenvalue方差Variance%累计方差Cumulativevarianceʊ%1 3.17145.29445.294 3.17145.29445.294 2.45535.06535.0652 1.49621.37666.670 1.49621.37666.670 2.21231.60566.670 30.82311.75378.42340.5247.48385.90650.447 6.38692.29260.382 5.46197.75370.157 2.247100.00表6㊀重金属主成分分析的成分矩阵Table6㊀Composition matrix for principal component analysis of heavy metals元素Element初始InitialPC1PC2旋转后RotatingPC1PC2 Cd0.6140.589-0.0790.847 As-0.8210.4180.895-0.221 Pb0.5240.6680.0400.848 Cu0.666-0.562-0.8710.010 Zn-0.5560.3850.672-0.072 Cr0.7610.251-0.4110.688 Hg-0.716-0.0410.515-0.499㊀㊀基于相关性分析㊁主成分分析的结果,可以将重金属元素的来源分为4组㊂第一组重金属元素包括As和Zn,两者之间呈显著正相关(表4),且皆在PC1上有较高的载荷(表6),在表层土壤中空间分布相似(图3),同时As与Zn在土壤中均值含量高于土壤背景值(表3)㊂分析重金属在表层土壤中空间分布发现土壤中As和Zn受到工业废气无组织排放沉降的影响,如Xiao等[36]根据PC1中重金属的分组可以推断As与Zn富集主要是由于工业废气排放导致㊂因此有理由推断出As和Zn为人为来源,可能与工业废气排放有关㊂第二组重金属元素包括Cd㊁Pb和Cr,三者之间具有显著正相关(表4),在PC2上有较高的载荷(表6),表层土壤中空间分布相似(图2)㊂Pb和Cr在土壤中均值含量均低于土壤背景值,且Cr变异系数较低(表3)㊂大多数研究表明,Cr 主要来源于成土母质,如岩石风化和土壤侵蚀[15,33]㊂Cai等[30]根据相关系数分析发现Cr与部分的Pb主要为自然来源㊂也有研究表明,重金属如Cd和Pb可能是通过风化过程从尾矿中释放出来的[37-38]㊂Li等[39]提出在自然界中Cd和Pb是共生的,特别是在原生矿床中,Cd作为Zn精炼的副产07㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀安徽农业科学㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀2023年品被释放出来㊂考虑到研究区域土壤在历史上受到矿区废水排放的河流灌溉导致重金属在农田土壤表面积累㊂因此可以得出重金属Pb和Cr为自然来源和人为来源的混合来源,Pb和Cr为自然来源,主要来自成土母质;而Cd以及部分Pb和Cr为人为来源,可能来源于污灌㊂第三组㊁四组重金属元素分别为Hg和Cu,虽然Hg在PC1有中等载荷(表6),但Hg在相关性分析中与其他重金属无显著相关性(表4),Cu与其他大部分重金属无显著相关系,仅存在Cu和As呈显著负相关(表4),但Cu在PC2中的载荷较低(表6),综合两者皆为相对孤立的元素㊂Cu和Hg 在土壤中均值含量均高于土壤背景值(表3)㊂前人的研究发现,土壤中Hg富集最有可能是由于Hg挥发后通过干湿沉降进入农田土壤中[40]㊂Li等[41]研究发现表层土壤中Hg主要来源于人为输入㊂该研究通过重金属在表层土壤中空间分布发现土壤Cu的累积受到养殖场废水排放和动物粪便的影响㊂据报道,我国市售猪饲料Cu含量平均达到200~ 300mg/kg[42],动物在食用这些饲料的过程中产生的有机肥料含有高浓度的重金属,如果将这些有机肥料反复施用到土地的限值区域,从长远来看,会导致重金属在土壤中大量累积㊂因此可说明Cu和Hg皆为人为来源,Cu可能来自有机肥料,而Hg可能是由于重金属粉尘的大气干湿沉降导致的㊂综上所述,Pb和Cr主要来自成土母质,Cd以及部分Pb 和Cr可能来源于污灌,As和Zn可能与工业废气排放有关, Cu可能来自有机肥料,而Hg可能是由于重金属粉尘的大气沉降导致的㊂3㊀讨论此次对云南省某区典型农田土壤调查结果显示,在剖面土壤重金属含量的分析发现,重金属Cd㊁As㊁Cu是研究区剖面土壤的主要污染物,在不同深度土壤中累积含量均超过‘土壤环境质量农用地土壤污染风险管控标准(试行)“(GB 15618 2018)中的风险筛选值,达到污染水平,且在不同土壤深度呈现出不同的垂直迁移分布特征㊂表层土壤重金属含量分析发现,土壤重金属含量存在较大差异,与云南省土壤背景值相比,表层土壤重金属超标率从大到小依次为Cu (100.00%)=Cd(100.00%)=Zn(100.00%)=Hg(100.00%)> As(83.33%)>Cr(33.33%)>Pb(11.11%)㊂表层土壤垂直迁移分布特征分析发现,重金属Cd㊁Pb和Cr在研究区表层土壤中分布相似,其含量空间分布均表现为研究区域从东向西逐渐下降,而且当地表层土壤重金属的分布还受工业废气的沉降㊁养殖废水及动物粪便施入农田和高速路段汽车尾气和粉尘的影响㊂无论是剖面土壤还是表层土壤,其重金属Cd㊁As㊁Cu都是主要污染物,对于农田生态系统而言,土壤中元素含量快速变化,主要是由各种人为活动引起,表明人类活动已经导致研究区农田土壤中重金属Cu㊁Cd㊁Zn㊁Hg㊁As㊁Cr和Pb的含量升高㊂Cd㊁As㊁Cu会严重危害人体健康,能引起急性中毒㊁代谢综合征和器官损伤等疾病[43-45]㊂从表层土壤重金属单因子污染指数(P i)来看,Cd㊁As和Cu污染指数P i范围较大,而Pb㊁Zn㊁Cr和Hg污染指数P i范围相对较小,表明研究区的土壤受到Cd㊁As和Cu的污染较为突出㊂综合污染指数P N结果来看,总体污染水平处于中度污染等级㊂潜在生态风险指数考虑了重金属的生物毒性水平,对人类健康生活更具指导意义[46]㊂从7种重金属潜在生态危害系数(E i)和潜在生态危害指数(RI)来看,Cd是最主要的生态风险因子,危害程度最大,这可能与Cd的毒性系数较大和所调查的土壤样品中Cd的浓度普遍较高有关㊂而Cu以轻度生态风险危害为主,且Cu污染程度最为严重㊂综合潜在生态危害指数(RI)平均值为99.2,说明研究区土壤属于轻度生态风险污染,土壤环境整体较为清洁,但单一重金属(Cd和Cu)的污染仍需引起重视㊂表层土壤重金属元素相关性和主成分分析得出,7种重金属元素中,因子1中As与Zn元素富集主要是由于工业废气排放导致[36],王越等[47]研究发现As与Zn元素主要受铅锌矿选冶和有色金属冶炼等工业活动影响;因子2中重金属Pb和Cr为自然来源和人为来源的混合来源,Pb和Cr为自然来源,主要来自成土母质,而Cd以及部分Pb和Cr为人为来源,可能来源于污灌[15,39];因子3中Cu和Hg元素皆为人为来源,Cu可能来自有机肥料,而Hg可能是由于重金属粉尘的大气干湿沉降导致[40-42]㊂4㊀结论(1)从剖面土壤重金属含量分析来看,重金属Cd㊁As㊁Cu㊁Zn和Hg含量在不同深度平均值均显著高于云南省土壤背景值,且Cd㊁As㊁Cu均高于风险筛选值㊂从重金属垂直分布来看,除As㊁Zn含量随土壤深度增加而降低,Cu随土壤深度的增加而增加,其余重金属Cd㊁Pb㊁Cr㊁Hg含量随土壤深度增加先降低后升高㊂(2)从表层土壤重金属含量分析来看,研究区域除Pb和Cr,其他重金属超背景值率均在80%以上㊂部分表层土壤样品中重金属Cd㊁As㊁Cu㊁Zn平均含量高于风险筛选值,重金属超标率顺序为Cu>Cd>As>Zn>Pb=Cr=Hg㊂从重金属的空间分布上看,重金属Cd㊁Pb和Cr在研究区表层土壤中分布相似,其含量空间分布均表现为在研究区域从东向西逐渐下降;As与Zn高值区主要分布在研究区的西南部,Cu含量空间分布呈西北高㊁东南低㊁Hg在土壤中分布不均匀㊂(3)单因子污染指数法和内梅罗综合污染指数法评价结果表明,重金属Cu㊁Cd㊁As单因子污染指数(P i)均大于1.00,且采样点土壤中Cu的P i超过3.00,综合所有采样点,研究区域重金属总体水平处于中度污染等级㊂潜在生态危害指数法评价结果表明,Cd是最主要的生态风险因子,以中等生态风险危害为主,研究区污染程度为轻度生态风险污染㊂总体来说,云南省某区周围农田土壤潜在生态危害状况不是很严重,但单一重金属的污染仍需引起重视㊂(4)相关性分析和主成分分析结果表明,Pb和Cr主要来自成土母质,Cd以及部分Pb和Cr可能来源于污灌,As和Zn可能与工业废气排放有关,Cu可能来自有机肥料,而Hg 可能是由于重金属粉尘的大气沉降导致的㊂1751卷21期㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀阮彦楠等㊀云南某区典型农田土壤重金属污染和潜在生态风险评价。
云南省重金属污染土壤修复与调查简述

云南省重金属污染土壤修复与调查简述摘要:土壤在人类的生产生活中占有着无可取代的地位,是人类赖以生存的根基。
但是,随着人类工业化的进程不断推进,越来越多的土壤遭受了各种各样的污染和永久性的破环,人类的可持续发展岌岌可危。
云南是一个各色金属矿业比较发达的省份,同时重金属污染土壤的情况也较为突出,本文对云南省重金属污染土壤的区域进行了调查并做了简单的总结。
关键词:云南土壤重金属污染修复调查紫茎泽兰及其根内生真菌在重金属矿区修复中的基础研究2010,康宇,云南大学对云南省澜沧县竹塘乡募乃矿区进行了调查研究修复,发现矿区的自然生长的植物紫茎泽兰为优势植物,包括紫茎泽兰在内的矿区植物普遍为AMF和DSE 定殖;紫茎泽兰对重金属污染具有较强的抗性和适应能力,接种AMF/DSE能增强其对重金属的抗性,并影响重金属在地下、地上部分的积累和迁移;筛选适当的AMF(arbuscular mycorrhizal fungi,丛枝菌根真菌)和DSE(dark septate endophytes,深色有隔内生真菌)与紫茎泽兰形成高效抗性组合,利用紫茎泽兰与其根内生真菌联合修复矿区重金属污染土壤具有良好的应用前景。
蒙自桤木在云南重金属矿区植物修复中的应用价值评估2012,崔洪亮,云南大学同样以澜沧县慕乃矿区为背景,提出利用募乃铅锌矿区自然生长的蒙自桤木根系进行处理后,用于重金属污染土壤后的修复。
应用BCR分析云南蒙自大屯水稻田土壤中重金属形态2013,张娅[1] 项朋志[2] 王振峰[3] [1]云南省中医中药研究院, [2]云南国防工业职业技术学院化学工程学院[3]云南民族大学民族药资源化学国家民委-教育部重点实验室,以云南蒙自大屯水稻田土壤为研究对象,利用BCR连续提取法分析水稻田土壤样品中Cu、Pb、Zn的赋存特征,这些赋存特征主要包括可交换及碳酸盐结合态、硫化物及有机物结合态和残渣态、Fe/Mn氧化物结合态和残渣态。
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云南省重金属污染土壤修复与调查
摘要:土壤在人类的生产生活中占有着无可取代的地位,是人类赖以生存的根基。
但是,随着人类工业化的进程不断推进,越来越多的土壤遭受了各种各样的污染和永久性的破环,人类的可持续发展岌岌可危。
云南是一个各色金属矿业比较发达的省份,同时重金属污染土壤的情况也较为突出,本文对云南省重金属污染土壤的区域进行了调查并做了简单的总结。
关键词:云南土壤重金属污染修复调查
紫茎泽兰及其根内生真菌在重金属矿区修复中的基础研究
2010,康宇,云南大学
对云南省澜沧县竹塘乡募乃矿区进行了调查研究修复,发现矿区的自然生长的植物紫茎泽兰为优势植物,包括紫茎泽兰在内的矿区植物普遍为AMF和DSE 定殖;紫茎泽兰对重金属污染具有较强的抗性和适应能力,接种AMF/DSE能增强其对重金属的抗性,并影响重金属在地下、地上部分的积累和迁移;筛选适当的AMF(arbuscular mycorrhizal fungi,丛枝菌根真菌)和DSE(dark septate endophytes,深色有隔内生真菌)与紫茎泽兰形成高效抗性组合,利用紫茎泽兰与其根内生真菌联合修复矿区重金属污染土壤具有良好的应用前景。
蒙自桤木在云南重金属矿区植物修复中的应用价值评估
2012,崔洪亮,云南大学
同样以澜沧县慕乃矿区为背景,提出利用募乃铅锌矿区自然生长的蒙自桤木根系进行处理后,用于重金属污染土壤后的修复。
应用BCR分析云南蒙自大屯水稻田土壤中重金属形态
2013,张娅[1] 项朋志[2] 王振峰[3] [1]云南省中医中药研究院, [2]云南国防工业职业技术学院化学工程学院[3]云南民族大学民族药资源化学国家民委-教育部重点实验室,
以云南蒙自大屯水稻田土壤为研究对象,利用BCR连续提取法分析水稻田土壤样品中Cu、Pb、Zn的赋存特征,这些赋存特征主要包括可交换及碳酸盐结
合态、硫化物及有机物结合态和残渣态、Fe/Mn氧化物结合态和残渣态。
研究表明应用BCR连续提取法能相对准确地了解该水稻田中重金属的污染情况及潜在释放能力。
云南会泽废弃铅锌矿区丛枝菌根和DSE的研究
2007,梁昌聪云南大学
用碱解离,酸性品红染色法对云南省会泽县者海镇废弃铅锌矿区的植物的丛枝菌根(arbuscular mycorrhiza,AM)状况进行了调查,并得出初步结论:1)土壤中过量的重金属对AMF具有不利的影响;2)云南省会泽县者海镇废弃铅锌矿区土壤中具有已适应这种复合重金属污染土壤的AMF;3) AMF与植物对重金属的耐受性可能存在一定的关联。
基于GIS的云南省会泽县者海镇土壤中重金属插值方法
2011 ,李东升[1] 施昆[1] 毕廷涛[2] 任敏栓[1],昆明理工大学国土资源工程学院,[2]云南省环境科学研究所,
以云南省会泽县者海镇土壤中重金属的含量与分布状况进行数据采集,采用ArcGIS中的地统计分析模块对土壤中重金属分布进行空间插值研究。
修复镍砷污染土壤的超富集植物及其应用潜力初探
2007,谢华(博士),中国科学院地理科学与资源研究所,导师:陈同斌对我国红土型镍矿和硫化铜镍矿两种典型镍矿区(云南省内)进行超富集植物考察研究。
云南兰坪金顶铅锌矿区土壤中Pb分布特征
2008,李瑞萍[1] 王安建[1] 曹殿华[1] 耿诺[1] 高兰[1] 邹为雷[2] 赵以辛[3] 修群业[1,4]
[1]中国地质科学院矿产资源研究所,北京100037 [2]中国国土资源航空物探遥感中心,北京100083 [3]吉林大学材料学院,吉林长春130021 [4]核工业北京地质研究院,北京100029
采用连续提取法测定兰坪金顶铅锌矿区土壤中Pb的形态含量,通过地统计方法分析污染物的空间分布、化学形态变化特征,结果表明金顶矿区土壤中Pb 大范围严重超标,按照国家土壤环境质量标准(Ⅲ级),Pb的中位值超标1.77倍,平均值超标约19倍。
三七重金属、农药残留控制技术及质量检测体系建设
文山州三七科学技术研究院
完成了文山州三七及其栽培土壤中重金属残留状况的调查及土壤重金属污染评价,为制定文山州三七GAP基地规划及指导布局提供了理论依据。
云南通海蔬菜区土壤和蔬菜中重金属及农药残留分析
2011,代平安瞳昕吴伯志字淑慧牛华林,云南农业大学
采用单因子指数法和综合污染指数法,分析云南省通海县蔬菜区土壤样品和蔬菜样品中重金属及农药残留,评价环境质量。
云南主要茶区土壤重金属的监测与污染评价
2008,刘小文高熹高晓余肖春陶玫李正跃吴国星周红杰,云南农业大学植物保护学院,
为云南茶叶产业的健康发展提供必要的参考。
测定云南主要荼区普洱、保山、西双版纳、大理等地茶园土壤重金属铅(Pb)、镉(Cd)和铜(Cu)的含量,并结合茶园土壤重金属评价标准和茶园土壤污染分级标准,采用单因子污染指数法和Nemerow污染指数法进行污染评价。
云南眦江流域农田土壤重金属Pb、Zn、Cd、As的地球化学特征
2012,赵筱青(博士),云南大学资源环境与地球科学学院
以流经中国铅锌矿储量最大的兰坪金顶铅锌矿区的澜沧江支流——批江周围农田土壤为研究对象,通过实地调查采样、室内实验测定和统计分析等方法,测定分析了土壤中Pb、Zn、Cd、As的含量及其化学形态分布,以探讨矿产开发对农田土壤重金属含量的影响。
云南沘江沿岸农田土壤磁测分析与重金属污染评价
2007 ,周鸿斌角媛梅史正涛明庆忠王李鸿何兰兰,云南师范大学旅游与地理科学学院
池江上游河段流经全国已知探明储量最大的兰坪铅锌矿区,河流深受矿业活动影响,为典型的重金属污染河流。
本文通过对其沿岸农田土壤进行采样测试,研究了土壤磁化率的关系。
云南省绿春县哈尼梯田土壤重金属分布与潜在生态风险
2010,张德刚刘艳红全舒舟,红河学院生命科学与技术学院
选取云南省绿春县规东河片区、松东河片区、二号桥河片区为样区,分析了样区土壤重金属Pb、Cr、Cu和Zn的分布特征,与云南土壤背景值作参比,并采用Hakanson潜在生态危害指数法对样区的重金属潜在生态风险进行评价。
云南省螳螂川沿线土壤-作物系统重金属的空间分布及其迁移规律
2012,张元旭王吉秀郭先华秦丽,云南农业大学资源与环境学院对螳螂川流域农田土壤一作物进行网格法布点采集,原子吸收分光光度法测定元素含量,分析重金属的空间分布及在农田作物系统中的富集效应,为该区农作物安全生产提供依据
云南个旧多金属矿区农田土壤-作物系统重金属污染现状——以乍甸镇为例2011,宋雁辉钟正燕李红梅王宏镔昆明理工大学环境科学与工程学院对云南个旧市乍甸镇农田土壤和农作物重金属污染现状进行了野外调查及评价。
由以上信息得出,在我国云南省境内的澜沧县竹塘乡募乃矿区、会泽县者海镇废弃铅锌矿区、红土型镍矿和硫化铜镍矿两种典型镍矿区(云南省内)、兰坪金顶铅锌矿区等矿区和文山州三七栽培基地、通海县蔬菜区、云南主要荼区普洱、保山、西双版纳、大理等地茶园以及云南个旧市乍甸镇农田、云南蒙自大屯水稻田等地进行了重金属污染土壤的研究调查。
同时,对兰坪金顶铅锌矿区
的澜沧江支流——批江流域、螳螂川沿线和绿春县规东河片区、松东河片区、二号桥河片区水域周边农田及其他土壤也进行了相关的研究调查。