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1.
农田土壤重金属污染严重影响着作物生长和人类健康,为了探索一种快速、准确的土壤重金属含量遥感监测方法,以辽宁省苏子河流域为研究区域,将实测光谱数据转换为多光谱数据。笔者利用偏最小二乘回归法(PLSR)建立相关关系模型,选择最优模型运用到2016年和2020年苏子河流域的Sentinel--2影像。结果表明：综合实测光谱与多光谱可用于土壤重金属含量监测,各模型R2均高于0.50,2年间流域内农田土壤重金属元素中Cu、Ni、Pb、Zn含量增加,Cd、Cr、As含量降低,超标的重金属元素由Cd、Cr、Cu变化为Cu、Ni、Pb、Zn。经分析,重金属相关含量变化与矿场、农业种植结构以及生活垃圾等密切相关。 相似文献
2.
为查明雄安新区西南部耕层土壤的重金属元素污染状况,以唐河-唐河新道、清水河-府河流经区域的农田土壤为研究对象,采用野外采样和室内分析相结合的方法,调查研究耕层(0~20 cm)土壤As、Cu、Zn、Ni、Pb、Cr、Cd和Hg元素的质量分数和分布特征,分析评价重金属元素的污染状况及潜在生态危害风险等级。调查表明,除Cd外,其它重金属元素的平均值均低于土壤风险筛选值,有55%的Cd元素样本超出筛选值,其平均值超出筛选值约26.67%;土壤中As、Cu、Zn、Pb和Cd元素均有不同程度污染,污染程度排序为Cd＞Cu＞As(Zn)＞Pb,其中Cd的污染风险区大面积分布在研究区的中东部,具有典型面状污染特征,Cd元素重度和中度污染的比例分别为3.09%和12.74%;8种重金属元素潜在的生态危害程度排序为Cd＞Hg＞As＞Pb＞Cu＞Ni＞Cr＞Zn,其中Cd的生态危害为强、很强和极强的超标率分别为32.43%、31.27%和4.63%;RI值为强生态危害及其以上的比例占38.61%,平均值为287.39。综上表明,雄安新区西南部耕层土壤整体存在重金属元素的污染,重金属的潜在危害程度为中等风险。 相似文献
3.
重庆秀山西北部农田土壤重金属生态健康风险评价 总被引：1，自引：0，他引：1
为了解矿业活动较多的重庆秀山县西北部农田土壤重金属污染状况，采集了表层土壤样品386件，分析测定As、Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb、Zn、Mn等9种重金属元素，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，对该区土壤重金属污染程度、生态风险和健康风险进行评估。结果表明，该区农田土壤9种重金属平均值都高于重庆市土壤背景值，呈现不同程度的积累；Cd、Hg明显超出国家农用地土壤污染风险筛选值，超标率分别为75.2%和44.6%。土壤中Hg污染较严重，处于中污染或重污染状态，Mn、As、Cd总体呈轻污染，其余重金属基本无污染。生态风险评价显示，Hg、Cd为主要生态危害元素，Hg以强、很强和极强风险为主，Cd以中等风险为主。人体健康风险评价显示，儿童更易受到重金属污染威胁，重金属对成人不具有非致癌风险，对儿童具有非致癌风险，As、Cr是主要非致癌因子；成人致癌风险在可接受范围内，个别土壤样对儿童具有致癌风险，As致癌风险最大。 相似文献
4.
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。 相似文献
5.
为查清高邮湖底泥及出入湖河口表层沉积物重金属分布特征,评价其潜在生态风险,以湖区及周边25个底泥和沉积物样品为载体,重点研究8种重金属元素,选用单因子污染指数法、内梅罗综合指数法、地累积指数法和潜在生态风险指数法,相似比对重金属污染等级及评价潜在生态风险。测试数据表明,8种重金属元素中,仅Hg含量（平均值）未超过里下河浅洼平原表层土壤重金属元素背景值,As含量（最大值）超过农用地土壤污染风险筛选值。Pearson相关系数矩阵表明,重金属元素Ni与Cr、Pb、Zn、Cu之间具显著同源性;单因子污染指数法与内梅罗综合指数法评价结果显示,污染指数均值排序均为As＞Cd＞Pb＞Cu＞Zn＞Ni＞Cr＞Hg,但对As、Cd评价前者为轻度污染,后者为中度污染;地累积指数Igeo显示,仅As为轻度污染,其余元素均为无污染状态。沉积物单项潜在生态风险指数排序为Cd＞Hg＞As＞Pb＞Cu＞Ni＞Cr＞Zn,仅Cd属中风险,其余元素为低风险;研究区综合潜在生态风险指数RI均值为115.7,表明全区总体生态风险属于低风险状态,重金属有沿入湖河口向湖心区富集趋势。 相似文献
6.
研究雄安地区土壤重金属和砷元素空间分布特征及其来源,对于支撑新区土地资源和环境管理具有重要意义。基于雄安新区土壤环境调查,运用地统计学方法和ArcGIS 技术分析模拟了土壤中As、Hg、Cd、Cu、Pb、Zn、Ni、Cr等8种元素空间分布特征,综合运用空间分析、多元统计学方法和正定因子矩阵模型解析这些元素的主要来源。结果表明:（1）区内土壤质量总体良好,4.35 %的土壤样品Cd和Cu含量超过农用地土壤污染风险筛选值,但均低于农用地土壤污染风险管控值;与河北省背景值相比,Cd、Cu、Pb、Zn和Hg存在不同程度中度和显著富集。（2）As、Cd、Cu、Pb、Zn、Ni、Cr含量呈现出由北部向南部逐渐增高的趋势,高值区主要分布在新区西南部;Hg元素分布分散,高值区主要分布在城镇及工业企业周边。（3）不同土地利用类型土壤剖面重金属和砷元素垂向分布受pH值、有机碳和铁铝氧化物等理化性质影响显著。（4）研究区土壤重金属和砷元素富集受人类活动影响明显,人为来源贡献率达67.12 %,Hg元素主要来源于人为排放的大气沉降富集,As元素富集受到废渣堆放和利用的影响,Cd、Cu、Pb和Zn元素富集受工业生产、污水灌溉以及尾气排放等活动影响。研究成果可为雄安新区合理制定土地资源开发利用和生态保护措施提供技术支撑。 相似文献
7.
【研究目的】 山东是中国矿业与农业发达省份、沂南县东部堪称其代表。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有重要意义。【研究方法】 系统调查分析表层土壤样品4779件,获取Hg、Cd、Cr、Ni、As、Cu、Pb、Zn等元素分布最新数据,并用地累积指数法、潜在生态危害指数法和健康风险评估模型等评价研究了生态健康风险及相关问题。【研究结果】 （1）上述重金属均量与临沂市土壤背景值大致相当,仅Hg略偏高且变异系数最大,指示当地土壤Hg受人类活动影响明显。与国家农用地土壤污染风险筛选值相比,Cu、Cr、Ni是相对主要超标元素,As、Cd、Cu、Pb超标倍数大,它们均可能会产生生态健康危害;（2）据地累积指数平均值,该区土壤总体无污染,据单样值,Hg、Cu污染最突出,其他6元素污染较轻;（3）生态风险方面,Hg、Cd是主要生态风险元素,As、Cu次之。高生态风险区为铜井镇南东部、界湖镇西北金场附近以及县城西部主城区3个片区;（4）人体健康风险方面,重金属对成人不具有非致癌风险和致癌风险,极个别地区对儿童具有非致癌风险和致癌风险,Cr、As是主要非致癌风险元素,As致癌风险最大。【结论】 沂南县东部土壤质量总体较好,铜井镇南东部、界湖镇西北金场附近以及县城西部主城区3个片区为高生态风险区,Hg、Cr、As为主要生态健康风险元素。 相似文献
8.
在土壤中重金属含量较低的情况下,重金属的高光谱特征响应非常微弱,不易构建精确的高光谱直接反演模型。为了解决上述问题,依据土壤化学变量间的理化性质,将重金属富集特征转移到与之相关的化学主量元素上,使重金属微弱的信息得以间接定量反演。文中以海伦市黑土土壤为研究对象,通过主成分分析、聚类分析确定了主量元素氧化铁（Fe2O3）与微量重金属As、Zn、Cd之间存在明显吸附赋存关系。选用偏最小二乘法构建了研究区氧化铁含量的最佳反演模型（决定系数为0.704,均方根误差为0.148,F检验为12.732）,并利用氧化铁与As、Zn、Cd之间的赋存关系,通过神经网络构建了氧化铁预测值与重金属真实值间的非线性拟合模型,得出As含量的拟合程度最高,Zn的拟合程度较好,Cd的拟合效果较理想,总体相关性分别为0.796、0.732、0.530。研究结果表明,基于氧化铁含量的间接预测模型能对微量重金属As、Zn、Cd进行较好的定量预测,为微量重金属含量的定量分析提供了新的方法参考,为高光谱遥感技术预测土壤重金属含量提供了依据,增强了土壤微量重金属反演可行性,对细化自然资源质量监测、深化开展地学系统综合分析与评价有重要意义。 相似文献
9.
农田土壤中重金属元素富集会严重制约农作物的生长,且对人类健康造成潜在威胁。高光谱遥感数据具有极高的光谱分辨率,因而可在土壤重金属污染元素信息的定量研究中发挥重要作用。本文以雄安新区西南部及其周边农田土壤作为研究对象,在实验室测定土壤重金属元素Ni的含量,并与土壤可见-近红外高光谱数据建立土壤重金属Ni含量的定量估测模型,进一步基于CASI&SASI航空高光谱数据快速反演研究区农田土壤重金属Ni的含量,获取其分布特征。本文研究并建立了研究区土壤重金属元素基于不同光谱变换形式的多元逐步回归、偏最小二乘回归和BP神经网络统计估算模型,通过模型验证与对比,探索研究区土壤重金属Ni元素含量的最优反演模型。研究结果表明: （1）基于各光谱变换的BP神经网络模型的建模和预测精度整体上大于偏最小二乘法和多元逐步回归法模型,模型拟合精度高,预测能力较好;（2）综合来看,一阶微分处理能普遍改善模型预测效果,其中BP神经网络模型的一阶微分变换结果最佳,对于Ni元素建模精度R2高达97.1%,验证集精度R2高达98%以上;（3）选用精度最好的BP神经网络模型,通过CASI&SASI高光谱数据对研究区重金属Ni含量进行反演,反演结果与实测Ni含量数据一致性很好。 相似文献
10.
皖江经济区南陵县是我国商品粮生产基地之一,该区农田表层土壤中重金属元素潜在生态风险效应研究对于提高粮食安全具有重要意义。文章以南陵县基本农田区作为主要研究区,按土地质量地球化学调查评价要求,布设和采集了0~20 cm深度的表层土壤样品500组,分别监测了土壤中Cd、Pb、Cr、Hg、As、Cu、Fe、Mn和Zn等重金属含量现状,并采用地质累积指数法和潜在生态风险指数法量化解析了这些重金属在土壤中的潜在生态风险效应。结果表明:（1）土壤中除了Cr元素,其余重金属元素都不同程度存在异常;（2）局部土壤中Cd、Hg和Fe等元素含量存在异常,平均含量分别是所在区域背景值的1.92,1.95,7.13倍,存在潜在生态风险的影响;（3）土壤中重金属元素的潜在生态风险值（平均RI值）为164.5,Cd和Hg元素为主要影响元素。 相似文献
11.
Nazem Mansour El-Radaideh Ahmed Abed Al-Kareem Al-Taani 《Arabian Journal of Geosciences》2018,11(24):787
This study investigated the status and distribution patterns of selected heavy metals in roadside soils along Irbid-North Shooneh Highway, Jordan. This highway has experienced a growing number of vehicles that are likely to influence the levels of heavy metals in the surrounding agricultural lands. The average concentrations of Cr, Co, Cd, Cu, Pb, Zn, and Ni were 16.0, 36.0, 11.0, 4.0, 79.0, 122.0, and 60.0 mg/kg, respectively. Cd, Pb, and Co showed average levels that are higher than the average world soil background values. Elevated levels of heavy metals were measured in surface soil layer which decreased with depth, and with distance from the roadway. The contamination factor (CF), pollution load index (PLI), single ecological risk (Ei), potential ecological risk index (PERI), and geo-accumulation index (Igeo) generally indicated that the roadside soils are contaminated with Cd, Pb, and Ni. Heavy metals in soils are of geogenic and anthropogenic origins. Weathering of parent rocks in Wadi Al-Arab catchment is the primary natural source, whereas agrochemicals, vehicle exhausts, degradation of surface wear and paint of vehicles, vehicle wear debris of tire, and brake lining are the main anthropogenic sources of heavy metals. 相似文献
12.
江西贵溪冶炼厂重金属环境污染特征及生态风险评价 总被引：6，自引：0，他引：6
金属矿物开采、冶炼等活动引起土壤金属污染是世界普遍存在的问题,由此引起的人类健康问题和环境生态的恶化,越来越受到世界各国环境学家关注。本文调查了冶炼厂周围农田重金属元素的纵向分布,并利用连续浸提法分析主要污染元素的化学形态,结果表明,土壤Cu,Zn,Cd和Pb的非残渣态含量远远高于未污染土壤,污染元素的生物可利用性高;同时采用多指标生态评价体系,对铜矿冶炼厂周围农田土壤重金属污染进行综合的潜在生态风险评价。根据风险指标体系和空间分异规律,将冶炼厂周围农田分成3种生态风险功能区。 相似文献
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Background levels and baseline values of available heavy metals in Mediterranean greenhouse soils (Spain) 总被引：2，自引：0，他引：2
J.J. Ramos-Miras L. Roca-Perez M. Guzmán-Palomino R. Boluda C. Gil 《Journal of Geochemical Exploration》2011
This study determines extractable levels of Cd, Cu, Pb, Zn, Ni and Co in western Almería (Spain) greenhouse surface soil horizons using EDTA solution, which is identified as the fraction available for organisms and plants. It also establishes background levels, geochemical baseline concentration and reference values (RV), and investigates the possible relationships between soil properties and elemental concentrations. The results show that the soil concentration of these extractable heavy metals was high as those reported by other authors for Spanish agricultural soils. The available RV concentrations obtained (mg kg−1) were: Cd 0.17, Cu 1.6, Pb 13.8, Zn 5.0 Ni 1.7 and Co 2.9. Using the upper baseline criterion, 95% of greenhouse soils present a relatively higher content of extractable heavy metals given their Cd and Cu concentration. Significant correlations between total and EDTA-extractable metal levels were found for Zn, Pb, Cu, Cd and Ni. Soil properties also related to heavy metals content, suggesting that Cd, Cu, Pb and Zn are of similar origin and relate to anthropic activities, and implies the same interactions and/or relationships among these metals. 相似文献
15.
中国农田土壤重金属污染防治现状与问题思考 总被引：7，自引：0，他引：7
土壤是农业可持续发展的基础。经过近40年的经济快速发展与农业高度集约化生产后,我国农田土壤污染与土壤环境质量下降问题逐渐凸显。当前,中国农田土壤重金属污染形势不容乐观,对农产品的安全生产和食品安全构成威胁。文章首先对我国农田土壤重金属污染现状与污染特点、农田重金属污染来源及修复技术研究现状等进行了总结。结果显示：(1)我国农田土壤重金属污染点位超标率相对较高,但以轻度污染为主;(2)污染土壤中主要以Cd、As、Hg、Pb和Cr这5种健康风险重金属元素为主,尤其以Cd风险最高,而以生态风险为主的Ni、Cu和Zn 3种重金属环境风险相对较小;(3)农田土壤污染分布总体表现为南方重于北方,东部重于西部;(4)农田土壤污染逐渐呈现由工业源向农业源、城郊向农村、土壤向食物链转移的发展趋势。基于文献计量方法对我国近30年来农田土壤污染防治研究的热点与趋势进行了分析。结果表明,我国农田土壤污染防治研究主要始于2000年前后,2009年后进入快速发展阶段,研究热点主要包括重金属污染监测、土壤环境环境质量评价、重金属污染土壤修复技术等,近10年来污染土壤修复技术表现为从单一修复技术向联合修复技术发展态势。此外,文章对我国农田重金属污染修复的一般程序、不同污染程度农田土壤的安全利用技术与高风险污染土壤的管控技术进行了评价,最后,对我国当前农田重金属污染防治过程中出现的问题进行了思考,同时针对我国今后农田重金属污染防治研究进行展望,提出了基于源头控制与风险管控措施相结合的农田重金属污染防治体系,以期为未来我国农田土壤重金属污染防治研究规划以及土壤重金属污染防治技术的创新提供参考与借鉴。 相似文献
16.
Tímea Vince György Szabó Zoltán Csoma Gábor Sándor Szilárd Szabó 《Central European Journal of Geosciences》2014,6(3):330-343
In the present study we examined the Ba, Cd, Cr, Cu, Fe, Mn, Ni, Pb and Zn contamination levels of the soils of Berehove, a small city in West-Ukraine. As a first step we determined the spatial distribution of the heavy metal contents of the urban soils; then, by studying the land use structure of the city and by statistical analysis we identified the major sources of contamination; we established a matrix of correlations between the heavy metal contents of the soils and the different types of land use; and finally, we drew a conclusion regarding the possible origin(s) of these heavy metals. By means of multivariate statistical analysis we established that of the investigated metals, Ba, Cd, Cu, Pb and Zn accumulated in the city’s soils primarily as a result of anthropogenic activity. In the most polluted urban areas (i.e. in the industrial zones and along the roads and highways with heavy traffic), in the case of several metals (Ba, Cd, Cu, Pb, Zn) we measured concentration levels even two or three times higher than the threshold limit values. Furthermore, Cr, Fe and Ni are primarily of lithogenic origin; therefore, the soil concentrations of these heavy metals depend mainly on the chemical composition of the soil-forming rocks. 相似文献
17.
Contamination and distribution of heavy metals in urban and suburban soils in Zhangzhou City,Fujian, China 总被引：2，自引：0，他引：2
Zhen-ang Cui Sheng-ying Qiao Zheng-yu Bao Neng-you Wu 《Environmental Earth Sciences》2011,64(6):1607-1615
The urban environment is of growing concern as its continued population increase in China. Due to the urbanization and industrialization,
heavy metals have been continuously discharged into the soil recently, and creating the anthropogenic contamination. This
study investigated heavy metals contamination in urban and suburban soils in Zhangzhou City, Fujian, China. Multivariate analysis
and geographical information system technology were employed in source identification and contamination assessment of heavy
metals in the city soils. The survey results indicated that the urban soils were contaminated by heavy metals, especially
by Hg, Cd and Pb. The multivariate analysis demonstrated that the distribution of Cu, Zn, Cr and Ni was controlled by pedogenesis,
Cd and Pb had been disturbed by industrialization in some urban locations, and Hg was mainly influenced by the hot-spring
in some urban park sites. The distribution of heavy metals and soil pollution index suggested the soils of Zhangzhou City
have been affected by human activities. 相似文献
18.
小秦岭金矿区小麦和玉米重金属的健康风险评价 总被引：3，自引：0，他引：3
重金属污染引发的农产品质量安全问题已成为全社会关注的焦点。为了解小秦岭金矿开发引起的重金属污染风险,采集了同点位的农田土壤、小麦和玉米籽粒样品,测定了其中Hg、Pb、Cd、Cr、As、Cu和Zn的含量及其在土壤中的形态;采用指数法和RAC风险评价法分析了土壤重金属的污染风险,采用转移因子和目标风险指数法评价了小麦、玉米籽粒中重金属的健康风险。结果表明:小秦岭金矿区土壤中Hg、Pb、Cd、Cu、Zn含量受矿业活动影响强度大,在土壤中累积明显;土壤中Hg、Cd、Pb、Cu总量超过了国家限值,呈现污染;Cd、Hg、Cu具有潜在生态风险。小麦和玉米籽粒中Pb以及玉米籽粒中的Cd的平均含量高于国家标准,呈现一定程度的污染;部分小麦样品中的Hg、Cd和部分玉米样品中的Cd超过WHO/FAO安全限值,小麦和玉米籽粒中度Pb平均含量超过欧盟安全标准,说明具有潜在的健康风险。重金属的转移因子表明Cd、Zn及Cu比其他重金属更容易从土壤转移到小麦和玉米籽粒中;通过小麦对重金属的摄入量略高于玉米,远低于WHO/FAO推荐剂量;目标风险指数评价表明,只消费小麦或玉米基本不产生健康风险,但同时消费矿区生长的小麦和玉米具有较高的Pb健康风险。 相似文献
19.
中国西南典型地质背景区土壤重金属分布及生态风险特征 总被引：2，自引：0，他引：2
中国西南有22.3%的耕地重金属含量超标,区内广泛分布的峨眉山玄武岩和碳酸盐岩被认为是土壤中重金属的主要母质来源。目前,中国西南地区,尤其是峨眉山玄武岩分布区土壤重金属生态风险的研究程度仍有待提升,不同地质背景区(成土母岩)土壤中重金属含量、空间分布与生态风险缺乏对比。本文选择四川省典型地质背景区采集土壤样品,采用原子荧光光谱法、电感耦合等离子体质谱/发射光谱等方法测定重金属元素(As、Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb、Zn)含量和pH数据,结合地累积指数法和潜在生态风险指数法,研究了重金属元素的含量、空间分布特征和土壤重金属生态风险。结果表明:(1)玄武岩区土壤中Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Zn的含量高于碳酸盐岩区,也高于四川和全国背景值。各元素含量分别为四川背景值的3.25、1.08、5.08、1.72、1.55、1.63倍和全国背景值的2.60、1.40、6.87、1.47、1.87、1.91倍;(2)As、Cr、Pb的高含量区域与碳酸盐岩分布区对应,Cd、Cu、Hg、Ni、Zn的高含量区域与峨眉山玄武岩的空间分布对应;(3)地累积指数表明玄武岩分布区土壤中Cd、Cu、Ni、Zn污染程度高于碳酸盐岩区;(4)研究区内生态危害程度较高的元素为Cd、Cu和Hg;其在玄武岩分布区"强生态危害"及以上的比例比碳酸盐岩区分别高出22.4%、1.15%和26.0%。本研究揭示:(1)研究区内土壤中重金属元素的含量、分布及生态风险与地质背景密切相关;(2)产生这一规律的原因在于母岩中元素含量的差异、成土过程中元素的地球化学行为及元素次生富集等因素综合作用的结果;(3)研究区土壤酸碱度偏低(pH平均值为5.5),需预防土壤进一步酸化引起的重金属活化风险。 相似文献