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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
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农田土壤重金属污染问题日益凸显,已成为影响生态农业发展的主要问题之一,越来越受到人们的关注。小尺度范围的农田重金属空间分布特征研究能更为有效地指导土地精准管理。本文对珠海市新马墩村农业园区土壤、灌溉水、典型农作物、主要施用化肥进行采样分析,开展了小尺度农业园区土壤重金属分布特征及风险评价研究。结果表明:研究区表层土壤Cd元素含量较高,其平均值是珠江三角洲土壤背景值0.11mg/kg的3.7倍,处于中度污染级别、强生态危害程度,与长期大量施用含镉磷肥(磷肥Cd含量均值20.5mg/kg)有关。Cu、Pb、Zn、Cr、Ni、As、Hg元素含量平均值低于土壤环境质量一级标准值,处于轻微危害程度。4个土壤剖面中8种重金属分布呈现不同特征,主要受土壤质地的不均一性、岩性不连续性影响。灌溉水样品和5种典型农作物可食部分重金属均未超标,白菜、无花果对重金属富集能力较强,青枣、火龙果、天冬富集能力较弱。因此,本研究提出园区应减少磷肥使用量,重视镉潜在生态风险,优先种植对重金属富集能力较弱的品种,以降低土壤中重金属对农产品品质的影响。 相似文献
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某金矿区农田土壤重金属污染的人体健康风险 总被引：8，自引：0，他引：8
环境重金属污染的人体健康效应是当今社会最为关注的重大环境问题。某金矿区矿业活动导致土壤、地下水、农作物中重金属元素存在不同程度的累积或超标。通过土壤、地下水、蔬菜及粮食作物的样品采集,人群暴露问卷调查,获得了暴露人群的膳食结构参数。以农田土壤中7种重金属元素的综合污染分区内的土壤、地下水、蔬菜、小麦玉米等样品中的重金属元素的平均含量为依据,采用USEPA推荐的人体健康风险评价模型,计算了经口食入、皮肤接触等暴露途径对成年人的健康风险概率。研究表明,研究区存在因重金属导致的不可接受的人体健康高非致癌风险和致癌风险。总体而言,土壤重金属污染愈重地区,区内人体健康风险愈高。地下水中的Cr元素、土壤综合污染区内的Hg元素、污染区内的蔬菜及粮食是危害人体健康的重要因素。因此,禁饮Cr含量高的地下水、禁食污染区内的农作物、修复土壤重金属污染、调整农作物种植结构是保护研究区人群健康的重要环境管理工作。 相似文献
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小秦岭某金矿区农田土壤重金属元素污染的潜在生态危害评价 总被引：1，自引：0，他引：1
土壤重金属元素污染的潜在生态危害程度及空间分布是土壤污染防治的前提和基础。为揭示土壤中重金属元素的潜在生态危害程度,在前期土壤污染调查评价的基础上,采用Hakanson的潜在生态危害指数,以研究区西邻无工矿影响的农田土壤重金属元素含量均值作为参比值,对矿区农田土壤进行了重金属元素污染的潜在生态环境危害评价。结果表明,Hg是农田土壤中潜在生态危害最严重的元素,其次是Cd和Pb。Hg、Pb、Cd对土壤污染危害的贡献率之和达97.41%,仅Hg的贡献率就达84.37%。多个重金属元素潜在生态危害很强、极强的土壤样品占样品总数的49.62%,影响面积达74.54%。从西北向东南,土壤重金属元素潜在生态危害程度激增,这种空间分布与目前金矿选冶的布局一致。土壤重金属元素潜在生态环境危害的后果已被前期研究成果所证实。 相似文献
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小秦岭某金矿区农田土壤重金属污染的潜在生态危害评价 总被引：5，自引：0，他引：5
土壤重金属元素污染的潜在生态危害程度及空间分布是土壤污染防治的前提和基础.为揭示土壤中重金属元素的潜在生态危害程度,在前期土壤污染调查评价的基础上,采用Hakanson的潜在生态危害指教,以研究区西邻无工矿影响的农田土壤重金属元素含量均值作为参比值,对矿区农田土壤进行了重金属元素污染的潜在生态环境危害评价.结果表明,Hg是农田土壤中潜在生态危害最严重的元素,其次是Cd和Pb.Hg、Pb、Cd对土壤污染危害的贡献率之和达97.41%.仅Hg的贡献率就达84.37%.多个重金属元素潜在生态危害很强、极强的土壤样品占样品总数的49.62%,影响面积达74.54%.从西北向东南,土壤重金属元素潜在生态危害程度激增,这种空间分布与目前金矿选冶的布局一致.土壤重金属元素潜在生态环境危害的后果已被前期研究成果所证实. 相似文献
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耕地土壤重金属污染问题是热点也是要点问题,开展小尺度土壤重金属生态风险调查,能够更精准地掌握重金属的污染状况及机理。对贵州威宁县盐仓—炉山一带典型重金属高背景区的耕地土壤和主要农作物进行重金属生态风险调查,采用地累积指数和Hakanson潜在生态风险指数法对土壤重金属的污染状况和生态风险进行评价,结果显示：耕地土壤存在重金属复合污染,其中Cd的污染程度和生态风险最高;农作物马铃薯和玉米存在Cd超标情况,与水溶态和离子交换态Cd密切相关,今后应更加重视土壤污染监测与修复中重金属污染与形态的研究。 相似文献
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为研究内蒙古赤峰市废弃钨钼矿区周围土壤重金属污染特征、潜在生态风险及成因分析，共采集83份表层土壤样品和6个土壤钻孔。采用ArcGIS空间插值分析方法研究As、Cd、Cr、Cu、Ni、Pb、Mo和Zn的空间分布，构建重金属扰动指数函数研究重金属受人类活动的污染程度，利用地累积指数法验证矿区周围土壤重金属污染程度，通过相关性分析判断重金属来源并讨论污染成因。结果表明：矿区周围土壤As、Cd、Cu、Pb、Zn和Mo平均含量明显高于矿区周边背景值，高含量主要分布尾矿库周围，主要来源为矿山采选活动；Cr和Ni基本无污染，主要来源为母岩风化。通过重金属扰动指数函数计算发现：采用区域背景值对矿区周围进行重金属污染评价夸大了矿山采选活动对矿区周围土壤重金属的污染，矿区周围土壤重金属污染是由于天然重金属富集和采矿活动共同作用下的“双驱动模式”导致，尾矿库周围土壤重金属污染程度随着与尾矿库水平距离的增加和深度的加大而逐渐降低。降水量丰富程度是影响重金属迁移能力的关键因素，该矿处于降水量匮乏地区，尾矿库对周围土壤重金属污染范围有限，对生态环境影响轻微。 相似文献
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城镇化和产业升级在中南地区形成了大量废弃冶炼场地，这些场地的环境污染风险已严重制约了当地社会可持续发展。为厘清废弃冶炼场地重金属的污染特征及成因，以中南某废弃铅冶炼场地为例，采集不同冶炼功能区和周边农田的土壤剖面样品，分析其重金属含量、分布和迁移特征，采用主成分分析和风险评估编码法等方法进行污染源解析和风险评估。结果显示，该场地土壤重金属污染严重，主要来源有冶炼源、交通源和自然源；场地重金属污染的空间异质性强且受来源控制显著；场地土壤Pb、Zn、Cu、Cd和As含量超过筛选值，Pb、Cd和As是最主要的生态风险因子，土壤Cd的迁移能力沿剖面从表层向下逐渐增强，存在危害地下水和场地周边农作物的风险。 相似文献
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分析研究了宁通公路、204国道两条主要公路两侧农田土壤Pb、Cr、Ni、Zn、Cd含量分布特征、影响范围及其差异,并对公路旁农田土壤重金属累积程度、潜在生态危害进行了评价。结果发现,同一公路不同路段土壤重金属累积含量程度不同;两条公路两侧土壤重金属含量累积程度不高,潜在综合生态危害程度都很低,以轻微危害为主;而由汽车轮胎摩擦产生的Cd在公路两侧农田土壤中累积程度最高,为最主要的污染重金属;不同等级的公路两侧土壤重金属累积范围存在差异,宁通公路为0m-50m,204国道为0m-30m。 相似文献
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小秦岭金矿带某矿区矿业开采加工过程中,"三废"无序排放导致地表水、地下水、土壤、农作物中Hg、Pb、Cd、Cu、Zn的污染严重。7条山区河流受到了重金属及氰化物的污染,丧失了作为水源地的功能。山外2大河流河水丧失了农田灌溉的功能。5眼村民井水受到了Cr、Hg、Pb不同程度的污染。受Hg污染的农田面积已达145.37km2。小麦、蔬菜和水果中Hg、Pb、Cd元素超标最为严重。环境重污染区内人群头发中Hg、Pb、Cd含量明显高于对照区,职业暴露或低水平长期接触是污染区人群头发中重金属含量显著增高的主要原因,污染区人群癌症呈现高发态势。建议通过制定小秦岭金矿带环境保护规划、严格执法、从源头治污、清污河道、修复受污农田、调整农作物种植结构等,改善严重的环境污染局面。 相似文献
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富硒土地资源研究进展与评价方法 总被引：13，自引：0，他引：13
硒是重要的生命必需元素,开发富硒农产品是提升我国人体硒摄入水平的安全有效途径,富硒土地资源评价与利用规划是土地质量地球化学调查成果服务于特色农产品发展与脱贫攻坚的重要切入点。本文评述了近年来在土壤和作物硒含量、土壤硒成因来源、土壤硒赋存形态及其生物有效性影响因素、土壤-作物系统硒吸收运移、硒与重金属镉等元素之间的相互作用等调查研究成果。针对我国土壤硒背景值约0.20mg/kg,远低于世界土壤背景值0.40mg/kg,整体上处于低硒水平的实际情况,认为采用0.40mg/kg Se作为富硒土壤标准具有较强的科学依据;多数情况下土壤硒主要来源于成土地质背景,部分地区与人为活动密切有关;富硒土壤可分为地质高背景、次生富集作用、人为输入及其多种作用的叠加成因,元素地球化学性质决定了硒与镉等重金属元素共生的普遍性;土壤硒成因来源以及pH、Eh、有机质、铁铝氧化物等土壤理化条件决定了硒和重金属赋存形态与生物有效性,进而影响到富硒土地的可利用性,成为制定富硒土壤地方标准的理论基础与考虑因素;不同作物种类对硒吸收富集能力不同,筛选适应当地农田生态环境、富硒低镉的农作物具有实际意义;现有的部分富硒农产品标准未充分考虑人体补硒目的,并存在标准间协调性差等问题,急需加强富硒农产品标准的制定。本文提出,富硒土地资源评价不仅需要考虑土壤硒和重金属含量,而且需综合土壤硒成因来源及其生物有效性、土壤-作物系统硒迁移累积、硒与重金属镉等元素之间的相互作用机制,以及当地气候、土壤和景观条件下作物种植的适宜性,依据富硒土地资源可利用性进行分类分区、科学规划和合理种植管理。同时建议,为满足富硒土地资源调查评价与可利用性分析、富硒农产品健康效应研究的需要,需要加强土壤和作物硒含量及其形态的提取分离与分析测试方法技术研究与应用。 相似文献
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以赣南青塘—梅窖地区为典型区开展详细的调查研究工作,共采集了表层(0~20 cm)土壤样品889件,农作物样品72件。系统地分析了土壤及农作物中硒元素含量的空间分布特征及其与成土母质、土地利用类型和土壤理化性质的关系。结果表明：研究区土壤硒平均含量为044 mg·kg-1,其中面积比例为4859%的土壤硒含量处于足硒状态,面积比例为4286%的土壤硒含量处于富硒状态。在空间分布上,缺硒和潜在硒不足土壤仅呈零星分布。表层土壤硒含量在一定程度上继承了成土母质硒的含量,不同的土地利用类型土壤中硒含量也存在一定的差异。土壤有机质含量与硒含量呈显著正相关关系,与土壤pH值没有相关性。花生和水稻富硒率较高,其中花生和早稻含量均符合国家食品安全标准,仅晚稻存在一定的重金属超标现象。通过对比富硒土壤和不富硒土壤中晚稻重金属含量的超标率、硒的富集系数和含量,发现在富硒区晚稻中重金属的超标率远远低于非富硒区,说明土壤硒元素会在一定程度上降低晚稻中重金属元素的富集效应。 相似文献
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作物对土壤中重金属的吸收受作物种类、采集部位及土壤理化性质等多方面因素的影响。近年来,金衢盆地土壤酸化面积逐年增大,酸化程度逐渐加深,其对土壤-作物系统中重金属元素的活动影响尚不明确。本文基于金衢盆地典型地区264组根系土壤-稻米样品分析数据,开展土壤、作物的重金属含量特征及其影响因素的研究,重点讨论了土壤pH对作物吸收重金属的影响。结果表明：①264件土壤中多数重金属元素的变异系数大于0.5,As、Cd、Cr、Cu、Ni和Zn元素之间呈显著正相关（P<0.01）。土壤Cd超标样品23件,超标率为8.7%;As、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb和Zn超标样品均未超过2件。②稻米中Cu、Zn与Cd含量呈显著正相关,Cd的富集系数（BCF）高于植物营养元素Cu、Zn。③稻米中Zn和Cu在P<0.1水平上与pH值呈显著正相关。Cd、Cr、Hg的BCF与pH值之间存在一定的负相关性。研究认为,适当调低土壤的酸碱度会削减土壤中Cd、Hg等重金属元素的活性,从而减少农作物对重金属的吸收转运。研究结果可为当地粮食安全生产决策提供科学数据,为土地管护提供参考依据。 相似文献
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富硒土地是生产富硒农产品的宝贵资源,黑色岩系形成的土壤通常富含硒和重金属元素。为了指导这类富硒土地资源的安全开发利用,选择浙江中部典型黑色岩系分布区,通过调查土壤-作物中硒和重金属的浓度及生物有效性,评价农产品富硒率,识别作物重金属超标风险。结果显示:研究区富硒土壤占38%,足硒土壤占62%,水稻和莲子富硒率分别为85.71%和100%;受黑色岩系风化成土影响,研究区土壤镉含量介于污染筛选值和风险管控值之间的样品比例为26%,且Cd活动态和潜在活动态所占比例分别为57%和40%,水稻籽实中Cd超标率为31%,莲子Cd含量均不超标。基于土壤重金属总量和形态的风险评价表明,富硒土壤开发利用的风险区主要位于西皮山岗和腰塘边一带,建议禁止种植农产品,其他黑色岩系发育的富硒丘陵地区,虽然土壤镉含量较高,但因土壤Cd的生物有效性和水稻中Cd的超标率较低,应加以保护和合理开发利用。 相似文献
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The Loess Plateau in Northwestern China, with 60 million inhabitants, is strongly endangered by heavy erosion quickly decreasing soil fertility and yield of crops, causing also severe problems in the main river of the area, uplifting its bed by strong sedimentation. This situation is mainly due to improper land use, cutting woods, ploughing up grasslands which are the consequence of the decreasing yield of former plough lands. This vicious cycle may only be disrupted by a proper land management based on the newest results of scientific research, on up to date data bases as well as on traditional methods. The land melioration methods must primarily aim at a prevention of further erosion and at an increase of infiltration by different methods, but all means of a proper country planning and development should be harmonised in order of halting of further deterioration of the area. 相似文献
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根系土中重金属元素分布特征及在农作物中的迁移 总被引：1，自引：0，他引：1
以上海市金山区为对象,分析了农用地土壤重金属元素的形态分布特征,以及元素的有效态（水溶态、离子交换态）与全量、有机质、pH等的相关性;根据重金属元素在稻米、蔬菜等不同农作物中的含量,分析了其迁移及生物有效性。结果表明：不同元素的形态组成差异较大;Pb、Zn、Ni元素的有效态与环境因素（pH、有机质）关系密切;土壤中重金属元素Cd最为活跃且易发生迁移,在多种农作物中有较为明显的富集;稻米中重金属元素的富集程度相对较小。研究成果可为土壤污染治理、种植结构调整、土地合理利用提供有益借鉴。 相似文献
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利用1∶25万土地质量地球化学调查数据分析和研究了安徽省宣城市南部地区土壤中As、Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb、Zn 8种重金属元素的地球化学特征以及重金属异常来源。调查发现地质背景是土壤元素含量的主控因素,调查区表、深层土壤重金属元素含量空间分布特征与地质背景、沉积环境表现出显著的空间一致性,重金属高含量成土母岩(荷塘组、皮园村组、蓝田组等地层)是土壤重金属元素高异常的主要影响因素,此外矿山开采、大气干湿沉降也是土壤重金属高异常的影响因素之一,土壤中Pb、Hg、Cd、Cr元素具有大气干湿沉降的输入来源。调查区土壤重金属污染风险主要影响指标为Cd,土壤Cd超过农用地土壤污染风险管制值的样品比例为2.56%,形态分析结果显示土壤Cd以离子交换态为主,结合农作物调查发现在土壤Cd高异常区存在一定的生态风险。 相似文献
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云南个旧锡矿区大屯盆地土壤重金属污染与生态风险评价 总被引：9，自引：1，他引：8
土壤中的重金属直接影响农业安全生产,掌握不同耕地和土壤类型中重金属的污染程度可为削减生态风险提供依据。通过实地调查,对云南个旧锡矿区松树脚矿大屯盆地不同耕地和土壤类型的重金属含量,采用单因子指数法、内梅罗综合污染指数法进行污染评价,基于潜在生态危害指数法进行生态风险评价。结果表明,As、Cd、Cu、Cr、Ni、Pb和Zn七种元素中,As和Cd是大屯盆地农田土壤的主要污染因子,两者对污染程度的贡献率为97%,其中Cd的贡献率为68%;两者对生态风险的贡献率为87%。旱地重金属污染程度和生态风险大于水田,红壤中重金属的污染程度和生态风险大于红色石灰土。从空间来看,个旧大屯盆地重金属污染程度总体呈现从西南向东北逐渐降低的趋势。 相似文献
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Comparative analysis of heavy metal concentration in secondary treated wastewater irrigated soils cultivated by different crops 总被引：4，自引：4，他引：0
O. Dikinya Ph.D. O. Areola Ph.D. 《International Journal of Environmental Science and Technology》2010,7(2):337-346
The use of treated urban wastewater for irrigation is a relatively recent innovation in Botswana and knowledge is still limited on its impact on soil heavy metal levels. The aim of this study is to analyze and compare heavy metal concentration in secondary wastewater irrigated soils being cultivated to different crops: olive, maize, spinach and tomato in the Glen Valley near Gaborone City, Botswana. The studied crop plots have been cultivated continuously under treated wastewater irrigation for at least 3 years. Most crop farms have sandy loam, loamy sand soils. Based on food and agriculture organization, heavy metal threshold values for crop production have been studied. Results showed that the wastewater irrigated soils in the Glen Valley have higher cadmium, nickel and copper than desirable levels, while the levels of mercury, lead and zinc are lower than the maximum threshold values recommended for crop production. The control sites show that the soils are naturally high in some of these heavy metals (e.g copper, zinc, nickel) and that crop cultivation under wastewater irrigation has actually lowered the heavy metal content. Comparing between the crops, mercury and cadmium levels are highest in soils under maize and decline linearly from maize to spinach to olive to tomato and control site. By contrast, concentrations of the other metals are at their lowest in maize and then increase from maize to spinach to olive to tomato and to control site. 相似文献
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High concentrations of heavy metal in farmland threatens food production and human health. Our study assesses soil quality and the distribution of Cd, Cr, Cu, Zn, Pb and Ni, to identify possible sources of heavy metals along the banks of the Yangtze River in Huangshi. Heavy metal concentrations of 22 topsoil samples were measured using the inductively coupled plasma mass spectrometry instrument and data was analyzed by multivariate statistic approaches. Heavy metal contamination risk assessment was performed using a combination of the Nemerow multi-factor index method, the Hakanson potential ecological risk index method and the Muller index of geo-accumulation method. These methods determined similar results indicating that cadmium (Cd) poses a health risk to residents at the study site while Cr, Cu, Zn, Pb and Ni do not. The Nemerow multi-factor index method demonstrated that 18 samples were heavily polluted, three moderately polluted and one lightly polluted. The Muller index of geo-accumulation method found ten samples were moderately to strongly polluted by Cd, five were moderately polluted, six were lightly to moderately polluted and one was lightly polluted. The Hakanson potential ecological risk index method proved six samples were strongly polluted, seven were moderately polluted and nine were lightly polluted. Since our sampling sites were all in agricultural lands, we recommend the potential ecological risk index method as the most effective given it not only considers the range of pollutants contributing to soil pollution but factors in heavy metals toxicity. We are apt that the source of the high concentrations of Cd found in topsoil is derived from alluvial sediments upstream of the Yangtze River with a high percentage of residual speciation and a low percentage of exchangeable speciation distribution of Cd. This in turns indicates that a high concentration of Cd in soil had little impact on the natural environment. However, 31.9% of the iron-manganese oxides bound speciation indicating that such levels of Cd in soil would be potentially hazardous to the crops, particularly if exposed to a reductive condition. 相似文献