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贵州省典型铅锌矿区潜在有毒元素(PTEs)物源甄别、生态风险评价及控制因素

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环境科学 2022年第4期43卷 2081-2093页

作者：张富贵彭敏贺灵马宏宏中国地质调查局土地质量地球化学调查评价研究中心廊坊065000 中国地质调查局地球表层碳-汞地球化学循环重点实验室廊坊065000 成都理工大学地球科学学院成都610059

贵州省碳酸盐岩和玄武岩广泛发育,潜在有毒元素(PTEs)具有天然的高含量低活性属性,在PTEs高背景区开展生态风险健康评价和识别潜在来源具有重要意义.贵州省赫章县是典型的成土母质为碳酸盐岩和玄武岩的土壤PTEs高背景区,全县分布有18处... 详细信息

贵州省碳酸盐岩和玄武岩广泛发育,潜在有毒元素(PTEs)具有天然的高含量低活性属性,在PTEs高背景区开展生态风险健康评价和识别潜在来源具有重要意义.贵州省赫章县是典型的成土母质为碳酸盐岩和玄武岩的土壤PTEs高背景区,全县分布有18处大型以上的铅锌矿和铁矿,PTEs来源复杂,潜在生态风险较高.在赫章县采集土壤表层样品(0~20 cm)3180件,分析了表层土壤中8种PTEs(Cd、Cr、As、Hg、Pb、Cu、Zn和Ni)含量,采用统计分析(SA)、地理信息系统(GIS)、富集系数(EF)、生态风险指数(RI)和正定矩阵因子分析模型(PMF)等方法开展生态风险评价和重金属源解析.结果发现,8种PTEs含量平均值均超过贵州省土壤背景值,Cd、Cr、Cu、Ni、Pb和Zn含量平均值均超过《土壤环境质量农用地土壤污染风险管控标准》(GB 15618-2018)规定的筛选值.EF结果显示,Cd有较大面积的中等污染,Pb、Zn和Cu元素有较大面积的轻微污染,Hg、Cr、Ni和As富集系数在基线值附近(EF≈1),污染较小,研究区具有多种重金属的复合污染特点.正定矩阵因子分析模型结果显示,研究区重金属来源包括铁矿开采、铅锌矿开采、玄武岩成土风化、碳酸盐岩成土风化和农业活动,贡献率分别为5.25%、27.37%、28.94%、17.91%和20.53%.Fe、Mn和Si等氧化物含量是PTEs富集的影响因素.矿区土壤样品中含有较高比例的Zn/Cd和Pb/Cd值,非矿区土壤样品中含有较低比例的Zn/Cd和Pb/Cd值,说明矿区的PTEs可能主要来源于铅锌矿的冶炼废渣,非矿区Zn/Cd和Pb/Cd的比值较低,可能来源于烟气粉尘的大气沉降和地质背景.

关键词：潜在有毒元素(PTEs) 生态风险评价控制因素铅锌矿地质高背景区

贵州铅锌矿区土壤和作物重金属生态风险与迁移特征

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环境科学 2023年第5期44卷 2856-2867页

作者：马宏宏张利郭飞杨峥王惠艳彭敏张富贵中国地质科学院地球物理地球化学勘查研究所廊坊065000 中国地质调查局土地质量地球化学调查评价研究中心廊坊065000 中国地质科学院地球表层碳-汞地球化学循环重点实验室廊坊065000

土壤中积累高含量的重金属对生态环境和人体健康存在潜在风险.以贵州省某铅锌矿区农田土壤和作物为研究对象,运用GIS空间制图分析了重金属的分布与来源,采用潜在生态风险指数(RI)评价了重金属的潜在生态风险,利用美国环保署(USEPA)推荐... 详细信息

土壤中积累高含量的重金属对生态环境和人体健康存在潜在风险.以贵州省某铅锌矿区农田土壤和作物为研究对象,运用GIS空间制图分析了重金属的分布与来源,采用潜在生态风险指数(RI)评价了重金属的潜在生态风险,利用美国环保署(USEPA)推荐的人体健康风险评估方法量化了居民暴露于铅锌矿周围土壤重金属的健康风险.结果表明,土壤中ω(As)、ω(Cd)、ω(Cr)、ω(Cu)、ω(Hg)、ω(Ni)、ω(Pb)和ω(Zn)平均值分别为:58、7.9、175、64、0.461、65、1539和2513 mg·kg^(-1),均显著高于贵州省表层土壤元素背景值.土壤As、Cd、Cu、Hg、Pb和Zn含量在空间分布上极不均匀,其受到了强烈的铅锌矿冶炼等人为扰动.RI评价显示,土壤重金属存在极强、较强等级为主的综合潜在生态风险,Cd为主要的生态风险因子.22%和10%的玉米籽实样品中Pb和As分别超过了食品安全国家标准中的重金属污染阈值.人体健康风险评价显示,暴露于土壤重金属对成人和儿童存在非致癌健康风险,对儿童存在一定的致癌健康风险.土壤pH值是影响Cd生物有效性和土壤-作物系统Cd迁移富集的重要控制因素.研究结果为铅锌矿区周围土壤污染防治提供了数据和理论支撑.

关键词：铅锌矿潜在生态风险生物有效性人体健康风险土壤-作物系统

科学构建土壤重金属高背景区生态风险评价方法的探讨

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浙江大学学报（农业与生命科学版） 2022年第1期48卷 57-67页

作者：张富贵成晓梦马宏宏孙彬彬彭敏中国地质调查局土地质量地球化学调查评价研究中心河北廊坊065000 中国地质科学院地球物理地球化学勘查研究所河北廊坊065000 中国地质调查局地球表层碳−汞地球化学循环重点实验室河北廊坊065000 成都理工大学地球科学学院成都610059

为了科学地识别和评价重金属含量高背景区中土壤重金属污染情况和生态风险,在贵州省赫章县河镇乡采集玉米及其对应的根系土样品309组,并采集20件玉米根茎叶不同部位样品,测定其砷(As)、镉(Cd)、铬(Cr)、铜(Cu)、汞(Hg)、镍(Ni)、铅(Pb)... 详细信息

为了科学地识别和评价重金属含量高背景区中土壤重金属污染情况和生态风险,在贵州省赫章县河镇乡采集玉米及其对应的根系土样品309组,并采集20件玉米根茎叶不同部位样品,测定其砷(As)、镉(Cd)、铬(Cr)、铜(Cu)、汞(Hg)、镍(Ni)、铅(Pb)和锌(Zn)8种重金属含量,根系土样品还分析了各重金属的形态(Cr未测)。研究发现:土壤重金属含量较高,表层土壤中8种重金属含量平均值远超过全国表层土壤背景值,Cd元素含量超出全国表层土壤背景值近7倍,土壤以酸性土为主,从重金属全量来看,研究区生态风险很高;土壤重金属As、Cu、Hg、Ni、Pb和Zn多以强有机结合态和残渣态形式存在,生物有效性较低,Cd的有效态组分较高。基于土壤重金属形态的生态风险统计结果显示,研究区生态风险主要是由Cd引起的,需要加强这部分土地的监管。在土壤-玉米系统中,生物富集系数和转运系数均较低,重金属难以在玉米中富集,玉米籽实中重金属含量不超标,农作物重金属等级评价为安全级。本结果为进一步研究重金属元素在岩-土-气-生介质间迁移转化规律,融合地质学、土壤学和生物学分析建立统一标准,科学评价生态环境风险和健康风险奠定了理论基础。

关键词：土壤重金属生态风险评价形态土壤污染高背景区

贵州典型重金属高背景区耕地土壤重金属生态风险评价

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物探与化探 2023年第4期47卷 1109-1117页

作者：王惠艳彭敏马宏宏张富贵中国地质科学院地球物理地球化学勘查研究所河北廊坊065000 中国地质调查局土地质量地球化学调查研究中心河北廊坊065000 中国地质科学院地球表层碳-汞地球化学循环重点实验室河北廊坊065000

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... 详细信息

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。

关键词：耕地根系土作物重金属形态生态风险

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西宁市医疗放射工作人员健康状况分析

工业卫生与职业病 2014年第5期40卷 372-373,376页

作者：马宏宏青海省疾病预防控制中心青海西宁810007

为了解西宁市放射工作人员健康状况,对西宁市463名医疗机构放射工作人员进行职业健康检查,结果表明,放射组眼晶体混浊检出率高于对照组,差异有统计学意义(P0.05);在不同放射工龄分组中,放射组眼晶体混浊和B超异常检出率比较,差异有统计... 详细信息

为了解西宁市放射工作人员健康状况,对西宁市463名医疗机构放射工作人员进行职业健康检查,结果表明,放射组眼晶体混浊检出率高于对照组,差异有统计学意义(P0.05);在不同放射工龄分组中,放射组眼晶体混浊和B超异常检出率比较,差异有统计学意义(P0.05)。提示,长期小剂量照射对机体有一定的影响,要重视放射防护工作,加强职业健康监护。

关键词：放射工作人员健康状况职业健康监护

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湖北恩施土地质量地球化学评价技术方法研究

湖北恩施土地质量地球化学评价技术方法研究

作者：马宏宏中国地质大学(北京)

学位级别：硕士

土壤作为一种不可再生的自然资源,是人类生存和发展的物质基础。近年来,随着社会经济的发展,土壤重金属污染、肥力下降等环境问题凸显,影响了人体健康和农业经济发展。地统计学中的空间插值方法对于了解区域内土壤重金属元素和养分元素... 详细信息

土壤作为一种不可再生的自然资源,是人类生存和发展的物质基础。近年来,随着社会经济的发展,土壤重金属污染、肥力下降等环境问题凸显,影响了人体健康和农业经济发展。地统计学中的空间插值方法对于了解区域内土壤重金属元素和养分元素的空间分布状况有着重要的作用。论文以湖北恩施典型区土壤重金属元素和养分元素为研究对象,运用反距离权重法(IDW)、径向基函数法(RBF)、局部多项式法(LPI)和普通克里格法(OK)四种空间插值方法,在参数最优的前提下,对比分析了四种插值方法的精度和结果。同时运用指示克里格法(IK)绘制了典型区土壤重金属元素的污染风险分布图。针对研究区存在的土壤环境问题,按照土地质量地球化学评价规范,进一步划分了研究区土壤环境元素和养分元素地球化学等级。研究结果表明,对同一种元素而言,在各插值方法均使用最优参数的情况下,四种空间插值方法的预测精度差异不大,但空间分布效果存在一定的差异,其中LPI法的平滑效应最为明显,其它三种方法的插值效果相近。总体来看,IDW法的参数更易选择,插值效果也较好。实际工作中应该在选择最优参数的前提下,对比分析插值精度和插值效果,选择最优空间插值方法,从而降低插值误差。以研究区深层土壤元素含量均值作为背景值,研究区土壤八种重金属元素均存在污染风险,其中Cr、Cu、Hg、Ni主要为轻度—中度污染,污染区域范围较广,主要位于研究区的中部和北部;Cd的污染风险较高,整个研究区的绝大部分区域都存在着Cd的轻度—中度污染,中部区域达到了中度污染—强污染以上程度。受Cd元素污染的影响,研究区土壤环境综合质量较差,五级(严重污染)土壤面积所占比例为36.06%;N元素含量缺乏,导致土壤养分综合质量以三级(中等)为主,三级(中等)土壤面积所占比例为49.48%。土壤质量综合评价显示,研究区三等(中等)、四等(差等)和五等(劣等)土壤面积总和所占比例为99.02%,土壤质量不容乐观。

关键词：空间插值土壤重金属土壤养分风险评价土地质量评价

河北省水库移民后期扶持效果评价研究 ——以唐秦保三市为例

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河北省水库移民后期扶持效果评价研究 ——以唐秦保三市为例

作者：马宏宏河北农业大学

学位级别：硕士

已建大中型水库在防洪、发电、灌溉、生态等方面发挥了巨大作用,有力地促进了国民经济和社会发展,而水库移民为此做出了重大贡献。早在2006年,在《国务院关于完善大中型水库移民后期扶持政策的意见》的指导下,河北省就制定了全省移民经... 详细信息

已建大中型水库在防洪、发电、灌溉、生态等方面发挥了巨大作用,有力地促进了国民经济和社会发展,而水库移民为此做出了重大贡献。早在2006年,在《国务院关于完善大中型水库移民后期扶持政策的意见》的指导下,河北省就制定了全省移民经济发展“三步走”目标。转眼“三步走”目标已行程过半,深入研究与评价河北省水库移民后期扶持政策实施是否达到预期效果以及存在的关键性问题与对策,对进一步做好移民后期扶持工作,加快实现移民脱贫致富具有重要意义。基于河北省大中型水库移民后期扶持政策监测评估的相关报告的编制成果,主要研究内容和成果如下:(1)分析了河北省的地理位置、地形地貌、交通状况、水库情况和移民分布状况等影响水库移民后期扶持效果实施的外部客观因素,并对唐山市、秦皇岛市和保定市3个典型区的水库移民基本状况作对比分析。(2)选取了政策实施、基础设施、生活条件、生产条件和社会保障5个一级指标和26个二级指标建立评价指标体系。依据评价指标,建立层次集对分析法评价模型,采用层次分析法确定权重,集对分析法确定评价等级。(3)最后综合运用调研数据,对唐秦保3个典型区进行了水库移民后期扶持效果评价。针对评价结果对比分析,提出合理性建议,以期对后续河北省大中型水库移民监测评估工作提供参考性意见。

关键词：水库移民效果评价评价指标体系层次集对分析法评价模型

基于随机森林的塔里木河流域绿洲区土壤有机碳影响因素分析

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新疆地质 2023年第S1期41卷 75-75页

作者：马宏宏彭敏中国地质科学院地球物理地球化学勘查研究所河北廊坊065000 中国地质调查局土地质量地球化学调查评价中心河北廊坊065000 中国地质科学院地球表层碳汞地球化学循环重点实验室河北廊坊065000

土壤有机碳是土壤肥力的重要组成部分,在全球碳循环中起着至关重要的作用。为评估塔里木河流域绿洲区土壤有机碳含量水平,识别有机碳空间分布的主要驱动因素,获取了塔里木河流域绿洲区1∶25万土地质量地球化学调查表层土壤(0~20cm)有机... 详细信息

土壤有机碳是土壤肥力的重要组成部分,在全球碳循环中起着至关重要的作用。为评估塔里木河流域绿洲区土壤有机碳含量水平,识别有机碳空间分布的主要驱动因素,获取了塔里木河流域绿洲区1∶25万土地质量地球化学调查表层土壤(0~20cm)有机碳含量数据。采用随机森林和相关性分析,识别了土壤有机碳的主要驱动因素。结果表明:(1)塔里木河流域绿洲区土壤有机碳含量范围为0.20~94.00 g/kg,平均5.95g/kg,其含量水平显著低于全国土壤有机碳背景值11.0g/kg,研究区土壤有机碳含量水平相对较低。(2)主要土地利用方式中,土壤有机碳含量大小顺序为:耕地(6.45 g/kg)>园地(5.88 g/kg)>草地(5.05g/kg)>林地(4.96 g/kg);主要土壤类型中,土壤有机碳含量大小顺序为沼泽土>棕钙土>灌淤土>潮土>草甸土>棕漠土>林灌草甸土>盐土>漠境盐土>风沙土。(3)随机森林分析结果显示,Na_(2)O含量、年平均温度、TFe_(2)O_(3)含量、SiO_(2)含量、pH值分别解释了土壤有机碳空间变异的14.65%、13.57%、12.33%、12.32%和11.92%,是土壤有机碳空间分布的主要驱动因子,而年平均降雨量、K_(2)O含量和NDVI等对有机碳影响程度较低。(4)综合分析表明,盐碱化和沙化土壤不利于土壤有机碳的积累;较低温度有效降低了土壤有机碳的流失,对有机碳的积累起到了促进作用。该研究为决策者提供了塔里木河流域土壤有机碳含量水平及驱动因素的重要信息,对土壤固碳和制定维持土壤肥力的管理策略具重要意义。

关键词：塔里木河流域土壤有机碳土壤类型土地利用方式随机森林

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典型区土壤重金属空间插值方法与污染评价

环境科学 2018年第10期39卷 4684-4693页

作者：马宏宏余涛杨忠芳侯青叶曾庆良王锐中国地质大学(北京)地球科学与资源学院北京100083

选择最优的空间插值方法对土壤重金属空间分布特征的反映和污染评价具有重要的意义.以湖北省恩施市典型区表层土壤重金属As和Cd为例,选取常用的反距离权重法(IDW)、径向基函数法(RBF)、局部多项式法(LPI)和普通克里格法(OK)进行空间插值... 详细信息

选择最优的空间插值方法对土壤重金属空间分布特征的反映和污染评价具有重要的意义.以湖北省恩施市典型区表层土壤重金属As和Cd为例,选取常用的反距离权重法(IDW)、径向基函数法(RBF)、局部多项式法(LPI)和普通克里格法(OK)进行空间插值,对比分析了不同插值方法的插值精度及结果差异.同时采用地累积指数和指示克里格法(IK)评价了土壤重金属污染状况.结果表明,不同插值方法对于同一种元素的预测误差相差较小,但对土壤重金属含量的空间分布特征存在明显差异,其中LPI法表现出明显的平滑效应,OK法次之,而IDW法和RBF法极大地保留了元素含量的极值信息,插值结果较详尽.为准确了解局部高背景区土壤重金属的空间分布状况,应优选IDW法或RBF法进行插值.以湖北省深层土壤重金属含量算术均值作为背景值,地累积指数污染评价结果显示:As和Cd的超标样点分别占5.5%和99.0%,研究区Cd污染程度较高.IK法污染评价显示:Cd中度-强污染以上的高概率污染区域主要位于研究区的中部,应重视土壤Cd污染分布,并对其有效治理与修复.

关键词：土壤重金属空间插值交叉验证插值精度污染评价