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浙江典型城市表土重金属污染磁学监测与溯源

浙江典型城市表土重金属污染磁学监测与溯源

作者：张晓晨浙江师范大学

学位级别：硕士

在城市化和工业化快速发展的今天,土壤正遭受前所未有的人类活动影响,重金属通过吸入、吞食、皮肤接触等方式进入人体,对环境和人体健康造成严重危害。环境磁学作为一门高效、快捷、信息量丰富的新兴学科,为城市土壤环境的监测与管理提... 详细信息

在城市化和工业化快速发展的今天,土壤正遭受前所未有的人类活动影响,重金属通过吸入、吞食、皮肤接触等方式进入人体,对环境和人体健康造成严重危害。环境磁学作为一门高效、快捷、信息量丰富的新兴学科,为城市土壤环境的监测与管理提供了新手段。本文选取浙江省宁波市和杭州市为主要研究区域,采用环境磁学的方法,结合地球化学元素分析和土壤颗粒物微观形态特征,辅以数理分析的方法,揭示浙江典型城市表土的重金属污染特征、磁学特征、重金属污染来源,并对环境磁学用于城市表土重金属污染溯源的方法进行可行性和可靠性评价。主要结论如下:(1)通过富集因子(EF)、污染负荷指数(PLI)与反距离权重法(IDW)对宁波市和杭州市表土样品中的7种地球化学元素含量和空间分布特征进行分析,结果显示,浙江城市表土中的地球化学元素均存在不同程度的富集。其中Cu、Zn、Pb和Ca元素均有较明显的富集和人为扰动,Cu、Zn、Pb主要受工业活动及交通运输的影响,Ca受建筑扬尘影响强烈,Cr、Fe和V的富集程度并不明显。两城市土壤样本均呈现无污染至轻度污染状态。宁波市土壤的Cu?Zn?Pb?Cr?Fe和V有着更为明显的富集,污染程度较杭州市严重。空间分布上,宁波市和杭州市地球化学元素的高值区集中在工业区、交通干道及人类活动密集的商业区,低值区出现在清洁区一带。(2)对宁波市和杭州市表土样品进行磁学参数分析,发现城市表土的载磁矿物以亚铁磁性矿物为主,超顺磁颗粒(SP)含量少,磁性颗粒粒径较粗,主要在0.19～10μm之间。两城市受工业生产和城市扩张的影响强烈,宁波市受港口工业的影响,磁化率高达295.45×10mkg,亚铁磁性矿物含量远高于杭州市。通过对比研究我国其他城市的表土磁学参数,发现城市表土磁化率的高值区集中在以工业及矿业为主的城市,这些城市长期释放大量的重金属和磁性颗粒使得城市土壤表现出强磁性特征。此外,不同城市的磁化率与常住人口、第二产业GDP和汽车保有量等社会经济指标之间存在倒U型关系。(3)通过聚类分析对宁波市表土重金属污染来源进行识别。结果表明,自然源样品集中在景区、绿地附近,表现出低χ、高χ%、细粒径的特点,PLI呈无污染状态,样品多含有石英、长石;交通源样品多靠近交通要道,χ较高,SP较少,粒径较粗,部分样品PLI呈现轻度污染,磁性颗粒中出现典型人为成因的球状结构;工业源样品多分布在港口工业区,有着高χ、低SP、粗粒径的特征,PLI呈现轻度污染至中度污染,磁性颗粒中的球状物更多。(4)对研究区域进一步扩展,探究环境磁学方法在杭州市城市土壤源解析的适用性与可靠性。发现聚类分析将杭州市表土样品为三类,自然源样品表现出低χ、高χ%、细粒径的特点,且PLI接近无污染状态,土壤中多石英、长石;交通源样品的磁性矿物浓度较高、粒径较粗,部分样品呈轻度污染,磁性颗粒出现典型人为成因的球状结构;工业源样品中磁性矿物含量显著高于其他聚类样品,粒径粗,样品中PLI多为轻度污染,球状磁性颗粒较多。这些结果表明环境磁学为浙江地区城市土壤的重金属污染监测与溯源提供了一种快速有效的方法。

关键词：城市表土环境磁学环境监测土壤污染源解析

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玉林市城市表土微生物区系变化的初步研究

玉林师范学院学报 2011年第5期32卷 105-111页

作者：赖洁玲韦清云玉林师范学院生命科学与技术学院广西玉林537000

在玉林市远郊-近郊-市区等不同城市化水平区内选取林地、草地和路边土几种不同利用方式下的土壤,对土壤中微生物状况进行初步分析.结果显示:(1)从微生物的情况来看,从远郊到近郊再到市区,随着城市化水平的提高,微生物总量表现为远郊明... 详细信息

在玉林市远郊-近郊-市区等不同城市化水平区内选取林地、草地和路边土几种不同利用方式下的土壤,对土壤中微生物状况进行初步分析.结果显示:(1)从微生物的情况来看,从远郊到近郊再到市区,随着城市化水平的提高,微生物总量表现为远郊明显高于市区和近郊,近郊和市区的变化不明显.(2)从不同区域相同利用方式来看,林地、草地、路边土中细菌、放线菌、真菌的变化比较明显.(3)从相同区域不同利用方式来看,市区细菌、放线菌变化比较明显,真菌变化不明显,近郊真菌、放线菌变化比较明显,细菌变化不明显,远郊细菌、放线菌和真菌变化比较明显.

关键词：玉林市城市表土微生物区系

长三角地区南京市表土重金属污染特征及源解析

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中国环境科学 2024年第7期44卷 3910-3918页

作者：杨昱莹刘亮陈明赖涓涓王彦瑜郝燕芳南京林业大学林学院南方现代林业协同创新中心江苏省水土保持与生态修复重点实验室江苏南京210037 福建水利电力职业技术学院福建永安366000

以南京市主城区浅表层土壤为例,分析长三角地区典型工业城市土壤重金属Cd、Cr、Cu、Mn、Ni、Pb和Zn的污染特征,并用克里金法与多元统计分析法,解析土壤重金属来源.结果表明:南京市主城区土壤中Cd、Cr、Cu、Mn、Ni、Pb和Zn均存在富集现象... 详细信息

以南京市主城区浅表层土壤为例,分析长三角地区典型工业城市土壤重金属Cd、Cr、Cu、Mn、Ni、Pb和Zn的污染特征,并用克里金法与多元统计分析法,解析土壤重金属来源.结果表明:南京市主城区土壤中Cd、Cr、Cu、Mn、Ni、Pb和Zn均存在富集现象,含量均值分别为0.24、76.9、36.45、707.22、35.48、32.65和99.75mg/kg.从空间分布特征来看,南京市土壤重金属元素Zn、Cu、Cd和Pb在工业区含量较高,Zn、Cu及Pb在老城区存在高值;Ni、Cr在工业区含量普遍较高,在老城区含量整体较低;Mn分布趋势较平缓,且与其他6种重金属元素分布特征明显不同.结合主成分分析与聚类分析结果可知,南京市土壤中Zn、Cu、Cd、Pb主要受工业和交通活动的影响,Ni和Cr主要受工业活动影响,Mn主要为自然来源.工业与交通活动是造成长三角地区工业城市土壤重金属污染的重要原因,同时也是长三角地区土壤重金属污染治理的重要方向.

关键词：城市表土土壤重金属空间分布物源解析长三角地区南京市

大气颗粒沉降对城市土壤性状的影响:道路灰尘的磁学证据

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土壤学报 2023年第6期60卷 1832-1840页

作者：王新栋胡雪峰张延硕崔蕾刘睿蓝文翀李梅王加元上海大学环境与化学工程学院上海200444

为研究大气颗粒物沉降对城市土壤性状的影响,对上海宝山区典型工业区、交通区、居民区和农业区表土和道路灰尘的磁化率(χlf)、重金属元素含量进行了监测分析。结果表明,上海宝山各功能区表土磁性普遍增强,χlf平均值为130.7×10^(–8)m... 详细信息

为研究大气颗粒物沉降对城市土壤性状的影响,对上海宝山区典型工业区、交通区、居民区和农业区表土和道路灰尘的磁化率(χlf)、重金属元素含量进行了监测分析。结果表明,上海宝山各功能区表土磁性普遍增强,χlf平均值为130.7×10^(–8)m^(3)·kg^(–1),86.2%表土样χlf高于当地土壤背景磁性。与各功能区表土相邻的道路灰尘χlf增强更加显著,平均值达903.3×10^(-8)m^(3)·kg^(-1)。各功能区道路灰尘重金属的累积量也远高于相邻表土。其铜(Cu)、锌(Zn)、铅(Pb)、镉(Cd)、镍(Ni)、铬(Cr)、钴(Co)、锰(Mn)、铁(Fe)的平均含量分别为表土的3.4倍、2.4倍、4.7倍、2.2倍、1.5倍、2.8倍、1.2倍、1.4倍和1.6倍。宝山区表土χlf与Cu、Zn、Mn、Cr、Ni、Cd含量呈极显著正相关(P表土和道路灰尘χlf与重金属元素含量间的相关程度有差别,农业区土壤这种相关性较弱。研究区域道路灰尘的特异性状,揭示了城市大气颗粒物包含一定量人为成因的富集重金属元素的磁性颗粒。这类污染颗粒的长期、连续沉降,使得城市表土的磁性和重金属含量同步增强,并对城市土壤的性状产生深刻影响。

关键词：城市表土道路灰尘重金属磁化率

上海嘉定区表土磁性强度的空间分异及环境指示意义

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土壤学报 2012年第1期49卷 9-17页

作者：李珊胡雪峰杜艳姜琪李洋冯建伟王建国上海大学环境与化学工程学院环境科学与工程系上海200444 江苏省启东市环境保护局江苏启东226200

在上海嘉定区,按土地利用方式的多样性和空间分布的均匀性,采集31个表土(0～5 cm)样品,分析表土磁化率(χlf)和重金属元素(Cu、Zn、Pb、Cd、Cr、Mn)含量。结果表明:表土χlf普遍增强,且空间分异很大,变幅在35.1×10-8～1 676.9×10-8m3k... 详细信息

在上海嘉定区,按土地利用方式的多样性和空间分布的均匀性,采集31个表土(0～5 cm)样品,分析表土磁化率(χlf)和重金属元素(Cu、Zn、Pb、Cd、Cr、Mn)含量。结果表明:表土χlf普遍增强,且空间分异很大,变幅在35.1×10-8～1 676.9×10-8m3kg-1,平均值为177.9×10-8m3kg-1。表土磁化率随土地利用方式的不同呈现出显著差异,总体看:工业土壤>马路绿地>农耕土壤>林地土壤。表土磁性的增强与重金属元素的累积有密切联系:表土χlf与Zn、Cr、Cd的含量呈极显著正相关(p表土χlf与重金属综合污染指数呈显著正相关(p表土磁性特征的研究进一步表明,磁学方法可作为监测和评估上海土壤重金属污染的有效手段。

关键词：城市表土磁化率重金属土地利用