重金屬污染分析范文
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第1篇
1樣品的采集和分析
1.1采集和制備
選擇洽川濕地南到處女泉北到黃河魂入口之間濕地布點采樣，共設置18個采樣點，采樣點位置見圖1和圖2。每個采樣點同時采集3份樣品，每份1kg左右，混勻作為一個采樣點的樣品。樣品晾干后去除石子和動植物殘體等異物，使之通過80目尼龍篩，利用四分法將采集的18個土壤樣品分別縮分。準確稱取1．00g土樣置于100ml聚四氟乙烯燒杯中，用鹽酸—硝酸—氫氟酸—高氯酸消解，定容于50ml容量瓶中。消解樣品同時做空白1份。
1.2測定
1.2.1試劑各元素的分析純試劑，用于配制儲備液和標準溶液。鹽酸、硝酸、高氯酸、氫氟酸均為分析純，二次蒸餾水。
1.2.2樣品測定采用WFX120原子吸收分光光度計（北京瑞利）測定試液中的Pb、Cd、Cr、Cu、Zn和Mn并根據回歸方程計算含量。
1.2.3準確度實驗選取2號土壤樣品，加入一定量各元素標準溶液，消化后測定并計算加標回收率，平行測定3次。
1.2.4精密度實驗選取消化后的2號樣品，對各元素均連續進樣5次，計算精密度。
1.3重金屬污染危害評價方法本文采用瑞典科學家Hakanson提出的潛在生態危害指數法，對濕地土壤重金屬累積程度和潛在危害進行評價。該指數法不僅反映了某一特定環境中各種污染的影響，也反映了多種污染物的綜合影響，并以定量的方法劃分出潛在生態危害的程度，是目前國內外土壤（沉積物）中重金屬污染評價研究的先進方法之一。單項污染系數：Cif＝Cisurface／Cin式中：Cif是某一重金屬的污染系數，Cisurface是表層土壤重金屬濃度實測值，Cin是參比值。文章采用陜西表層土壤背景值作為參比值。單項污染系數分級標準：Cif≤1為非污染，1≤Cif≤2為輕微污染，2≤Cif≤3為中度污染，Cif≥3為重度污染。潛在生態危害單項系數：Eir＝Tir×Cif式中：Eir是某一重金屬的潛在生態危害系數，Tir是某一種重金屬的毒性響應系數，反映了重金屬對人體和固體物質系統的危害，有關重金屬的毒性系數為：Pb＝5，Cd＝30，Cr＝2，Cu＝5，Mn＝1，Zn＝1。潛在生態危害綜合指數［3］：RI＝Σni＝1Eir。重金屬污染潛在生態危害系數和潛在生態危害綜合指數分級標準見表1。
2洽川濕地土壤中重金屬污染情況及評價
2.1洽川土壤中重金屬測定結果洽川濕地土壤重金屬含量測定結果見表2，經準確性和精密度實驗，回收率均高于90％，RSD均小于1％，測定結果可信。陜西省表層土壤重金屬的背景值見表3。在18個采樣點土樣測定結果中，Pb的含量為74．3～405．5mg／kg，均高于該地區該元素背景值21．6mg／kg；Cd的含量為1．7～7．5mg／kg，均高于該地區該元素背景值0．094mg／kg；Cr的含量為46．9～115．6mg／kg，只有5、7、13和14號采樣點低于該地區該元素背景值；Cu的含量為9．91～52．9mg／kg，其中1、5、9和14號采樣點低于該地區該元素背景值；Mn的含量為283．7～743．3mg／kg，其中1、4、7、12、13、14、17和18號采樣點低于該地區該元素背景值；Zn的含量為33．4～150．6mg／kg，6個采樣點低于該地區該元素背景值。
2.2洽川濕地重金屬污染評價評價結果見表4、表5，從兩表可以分析得出：從單項污染系數看，Pb的單項污染系數均大于3，洽川濕地屬于Pb重度污染；Cd的單項污染系數均大于3，洽川濕地屬于Cd重度污染；Cr除5、7、13和14采樣點單項污染系數小于1屬于無污染，其余采樣點均在1～2之間，屬于輕微污染；各個采樣點Cu的單項污染系數在0．46～2．47之間，處于無污染到中度污染；Mn的單項污染系數在0．51～1．36之間，濕地Mn污染處于無污染到輕度污染；Zn的單項污染系數在0．48～2．17之間，處于無污染到中度污染。從潛在生態危害單項系數分析，Pb的生態危害單項系數3號點處于中等生態危害，4號點處于強生態危害，其余點均屬于輕微生態危害；對于Cd，各采樣點均處于極強生態危害；對于Cr、Cu、Mn和Zn，各采樣點均處于輕微生態危害。從潛在生態危害綜合指數分析，11號點處于強生態危害，其余采樣點均屬于很強生態危害，主要是Cd的危害造成。從污染情況看分析，濕地重金屬污染Cd最嚴重，Pb次之，Cu和Zn污染較弱，Cr和Mn的污染最輕。
3結果分析
第2篇
關鍵詞：綠地土壤；重金屬；環境質量評價；長春市
中圖分類號：X825文獻標識碼：A文章編號：0439－8114（2011）12－2421-03
Heavy Metal Pollution in Green Space Soil of Chaoyang District, Changchun City
LIU Gang，JIN Yan－ming，HU Hao
（Graduate School of Jilin Agricultural University，Changchun 130118，China）
Abstract： To investigate the soil heavy metal pollution status of several important function zones in Chaoyang district， Changchun city， 15 soil samples were collected from community， schools， squares， parks and street． Analyses on physicochemical properties including pH， soil organic matter， available N， available P and available K were conducted． The content of heavy metals（Cu，Zn，Pb，Cd） in soil samples was determined by atomic adsorption spectrophotometry． Adopting the single factor index and Nemerow multi－factor index methods， the pollution indices were calculated to assess the pollution extent． Cu pollution index of sample area C1 （Nanhu square）， E1 （Jiefang road） and E2 （Kaiyun street） were higher and the maximum of them were 2．03， which showed that these areas were in the status of light Cu pollution． All pollution factors in other areas were potential． The evaluation result of Nemerow synthetic pollution index method indicated that all soil in sample areas was slightly polluted． The pollution sources of heavy metals were mainly large－scale enterprises， then some ordinary enterprises．
Key words： green land soil； heavy metal； evaluation of soil environmental quality；Changchun city
長春市是我國重要老工業基地之一，目前基本形成以交通運輸設備制造業為主體、門類比較齊全的工業體系。隨著社會的不斷進步，工業的發展和人口的增加，長春市土壤已受到一定程度的重金屬污染［1］。相關研究表明，交通運輸、工業排放、市政建設和大氣沉降等造成城市綠地土壤重金屬的污染越來越嚴重［2，3］。土壤中的重金屬不僅影響和改變城市土壤的生態功能，危害人體健康，而且制約了城市的可持續發展。
由于城市綠地土壤的研究報道較少，且多數是以較大范圍的城市和農村土壤相結合進行調查研究，而對城市中單獨一個區域還很少有人進行過系統的分類調查。為此，以長春市朝陽區綠地土壤按不同功能區特點進行分區，在功能分區典型的地點進行采樣，通過相關的試驗和分析，試圖了解不同的功能區土壤重金屬污染情況、污染特征、污染的空間分異性，為長春市的城市園林綠化和養護提供科學依據。
1材料與方法
1．1樣區的選擇
樣區設置在長春市朝陽區，按功能區劃分選擇有代表性的土壤，分別為A．小區、B．學校、C．廣場、D．公園、E．街路，共采集了150個混合土樣，具置見圖1。
1．2土樣的采集、處理與分析
根據城市土壤特點，選擇代表性功能區進行采樣，在選定區域上以“S”形選擇9個點，在各點取0～20 cm土層土樣，在塑料薄膜上將各點土壤均勻混合，用四分法逐次棄去多余部分，最后將剩余的1 kg左右的平均樣品裝入樣袋，帶回實驗室。土壤樣品經風干、磨細過篩（1.00 mm、0．25 mm土壤篩），用于測定土壤pH值（電位法）、有機質（重鉻酸鉀容量法――稀釋熱法：K2Cr2O7－H2SO4）、土壤速效磷（Olsen法：0．5 mol／L NaHCO3，pH值8．5）、速效鉀（1 mol／L NH4OAc，pH 值7．0）、土壤重金屬元素Cu、Cd、Pb、Zn的濃度（HF－HClO4消煮法）［4］。
2結果與分析
2．1土樣理化性質和重金屬濃度
城市綠地土壤多為攪動的深層土、建筑垃圾土、回填土等，其土層變異性大，呈現巖性不連續特性，導致不同土層的有機質含量、pH值、容重及與其有關的孔隙度、含水量有顯著差異。城市土壤土層排列凌亂，許多土層之間沒有發生學上的聯系，多為沙石、垃圾和土所組成，有機質含量少［5］。土樣理化性質測定結果見表1，重金屬濃度比較見圖2。
從各土樣采集地點的功能區劃分來看，E1、E2、E3號街路綠地土壤的pH值、容重較高；D1、D2、D3號公園綠地土壤的孔隙度、含水量、有機質、速效氮、速效磷、速效鉀相對較高，這與公園土壤所處的生態環境有一定的關系。
從各土樣采集地點的功能區劃分來看，E1、E2號街路的Cu、Cd重金屬含量都較高，A1、A2號居住小區的土壤含Zn量較高，C1、C2號交通要塞的土壤含Pb量較高。
2.2評價方法
土壤污染評價是土壤環境質量現狀評價的核心部分，主要包括單項（單因子）污染評價和多項（多因子）污染綜合評價［6］。
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2．2．1單項污染分級指數法污染分級標準參考吉林省地質調查院《東北平原長春經濟區區域環境地球化學調查與評價》項目報告，以測區土壤地球化學背景為基礎，借鑒國家土壤環境質量標準，確定污染分級標準。以測區背景上限為重金屬元素累積起始值（Xa），國家土壤環境質量標準的二類標準作為污染起始值（Xc），土壤環境質量標準的三類標準作為重污染起始值（Xp）（表2）。
污染分級指數是指某一污染物影響下的環境污染指數，可以反映出各污染物的污染程度。根據公式（1）計算出的單項污染分級指數，對單項污染程度進行分級。
Ci≤Xa時，Pi＝Ci／Xa
Xa＜Ci≤Xc時，Pi＝1＋（Ci－Xa）／（Xc－Xa）
Xc＜Ci≤Xp時，Pi＝2＋（Ci－Xc）／（Xp－Xc）（1）
Ci≥Xp時，Pi＝3＋（Ci－Xp）／（Xp－Xc）
式中，Pi為污染分級指數，Ci為土壤中污染物i的實測濃度值，Xa為累積起始值，Xc為污染起始值，Xp為重污染起始值。土壤單項污染指數評價標準見表3。
2．2．2內梅羅綜合污染指數法單項污染分級指數法評價長春市土壤重金屬污染狀況，只能分別了解每種重金屬在長春市表層土壤的污染狀況。內梅羅綜合指數法評價長春市土壤重金屬污染狀況則可以了解這4種重金屬在長春市表層土壤的綜合污染狀況。
為了突出環境要素中濃度最大的污染物對環境質量的影響，采用內梅羅綜合污染指數法對研究區土壤重金屬污染進行綜合評價［6，7］，計算公式為：
P綜＝［（Pimax2＋Piave2）／2］1／2 （2）
式中，P綜為內梅羅綜合污染指數，Pi為單項污染分級指數，計算公式見公式（1），Pimax為所有元素污染指數最大值，Piave為所有元素污染指數平均值。內梅羅綜合污染指數反映了各種污染物對土壤的作用，同時突出了高濃度污染物對土壤環境質量的影響，可按內梅羅綜合污染指數劃定污染等級，其中土壤污染評價標準見表4。
2．3土壤重金屬污染評價
評價方法采用單項污染指數法和內梅羅綜合污染指數法。內梅羅綜合污染指數全面反映了各污染物對土壤污染的不同程度，同時又突出高濃度對土壤環境質量的影響，因此用來評定和劃分土壤質量等級更為客觀。評價結果見表5。從表5中的單項污染分級指數可以看出，樣區A3、B1、B2、B3的土壤Cd質量等級為清潔，樣區C1、E1、E2的土壤已受到Cu的輕污染；其他樣點的各項污染因子為潛在污染。從各樣區綜合污染指數可知，土壤均受到輕度污染，這是由于樣區周圍沒有較大規模的重金屬污染企業，而其他污染源的污染也應得到足夠重視，如汽車尾氣中的Pb、居民生活垃圾中的Zn等。E1、E2的綠地土壤如果不進行適當的養護管理，慢慢也會變成重度污染。
對各功能區重金屬單項污染平均值進行比較，Cu單項污染的大小順序為小區＜學校＜公園＜廣場＜街路；Zn單項污染的大小順序為學校＜廣場＜街路＜公園＜小區；Pb單項污染的大小順序為小區＜學校＜公園＜廣場＜街路；Cd單項污染的大小順序為學校＜小區＜公園＜廣場＜街路；各功能區重金屬平均值綜合污染進行比較，其大小為學校＜小區＜公園＜廣場＜街路。
3結論與討論
1）長春市朝陽區表層土壤中各重金屬元素含量變化范圍較大，表明城市表層土壤中重金屬元素已在一定程度上受到人為源輸入的影響，但與其他開發歷史較長的城市相比，長春市城區表層土壤中重金屬元素含量總體上較低。
2）分析結果表明，長春市城區表層土壤中不同重金屬來源存在著差異，其中Cu、Pb和Zn主要來自交通污染；而工業污染和居民生活污染也不容忽視，Cd主要來源于工業源及化肥施用。
3）試驗選取具有代表性樣區，其結果反映朝陽區目前總體的重金屬污染的現狀，但還需對多種樣品（如土壤樣品、大氣干濕沉降樣品、水樣品、植物樣品、有機樣品等）進行綜合分析研究，想要更加準確地反映該區的土壤質量，需要更進一步的詳細調查。因此，在進行重金屬源解析時應該結合各元素含量的空間分布特征及其周圍環境狀況進行更加詳細的研究。
參考文獻：
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第3篇
關鍵詞：農田土壤；重金屬污染；修復技術；環境保護
中圖分類號：S153 文獻標識碼：A DOI：10.11974/nyyjs.20170432024
1 我國農田重金屬污染現狀
1.1 重金屬普遍超標
農田重金屬污染主要是指Pb、Cu、Hg、Zn、Cr、Cd等重金屬元素在農田土壤中的含量超過土壤背景值，根據農田部、環保部等部門近年來報告數據顯示，全國有300多個重點污染區重金屬超標，占農田污染的80%，抽取數據顯示，我國農田平均重金屬超標率在2010年前就已經高達12%，在一些大城市，例如北京、上海、深圳等地，各類重金屬元素在農田土壤中的含量尤其高，城市發展對于農田重金屬污染影響極為嚴重，目前我國農田重金屬污染形勢嚴峻，污染情況已經得到重視，各類措施也在緊急籌備和實施之中。我國農田重金屬污染現狀具有范圍大，種類多，相對集中，分布不均，普遍嚴重的特點。雖然污染依然嚴重，但隨著環保力度的增強和范圍的擴大，污染情況正在逐步改善。
1.2 污染主要來源
農田重金屬污染修復，關鍵在防、治二字，要做到對重金屬污染的防治，需要了解農田中重金屬的來源，污染來源主要有4類，分別是：污水、大氣、農業廢棄物以及固體垃圾?？諝馕廴臼俏覈h境保護的一大難題給農田也帶來了極大的影響，空氣中夾雜著來自工業、交通、礦山等的污染物中，不乏各類重金屬物質，在大氣沉降過程中，重金屬便進入了農田土壤之中。大量數據實例表明，在工業區、道路旁，土壤中含重金屬量較其他地區明顯高出數倍，環保部研究青藏鐵路沿線兩側、北京等城市道路旁農田土質以及種植物，發現不僅土壤重金屬含量高，植物中也含有較高的重金屬元素。含重金屬的污水一旦進入農田并沉淀，就容易造成農田重金屬含量的增加，農業材料，如農藥、農肥等，在大面積、長期使用之下，重金屬會慢慢滲入土壤之中，而一些固體堆積物更是含有大量重金屬，在堆積中容易滲入地下。
2 農田重金屬污染修復技術
2.1 物理、化學修復技術
物理修復技術主要有換土、深耕翻土、填土以及加熱法，前3種方法原理一致，皆是使淺層土壤以舊換新，這些方法工程量大，效果穩定，修復徹底，但是不僅換土需要大量工程，集中處理土壤的耗損也非常大，因此并不適合大規模應用。加熱法是利用加熱使揮發性重金屬從土壤中揮發析出，雖然有一定作用，但是容易導致一些元素酸化或者相互反應，產生更為嚴重的后果，且析出氣體的收集也很棘手。化學修復方法也是如此，無論是電動修復還是淋洗修復，都容易導致嚴重的污染，電動修復是通過土壤兩側通電以電場作用將重金屬帶到電極，在兩極集中收集并進行處理，淋洗是將水或者其他制劑放入土壤之中進行沖洗，制劑的選擇和二次污染的防治成為淋洗的重點，物理、化學方法雖然效果好，但是成本高且對環境極可能造成二次污染，因此實踐中應用甚少，相關部門正在加緊研究改善重金屬污染治理之中。
2.2 生物修復技術
生物修復技術成本較低，有利于規模化操作，并且生物法的優勢在于其環境有益性，不僅能夠有效處理農田土壤重金屬污染，更重要的是，生物修復有助于修復自然界的正常循環，有利于全面改善環境，目前的環境保護實踐對于生物方法也極為推崇。生物修復法主要是利用植物和微生物、動物進行土壤修復，利用植物根系固定重金屬，減少擴散，植物還能夠從土壤中吸收重金屬，儲存在植物體內，我國已經發現大量對重金屬具有吸收能力的植物，在實踐中也有一定研究和應用，植物修復是較為推崇的方法，綠色植物的大量種植能夠固定土壤、防風固沙、凈化空氣，大量種植能夠吸收重金屬的植物，則一舉數得，值得注意的是，植物吸收重金屬存于體內，勢必導致重金屬含量過高，這些植物一定不能作為食品銷售。微生物、動物與植物修復法類似，生物修復技術容易破壞生態平衡，尤其是微生物、動物修復，因此也需要進一步研究，目前而言，選取植物進行大規模種植修復土壤似乎是于環境保護最有益處的方法。
3 結語
環境于人類而言重如生命，l展中的破壞已經造成，如何修復才是關鍵，農田土壤重金屬污染，重在防治，切斷污染源的同時改良污染土壤方為可行之路。
參考文獻
