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          土壤重金屬污染分析樣例十一篇

          時(shí)間:2024-03-19 14:49:28

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          土壤重金屬污染分析

          篇1

          中圖分類(lèi)號(hào):TU2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1674-098X(2013)03(a)-0-02

          1 問(wèn)題分析

          針對(duì)海量數(shù)據(jù),應(yīng)從整體上對(duì)污染程度進(jìn)行評(píng)價(jià)。而內(nèi)梅羅綜合污染指數(shù)法評(píng)價(jià)土壤的綜合污染,以突出最高一項(xiàng)污染指數(shù)的作用。在土壤中有很多重金屬元素有相似的存在形式和傳播途徑,并且有相同的污染源,因此在進(jìn)行通過(guò)數(shù)據(jù)分析,說(shuō)明重金屬污染的主要原因時(shí),基于統(tǒng)計(jì)原理建立起來(lái)正態(tài)模型,不同的重金屬有不同的傳播方式,其大體分為大氣傳播、水體傳播、固體傳播,因金屬元素在土壤中大部分以穩(wěn)定形態(tài)存在,故忽略重金屬元素在固體土壤中的傳播。根據(jù)收集的信息和題目中的有關(guān)資料對(duì)重金屬污染物的傳播特征的分析,可將8種重金屬污染物分為兩類(lèi)。一類(lèi)是在大氣中傳播,而大氣傳播的污染物最終經(jīng)空氣沉降進(jìn)入土壤;一類(lèi)是在土壤中傳播。對(duì)于在大氣中傳播的重金屬污染物,文章建立重金屬污染物在氣體中擴(kuò)散模型,根據(jù)所在的空間任意位置土壤表面的重金屬污染物濃度的多少來(lái)確立污染源的位置,函數(shù)的最大值即為污染源的位置;同理建立了重金屬污染物在土壤中的傳播模型。

          2 模型建立及求解

          2.1 土壤的環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)與分級(jí)

          2.1.1 單因子指數(shù)法

          2.1.3 評(píng)價(jià)分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)

          該文采用GB15618-1995《土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》。土壤環(huán)境質(zhì)量綜合評(píng)價(jià)指數(shù)分級(jí)參考了《綠色食品產(chǎn)地環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀評(píng)價(jià)綱要》中規(guī)定進(jìn)行分級(jí),等級(jí)劃分為1等級(jí)屬清潔水平適合發(fā)展有機(jī)食品;2級(jí)屬尚清潔水平適合發(fā)展無(wú)公害食品生產(chǎn);3級(jí)以后屬于污染水平,不適宜無(wú)公害農(nóng)產(chǎn)品的生產(chǎn)。

          計(jì)算得到綜合污染評(píng)價(jià)指標(biāo)后,通過(guò)分析比較得出該城區(qū)的各個(gè)功能區(qū)重金屬的污染程度由高至低排序?yàn)椋汗I(yè)區(qū)主干道區(qū)生活區(qū)公園綠地區(qū)山區(qū)。

          2.2 重金屬污染的原因分析

          (2)計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)的相關(guān)系數(shù)陣,求出相關(guān)系數(shù)矩陣的特征值和特征向量。

          (3)進(jìn)行正交變換,使用方差最大法。得到5個(gè)主因子提供了源資料的87.756%的信息,滿足因子分析的原則,而且從上表可以看出旋轉(zhuǎn)前后總的累計(jì)貢獻(xiàn)率沒(méi)有發(fā)生變化,即總的信息量沒(méi)有損失,采用此標(biāo)準(zhǔn)下的分析結(jié)果。

          (4)確定因子個(gè)數(shù),計(jì)算因子得分,進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

          2.2.2 金屬元素污染原因

          根據(jù)該市空間立體分布圖和各功能區(qū)的分布圖,結(jié)合各個(gè)功能區(qū)的分布特點(diǎn),由重金屬元素空間分布圖分析可知:(1)主因子1體現(xiàn)出的三個(gè)主要變量因子為Ni、Cu Cr三種重金屬元素。Ni元素廣泛的分布在該城市各個(gè)功能區(qū)。分析可能是易于傳播的污染介質(zhì)造成的,如煤的燃燒產(chǎn)生的粉塵、顆粒,以及含有Ni元素的巖石的風(fēng)化等;Cu元素及Cr元素分布在城市的西南方,分布著工業(yè)區(qū)、生活區(qū)、公園綠地區(qū)、主干道區(qū)。Cu、Cr兩種金屬元素是工業(yè)生產(chǎn)中所形成的廢氣、廢水和固體排放物中均大量存在的污染物。(2)主因子2體現(xiàn)出兩個(gè)主要變量因子為Pb、Cd,其在來(lái)源上關(guān)聯(lián)較密切,兩種重金屬元素的最大值均出現(xiàn)在工業(yè)區(qū)。其在空間上近似可認(rèn)為是一個(gè)帶狀的污染源,這主要因?yàn)镻b主要來(lái)自市中心交通汽車(chē)尾氣的排放,而且在研究取得西北部有兩個(gè)明顯的富集中心,形成一個(gè)高值區(qū)。該市表層土壤中的Cd含量市中心地帶比西北城區(qū)高,東南城區(qū)又比市中心地帶高,恰好與當(dāng)?shù)氐闹黠L(fēng)向相一致,表明大氣中含Cd污染物的干濕沉降也是造成土壤Cd污染的一個(gè)重要原因。(3)主因子3體現(xiàn)出一個(gè)主要變量因子Hg。該金屬元素在生活區(qū)分布含量偏高,污染較為嚴(yán)重,其主要的污染原因可為人類(lèi)活動(dòng)造成水體汞污染,來(lái)自氯堿、塑料、電池、電子等工業(yè)排放的廢水。(4)主因子4體現(xiàn)出一個(gè)主要變量因子As,該金屬元素在各個(gè)功能區(qū)的分布較平均,這是因?yàn)榈奈廴驹炊鄻?。大氣含砷污染除巖石風(fēng)化、火山爆發(fā)等自然原因外,主要來(lái)自工業(yè)生產(chǎn)及含砷農(nóng)藥的使用、煤的燃燒。含砷廢水、農(nóng)藥及煙塵都會(huì)污染土壤。(5)主因子5體現(xiàn)出一個(gè)主要變量因子,的分布具有明顯的特點(diǎn),在城市的西部富集,產(chǎn)生一高值區(qū),該部靠近工業(yè)區(qū),工業(yè)上的三廢是其富集的主要原因。

          2.3 重金屬污染物傳播模型

          3 大氣―平均風(fēng)速的廓線模式

          大氣擴(kuò)散主要是風(fēng)的作用,平均風(fēng)速的廓線模式是隨高度變化的。在大氣擴(kuò)散模型中平均風(fēng)速的廓線模式定義為風(fēng)速隨高度變化的曲線。風(fēng)速的線性數(shù)學(xué)表達(dá)方式成為風(fēng)速廓線模式。根據(jù)我國(guó)《指定地方天氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)原則和方法》(GB/T 3840-1991)所制定的方法,采用米函數(shù)風(fēng)速廓線模式。

          冪函數(shù)分素廓線模式是在近地層、中性層、平坦下墊面的條件下推到出來(lái)的。該模式應(yīng)用高度較高,可達(dá)到300m或更高的高度,且隨應(yīng)用高度增加,精度下降。

          4 水體

          6 模型評(píng)價(jià)及推廣

          6.1 模型評(píng)價(jià)

          6.1.1 優(yōu)點(diǎn):運(yùn)用主成分分析方法將多維因子納入同一系統(tǒng)進(jìn)行定量化研究、理論成熟的多元統(tǒng)計(jì)分析方法。通過(guò)分析變量之間的相關(guān)性,使得所反映信息重疊的變量被某一主成分替代,減少了變量數(shù)目,減少了變量數(shù)目,從而降低了系統(tǒng)評(píng)價(jià)的復(fù)雜性。再以方差貢獻(xiàn)率作為每個(gè)主成分的權(quán)重,由每個(gè)主成分的得分加權(quán)即可完成對(duì)水質(zhì)的綜合評(píng)價(jià)。

          6.1.2 缺點(diǎn):題目所給數(shù)據(jù)有限且單一,所建模型不足以全面反映該市土壤環(huán)境污染特征。.對(duì)于模型三,僅考慮了金屬元素傳播的部分途徑,具有局限性。

          7 模型推廣

          模型一可推廣用于投資風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià);模型二可用于研究放射性物質(zhì)的污染;模型三還可推廣到研究病菌在空氣中的傳播;模型四可以推廣到研究灰塵在空氣中的擴(kuò)散規(guī)律。

          參考文獻(xiàn)

          篇2

          一、問(wèn)題的說(shuō)明

          現(xiàn)對(duì)A城市為例對(duì)土壤地質(zhì)環(huán)境進(jìn)行調(diào)查。將所考察的城區(qū)劃分為間距1公里左右的網(wǎng)格子區(qū)域,按照每平方公里1個(gè)采樣點(diǎn)對(duì)表層土(0~10厘米深度)進(jìn)行取樣和編號(hào),并用GPS記錄采樣點(diǎn)的位置。應(yīng)用專門(mén)儀器測(cè)試分析,獲得每個(gè)樣本所含的多種(8種)重金屬元素的濃度數(shù)據(jù)。另一方面,按照2公里的間距在那些遠(yuǎn)離人群及工業(yè)活動(dòng)的自然區(qū)取樣,將其作為該城區(qū)表層土壤中元素的背景值。列出采樣點(diǎn)的位置、海拔高度及其所屬功能區(qū)、8種主要重金屬元素在采樣點(diǎn)處的濃度、8種主要重金屬元素的背景值。

          我們引用2011年全國(guó)數(shù)學(xué)建模大賽附錄中的A城市城區(qū)土壤重金屬的調(diào)查數(shù)據(jù),建立數(shù)學(xué)模型,研究地區(qū)重金屬污染源的確定方法。

          二、問(wèn)題的求解方法

          由于土壤重金屬污染呈擴(kuò)散傳播,既污染源附近重金屬富集程度最高,距污染源越遠(yuǎn),元素濃度越低,所以,污染最嚴(yán)重的地點(diǎn)既是污染源,運(yùn)用等標(biāo)污染負(fù)荷法,通過(guò)對(duì)污染物和污染源進(jìn)行標(biāo)化計(jì)算,得出一個(gè)量化指標(biāo),使指標(biāo)的值在0~1之間,采用這個(gè)共同的指標(biāo)能夠來(lái)衡量各個(gè)重金屬污染源或污染物污染能力的大小。

          等標(biāo)污染負(fù)荷法模型的建立與求解:

          (1)處理數(shù)據(jù)。

          每相鄰五個(gè)取樣點(diǎn)通過(guò)求取平均值,合并成一個(gè)較大取樣點(diǎn)(即每五平方公里一個(gè)取樣點(diǎn)),求得64個(gè)合并取樣點(diǎn),用于分析數(shù)據(jù)。

          (2)建立模型。

          1)進(jìn)行符號(hào)說(shuō)明:

          (將As、Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb、Zn分別記為元素一至元素八)

          1、Aij―樣本點(diǎn)i的第j種元素的污染物濃度

          2、Bj―第j種元素的自然值;

          3、aij―區(qū)域內(nèi)第i個(gè)取樣點(diǎn)第j種重金屬元素的等標(biāo)污染負(fù)荷量aij (即污染物濃度與背景值之比:aij=Aij/Bj)

          4、bi―樣本點(diǎn)i的等標(biāo)污染負(fù)荷量(即該取樣點(diǎn)所有的重金屬污染物等標(biāo)污染負(fù)荷量之和:bi=(i=1,2,3,…64)

          5、c―城區(qū)內(nèi)的等標(biāo)污染負(fù)荷量(即區(qū)域內(nèi)所有取樣點(diǎn)的等標(biāo)污染負(fù)荷量bi之和:c=)。

          6、ai―城區(qū)內(nèi)樣本點(diǎn)i等標(biāo)污染負(fù)荷量的比值(即每個(gè)取樣點(diǎn)等標(biāo)污染負(fù)荷量bi與區(qū)域內(nèi)的總等標(biāo)污染負(fù)荷量c之比:ai=(i=1,2,3…64)

          7、di―i個(gè)等標(biāo)污染負(fù)荷量的比值a按從小到大依次疊加

          8、x―取樣點(diǎn)橫坐標(biāo)

          9、y―取樣點(diǎn)縱坐標(biāo)

          10、h―取樣點(diǎn)海拔

          補(bǔ)充:將bi和c帶入公式ai=可得

          ai=(i=1,2,3…64)

          2)整理數(shù)據(jù)帶入相應(yīng)公式可得每個(gè)樣本點(diǎn)等標(biāo)污染負(fù)荷量的比值a

          3)將城區(qū)內(nèi)的等標(biāo)污染負(fù)荷之比值ai由大到小依次排列,并將比值從小到大依次疊加得到di

          4)將di從小到大排列,我們將最高的8個(gè)di列入下表得到表5-1:

          樣本號(hào)i 8 4 6 9 5 52 37 2

          di值 0.607 0.635 0.662 0.691 0.719 0.777 0.84 1

          表5-1等標(biāo)污染負(fù)荷量的比值a按從小到大依次疊加

          由表可知,取樣點(diǎn)2的疊加值di超過(guò)90%。

          5)于是從附錄中找到2號(hào)取樣點(diǎn)的5個(gè)原始樣本的數(shù)據(jù)。

          分別為i=6、7、8、9、10號(hào)樣本。

          再在這5個(gè)點(diǎn)中找出污染最重的區(qū)域。

          上面的研究是對(duì)64個(gè)點(diǎn)的分析,下面的研究只對(duì)這五個(gè)點(diǎn)進(jìn)行研究即可,研究方法和原理與上面的相同。

          6)通過(guò)計(jì)算可得:

          第八點(diǎn)污染最為嚴(yán)重,可將第八點(diǎn)作為污染源。

          所以,該城區(qū)污染源為點(diǎn)x=2383m,y=3692m,h=7.及其附近區(qū)域。

          7)在樣本點(diǎn)較少或者用計(jì)算機(jī)進(jìn)行計(jì)算時(shí),不必進(jìn)行第一步的樣本點(diǎn)合并,直接求出di超過(guò)90%的原始樣本點(diǎn),作為重點(diǎn)污染源。

          三、方法模型的總結(jié)和擴(kuò)展

          伴隨《環(huán)境影響評(píng)價(jià)法》、《中華人民共和國(guó)固體廢物污染環(huán)境防治法》等法律的出臺(tái),國(guó)家對(duì)環(huán)境污染的防治力度大大增強(qiáng)。確定污染企業(yè)的位置,

          對(duì)環(huán)境污染的治理,有著關(guān)鍵性的作用,等標(biāo)污染負(fù)荷法計(jì)算簡(jiǎn)便,原理清晰易懂,能夠準(zhǔn)確地確定污染源的位置,為有關(guān)部門(mén)尋找重點(diǎn)污染企業(yè),提供了簡(jiǎn)便有效的方法。

          參考文獻(xiàn)

          [1]楊蘇才,曾靜靜,王勝利,南忠仁.蘭州市表層土壤 Cu、 Zn、 Pb 污染評(píng)價(jià)及成因分析.市場(chǎng)周刊?理論研究第,2004,11.

          [2]吳邵華,周生路,潘賢章,趙其國(guó).城市擴(kuò)建過(guò)程對(duì)土壤重金屬積累影響的定量分析.土壤學(xué)報(bào),2011.5.

          [3]劉麗瓊,魏世江,江韜.三峽庫(kù)區(qū)消落帶土壤重金屬分析特征及潛在風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià).中國(guó)環(huán)境科學(xué),2011,31(17):1204-1211.

          [4]彭 勝,陳家軍,王紅旗.揮發(fā)性有機(jī)污染物在土壤中的運(yùn)移機(jī)制與模型.土壤學(xué)報(bào),第38 卷第3 期2001 年 8 月.

          篇3

          中圖分類(lèi)號(hào) X53 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1007-5739(2016)11-0256-01

          隨著工農(nóng)業(yè)和城市化的快速發(fā)展,工業(yè)“三廢”、農(nóng)藥、化肥的過(guò)量使用以及城市生活垃圾的大量排放,導(dǎo)致土壤受到不同程度的重金屬污染,對(duì)人類(lèi)健康和生存環(huán)境產(chǎn)生了嚴(yán)重的影響。因此,研究分析重金屬對(duì)土壤的污染具有十分重要的意義。

          中寧縣位于寧夏回族自治區(qū)中部、寧夏平原南端,地處黃河兩岸,屬北溫帶大陸性季風(fēng)氣候區(qū)。中寧縣是枸杞的發(fā)源地,有“中國(guó)枸杞之鄉(xiāng)”的美譽(yù)。但是,隨著中寧縣鋁鎂合金及碳素、鋁板稀土彩鋼和鐵錳加工業(yè)的快速發(fā)展,土壤的重金屬污染越來(lái)越嚴(yán)重。通過(guò)對(duì)寧夏回族自治區(qū)中寧縣舟塔鄉(xiāng)萬(wàn)畝無(wú)公害枸杞示范園的土壤環(huán)境中重金屬離子汞、砷、鉛、鎘、鉻、銅的含量進(jìn)行分析檢測(cè),以《國(guó)家土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB15618―1995)為評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn),采用模糊數(shù)學(xué)模型對(duì)土壤重金屬綜合污染進(jìn)行評(píng)價(jià)。

          1 研究方法

          1.1 樣品采集與分析

          為確保對(duì)中寧縣枸杞地土壤重金屬研究具有科學(xué)性和代表性,利用GPS定位,采樣地點(diǎn)選擇在中寧縣舟塔鄉(xiāng)萬(wàn)畝無(wú)公害枸杞示范園??紤]到土地利用狀況和研究區(qū)內(nèi)樣品點(diǎn)分布的均勻性,在枸杞示范園內(nèi)均勻分布120個(gè)點(diǎn)(圖1)。將各采樣點(diǎn)的土壤混勻,采用四分法取約500 g土樣,將混合土樣風(fēng)干、剔除雜質(zhì)后,研磨過(guò)20目和60目篩,然后測(cè)定重金屬元素Hg、As、Pb、Cd、Cr、Cu的含量,試驗(yàn)及測(cè)試過(guò)程加入空白樣、平行樣以及國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)進(jìn)行質(zhì)量分析控制。

          1.2 評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

          以黃河灌區(qū)平原土壤重金屬含量為背景值,按照土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)劃分為3類(lèi):Ⅰ類(lèi)適用于國(guó)家規(guī)定的自然保護(hù)區(qū)、集中式生活飲用水源地、牧場(chǎng)、茶園以及其他保護(hù)地區(qū)的土壤;Ⅱ類(lèi)適用于一般農(nóng)田蔬菜地、牧場(chǎng)、茶園、果園等土壤;Ⅲ類(lèi)適用于林地土壤及污染物容量較大的高背景值土壤以及礦產(chǎn)附近等地的農(nóng)田土壤(蔬菜除外)[1]。

          2 土壤環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)

          2.1 模糊關(guān)系矩陣及評(píng)價(jià)因子隸屬度的建立

          已知因子集為:U={U1,U2,…,Un},U,U2,…,Un為參與評(píng)價(jià)的n個(gè)環(huán)境因子的數(shù)值。評(píng)價(jià)集V={V1,V2,...,Vn },V1,V2,...,Vn為與U相應(yīng)的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)集[2]。依據(jù)國(guó)家土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)(表1)。

          2.2 各評(píng)價(jià)因子權(quán)重的確定

          由于不同評(píng)價(jià)指標(biāo)對(duì)環(huán)境的影響不同,所以權(quán)重也就不同。本文采用重金屬的實(shí)測(cè)值與其相應(yīng)分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)的比值來(lái)計(jì)算權(quán)重[5]。計(jì)算公式如下:

          從采樣點(diǎn)1來(lái)看,一級(jí)土壤的隸屬度是0.600,二級(jí)土壤的隸屬度是0.181,三級(jí)土壤的隸屬度是0.219。一級(jí)土壤的隸屬度最大,因此該樣品點(diǎn)土壤評(píng)價(jià)為一級(jí)。同理,120個(gè)樣品點(diǎn)中,一級(jí)的樣品數(shù)占68%,二級(jí)樣品數(shù)占 18%,三級(jí)土壤樣品數(shù)占14%。綜上,該地區(qū)土壤環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)為一級(jí),符合無(wú)公害枸杞的產(chǎn)地環(huán)境要求[7]。

          3 結(jié)語(yǔ)

          從評(píng)價(jià)結(jié)果可以看出,評(píng)價(jià)區(qū)域的土壤環(huán)境質(zhì)量為一級(jí)符合無(wú)公害枸杞生產(chǎn)基地土壤環(huán)境質(zhì)量的要求,可以作為無(wú)公害枸杞生產(chǎn)地;但是同時(shí)也要注意土壤重金屬污染的治理,提高和改善土壤質(zhì)量[8]。

          4 參考文獻(xiàn)

          [1] 高懷友,趙玉杰,師容光,等.區(qū)域土壤環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)基準(zhǔn)研究[J].農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào),2005,24(增刊1):342-345.

          [2] 彭祖贈(zèng),孫韞玉.模糊數(shù)學(xué)及其應(yīng)用[M].武漢:武漢大學(xué)出版社,2002:122-131.

          [3] 雄庵,趙穎,王建英.模糊數(shù)學(xué)在環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)中的應(yīng)用[J].河南科學(xué),2002,20(5):549-552.

          [4] 石曉翠,熊建新.模糊數(shù)學(xué)模型在土壤重金屬污染評(píng)價(jià)中的應(yīng)用[J].天津農(nóng)業(yè)科學(xué),2005,11(3):28-30.

          [5] 張躍進(jìn),劉志斌,王娟.模糊數(shù)學(xué)在區(qū)域環(huán)境評(píng)價(jià)中的應(yīng)用[J].遼寧工程技術(shù)大學(xué)學(xué)報(bào),2003(22):68-69.

          篇4

          1 淋洗劑的分類(lèi)

          淋洗技術(shù)被廣泛應(yīng)用于土壤污染修復(fù)過(guò)程中,土壤淋洗技術(shù)就是利用淋洗劑對(duì)土壤污染物的溶解或遷移作用,將污染物與土壤分離,進(jìn)入液相,以達(dá)到降低土壤中污染物含量的目的。目前,在污染土壤淋洗技術(shù)中應(yīng)用的淋洗劑種類(lèi)如下表:

          2 淋洗劑在重金屬污染土壤修復(fù)中的應(yīng)用

          2.1 無(wú)機(jī)淋洗劑

          無(wú)機(jī)淋洗劑是通過(guò)酸解、離子交換或絡(luò)合作用來(lái)破壞土壤的某些官能團(tuán),將重金屬交換解吸下來(lái),從土壤中分離出來(lái)。Nawarro等用水做淋洗劑,對(duì)重金屬污染土壤進(jìn)行淋洗,結(jié)果表明:Al、Co、Cu、Fe、Mn、Mo、Ni、Zn的去除率分別為81.1%、82.4%、55%、84.7%、85.8%、51.7%、46.4%、83.4%,As、Se、Sb、Cd、Pb等元素淋洗后基本沒(méi)有變化。Tuin等用0.1mol/LHCl對(duì)重金屬污染土壤進(jìn)行淋洗,具有較好的去除效果,Cu、Ni、Pb、Zn的去除率分別為92%、77%、79%、75%。Tampouris等通過(guò)土柱實(shí)驗(yàn),用HCl+CaCl2溶液作為淋洗劑淋洗重金屬污染土壤,該淋洗劑對(duì)Pb、Zn、Cd的去除率分別為94%、78%、70%,去除效果非常明顯。

          無(wú)機(jī)淋洗劑對(duì)土壤中的重金屬的去除效果好、應(yīng)用成本低、作用速度快。但有機(jī)酸淋洗重金屬污染土壤,經(jīng)常會(huì)破壞土壤的理化性質(zhì)和生物結(jié)構(gòu),且強(qiáng)酸條件對(duì)處理設(shè)備的抗腐蝕性要求較高,因此在實(shí)際中具有一定的局限性。

          2.2 螯合劑

          螯合劑是通過(guò)與土壤溶液中的重金屬離子相結(jié)合,改變土壤中重金屬的存在形態(tài),使重金屬?gòu)耐寥李w粒表面解吸,由不溶態(tài)轉(zhuǎn)化為可溶態(tài),提高重金屬的可遷移性和生物活性。螯合劑一般分為人工螯合劑和天然螯合劑。

          2.2.1 人工螯合劑

          人工合成的螯合劑在很寬的pH范圍內(nèi)與大部分金屬螯合形成水解性強(qiáng)且穩(wěn)定的復(fù)合物。馬宏瑞等[1]通過(guò)盆栽試驗(yàn),研究了EDTA對(duì)制革污泥污染土壤中Cr(Ⅲ)的活化作用,結(jié)果表明EDTA處理土壤中Cr(Ⅲ)的溶解性提高了6~11倍。不同濃度的EDTA和EDDS對(duì)污染土壤中的Cd、Pb進(jìn)行浸提,EDTA和EDDS對(duì)Cd的去除率分別為82.4%、46.8%,EDTA對(duì)Cd的去除率高于EDDS;在5~30 mmol/L范圍內(nèi),相同濃度EDDS對(duì)Pb去除率高于EDTA,濃度為50 mmol/L時(shí)兩種螯合劑對(duì)Pb的去除率無(wú)顯著差異[2]。陳燕芳等[3]將碳酸氫銨-二乙三胺五乙酸(AB-DTPA)作為淋洗劑應(yīng)用于受Cu、Zn、Cd污染的鈉化膨潤(rùn)土,研究表明,AB-DTPA提取法具有很好的穩(wěn)定性,而且能準(zhǔn)確指示Cu、Zn、Cd元素在土壤中的有效態(tài)含量,同時(shí)AB-DTPA對(duì)土壤中Cu、Zn、Cd元素的提取率也適用于模擬試驗(yàn)中修復(fù)效果的平行對(duì)比。AB-DTPA提取法在重金屬污染土壤修復(fù)模擬試驗(yàn)中的應(yīng)用是可行的。

          人工螯合劑價(jià)格昂貴,大多生物降解性也較差,且缺乏離子選擇性,在淋洗過(guò)程易殘留在土壤中而無(wú)法去除。另外,淋洗出的含有重金屬的螯合劑的處理上還存在未解決的技術(shù)問(wèn)題,這些因素限制了人工螯合劑在重金屬污染土壤修復(fù)過(guò)程中的應(yīng)用。

          2.2.2 天然螯合劑

          天然小分子螯合劑能通過(guò)與重金屬離子形成可溶性絡(luò)合物,降低土壤顆粒對(duì)重金屬的吸附作用。梁金利等[4]通過(guò)室內(nèi)模擬實(shí)驗(yàn),采用土柱淋洗方法,研究草酸、檸檬酸、乙酸和酒石酸溶液對(duì)某電鍍廠附近土壤中重金屬的去除效果,結(jié)果表明,1 mol/L的草酸在土水比為1∶1,淋洗5h,淋洗4次的條件下可以達(dá)到最佳淋洗效果,Cu、Zn、Ni和Cr的去除率分別是99.6%、66.98%、88.7%和18.23%。易龍生等[5]以受Zn、Pb、Cu、Cd嚴(yán)重污染的土壤為研究對(duì)象,采用振蕩淋洗技術(shù)研究了檸檬酸、酒石酸和草酸對(duì)土壤中重金屬的去除效果,結(jié)果表明檸檬酸和酒石酸對(duì)Cd的去除效果最好,去除率分別為61.5%和55.25%,草酸去除能力低。檸檬酸和酒石酸對(duì)重金屬的去除能力均依次為Cd>Zn>Pb>Cu,檸檬酸對(duì)重金屬的去除率分別為59.5%、49.33%、43.48%、26.25%,酒石酸對(duì)重金屬的去除率分別為58.75%、46.4%、35.86%、34.4%。

          天然螯合劑生物降解性好,不會(huì)造成二次污染,是非常潔凈的淋洗劑,但也因其價(jià)格較貴,難以用于實(shí)際修復(fù)工程。

          2.3 表面活性劑

          表面活性劑是利用自身的親水、親油和特殊吸附特性改變土壤表面性質(zhì),增強(qiáng)重金屬離子在水中的溶液性和流動(dòng)性,使污染因子由固相進(jìn)入液相,將土壤中的重金屬污染因子去除。目前,在土壤淋洗研究和實(shí)踐中使用的表面活性劑主要分為有人工合成表面活性劑和生物表面活性劑。

          2.3.1 人工合成表面活性劑

          陳鋒等[6]選用十二烷基苯磺酸鈉(SDBS)、十二烷基硫酸鈉(SDS)、聚山梨脂(Tween-80)對(duì)被重金屬Cr、Cd污染了的土壤的修復(fù)洗脫作用,以及被污染土壤對(duì)3種表面活性劑的吸附作用。淋洗實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,3種表面活性劑對(duì)土壤中的Cr、Cd有明顯去除效果,聚山梨脂(Tween-80)對(duì)污染土壤中鉻和鎘的去除率分別為61.2%和37.06%。蔣煜峰等[7]選用十二烷基硫酸鈉(SDS)、聚氧乙烯月桂醚(Brij35)和EDTA對(duì)土壤中Cd、Pb的解吸去除作用進(jìn)行研究,結(jié)果表明,陽(yáng)離子表面活性劑SDS和非離子表面活性劑Brij35對(duì)土壤中重金屬解吸效果不大,加入SDS可使EDTA對(duì)C的的解吸量由由61.67%增加到79.68%、對(duì)Pb的解吸量由57.25%增加到89.65%。

          人工合成表面活性劑的合理應(yīng)用在重金屬污染土壤的淋洗過(guò)程中也有很好的效果,但是由于價(jià)格昂貴、生物可降解性差而限制其在土壤修復(fù)中的應(yīng)用。

          2.3.2 生物表面活性劑

          生物表面活性劑是微生物或植物在一定條件下培養(yǎng)時(shí),在其代謝過(guò)程中分泌出的具有一定表面活性的代謝產(chǎn)物。可欣等通過(guò)室內(nèi)模擬試驗(yàn),研究皂素在不同條件下對(duì)土壤中重金屬去除效果的影響。結(jié)果表明,皂素溶液在質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3%,pH值為5.0~5.5,振蕩時(shí)間為12h時(shí),污染土壤中4種重金屬的去除率最大,分別為Cd93.5%,Pb2015%,Cu8.64%,Zn48.4%。Juwarkar等用鼠李糖脂去除污染土壤中的Pb和Cd,淋濾36h后,Cd和Pb的去除率分別達(dá)到92%和88%。

          生物表面活性劑具有易生物降解、結(jié)構(gòu)類(lèi)型多、專一性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn),在淋洗劑中是一個(gè)很好的選擇,但是由于生物表面活性劑的生產(chǎn)工藝復(fù)雜、產(chǎn)量很低、生產(chǎn)成本高等因素而限制了其在土壤修復(fù)過(guò)程中的使用。

          3 結(jié)語(yǔ)

          淋洗劑在在重金屬污染土壤修復(fù)研究中已經(jīng)廣泛應(yīng)用,但在運(yùn)用淋洗劑對(duì)土壤重金屬淋洗規(guī)?;瘧?yīng)用中都不同程度上受到淋洗劑種類(lèi)所呈現(xiàn)出來(lái)的效應(yīng)、污染因子種類(lèi)、土壤基本理化性質(zhì)等方面的影響,使得淋洗劑的廣泛應(yīng)用受到一定的限制。如生物降解性差而引起土壤環(huán)境、水環(huán)境的二次污染;無(wú)機(jī)酸性淋洗劑改變土壤理化性質(zhì),破壞土壤結(jié)構(gòu)和肥力。因此,開(kāi)發(fā)新型易降解、無(wú)毒、無(wú)害的淋洗劑成為以后淋洗技術(shù)的研究重點(diǎn)。其次,加強(qiáng)對(duì)已經(jīng)明確淋洗效果的淋洗劑進(jìn)行復(fù)合使用技術(shù)的探索。對(duì)于異位淋洗技術(shù)則著重考慮淋濾液中淋洗劑的回收和重金屬的提取,以提高經(jīng)濟(jì)效益。

          【參考文獻(xiàn)】

          [1]馬宏瑞,馬托,等.低分子量有機(jī)酸對(duì)制革污泥污染土壤中鉻的活化及植物提取效應(yīng)[J].陜西科技大學(xué)學(xué)報(bào),2004,6(22):22-25。

          [2]趙娜,崔巖山,等.乙二胺四乙酸(EDTA)和乙二胺二琥珀酸(EDDS)對(duì)污染土壤中Cd、Pb的浸提效果及其風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估[J].環(huán)境化學(xué),2011,30(5):958-963.

          [3]陳燕芳,劉曉端,等.AB-DTPA提取法在重金屬污染土壤修復(fù)模擬試驗(yàn)中的應(yīng)用可行性[J].巖礦測(cè)試,2010,29(2):131-135.

          [4]梁金利,蔡煥興,等.有機(jī)酸土柱淋洗法修復(fù)重金屬污染土壤[J].環(huán)境工程學(xué)報(bào),2012,6(9):3339-3343.

          篇5

          中圖分類(lèi)號(hào) TN914 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1673-9671-(2012)071-0188-02

          隨著城市經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和城市人口的不斷增加,人類(lèi)活動(dòng)對(duì)城市環(huán)境質(zhì)量的影響日顯突出。對(duì)城市土壤地質(zhì)環(huán)境異常的查證,以及如何應(yīng)用查證獲得的海量數(shù)據(jù)資料開(kāi)展城市環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià),研究人類(lèi)活動(dòng)影響下城市地質(zhì)環(huán)境的演變模式,日益成為人們關(guān)注的焦點(diǎn)。

          按照功能劃分,城區(qū)一般可分為生活區(qū)、工業(yè)區(qū)、山區(qū)、主干道路區(qū)及公園綠地區(qū)等?,F(xiàn)對(duì)某城市城區(qū)土壤地質(zhì)環(huán)境進(jìn)行調(diào)查,為此,將所考察的城區(qū)劃分為間距1公里左右的網(wǎng)格子區(qū)域,按照每平方公里1個(gè)采樣點(diǎn)對(duì)表層土(0~10厘米深度)進(jìn)行取樣、編號(hào),并用GPS記錄采樣點(diǎn)的位置。由于在地表各重金屬濃度的分布是相互影響的,并且受多種因素的多重影響,因此,我們應(yīng)用因子分析法來(lái)研究重金屬污染的主要原因。地質(zhì)環(huán)境是指由巖石圈、水圈和大氣圈組成的環(huán)境系統(tǒng)。各種元素在土壤中都是處于一個(gè)動(dòng)態(tài)的循環(huán)過(guò)程。一是土壤本身含有一定的量,即土壤背景值,這一值是自然形成的;二是元素的輸入是多途徑、多層次的,如工業(yè)、生活污染等;三是輸入的元素會(huì)有一部分隨著河流沖刷、地表侵蝕、植物吸收等因素流失。

          為了研究城市地質(zhì)環(huán)境的演變模式,應(yīng)該首先研究土壤中重金屬含量的輸入和輸出,這與該地區(qū)的地表河流分布,地勢(shì)分布,風(fēng)向及降雨等因素有關(guān),因此還需要測(cè)定各種因素的疊加所導(dǎo)致的元素輸入及輸出后的累積系數(shù),這些可以通過(guò)分析該地區(qū)歷年的重金屬濃度分布數(shù)據(jù)來(lái)求出。結(jié)合各方面因素,我們建立了土壤重金屬含量的動(dòng)態(tài)變化模型:

          QT=Q0K?T+QK-Z

          1 土壤重金屬空間分布及各功能區(qū)污染程度

          由于測(cè)量得到的只是有限個(gè)采樣點(diǎn)的重金屬元素濃度值,不足以涵蓋整個(gè)城市的重金屬含量情況,因此,首先需要建立模型對(duì)已知數(shù)據(jù)進(jìn)行空間插值,得到該城市內(nèi)重金屬元素含量的總體情況,在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步求解出各種重金屬元素的空間分布并繪制空間分布圖,從而可以分析不同功能區(qū)內(nèi)重金屬的污染情況。

          步驟1:各功能區(qū)的地形特征

          運(yùn)用Kriging插值對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理,并繪制出該城市的海拔高度圖及各區(qū)域的地形特征圖,從而得出各功能區(qū)所處的海拔范圍,即居民區(qū)主要分布在海拔為0 m~20 m的區(qū)域,工業(yè)區(qū)、主干道區(qū)以及公園綠地區(qū)主要分布在海拔20 m~80 m范圍內(nèi),而山區(qū)主要分布在海拔高于80 m的范圍內(nèi)。

          步驟2:土壤重金屬元素的描述性統(tǒng)計(jì)

          根據(jù)已知各重金屬的濃度數(shù)據(jù)求出土壤重金屬元素濃度的數(shù)字特征,通過(guò)與該地區(qū)重金屬元素的背景值比較,我們得出,該城市土壤中重金屬的含量均超過(guò)了背景值。

          步驟3:土壤重金屬元素的空間分布

          1)克里格(Kriging)插值模型原理。克里格(Kriging)插值法是地統(tǒng)計(jì)學(xué)中應(yīng)用廣泛的一種空間插值方法,也是精確度最高的一種方法。Kriging插值方法是在考慮了信息樣品的形狀、大小及其與待估塊段相互間的空間分布位置等幾何特征及品位的空間結(jié)構(gòu)之后,為了達(dá)到線性、無(wú)偏和最小方差的估計(jì),而對(duì)每一樣品值分別賦予一定的權(quán)系數(shù),最后進(jìn)行加權(quán)平均來(lái)估計(jì)塊段品位的方法。

          2)運(yùn)用Surfer8.0軟件建立Kriging模型并繪制重金屬空間分布圖。我們?cè)诖_定了克里格插值模型后,利用Surfer8.0軟件繪制出土壤重金屬元素的空間區(qū)域分布等值線圖(見(jiàn)圖1)(按順序依次為As、Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb、Zn):

          通過(guò)觀察各等值線圖可以得出,As、Cd及Pb元素分布較為廣泛,其中,As和Cd元素主要分布在主干道區(qū), Pb元素主要分布在工業(yè)區(qū)和主干道區(qū),較為集中;Cr元素主要分布在工業(yè)區(qū)和主干道區(qū),Cu元素主要分布在工業(yè)區(qū),Hg元素主要分布在工業(yè)區(qū),Ni和Pb元素在工業(yè)區(qū)的濃度值較高,Zn元素主要分布在工業(yè)區(qū)和主干道區(qū)。

          步驟4:不同區(qū)域重金屬元素的污染程度

          利用單項(xiàng)污染指數(shù)法公式Pi=Ci/Si分析各區(qū)域的污染程度。其中,Pi為區(qū)域重金屬i的單項(xiàng)污染指數(shù);Ci為重金屬i含量的實(shí)測(cè)值;Si為重金屬i含量的評(píng)價(jià)起始值,以重金屬i的背景值加上2倍標(biāo)準(zhǔn)偏差的結(jié)果表示。若Pi>1,則表示該區(qū)域受到污染。Pi>1的樣點(diǎn)數(shù)在樣點(diǎn)總數(shù)中所占的比例稱為超標(biāo)率,以超標(biāo)率作為衡量污染程度的評(píng)價(jià)指標(biāo),并規(guī)定,超標(biāo)率小于30%為輕微污染,大于30%且小于80%為中等污染,大于80%為重度污染。

          2 重金屬污染的主要原因分析

          篇6

          1.問(wèn)題重述及分析

          隨著城市經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和城市人口的不斷增加,人類(lèi)活動(dòng)對(duì)城市環(huán)境質(zhì)量的影響日益突出,土壤重金屬污染所帶來(lái)的環(huán)境問(wèn)題受到人們?cè)絹?lái)越多的關(guān)注。我們對(duì)某城市土壤地質(zhì)環(huán)境進(jìn)行了調(diào)查,將所考察的區(qū)域劃分為間距1公里左右的網(wǎng)格子區(qū)域,按照每平方公里1個(gè)采樣點(diǎn)取表層土進(jìn)行編號(hào),并用GPS記錄采樣點(diǎn)的位置。應(yīng)用專門(mén)儀器測(cè)試分析,獲得每個(gè)樣本所含的多種化學(xué)元素的濃度數(shù)據(jù)。另一方面,按兩公里的間距在那些遠(yuǎn)離人群及工業(yè)活動(dòng)的自然區(qū)取樣,將其作為該城區(qū)表層土壤中元素的背景值。結(jié)合所給數(shù)據(jù),給出8種主要重金屬元素在該城區(qū)的空間分布,并分析該城區(qū)內(nèi)不同區(qū)域重金屬的污染程度是本模型的主要任務(wù)。

          2.基本假設(shè)

          假設(shè)一:采樣點(diǎn)的數(shù)據(jù)充分反映了該城市土壤表層的重金屬污染狀況。

          假設(shè)二:引用的數(shù)據(jù),均真實(shí)可靠,無(wú)誤差。

          假設(shè)三:忽略海拔對(duì)濃度分布的影響。

          3.符號(hào)說(shuō)明

          :n個(gè)指標(biāo)構(gòu)成的樣本空間;X′:X經(jīng)過(guò)標(biāo)準(zhǔn)化后的數(shù)據(jù);X:第i個(gè)樣本的第j個(gè)指標(biāo)值;X:j指標(biāo)的均值;δ:j指標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)差;RI:總潛在生態(tài)危害指數(shù);E:?jiǎn)我蜃訚撛谏鷳B(tài)危害指數(shù);C:某一重金屬元素i的污染系數(shù);C:表層土壤中元素i的實(shí)測(cè)含量;C:土壤元素的背景值;T:?jiǎn)蝹€(gè)污染物的毒性系數(shù)。

          4.模型的建立與求解

          4.1數(shù)據(jù)分析及處理

          針對(duì)該區(qū)域采樣點(diǎn)的表層土壤重金屬元素的含量數(shù)據(jù),應(yīng)用統(tǒng)計(jì)數(shù)手段及SPSS處理軟件采用因子分析法對(duì)樣本整體區(qū)域進(jìn)行分析,結(jié)合分析結(jié)果進(jìn)行Matlab制圖,得出各元素在該區(qū)域內(nèi)的空間分布。

          研究采用多元統(tǒng)計(jì)數(shù)學(xué)方法之一的因子分析,它根據(jù)多個(gè)實(shí)測(cè)變量之間的相互關(guān)系,運(yùn)用數(shù)學(xué)變換將多個(gè)變量轉(zhuǎn)換為少數(shù)幾個(gè)線性不相關(guān)的綜合指標(biāo),從而簡(jiǎn)化數(shù)據(jù)處理,其目的在于對(duì)大量觀測(cè)數(shù)據(jù)用較少的代表性的因子來(lái)說(shuō)明眾多變量所提取的主要信息,提出多個(gè)變量間的因果關(guān)系。因子分析在成因、來(lái)源問(wèn)題研究上是一種非常有效的數(shù)學(xué)方法,可以用它解決很多環(huán)境問(wèn)題。

          4.2模型建立

          因子分析過(guò)程步驟如下。

          (1)原始數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)化,標(biāo)準(zhǔn)化的公式為X′=(X-X)/δ,其中X為第i個(gè)樣本的第j個(gè)指標(biāo)值,而X和δ分別為j指標(biāo)的均值和標(biāo)準(zhǔn)差。標(biāo)準(zhǔn)化的目的在于消除不同變量的量綱的影響,而且標(biāo)準(zhǔn)化轉(zhuǎn)化不會(huì)改變變量的相關(guān)系數(shù)。

          (2)計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)的相關(guān)系數(shù)陣,求出相關(guān)系數(shù)矩陣的特征值和特征向量。

          (3)進(jìn)行正交變換,使用方差最大法。其目的是使因子載荷兩極分化,而且旋轉(zhuǎn)后的因子仍然正交。

          (4)確定因子個(gè)數(shù),計(jì)算因子得分,進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

          4.3模型求解

          對(duì)該城區(qū)土壤地質(zhì)環(huán)境重金屬元素含量的數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化處理后,經(jīng)SPSS13.0統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行因子分析,可得出以下結(jié)果:Cr和Ni的相關(guān)性最好,相關(guān)系數(shù)最大,為0.716,其次為Pb和Cd,相關(guān)系數(shù)為0.660,以下依次是Cr和Cu,Pd和Cu的相關(guān)性較好,相關(guān)系數(shù)分別為0.532和0.520,Ni和Cu的相關(guān)系數(shù)為0.495,Pb和Zn相關(guān)系數(shù)為0.494,其他元素之間的相關(guān)系數(shù)相對(duì)較低。從成因上來(lái)分析,相關(guān)性較好的元素可能在成因和來(lái)源上有一定的關(guān)聯(lián)。

          因子分析的關(guān)鍵就是利用相關(guān)系數(shù)矩陣求出相應(yīng)的因子的特征值和累計(jì)貢獻(xiàn)率,用SPSS13.0統(tǒng)計(jì)軟件計(jì)算可得出。

          特征值和累計(jì)貢獻(xiàn)率

          在累積方差為93.156%(>90%)的前提下,分析得到6個(gè)主因子,可以看到6個(gè)主因子提供了源資料的93.156%的信息,滿足因子分析的原則,而且從上表可以看出旋轉(zhuǎn)前后總的累計(jì)貢獻(xiàn)率沒(méi)有發(fā)生變化,即總的信息量沒(méi)有損失。

          為了更好地進(jìn)行分析、評(píng)價(jià),利用因子分析所得到的6個(gè)因子經(jīng)過(guò)方差極大正交旋轉(zhuǎn)后的城市表層土壤單點(diǎn)樣樣本在六個(gè)主因子上的得分可作出各個(gè)因子在空間分布的等值線圖,能更直觀地說(shuō)明各個(gè)元素在空間平面上的分布特征。

          4.4潛在生態(tài)危害評(píng)價(jià)

          潛在生態(tài)危害評(píng)價(jià)是瑞典學(xué)者Hakanson建立的一套應(yīng)用沉積學(xué)原理評(píng)價(jià)重金屬污染及生態(tài)危害的方法。該方法不僅能夠反映多種環(huán)境污染物的綜合影響(用總潛在生態(tài)危害指數(shù)RI表示),而且能反映某一污染物的影響(用單因子潛在生態(tài)危害指數(shù)表示),并量化其潛在危害程度。根據(jù)RI和結(jié)合參考值,計(jì)算出8種重金屬元素的毒性系數(shù)分別是:As=10,Cd=30,Cr=2,Cu=5,Hg=40,Ni=10,Pb=5,Zn=1。

          參照重金屬污染潛在生態(tài)危害指標(biāo)與分級(jí)關(guān)系表可得各重金屬在各城區(qū)內(nèi)的危害程度。

          從因子分析中,得出因子1和因子2可能為該市土壤重金屬污染的最重要的污染源,可能對(duì)該市重金屬污染的影響最大,因子3也對(duì)該市重金屬污染有重要影響。結(jié)合潛在生態(tài)危害評(píng)價(jià)模型中關(guān)于E值和的RI的比較,得出Hg對(duì)整個(gè)市區(qū)的污染為最重要的。

          由潛在生態(tài)評(píng)價(jià)模型可以看出因子2(Pb和Cd)對(duì)整個(gè)城市的污染程度僅次于Hg,而由各個(gè)因子在空間分布的等值線圖中可以看到因子2呈帶狀分布污染比較嚴(yán)重,而最高污染程度主要分布在生活區(qū)。因子2污染的主要原因生活區(qū)居民生活的垃圾排放及廢棄物等,其周?chē)殡S有的工業(yè)區(qū),說(shuō)明工業(yè)的三廢處理是因子2污染的主要原因。

          其他重金屬Cu Zn Ni Cr As均集中在工業(yè)區(qū)這表明由于工業(yè)排放導(dǎo)致工業(yè)區(qū)土壤重金屬污染較為嚴(yán)重。

          5.總結(jié)及建議

          在城市的重金屬污染物中Hg對(duì)環(huán)境的污染最為嚴(yán)重,且出現(xiàn)在交通區(qū)。因此,交通區(qū)附近可能有燃煤的電廠、電鍍Hg的工廠或者是有色金屬工業(yè)等工廠。所以,我們必須尋找處理工廠Hg污染問(wèn)題的解決方法,可以通過(guò)用化學(xué)方法制出沉淀劑,然后建立實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)點(diǎn)來(lái)檢測(cè)Hg的濃度,一旦發(fā)現(xiàn)Hg的濃度超標(biāo)時(shí),就使用沉淀劑使Hg沉淀,并進(jìn)行回收利用;也可以通過(guò)罰款、停產(chǎn)整改等制度對(duì)一些重污染企業(yè)進(jìn)行懲治。其次,在生活中,破碎的燈管、劣質(zhì)化妝品和煤中都含有Hg。所以,應(yīng)該注意對(duì)生活垃圾的分類(lèi)處理避免隨意傾倒垃圾造成重金屬污染,居民應(yīng)該盡可能地使用清潔能源,減少煤的燃燒。

          參考文獻(xiàn):

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          篇7

          中圖分類(lèi)號(hào):X522 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1674-0432(2010)-12-0239-2

          0 引言

          近些年,由于工業(yè)“三廢”的排放和礦山的開(kāi)采,同時(shí)伴隨著污水灌溉、污泥農(nóng)用和施含有重金屬元素的肥料和使用農(nóng)藥等,我國(guó)土壤重金屬污染越來(lái)越嚴(yán)重。重金屬在土壤中一般不易隨水淋失,不能被土壤微生物分解,相反生物體可以富集重金屬,通過(guò)食物鏈傳遞危害人類(lèi)健康舊。更為嚴(yán)重的是,土壤重金屬污染具有隱蔽性、長(zhǎng)期性和不可逆性的特點(diǎn),進(jìn)入土壤的重金屬元素,但當(dāng)其積累量超過(guò)土壤承受能力或土壤容量時(shí),就會(huì)對(duì)作物和人體產(chǎn)生危害,從而導(dǎo)致嚴(yán)重的生態(tài)問(wèn)題[1]。三峽庫(kù)區(qū)總面積5.42萬(wàn)km2,其中主要是山地,其次是丘陵,平地很少。三峽庫(kù)區(qū)由于直接大面積淹水,水土流失嚴(yán)重,和其他地方相比較,更容易形成重金屬的污染[2]。

          1 實(shí)驗(yàn)材料與方法

          采樣點(diǎn)布置在1:5萬(wàn)地形圖上,以1km2采樣大格,在三峽庫(kù)區(qū)三匯場(chǎng)、石寶寨、響水灘和白石鋪4個(gè)區(qū)域內(nèi),各采集160個(gè)土壤樣品,每個(gè)采樣點(diǎn)采集4處0-20cm厚的新鮮巖土,混合后按四分法取得1 kg樣品。所有樣品置于樣品袋內(nèi)帶回實(shí)驗(yàn)室登記編號(hào),然后風(fēng)干、磨細(xì)、過(guò)篩、混勻。

          2結(jié)果與分析

          2.1 土壤重金屬含量及分布特征

          根據(jù)實(shí)驗(yàn)室測(cè)定的結(jié)果,分別計(jì)算出三匯場(chǎng)、石寶寨、響水灘和白石鋪土壤中8種重金屬元素的含量總平均值如表所示,見(jiàn)表1。

          由表1可知,各地區(qū)的總平均值中,重金屬元素砷(As)、鉻(Cr)、銅(Cu)低于三峽庫(kù)區(qū)重金屬背景值,汞(Hg)和背景值相當(dāng),鎳(Ni)和鉛(Pb)含量略高于背景值,而隔(Cd)和鋅(Zn)含量明顯高于背景值。比較三匯場(chǎng)、石寶寨、響水灘和白石鋪這4個(gè)地區(qū)的重金屬元素,發(fā)現(xiàn)這四個(gè)地區(qū)8種重金屬元素平均含量相差不多,只有白石鋪地區(qū)的Hg元素含量和石寶寨地區(qū)的(Zn)含量略高于其他地區(qū)。

          對(duì)于土壤重金屬污染評(píng)價(jià)的方法討論,目前國(guó)際上采用的比較先進(jìn)的重金屬污染評(píng)價(jià)的方法主要有Muller提出的地積累指數(shù)法,Tomlision提出的污染負(fù)荷指數(shù)法,Hakanson提出的潛在生態(tài)危害指數(shù)法,Hilton等提出的回歸過(guò)量分析法等[3]。其中地積累指數(shù)法能夠直觀給出重金屬的污染級(jí)別,明確體現(xiàn)出重金屬的富集程度,但其側(cè)重單一金屬,未引入生物有效性和相對(duì)貢獻(xiàn)比例及地理空間差異;而潛在生態(tài)危害指數(shù)法則彌補(bǔ)了上述不足,可綜合反映出多種重金屬對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響,但其毒性響應(yīng)系數(shù)帶有主觀性[4]。因此,本研究采用這兩種方法來(lái)評(píng)價(jià)青城子鉛鋅礦區(qū)的土壤重金屬污染,以便相互補(bǔ)充和參考。

          2.2 地積累指數(shù)法評(píng)價(jià)

          地積累指數(shù)法從環(huán)境地球化學(xué)角度出發(fā)評(píng)價(jià)土壤或沉積物中重金屬的污染,除考慮到人為污染因素、環(huán)境地球化學(xué)背景值外,還考慮到由于自然成巖作用可能引起的背景值變動(dòng)因素[5]。土壤或沉積物中元素i的地積累指數(shù)Igeo,i的計(jì)算公式為:Igeo,i=log[Ci/(kBi)],公式中Ci為元素i在土壤或沉積物中的含量;Bi為元素i的地球化學(xué)背景值;k為考慮各地巖石差異可能會(huì)引起背景值的變動(dòng)而取的系數(shù),用來(lái)表征沉積特征、巖石地質(zhì)及其他影響,一般取值為1.5。地積累指數(shù)分為0-6共7個(gè)級(jí)別,表示污染程度由無(wú)至極強(qiáng)[6]。地積累指數(shù)分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)與污染程度之間的相互關(guān)系,見(jiàn)表2。

          由表1和上述公式得到各地區(qū)的地積累指數(shù)值,見(jiàn)表3。由表可知,三匯場(chǎng)、石寶寨、響水灘和白石鋪這四個(gè)地區(qū)除了重金屬元素Cd有輕度污染外,其他7種重金屬元素都沒(méi)有給4個(gè)地區(qū)造成污染,污染程度為清潔。

          2.3 潛在生態(tài)危害指數(shù)法評(píng)價(jià)

          潛在生態(tài)危害指數(shù)法從沉積學(xué)角度出發(fā)對(duì)土壤或沉積物中的重金屬污染進(jìn)行評(píng)價(jià),不僅考慮土壤或沉積物中的重金屬含量,而且將重金屬的生態(tài)效應(yīng)、環(huán)境效應(yīng)與毒理學(xué)聯(lián)系在一起,既反映了某一特定環(huán)境下土壤或沉積物中各種污染物對(duì)環(huán)境的影響,也反映了土壤或沉積物中多種污染物的綜合效應(yīng),并用定量方法劃分出潛在生態(tài)危害程度[7]。土壤或沉積物中重金屬潛在生態(tài)危害指數(shù)的計(jì)算方法如下:(1)Cf,i= Cs,i/Cn,i ;(2)Er,i= Tr,i×Cf,I ;(3)R=Er,I;Cf,i為土壤或沉積物中重金屬元素i相對(duì)于環(huán)境背景值的污染指數(shù);Cs,i為土壤或沉積物中重金屬元素i的實(shí)測(cè)值;Cn,i為重金屬元素i的背景參考值; Tr,i為重金屬元素i的毒性響應(yīng)系數(shù),按Hakanson制定的標(biāo)準(zhǔn),Zn,Cr,Cu,Pb,Ni,As,Cd,Hg的毒性響應(yīng)系數(shù)分別為1,2,5,5,5,10,30,40[8];Er,i為土壤或沉積物中重金屬元素i的潛在生態(tài)危害指數(shù);R為土壤或沉積物中多種重金屬的綜合潛在生態(tài)危害指數(shù)。根據(jù)潛在生態(tài)危害指數(shù)的大小,可將土壤中重金屬的潛在生態(tài)危害程度分5個(gè)級(jí)別,見(jiàn)表4。

          由表l以及Hakanson規(guī)定的毒性響應(yīng)系數(shù)和公式得出各地區(qū)土壤中重金屬的潛在生態(tài)危害指數(shù),見(jiàn)表5。將表5與表4比較可知:總體來(lái)看,各地區(qū)的重金屬元素的綜合潛在生態(tài)危害指數(shù)R值都小于150,說(shuō)明各地區(qū)綜合污染程度為輕度。但論各地區(qū)單個(gè)重金屬元素來(lái)看,重金屬元素Cd 和Hg的潛在生態(tài)危害指數(shù)在40≤Er,i<80的范圍內(nèi),所以這2個(gè)元素的潛在生態(tài)危害程度為中度。比較三匯場(chǎng)、石寶寨、響水灘和白石鋪這四個(gè)地區(qū),發(fā)現(xiàn)潛在生態(tài)危害程度都符合這樣的強(qiáng)弱順序:Cd>Hg>As>Pb>Ni>Cu>Cr>Zn,而從R值的大小可以看出,重金屬綜合污染的強(qiáng)弱順序是:白石鋪>石寶寨>響水灘>三匯場(chǎng)。

          3 結(jié)論

          (1)各地區(qū)重金屬元素As、Cr、Cu低于三峽庫(kù)區(qū)重金屬背景值,Hg和背景值相當(dāng),Ni和Pb含量略高于背景值,而Cd和Zn含量明顯高于背景值。比較三匯場(chǎng)、石寶寨、響水灘和白石鋪這四個(gè)地區(qū)的重金屬元素得出四個(gè)地區(qū)8種重金屬元素平均含量沒(méi)有明顯的差異。

          (2)As和Hg在各個(gè)地區(qū)變異系數(shù)大,說(shuō)明這四個(gè)區(qū)域內(nèi)As和Hg元素的污染程度有較大的差異,特別是白石鋪地區(qū)的Hg元素,變異系數(shù)達(dá)到89.1%,變異系數(shù)最小的元素是Cr。

          (3)地積累指數(shù)法評(píng)價(jià)結(jié)果顯示:三匯場(chǎng)、石寶寨、響水灘和白石鋪這四個(gè)地區(qū)除了重金屬元素Cd有輕度污染外,其他重金屬都沒(méi)有造成污染。

          (4)潛在生態(tài)危害指數(shù)法評(píng)價(jià)結(jié)果顯示:各地區(qū)的重金屬元素的綜合污染潛在生態(tài)危害程度都為輕度,以單個(gè)元素進(jìn)行分析表明,Cd和Hg的潛在生態(tài)危害度為中度??v觀這4個(gè)地區(qū),發(fā)現(xiàn)潛在生態(tài)危害程度都符合這樣的強(qiáng)弱順序:Cd>Hg>As>Pb>Ni>Cu>Cr>Zn,而從R值的大小可以看出,重金屬綜合污染的強(qiáng)弱順序是:白石鋪>石寶寨>響水灘>三匯場(chǎng)。

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          篇8

          中圖分類(lèi)號(hào):X508;X825 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):0439-8114(2012)20-4485-06

          3 結(jié)論

          1)從富集系數(shù)來(lái)看,麥西河重金屬的污染程度變化趨勢(shì)為Cd>Hg>Zn>Pb>Cu>Cr>As,且Zn、Pb、Cu和Hg最高值均出現(xiàn)于河道沉積物;Cr、As和Cd最高值出現(xiàn)在河岸水陸交錯(cuò)帶土壤;各斷面重金屬含量分布呈集散狀態(tài),各點(diǎn)污染在空間梯度上向其四周呈輻射狀遞減,其分布特征與流域工農(nóng)業(yè)布局密切相關(guān)。

          2)相關(guān)分析表明,麥西河重金屬Pb、Cr、Cu、Zn、As呈現(xiàn)相近的來(lái)源特征,Cd、Hg的主要來(lái)源可能與其他幾種重金屬不同。

          3)研究區(qū)河道沉積物及土壤重金屬污染的潛在生態(tài)危害系數(shù)分析顯示,除Cd、Hg存在極強(qiáng)、很強(qiáng)、強(qiáng)及中等生態(tài)危害外,其余重金屬屬于輕微生態(tài)危害范疇。重金屬的生態(tài)危害程度為Cd>Hg>Pb>Cu>As>Zn>Cr。

          4)重金屬的綜合潛在生態(tài)危害指數(shù)結(jié)果,麥西河多數(shù)斷面重金屬存在極強(qiáng)或很強(qiáng)生態(tài)危害,其余斷面存在中等生態(tài)危害,不同斷面重金屬的生態(tài)危害程度為富宏煤礦>魚(yú)塘>翁貢村>供電廠>三山集團(tuán)>將軍碑>大石橋>紅衛(wèi)橋>白巖腳。

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          篇9

          作為人類(lèi)發(fā)展的基礎(chǔ),土壤資源往往在城市化以及工業(yè)化的發(fā)展之下出現(xiàn)了不同程度的污染以及破壞。在這樣的背景之下,我國(guó)的土壤容易受到重金屬的污染而危害人類(lèi)的生命安全。本文基于此,分析探討國(guó)內(nèi)外土壤重金屬污染防治技術(shù)以及相關(guān)研究的發(fā)展。

          1 土壤重金屬污染預(yù)防的發(fā)展歷程

          1.1 預(yù)防體制

          基于世界各國(guó)城市化以及工業(yè)化發(fā)展程度的日益加深,各國(guó)家普遍存在土壤重金屬污染的問(wèn)題。為了進(jìn)一步促進(jìn)各類(lèi)問(wèn)題的解決,世界各國(guó)加強(qiáng)了對(duì)于土壤重金屬污染預(yù)防。關(guān)于土壤重金屬污染預(yù)防的發(fā)展歷程,筆者進(jìn)行了相關(guān)總結(jié),具體內(nèi)容如下。

          日本為了進(jìn)一步促進(jìn)土壤重金屬污染問(wèn)題的解決,頒布了《土壤環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)》《土壤污染對(duì)策法》等法律法規(guī),而我國(guó)自改革開(kāi)放之后,逐步加強(qiáng)了對(duì)于環(huán)境問(wèn)題的關(guān)注,并于1989年頒布《中華人民共和國(guó)環(huán)境保護(hù)法》,開(kāi)始了我國(guó)土壤重金屬污染問(wèn)題的處理,隨后中國(guó)在該法律的基礎(chǔ)之上進(jìn)行修訂工作,從而實(shí)現(xiàn)了對(duì)于污染物排放的限制與處理。

          1.2 預(yù)防技術(shù)

          為了進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)按土壤重金屬污染問(wèn)題的解決,各國(guó)逐步提出了清潔生產(chǎn)的概念。在這樣的背景之下,歐共體于1979年宣布推行工業(yè)清潔生產(chǎn)的政策。在這樣的背景之下,該區(qū)域的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)部門(mén)加強(qiáng)了對(duì)于各類(lèi)先進(jìn)生產(chǎn)技術(shù)的運(yùn)用,從而實(shí)現(xiàn)了農(nóng)業(yè)的清潔生產(chǎn),規(guī)避了農(nóng)業(yè)化學(xué)產(chǎn)品的超量使用對(duì)土壤污染。

          事實(shí)上,這種從源頭上降低污染源的措施,能夠降低了土壤中重金屬離子的引入,從而實(shí)現(xiàn)了土壤資源的保護(hù)。

          2 土壤重金屬污染治理方法

          目前,我國(guó)處于經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型期間,土壤重金屬污染的問(wèn)題也較重。在這樣的背景之下,為了實(shí)現(xiàn)我國(guó)社會(huì)的綠色、低碳、可持續(xù)發(fā)展,我國(guó)的有關(guān)部門(mén)加強(qiáng)了對(duì)于該類(lèi)問(wèn)題的解決。關(guān)于常見(jiàn)的土壤重金屬污染治理方法,筆者進(jìn)行了相關(guān)總結(jié),具體內(nèi)容如下。

          2.1 工程治理法

          所謂的工程治理法,指的是相關(guān)單位借助物理原理以及方法進(jìn)行土壤重金屬污染問(wèn)題的解決。在傳統(tǒng)的工程治理過(guò)程中,工作人員多借助換土、翻土等方法進(jìn)行作業(yè),但伴隨著科學(xué)技術(shù)的不斷變更,我國(guó)有關(guān)部門(mén)逐步采用淋洗法、電解法、熱處理等辦法進(jìn)行作業(yè)。

          一般而言,工程治理方法在運(yùn)行的過(guò)程中具有效果顯著等特點(diǎn),但是其因?yàn)楣こ虖?fù)雜、工程量等問(wèn)題進(jìn)而導(dǎo)致工程成本的進(jìn)一步增加。此外,該方法在運(yùn)用的過(guò)程中往往因?yàn)榫S護(hù)措施不到位而導(dǎo)致部分土壤中的金屬元素被遷移到其他地區(qū),造成土壤重金屬污染面積的擴(kuò)大,難以真正改善土壤的重金屬污染現(xiàn)狀。

          以日本富士縣神通川流域的土壤重金屬污染防治為例,為了降低土壤中的鎘元素,相關(guān)單位加強(qiáng)了對(duì)于工程治理法的運(yùn)用。在這一過(guò)程中,工程單位去除污染區(qū)域15cm的表土,并壓實(shí)心土,并采用淋洗法對(duì)污染土壤進(jìn)行清洗。

          2.2 農(nóng)業(yè)治理

          所謂的農(nóng)業(yè)治理,指的是通過(guò)優(yōu)化、完善傳統(tǒng)的耕作管理制度,實(shí)現(xiàn)土壤重金屬污染的降低。在這一過(guò)程中,工作人員需要依據(jù)重金屬污染的實(shí)際狀況而選擇相應(yīng)的植物種植,從而實(shí)現(xiàn)了對(duì)于土壤中重金屬元素的消除。此外,在農(nóng)業(yè)治理的過(guò)程中,作業(yè)人員還需要合理選擇花費(fèi),從而降低土壤中的重金屬元素。

          學(xué)者林汲等人就通過(guò)實(shí)驗(yàn)分析發(fā)現(xiàn)了硅藻土有機(jī)肥能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)于Cd、Zn重金屬離子的吸收,從而降低了土壤中的重金屬離子。一般而言,該方法在運(yùn)行的過(guò)程中普遍存在操作簡(jiǎn)便、費(fèi)用低的特點(diǎn),但是由于其仍舊未能夠從根本上消除重金屬污染,進(jìn)而導(dǎo)致其只能夠作為輔助手段進(jìn)行處理。

          在進(jìn)行廣西壯族自治^環(huán)江縣廢礦土壤污染治理的過(guò)程中,中科院地理所環(huán)境修復(fù)中心陳同斌率團(tuán)隊(duì),借助蜈蚣草等植物開(kāi)展了土壤重金屬處理工作,并成功修復(fù)1280畝重金屬污染農(nóng)田。

          2.3 生物治理

          生物治理方法在運(yùn)行的過(guò)程中主要借助生物生命代謝活動(dòng)的開(kāi)展,從而降低了環(huán)境中重金屬污染的濃度。從而確保部分受到污染的土壤能夠恢復(fù)到初始狀態(tài)。一般而言,生物治理方法在運(yùn)用的過(guò)程中因?yàn)閰⑴c治理的主角不同,故而分為動(dòng)物修復(fù)、微生物修復(fù)以及植物修復(fù)。

          所謂的動(dòng)物修復(fù)技術(shù),指的是有關(guān)部門(mén)以及人員利用土壤中的低等動(dòng)物進(jìn)行土壤中重金屬的吸收,從而實(shí)現(xiàn)了土壤中重金屬含量的進(jìn)一步降低。相關(guān)的研究表明,蚯蚓的出現(xiàn)能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)于硒、銅元素的吸收。事實(shí)上,該方法在推行的過(guò)程中也具有一定的問(wèn)題:諸如低等動(dòng)物往往會(huì)將吸收的金屬元素再次釋放到土壤中,從而造成了二次污染。

          微生物修復(fù)技術(shù)則是利用土壤中的微生物進(jìn)行各類(lèi)金屬元素的吸收。目前,最為常用的微生物就是――真菌。真菌在生存的過(guò)程中往往能夠分泌一定量的氨基酸、有機(jī)酸等物質(zhì),從而實(shí)現(xiàn)了對(duì)于重金屬的溶解。目前,從相關(guān)的研究分析可以發(fā)現(xiàn):微生物修復(fù)技術(shù)在運(yùn)行的過(guò)程中具有較為光明的前景,且能夠較好的實(shí)現(xiàn)我國(guó)土壤重金屬問(wèn)題的解決。

          植物修復(fù)技術(shù)的運(yùn)行原理主要是在污染的區(qū)域種植特定植物,從而借助植物的生長(zhǎng)過(guò)程實(shí)現(xiàn)對(duì)于重金屬的吸收以及化解。目前,植物提取技術(shù)獲得了相關(guān)研究人員的重視,并由此促進(jìn)了土壤重金屬問(wèn)題的解決?,F(xiàn)階段,最為常用的植物有遏藍(lán)菜、高山甘薯等。

          仍舊以日本富士縣神通川流域的土壤重金屬污染防治為例,土壤重金屬處理單位在含鎘100mg/kg土壤上進(jìn)行苧麻的種植,從而由此實(shí)現(xiàn)對(duì)于土壤中鎘元素含量的降低。該地區(qū)在采取生物法治理土壤重金屬污染的過(guò)程中,實(shí)現(xiàn)了鎘元素含量降低27.6%。

          3 發(fā)展論述

          為了進(jìn)一步促進(jìn)我國(guó)土壤重金屬污染問(wèn)題的解決,我國(guó)的有關(guān)部門(mén)需要從法律的角度出手,加強(qiáng)對(duì)于各類(lèi)土壤重金屬污染法律法規(guī)的制定。此外,我國(guó)還需要加強(qiáng)對(duì)于清潔生產(chǎn)的發(fā)展,并大力運(yùn)用清潔能源。而在已經(jīng)發(fā)生的土壤重金屬污染問(wèn)題,作業(yè)人員需要加強(qiáng)植物修復(fù)技術(shù)的運(yùn)用。

          4 結(jié)束語(yǔ)

          為了進(jìn)一步促進(jìn)我國(guó)土地重金屬污染問(wèn)題的解決,我國(guó)的有關(guān)部門(mén)以及人員需要采取科學(xué)的方式進(jìn)行問(wèn)題解決。本文基于此,分析探討土壤重金屬污染預(yù)防的發(fā)展歷程(預(yù)防體制、預(yù)防技術(shù)),并就常見(jiàn)的土壤重金屬污染治理方法進(jìn)行分析,最后論述了我國(guó)土壤重金屬污染問(wèn)題解決的措施。筆者認(rèn)為,隨著相關(guān)措施的落實(shí)到位,我國(guó)的環(huán)境問(wèn)題必將得到顯著的改善。

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          篇10

          中圖分類(lèi)號(hào):X5 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1672-3791(2013)07(c)-0137-03

          隨著我國(guó)工業(yè)化的不斷加速,開(kāi)發(fā)利用的重金屬種類(lèi)、數(shù)量和方式越來(lái)越多,涉及重金屬的行業(yè)越來(lái)越多,再加上一些污染企業(yè)的違法開(kāi)采、超標(biāo)排污等問(wèn)題突出,使重金屬污染呈蔓延趨勢(shì),污染事件出現(xiàn)高發(fā)態(tài)勢(shì),表現(xiàn)出長(zhǎng)期積累和近期集中爆發(fā)、歷史遺留問(wèn)題和新出現(xiàn)問(wèn)題相交織的特點(diǎn)[1]。2011年2月,國(guó)務(wù)院批復(fù)了《重金屬污染綜合防治“十二五”規(guī)劃》。體現(xiàn)了我國(guó)對(duì)重金屬污染防治的高度重視。

          銅陵市是一個(gè)有著三千多年開(kāi)采歷史的極具特色的有色多金屬礦區(qū),是我國(guó)重要的有色金屬工業(yè)基地,有著悠久的采冶銅歷史[2]。目前已形成以采、選、煉、加工為一體的“銅”產(chǎn)業(yè)鏈,對(duì)推動(dòng)銅陵地區(qū)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展發(fā)揮了巨大作用.但也帶來(lái)了一系列的重金屬環(huán)境污染和生態(tài)破壞問(wèn)題,對(duì)公眾身體健康構(gòu)成了潛在或現(xiàn)實(shí)的危害。銅陵縣、銅官山區(qū)是國(guó)家60個(gè)重金屬砷控制區(qū)之一,46家企業(yè)被列為環(huán)保部重點(diǎn)監(jiān)控企業(yè),重金屬污染防治任務(wù)十分艱巨[3]。

          1 銅陵重金屬污染研究分布

          目前有關(guān)銅陵重金屬污染的研究,主要集中在礦區(qū)土壤、尾礦庫(kù)、水及水體沉積物污染、大氣沉降物及城區(qū)表土與灰塵和潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)的評(píng)估。

          1.1 礦區(qū)土壤

          土壤中的重金屬,在自然情況下,主要來(lái)源于成土母巖和殘落的生物物質(zhì)。但是近代以來(lái),工農(nóng)業(yè)的快速發(fā)展,人類(lèi)活動(dòng)加劇了土壤重金屬的污染,污染程度越來(lái)越重,范圍越來(lái)越廣。胡圓圓等[4]對(duì)銅陵銅官山銅礦區(qū)土壤重金屬含量進(jìn)行了研究。研究結(jié)果表明,銅官山銅礦區(qū)土壤Cu、Zn、As、Hg平均含量高于銅陵市土壤背景值,土壤已受Cu、Zn、As重污染,受Hg輕污染。

          楊西飛[5]運(yùn)用Matlab軟件模糊推理系統(tǒng)(FIS)對(duì)銅陵礦區(qū)農(nóng)田表層土壤重金屬污染進(jìn)行了評(píng)價(jià),發(fā)現(xiàn)該礦區(qū)農(nóng)田表層土壤普遍受到了重金屬不同程度的污染,其中Cd污染最嚴(yán)重,其次是Cu,其它各元素依次為Pb>As>Zn>Hg。土壤中Hg、Cd、Cu和Pb元素在表層明顯富集,各元素總量在不同深度均明顯高于土壤自然背景值,Hg、Cd、Cu、Pb和Zn在垂向上呈遞減趨勢(shì),且在橫向上主要以洋河、順安河和新橋河為中心向四周遞減。不同形態(tài)重金屬在總量中的百分含量隨深度變化明顯不同。

          王嘉[6]對(duì)銅陵的兩個(gè)礦區(qū)(獅子山區(qū)朝山金礦主井和銅陵縣順安鎮(zhèn)新橋礦業(yè)公司主井)土壤重金屬污染問(wèn)題進(jìn)行了較詳細(xì)的研究,運(yùn)用內(nèi)梅羅指數(shù)法和地質(zhì)累積指數(shù)法對(duì)研究區(qū)進(jìn)行了現(xiàn)狀評(píng)價(jià),研究表明,As和Cd為嚴(yán)重超標(biāo)污染物;As的致癌風(fēng)險(xiǎn)和非致癌風(fēng)險(xiǎn)都大,Cr的致癌風(fēng)險(xiǎn)最大;Cd、Hg、As對(duì)生態(tài)危害的潛在風(fēng)險(xiǎn)很大;所研究的兩礦區(qū)均存在很高的致癌風(fēng)險(xiǎn)和生態(tài)風(fēng)險(xiǎn),朝山金礦區(qū)相對(duì)更高些。

          白曉宇等[7]運(yùn)用地統(tǒng)計(jì)學(xué)分析手段對(duì)銅陵礦區(qū)土壤中若干重金屬元素進(jìn)行空間變異分析及空間插值和污染分析,結(jié)果表明,As、Cd、Pb、Zn元素的變異函數(shù)表現(xiàn)為各向異性,其方向性可能主要受礦床分布控制;Hg元素因受小尺度因子影響較大而呈現(xiàn)塊金效應(yīng)較大。As元素污染的主要是由于銅礦、鉛鋅礦、褐鐵礦礦床及其開(kāi)發(fā);Cd元素的污染與鉛鋅礦床及其開(kāi)發(fā),以及農(nóng)業(yè)污灌有關(guān);Pb、Zn元素的污染與鉛鋅礦床及其開(kāi)發(fā)密切相關(guān)。

          1.2 尾礦庫(kù)

          銅陵市是安徽省境內(nèi)重要的銅生產(chǎn)基地。在銅礦生產(chǎn)的同時(shí),產(chǎn)出了大量尾礦堆存于附近的尾砂庫(kù)中。尾礦庫(kù)多建于山間谷地、河流上游地區(qū),其下游是經(jīng)濟(jì)、農(nóng)業(yè)發(fā)達(dá)地區(qū)。近幾年來(lái),隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展和城市的擴(kuò)容,部分郊區(qū)的尾礦庫(kù)已經(jīng)進(jìn)入市區(qū),尾礦庫(kù)的環(huán)境效應(yīng)及其安全性令人關(guān)注。徐曉春等[8]對(duì)安徽銅陵林沖尾礦庫(kù)復(fù)墾土壤采樣檢測(cè)的結(jié)果表明復(fù)墾土壤中Cu的污染極其嚴(yán)重,As、Zn、Pb的污染較輕。徐曉春[9]還對(duì)銅陵鳳凰山礦林沖尾礦庫(kù)中重金屬元素的空間分布特征及相關(guān)土壤、水系沉積物和植物中重金屬元素含量變化進(jìn)行了研究,發(fā)現(xiàn)長(zhǎng)期堆存的尾礦會(huì)發(fā)生元素的次生淋濾與富集。

          惠勇[10]等對(duì)銅陵市鳳凰山尾礦庫(kù)三個(gè)不同鳳丹種植地進(jìn)行了研究,結(jié)果表明,尾礦土壤中的Cu、Zn、Cd含量均較高,其中Cu、Cd的含量分別是國(guó)家土壤環(huán)境質(zhì)量二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)的1.04~1.30倍和6.58~9.34倍。礦區(qū)近年來(lái)種植的作物對(duì)重金屬的吸收富集作用不明顯。

          王少華[11]等采集了銅陵市楊山?jīng)_尾礦庫(kù)、尾礦庫(kù)周邊及較遠(yuǎn)距離土壤、水、植物樣品,測(cè)定了其中的重金屬含量,發(fā)現(xiàn)所采集的土壤、水和植物中都存在不同程度的As,Hg,Cu,Zn和Pb等元素的富集現(xiàn)象,且不同元素之間的富集程度也有所差異;重金屬元素含量隨著遠(yuǎn)離尾礦庫(kù),有逐漸遞減的趨勢(shì)。周元祥[12]等對(duì)楊山?jīng)_尾礦庫(kù)尾砂重金屬元素的遷移規(guī)律進(jìn)行了研究,發(fā)現(xiàn)在自然風(fēng)化條件下,Cu、As、Hg、Cd和Pb的淋濾遷移速度相對(duì)較快,Zn略慢;Zn、Pb、Hg和Cd在50~60 cm深處會(huì)發(fā)生二次富集;風(fēng)化后尾砂中Cu、Pb、As和Hg以殘?jiān)鼞B(tài)為主要賦存形式,其次為鐵錳氧化態(tài),其中Zn和Cd以鐵錳氧化態(tài)含量在表層最高。

          1.3 水及水體沉積物

          水體及沉積物因其獨(dú)特的環(huán)境特點(diǎn),往往會(huì)成為重金屬元素的“源”和“匯”,學(xué)者們也因此對(duì)其進(jìn)行了眾多研究。張敏[13]等通過(guò)測(cè)定長(zhǎng)江銅陵段枯、豐水期江水中Cu、Pb、Zn和Cd不同形態(tài)的含量,分析了四種金屬在江水中的存在形態(tài)分布,不同水期含量變化,水中懸浮物對(duì)金屬吸附能力大小,以及近20年來(lái)含量的變化情況。發(fā)現(xiàn)長(zhǎng)江銅陵段江水中各重金屬總量豐水期時(shí)大于枯水期,重金屬各形態(tài)含量之間均有差異。與近20年江水中的重金屬背景值比較,長(zhǎng)江銅陵段重金屬含量有普遍升高的趨勢(shì)。

          徐曉春[14]等對(duì)相思河的重金屬污染情況進(jìn)行了調(diào)查和研究,采用潛在危害指數(shù)法對(duì)沉積物中重金屬進(jìn)行了評(píng)價(jià)。研究表明,相思河中下游受到的重金屬污染明顯比上游嚴(yán)重,Cu和Cd的富集系數(shù)和生態(tài)危害高。

          李如忠[15]等對(duì)惠溪河濱岸帶土壤重金屬形態(tài)分布及風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估進(jìn)行了研究,研究表明,惠溪河濱岸帶土壤中Cd和As達(dá)到極高風(fēng)險(xiǎn)等級(jí),Cu為中等風(fēng)險(xiǎn)等級(jí);根據(jù)綜合污染及潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)貢獻(xiàn)率水平,初步判定As和Cd為惠溪河濱岸土壤重金屬污染治理和修復(fù)的優(yōu)先控制對(duì)象。

          王嵐[16]等對(duì)長(zhǎng)江水系表層沉積物重金屬污染特征及生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)性評(píng)價(jià)的研究中表明,安徽順安河位點(diǎn)為極強(qiáng)生態(tài)危害范疇。

          葉宏萌[17]對(duì)銅陵礦區(qū)的新橋至順安河沉積物中五種重金屬的全量和形態(tài)進(jìn)行了研究,并結(jié)合環(huán)境條件分析了它們的橫向和縱向遷移變化特征,研究表明該區(qū)域沉積物重金屬中Cu、Zn、Pb、Cd的均值皆遠(yuǎn)超長(zhǎng)江下游沉積物背景值,其中以Cu和Cd最顯著。對(duì)重金屬橫向遷移分析發(fā)現(xiàn),礦山重金屬會(huì)隨著沉積物的距離增加而顯著降低,新橋河沉積物的遷移變化顯著高于順安河沉積物。在遷移過(guò)程中,Cu、Zn、Cr殘?jiān)鼞B(tài)逐步增加,毒性減弱,Pb、Cd的活性態(tài)比例增大。重金屬的縱向遷移分析結(jié)果表明,離礦山的位置遠(yuǎn)近對(duì)沉積柱金屬的總量和形態(tài)起決定作用,礦區(qū)下游河流沉積物既受尾礦的影響,也受河流流域物質(zhì)本身的影響。

          1.4 大氣沉降物及城區(qū)表土與灰塵

          隨著城市化進(jìn)程的加快,而帶來(lái)的交通污染以及其他方面的污染使得大氣環(huán)境質(zhì)量越來(lái)越差,大氣環(huán)境污染問(wèn)題越來(lái)越引起人們的注意。李如忠[18]利用美國(guó)國(guó)家環(huán)保局(US EPA)推薦的健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)模型對(duì)銅陵市區(qū)表土與灰塵重金屬污染健康風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行了研究。研究表明,銅陵城區(qū)土壤和地表灰塵已遭受較為嚴(yán)重的重金屬污染;不同功能用地的致癌風(fēng)險(xiǎn)均顯著超過(guò)US EPA推薦的可接受風(fēng)險(xiǎn)閾值范圍和國(guó)際輻射防護(hù)委員會(huì)(ICRP)推薦的最大可接受風(fēng)險(xiǎn)值;銅陵市表土與地表灰塵已對(duì)公眾身體健康構(gòu)成危害;其中主導(dǎo)致癌與非致癌風(fēng)險(xiǎn)效應(yīng)的主要污染因子是As,主要暴露途徑是手-口攝入途徑。

          吳開(kāi)明[19]用蘚袋法對(duì)銅陵市大氣重金屬污染進(jìn)行了研究,發(fā)現(xiàn)銅陵市Cu污染最嚴(yán)重,有色金屬冶煉工業(yè)是銅陵市最主要的污染源,交通運(yùn)輸對(duì)大氣重金屬污染也日趨嚴(yán)重。

          殷漢琴[20]對(duì)銅陵市大氣降塵中銅元素的污染特征進(jìn)行了研究,采用富集因子法定性地判斷各采樣點(diǎn)銅元素的來(lái)源,研究表明,銅陵市大氣降塵中銅元素污染嚴(yán)重并且形成了以銅開(kāi)采和冶煉企業(yè)為中心的污染區(qū)域。研究發(fā)現(xiàn)銅礦石的開(kāi)采和冶煉對(duì)大氣降塵中的銅元素污染貢獻(xiàn)較大, 是主要的污染源。

          2 重金屬污染修復(fù)技術(shù)與控制措施研究

          重金屬在土壤、水體、大氣、生物體中廣泛分布。由于大氣和生物體中重金屬的特殊性及其主要直接或間接來(lái)源于土壤和水體,所以對(duì)于重金屬的污染修復(fù)技術(shù)主要集中在對(duì)土壤和水體中的重金屬污染進(jìn)行修復(fù)。

          重金屬在土壤中不易隨水淋溶,不能被微生物分解,具有明顯的生物富集作用且土壤污染具有較長(zhǎng)潛伏期;由于土壤、污染物及地域的復(fù)雜性,土壤一旦受到污染,其治理不僅見(jiàn)效慢、費(fèi)用高,而且受到多種因素的制約。目前,治理土壤重金屬污染的途徑主要有兩種:(1)改變重金屬在土壤中的存在形態(tài)、使其固定,降低其在環(huán)境中的遷移性和生物可利用性;(2)從土壤中去除重金屬[21]。圍繞這兩種途徑展開(kāi)的土壤重金屬治理措施有物理及物化措施、化學(xué)措施、農(nóng)業(yè)生態(tài)措施、生物修復(fù)等[21~23]。

          王華等[24]對(duì)我國(guó)底泥重金屬污染防治研究做了相應(yīng)綜述,提出目前我國(guó)底泥重金屬污染治理的常用方法有工程治理方法、生物治理方法和化學(xué)治理方法。

          重金屬污染物進(jìn)入水生生態(tài)系統(tǒng)后對(duì)水生植物和動(dòng)物均產(chǎn)生影響,并通過(guò)食物鏈發(fā)生富集,引起人體病變,危害人類(lèi)。目前水體重金屬污染治理修復(fù)方法主要有物理方法、化學(xué)方法、物理化學(xué)方法、集成技術(shù)、生物方法等[25]。

          為控制銅陵市重金屬污染、提高環(huán)境質(zhì)量,銅陵市環(huán)保局組織編制了《銅陵市重金屬污染綜合防治“十二五”規(guī)劃》,該規(guī)劃以國(guó)家《重金屬污染綜合防治“十二五”規(guī)劃》為指導(dǎo),落實(shí)源頭預(yù)防、過(guò)程阻斷、清潔生產(chǎn)、末端治理的全過(guò)程綜合防治理念,提出了一系列重金屬污染防治措施,以求能遏制重金屬污染趨勢(shì),改善區(qū)域環(huán)境質(zhì)量,保護(hù)人民身體健康和環(huán)境權(quán)益。

          3 結(jié)語(yǔ)

          對(duì)銅陵市重金屬污染研究情況進(jìn)行了介紹,對(duì)重金屬污染防治措施與修復(fù)技術(shù)經(jīng)行了總結(jié)。根據(jù)目前研究結(jié)果表明,銅陵市重金屬污染已比較嚴(yán)重。Cd、As、Cu和Pb為主要的污染元素,Hg雖然含量較低,但因?yàn)槠涠拘暂^大,亦當(dāng)引起足夠的重視。礦石的開(kāi)采和冶煉以及尾礦的堆積成為銅陵市重金屬污染的主要來(lái)源,所以首先應(yīng)控制源頭,治理礦石的開(kāi)采和冶煉,清理尾礦的堆積。由于植被等生物體對(duì)重金屬具有良好的吸附阻攔作用,可在采礦廠四周設(shè)置重金屬吸收強(qiáng)防護(hù)帶,阻止污染向更遠(yuǎn)擴(kuò)散。對(duì)于已經(jīng)受到污染的土壤,可以采用生物方法、物理或化學(xué)方法去除。

          健全重金屬污染防治法律體系、做好污染綜合防治規(guī)劃和強(qiáng)化行政管理是防治重金屬污染的重要管理手段?!躲~陵市重金屬污染綜合防治“十二五”規(guī)劃》的提出對(duì)銅陵市重金屬污染防治具有重要的指導(dǎo)和實(shí)踐意義。健全重金屬污染防治法律體系,實(shí)施清潔生產(chǎn),監(jiān)督實(shí)施環(huán)境影響評(píng)價(jià)驗(yàn)收工作,開(kāi)發(fā)研究重金屬污染防治技術(shù)等是目前重金屬污染防治的重要任務(wù)。

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          篇11

          重金屬具有不易分解、易積聚的特點(diǎn)。如何科學(xué)地對(duì)土壤重金屬污染進(jìn)行評(píng)價(jià),是污染治理的重要前提,以下就土壤重金屬的污染及其評(píng)價(jià)方法進(jìn)行分析。

          一、土壤重金屬污染的成因及特點(diǎn)

          土壤是人類(lèi)社會(huì)賴以存在和發(fā)展的根本前提,是最重要的基礎(chǔ)資源。隨著近現(xiàn)代工業(yè)的飛速發(fā)展,土壤中沉積了越來(lái)越多的廢棄污染物。工業(yè)生產(chǎn)、居民生活垃圾的不合理處置以及礦產(chǎn)開(kāi)采等,都會(huì)帶來(lái)土壤重金屬污染。從化學(xué)理論角度來(lái)講,98%以上的金屬都屬于重金屬,從環(huán)境保護(hù)學(xué)領(lǐng)域來(lái)講,土壤重金屬污染中的重金屬主要包括汞、鉛、鋅、砷和鎳等。

          1、土壤重金屬污染的成因。(1)自然原因。土壤重金屬的形成不是單方面作用的結(jié)果,而是受多方面因素影響,在不同時(shí)期,其主要影響因素又不同。土壤形成初始時(shí)期,其重金屬含量受成土母質(zhì)的影響較大,母質(zhì)中的重金屬含量及組成直接決定了土壤重金屬的值。隨著土壤的發(fā)育,母質(zhì)對(duì)其重金屬值的影響逐漸減弱。與此同時(shí),生物殘落物的影響逐漸增強(qiáng),受生物個(gè)體差異影響,其殘落物也呈現(xiàn)出多樣化的特點(diǎn),對(duì)土壤重金屬組成的影響程度也各不相同。大氣沉降,如火山爆發(fā)、森林火災(zāi)等可能使許多重金屬漂浮于空中,其中一些被植物葉片吸收,進(jìn)而被微生物分解進(jìn)入土壤,從而改變土壤的重金屬含量與構(gòu)成。(2)人為原因。研究人員對(duì)近30年的土壤重金屬污染原因進(jìn)行統(tǒng)計(jì),分析發(fā)現(xiàn)隨著工業(yè)化程度的不斷加深,人類(lèi)活動(dòng)已經(jīng)逐漸上升成為土壤重金屬污染的主要來(lái)源。具體來(lái)講,人類(lèi)活動(dòng)又突出表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:首先廢氣、煙塵等大氣污染。城市化進(jìn)程的加快在反映國(guó)民物質(zhì)生活水平提升的同時(shí)也帶來(lái)一系列環(huán)境問(wèn)題,城市交通、工業(yè)生產(chǎn)等向大氣排放大量廢氣、煙塵,造成大氣污染,通過(guò)大氣沉降,這些物質(zhì)進(jìn)入土壤,造成土壤重金屬污染。經(jīng)調(diào)查研究發(fā)現(xiàn),工礦生產(chǎn)集中區(qū)域、城市道路、鐵路周?chē)寥乐亟饘傥廴就裢鈬?yán)重。其次化肥農(nóng)藥在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的使用。為了縮短農(nóng)作物生長(zhǎng)周期,現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)常會(huì)選擇使用化肥農(nóng)藥,大量化肥與農(nóng)藥的使用在帶來(lái)生產(chǎn)效益的同時(shí),也將其中所含的重金屬物質(zhì)帶入了農(nóng)作物與土壤,造成土壤重金屬污染,影響人體健康。再次水體污染。受水資源分布不均因素影響,在部分地區(qū),農(nóng)田灌溉需要引入工業(yè)廢水和生活污水,這些未經(jīng)合理處置的污水進(jìn)入到農(nóng)田,造成土壤重金屬污染,由于污染水體中含有大量重金屬物質(zhì),通過(guò)污水灌溉產(chǎn)生的土壤重金屬危害破壞性更大,極易造成循環(huán)性水土污染。最后其他活動(dòng)。含重金屬的工業(yè)廢棄物,城市居民生活垃圾的堆放,金屬礦山酸性廢水的排放等也會(huì)造成土壤的重金屬污染。

          2、土壤重金屬污染的特點(diǎn)。依據(jù)化學(xué)金屬元素相關(guān)理論,重金屬性質(zhì)穩(wěn)定,極難被微生物降解,一旦進(jìn)入土壤造成重金屬污染,勢(shì)必對(duì)農(nóng)作物的品質(zhì)和產(chǎn)量產(chǎn)生較大影響,加之其潛伏周期長(zhǎng),通過(guò)食物鏈的“生物富集效應(yīng)”嚴(yán)重影響動(dòng)物和人體的健康。有研究表明,低濃度的汞在小麥萌發(fā)初期能起到促進(jìn)生長(zhǎng)作用,但隨著時(shí)間的延長(zhǎng),最終表現(xiàn)為抑制作用;砷有劇毒,可致癌;鎘會(huì)危害人體的心腦血管。歸納起來(lái),重金屬污染有以下幾個(gè)特點(diǎn):(1)潛伏周期長(zhǎng),污染具有隱蔽性;(2)性質(zhì)穩(wěn)定,污染具有難降解性;(3)相互作用,污染具有協(xié)同性、擴(kuò)散性。因此,重金屬污染又有“化學(xué)定時(shí)炸彈”之稱。

          三、土壤重金屬污染的評(píng)價(jià)方法

          1、單因子指數(shù)法。借助綜合指數(shù)法,可以對(duì)受測(cè)區(qū)域的重金屬污染情況進(jìn)行分級(jí),指出土壤中污染最大的因素,但無(wú)法判定出不同元素對(duì)土壤污染的影響差別。根據(jù)這一方法計(jì)算出來(lái)的污染指數(shù)只能反映各種重金屬元素對(duì)土壤的污染程度,而無(wú)法精確反映污染的質(zhì)變特征。

          2、污染負(fù)荷指數(shù)法。該指數(shù)是由評(píng)價(jià)區(qū)域所包含的主要重金屬元素構(gòu)成,它能夠直觀地反映各個(gè)重金屬對(duì)污染的貢獻(xiàn)程度,以及金屬在時(shí)間,空間上的變化趨勢(shì).由Tomlinson等人提出污染負(fù)荷指數(shù)的同時(shí)提出了污染負(fù)荷指數(shù)的等級(jí)劃分標(biāo)準(zhǔn)和指數(shù)與污染程度之間的關(guān)系,通過(guò)計(jì)算得打各重金屬的污染負(fù)荷指數(shù)及可以得到各個(gè)功能區(qū)和該市的污染程度.

          3、潛在生態(tài)危害指數(shù)分析。重金屬元素是具有潛在危害的重要污染物,潛在生態(tài)危害指數(shù)法作為土壤重金屬污染評(píng)價(jià)的方法之一,它不僅考慮土壤重金屬含量,還將重金屬的生態(tài)效應(yīng)、環(huán)境效應(yīng)與毒理學(xué)聯(lián)系在一起,是土壤重金屬評(píng)價(jià)領(lǐng)域廣泛應(yīng)用的科學(xué)方法

          4、GIS技術(shù)在土壤重金屬污染評(píng)價(jià)中的運(yùn)用。GIS是由計(jì)算機(jī)硬件、軟件及不同方法組成的系統(tǒng),通過(guò)該系統(tǒng),能夠?qū)崿F(xiàn)空間數(shù)據(jù)的采集、管理、處理、分析與建模,以解決復(fù)雜的規(guī)劃和管理類(lèi)問(wèn)題。通過(guò)GIS技術(shù),將不同類(lèi)型的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理變換,根據(jù)客觀需求對(duì)其進(jìn)行空間分析和統(tǒng)計(jì),最終建立各種應(yīng)用模型,以便為研究決策提供依據(jù)。在對(duì)土壤重金屬污染進(jìn)行研究時(shí),常利用GIS 技術(shù)的計(jì)算與圖形顯示功能,對(duì)受測(cè)區(qū)域指定采樣點(diǎn)進(jìn)行插值分析,實(shí)現(xiàn)土壤圖數(shù)字化,建立空間與屬性數(shù)據(jù)庫(kù),最終繪出污染物空間分布圖,為土壤污染治理提供參考依據(jù)。

          三、重金屬污染土壤的危害與治理

          土壤是人類(lèi)賴以生存的最基本的自然資源之一,但現(xiàn)階段嚴(yán)重的土壤污染,通過(guò)多種途徑直接或間接地威脅人類(lèi)安全和健康,開(kāi)展城市環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià),日益成為人類(lèi)關(guān)注的焦點(diǎn)。

          當(dāng)土壤中的重金屬含量達(dá)到一定程度,不僅會(huì)導(dǎo)致土壤污染、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)收益下降,通過(guò)徑流,還會(huì)對(duì)水體(地表水、地下水)產(chǎn)生淋失作用,污染水資源、破壞水文環(huán)境;借助大氣沉降,極易形成大氣污染與水污染、土壤污染的“死循環(huán)”,進(jìn)而影響人體健康。

          根據(jù)重金屬污染的隱蔽性、不可逆性及長(zhǎng)期性等特點(diǎn),與大氣污染、水污染等環(huán)境問(wèn)題相比,土壤污染的治理難度更大?,F(xiàn)行的重金屬污染土壤治理主要有生物法、化學(xué)法、工程治理法等方法,就目前科學(xué)技術(shù)發(fā)展形勢(shì)來(lái)看,在治理方案設(shè)計(jì)上尚未形成統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn),在實(shí)際操作中,不同的地理環(huán)境在方法的選用上存在區(qū)別,使用的技術(shù)也多種多樣。從總體上來(lái)講,治理污染土壤首先應(yīng)查明污染成因,以《土壤環(huán)境監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)范》為指導(dǎo),對(duì)污染區(qū)域進(jìn)行實(shí)地分層采樣調(diào)查,一般將受污染區(qū)域分為“污染源區(qū)”、“保護(hù)區(qū)”和“超標(biāo)污染區(qū)”三個(gè)區(qū)域。無(wú)論采用何種方式,在對(duì)土壤污染進(jìn)行治理時(shí),應(yīng)注意因地制宜,結(jié)合受污染區(qū)域的土質(zhì)情況、土地使用性質(zhì)與功能、重金屬污染物含量與構(gòu)成等特點(diǎn),對(duì)治理效果、時(shí)間、經(jīng)費(fèi)等作出合理預(yù)期和科學(xué)規(guī)劃,選擇最佳方案。

          結(jié)束語(yǔ)

          隨著社會(huì)發(fā)展,各行各業(yè)對(duì)重金屬資源的需求與日俱增,與此同時(shí),由生產(chǎn)而產(chǎn)生的重金屬?gòu)U棄物也逐漸增多,這些未能及時(shí)處理的廢棄物作用于土壤,一旦其重金屬含量超標(biāo),就會(huì)對(duì)土壤造成嚴(yán)重污染,進(jìn)而破壞生態(tài)平衡。

          參考文獻(xiàn):