重金属污染分析范文

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第1篇

1样品的采集和分析

1.1采集和制备

选择洽川湿地南到处女泉北到黄河魂入口之间湿地布点采样，共设置18个采样点，采样点位置见图1和图2。每个采样点同时采集3份样品，每份1kg左右，混匀作为一个采样点的样品。样品晾干后去除石子和动植物残体等异物，使之通过80目尼龙筛，利用四分法将采集的18个土壤样品分别缩分。准确称取1．00g土样置于100ml聚四氟乙烯烧杯中，用盐酸—硝酸—氢氟酸—高氯酸消解，定容于50ml容量瓶中。消解样品同时做空白1份。

1.2测定

1.2.1试剂各元素的分析纯试剂，用于配制储备液和标准溶液。盐酸、硝酸、高氯酸、氢氟酸均为分析纯，二次蒸馏水。

1.2.2样品测定采用WFX120原子吸收分光光度计（北京瑞利）测定试液中的Pb、Cd、Cr、Cu、Zn和Mn并根据回归方程计算含量。

1.2.3准确度实验选取2号土壤样品，加入一定量各元素标准溶液，消化后测定并计算加标回收率，平行测定3次。

1.2.4精密度实验选取消化后的2号样品，对各元素均连续进样5次，计算精密度。

1.3重金属污染危害评价方法本文采用瑞典科学家Hakanson提出的潜在生态危害指数法，对湿地土壤重金属累积程度和潜在危害进行评价。该指数法不仅反映了某一特定环境中各种污染的影响，也反映了多种污染物的综合影响，并以定量的方法划分出潜在生态危害的程度，是目前国内外土壤（沉积物）中重金属污染评价研究的先进方法之一。单项污染系数：Cif＝Cisurface／Cin式中：Cif是某一重金属的污染系数，Cisurface是表层土壤重金属浓度实测值，Cin是参比值。文章采用陕西表层土壤背景值作为参比值。单项污染系数分级标准：Cif≤1为非污染，1≤Cif≤2为轻微污染，2≤Cif≤3为中度污染，Cif≥3为重度污染。潜在生态危害单项系数：Eir＝Tir×Cif式中：Eir是某一重金属的潜在生态危害系数，Tir是某一种重金属的毒性响应系数，反映了重金属对人体和固体物质系统的危害，有关重金属的毒性系数为：Pb＝5，Cd＝30，Cr＝2，Cu＝5，Mn＝1，Zn＝1。潜在生态危害综合指数［3］：RI＝Σni＝1Eir。重金属污染潜在生态危害系数和潜在生态危害综合指数分级标准见表1。

2洽川湿地土壤中重金属污染情况及评价

2.1洽川土壤中重金属测定结果洽川湿地土壤重金属含量测定结果见表2，经准确性和精密度实验，回收率均高于90％，RSD均小于1％，测定结果可信。陕西省表层土壤重金属的背景值见表3。在18个采样点土样测定结果中，Pb的含量为74．3～405．5mg／kg，均高于该地区该元素背景值21．6mg／kg；Cd的含量为1．7～7．5mg／kg，均高于该地区该元素背景值0．094mg／kg；Cr的含量为46．9～115．6mg／kg，只有5、7、13和14号采样点低于该地区该元素背景值；Cu的含量为9．91～52．9mg／kg，其中1、5、9和14号采样点低于该地区该元素背景值；Mn的含量为283．7～743．3mg／kg，其中1、4、7、12、13、14、17和18号采样点低于该地区该元素背景值；Zn的含量为33．4～150．6mg／kg，6个采样点低于该地区该元素背景值。

2.2洽川湿地重金属污染评价评价结果见表4、表5，从两表可以分析得出：从单项污染系数看，Pb的单项污染系数均大于3，洽川湿地属于Pb重度污染；Cd的单项污染系数均大于3，洽川湿地属于Cd重度污染；Cr除5、7、13和14采样点单项污染系数小于1属于无污染，其余采样点均在1～2之间，属于轻微污染；各个采样点Cu的单项污染系数在0．46～2．47之间，处于无污染到中度污染；Mn的单项污染系数在0．51～1．36之间，湿地Mn污染处于无污染到轻度污染；Zn的单项污染系数在0．48～2．17之间，处于无污染到中度污染。从潜在生态危害单项系数分析，Pb的生态危害单项系数3号点处于中等生态危害，4号点处于强生态危害，其余点均属于轻微生态危害；对于Cd，各采样点均处于极强生态危害；对于Cr、Cu、Mn和Zn，各采样点均处于轻微生态危害。从潜在生态危害综合指数分析，11号点处于强生态危害，其余采样点均属于很强生态危害，主要是Cd的危害造成。从污染情况看分析，湿地重金属污染Cd最严重，Pb次之，Cu和Zn污染较弱，Cr和Mn的污染最轻。

3结果分析

第2篇

关键词：绿地土壤；重金属；环境质量评价；长春市

中图分类号：X825文献标识码：A文章编号：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

长春市是我国重要老工业基地之一，目前基本形成以交通运输设备制造业为主体、门类比较齐全的工业体系。随着社会的不断进步，工业的发展和人口的增加，长春市土壤已受到一定程度的重金属污染［1］。相关研究表明，交通运输、工业排放、市政建设和大气沉降等造成城市绿地土壤重金属的污染越来越严重［2，3］。土壤中的重金属不仅影响和改变城市土壤的生态功能，危害人体健康，而且制约了城市的可持续发展。

由于城市绿地土壤的研究报道较少，且多数是以较大范围的城市和农村土壤相结合进行调查研究，而对城市中单独一个区域还很少有人进行过系统的分类调查。为此，以长春市朝阳区绿地土壤按不同功能区特点进行分区，在功能分区典型的地点进行采样，通过相关的试验和分析，试图了解不同的功能区土壤重金属污染情况、污染特征、污染的空间分异性，为长春市的城市园林绿化和养护提供科学依据。

1材料与方法

1．1样区的选择

样区设置在长春市朝阳区，按功能区划分选择有代表性的土壤，分别为A．小区、B．学校、C．广场、D．公园、E．街路，共采集了150个混合土样，具置见图1。

1．2土样的采集、处理与分析

根据城市土壤特点，选择代表性功能区进行采样，在选定区域上以“S”形选择9个点，在各点取0～20 cm土层土样，在塑料薄膜上将各点土壤均匀混合，用四分法逐次弃去多余部分，最后将剩余的1 kg左右的平均样品装入样袋，带回实验室。土壤样品经风干、磨细过筛（1.00 mm、0．25 mm土壤筛），用于测定土壤pH值（电位法）、有机质（重铬酸钾容量法――稀释热法：K2Cr2O7－H2SO4）、土壤速效磷（Olsen法：0．5 mol／L NaHCO3，pH值8．5）、速效钾（1 mol／L NH4OAc，pH 值7．0）、土壤重金属元素Cu、Cd、Pb、Zn的浓度（HF－HClO4消煮法）［4］。

2结果与分析

2．1土样理化性质和重金属浓度

城市绿地土壤多为搅动的深层土、建筑垃圾土、回填土等，其土层变异性大，呈现岩性不连续特性，导致不同土层的有机质含量、pH值、容重及与其有关的孔隙度、含水量有显著差异。城市土壤土层排列凌乱，许多土层之间没有发生学上的联系，多为沙石、垃圾和土所组成，有机质含量少［5］。土样理化性质测定结果见表1，重金属浓度比较见图2。

从各土样采集地点的功能区划分来看，E1、E2、E3号街路绿地土壤的pH值、容重较高；D1、D2、D3号公园绿地土壤的孔隙度、含水量、有机质、速效氮、速效磷、速效钾相对较高，这与公园土壤所处的生态环境有一定的关系。

从各土样采集地点的功能区划分来看，E1、E2号街路的Cu、Cd重金属含量都较高，A1、A2号居住小区的土壤含Zn量较高，C1、C2号交通要塞的土壤含Pb量较高。

2.2评价方法

土壤污染评价是土壤环境质量现状评价的核心部分，主要包括单项（单因子）污染评价和多项（多因子）污染综合评价［6］。

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2．2．1单项污染分级指数法污染分级标准参考吉林省地质调查院《东北平原长春经济区区域环境地球化学调查与评价》项目报告，以测区土壤地球化学背景为基础，借鉴国家土壤环境质量标准，确定污染分级标准。以测区背景上限为重金属元素累积起始值（Xa），国家土壤环境质量标准的二类标准作为污染起始值（Xc），土壤环境质量标准的三类标准作为重污染起始值（Xp）（表2）。

污染分级指数是指某一污染物影响下的环境污染指数，可以反映出各污染物的污染程度。根据公式（1）计算出的单项污染分级指数，对单项污染程度进行分级。

Ci≤Xa时，Pi＝Ci／Xa

Xa＜Ci≤Xc时，Pi＝1＋（Ci－Xa）／（Xc－Xa）

Xc＜Ci≤Xp时，Pi＝2＋（Ci－Xc）／（Xp－Xc）（1）

Ci≥Xp时，Pi＝3＋（Ci－Xp）／（Xp－Xc）

式中，Pi为污染分级指数，Ci为土壤中污染物i的实测浓度值，Xa为累积起始值，Xc为污染起始值，Xp为重污染起始值。土壤单项污染指数评价标准见表3。

2．2．2内梅罗综合污染指数法单项污染分级指数法评价长春市土壤重金属污染状况，只能分别了解每种重金属在长春市表层土壤的污染状况。内梅罗综合指数法评价长春市土壤重金属污染状况则可以了解这4种重金属在长春市表层土壤的综合污染状况。

为了突出环境要素中浓度最大的污染物对环境质量的影响，采用内梅罗综合污染指数法对研究区土壤重金属污染进行综合评价［6，7］，计算公式为：

P综＝［（Pimax2＋Piave2）／2］1／2 （2）

式中，P综为内梅罗综合污染指数，Pi为单项污染分级指数，计算公式见公式（1），Pimax为所有元素污染指数最大值，Piave为所有元素污染指数平均值。内梅罗综合污染指数反映了各种污染物对土壤的作用，同时突出了高浓度污染物对土壤环境质量的影响，可按内梅罗综合污染指数划定污染等级，其中土壤污染评价标准见表4。

2．3土壤重金属污染评价

评价方法采用单项污染指数法和内梅罗综合污染指数法。内梅罗综合污染指数全面反映了各污染物对土壤污染的不同程度，同时又突出高浓度对土壤环境质量的影响，因此用来评定和划分土壤质量等级更为客观。评价结果见表5。从表5中的单项污染分级指数可以看出，样区A3、B1、B2、B3的土壤Cd质量等级为清洁，样区C1、E1、E2的土壤已受到Cu的轻污染；其他样点的各项污染因子为潜在污染。从各样区综合污染指数可知，土壤均受到轻度污染，这是由于样区周围没有较大规模的重金属污染企业，而其他污染源的污染也应得到足够重视，如汽车尾气中的Pb、居民生活垃圾中的Zn等。E1、E2的绿地土壤如果不进行适当的养护管理，慢慢也会变成重度污染。

对各功能区重金属单项污染平均值进行比较，Cu单项污染的大小顺序为小区＜学校＜公园＜广场＜街路；Zn单项污染的大小顺序为学校＜广场＜街路＜公园＜小区；Pb单项污染的大小顺序为小区＜学校＜公园＜广场＜街路；Cd单项污染的大小顺序为学校＜小区＜公园＜广场＜街路；各功能区重金属平均值综合污染进行比较，其大小为学校＜小区＜公园＜广场＜街路。

3结论与讨论

1）长春市朝阳区表层土壤中各重金属元素含量变化范围较大，表明城市表层土壤中重金属元素已在一定程度上受到人为源输入的影响，但与其他开发历史较长的城市相比，长春市城区表层土壤中重金属元素含量总体上较低。

2）分析结果表明，长春市城区表层土壤中不同重金属来源存在着差异，其中Cu、Pb和Zn主要来自交通污染；而工业污染和居民生活污染也不容忽视，Cd主要来源于工业源及化肥施用。

3）试验选取具有代表性样区，其结果反映朝阳区目前总体的重金属污染的现状，但还需对多种样品（如土壤样品、大气干湿沉降样品、水样品、植物样品、有机样品等）进行综合分析研究，想要更加准确地反映该区的土壤质量，需要更进一步的详细调查。因此，在进行重金属源解析时应该结合各元素含量的空间分布特征及其周围环境状况进行更加详细的研究。

参考文献：

［1］ 郭平，谢忠雷，李军，等．长春市土壤重金属污染特征及其潜在生态风险评价［J］．地理科学，2005，25（1）：108－112．

［2］ HARRISON R M， LAXEN D P H， WILSON S J． Chemical associations of lead， cadmium， copper and zinc in street dust and roadside soil［J］． Environ Sci Technol，1981，15：1378－1383．

［3］ THORNTON I． Metal contamination of soils in urban areas［A］． BULLOCK P， GREGORY P J． Soils in the Urban Environment［C］．Hoboken， NJ： Wiley－Blackwell， 1991． 47－75．

［4］ 鲁如坤．土壤农业化学分析方法［M］．北京：中国农业科学技术出版社，1999．147－211．

［5］ 王焕华．南京市不同功能城区表土重金属污染特点与微生物活性的研究［D］．南京：南京农业大学，2004．

［6］ 中国标准出版社第二编辑室．中国环境保护标准汇编［M］．北京：中国标准出版社，2000．96－98．

［7］ 徐燕，李淑芹， 郭书海， 等． 土壤重金属污染评价方法的比较［J］．安徽农业科学，2008，36（11）：4615－4617．

［8］ 李其林，黄峋，骆东奇．重庆市农作物基地土壤中重金属及污染特征［J］．土壤与环境，2000，9（4）：270－273．

第3篇

关键词：农田土壤；重金属污染；修复技术；环境保护

中图分类号：S153 文献标识码：A DOI：10.11974/nyyjs.20170432024

1 我国农田重金属污染现状

1.1 重金属普遍超标

农田重金属污染主要是指Pb、Cu、Hg、Zn、Cr、Cd等重金属元素在农田土壤中的含量超过土壤背景值，根据农田部、环保部等部门近年来报告数据显示，全国有300多个重点污染区重金属超标，占农田污染的80%，抽取数据显示，我国农田平均重金属超标率在2010年前就已经高达12%，在一些大城市，例如北京、上海、深圳等地，各类重金属元素在农田土壤中的含量尤其高，城市发展对于农田重金属污染影响极为严重，目前我国农田重金属污染形势严峻，污染情况已经得到重视，各类措施也在紧急筹备和实施之中。我国农田重金属污染现状具有范围大，种类多，相对集中，分布不均，普遍严重的特点。虽然污染依然严重，但随着环保力度的增强和范围的扩大，污染情况正在逐步改善。

1.2 污染主要来源

农田重金属污染修复，关键在防、治二字，要做到对重金属污染的防治，需要了解农田中重金属的来源，污染来源主要有4类，分别是：污水、大气、农业废弃物以及固体垃圾。空气污染是我国环境保护的一大难题给农田也带来了极大的影响，空气中夹杂着来自工业、交通、矿山等的污染物中，不乏各类重金属物质，在大气沉降过程中，重金属便进入了农田土壤之中。大量数据实例表明，在工业区、道路旁，土壤中含重金属量较其他地区明显高出数倍，环保部研究青藏铁路沿线两侧、北京等城市道路旁农田土质以及种植物，发现不仅土壤重金属含量高，植物中也含有较高的重金属元素。含重金属的污水一旦进入农田并沉淀，就容易造成农田重金属含量的增加，农业材料，如农药、农肥等，在大面积、长期使用之下，重金属会慢慢渗入土壤之中，而一些固体堆积物更是含有大量重金属，在堆积中容易渗入地下。

2 农田重金属污染修复技术

2.1 物理、化学修复技术

物理修复技术主要有换土、深耕翻土、填土以及加热法，前3种方法原理一致，皆是使浅层土壤以旧换新，这些方法工程量大，效果稳定，修复彻底，但是不仅换土需要大量工程，集中处理土壤的耗损也非常大，因此并不适合大规模应用。加热法是利用加热使挥发性重金属从土壤中挥发析出，虽然有一定作用，但是容易导致一些元素酸化或者相互反应，产生更为严重的后果，且析出气体的收集也很棘手。化学修复方法也是如此，无论是电动修复还是淋洗修复，都容易导致严重的污染，电动修复是通过土壤两侧通电以电场作用将重金属带到电极，在两极集中收集并进行处理，淋洗是将水或者其他制剂放入土壤之中进行冲洗，制剂的选择和二次污染的防治成为淋洗的重点，物理、化学方法虽然效果好，但是成本高且对环境极可能造成二次污染，因此实践中应用甚少，相关部门正在加紧研究改善重金属污染治理之中。

2.2 生物修复技术

生物修复技术成本较低，有利于规模化操作，并且生物法的优势在于其环境有益性，不仅能够有效处理农田土壤重金属污染，更重要的是，生物修复有助于修复自然界的正常循环，有利于全面改善环境，目前的环境保护实践对于生物方法也极为推崇。生物修复法主要是利用植物和微生物、动物进行土壤修复，利用植物根系固定重金属，减少扩散，植物还能够从土壤中吸收重金属，储存在植物体内，我国已经发现大量对重金属具有吸收能力的植物，在实践中也有一定研究和应用，植物修复是较为推崇的方法，绿色植物的大量种植能够固定土壤、防风固沙、净化空气，大量种植能够吸收重金属的植物，则一举数得，值得注意的是，植物吸收重金属存于体内，势必导致重金属含量过高，这些植物一定不能作为食品销售。微生物、动物与植物修复法类似，生物修复技术容易破坏生态平衡，尤其是微生物、动物修复，因此也需要进一步研究，目前而言，选取植物进行大规模种植修复土壤似乎是于环境保护最有益处的方法。

3 结语

环境于人类而言重如生命，l展中的破坏已经造成，如何修复才是关键，农田土壤重金属污染，重在防治，切断污染源的同时改良污染土壤方为可行之路。

参考文献

第4篇

[关键词]高锰酸钾；土壤；重金属；场地环境调查；健康风险评估

伴随国内化工产业的快速发展，工业化进程的不断更迭，产业结构的快速调整和持续推进，大量工艺落后工业企业关停、破产或者搬迁，遗留大量疑似污染地块。由于历史原因，大部分地块生产时期环境保护管理措施相对落后，造成地块内土壤存在一定程度污染的情况[1]。这些地块内往往遗留有构建筑物、生产设施设备、零散原材料、废渣、废水等，由于长期无人监管且未得到有效的处置，经过风吹雨淋，对周边居民身体健康及生态环境造成严重的破坏和影响，同时也影响了地块后续的再开发利用。高锰酸钾是一种黑紫色、细长的棱形结晶或颗粒，带金属光泽，溶于水和碱液，较为稳定但接触易燃材料可能引起火灾。高锰酸钾主要为无机物强氧化剂，在医学上，高锰酸钾用于消毒，在工业上，高锰酸钾用作消毒剂和漂白剂等。从20世纪50年代开始，国内高锰酸钾主要生产企业分布在重庆、云南、北京、广东、湖南和山东等地[2]。因氧化工序的工艺技术不同，高锰酸钾生产工艺主要分为固相法和液相法[3]，生产主要原辅料为氢氧化钾和锰粉。因锰矿石伴生重金属元素较多，有砷、镉、铅等[4]，因此在高锰酸钾生产过程中，可能存在一定程度的锰、镉、铅、砷等重金属污染。在城镇土地资源日益紧张的情况下，采用基于风险控制的工业污染场地管理策略，对于保护场地周边人群健康、评估污染场地再开发合理性和开展污染场地治理及管理等工作意义重大。本研究区以湖南省某高锰酸钾生产企业遗留地块为对象，开展土壤污染调查与采集分析，通过危害识别确定场地主要污染物及污染成因，进一步暴露评估、毒性评估并定量表征场地健康风险；同时，基于风险控制值、相关标准限值等，提出污染场地的修复目标值，为工业污染场地特别是高锰酸钾生产企业重金属污染地块的管理与防控提供借鉴。

1研究区概况与研究方法

1.1研究区概况

选取湖南省某高锰酸钾生产企业遗留地块为研究对象，该地块占地面积约16500m2，于2008年停产关闭，未来规划为工业用地。在生产时期，其主要产品为高锰酸钾，厂区内短暂生产硫酸锌、镉红、镉黄产品。其高锰酸钾年生产能力为1500吨，生产过程以氢氧化钾、锰粉、煤等为原辅料，采用固相法生产工艺。厂区内遗留有破损厂房、车间，调查阶段均未拆除。生产区域内遗留有少量废渣和废水。本地块高锰酸钾生产工艺为固相法，生产工艺如下：氧化焙烧软锰矿经粉碎机，管磨机粉碎，与氢氧化钾溶液混合成悬浮浆，用压缩空气将物料喷入焙烧转炉加热，除去水分，使二氧化锰转化成锰酸钾和亚锰酸钾，此产物进入第二个焙烧转炉，温度稍低，使锰酸钾进一步氧化完全浸溶，电解氧化锰酸钾焙烧物在溶解槽用稀碱液回收洗涤水溶解，然后经沉淀分离器除去不溶杂质，残渣经过滤、洗涤后去除。净化后的锰酸钾溶液连续进入多级电解槽。电解槽采用镍阳极和软钢阴极，相互串联连接。电解液流经电解槽，使其氧化成高锰酸钾溶液[5]。

1.2采样布点

现场取样采用网格布点法，网格密度为20×20m，采样点位基本位于网格中心，兼顾厂区平面布置情况，部分土壤采样点位根据实际情况稍做调整。共布设土壤采样点45个，共取得土壤样品392个。厂区平面布置及采样点位分布见下图1。

1.3检测方法

所取得土壤样品检测指标为镉、铅和砷。镉和铅检测采用火焰原子吸收分光光度法，砷检测采用原子荧光法。

1.4土壤环境质量评价方法

土壤重金属污染程度高、空间差异性较强[6]。土壤质量评价标准选用《土壤环境质量建设用地土壤污染风险管控标准》(试行)(GB36600-2018)中二类用地风险筛选值标准[7]。根据本地块土壤污染情况，采用内梅罗指数法进行综合污染程度评价[8]，其计算方法如公式(1)。

1.5健康风险评估方法

根据地块样品检测结果，将土壤重金属超过筛选值的污染因子作为关注污染物，风险评估方法采用《建设用地土壤污染风险评估技术导则》(HJ25.3)[9]及ALM模型[10]进行评估。

2结果与讨论

2.1土壤污染状况及空间分布特征

根据土壤检测数据结果，该地块内土壤镉、砷和铅均有不同程度的超标现象，各类土壤类型中的重金属含量变化范围也比较大。砷含量在4.91-~113mg/kg，超标样品数量为29个，占土壤总样品7.4%；镉含量在0.08~366mg/kg，有4个样品超过镉含量的筛选值，超标率为1.0%；铅含量为21~3250mg/kg，超标样品数量5个，占总样品数量的1.3%。由超标总数情况看，砷污染是主要污染因子，其次是铅；其余污染因子占比重较小。土壤重金属检测结果统计见下表2。采用内梅罗指数法进行综合污染程度评价，直观的表示场地内每一层主要重金属污综合染物程度的空间分布，依据土壤详细调查点位、不同深度样品检出污染物含量采用ArcGIS软件，对场内超标重金属元素采用插值法得到场地重金属综合污染空间分布图。由综合污染分布图可以判断，地块内重金属污染主要分布在0~0.5m层，主要集中于原生产车间及原材料堆存区。

2.2风险评估

2.2.1污染识别根据地块生产历史、产品生产工艺过程及原辅料等相关情况，通过对以上信息进行分析，识别潜在的地块污染物包括：高锰酸钾生产过程主要原料锰矿粉，矿石伴生铅、镉、砷等元素；硫酸锌生产主要原料氧化锌，其含多种杂质如铜、铅、锰等；在镉黄和镉红生产主要原料镉盐(碳酸镉)。因此本地块重点关注的潜在污染物包括铅、锰、镉、砷等金属元素。重点关注污染区域包括：原料区、生产区、固废区等。2.2.2暴露评估根据当地用地规划，该地块未来规划为工业用地，因此本地块按二类用地进行风险评估。二类用地方式下，本地块主要污染受体为企业生产工作人员及周围的居民，在地块建设阶段地块内的施工工人将是主要的污染受体。在第二类用地情景下，土壤和地下水中主要污染物为重金属，本地块内地下水不直接接触和直接饮用。地块所在区域周边为居民区和农田，因此本项目地块考虑地块土壤作为污染源时对原场和离场敏感受体(人体)产生的风险和危害。地块未来作为工业用地，地块内的污染物为重金属不具有挥发性，因此0~1m表层暴露途径为经口摄入、土壤皮肤接触、吸入颗粒物三种类型；如果地块未来开挖1m以下层，则有可能扰动的下层暴露途径为经口摄入、土壤皮肤接触、吸入颗粒物三种类型。暴露因子是计算污染物进入人体暴露量的重要参数，主要包括体重、皮肤面积、平均寿命、暴露时间、土壤摄入速率、和呼吸量等。受体暴露参数主要采用《建设用地土壤污染风险评估技术导则》(HJ25.3-2019)所推荐的第二类用地建议值和《建设用地土壤污染风险评估技术导则》编制说明建议值。地块特征参数指标容重、含水率、渗透系数等主要采用该地块实测数据，其他指标采用HJ25.3建议值。2.2.3毒性评估毒性评估包括致癌效应及非致癌效应，是分析关注污染物对人体健康的危害效应。本次评估涉及到的污染指标为镉和砷。污染物毒理学参数见下表3。2.2.险表征风险表征是在暴露评估和毒性评估的基础上，采用风险评估模型计算土壤和地下水中单一污染物经单一途径的致癌风险和危害商，计算单一污染物的总致癌风险和危害指数，进行不确定性分析。本次风险评估过程中，将致癌性可接受风险水平设置为1.0×10-6，非致癌性危害熵设置为1，以评估相关污染物的健康风险是否超标。在二类用地情境下，土壤污染物浓度最大值风险表征结果显示，砷致癌风险和危害商均不可接受，镉致癌风险和危害商均不可接受。2.2.5铅人体健康风险评价由于铅对儿童认知能力和神经系统的强烈毒性，通常认为不存在允许铅暴露量最低限值的安全水平，因此美国EPA建议采用血铅浓度来表征儿童暴露于环境中铅产生的危害，一般认为儿童血铅含量超过10µg/dL将对智力发育及神经系统造成不可接受的损害。目前我国尚未制定血铅评估方法，铅对人体健康最显著的危害是降低儿童的认知能力，敏感人群主要为发育中的胎儿以及婴幼儿[11]。其主要通过土壤、食物、饮水和空气进入人体。本次评估采用ALM模型评估非敏感用地情景下怀孕妇女暴露于铅污染土壤导致的胎儿的血铅浓度水平[12]，并反算土壤中铅的控制水平。ALM模型参数及取值见下表4。基于调查数据，评价结果表明，对二类用地中的最大值进行成人血铅超标评估，土壤铅引起成人中孕妇胎儿血铅水平超过10µg/dL水平的概率为6.8%，超过临界水平风险概率5%。因此需要对土壤铅进行治理修复。

3结论

第5篇

1.1样品的采集

本分析根据重金属的空间变异性,采用非均匀性布点方法,在贵州省部分地区(包含9个地区的34个县市)采集1014个土壤样品(样品采集点位置见图1),每个样品从10m×10m正方形4个顶点和中心共5处各采集1kg表土(0~20cm),均匀混合后,用四分法选取1kg作为该点样品。另按土壤发育层次在土壤剖面采集耕作层、心土层和母质层每层29个样品,三层共87个。

1.2样品制备

土壤在室内风干,过100目尼龙网筛,为防止采样人为因素影响,样品混合、装袋、粉碎、研磨等处理过程均使用木头、塑料、玛瑙等用具。

1.3评价因子

选择生物毒性显著的汞(Hg)、铅(Pb)、铬(Cr)、镉(Cd)以及类金属砷(As)作为评价因子。

1.4样品分析

土壤样品采用美国国家环保局相关标准(USE2PA)[4]抽提消煮,用原子荧光测定砷(As),用冷原子吸收法测定汞(Hg),石墨炉原子吸收光谱仪(AASVario6)测定镉(Cd)、铅(Pb)、铬(Cr)。分析过程加入国家标准土壤样品(GSS22、GSS25)进行分析质量控制,分析样品重复数10%~15%。所用水均为二次去离子水,试剂采用优级纯。测定结果精密度满足所用方法的允许值,准确度符合95%置信水平下置信区间要求。

2数据处理

2.1统计分析

分析数据采用Crabbs检验法进行异常值的剔除,对选出的有效样点数据作对数转换并进行正态分布检验:所采集的样品除铬(Cr)含量符合正态分布外,砷(As)、铅(Pb)、镉(Cd)、汞(Hg)含量并不符合正态分布,但经过对数转换之后,5种重金属元素含量均符合正态分布。同时计算重金属砷(As)、铅(Pb)、镉(Cd)、铬(Cr)、汞(Hg)5%和95%统计量及平均值等。

2.2污染评价方法

土壤重金属污染评价通常采用尼梅罗(N.L.Nemerow)综合污染指数法[5]:P综=(1n∑Pi)2+P2i最大2(a)式中,P综为尼梅罗综合污染指数;Pi为土壤中i元素标准化污染指数,Pi=Ci/Si,Ci为i元素的实际浓度,Si为i元素的评价标准,此值依据GB1561821995[5]的土壤质量标准(表3)的二级旱地标准中各元素含量上限确定;n为样品个数;Pi最大为所有元素污染指数中的最大值。但上式过分强调了极大值的作用,易造成评价结果的失真。为克服此缺点,采用姚志麒对平均值赋予较大权系数(x/y)的方法[7]。其中:x表示单一指数的最大值;y表示单一指数的平均值。本文的评价方法是:首先计算单项污染指数,然后根据单项污染指数,采用(b)式分别计算各个元素的综合污染指数(称之为单因子污染指数)及土壤的综合污染指数。

3结果分析与讨论

3.1重金属的分布特点

对样品的各种重金属含量散点图分析可见:贵州省土壤重金属镉(Cd)含量在地域上呈非均匀性分布特征。贵阳市砷(As)、铅(Pb)及铬(Cr)含量明显高于其它地区。Hg>0.5mg/kg分布地区主要在贵州汞矿区域,有明显的地理特征。

3.2重金属元素统计对比从表2可见:贵州省土壤中砷(As)含量平均值为17.5mg/kg、铅(Pb)为45.0mg/kg、镉(Cd)为0.34mg/kg、铬(Cr)为48.2mg/kg、汞(Hg)为0.201mg/kg。本研究结果中砷(As)、铅(Pb)含量比较接近前人研究的土壤背景值(平均值),差异在-30%~20%之间;镉(Cd)及铬(Cr)的含量低于前人研究的土壤背景值,差异约达50%;汞(Hg)含量及最大值远远高于前人研究的土壤背景值和最大值。全球土壤镉(Cd)含量背景值为0.35mg/kg[6,7],中国土壤镉(Cd)背景值为0.074mg/kg,通过《农用环境监测实用手册》(参考文献[5])可见全国其它地区镉(Cd)土壤背景值均低于0.30mg/kg,而贵州镉(Cd)背景值为0.659mg/kg。陈同斌等人[8]和Li等人[9]分别对全香港地区的土壤样品(其中包括未受到污染的自然保护区土壤)进行了相对独立的取样和分析测定,两者的测定结果中镉(Cd)的数值基本相同,但是却明显高于80年代所测得的深圳市(毗邻香港)土壤镉(Cd)含量背景值以及全国土壤镉(Cd)含量背景值[6];1999年开始,陈同斌等人[10]对北京市土壤重金属含量进行了大规模的系统取样研究,测定结果中北京市土壤镉(Cd)背景值与夏增禄等人[11]调查北京市226个农业土壤后所得土壤镉(Cd)含量平均值完全一致,但也明显高于80年代所测得的北京市土壤镉(Cd)含量背景值。国外土壤镉(Cd)分析结果明显高于我国80年代所测定的土壤镉(Cd)含量背景值。从本研究中贵州省土壤中的镉(Cd)含量平均值与前人研究的土壤中的镉(Cd)含量背景值的巨大差异来看,笔者同意陈同斌等人的推测[10]:这可能是由于以前我国土壤背景值调查中镉(Cd)含量的测定方法和取样方法(样点)不同所致,并且应对我国土壤中的镉(Cd)含量从取样方法、测定方法等进行深入的、系统的研究。

3.3土壤各层重金属环境质量分析

土壤作为开放的缓冲动力学体系,在与周围的环境进行物质和能量交换过程中,不可避免地会有外源重金属进入这个体系。外来重金属多富集在土壤表层[12]。从概念上理解,土壤元素背景值就是不受或者很少受人类活动影响,保持土壤原来固有的元素含量水平,故心土层和母质层受人类活动影响较小,能近似地反映原生环境元素分布、赋存状态,而耕作层是20cm浅层土壤,与生态环境联系密切,受人类干扰最严重。然而在分层采集的样品中,只有镉(Cd)元素符合这一规律,耕作层含量普遍高于心土层和母质层。从表5可见:从含量上看,铅(Pb)和铬(Cr)在三层中的含量几乎相等,而砷(As)和汞(Hg)母质层含量却高于耕作层及心土层,含量最低的是心土层。

3.4贵州省重金属污染状况

a)贵州省综合污染指数为2.81,污染等级为中污染。b)从单因子污染指数看,全省无铬(Cr)污染;除贵阳市外其余地区无砷(As)污染;除黔南州及安顺市有铅(Pb)的轻污染以外,其余7个地区均无铅(Pb)污染。贵州省主要污染物为镉(Cd)和汞(Hg)。污染物超标率镉(Cd)的最大,占45.48%,其次为汞(Hg),占20.24%。镉(Cd)污染尤其严重,全省无一地区未遭受镉(Cd)污染,其中贵阳市及黔南州的镉(Cd)的单因子污染指数超过了3.0,污染等级为重污染,镉(Cd)最高,含量达4.52mg/kg,超标倍数达14.07倍。六盘水市镉(Cd)的污染等级为中污染,其余各地区均为镉(Cd)的轻污染地区。全省镉(Cd)超标率达到36.79%,所有地区镉(Cd)超标率都在20%以上,黔南州的镉(Cd)超标率达到了73.91%。汞(Hg)污染主要存在于贵阳市、黔东南州、铜仁地区以及黔南州。c)从各地区的综合污染指数看,全省只有毕节地区综合污染指数0.79<1.0,污染等级为警戒级,污染水平为尚清洁。贵阳市、黔东南州和黔南州的综合污染指数都大于2.0,污染等级为中污染,污染水平为土壤、作物受到中度污染。贵阳市综合污染指数为3.03,污染等级为重污染,污染水平为土壤、作物受污染已相当严重。其余地区污染等级为轻污染,土壤、作物开始受污染。d)从全省的各种重金属的单因子污染指数看,汞(Hg)单因子污染指数为2.19,污染等级为中污染,污染水平为土壤、作物受到中度污染;贵州省重金属污染状况中镉(Cd)的污染最严重,单因子污染指数达到了4.05,远大于3.0,说明贵州省属于镉(Cd)的重污染区。

第6篇

关键词：螯合剂　土壤　运用

一、螯合剂的种类

标准的分类不同使螯合剂也呈现不同的种类，当下比较常见的分类方式主要有效果与作用机理分类、化学组成分类。螯合剂根据效果与作用机理的分类能够分为稳定、固化以及活化的重金属螯合剂。依照螯合剂所显示出来的化学组成分类，螯合剂能够分为天然的低分子有机酸以及氨基多羧酸类。具体分类入下图：

二、螯合剂在重金属污染土壤修复中的运用

对于农产品而言，土壤遭受到重金属的污染会影响着其安全，严重的情况会威胁到人类的健康以及整个生态系统，这个问题已经逐渐蔓延开来，当下世界已经将土壤的重金属污染问题纳入全球性环境问题中。如果土壤遭受到重金属的污染，会极大的降低土壤中生物的有效性，使栽植的植物难以吸收土壤中的养分，在现实当中，螯合剂就能够很好的解决这一难题，其能够有效的对土壤中重金属所具备的移动性予以改变，这里所说的改变主要就是指将土壤重金属予以钝化或者活化，这样就能够极大提高修复重金属土壤的效率，因此在当下修复重金属土壤的中广泛将螯合剂运用进来。

1.氨基多羧酸类

就当下形式而言，氨基多羧酸类的螯合剂在一定程度上含有活化效率高的特征，在我国对于修复土壤重金属污染的报道非常多。例如在研究拥有半年开采历史以及我国亿吨煤建设基地的淮南矿区，土壤所遭受的重金属污染主要就是铅污染，我国已经有很多专家以及学者对淮南矿区这一现状以及危害进行了仔细分析，与此同时还研究出了修复土壤铅污染的最新技术、修复栽植植物的机理以及技术特征。再例如我国很多专家以及学者认为将DTPA、EDTA以及HCL作为化学螯合剂，在这三种浸提剂中，对于镉、铜、铅、锌这四种重金属而言，HCL的浸提效果相对于DTPA以及EDTA要好的多。我国还有一些专家以及学者通过研究得出，泥炭以及螯合剂能够对苎麻吸收土壤中重金属镉起到一定的影响，根据相关实验表明，柠檬酸与泥炭两者组合起来进行配施处理能够帮助所栽植植物的生长，针对植物吸收重金属镉的实际能力来看，泥炭与螯合剂（柠檬酸、EDTA）两者组合起来进行配施处理能够有效的帮助苎麻更好的吸收土壤中的重金属镉。我国很多专家以及学者都认为小白菜能够对土壤中的重金属镉污染植物进行有效的修复，然后经过盆栽试验，我们能够得出小白菜在重金属镉土壤中的富集指标以及耐受性，然后根据此指标去施加不同水平的螯合剂，这样做的主要目的就是让修复效果得到强化。我国还有一些专家以及学者还做了土培盆栽试验，我们能够得知油菜以及甘蓝也能够在吸收土壤中重金属镉起到有效的生物净化作用，在此基础之上，很多专家以及学者还对甘蓝富集镉受到螯合剂的影响进行了详细的研究，通过这个研究我们能够得出，甘蓝在进行修复土壤中重金属镉污染的效果并不是那么明显，但是油菜在修复土壤中重金属镉污染却有着非常显著的效果，但是EDTA化学螯合剂在提高修复水平方面的效果就不是那么明显，因此，我们就可以认定油菜这种植物比较合适去对土壤中的重金属镉污染进行修复，但是对于螯合剂的添加还是要根据实际情况来决定。

2.低分子有机酸

低分子有机酸相对于氨基多羧酸类来说，在进行修复土壤重金属污染的相关研究报道中，偏向于低分子有机酸的研究报道要相对要少一点。我国一些专家以及学者就当下土壤重金属污染的实际情况进行筛选活化重金属土壤中天然植物螯合剂的研究，根据此研究我们能够得知植物的类别不同所产生出来的汁液也能够对土壤中不同的重金属成分起到不同的活化能力，为此我们做了一个排序：马尾松

三、存在的问题与展望

在运用螯合剂对土壤重金属污染进行修复的时候会在不同程度上受到螯合剂种类所呈现出来的效应、金属种类、螯合剂所呈现出来的浓度效应、整合剂的酸碱值效应、土壤的基本特质效应以及植物的具体种类效应等方面的影响。例如，EDTA能够在一定范围内的酸碱值内与其他金属复合成为一种具有一定稳定性的复合物，其不仅能够对土壤中的重金属予以吸附，还能够将土壤中的重金属化合物予以溶解，但是不溶性，与此同时酸碱值、提取液与土壤之间的比例、电解质、重金属在土壤中的具体形态以及土壤的具体性质都会对EDTA清除土壤中的重金属的实际效果造成影响，并且EDTA具有价格昂贵以及回收率低的问题，这就使得EDTA不能够被广泛的运用起来。

而对于螯合剂修复土壤的重金属污染来说，其不仅是一项耗费低的修复技术，还具备在一定的范围内对受到污染的土壤予以修复的潜能，但是就目前形势而言，还缺乏对螯合剂在土壤中以及重金属在植物内部的累积、迁移和重金属的络合作用的机制的研究。与此同时，螯合剂不仅能够对土壤中、低浓度重金属污染予以处理，还能够与其他土壤重金属污染修复技术相结合，以此来作为整个修复工作的最后一项内容，但是螯合剂不能够对土壤遭受的所有重金属污染予以处理。

在未来我们能够要求螯合剂的来源植物要具备对重金属有一定的耐性，因此，我们能够将基因工程技术运用进来，这样做的主要目的就是对超富集植物的培育，通过基因工程技术培育后的植物具有重金属生物量大以及累积量大的特点，这样就能够提高植物的生物量，从而提高植物的土壤重金属污染的修复效果。

参考文献

[1]白雪,程国玲.螯合剂在重金属污染土壤中的应用[J].现代农业科技,2011,(1):289-289,292.

[2]李玉红,宗良纲,黄耀等.螯合剂在污染土壤植物修复中的应用[J].土壤与环境,2002,11(3):303-306.

第7篇

（西安科技大学建筑与土木工程学院，陕西 西安 710054）

【摘　要】通过对宝鸡王家崖水库表层沉积物的采样，采用BCR四部连续提取法对沉积物中As、Co、Cr、Cu、Mn、Ni、Pb、V和Zn等重金属物质的含量水平和空间分布进行了探究，对Co 、Cr 、Cu、Mn、Ni、Pb、Zn等的赋存形态进行了分析，探讨了其对环境的影响。

关键词 王家崖水库；沉积物；重金属；赋存形态

作者简介：路程(1985—)，男，西安科技大学建筑与土木工程学院，助教，研究方向为水文及水资源。

重金属物质在自然界中广泛存在，其在生物链中的富集作用呈不可逆性。Schutzle[1]研究得出由于人类活动排入环境中的重金属，浓度很低时也会产生很强的毒性，通过一系列的富集，最后有可能进入人体，危害人体健康。比如：汞、金、铅等重金属富集于人体时，可引起人体的自身免疫性疾病，破坏人体免疫系统，使免疫系统失去识别自身与“外侵”细胞的功能，结果导致人体产生疾病[2]。对于某一区域，如果重金属的含量远高于其环境背景值，会使其赋存环境受到严重危害，因此对于重金属污染的分析研究成为国内外关注的热点。

1　实验材料及方法

1.1　样品的收集

采集样品：①时间：2014年10月，②方式：使用抓斗式取泥器抓取水库表层沉积物，③处置：带回实验室保存于冰箱（4℃恒温）。

1.2　测定方式

待保存的沉积物样品冷冻干燥后，用玛瑙研体研磨，后过100目尼龙筛，将过筛样品保存备用。

重金属 Cu、Pb、Zn、Cd、Ni、Cr 的含量利用ICP-MS（型号ELANDRC-e）测定；Hg测定：称取0.2g样品经王水水浴（95℃）消解，加入氯化溴将各形态Hg氧化，由上清液中取出并测定Hg的含量，同时测量水系沉积物标准物质GBW-07305（GSD-5），以保证测定结果的准确性。

2　实验结果分析

2.1　重金属含量分析

如表1所示，9种重金属的含量平均值均高于土壤背景值；且其有不同程度累计强度：其中Co、Cu、Mn、V的累计强度较高，达1.70以上；Zn、As的累计强度相对低，在1.50以下。由上可知，9种重金属的含量已有不同程度的富集，应引起相关部门的重视。

2.2　重金属含量空间分布分析

对于重金属含量在其空间分布上加以测定，主要方法：将水库分为库边、库中，库边分为库边左、库边右；库中分为库中上游、库中下游。从而更全面的说明重金属分布情况。

由图1可知，重金属在水库的4个分区呈现大致的V字分布，即库中上游含量最低，库边和库中下游含量相近；库中含量分布情况是：库中下游>库中上游；库边含量分布情况是：As，Cr，Co，Cu，Mn，Ni和V的含量在库边西（左）大于库边东（右），Pb和Zn的含量在库边东（右）大于库边西（东）。

2.3　重金属空间区域赋存形态分析

王家崖水库库中和库边重金属赋存形态空间区域分布如图2所示。

由图2可知，库中沉积物乙酸提取态所占比例大小顺序为：Mn（42.89%）>Cr（30.30%）>Pb（17.03%）>Ni（10.88%）>Co（6.40%）>Zn（3.59%）>Cu（2.49%），由此可知，沉积物中重金属Mn极易释放到水环境，Cr亦有较高的不稳定性，容易扩散到水环境中；重金属以残渣态形式存在的高低顺序为：Cu（82.38%）>Zn（80.11%）>Ni（71.66%）>Co（60.05%）>Pb（49.65%）>Cr（47.62%）>Mn（36.21%），可见Cu和Zn在库中以非常稳定的形态存在，不易释放出来。

库边沉积物在乙酸提取态中所占比例大小顺序为：Mn（47.50%）> Pb（25.07%）> Cr（24.81%）>Co（14.95%）>Zn（12.26%）>Ni（8.19%）>Cu（4.13%）可见Mn在库边极具不稳定性，很容易释放出来，Pb、 Cr元素也不稳定，容易释放出来；重金属以残渣态形式存在的高低顺序为：Cu（75.90%）>Ni（70.72%）>Co（64.14%）>Zn（55.59%）>Cr（54.10%）>Mn（35.96%）>Pb（35.32%），可见Cu在库边也是以非常稳定的形态存在，Ni、Co 、Zn 、Cr也较稳定，不易释放出来。

3　结论

（1）9种重金属的含量平均值均高于土壤背景值；且已有不同程度累计：其中Co、Cu、Mn、V的累计强度较高，达1.70以上；Zn、As的累计强度相对低，在1.50以下。

（2）9种元素在水库的4个分区呈现大致相似的V字分布：库中上游含量最低；在库边的分布情况是：As，Cr，Co，Cu，Mn，Ni和V的含量在库边左大于库边右，Pb和Zn的含量在库边右大于库边左。

（3）整个水库中，Cu和Ni元素赋存形态较稳定；Zn元素在库中稳定，库边相对不稳定；Cr元素在库边相对稳定，库中较不稳定，更易扩散到水环境中；Mn元素在整个库区均不稳定，极易扩散到水环境，污染水库。

参考文献

［1］蓝先洪.中国主要河口沉积物的重金属地球化学研究[J].海洋地质动态,2004,20(12):1-4.

［2］尚英男,倪师军,张成江,等.成都市河流表层沉积物重金属污染及潜在生态风险评价[J].生态环境，2005,14(6):827-829.

［3］王新伟,钟宁宁,李朝生,等.黄河包头段河流沉积物重金属污染的多样性与均匀性分析[J].中国石油大学学报(自然科学版),2007,31(4):14-17.

第8篇

关键词 环境监测；重金属污染；减量化；问题；对策；分析

中图分类号 X830 文献标识码 A 文章编号 1673-9671-（2012）102-0127-01

1 环境监测中重金属污染问题分析

在当前技术条件支持下，环境监测工作过程当中部分监测项目的执行均在一定程度上致使试验过程中及试验后期产生大量的重金属废弃物，若如排放不当或是大量排放，势必会导致极为严重的环境污染问题。具体而言，主要涉及到如下几个方面：首先，在针对化学需氧量指标进行监测分析过程当中，现阶段普遍采取的监测方式为重烙酸钾回流法。受到监测及操作技术局限性因素的影响，此项监测作业中将产生包括汞、银以及烙在内的大量重金属污染废弃物。与此同时，此项监测作业完成后针对重金属废弃物采取直接排放的方式流入地表水层，由此所导致的地下水水体汞超标以及铁超标问题同样是极为严重的；其次，在针对高锰酸盐指数进行监测分析的过程当中，为确保监测作业数据的真实性与可靠性，往往需要在监测样品中进行一定剂量高锰酸钾以及草酸钠溶液的添加，这部分添加溶液中所含有的重金属锰元素在排放进入地表水水体后同样将导致地表水水体呈现出明显的锰超标问题；最后，在针对氯化氢指标进行监测分析的过程当中，现阶段应用较为普遍的监测方式为硫氰酸汞分光光度法。实践作业过程当中需要按照每1　ml剂量样品当中含有约为0.25　mg剂量的重金属汞元素。这部分重金属汞元素在排放入地表之后对于地下水水体的影响问题同样是极为突出的。

2 环境监测中重金属污染问题的减量化对策分析

1）针对环境监测过程中所产生的金属废液问题进行高效处理：对于实验室而言，在进行环境监测的作业过程当中所产生的大量金属废液在当前技术条件支持下采取直接排入大气环境的方式，进而导致实验室周边金属废液污染严重。基于这一问题的分析，现阶段实验室应当针对所产生金属废液进行专门性且统一性的收集与处理。与此同时，实验室管理标准及规范当中也应当严格规定有关金属废液的处置方法，按照处置作业的开展填列相应记录。

2）针对环境监测过程中所选取的监测方式进行合理改进与优化：尽管对于这部分重金属废弃物的综合处理能够实现对周边环境污染问题的有效控制。然而对于实验室工作人员而言，在日常工作过程当中仍然不可避免的需要大量且频繁的接触这部分重金属废弃物，从而导致自身身体健康受到严重影响。陷阱诶段可以采取对环境监测方法进行更换与优化的方式避免这一问题。例如：在有关二氧化硫的监测过程当中将吸收液试剂改进为甲醛试剂能够显著降低整个监测过程中含重金属汞废液的形成。与此同时，在有关硫酸盐的监测过程当中可以将分析方式更新为离子色谱方式，从而实现对含重金属银及重金属钡废弃物的有效控制目的，以上也可以说是现阶段实现重金属污染减量化的重点与关键所在。

3）针对环境监测过程中应用能够的监测技术进行持续发展与完善：传统意义上将有关重金属污染的减量化定义为对环境监测工作过程中重金属废弃物排放量的控制，这仅仅是狭义层面上的减量化。实践研究结果表明：真正意义上的重金属污染减量化应当是针对环境监测过程中重金属废弃物产生量的有效控制。基于对这一目的的实现。应当加强对新型环境监测技术的综合研究与应用。现阶段接触较多的有关化学需氧量的测定方式包括以臭氧为氧化物以及以高锰酸钾为氧化物的测定作业，基于这部分氧化物所实现的监测技术在实践应用过程当中能够发挥对重金属废弃物中银含量、汞含量以及铬含量的有效控制，应当进一步推广与应用。与此同时，还应当着眼于现代环境监测设备及仪器的研究与开发，通过对自动化、集成化、综合化以及连续化在线环境监测技术系统的应用自源头上控制实验所需各类重金属试剂的添加，从而真正意义上实现减量化目的。

3 结束语

环境监测是现代环境保护事业发展过程中极为关键的组成部分之一，然而现阶段在环境监测过程中所呈现出污染问题，特别是重金属污染问题是尤为突出且亟待改进的。如何在环境监测过程中实现对重金属污染问题的减量化处理已成为现阶段相关工作人员最亟待解决的问题之一。本文针对以上问题做出了详细分析与说明，希望能够引起关注，从而将环境监测相对于生态环境的危害降至最低。

参考文献

[1]任红艳，庄大方，潘剑君等.重金属污染水稻的冠层反射光谱特征研究[J].光谱学与光谱分析，2010，30（2）：430-434.

[2]严加永，吕庆田，葛晓立等.GIS支持下的土壤重金属污染预测预警研究[J].吉林大学学报（地球科学版），2007，37（3）：592-596.

[3]刘静，黄标，孙维侠等.基于污染损失率法的土壤重金属污染评价及经济损失估算[J].农业环境科学学报，2011，30（6）：1087-1093.

[4]李永华，杨林生，王丽珍等.基于BCR和HG-ICP-AES的矿区土壤重金属污染特征分析[J].光谱学与光谱分析，2007，27（9）：1834-1836.

作者简介

第9篇

关键词：主成分分析 内梅罗指数 Muller指数 spss

中图分类号：O242 文献标识码：A 文章编号：1007-3973（2013）007-132-02

1 引言

近些年，人类活动对城市环境影响越来越严重。对由人类活动影响造成的城市地质环境的演变模式进行研究，逐渐成为人们关注的焦点。通过文献[1]提供的某城市城区土壤地质环境进行调查，根据测的的数据，假设样品采集在充分考虑污染源前提下，兼顾空间分布均匀性，同时考虑地形、气候因素影响；数据的处理计算时均采用四舍五入法保留小数点后两位，与原数据保持一致；污染源的重金属浓度不再增加；取样点的数据较好的反映了该地区的污染物浓度，对城市表层土壤重金属的污染进行分析研究。

2 8种主要重金属元素的空间分布

根据测得数据，采用8种元素在五个地区各自的作用单独考虑，采用excel软件绘制标准曲线，对原始数据进行标准化处理，并带入标准曲线求得各采样点的重金属浓度，然后求出平均浓度，再用Muller指数进行各项计算与分析。除此外还采用了地积累指数法和内梅罗综合指数法进行全面的分析。Muller指数法是对各重金属元素因子的单独作用在各地区进行分析，目前国内外普遍采用单因子指数法和内梅罗综合指数法等进行土壤重金属污染评价，这两种方法都能对被研究区域的土壤重金属污染程度进行较为全面的评价，但不能从自然异常中分离人为异常，判断表生过程中重金属元素的人为污染情况，但地累积指数法弥补了其他评价方法的不足。

2.1 重金属元素在该城区的空间分布图

用双调和样条内行插值计算，得出重金属空间分布图。双调和技术在二维或多维空格键中的导数与一维空间中的导数的作用相似。在m维空间中，利用N个数据点的曲面求解问题：；其中，是双调和算子，x是m维空间中的一个位置。其通解为，求解线性系统，可以得到。

在EXCEL中分别筛选出每一区的8种重金属浓度情况，由于给出的重金属量纲不统一，用归一化方法统一量纲。然后分别在每一区内对不同重金属求平均值主要重金属元素关于该城市五个区的分布。

Sij表示规划后某种金属浓度在某个采样点的值，xij某种重金属在某个采样点的值。由归一化后，运用富集系数模型：Di=d实测值 / b背景值定量描述城市重金属污染的空间分布情况。

2.2 三种评价不同区域重金属的污染程度的方法

2.2.1 地积累指数法

国内外很多专家将地积累指数法用于对人类活动造成的重金属对土壤污染的评价。该指数的计算式为：Igeo=log2[Cn/（kBn）]。根据Igeo值将污染等级分为6级，并且以国家二级标准作基准的污染评价。

2.2.2 内梅罗综合指数分析法

内梅罗指数法是当前国内外进行综合污染指数计算的最常用的方法之一。该方法先求出各因子的分指数（超标倍数），然后求出各分指数的平均值，取最大分指数和平均值计算。综合污染指数计算公式：。内梅罗综合指数在评价时可能会人为地夸大或缩小一些因子的影响作用，使其对环境质量评价的灵敏性不够高，有时候计算结果很难区分土壤环境污染程度的差别。所以，采用污染负荷指数法数学模型进行进一步分析。

2.2.3污染负荷指数法

用污染负荷指数法以土壤背景值为评价标准，对整个区域各个点位各种重金属进行定量分析，并对各点的污染程度进行分级，反映对环境污染最严重的元素。

3 分析重金属污染物的传播特征

为了分析研究各种土壤重金属的来源，本文采用了Pearson相关分析对被研究区域8中重金属含量数据进行了相关分析。从相关性分析结果可以发现，土壤中Pb与Cd，Ni与As显著正相关，且相关性较强，分别为0.812、0.639；其次为Cu与Cd，Cr与Ni，Pb和Cu也达到正相关。

本文对所有采样点采取主成分分析法，利用SPSS 13.0软件对城区土壤重金属的5项指标进行主成分分析。通过主成分分析计算，城区的8个变量的全部信息可由5个主成分表示，即对前5个主成分进行分析已经能够反映全部数据的大部分信息，再由5个主成分加权平均得出每个采样点相对应的综合指标。

基于SPSS软件包软件包生成的因子成分得分系数矩阵，降维后每种成分在每个取样点的得分计算公式：

综合指标的得分计算公式：

根据问题一中的方法参考Zj对应的取样点坐标对Zj做插值处理，并绘制等高线图，可得图1。

图1 等高线图

由图1可以看出，在靠近坐标原点的地方有两个综合指数超高区，可以认为这两个区域既是污染源所在的区域。

通过使用MATLAB进行双调和样条插值法，由Zj生成了一个200*200的矩阵。可以通过程序将其转换成一个具有200*200个元素的矩阵。可以得出综合指数Z的分布主要集中在0到0.2的区间中。我们认为污染源受到污染的水平应当远高于距离污染源较远的地方。所以我们将主要通过研究Z大于0.2的点来确认污染源。经过excel的筛选，大于0.2的点有1805个。污染源必然包含在这些点中间。

结合重金属在土壤中的传播特征，建立数学模型

4 结论

为更好地研究城市地质环境的演变模式，预测土壤中各种重金属的含量，必须求解并分析城市内土壤中各种重金属污染物的主要来源，确定影响这些重金属含量时间变化的主要影响因子并进行分析，然后在分析的结果中建立各种土壤重金属含量的时间预测模型。得重金属累积预测模型如下：

通过建立的模型可以用以城市土壤环境异常分析，以及城市环境质量评价，测定各区域重金属含量等，具有较强的实际应用价值。

参考文献：

第10篇

关键词：蘑菇湖水库；重金属污染；单因子指数；内梅罗指数

重金属污染物因其很难被降解成为当今世界热切关注和迫切需要解决的问题[1]。蘑菇湖水库地处玛纳斯河西岸，位于石河子市以北约18公里处，属石河子总场范围，建成于1958年，是石河子垦区内最大的一座天然洼地型人工内陆平原水库。水库设计库容1.8亿立方米，有效库容1.4亿立方米，水库占地面积36平方千米，设计蓄水面积31.2平方千米，年调节水量为2.2亿立方米，水源主要为玛纳斯河水、泉水及机井水、沙湾河水、城市废水。灌溉垦区下野地6个团场和沙湾县三个乡土地，设计灌溉面积约40万亩，具有养殖、农灌和部分牲畜饮用三大功能，起着冬蓄夏灌的调节作用，在垦区农业生产中发挥着重要作用。因此石河子市对蘑菇湖水库的相关研究一直是一个热点。在生态环境方面，现有的研究主要集中在水体沉积物和消落带土壤，对水体研究也多为常规性的水质评价，缺乏对水体中多种重金属复合污染的相关研究[2]。本次研究关注蘑菇湖水库的进水区下层，对多种重金属在水中的分布特征及水受重金属污染分析评估，以期为蘑菇湖水质监测、评价和控制提供基础的科学依据。

1 材料与方法

1.1 样品采集与指标测定

2013年4月，在蘑菇湖水库进水区、出水区设立了2个采样断面，分别为水体上层和下层，在湖心区、浅水区和岸边区分别设立了采样点。收集到的水样经0.45um滤膜过滤后，去除杂质，用5ml水样，加入硝酸酸化使pH

1.2 评价方法

文章采用单因子污染指数法和内梅罗综合污染指数法[3]评价蘑菇湖进水区水体重金属污染程度。

单因子污染指数法计算公式为：

（1）

式（1）中Pi为重金属i的污染指数，Ci为重金属i的实测值，Si为污染物i的标准值（一般取二类标准，单位为g/L）。单因子指数法环境质量评价分级见表1。

内梅罗综合指数法计算公式为。

式（2）中P为综合污染指数，Pi为单因子指数，Pimax为区域内所有单因子指数的最大值。内梅罗指数法环境质量评价分级见表2。

2 结果与分析

2.1 水库不同区域水体重金属含量特征

蘑菇湖水库分为进水区、出水区、湖心区、浅水区和岸边区五个区域，各重金属元素在不同区域的浓度见表3。不同区域水体中重金属含量情况是：Pb为0.49ug/L（出水区上层）、0.52ug/L（出水区下层）、0.56ug/L（湖心区上层）、0.60ug/L（湖心区下层）、0.65ug/L（进水区上层）、0.75ug/L（进水区下层）、0.66ug/L（岸边区）、0.63ug/L（浅水区）；Cd为0.03ug/L（出水区上层）、0.03ug/L（出水区下层）、0.03ug/L（湖心区上层）、0.03ug/L（湖心区下层）、0.037ug/L（进水区上层）、0.043ug/L（进水区下层）、0.04ug/L（岸边区）、0.03ug/L（浅水区）；Cu为0.35ug/L（出水区上层）、0.42ug/L（出水区下层）、0.39ug/L（湖心区上层）、0.43ug/L（湖心区下层）、0.45ug/L（进水区上层）、0.55ug/L（进水区下层）、0.46ug/L（岸边区）、0.45ug/L（浅水区）；Zn为7.00ug/L（出水区上层）、7.00ug/L（出水区下层）、6.80ug/L（湖心区上层）、7.40ug/L（湖心区下层）、7.80ug/L（进水区上层）、9.00ug/L（进水区下层）、7.50ug/L（岸边区）、7.50ug/L（浅水区）。可以看出，各重金属含量因元素种类而有所不同，浓度大小依次为Zn>Pb>Cu>Cd，各重金属元素浓度相差大致在12.5%-27.1%之间。而根据国家地表水环境质量标准（GB3838-2002）来评判，Pb在单位水体中最为接近检测限值，而Cd为单位水体中浓度最低。

与国家地表水环境质量标准（GB3838-2002）相比，四种元素中Pb的含量已接近了国家Ⅳ级水质标准的检测限，但离检出限还有很大差距，而另外三种重金属元素含量均在Ⅳ级标准以内。在蘑菇湖水库，经研究发现Pb、Cd、Cu、Zn等多种重金属浓度伴随着丰水期和枯水期而浓度也有所差异。因此，必须加强水库区支流水质的监测工作，为区域生产和生活提供水资源保证。

2.2 水体重金属污染程度评价

单因子污染指数法和内梅罗综合指数法对蘑菇湖水库不同区域水体重金属污染情况评价结果见表4。采用单因子污染指数法对8个采样点的4种重金属评价分析发现，蘑菇湖各区域的水体只有进水区下层的Pb浓度相对接近检测限，但离检出限差距很大，而其他区域重金属元素浓度均在检测限内，可以得出进水区下层水体为警戒限级的尚清洁等级，而其他区域的水体为安全的清洁等级。而内梅罗综合指数法评价结果表明所有区域水体都为无污染等级。两种评价方法均表明，采样点位的水体均未受到污染，只是其中Pb浓度相对较高，应给予一定的关注。

2.3 磨菇湖水体重金属含量变化原因及管理对策

2.3.1 水体重金属含量变化原因

磨菇湖水体重金属的主要来源是工业废水。随着经济的快速增长和工业化进程加快，我市工业废水含有不同浓度的Pb、Cd、Cu、Zn等重金属有毒有害物质，而这些污水最终排放进入蘑菇湖水库。虽然这些工业废水经过处理，但是经过多年的污染累积，已经使蘑菇湖水库的重金属含量相较之前增长了很多倍。其中，Pb的含量增长在众多重金属里面最为明显，应特别注意。

2.3.2 水体重金属管理对策

水体重金属污染有很多需要解决的难题，但由于时间、人力、物力的实际情况和限制，现在提出以下对策：一是对各工业企业内部的各生产车间、流水线等实行定额供水。二是尽量增加蘑菇湖水库的蓄水量，增大上游玛河向蘑菇湖的输送量，尽可能稀释水库的水体。三是对水库有可能存在的污染源、目前的污染现状等，进行全面的调查，在调查研究基础上，写出综合评价报告，为治理工作提供依据。四是通过对经济效益和排污处理效果二者的综合考量，提出对蘑菇湖水库进行区域型综合治理和分散治理。五是积极采取措施，如环境管理、企业管理、工业技术改革等办法来监督和协助各个工业企业减少工业废水中重金属的排放量和排放浓度。

3 结束语

蘑菇湖水库进水区水体下层的Pb、Cd、Cu、Zn四种重金属含量明显高于其他区域，其所有元素含量均在国家Ⅳ级水质标准范围内。通过本次研究，得出研究水域重金属在不同区域的变化趋势。污染指数评价结果表明研究水域未受到这四种重金属污染，仅重金属Pb浓度接近于检测限，望引起有关部门的注意。因此，可以放心使用水库进行农业灌溉和大力发展养殖业。

参考文献

[1]Shanker A K，Gervantes C， Lozaavera H， etal.Chromium toxicity in plants[J].Environment International，2005，31：739-753.

[2]左轻扬，毛雪梅，马海燕.环境因子对河流回水区水体富营养化影响的研究综述[J].重庆第二师范学院学报，2013，26（6）：21-24.

第11篇

关键词：重金属土壤污染土壤修复

Abstract: this paper analyzes the heavy metal pollution of soil bioremediation technology research status, and the future prospect.

Keywords: heavy metal pollution of soil soil repair

中图分类号： Q938.1+3 文献标识码：A文章编号：

土壤中的重金属污染有长期性、不可逆性和隐蔽性的特点。当有害重金属累积到一定数量,不仅会使土壤发生退化,降低农作物的品质和产量,还会通过淋洗、径流作用污染到地表水甚至地下水,甚至可能因为人类吃到了直接受到毒害的植物而危害到身体。一直以来，国内外的技术人员都在积极研究对受重金属污染土壤的修复技术,并取得了不错的成绩。本文将具体介绍几种修复技术并展望其未来的发展。

一、重金属污染土壤修复技术的研究现状分析

（一）工程措施。主要分为深耕翻土、换土和客土。土壤仅受轻度污染时采用深耕翻土的方法, 而治理重污染区时则采用客土或者换土的方法。工程措施对于修复土壤的重金属污染有很好的效果, 它的优点在于稳定和彻底, 但也存在实施工程较大、投资费用较高, 且容易破坏土体结构使土壤肥力下降等问题。

（二）物理修复技术。主要分为电热修复、土壤淋洗、电动修复等。针对面积小且污染重的土壤进行修复, 适应性广，也是一种治本的措施, 但在操作中可能发生二次污染破坏土壤结构并导致肥力下降。

1、电热修复。电热修复是指通过高频电压产生热能和电磁波,加热土壤, 将土壤颗粒中的污染物解吸出来, 并从土壤内分离出易挥发的重金属,达到修复的效果。主要针对修复土壤被Se或Hg等重金属污染的情况。此外，也可以将土壤置于高温高压中,使之变成玻璃态物质, 最终从根本上修复了土壤中重金属的污染。

2、土壤淋洗。淋洗法是指用淋洗液冲洗受到污染的土壤,将吸附在土壤颗粒中的重金属变成金属试剂络合物或溶解性离子,再收集淋洗液并回收重金属。此法适用于轻质土壤,修复效果相对较好, 但其花费也相对较高。

3、电动修复。电动修复是指在电场的作用下, 用电迁移、电泳或电渗透的方式, 将污染物从土壤中带至电极的两端, 通过工程化的收集系统对其进行集中清理。目前该技术因其良好的修复效果已被发展进入商业化的阶段。

（三）化学修复。化学修复是指将天然矿物、有机质、固化剂以及化学试剂等物质加入土壤, 改变其Eh、PH值等理化性质, 并通过氧化还原、吸附、沉淀、抑制、络合螯合及拮抗等作用降低重金属本身的生物有效性。

（四）生物修复。生物修复是一种通过生物技术来修复土壤的新方法。主要利用生物去削减、净化重金属或降低其毒性。此法效果好又易于操作, 因而越来越受到人们的青睐, 成为几年来污染土壤修复研究中的热点。

1、植物修复技术。这是一种通过自然生长和遗传作用来培育植物对受重金属污染的土壤进行修复的技术。根据机理和作用过程的不同, 此修复技术又可分为植物提取、植物稳定和植物挥发三种类型。

⑴植物提取。用重金属超积累植物把从土壤中吸收到的重金属污染物转移到地上的部分, 再收割地上部分并对其进行集中处理,从而降低土壤中的重金属含量，并达到可以接受的水平。

⑵植物稳定。用超累积植物或耐重金属植物使重金属的活性降低, 减少了重金属通过空气扩散而污染环境或是被淋洗入地下水中的可能性。

2、微生物修复技术。通过土壤中存在的某些微生物能氧化、沉淀、吸收或还原金属物质, 从而降低了土壤中金属的毒性。此外, 存在于微生物细胞中的金属硫蛋白对Cu、Hg、Cd、Zn等重金属有强烈的亲和性,而且它对重金属也有富集作用最终能抑制毒性的扩散。但微生物只能对小范围污染的土壤进行修复，因此其能力有限。

二、对重金属污染土壤修复技术未来发展的展望

防止污染最根本的措施是控制并消除污染土壤的源头。所谓控制污染源，是指控制土壤中进入污染物的速度和数量，并通过自身的自然净化作用消化污染物，消除土壤污染。其具体措施包括：①推广闭路循环和无毒工艺，减少甚至消除排放污染物的行为，回收处理工业“三废”，变害为利；②加强对污灌区中用于灌溉的污水的水质监测，掌握水中污染物的含量、成分及动态，消除含有高残留污染物且不易降解的污染物随水流入土壤中的情况；③建立监测网络，对辖区内土壤环境的质量定期进行检测，并建立档案，按优先次序开展调查研究并制定实施相应对策。

在过去的20 年里,我国对重金属污染土壤修复技术的研究工程越来越重视,政府也一直致力于制定相应的策略来修复受到污染的土壤,但由于其高额的支出而难以被大规模应用在改良污染土壤的工作中。此外，实施中还常常因为措施不当而破坏了土壤结构，降低了生物活性，最终导致土壤肥力退化。鉴于我国国土宽广，土壤类型复杂多样，在对土壤污染现状进行调查时，要着重制定重金属在土壤中含量限额的环境质量标准，积极出台有关的土壤污染防止法，实施土壤污染的防治规划及具体措施,修订并贯彻开展污灌水质、粉煤灰及其余废弃物在农田中施用的标准等相关的基础研究。总之,当前我们迫切需要紧密结合土壤学、农业、遗传学、化学、微生物学、植物学、环境和生态学、微生物学等多种学科, 研究开发修复污染土壤的应用技术,加快对重金属污染土壤进行修复的步伐。

参考文献：

第12篇

1仪器与试剂

原子吸收光谱仪（ThermoM5）、微波消解仪（上海屹尧WX－8000）、赶酸仪（上海屹尧DKQ－1000）、马弗炉（建力电炉SX2－9）、AB204－N型电子分析天平（德国Sartorius公司）。硝酸为色谱级，硫酸、盐酸为优级纯，纯化水。

2方法

2．1供试品溶液的制备

2．1．1铅、镉供试品及空白对照溶液的制备［1～3］取供试品0．2g，精密称定，置聚四氟乙烯消解罐内，加硝酸3～5ml，混匀，浸泡过夜，盖好内盖，旋紧外套，置适宜的微波消解炉内进行消解（按仪器规定的消解程序操作），消解完全后，取消解内罐置电热板上缓缓加热至红棕色气体挥尽，并继续缓缓浓缩至2～3ml，放冷，用2％硝酸转入25ml量瓶中，并稀释至刻度，摇匀，即得。同法同时制备试剂空白溶液。

2．1．2铜样品溶液的制备［4］同铅测定项下供试品及空白对照溶液的制备。

2．1．3砷样品溶液的制备同铅测定项下供试品及空白对照溶液的制备。

2．1．4汞样品溶液的制备［5～6］取供试品0．2g，精密称定，置聚四氟乙烯消解罐内，加硝酸3～5ml，混匀，浸泡过夜，盖好内盖，旋紧外套，置适宜的微波消解炉内进行消解（按仪器规定的消解程序操作），消解完全后，取消解内罐置电热板上，于120℃缓缓加热至红棕色气体挥尽，并继续缓缓浓缩至2～3ml，放冷，加20％硫酸溶液2ml、5％高锰酸钾溶液0．5ml，摇匀，滴加5％盐酸羟胺溶液至紫红色恰消失，转入10ml量瓶中，用2％硝酸洗涤容器，洗液合并于量瓶中，并稀释至刻度，摇匀，必要时离心，取上清液，即得。同法同时制备试剂空白溶液。

2．2对照品溶液的制备

2．2．1铅标准储备液的制备精密量取铅单元素标准溶液适量，用2％硝酸溶液稀释，制成每1ml含铅1ug的溶液，即得（0～5℃贮存）。2．2．2镉标准储备液的制备精密量取镉单元素标准溶液适量，用2％硝酸溶液稀释，制成每1ml含镉1ug的溶液，即得（0～5℃贮存）。

2．2．3铜标准储备液的制备精密量取铜单元素标准溶液适量，用2％硝酸溶液稀释，制成每1ml含铜10ug的溶液，即得（0～5℃贮存）。

2．2．4砷标准储备液的制备将1mL100μg／ml的As标准溶液放入100ml的棕色容量瓶中，加入0．8g碘化钾和60～70ml的20％盐酸溶液，放置电炉上加热至微沸，放凉后再加入0．3g抗坏血酸，加20％盐酸至刻度，摇匀，作为As3＋标准母液（浓度1μg／ml）。

2．2．5汞标准储备液的制备将精密量取汞单元素标准溶液适量，用2％硝酸溶液稀释，制成每1ml含铅1ug的溶液，即得（0～5℃贮存）。

2．3标准曲线的制备

2．3．1铅标准曲线的制备精密量取铅标准储备液适量，用2％硝酸溶液制成每1ml分别含铅0ng、5ng、20ng、40ng、60ng、80ng的溶液。分别精密量取1ml，精密加含1％磷酸二氢铵和0．2％硝酸镁的溶液0．5ml，混匀，精密吸取20ul注入石墨炉原子化器，测定吸光度，以吸光度为纵坐标，浓度为横坐标，绘制标准曲线。

2．3．2镉标准曲线的制备精密量取镉标准储备液适量，用2％硝酸溶液制成每1ml分别含铅0ng、0．8ng、2．0ng、4．0ng、6．0ng、8．0ng的溶液。分别精密吸取10ul注入石墨炉原子化器，测定吸光度，以吸光度为纵坐标，浓度为横坐标，绘制标准曲线。2．3．3铜标准曲线的制备分别精密量取铜标准储备液适量，用2％硝酸溶液制成每1ml分别含铅0ug、0．05ug、0．2ung、0．4ug、0．6ung、0．8ug的溶液。依次喷入火焰，测定吸光度，以吸光度为纵坐标，浓度为横坐标，绘制标准曲线。

2．3．4砷标准曲线的制备精密量取0．2ml、0．4ml、0．6ml和0．8mlAs3＋标准母液，分别置100ml量瓶中，加20％盐酸溶液至刻度，摇匀。取适量，吸入氢化物发生装置，测定吸收值，以吸光度为纵坐标，浓度为横坐标，绘制标准曲线。

2．3．5汞标准曲线的制备分别精密量取汞标准储备液适量1ml、2ml、3ml、4ml，置100ml量瓶中，加20％硫酸溶液20ml，用水稀释至刻度，摇匀。取适量，吸入氢化物发生装置，测定吸收值，以吸光度为纵坐标，浓度为横坐标，绘制标准曲线。

2．4检测条件

2．4．1铅测定条件波长283．3nm，干燥温度100～120℃，持续20s；灰化温度400～750℃，持续20～25s；原子化温度1700～2100℃，持续4～5s。

2．4．2镉测定条件波长228．8nm，干燥温度100～120℃，持续20s；灰温度300～500℃，持续20～25s；原子化温度1500～1900℃，持续4～5s。

2．4．3铜测定条件波长324．7nm，采用空气－乙炔火焰，必要时进行背景校正。

2．4．4砷测定条件采用适宜的氢化物发生装置，以含1％硼氢化钠和0．3％氢氧化钠的溶液作为还原剂，盐酸溶液（1～100）为载液，氮气为载气，检测波长为193．7nm。

2．4．5汞测定条件采用适宜的氢化物发生装置，以含0．5％硼氢化钠和0．1％氢氧化钠的溶液作为还原剂，盐酸溶液（1～100）为载液，氮气为载气，检测波长为253．6nm。

2．5样品测定方法及测定结果

2．5．1铅测定法精密量取空白溶液与供试品溶液各1ml，精密加含1％磷酸二氢铵和0．2％硝酸镁的溶液0．5ml，混匀，精密吸取20ul，照标准曲线的制备项下方法测定吸光度，从标准曲线上读出供试品溶液中铅的含量，计算，即得。

2．5．2镉测定法精密量取空白溶液与供试品溶液各10～20ul，照标准曲线的制备项下方法测定吸光度（若供试品有干扰，可分别精密量取空白溶液与供试品溶液各1ml，精密加含1％磷酸二氢铵和0．2％硝酸镁的溶液0．5ml，混匀，依法测定），从标准曲线上读出供试品溶液中镉的含量，计算，即得。

2．5．3铜测定法精密吸取空白溶液与供试品溶液各10ul，照标准曲线的制备项下方法测定吸光度，从标准曲线上读出供试品溶液中铜的含量，计算，即得。

2．5．4砷测定法精密吸取空白溶液与供试品溶液各10ml，置25ml量瓶中，加25％碘化钾溶液（临用前配置）1ml，摇匀，加10％抗坏血酸溶液（临用前配置）1ml，摇匀，用盐酸溶液（20～100）稀释至刻度，摇匀，密塞，置80℃水浴中加热3min，取出，放冷，即得。同法同时制备试剂空白溶液。依法测定吸光度，从标准曲线上读出供试品溶液中砷的含量，计算，即得。

2．5．5汞测定法精密吸取空白溶液与供试品溶液适量，照标准曲线的制备项下方法测定吸光度，从标准曲线上读出供试品溶液中汞的含量，计算，即得。

3结果分析

3．1中药材重金属检测

3．2龙牡成品重金属检测

3．3数据分析由表1～表5的数据与一般标准作图比较如下。

3．3．1中药材重金属检测分析可知甘草的重金属检测各项均符合一般标准的含量要求，在检测范围内。可知黄芪的重金属检测各项均符合一般标准的含量要求，在检测范围内。对四批龙骨的重金属检测中镉、铜、汞的含量均符合一般标准，铅的含量检测相对超标较高，砷的含量检测部分批号超标。四批牡蛎的重金属检测各项均符合一般标准的含量要求，在检测范围内。

3．3．2龙牡成品重金属检测分析本项目对龙牡壮骨颗粒定期抽样中的20批成品进行重金属检测。5种重金属的含量变化均较小，总体趋势也较平稳，且整体均符合一般标准的含量要求，在检测范围内。

4讨论

龙牡壮骨颗粒由13味中药组成，究其处方只有黄芪和甘草药典规定有重金属检测项，牡蛎和龙骨属于化石，故前期我们只对中药材中的黄芪、甘草、牡蛎和龙骨进行了重金属研究。在所检测的4种中药材中，甘草和牡蛎的重金属含量均符合一般标准的要求，而龙骨的部分批号中的铅和砷的含量相对一般标准要高，故后期试验中可加大对龙骨中铅和砷的含量与龙牡中铅和砷的含量的联系的研究。食品增补剂中的重金属限度是汞不得超过0．1ppm，铅和镉是不得超过3．0ppm，本项目在试验过程中一般标准要求汞不得超过0．2ppm，铅不得超过5．0ppm，镉不得超过0．3ppm，对比可知一般标准中的镉含量限度严于食品中的限度，而汞和铅相对高于食品增补剂的含量限度。综合得出严格的标准是汞不得超过0．1ppm，镉不得超过0．3ppm，铅不得超过3．0ppm，由图5的检测结果可知20批龙牡成品的铅、镉、汞的含量均在此严格标准范围内，且铜和砷的含量限度均在一般标准的要求内，可见该产品的质量较高、安全性较好，为后期建立安全性指标控制提供数据参考。由于黄芪、甘草、龙骨，煅牡蛎均是加水煎煮而制，制法相同，无法明确得出成品中重金属含量来源于何种药材；后续试验可在此基础上结合原料的投放比例，研究推断龙牡成品中各项重金属的来源。对于中药材中重金属与成品中重金属的转移关系，可通过中间品的研究来探讨其的含量变化关系，因此后续试验中可增加对龙牡半成品浸膏的重金属的含量的检测，监控原料、半成品、成品三者间重金属的含量。

参考文献

1迟玉广，李中阳，黄爱华，等．五种中药中微量元素及重金属元素的含量分析．广东微量元素科学，2010，17（8）：36～39．

2张春盛，吴舜芳，林炳国，等．西洋参等8种中药重金属检测．中国药业，2009，18（17）：20～22．

3刘岭，贺浪冲，梁晓聪，等．5种药食同源中药中重金属元素铅与镉的测定．陕西中医，2010，31（7）：897～899．

4周翔，卢敏，胡振波，等．火焰原子吸收法测定健脾生血颗粒中铁含量．医药导报，2011，12（30）：1647～1648．

5熊贤，陈小荣，陈华，等．太子参等3种中药材中铜、铅、砷、汞、镉含量的分析研究．医药导报，2010，7（10）：78～80．

第13篇

我们建立高斯模型我们做出假设，每种重金属都是可以在外界因素下可以自由传播的，不存在重金属元素在一个地区堆积，只有传播能力的不同。由于海拔因素对其影响不大，故忽略海拔因素对其传播的影响。其次将其寻找污染源的问题转化为寻找图像空间极值的问题。通过尺度空间理论对特征值进行提取检测DOG空间极值点检测、精确定位极值点。从而求出污染源位置。值得考虑的是污染源可能不一定是点，也可能是线，于是我们又引入了高斯模型公路模式我们对模型进行了简单的规划。汽车造成的污染近于线源污染，可通过对点源的积分（沿y）来获得，同时对模型进行修正使其更具合理性。

关键词：表层土壤 重金属分析 模糊数学 高斯模型 尺度空间理论

问题要求分析重金属污染物的传播特征，由此建立模型，确定污染源的位置。针对这一问题，首先我们做出假设，每种重金属都是可以在外界因素下可以自由传播的，不存在重金属元素在一个地区堆积，只有传播能力的不同。由于海拔因素对其影响不大，故忽略海拔因素对其传播的影响。首先，利用matlab作图，画出以坐标x、y及重金属浓度大小的差值等高线图。

这样，我们就可以看到在整个城市中某一重金属元素的大致分布。其次，由此图及第一问计算出各点的污染程度可以看出重金属的传播特征。其传播大致符合自然界规律，高浓度向低浓度传播，但由于其重金属元素的特殊性，其传播速度较慢，且不同重金属的传播速度不同。由此就可以得到污染源的特征就是其污染元素的含量与周围含量相比相对较大，即区域极值。最后，根据所有数据的特征，建立如下模型来寻找其污染源。由上可知，将其寻找污染源的问题转化为寻找图像空间极值的问题。空间极值点的检测：尺度空间极值点的检测分为两个步骤：检测DOG空间极值点检测、精确定位极值点。下面对局部极值点进行三维二次函数拟合以精确确定特征点的位置和尺度，尺度空间函数 在局部极值点 处的泰勒展开式通过对公式求导，并令其为0，得出精确的极值位置。而极值位置就是污染源所在。

需要注意的一点是，污染源未必是一个点，可以是趋近于一条线，因为交通区的大多数污染应该来自于公路或铁路。所以模型需要完善。于是我们引入高斯模型的公路模式

频繁而高速行驶的汽车造成的污染近于线源污染，可通过对点源的积分（沿y）来获得：

其中角度为风向和公路线源交角，这个模式只适用于角度大于45度。其中假设风险与公路线满足要求。而另一类采用有限个点源模拟的公路模式只适用于公路与风向正交的情况。为了克服以上的不足美国加州线源模式很好的处理了风向与公路的各种相交情况

其中s是稳定度的修正因子，N为面源的个数。即将长度为L的公路按路宽分为N个面源，每个面源假设为一个虚点源，接收点的浓度全是面源的和。

根据以上模型便可确立点和线两大类污染源。

第14篇

【关键词】土壤；铬污染；来源；修复技术

土壤是人类赖以生存的主要自然资源之一，也是人类生态环境的重要组成部分。但是随着工矿业的迅速发展，土壤重金属污染已日益严重，污染土壤中的重金属主要有汞、镉、铅、铜、铬、砷、镍、铁、锰、锌等，本文将以重金属铬污染为例来介绍土壤重金属污染的危害和修复技术。

1.土壤中重金属铬的来源

铬和铬盐作为重要的工业原料，主要用于化工、冶金、制革、电镀等行业，在国民经济的建设中起着重要的作用，这些工业部门分布点多而广，每天排出大量含铬废水和废气，因此污染环境的铬主要来自于含铬金属工业部门排放的“三废”，其中，大气和水是污染土壤的媒介，大气污染物通过降水、沉降、溶解进人土壤，水中的污染物通过排污、灌溉及地下水污染土壤。土壤中重金属铬的污染来源主要有以下几种：

1.1大气中重金属格的沉降

从工业区吹来的大气中含铬颗粒的沉降或被含铬污染物被雨水冲刷到土壤中是土壤中铬污染的主要来源之一。

1.2农药、化肥和塑料薄膜的使用

由于传统无机磷肥的使用，进而导致土壤重金属Cd、Cu、Cr、Zn、Ni的污染。此外，重金属元素是肥料中报道最多的污染物，我国磷肥中含有较多的有害重金属，肥料中Cr、Pb、As元素的含量较高，而土壤的环境容量（Cr、As）又较低，因而使用这些废料可能会引起土壤中Cr、As的较快积累，引起土壤中重金属铬的污染。

1.3污水灌溉

河水和灌溉用水中铬的沉淀被土壤吸附是土壤中铬的来源之一，含铬灌溉用水中的铬只有0.28%～15%为作为吸收，而85%～95%累积在土壤中，并肌肤全部集中于表土中。

1.4其他来源

污泥及城市垃圾中含有大量的有机质和氮、磷、钾等营养元素，但同时也含有大量的重金属，随着市政污泥进人农田，使得农田中的重金属的含量在不断提高；此外，金属矿山的开采、冶炼、重金属尾矿、冶炼废渣和矿渣堆放等，都有可能被溶出，形成含重金属离子的废水，随着废水的排放或降雨而使其带人到水环境（如河流等）中或直接进人土壤，这些都可以直接或间接地造成土壤重金属污染。

2.壤重金属铬污染的危害

2.1 对人体健康的危害

铬在土壤中主要有两种价态：Cr6+和Cr3+。两种价态的行为极为不同，前者活性低而毒性高，后者恰恰相反。Cr3+主要存在于土壤与沉积物中，Cr6+主要存在于水中，但易被Fe2+和有机物等还原。铬的毒性与其赋存形态有极大关系， 环境中Cr （III ） 由于不易进人细胞， 被认为是基本无毒的， 因此铬的毒性及危害主要来自于Cr （VI ），Cr （VI ） 化合物毒性比Cr （III ） 高10 倍左右， 水溶性Cr （VI ） 被列为对人体危害最大的八种化学物质之一， 是美国EPA 公认的129 种重点污染物之一， 同时也是国际公认的三种致癌金属物之一。工人在接触、吸人或摄人Cr （VI ）或其化合物后， 会出现以下毒性危害： 如皮炎、过敏性和湿疹性皮肤反应、皮肤和粘膜溃疡、鼻中隔穿孔、过敏性哮喘、支气管癌、肺癌、胃肠炎、咽炎及肝、肾的损害 。实验表明， 六价铬化合物具有免疫毒性、神经毒性、生殖毒性、肾脏毒性及致癌性等。

2.2 对植物的影响

铬在植物中的存在具有普遍性。微量元素Cr 是植物生长发育所必需的， 缺乏Cr 元素会影响植物的正常发育， 但体内积累过量又会引起毒害作用。通过对叶绿蛋白、叶绿素中铬的研究发现一定形式、一定数量的铬对植物生长可起到促进作用， 能增强光合作用并提高产量； 但过量的铬将引起花叶症、黄瓜癌、雍菜瘤、菠萝瘤等， 此外， 过量的铬会抑制水稻、玉米、油菜、棉花、萝卜等作物的生长。在铬污染条件下，小白菜的叶绿素值的下降趋势最为明显，如图1所示，随着土壤中铬浓度的升高，小白菜叶绿素的合成逐渐受抑制。

3.土壤中重金属铬污染修复技术

目前土壤中重金属铬的污染治理主要有两条思路：一是改变铬在土壤或沉积物中的存在形态，将Cr（Ⅵ）还原为毒性相对较小的Cr（Ⅲ），降低其在土壤环境中的生物可利用性；二是将铬从土壤或沉积物中清除。围绕这两条思路，国内外发展出一系列修复技术，如固定化/稳定化、淋洗法、洗土法、电动力学修复法、化学还原法、植物修复、微生物修复。

3.1固定化/稳定化

固定/稳定化是向铬污染的土壤中加人固化/稳定化剂（也可以辅以一定的还原剂，用于还原Cr（Ⅵ）），通过吸附、离子交换、络合以及氧化还原等作用等Cr（Ⅵ）转化为难溶、低毒性的物质，使其不再向周围环境迁移。如Poletini等将Cr（Ⅲ）含量为500mg/kg的土壤与水泥、Ca（OH）2混合，7d后Cr（Ⅲ）被有效固定。但该方法需将土壤挖掘出来，成本较高，处理效果有待进一步提高。

3.2 淋洗法

一般污染土壤所含铬为水溶Cr（Ⅵ），是被土壤颗粒表面吸附的水溶性铬酸盐，或溶解在土壤（毛细管）孔隙水中的铬酸盐。当没有新的铬酸盐进人土壤时，随着雨水、地下水或人工回灌水的不断溶解淋洗，加上人为泵出处理，土壤中水溶性铬酸盐将逐渐洗脱离开土壤，最终使土壤中的Cr（Ⅵ）含量符合无害化要求，其中，泵出处理主要是将洗脱水抽送至地面装置，利用吸附法或氧化还原沉淀法去除洗脱水中的Cr（Ⅵ），净化后的水可继续回灌淋洗土壤。

虽然淋洗法已在去除土壤/沉积物中有机物的污染方面已有大规模的应用，但在重金属污染修复方面的应用仍有限，而且淋洗法仅适用于高渗透性土壤/沉积物，对含水率达到20%-30%以上的粘质土/壤土效果不佳。化学清洗法虽然费用较低，且操作人员不直接接触污染物，但仅适用于砂壤等渗透系数大的土壤，而且引人的清洗剂易造成二次污染。

3.3 化学还原法

化学还原法是利用还原剂如铁屑、硫酸亚铁或其他一些价格便宜、容易得到的化学还原剂将污染土壤/沉积物中的Cr（Ⅵ）还原成Cr（Ⅲ），形成难溶的化合物，从而降低铬在土壤环境中的迁移性和生物可利用性，包括原位和异位修复两种。常用的还原剂有硫酸亚铁（FeSO4）、多硫化钙CaS5、焦亚硫酸钠/亚硫酸氢钠（Na2S04/NaHSO3）、石灰等。

可渗透反应栅技术（Permeable reactive barrier，PRB）是一类原位修复污染土壤/沉积物及地下水的新型技术，其中，胶态FeO-PRB技术可以有效地修复铬污染土壤和地下水。研究表明，在铬污染土壤地区的水流走向下方处挖井或横沟，然后注人胶态状零价铁粉形成FeO应栅，当Cr（Ⅵ）污染物顺着水流经过该反应栅时，Cr（Ⅵ）即被还原为沉淀态的Cr（Ⅲ）。在用PRB修复的重金属污染物中，以铬的研究最多，目前已有5个工程完成。

化学还原法成本较低，可实现工业化应用，但是当Cr（Ⅵ）存在于土壤/沉积物颗粒内部时，退难与还原剂接触并发生氧化颊原反应，因而要把这部分六价铬从土壤中浸出，就需要额外的超量还原剂来还原它。在这个过程中，还原剂有可能被冲走，也可能被其他物质氧化。另外，向土壤中添加的还原剂有可能造成二次污染。因此，土壤颗粒内部的六价铬的去除是化学还原法的难点。

3.4 有机物还原法

铬酸盐是多种有机合成的氧化剂，许多有机物如柠檬酸、酒石酸、草酸是常用的Cr（Ⅵ）还原剂。动物排泄物和动植物遗骸常年累积形成的腐植土、泥炭，含有大量具有强还原性的多种有机酸，它能将土壤中的Cr（Ⅵ）还原为Cr（Ⅲ），且部分有机物还能与Cr（Ⅲ）形成稳定的赘合物，从而促进Cr（Ⅵ）的快速还原。

3.5 电动修复法

电动力学修复法是在铬污染土壤两端加上低压直流电场，在各种电动效应（电渗析、电迁移和电泳等）的作用下将铬迁移到阴极室（Cr3+）或阳极室（Cr6+），最终在电极区富集，然后再进行回收处理。目前已有大量研究结果表明该技术可用于修复处理重金属铬、铅、锌等以及酚、甲苯等有机物，但工程应用实例不多。电动修复法主要适用于低渗透性的土壤、大颗粒和小颗粒土壤介质、多相不均匀土壤介质。

3.6 植物修复

植物修复是通过绿色植物来固定、吸收、转移、转化和降解有机物，使之转变为对环境无害的物质或者对污染物加以回收利用的一种技术。广义的植物修复是指利用植物来净化空气，或者利用植物及其根际圈微生物体系来净化污水和治理的污染土壤。狭义的植物修复是指利用植物及其根际微生物体系治理污染的土壤。植物稳定、植物提取和植物挥发是重金属污染土壤植物修复的三种主要类型。植物修复的运行成本较低，回收和处理富集重金属的植物比较容易，因此近年来植物修复重金属污染土壤逐渐得到了重视和发展。

3.7 微生物修复

微生物修复Cr（Ⅵ）污染土壤主要有吸附和还原两种方式，但利用微生物吸附法去除土壤中Cr（Ⅵ）的研究较少。微生物还原法即利用土壤中的土著微生物或向污染土壤中补充经驯化的高效微生物，通过微生物还原反应，将Cr（Ⅵ）还原为Cr（Ⅲ），从而达到修复铬污染土壤的目的。微生物修复的优点是不需要输人多的能量，不引人有毒试剂，不会破坏植物生长所需的土壤环境，而且可以使用没有生态风险的生物菌株，是一个很有潜力的技术。

4.结束语

综上所述，土壤受到重金属污染的原因复杂多样。因此，我们详细分析污染的来源，了解它的危害，不仅要采用多种修复方法对土壤重金属污染进行防治，更要不断探索，从实践中找到新的修复方法，确保我们生活土地的环境状况。

参考文献

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摘 要：畜禽粪便在中国农业生产中一直得到广泛应用，但现代集约化养殖导致畜禽粪便产量大幅增加，成为土壤最主要的污染源之一。本文综述了畜禽粪便中重金属的主要来源以及对土壤重金属的污染状况。总结了近20a施用畜禽粪肥农业生产用地重金属的累积规律，为畜禽粪肥合理使用提供科学依据方法。

关键词：畜禽粪便； 重金属； 土壤

中图分类号：X53 文献标识码：A DOI：10.11974/nyyjs.20170230214

畜禽粪便作为传统有机肥料，可获取途径广、施用方便，在农业生产中被大力推广使用，成为新一代农作物生产的重要有机肥料来源。畜禽有机肥可改善土壤结构，增加土壤养分，提高土壤肥力[1]。因此，现代有机农业、绿色食品生产都非常重视畜禽粪便等有机肥的施用[2]。

在规模化畜禽养殖过程中，重金属微量元素添加剂被大量使用以防止动物疾病，促进畜禽生长[14]。据统计，我国畜禽饲料添加剂每年的重金属添加量为10～15万t，能被畜禽吸收的重金属不足5万t，未能完全吸收的重金属只有通过粪便的形式直接排出体外[17]。因此，调查分析畜禽粪便重金属来源，深入研究畜禽粪便对土壤重金属污染具有重要意义。

1 畜禽粪便中重金属的来源及污染状况

1.1 饲料重金属的来源

1.1.1 生产活动造成的农作物污染

农田施肥、农药施用以及污水灌溉等如果管理不当，均可造成重金属直接污染农作物，或通过土壤积累，随之被作物吸收[16]。对于广泛存在于农村的农业生产活动污染，制定对于养殖场自制畜禽营养饲料重金属含量标准如表1所示。

1.1.2 工业区造成的原料污染

矿区是我国饲料原料重要产地，饲料原料污染是畜禽养殖重金属污染的源头。由于采矿及冶炼污染防治措施不当，会向环境中排出含有重金属的气体、液体以及固体污染物。例如Zn、Cd是2种常伴成矿元素，在Zn矿开采中，产生的废弃物里会含有大量Cd元素。Zn矿含Cd约0.1%～0.5%，高时可达2.0%～5.0%。Cd在土壤中的环境容量比Pb、Cu、As等要小得多，只要土壤中Cd含量增加，就会使农作物中Cd含量富集指数增大。

1.1.3 加工造成的饲料污染

饲料以及饲料添加剂是畜禽粪便中各类重金属最主要来源[15]。减少饲料中重金属含量，就能有效控制畜禽粪便造成的环境重金属污染。配合饲料生产时，为了改善饲料适口性、防霉、提高饲料质量等，往往添加一些酸性物质[16]。酸性物质会使机器表面镀锌、镀镉溶出，造成饲料重金属Zn、Cd污染，含量过多会导致动物急性中毒。

研究人员研究结果表明，中国大部分省份商品猪饲料重金属含量已经超出了国家标准。造成这种现状的原因，可能是在畜禽养殖中没有依据科学指导，凭饲养经验添加饲料添加剂。可以从各类研究中看出，当前我国畜禽养殖业的重金属元素添加应用较为普遍，存在管理不规范的问题。

1.2 畜禽粪肥中重金属污染状况

目前我国尚未制定畜禽粪便中重金属的限量标准，如表2所示，大部分研究对畜禽粪便中重金属含量评价参照有机肥料行业标准（NY 525-2012）、有机-无机复混肥料国家标准（GB 18877-2009）、农用污泥中污染物控制标准（GB 4284-1984）和德国腐熟堆肥中部分重金属含量标准[11]。

据单英杰等[2]研究发现，规模化养殖场产生的猪粪、鸡粪、牛粪和鸭粪Cd平均含量在0.02～4.87mg/kg之间，均高于相应农户家庭，其中牛粪中Cd含量明显低于其他畜禽粪便。据谭晓冬和董文光[18]研究，北京市有机肥商品存在Cd超标问题。梁金凤等[5]调查表明，北京市商品有机肥和传统有机肥中重金属元素Cd、As、Pb和Hg超标问题较为严重。周焱、董占荣等[6-7]研究发现，杭州市畜禽有机肥料存在Cd超标问题。据刘荣乐等[12]我国鸡粪中 Zn、Cu、Cr、Cd、Ni的超标率为21.3%～66.0%，猪粪超标率为10.3%～69.0%，牛粪超标率为2.4%～38.1%等。

2 畜禽粪便重金属对土壤的污染

2.1 畜禽粪便重金属进入土壤的途径

畜禽粪便从古至今就是中国农业上重要的肥料资源，被广为使用。畜禽粪便利用方式的差异会导致重金属直接或间接进入土壤。例如畜禽粪便中Cd直接进入土壤的利用方式：堆沤肥处理作为农家肥料、直接排放到田间地头、作为沼气池填料处理[13]，这些方法将畜禽粪便做简单粗处理直接投入农业生产，但畜禽粪便有机污染依旧存在，以及畜禽粪便重金属直接进入土壤二次污染；投放鱼池作为鱼饲料、晒干作为家用燃料、微生物发酵生产有机肥料，此类处理会减少畜禽粪便对土壤的直接污染，但其加工产物没能去除重金属污染，再次投入田间会产生间接污染。

2.2 畜禽粪便对土壤重金属形态及有效性的影响

与重金属无机盐不同，畜禽粪便中的重金属存在于有机物中，随有机物在土壤中的逐步分解，其中的重金属在土壤中的行为、与有机物结合的形态及生物有效性与重金属无机盐有明显区别[8]。据董同喜等[9]研究发现，在水稻土上未培养的鸡粪和猪粪中Cd的生物有效性低于等量Cd无机盐，而培养6个月的鸡粪和猪粪中Cd的生物有效性高于等量Cd无机盐，施用后4～6 个月时鸡粪中Cd的生物有效性最高，施用后6个月时猪粪中Cd的生物有效性最高。水稻土施入畜禽粪便有机肥后30～60d内，畜禽粪便有机肥处理土壤溶液中重金属含量显著低于等量重金属无机盐处理处理溶液，重金属无机盐处理土壤溶液中Cu、Zn、Cd、Pb的含量分别是鸡粪处理的2.4 倍、3.1倍、3.9倍和327.3倍，分别是猪粪处理的2.0倍、2.2倍、15.6 倍和4.0 倍。60d后畜禽粪便有机肥处理和对应等量重金属无机盐处理土壤溶液中Cu、Zn、Cd、Pb的含量变的无差异。

2.3 畜禽粪便引起的土壤重金属污染状况

研究表明，畜禽粪肥的施用是我国农田土壤中重金属重要来源之一（Luo et al.，2009）。目前有C肥被大规模施用，未经处理、处理但不彻底的重度污染畜禽粪便仍将导致土壤二次污染，有机物污染、重金属污染都直接影响土壤健康状况。据同延安等[3]研究结果得知，有机肥及其根茬腐解，降低土壤pH值，促进土壤全Zn、Fe、Mn的分解与矿化，使其转化为有效成分。

长期施用有机肥促使土壤中Zn、Fe、Cu元素有效态含量以及总量呈明显上升趋势，对微量元素平衡有显著影响。韩晓日等[4]在棕壤上进行的长期定位试验表明，连续施用有机肥既能补充 Zn 又能提高土壤pH、增加有机质含量；随着土壤pH和有机质值增加土壤有效 Mn 明显减少；不同施肥处理土壤pH和有机质含量的变化对土壤有效Cu没有明显作用；土壤pH对有效铁的影响与对有效锰影响相似，但土壤有效铁含量与有机质含量呈正相关。叶必雄等[10]的研究表明鸡粪农用区土壤单项污染指数中Cd的污染情况较重，均值达到了警戒级，其中很多样品点达到中污染。

参考文献

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