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重金屬污染分析范文1
關鍵詞：新鄉市；蔬菜；重金屬污染；檢測
中圖分類號 S63 文獻標識碼 A 文章編號 1007-7731（2016）13-0123-02
近年來，蔬菜的安全性問題日益受到各方關注，蔬菜中的有毒物不僅僅是農藥一種，鉛、鎘等重金屬也污染蔬菜，進而危害到人體健康。蔬菜是人們生活不可缺少的副食品，目前關于蔬菜中鉛、鎘、汞等重金屬污染和防治的報道很多，但是針對新鄉地區種植的蔬菜研究仍很少。為此，筆者于2015―2016年對新鄉市所轄8個縣（市、區）的8個品種64份蔬菜樣品進行了檢測分析。
1 儀器與方法
1.1 檢測儀器 原子吸收光譜儀（石墨爐）。
1.2 檢測方法 依據食品國家標準GB 5009.12-2010和GB 5009.15-2014方法檢測。
1.3 判定標準 GB2762-2012。
1.4 檢測環境 室內溫度5～35℃，相對濕度≤80%。
1.5 檢測條件 見表1、表2。
1.6 樣品預處理及標準曲線的繪制 將樣品蔬菜去除雜質，打成勻漿，取0.5g樣品，加入7mL硝酸和1mL過氧化氫進行微波消解，消解完成后，自然冷卻（或水冷）至室溫，打開密閉消解罐，將反應液轉移至50mL錐形瓶，用水少量多次洗滌消解罐，洗液合并于錐形瓶中，置于電熱板150℃蒸至近干，用去離子水轉移至25mL容量瓶中定容。Pb標準曲線的繪制：用1%HNO3配置0ng/mL、2ng/mL、4ng/mL、8ng/mL標準液，測其吸光度，繪制標準曲線。Cd標準曲線的繪制：用1%HNO3配置0ng/mL、2ng/mL、4ng/mL、8ng/mL標準液，測其吸光度，繪制標準曲線。
2 結果與分析
根據國家標準（GB2762-2012）《食品安全國家標準 食品中污染物限量》，蔬菜中重金屬含量標準見表3，本研究中樣品蔬菜重金屬含量測定值見表4。
檢測結果表明，8個縣（市、區）的8個品種共64份蔬菜樣品中，有4個樣品存在重金屬鉛、鎘超標，超標樣品集中在牧野區，但超標程度較輕。
3 討論與結論
重金屬污染分析范文2
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。
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重金屬污染分析范文3
關鍵詞 土壤重金屬；空間分布；污染源位置；克里格插值；因子分析；地質演變模式
中圖分類號 TN914 文獻標識碼 A 文章編號 1673-9671-(2012)071-0188-02
隨著城市經濟的快速發展和城市人口的不斷增加，人類活動對城市環境質量的影響日顯突出。對城市土壤地質環境異常的查證，以及如何應用查證獲得的海量數據資料開展城市環境質量評價，研究人類活動影響下城市地質環境的演變模式，日益成為人們關注的焦點。
按照功能劃分，城區一般可分為生活區、工業區、山區、主干道路區及公園綠地區等?，F對某城市城區土壤地質環境進行調查，為此，將所考察的城區劃分為間距1公里左右的網格子區域，按照每平方公里1個采樣點對表層土（0～10厘米深度）進行取樣、編號，并用GPS記錄采樣點的位置。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，我們應用因子分析法來研究重金屬污染的主要原因。地質環境是指由巖石圈、水圈和大氣圈組成的環境系統。各種元素在土壤中都是處于一個動態的循環過程。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、生活污染等；三是輸入的元素會有一部分隨著河流沖刷、地表侵蝕、植物吸收等因素流失。
為了研究城市地質環境的演變模式，應該首先研究土壤中重金屬含量的輸入和輸出，這與該地區的地表河流分布，地勢分布，風向及降雨等因素有關，因此還需要測定各種因素的疊加所導致的元素輸入及輸出后的累積系數，這些可以通過分析該地區歷年的重金屬濃度分布數據來求出。結合各方面因素，我們建立了土壤重金屬含量的動態變化模型：
QT=Q0K?T+QK-Z
1 土壤重金屬空間分布及各功能區污染程度
由于測量得到的只是有限個采樣點的重金屬元素濃度值，不足以涵蓋整個城市的重金屬含量情況，因此，首先需要建立模型對已知數據進行空間插值，得到該城市內重金屬元素含量的總體情況，在此基礎上進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內重金屬的污染情況。
步驟1：各功能區的地形特征
運用Kriging插值對數據進行處理，并繪制出該城市的海拔高度圖及各區域的地形特征圖，從而得出各功能區所處的海拔范圍，即居民區主要分布在海拔為0 m～20 m的區域，工業區、主干道區以及公園綠地區主要分布在海拔20 m～80 m范圍內，而山區主要分布在海拔高于80 m的范圍內。
步驟2：土壤重金屬元素的描述性統計
根據已知各重金屬的濃度數據求出土壤重金屬元素濃度的數字特征，通過與該地區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?？死锔瘢↘riging）插值法是地統計學中應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構之后，為了達到線性、無偏和最小方差的估計，而對每一樣品值分別賦予一定的權系數，最后進行加權平均來估計塊段品位的方法。
2）運用Surfer8.0軟件建立Kriging模型并繪制重金屬空間分布圖。我們在確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域分布等值線圖（見圖1）（按順序依次為As、Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb、Zn）：
通過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， Pb元素主要分布在工業區和主干道區，較為集中；Cr元素主要分布在工業區和主干道區，Cu元素主要分布在工業區，Hg元素主要分布在工業區，Ni和Pb元素在工業區的濃度值較高，Zn元素主要分布在工業區和主干道區。
步驟4：不同區域重金屬元素的污染程度
利用單項污染指數法公式Pi=Ci/Si分析各區域的污染程度。其中，Pi為區域重金屬i的單項污染指數；Ci為重金屬i含量的實測值；Si為重金屬i含量的評價起始值，以重金屬i的背景值加上2倍標準偏差的結果表示。若Pi>1，則表示該區域受到污染。Pi>1的樣點數在樣點總數中所占的比例稱為超標率，以超標率作為衡量污染程度的評價指標，并規定，超標率小于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
首先，對8種重金屬元素進行相關分析，找到各因子間的相互關系，相關程度比較大的元素可能來自同一污染源；其次，要說明重金屬污染的主要原因，需要找到影響8種重金屬濃度的主要因素，可以應用多元地統計中的主成分分析法對各重金屬元素進行主成分分析，選取前三個最主要的因子進行因子分析，從而得到影響各重金屬元素濃度分布的主要因子，即重金屬污染的主要原因。
重金屬污染分析范文4
關鍵詞：大氣降雪；重金屬；原子吸收分光光度法；蘭州市
中圖分類號：X830 文獻標識碼：A 文章編號：0439-8114（2017）04-0650-04
重金屬可通過化石燃料燃燒、汽車尾氣、冶金企業煙氣粉塵、揚塵、風沙等進入大氣，吸附在氣溶膠上。進入大氣中的重金屬又可以通過干沉降或濕沉降的方式沉降到地面，并通過水循環進入土壤和水體中。雪水與大氣重金屬的關系特別顯著[1，2]，雪水中重金屬的研究可以反映大氣污染、地表水污染的信息，幫助判定大氣重金屬的來源，并進行污染控制[1]。因此，研究雪水中的重金屬元素迫在眉睫。
重金屬在人體內能和蛋白質及各種酶發生強烈的相互作用，使它們失去活性，也可能在人體的某些器官中積累，如果超過人體所能耐受的限度，會造成人體急性中毒、亞急性中毒、慢性中毒等危害。生物從環境中攝取重金屬可以經過食物鏈的生物放大作用，在較高級生物體內成千萬倍地富集起來，然后通過食物進入人體，在人體的某些器官中積蓄起來造成慢性中毒，危害人體健康。水體中的某些重金屬可在微生物作用下轉化為毒性更強的金屬化合物。重金屬及其化合物毒性較大，進入人體后會引起各種生理變化，尤其對神經和心血管系統有嚴重的危害性[1-3]。
中國的北方降雪量相對較多，而干沉降是控制化學物質從大氣層向地表傳輸的兩種方式之一。自20世紀70年代以來，在酸雨和相關的大氣過程情境下，研究者開始采集和分析降水的化學組成及變化特征，大氣降水中的污染物由于人類工業活動的排放而增加[3]。大氣降水成分包括重金屬元素、化學離子、粉塵微粒及膠體等物質，各組分含量的測定成為探討污染源的有效途徑，所以大氣降水的化學組成能夠反映大氣環境特征及其污染狀況[4]。不同區域的降水中各組分含量不同，反映了區域的工業釋放特征、土壤酸堿性特征等的差異[2，5]。
目前，國際上關于雪水中重金屬的研究已開始受到重視，但在中國西北內陸干旱區相關研究鮮有報道。鑒于此，本研究通過測定蘭州市市區和郊區雪水中10種重金屬元素的含量，對比分析蘭州市市區和郊區大氣污染情況，以及導致重金屬含量不同的原因，揭示大氣降水中重金屬元素的可能來源及污染物質的傳輸路徑，對雪水中重金屬離子的控制因素、變化規律及環境影響進行探討。
1 材料與方法
1.1 樣品的采集
根據GB13580.2-92中關于大氣降水樣品的采集與保存方法[6]，采樣的塑料瓶預先用硝酸浸泡24 h以上，再用去離子水沖洗干凈，以除去可能存在的金屬離子。每次降雪開始，即將采樣瓶放置在預定的采樣點上（固定好，距離地面至少1 m以上）。每次降雪取全過程雪樣，樣品采集后，貼標簽、編碼，同時記錄采樣日期、起止時間、降雪量等。
在2015年典型降雪月份1～2月，降雪量約300 mL，在中國科學院蘭州分院近代物理研究所5#樓頂共收集5場降雪樣品。用小塑料廣口瓶收集降雪全過程的雪水，加酸后放入冰箱保存，以除去可能存在的金屬離子。采樣器平時蓋緊，以防灰塵影響，下雪時打開蓋子。采樣點高于地面3～5 m。同時采集蘭州市郊區的5場降雪樣品作為對比，收集地點為蘭州資源環境職業技術學院樹形源B樓頂，遠離蘭州市市區（15 km左右）。蘭州市采樣日期及降雪量見表1。
1.2 樣品預處理
由于降水樣品中常含有塵埃顆粒物、微生物和酵母等顆粒，所以除測定pH和電導率的大氣降水不過濾外，分析Pb、Fe、Cu等項目的水樣均需過濾。降水樣品的過濾介質有濾紙、玻璃沙芯漏斗和有機微孔濾膜等，由于玻璃沙芯漏斗的孔徑（10～40 μm）和濾紙的孔徑（2～10 μm）都很大，并且含有羥基和羧基，可與降水樣品中的化學成分發生吸附和離子交換作用，造成待測成分的不準確。目前國際上把能通過孔徑為0.45 μm濾膜的部分稱為水中可溶性成分，阻留在濾膜面上的成分稱為懸浮態。因此，選用0.45 μm的乙酸和硝酸混合纖維素濾膜。該濾膜的孔徑均勻、孔隙率高、過膜速度快，是一種惰性材料，很少有吸附現象發生[7]。
取部分雪水置于實驗室，待分析。將10 mL的聚乙烯試管用硝酸浸泡24 h，再用去離子水沖洗干凈，除去可能存在的金屬離子。之后用0.45 μm的乙酸和硝酸混合纖維濾膜過濾雪水樣品于已清洗的聚乙烯試管中，貼上標簽待分析[2，7]。
1.3 樣品分析
樣品的重金屬含量均采用原子吸收光譜法（AAS），儀器型號為日立AA1700（浙江福立分析儀器公司），精密度和準確度均符合要求；pH的測定采用pH酸度計，型號為PHS-25。降水的pH在樣品收集后用玻璃電極法立即測定；試驗過程中的稀釋液和定容液均用去離子水。
用火焰原子吸收光譜標準曲線定量法測定Cu、Cd、Mn、Pb、Zn、Fe、Cr 7種元素的含量，用石墨爐原子吸收光譜峰面積積分法測定Hg、Al、As 3種元素的含量，并進行平行樣分析。
以上試驗均在蘭州資源環境職業技術學院地質工程系地勘實訓中心地球化學元素測定實訓室完成。
2 結果與分析
2.1 蘭州市市區與郊區大氣降雪的pH情況
2015年蘭州市市區與郊區典型降雪月份1～2月5場降雪樣品的pH情況見圖1。由圖1可知，蘭州市市區降雪樣品的pH為2.7～3.1，平均為2.9，而郊區降雪樣品的pH為3.8～4.2，平均為4.0，總體上表現為蘭州市市區降雪樣品的pH均低于郊區，且市區和郊區處理間差異均達顯著水平。
2.2 蘭州市大氣降雪中的重金屬元素含量
蘭州市大氣降雪樣品中常見的10種重金屬元素的含量見表2。從表2中可以看出，大氣降雪樣品中Cu、Hg、Cd、Mn、Al、Pb、Zn、Fe、Ni、Cr的含量總體表現為市區大于郊區，且這10種常見重金屬元素含量市區比郊區分別高出了54.45%、40.98%、26.80%、86.22%、1.74%、43.99%、30.28%、54.70%、36.22%、48.94%。其中，Pb元素含量最大，重金屬Pb主要來源于冶煉、燃煤和汽車尾氣等，這與前人的研究一致[3，7]。
此結果明顯高于大量使用燃煤的焦作市[7]、上海之類的大城市[8]、降水充足的長江中下游鄱陽湖區域[9]以及其他的國家[7，8]，這反映出蘭州地區大氣污染狀況非常嚴重，污染源的控制和治理已顯得刻不容緩。
大氣中重金屬元素的含量是衡量大氣環境質量的一個重要指標，重金屬的吸入對人們的健康有嚴重影響。因此，雪水中重金屬含量的變化及其影響因素受到廣泛的關注。重金屬元素在降水、大氣氣溶膠的平衡中，不僅受到重金屬元素本身性質的影響，也受到pH的影響。結合圖1與表2可以看出，pH對重金屬含量的影響非常明顯，低pH時雪水的重金屬含量明顯較高；而高pH時則其含量相對較低。這與周靜[7]的研究一致。
2.3 蘭州市大氣降雪中重金屬元素污染來源分析
眾所周知，不同的污染源由不同代表性的化學元素組成，利用富集因子分析法，并結合以往研究成果，討論各種重金屬元素的可能來源[6，10]?？芍m州市大氣中常見的重金屬來源主要有如下三點。
1）工業性來源。蘭州是一個工業化進程非?？斓男滦凸I化城市，冶金業、建筑業、礦業開采、石油煤炭和化工化學等工業的迅速發展使得大氣中的重金屬含量增高。
2）生活中重金屬的來源。在日常生活中也會產生大量的重金屬，通過進入到水體和空氣中，進而通過食物鏈影響人體健康。例如土壤中肥料、農藥通過灌溉用水進入到飼料、牧草中，而油漆、藥物及土壤和局地揚塵等通過揮發或風進入到空氣中。
3）交通工具。近幾年來，由于城市車流量的猛增，汽車尾氣對城市大氣環境造成了嚴重污染，重金屬是其中主要的成分之一。
3 小結與討論
通過測得2015年1～2月蘭州市市區和郊區雪水中常見重金屬元素的含量，得知蘭州地區雪水中重金屬含量高于中國其他城市乃至世界上其他國家[7-9]，重金屬污染非常嚴重，市區顯著高于工業和人群稀少的郊區，且Mn元素高出量最多，高出86.22%。可見，蘭州市市區雪水中重金屬含量較高，其大氣受到嚴重污染。其含量主要來源于石油、燃煤、化工和冶金及汽車尾氣等作業中重金屬的排放等人為源，此外還與蘭州特殊的盆地地形等天然源有關。這些重金屬進入到大氣中影響大氣環境質量，并且能通過水流和食物鏈進行遷移，形成循環危害。
因此，蘭州市調整工業結構是當務之急。要依據地形搬遷化工、冶煉、煤炭等工業的位置，提高技術有效控制大顆粒物、工業廢氣和汽車尾氣等的排放，為了改善生存環境，應該全面推廣清潔生產技術，引導企業實現節能、降耗、減排、增效[9]。因此，研究該項目為蘭州市市區大氣污染源的控制和治理提供了科學的理論依據。
大氣降雪樣品中重金屬的影響因素很多，包括季節（季風期和非季風期）、時段、降雪量、降雪間隔時間、風力風向、污染源排放等都會影響其含量，致使其變化非常復雜[2，7]。本試驗在樣品收集過程中有些原因會導致數據偏差，例如采樣點位于樓頂，周圍高層建筑、植被較多，大風天氣時雪水在進入采樣器之前可能已經受到了污染；另外，由于小塑料廣口瓶密封性較差，在冰箱中保存時也易受到污染；試驗只采集了2015年1～2月的降雪樣品，市區和郊區各布設一個點，布點較少；沒有考慮降雪時的風力風向和降雪間隔，不能進行季節性（季風期和非季風期）分析。因此，今后還可以通過測定雪水電導率（EC）、總溶解固體（TDS）含量、雪水中的常見的陰陽離子含量、不溶粉塵微粒以及同位素含量等進行環境分析研究。
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重金屬污染分析范文5
摘要：為研究武漢市大氣中TSP污染特性，連續采集2011年十月、十一月和十二月大氣顆粒物,并對顆粒物中的重金屬元素Cu，Zn，Pb和Cd的濃度和形態分布進行了研究分析。武漢市大氣顆粒物污染較為嚴重，十一月、十二月超過大氣環境質量年平均濃度二級標準200ug/m3，但3個采樣時間均沒有超過年平均濃度三級標準。顆粒物中重金屬含量Pb的濃度遠遠高于Zn、Cu和Cr的含量，其中Pb的平均濃度為0.3634 ug/m3。TSP中酸可提取態百分比大小分別為Pb>Cr>Cu>Zn, Cu、Zn的酸可提取態含量接近于總含量三分之一，Pb、Cr的酸可提取態含量比例接近一半，其對環境危害要大于Cu、Zn，是本次研究的重要污染物。
關鍵詞：大氣顆粒物 重金屬 Tessier 形態分布
總懸浮顆粒物是指懸浮在空氣中，空氣動力學直徑小于或等于100的顆粒物，它是大氣氣溶膠的組成部分，其成分復雜、性質多樣且危害比較大，而其中的痕量重金屬則是最大的污染源之一。大氣顆粒物中的重金屬污染物具有不可降解性，不同化學形態的金屬元素具有不同的生物可利用性，重金屬的長期存在可能對環境構成極大的潛在威脅[1]，同時痕量金屬對人類健康也會產生危害[2]。目前，國內對于大氣顆粒物中的重金屬元素研究主要是集中在元素總含量及其產生的危害，而對TSP中金屬元素的形態分布研究較少。重金屬的形態很大程度上決定著重金屬的環境行為和生物效應[3]．本文采用當前重金屬形態主流分析方法中的Tessier法對武漢市大氣顆粒物中的重金屬Cu,Zn，Pb和Cr進行形態分布研究，探討TSP中重金屬的形態分布，對深入研究顆粒物中重金屬元素的來源和污染行為以及提高長武漢市大氣環境質量具有重要意義．
1、實驗方法
1.1采樣時間和地點
本次實驗使用TH-1000型號綜合大氣采樣器，從武漢十月到十二月擇取晴好無風天氣采集樣品，每次采集間隔16小時，同時記錄采集樣品當天天氣情況。采樣地點選擇在武漢中南民族大學南一門，該地點具有典型的代表性，既有周邊繁忙的交通，毗鄰人口密度大的光谷步行街又臨近南湖。
1.2采樣
將空白濾膜放在恒溫恒濕箱中平衡24 h，用萬分之一天平準確稱量濾膜的重量，精確到0.000lg，并裝入編好號的濾膜袋中并做好記錄。采樣期間天氣晴朗，空氣流動較穩定，基本無風，氣壓101.3—101.5KPa。
1.3儀器和試劑
天虹TH-1000大流量TSP采樣器、島津AA-6300原子吸收光譜儀；Sigmal低溫高速離心機、振蕩器、玻璃纖維濾膜、MgCl2，NH4OAc，CH3COONa，NH2OH·HCL，HF，HOAc為分析純；HNO3,HCIO4均為優級純；水為去離子水。
1.4處理方法
取十月、十一月和十二月各十個有效樣本，剪取整張濾膜四分之一后將其剪碎，置于聚四氟乙烯坩堝中，經HNO3-HCLO4-HF法消解，轉移至容量瓶中定容配制成溶液定容至250ml，待測。剩余四分之三濾膜用于大氣顆粒物中重金屬的形態分析，依據Tessier[4]提取法將重金屬形態分為酸可提取態和不溶態，其中酸可提取態包括可交換態和碳酸鹽結合態，不溶態包括鐵錳水合氧化物結合態、有機物硫化物結合態以及殘留的硅酸鹽態。具體實驗步驟見表1。
對各待測樣品采用原子吸收法測定顆粒物中的Cu，Zn,Pb，Cr的含量并利用空白濾膜做對照．
表1 Tessier 順序提取的步驟
2、實驗結果及分析
2.1TSP的質量濃度
表2 武漢市采樣點TSP質量濃度 ug/m3
由表2可以看出武漢市3個采樣時間TSP濃度變化較大。十二月的TSP濃度高于十月和十一月，并且高于國家空氣質量二級標準[5]200ug/m3，十一月次之，十月份最低。這種分布主要是由于天氣干燥及風起揚塵加劇了大氣顆粒物污，入冬后燃煤發電對于大氣TSP質量濃度具有重要貢獻。
2.2TSP中重金屬總的污染水平
表3 采樣期內TSP中重金屬的平均濃度 ug/m3
表3列出了3個采樣時間不同金屬元素的總含量值，從表中可以看出Pb的含量顯著高于其他元素，Pb主要來源于汽車廢氣和冶煉、制造以及使用鉛制品的工礦企業[6]。Zn、Cu和Cr的含量較低，質量濃度在0．05～0.1ug/m3。從采樣時間來看，十月的重金屬含量Cu高于十二月，Zn含量高于十二月份，表明TSP濃度達標的地方重金屬濃度不一定會低，因此需嚴格控制重金屬的排放．TSP中重金屬的廣泛存在，說明武漢市大氣顆粒物對環境和人體健康存在較大的潛在危害。
2.3TSP中重金屬元素的組成形態分布
大氣TSP中重金屬元素的組成形態分布，見表4．
表4 TSP中重金屬不同形態分布 ug/m3
大氣顆粒物可通過干、濕沉降進入土壤或自然水體，重金屬元素通過遷移轉化進入到土壤或水體中，造成污染。其中，重金屬的酸可提取態最為活躍，在環境pH值降低時，最容易被釋放出來，或者在其它條件改變的時候最易轉變為其它形態，對環境危害最大[6]。不溶態在環境中相對于酸可提取態穩定，對環境危害較小。所以酸可提取態在重金屬組成形態中所占比例越大，對環境的危害也越大。在表4中，大氣TSP中酸可提取態百分比大小分別為Pb>Cr>Cu>Zn, Cu、Zn的酸可提取態含量接近于總含量三分之一，Pb、Cr的比例接近一半，其對環境危害要大于Cu、Zn，是本次研究的重要污染物。
3、結論
1)武漢市大氣顆粒物污染較為嚴重，十一月、十二月超過大氣環境質量年平均濃度二級標準200ug/m3，但3個采樣時間均沒有超過年平均濃度三級標準。
2)顆粒物中重金屬含量Pb的濃度遠遠高于Zn、Cu和Cr的含量，其中Pb的平均濃度為0.3634 ug/m3。
3）大氣TSP中酸可提取態百分比大小分別為Pb>Cr>Cu>Zn, Cu、Zn的酸可提取態含量接近于總含量三分之一，Pb、Cr的比例接近一半，其對環境危害要大于Cu、Zn，是本次研究的重要污染物。
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重金屬污染分析范文6
關鍵詞：銅陵市 重金屬污染 研究進展
中圖分類號：X5 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2013）07（c）-0137-03
隨著我國工業化的不斷加速，開發利用的重金屬種類、數量和方式越來越多，涉及重金屬的行業越來越多，再加上一些污染企業的違法開采、超標排污等問題突出，使重金屬污染呈蔓延趨勢，污染事件出現高發態勢，表現出長期積累和近期集中爆發、歷史遺留問題和新出現問題相交織的特點[1]。2011年2月，國務院批復了《重金屬污染綜合防治“十二五”規劃》。體現了我國對重金屬污染防治的高度重視。
銅陵市是一個有著三千多年開采歷史的極具特色的有色多金屬礦區，是我國重要的有色金屬工業基地，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”產業鏈，對推動銅陵地區社會經濟發展發揮了巨大作用.但也帶來了一系列的重金屬環境污染和生態破壞問題，對公眾身體健康構成了潛在或現實的危害。銅陵縣、銅官山區是國家60個重金屬砷控制區之一，46家企業被列為環保部重點監控企業，重金屬污染防治任務十分艱巨[3]。
1 銅陵重金屬污染研究分布
目前有關銅陵重金屬污染的研究，主要集中在礦區土壤、尾礦庫、水及水體沉積物污染、大氣沉降物及城區表土與灰塵和潛在生態風險的評估。
1.1 礦區土壤
土壤中的重金屬，在自然情況下，主要來源于成土母巖和殘落的生物物質。但是近代以來，工農業的快速發展，人類活動加劇了土壤重金屬的污染，污染程度越來越重，范圍越來越廣。胡圓圓等[4]對銅陵銅官山銅礦區土壤重金屬含量進行了研究。研究結果表明，銅官山銅礦區土壤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]運用Matlab軟件模糊推理系統（FIS）對銅陵礦區農田表層土壤重金屬污染進行了評價，發現該礦區農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，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]對銅陵的兩個礦區（獅子山區朝山金礦主井和銅陵縣順安鎮新橋礦業公司主井）土壤重金屬污染問題進行了較詳細的研究，運用內梅羅指數法和地質累積指數法對研究區進行了現狀評價，研究表明，As和Cd為嚴重超標污染物；As的致癌風險和非致癌風險都大，Cr的致癌風險最大；Cd、Hg、As對生態危害的潛在風險很大；所研究的兩礦區均存在很高的致癌風險和生態風險，朝山金礦區相對更高些。
白曉宇等[7]運用地統計學分析手段對銅陵礦區土壤中若干重金屬元素進行空間變異分析及空間插值和污染分析，結果表明，As、Cd、Pb、Zn元素的變異函數表現為各向異性，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塊金效應較大。As元素污染的主要是由于銅礦、鉛鋅礦、褐鐵礦礦床及其開發；Cd元素的污染與鉛鋅礦床及其開發，以及農業污灌有關；Pb、Zn元素的污染與鉛鋅礦床及其開發密切相關。
1.2 尾礦庫
銅陵市是安徽省境內重要的銅生產基地。在銅礦生產的同時，產出了大量尾礦堆存于附近的尾砂庫中。尾礦庫多建于山間谷地、河流上游地區，其下游是經濟、農業發達地區。近幾年來，隨著經濟發展和城市的擴容，部分郊區的尾礦庫已經進入市區，尾礦庫的環境效應及其安全性令人關注。徐曉春等[8]對安徽銅陵林沖尾礦庫復墾土壤采樣檢測的結果表明復墾土壤中Cu的污染極其嚴重，As、Zn、Pb的污染較輕。徐曉春[9]還對銅陵鳳凰山礦林沖尾礦庫中重金屬元素的空間分布特征及相關土壤、水系沉積物和植物中重金屬元素含量變化進行了研究，發現長期堆存的尾礦會發生元素的次生淋濾與富集。
惠勇[10]等對銅陵市鳳凰山尾礦庫三個不同鳳丹種植地進行了研究，結果表明，尾礦土壤中的Cu、Zn、Cd含量均較高，其中Cu、Cd的含量分別是國家土壤環境質量二級標準的1.04～1.30倍和6.58～9.34倍。礦區近年來種植的作物對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沖尾礦庫、尾礦庫周邊及較遠距離土壤、水、植物樣品，測定了其中的重金屬含量，發現所采集的土壤、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離尾礦庫，有逐漸遞減的趨勢。周元祥[12]等對楊山沖尾礦庫尾砂重金屬元素的遷移規律進行了研究，發現在自然風化條件下，Cu、As、Hg、Cd和Pb的淋濾遷移速度相對較快，Zn略慢；Zn、Pb、Hg和Cd在50～60 cm深處會發生二次富集；風化后尾砂中Cu、Pb、As和Hg以殘渣態為主要賦存形式，其次為鐵錳氧化態，其中Zn和Cd以鐵錳氧化態含量在表層最高。
1.3 水及水體沉積物
水體及沉積物因其獨特的環境特點，往往會成為重金屬元素的“源”和“匯”，學者們也因此對其進行了眾多研究。張敏[13]等通過測定長江銅陵段枯、豐水期江水中Cu、Pb、Zn和Cd不同形態的含量，分析了四種金屬在江水中的存在形態分布，不同水期含量變化，水中懸浮物對金屬吸附能力大小，以及近20年來含量的變化情況。發現長江銅陵段江水中各重金屬總量豐水期時大于枯水期，重金屬各形態含量之間均有差異。與近20年江水中的重金屬背景值比較，長江銅陵段重金屬含量有普遍升高的趨勢。
徐曉春[14]等對相思河的重金屬污染情況進行了調查和研究，采用潛在危害指數法對沉積物中重金屬進行了評價。研究表明，相思河中下游受到的重金屬污染明顯比上游嚴重，Cu和Cd的富集系數和生態危害高。
李如忠[15]等對惠溪河濱岸帶土壤重金屬形態分布及風險評估進行了研究，研究表明，惠溪河濱岸帶土壤中Cd和As達到極高風險等級，Cu為中等風險等級；根據綜合污染及潛在生態風險貢獻率水平，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的優先控制對象。
王嵐[16]等對長江水系表層沉積物重金屬污染特征及生態風險性評價的研究中表明，安徽順安河位點為極強生態危害范疇。
葉宏萌[17]對銅陵礦區的新橋至順安河沉積物中五種重金屬的全量和形態進行了研究，并結合環境條件分析了它們的橫向和縱向遷移變化特征，研究表明該區域沉積物重金屬中Cu、Zn、Pb、Cd的均值皆遠超長江下游沉積物背景值，其中以Cu和Cd最顯著。對重金屬橫向遷移分析發現，礦山重金屬會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。在遷移過程中，Cu、Zn、Cr殘渣態逐步增加，毒性減弱，Pb、Cd的活性態比例增大。重金屬的縱向遷移分析結果表明，離礦山的位置遠近對沉積柱金屬的總量和形態起決定作用，礦區下游河流沉積物既受尾礦的影響，也受河流流域物質本身的影響。
1.4 大氣沉降物及城區表土與灰塵
隨著城市化進程的加快，而帶來的交通污染以及其他方面的污染使得大氣環境質量越來越差，大氣環境污染問題越來越引起人們的注意。李如忠[18]利用美國國家環保局（US EPA）推薦的健康風險評價模型對銅陵市區表土與灰塵重金屬污染健康風險進行了研究。研究表明，銅陵城區土壤和地表灰塵已遭受較為嚴重的重金屬污染；不同功能用地的致癌風險均顯著超過US EPA推薦的可接受風險閾值范圍和國際輻射防護委員會（ICRP）推薦的最大可接受風險值；銅陵市表土與地表灰塵已對公眾身體健康構成危害；其中主導致癌與非致癌風險效應的主要污染因子是As，主要暴露途徑是手-口攝入途徑。
吳開明[19]用蘚袋法對銅陵市大氣重金屬污染進行了研究，發現銅陵市Cu污染最嚴重，有色金屬冶煉工業是銅陵市最主要的污染源，交通運輸對大氣重金屬污染也日趨嚴重。
殷漢琴[20]對銅陵市大氣降塵中銅元素的污染特征進行了研究，采用富集因子法定性地判斷各采樣點銅元素的來源，研究表明，銅陵市大氣降塵中銅元素污染嚴重并且形成了以銅開采和冶煉企業為中心的污染區域。研究發現銅礦石的開采和冶煉對大氣降塵中的銅元素污染貢獻較大， 是主要的污染源。
2 重金屬污染修復技術與控制措施研究
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源于土壤和水體，所以對于重金屬的污染修復技術主要集中在對土壤和水體中的重金屬污染進行修復。
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潛伏期；由于土壤、污染物及地域的復雜性，土壤一旦受到污染，其治理不僅見效慢、費用高，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、使其固定，降低其在環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的土壤重金屬治理措施有物理及物化措施、化學措施、農業生態措施、生物修復等[21～23]。
王華等[24]對我國底泥重金屬污染防治研究做了相應綜述，提出目前我國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治理方法。
重金屬污染物進入水生生態系統后對水生植物和動物均產生影響，并通過食物鏈發生富集，引起人體病變，危害人類。目前水體重金屬污染治理修復方法主要有物理方法、化學方法、物理化學方法、集成技術、生物方法等[25]。
為控制銅陵市重金屬污染、提高環境質量，銅陵市環保局組織編制了《銅陵市重金屬污染綜合防治“十二五”規劃》，該規劃以國家《重金屬污染綜合防治“十二五”規劃》為指導，落實源頭預防、過程阻斷、清潔生產、末端治理的全過程綜合防治理念，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，改善區域環境質量，保護人民身體健康和環境權益。
3 結語
對銅陵市重金屬污染研究情況進行了介紹，對重金屬污染防治措施與修復技術經行了總結。根據目前研究結果表明，銅陵市重金屬污染已比較嚴重。Cd、As、Cu和Pb為主要的污染元素，Hg雖然含量較低，但因為其毒性較大，亦當引起足夠的重視。礦石的開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源，所以首先應控制源頭，治理礦石的開采和冶煉，清理尾礦的堆積。由于植被等生物體對重金屬具有良好的吸附阻攔作用，可在采礦廠四周設置重金屬吸收強防護帶，阻止污染向更遠擴散。對于已經受到污染的土壤，可以采用生物方法、物理或化學方法去除。
健全重金屬污染防治法律體系、做好污染綜合防治規劃和強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”規劃》的提出對銅陵市重金屬污染防治具有重要的指導和實踐意義。健全重金屬污染防治法律體系，實施清潔生產，監督實施環境影響評價驗收工作，開發研究重金屬污染防治技術等是目前重金屬污染防治的重要任務。
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