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重金属污染分析范文1
关键词：新乡市；蔬菜；重金属污染；检测
中图分类号 S63 文献标识码 A 文章编号 1007-7731（2016）13-0123-02
近年来，蔬菜的安全性问题日益受到各方关注，蔬菜中的有毒物不仅仅是农药一种，铅、镉等重金属也污染蔬菜，进而危害到人体健康。蔬菜是人们生活不可缺少的副食品，目前关于蔬菜中铅、镉、汞等重金属污染和防治的报道很多，但是针对新乡地区种植的蔬菜研究仍很少。为此，笔者于2015―2016年对新乡市所辖8个县（市、区）的8个品种64份蔬菜样品进行了检测分析。
1 仪器与方法
1.1 检测仪器 原子吸收光谱仪（石墨炉）。
1.2 检测方法 依据食品国家标准GB 5009.12-2010和GB 5009.15-2014方法检测。
1.3 判定标准 GB2762-2012。
1.4 检测环境 室内温度5～35℃，相对湿度≤80%。
1.5 检测条件 见表1、表2。
1.6 样品预处理及标准曲线的绘制 将样品蔬菜去除杂质，打成匀浆，取0.5g样品，加入7mL硝酸和1mL过氧化氢进行微波消解，消解完成后，自然冷却（或水冷）至室温，打开密闭消解罐，将反应液转移至50mL锥形瓶，用水少量多次洗涤消解罐，洗液合并于锥形瓶中，置于电热板150℃蒸至近干，用去离子水转移至25mL容量瓶中定容。Pb标准曲线的绘制：用1%HNO3配置0ng/mL、2ng/mL、4ng/mL、8ng/mL标准液，测其吸光度，绘制标准曲线。Cd标准曲线的绘制：用1%HNO3配置0ng/mL、2ng/mL、4ng/mL、8ng/mL标准液，测其吸光度，绘制标准曲线。
2 结果与分析
根据国家标准（GB2762-2012）《食品安全国家标准 食品中污染物限量》，蔬菜中重金属含量标准见表3，本研究中样品蔬菜重金属含量测定值见表4。
检测结果表明，8个县（市、区）的8个品种共64份蔬菜样品中，有4个样品存在重金属铅、镉超标，超标样品集中在牧野区，但超标程度较轻。
3 讨论与结论
重金属污染分析范文2
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：
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重金属污染分析范文3
关键词 土壤重金属；空间分布；污染源位置；克里格插值；因子分析；地质演变模式
中图分类号 TN914 文献标识码 A 文章编号 1673-9671-(2012)071-0188-02
随着城市经济的快速发展和城市人口的不断增加，人类活动对城市环境质量的影响日显突出。对城市土壤地质环境异常的查证，以及如何应用查证获得的海量数据资料开展城市环境质量评价，研究人类活动影响下城市地质环境的演变模式，日益成为人们关注的焦点。
按照功能划分，城区一般可分为生活区、工业区、山区、主干道路区及公园绿地区等。现对某城市城区土壤地质环境进行调查，为此，将所考察的城区划分为间距1公里左右的网格子区域，按照每平方公里1个采样点对表层土（0～10厘米深度）进行取样、编号，并用GPS记录采样点的位置。由于在地表各重金属浓度的分布是相互影响的，并且受多种因素的多重影响，因此，我们应用因子分析法来研究重金属污染的主要原因。地质环境是指由岩石圈、水圈和大气圈组成的环境系统。各种元素在土壤中都是处于一个动态的循环过程。一是土壤本身含有一定的量，即土壤背景值，这一值是自然形成的；二是元素的输入是多途径、多层次的，如工业、生活污染等；三是输入的元素会有一部分随着河流冲刷、地表侵蚀、植物吸收等因素流失。
为了研究城市地质环境的演变模式，应该首先研究土壤中重金属含量的输入和输出，这与该地区的地表河流分布，地势分布，风向及降雨等因素有关，因此还需要测定各种因素的叠加所导致的元素输入及输出后的累积系数，这些可以通过分析该地区历年的重金属浓度分布数据来求出。结合各方面因素，我们建立了土壤重金属含量的动态变化模型：
QT=Q0K?T+QK-Z
1 土壤重金属空间分布及各功能区污染程度
由于测量得到的只是有限个采样点的重金属元素浓度值，不足以涵盖整个城市的重金属含量情况，因此，首先需要建立模型对已知数据进行空间插值，得到该城市内重金属元素含量的总体情况，在此基础上进一步求解出各种重金属元素的空间分布并绘制空间分布图，从而可以分析不同功能区内重金属的污染情况。
步骤1：各功能区的地形特征
运用Kriging插值对数据进行处理，并绘制出该城市的海拔高度图及各区域的地形特征图，从而得出各功能区所处的海拔范围，即居民区主要分布在海拔为0 m～20 m的区域，工业区、主干道区以及公园绿地区主要分布在海拔20 m～80 m范围内，而山区主要分布在海拔高于80 m的范围内。
步骤2：土壤重金属元素的描述性统计
根据已知各重金属的浓度数据求出土壤重金属元素浓度的数字特征，通过与该地区重金属元素的背景值比较，我们得出，该城市土壤中重金属的含量均超过了背景值。
步骤3：土壤重金属元素的空间分布
1）克里格（Kriging）插值模型原理。克里格（Kriging）插值法是地统计学中应用广泛的一种空间插值方法，也是精确度最高的一种方法。Kriging插值方法是在考虑了信息样品的形状、大小及其与待估块段相互间的空间分布位置等几何特征及品位的空间结构之后，为了达到线性、无偏和最小方差的估计，而对每一样品值分别赋予一定的权系数，最后进行加权平均来估计块段品位的方法。
2）运用Surfer8.0软件建立Kriging模型并绘制重金属空间分布图。我们在确定了克里格插值模型后，利用Surfer8.0软件绘制出土壤重金属元素的空间区域分布等值线图（见图1）（按顺序依次为As、Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb、Zn）：
通过观察各等值线图可以得出，As、Cd及Pb元素分布较为广泛，其中，As和Cd元素主要分布在主干道区， Pb元素主要分布在工业区和主干道区，较为集中；Cr元素主要分布在工业区和主干道区，Cu元素主要分布在工业区，Hg元素主要分布在工业区，Ni和Pb元素在工业区的浓度值较高，Zn元素主要分布在工业区和主干道区。
步骤4：不同区域重金属元素的污染程度
利用单项污染指数法公式Pi=Ci/Si分析各区域的污染程度。其中，Pi为区域重金属i的单项污染指数；Ci为重金属i含量的实测值；Si为重金属i含量的评价起始值，以重金属i的背景值加上2倍标准偏差的结果表示。若Pi>1，则表示该区域受到污染。Pi>1的样点数在样点总数中所占的比例称为超标率，以超标率作为衡量污染程度的评价指标，并规定，超标率小于30%为轻微污染，大于30%且小于80%为中等污染，大于80%为重度污染。
2 重金属污染的主要原因分析
首先，对8种重金属元素进行相关分析，找到各因子间的相互关系，相关程度比较大的元素可能来自同一污染源；其次，要说明重金属污染的主要原因，需要找到影响8种重金属浓度的主要因素，可以应用多元地统计中的主成分分析法对各重金属元素进行主成分分析，选取前三个最主要的因子进行因子分析，从而得到影响各重金属元素浓度分布的主要因子，即重金属污染的主要原因。
重金属污染分析范文4
关键词：大气降雪；重金属；原子吸收分光光度法；兰州市
中图分类号：X830 文献标识码：A 文章编号：0439-8114（2017）04-0650-04
重金属可通过化石燃料燃烧、汽车尾气、冶金企业烟气粉尘、扬尘、风沙等进入大气，吸附在气溶胶上。进入大气中的重金属又可以通过干沉降或湿沉降的方式沉降到地面，并通过水循环进入土壤和水体中。雪水与大气重金属的关系特别显著[1，2]，雪水中重金属的研究可以反映大气污染、地表水污染的信息，帮助判定大气重金属的来源，并进行污染控制[1]。因此，研究雪水中的重金属元素迫在眉睫。
重金属在人体内能和蛋白质及各种酶发生强烈的相互作用，使它们失去活性，也可能在人体的某些器官中积累，如果超过人体所能耐受的限度，会造成人体急性中毒、亚急性中毒、慢性中毒等危害。生物从环境中摄取重金属可以经过食物链的生物放大作用，在较高级生物体内成千万倍地富集起来，然后通过食物进入人体，在人体的某些器官中积蓄起来造成慢性中毒，危害人体健康。水体中的某些重金属可在微生物作用下转化为毒性更强的金属化合物。重金属及其化合物毒性较大，进入人体后会引起各种生理变化，尤其对神经和心血管系统有严重的危害性[1-3]。
中国的北方降雪量相对较多，而干沉降是控制化学物质从大气层向地表传输的两种方式之一。自20世纪70年代以来，在酸雨和相关的大气过程情境下，研究者开始采集和分析降水的化学组成及变化特征，大气降水中的污染物由于人类工业活动的排放而增加[3]。大气降水成分包括重金属元素、化学离子、粉尘微粒及胶体等物质，各组分含量的测定成为探讨污染源的有效途径，所以大气降水的化学组成能够反映大气环境特征及其污染状况[4]。不同区域的降水中各组分含量不同，反映了区域的工业释放特征、土壤酸碱性特征等的差异[2，5]。
目前，国际上关于雪水中重金属的研究已开始受到重视，但在中国西北内陆干旱区相关研究鲜有报道。鉴于此，本研究通过测定兰州市市区和郊区雪水中10种重金属元素的含量，对比分析兰州市市区和郊区大气污染情况，以及导致重金属含量不同的原因，揭示大气降水中重金属元素的可能来源及污染物质的传输路径，对雪水中重金属离子的控制因素、变化规律及环境影响进行探讨。
1 材料与方法
1.1 样品的采集
根据GB13580.2-92中关于大气降水样品的采集与保存方法[6]，采样的塑料瓶预先用硝酸浸泡24 h以上，再用去离子水冲洗干净，以除去可能存在的金属离子。每次降雪开始，即将采样瓶放置在预定的采样点上（固定好，距离地面至少1 m以上）。每次降雪取全过程雪样，样品采集后，贴标签、编码，同时记录采样日期、起止时间、降雪量等。
在2015年典型降雪月份1～2月，降雪量约300 mL，在中国科学院兰州分院近代物理研究所5#楼顶共收集5场降雪样品。用小塑料广口瓶收集降雪全过程的雪水，加酸后放入冰箱保存，以除去可能存在的金属离子。采样器平时盖紧，以防灰尘影响，下雪时打开盖子。采样点高于地面3～5 m。同时采集兰州市郊区的5场降雪样品作为对比，收集地点为兰州资源环境职业技术学院树形源B楼顶，远离兰州市市区（15 km左右）。兰州市采样日期及降雪量见表1。
1.2 样品预处理
由于降水样品中常含有尘埃颗粒物、微生物和酵母等颗粒，所以除测定pH和电导率的大气降水不过滤外，分析Pb、Fe、Cu等项目的水样均需过滤。降水样品的过滤介质有滤纸、玻璃沙芯漏斗和有机微孔滤膜等，由于玻璃沙芯漏斗的孔径（10～40 μm）和滤纸的孔径（2～10 μm）都很大，并且含有羟基和羧基，可与降水样品中的化学成分发生吸附和离子交换作用，造成待测成分的不准确。目前国际上把能通过孔径为0.45 μm滤膜的部分称为水中可溶性成分，阻留在滤膜面上的成分称为悬浮态。因此，选用0.45 μm的乙酸和硝酸混合纤维素滤膜。该滤膜的孔径均匀、孔隙率高、过膜速度快，是一种惰性材料，很少有吸附现象发生[7]。
取部分雪水置于实验室，待分析。将10 mL的聚乙烯试管用硝酸浸泡24 h，再用去离子水冲洗干净，除去可能存在的金属离子。之后用0.45 μm的乙酸和硝酸混合纤维滤膜过滤雪水样品于已清洗的聚乙烯试管中，贴上标签待分析[2，7]。
1.3 样品分析
样品的重金属含量均采用原子吸收光谱法（AAS），仪器型号为日立AA1700（浙江福立分析仪器公司），精密度和准确度均符合要求；pH的测定采用pH酸度计，型号为PHS-25。降水的pH在样品收集后用玻璃电极法立即测定；试验过程中的稀释液和定容液均用去离子水。
用火焰原子吸收光谱标准曲线定量法测定Cu、Cd、Mn、Pb、Zn、Fe、Cr 7种元素的含量，用石墨炉原子吸收光谱峰面积积分法测定Hg、Al、As 3种元素的含量，并进行平行样分析。
以上试验均在兰州资源环境职业技术学院地质工程系地勘实训中心地球化学元素测定实训室完成。
2 结果与分析
2.1 兰州市市区与郊区大气降雪的pH情况
2015年兰州市市区与郊区典型降雪月份1～2月5场降雪样品的pH情况见图1。由图1可知，兰州市市区降雪样品的pH为2.7～3.1，平均为2.9，而郊区降雪样品的pH为3.8～4.2，平均为4.0，总体上表现为兰州市市区降雪样品的pH均低于郊区，且市区和郊区处理间差异均达显著水平。
2.2 兰州市大气降雪中的重金属元素含量
兰州市大气降雪样品中常见的10种重金属元素的含量见表2。从表2中可以看出，大气降雪样品中Cu、Hg、Cd、Mn、Al、Pb、Zn、Fe、Ni、Cr的含量总体表现为市区大于郊区，且这10种常见重金属元素含量市区比郊区分别高出了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，重金属Pb主要来源于冶炼、燃煤和汽车尾气等，这与前人的研究一致[3，7]。
此结果明显高于大量使用燃煤的焦作市[7]、上海之类的大城市[8]、降水充足的长江中下游鄱阳湖区域[9]以及其他的国家[7，8]，这反映出兰州地区大气污染状况非常严重，污染源的控制和治理已显得刻不容缓。
大气中重金属元素的含量是衡量大气环境质量的一个重要指标，重金属的吸入对人们的健康有严重影响。因此，雪水中重金属含量的变化及其影响因素受到广泛的关注。重金属元素在降水、大气气溶胶的平衡中，不仅受到重金属元素本身性质的影响，也受到pH的影响。结合图1与表2可以看出，pH对重金属含量的影响非常明显，低pH时雪水的重金属含量明显较高；而高pH时则其含量相对较低。这与周静[7]的研究一致。
2.3 兰州市大气降雪中重金属元素污染来源分析
众所周知，不同的污染源由不同代表性的化学元素组成，利用富集因子分析法，并结合以往研究成果，讨论各种重金属元素的可能来源[6，10]。可知兰州市大气中常见的重金属来源主要有如下三点。
1）工业性来源。兰州是一个工业化进程非常快的新型工业化城市，冶金业、建筑业、矿业开采、石油煤炭和化工化学等工业的迅速发展使得大气中的重金属含量增高。
2）生活中重金属的来源。在日常生活中也会产生大量的重金属，通过进入到水体和空气中，进而通过食物链影响人体健康。例如土壤中肥料、农药通过灌溉用水进入到饲料、牧草中，而油漆、药物及土壤和局地扬尘等通过挥发或风进入到空气中。
3）交通工具。近几年来，由于城市车流量的猛增，汽车尾气对城市大气环境造成了严重污染，重金属是其中主要的成分之一。
3 小结与讨论
通过测得2015年1～2月兰州市市区和郊区雪水中常见重金属元素的含量，得知兰州地区雪水中重金属含量高于中国其他城市乃至世界上其他国家[7-9]，重金属污染非常严重，市区显著高于工业和人群稀少的郊区，且Mn元素高出量最多，高出86.22%。可见，兰州市市区雪水中重金属含量较高，其大气受到严重污染。其含量主要来源于石油、燃煤、化工和冶金及汽车尾气等作业中重金属的排放等人为源，此外还与兰州特殊的盆地地形等天然源有关。这些重金属进入到大气中影响大气环境质量，并且能通过水流和食物链进行迁移，形成循环危害。
因此，兰州市调整工业结构是当务之急。要依据地形搬迁化工、冶炼、煤炭等工业的位置，提高技术有效控制大颗粒物、工业废气和汽车尾气等的排放，为了改善生存环境，应该全面推广清洁生产技术，引导企业实现节能、降耗、减排、增效[9]。因此，研究该项目为兰州市市区大气污染源的控制和治理提供了科学的理论依据。
大气降雪样品中重金属的影响因素很多，包括季节（季风期和非季风期）、时段、降雪量、降雪间隔时间、风力风向、污染源排放等都会影响其含量，致使其变化非常复杂[2，7]。本试验在样品收集过程中有些原因会导致数据偏差，例如采样点位于楼顶，周围高层建筑、植被较多，大风天气时雪水在进入采样器之前可能已经受到了污染；另外，由于小塑料广口瓶密封性较差，在冰箱中保存时也易受到污染；试验只采集了2015年1～2月的降雪样品，市区和郊区各布设一个点，布点较少；没有考虑降雪时的风力风向和降雪间隔，不能进行季节性（季风期和非季风期）分析。因此，今后还可以通过测定雪水电导率（EC）、总溶解固体（TDS）含量、雪水中的常见的阴阳离子含量、不溶粉尘微粒以及同位素含量等进行环境分析研究。
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重金属污染分析范文5
摘要：为研究武汉市大气中TSP污染特性，连续采集2011年十月、十一月和十二月大气颗粒物,并对颗粒物中的重金属元素Cu，Zn，Pb和Cd的浓度和形态分布进行了研究分析。武汉市大气颗粒物污染较为严重，十一月、十二月超过大气环境质量年平均浓度二级标准200ug/m3，但3个采样时间均没有超过年平均浓度三级标准。颗粒物中重金属含量Pb的浓度远远高于Zn、Cu和Cr的含量，其中Pb的平均浓度为0.3634 ug/m3。TSP中酸可提取态百分比大小分别为Pb>Cr>Cu>Zn, Cu、Zn的酸可提取态含量接近于总含量三分之一，Pb、Cr的酸可提取态含量比例接近一半，其对环境危害要大于Cu、Zn，是本次研究的重要污染物。
关键词：大气颗粒物 重金属 Tessier 形态分布
总悬浮颗粒物是指悬浮在空气中，空气动力学直径小于或等于100的颗粒物，它是大气气溶胶的组成部分，其成分复杂、性质多样且危害比较大，而其中的痕量重金属则是最大的污染源之一。大气颗粒物中的重金属污染物具有不可降解性，不同化学形态的金属元素具有不同的生物可利用性，重金属的长期存在可能对环境构成极大的潜在威胁[1]，同时痕量金属对人类健康也会产生危害[2]。目前，国内对于大气颗粒物中的重金属元素研究主要是集中在元素总含量及其产生的危害，而对TSP中金属元素的形态分布研究较少。重金属的形态很大程度上决定着重金属的环境行为和生物效应[3]．本文采用当前重金属形态主流分析方法中的Tessier法对武汉市大气颗粒物中的重金属Cu,Zn，Pb和Cr进行形态分布研究，探讨TSP中重金属的形态分布，对深入研究颗粒物中重金属元素的来源和污染行为以及提高长武汉市大气环境质量具有重要意义．
1、实验方法
1.1采样时间和地点
本次实验使用TH-1000型号综合大气采样器，从武汉十月到十二月择取晴好无风天气采集样品，每次采集间隔16小时，同时记录采集样品当天天气情况。采样地点选择在武汉中南民族大学南一门，该地点具有典型的代表性，既有周边繁忙的交通，毗邻人口密度大的光谷步行街又临近南湖。
1.2采样
将空白滤膜放在恒温恒湿箱中平衡24 h，用万分之一天平准确称量滤膜的重量，精确到0.000lg，并装入编好号的滤膜袋中并做好记录。采样期间天气晴朗，空气流动较稳定，基本无风，气压101.3—101.5KPa。
1.3仪器和试剂
天虹TH-1000大流量TSP采样器、岛津AA-6300原子吸收光谱仪；Sigmal低温高速离心机、振荡器、玻璃纤维滤膜、MgCl2，NH4OAc，CH3COONa，NH2OH·HCL，HF，HOAc为分析纯；HNO3,HCIO4均为优级纯；水为去离子水。
1.4处理方法
取十月、十一月和十二月各十个有效样本，剪取整张滤膜四分之一后将其剪碎，置于聚四氟乙烯坩埚中，经HNO3-HCLO4-HF法消解，转移至容量瓶中定容配制成溶液定容至250ml，待测。剩余四分之三滤膜用于大气颗粒物中重金属的形态分析，依据Tessier[4]提取法将重金属形态分为酸可提取态和不溶态，其中酸可提取态包括可交换态和碳酸盐结合态，不溶态包括铁锰水合氧化物结合态、有机物硫化物结合态以及残留的硅酸盐态。具体实验步骤见表1。
对各待测样品采用原子吸收法测定颗粒物中的Cu，Zn,Pb，Cr的含量并利用空白滤膜做对照．
表1 Tessier 顺序提取的步骤
2、实验结果及分析
2.1TSP的质量浓度
表2 武汉市采样点TSP质量浓度 ug/m3
由表2可以看出武汉市3个采样时间TSP浓度变化较大。十二月的TSP浓度高于十月和十一月，并且高于国家空气质量二级标准[5]200ug/m3，十一月次之，十月份最低。这种分布主要是由于天气干燥及风起扬尘加剧了大气颗粒物污，入冬后燃煤发电对于大气TSP质量浓度具有重要贡献。
2.2TSP中重金属总的污染水平
表3 采样期内TSP中重金属的平均浓度 ug/m3
表3列出了3个采样时间不同金属元素的总含量值，从表中可以看出Pb的含量显著高于其他元素，Pb主要来源于汽车废气和冶炼、制造以及使用铅制品的工矿企业[6]。Zn、Cu和Cr的含量较低，质量浓度在0．05～0.1ug/m3。从采样时间来看，十月的重金属含量Cu高于十二月，Zn含量高于十二月份，表明TSP浓度达标的地方重金属浓度不一定会低，因此需严格控制重金属的排放．TSP中重金属的广泛存在，说明武汉市大气颗粒物对环境和人体健康存在较大的潜在危害。
2.3TSP中重金属元素的组成形态分布
大气TSP中重金属元素的组成形态分布，见表4．
表4 TSP中重金属不同形态分布 ug/m3
大气颗粒物可通过干、湿沉降进入土壤或自然水体，重金属元素通过迁移转化进入到土壤或水体中，造成污染。其中，重金属的酸可提取态最为活跃，在环境pH值降低时，最容易被释放出来，或者在其它条件改变的时候最易转变为其它形态，对环境危害最大[6]。不溶态在环境中相对于酸可提取态稳定，对环境危害较小。所以酸可提取态在重金属组成形态中所占比例越大，对环境的危害也越大。在表4中，大气TSP中酸可提取态百分比大小分别为Pb>Cr>Cu>Zn, Cu、Zn的酸可提取态含量接近于总含量三分之一，Pb、Cr的比例接近一半，其对环境危害要大于Cu、Zn，是本次研究的重要污染物。
3、结论
1)武汉市大气颗粒物污染较为严重，十一月、十二月超过大气环境质量年平均浓度二级标准200ug/m3，但3个采样时间均没有超过年平均浓度三级标准。
2)颗粒物中重金属含量Pb的浓度远远高于Zn、Cu和Cr的含量，其中Pb的平均浓度为0.3634 ug/m3。
3）大气TSP中酸可提取态百分比大小分别为Pb>Cr>Cu>Zn, Cu、Zn的酸可提取态含量接近于总含量三分之一，Pb、Cr的比例接近一半，其对环境危害要大于Cu、Zn，是本次研究的重要污染物。
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重金属污染分析范文6
关键词：铜陵市 重金属污染 研究进展
中图分类号：X5 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2013）07（c）-0137-03
随着我国工业化的不断加速，开发利用的重金属种类、数量和方式越来越多，涉及重金属的行业越来越多，再加上一些污染企业的违法开采、超标排污等问题突出，使重金属污染呈蔓延趋势，污染事件出现高发态势，表现出长期积累和近期集中爆发、历史遗留问题和新出现问题相交织的特点[1]。2011年2月，国务院批复了《重金属污染综合防治“十二五”规划》。体现了我国对重金属污染防治的高度重视。
铜陵市是一个有着三千多年开采历史的极具特色的有色多金属矿区，是我国重要的有色金属工业基地，有着悠久的采冶铜历史[2]。目前已形成以采、选、炼、加工为一体的“铜”产业链，对推动铜陵地区社会经济发展发挥了巨大作用.但也带来了一系列的重金属环境污染和生态破坏问题，对公众身体健康构成了潜在或现实的危害。铜陵县、铜官山区是国家60个重金属砷控制区之一，46家企业被列为环保部重点监控企业，重金属污染防治任务十分艰巨[3]。
1 铜陵重金属污染研究分布
目前有关铜陵重金属污染的研究，主要集中在矿区土壤、尾矿库、水及水体沉积物污染、大气沉降物及城区表土与灰尘和潜在生态风险的评估。
1.1 矿区土壤
土壤中的重金属，在自然情况下，主要来源于成土母岩和残落的生物物质。但是近代以来，工农业的快速发展，人类活动加剧了土壤重金属的污染，污染程度越来越重，范围越来越广。胡圆圆等[4]对铜陵铜官山铜矿区土壤重金属含量进行了研究。研究结果表明，铜官山铜矿区土壤Cu、Zn、As、Hg平均含量高于铜陵市土壤背景值，土壤已受Cu、Zn、As重污染，受Hg轻污染。
杨西飞[5]运用Matlab软件模糊推理系统（FIS）对铜陵矿区农田表层土壤重金属污染进行了评价，发现该矿区农田表层土壤普遍受到了重金属不同程度的污染，其中Cd污染最严重，其次是Cu，其它各元素依次为Pb>As>Zn>Hg。土壤中Hg、Cd、Cu和Pb元素在表层明显富集，各元素总量在不同深度均明显高于土壤自然背景值，Hg、Cd、Cu、Pb和Zn在垂向上呈递减趋势，且在横向上主要以洋河、顺安河和新桥河为中心向四周递减。不同形态重金属在总量中的百分含量随深度变化明显不同。
王嘉[6]对铜陵的两个矿区（狮子山区朝山金矿主井和铜陵县顺安镇新桥矿业公司主井）土壤重金属污染问题进行了较详细的研究，运用内梅罗指数法和地质累积指数法对研究区进行了现状评价，研究表明，As和Cd为严重超标污染物；As的致癌风险和非致癌风险都大，Cr的致癌风险最大；Cd、Hg、As对生态危害的潜在风险很大；所研究的两矿区均存在很高的致癌风险和生态风险，朝山金矿区相对更高些。
白晓宇等[7]运用地统计学分析手段对铜陵矿区土壤中若干重金属元素进行空间变异分析及空间插值和污染分析，结果表明，As、Cd、Pb、Zn元素的变异函数表现为各向异性，其方向性可能主要受矿床分布控制；Hg元素因受小尺度因子影响较大而呈现块金效应较大。As元素污染的主要是由于铜矿、铅锌矿、褐铁矿矿床及其开发；Cd元素的污染与铅锌矿床及其开发，以及农业污灌有关；Pb、Zn元素的污染与铅锌矿床及其开发密切相关。
1.2 尾矿库
铜陵市是安徽省境内重要的铜生产基地。在铜矿生产的同时，产出了大量尾矿堆存于附近的尾砂库中。尾矿库多建于山间谷地、河流上游地区，其下游是经济、农业发达地区。近几年来，随着经济发展和城市的扩容，部分郊区的尾矿库已经进入市区，尾矿库的环境效应及其安全性令人关注。徐晓春等[8]对安徽铜陵林冲尾矿库复垦土壤采样检测的结果表明复垦土壤中Cu的污染极其严重，As、Zn、Pb的污染较轻。徐晓春[9]还对铜陵凤凰山矿林冲尾矿库中重金属元素的空间分布特征及相关土壤、水系沉积物和植物中重金属元素含量变化进行了研究，发现长期堆存的尾矿会发生元素的次生淋滤与富集。
惠勇[10]等对铜陵市凤凰山尾矿库三个不同凤丹种植地进行了研究，结果表明，尾矿土壤中的Cu、Zn、Cd含量均较高，其中Cu、Cd的含量分别是国家土壤环境质量二级标准的1.04～1.30倍和6.58～9.34倍。矿区近年来种植的作物对重金属的吸收富集作用不明显。
王少华[11]等采集了铜陵市杨山冲尾矿库、尾矿库周边及较远距离土壤、水、植物样品，测定了其中的重金属含量，发现所采集的土壤、水和植物中都存在不同程度的As，Hg，Cu，Zn和Pb等元素的富集现象，且不同元素之间的富集程度也有所差异；重金属元素含量随着远离尾矿库，有逐渐递减的趋势。周元祥[12]等对杨山冲尾矿库尾砂重金属元素的迁移规律进行了研究，发现在自然风化条件下，Cu、As、Hg、Cd和Pb的淋滤迁移速度相对较快，Zn略慢；Zn、Pb、Hg和Cd在50～60 cm深处会发生二次富集；风化后尾砂中Cu、Pb、As和Hg以残渣态为主要赋存形式，其次为铁锰氧化态，其中Zn和Cd以铁锰氧化态含量在表层最高。
1.3 水及水体沉积物
水体及沉积物因其独特的环境特点，往往会成为重金属元素的“源”和“汇”，学者们也因此对其进行了众多研究。张敏[13]等通过测定长江铜陵段枯、丰水期江水中Cu、Pb、Zn和Cd不同形态的含量，分析了四种金属在江水中的存在形态分布，不同水期含量变化，水中悬浮物对金属吸附能力大小，以及近20年来含量的变化情况。发现长江铜陵段江水中各重金属总量丰水期时大于枯水期，重金属各形态含量之间均有差异。与近20年江水中的重金属背景值比较，长江铜陵段重金属含量有普遍升高的趋势。
徐晓春[14]等对相思河的重金属污染情况进行了调查和研究，采用潜在危害指数法对沉积物中重金属进行了评价。研究表明，相思河中下游受到的重金属污染明显比上游严重，Cu和Cd的富集系数和生态危害高。
李如忠[15]等对惠溪河滨岸带土壤重金属形态分布及风险评估进行了研究，研究表明，惠溪河滨岸带土壤中Cd和As达到极高风险等级，Cu为中等风险等级；根据综合污染及潜在生态风险贡献率水平，初步判定As和Cd为惠溪河滨岸土壤重金属污染治理和修复的优先控制对象。
王岚[16]等对长江水系表层沉积物重金属污染特征及生态风险性评价的研究中表明，安徽顺安河位点为极强生态危害范畴。
叶宏萌[17]对铜陵矿区的新桥至顺安河沉积物中五种重金属的全量和形态进行了研究，并结合环境条件分析了它们的横向和纵向迁移变化特征，研究表明该区域沉积物重金属中Cu、Zn、Pb、Cd的均值皆远超长江下游沉积物背景值，其中以Cu和Cd最显著。对重金属横向迁移分析发现，矿山重金属会随着沉积物的距离增加而显著降低，新桥河沉积物的迁移变化显著高于顺安河沉积物。在迁移过程中，Cu、Zn、Cr残渣态逐步增加，毒性减弱，Pb、Cd的活性态比例增大。重金属的纵向迁移分析结果表明，离矿山的位置远近对沉积柱金属的总量和形态起决定作用，矿区下游河流沉积物既受尾矿的影响，也受河流流域物质本身的影响。
1.4 大气沉降物及城区表土与灰尘
随着城市化进程的加快，而带来的交通污染以及其他方面的污染使得大气环境质量越来越差，大气环境污染问题越来越引起人们的注意。李如忠[18]利用美国国家环保局（US EPA）推荐的健康风险评价模型对铜陵市区表土与灰尘重金属污染健康风险进行了研究。研究表明，铜陵城区土壤和地表灰尘已遭受较为严重的重金属污染；不同功能用地的致癌风险均显著超过US EPA推荐的可接受风险阈值范围和国际辐射防护委员会（ICRP）推荐的最大可接受风险值；铜陵市表土与地表灰尘已对公众身体健康构成危害；其中主导致癌与非致癌风险效应的主要污染因子是As，主要暴露途径是手-口摄入途径。
吴开明[19]用藓袋法对铜陵市大气重金属污染进行了研究，发现铜陵市Cu污染最严重，有色金属冶炼工业是铜陵市最主要的污染源，交通运输对大气重金属污染也日趋严重。
殷汉琴[20]对铜陵市大气降尘中铜元素的污染特征进行了研究，采用富集因子法定性地判断各采样点铜元素的来源，研究表明，铜陵市大气降尘中铜元素污染严重并且形成了以铜开采和冶炼企业为中心的污染区域。研究发现铜矿石的开采和冶炼对大气降尘中的铜元素污染贡献较大， 是主要的污染源。
2 重金属污染修复技术与控制措施研究
重金属在土壤、水体、大气、生物体中广泛分布。由于大气和生物体中重金属的特殊性及其主要直接或间接来源于土壤和水体，所以对于重金属的污染修复技术主要集中在对土壤和水体中的重金属污染进行修复。
重金属在土壤中不易随水淋溶，不能被微生物分解，具有明显的生物富集作用且土壤污染具有较长潜伏期；由于土壤、污染物及地域的复杂性，土壤一旦受到污染，其治理不仅见效慢、费用高，而且受到多种因素的制约。目前，治理土壤重金属污染的途径主要有两种：（1）改变重金属在土壤中的存在形态、使其固定，降低其在环境中的迁移性和生物可利用性；（2）从土壤中去除重金属[21]。围绕这两种途径展开的土壤重金属治理措施有物理及物化措施、化学措施、农业生态措施、生物修复等[21～23]。
王华等[24]对我国底泥重金属污染防治研究做了相应综述，提出目前我国底泥重金属污染治理的常用方法有工程治理方法、生物治理方法和化学治理方法。
重金属污染物进入水生生态系统后对水生植物和动物均产生影响，并通过食物链发生富集，引起人体病变，危害人类。目前水体重金属污染治理修复方法主要有物理方法、化学方法、物理化学方法、集成技术、生物方法等[25]。
为控制铜陵市重金属污染、提高环境质量，铜陵市环保局组织编制了《铜陵市重金属污染综合防治“十二五”规划》，该规划以国家《重金属污染综合防治“十二五”规划》为指导，落实源头预防、过程阻断、清洁生产、末端治理的全过程综合防治理念，提出了一系列重金属污染防治措施，以求能遏制重金属污染趋势，改善区域环境质量，保护人民身体健康和环境权益。
3 结语
对铜陵市重金属污染研究情况进行了介绍，对重金属污染防治措施与修复技术经行了总结。根据目前研究结果表明，铜陵市重金属污染已比较严重。Cd、As、Cu和Pb为主要的污染元素，Hg虽然含量较低，但因为其毒性较大，亦当引起足够的重视。矿石的开采和冶炼以及尾矿的堆积成为铜陵市重金属污染的主要来源，所以首先应控制源头，治理矿石的开采和冶炼，清理尾矿的堆积。由于植被等生物体对重金属具有良好的吸附阻拦作用，可在采矿厂四周设置重金属吸收强防护带，阻止污染向更远扩散。对于已经受到污染的土壤，可以采用生物方法、物理或化学方法去除。
健全重金属污染防治法律体系、做好污染综合防治规划和强化行政管理是防治重金属污染的重要管理手段。《铜陵市重金属污染综合防治“十二五”规划》的提出对铜陵市重金属污染防治具有重要的指导和实践意义。健全重金属污染防治法律体系，实施清洁生产，监督实施环境影响评价验收工作，开发研究重金属污染防治技术等是目前重金属污染防治的重要任务。
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