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重金屬污染分析范文第1篇

關(guān)鍵詞：重金屬；土壤污染現(xiàn)狀；分析方法

1 引言

重金屬污染已成為全球性環(huán)境問題，尤其是重金屬對土壤的污染，因其隱蔽性、不可逆性和長期性的特點，不但能直接影響生態(tài)環(huán)境，還能通過皮膚接觸、呼吸吸入和通過食物鏈影響人體或動物的健康，所以造成的后果是非常嚴重的。土壤重金屬污染具有污染物在土壤中移動性差、滯留時間長、毒性大等特點，并可經(jīng)水、植物等介質(zhì)最終影響人類健康。在我國通常被優(yōu)先關(guān)注和控制排放的重金屬有鎘（Cd），鉻（Cr）、砷（As）、鉛（Pb）和汞（Hg）。

根據(jù)我國的可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，“國民經(jīng)濟和社會發(fā)展第十二個五年規(guī)劃綱要”（2011～2015年）已將預(yù)防和控制重金屬污染作為一個重要的目標(biāo)，2011年國務(wù)院批復(fù)了《重金屬污染綜合防治“十二五”規(guī)劃》，由于“重金屬”范圍包括大量的金屬和準金屬，所以對重金屬污染很難有一個全面的認識。因此，筆者對我國五個優(yōu)先控制重金屬的來源、毒性、污染現(xiàn)狀進行了闡述。提出了一些防治策略及未來發(fā)展和管理的方向。

2 重金屬的來源

在自然因素中，成土母質(zhì)和成土過程對土壤重金屬含量的影響很大[1]。自然來源包括火山、降解礦物、森林火災(zāi)、土壤和水的表面蒸發(fā)。每年火山噴發(fā)的As量是1.72×107 kg，地殼含As量大約是4.01×1016 kg，海底火山噴發(fā)4.87×106 kg[2]。在我國的一些地區(qū)，由于特殊的地質(zhì)環(huán)境，地殼中的重金屬含量本身就高，如山西省和As含量，這對該地區(qū)相關(guān)的重金屬高濃度有直接貢獻。

與自然來源相比，人為來源被認為是環(huán)境中重金屬污染的主要原因：①重金屬雜質(zhì)的釋放，采礦和其他冶金活動，如火力發(fā)電和熱生產(chǎn)是大氣汞排放的最大來源；②有意提取重金屬和使用過程中的釋放，如重金屬礦開采，制革，電鍍生產(chǎn)，和含重金屬產(chǎn)品品制造；③垃圾焚燒與填埋過程中釋放。Wu Y，Streets D G等[3]認為，2003年我國汞的總排放量達695.6 t，其中大部分是來自于有色金屬冶煉、煤炭消費。1970年聯(lián)合國的調(diào)查表明，18050 t的鉛被釋放到大氣中，大多數(shù)都是由石油消費，粉塵排放和汽油添加劑使用釋放的。

3 重金屬污染現(xiàn)狀

我國的重金屬污染狀況嚴重，如在城市土壤、河口和沿海環(huán)境中[4]，食用重金屬污染的食物或飲用未經(jīng)凈化的地下水可能會導(dǎo)致重金屬中毒的高風(fēng)險，許多事故是由于金屬非法或不安全的開采、冶煉和使用造成的。

3.1 鎘

我國近年來鎘污染事件時有發(fā)生，唐貞等[5]對湘潭工業(yè)園區(qū)水稻土鎘污染及其潛在風(fēng)險做了調(diào)查，結(jié)果表明，土壤中鎘的濃度1.27～4.22 mg/kg，表明這些土壤遭受嚴重鎘污染。鄭袁明等[6]人研究了北京不同地區(qū)的土樣的鎘濃度，包括菜地、水田、果園、綠地、玉米田，土壤和自然土壤595個土壤樣品，與背景濃度相比，鎘在蔬菜、稻田和果園積累顯著，這表明工業(yè)活動、交通和垃圾填埋場可以影響土壤中鎘的濃度。

3.2 鉻

我國是鉻渣產(chǎn)生最多的國家，對周圍環(huán)境和人類健康構(gòu)成高風(fēng)險。Cr（Ⅵ）的土壤淋溶液的濃度與鉻渣距離成反比關(guān)系，而垃圾能影響下風(fēng)側(cè)約350 m處。除了遷移到周邊地區(qū)，Cr（Ⅵ）會污染地下水。陳璐璐，周北海等[7]分析了太湖水中的鉻含量和相關(guān)的生態(tài)風(fēng)險評估，結(jié)果表明，在所有水樣品中都可以檢測到鉻，濃度31.76～75.50 ng/mL，平均濃度為40.04 ng/mL。鉻已對太湖水生生物造成一定的生態(tài)風(fēng)險。王玉強等[8]研究了渭河Cr（Ⅵ）的分布及其遷移特征，結(jié)果表明沿河流方向Cr（Ⅵ）濃度呈先上升后下降，Cr（Ⅵ）濃度可能受排污口的影響，沉積物對Cr濃度的降低起到了重要的作用。

3.3 砷

過去的幾十年里經(jīng)常報道地方性慢性砷中毒，尤其是在新疆維吾爾自治區(qū)、、寧夏回族自治區(qū)和山西省。地下水受影響最嚴重的省份，砷濃度在220～2000 ng/mL，而最高濃度可達4440 ng/mL[9]。慢性砷中毒是新型的公共衛(wèi)生問題，我國約有300萬高風(fēng)險人口來源于飲用水暴露，而他們中的大多數(shù)是集中在農(nóng)村地區(qū)。

目前我國已成為世界上最大的煤炭生產(chǎn)國和消費國，能源消費構(gòu)成中煤炭占75%。東北煤礦、我國東部和北部主要煤礦中砷的濃度為55.7～156.7 mg/kg[10]。當(dāng)?shù)鼐用衿毡槭褂锰康拿骰鹨约伴_放式爐灶進行烹調(diào)和取暖，這會污染室內(nèi)空氣和增加食物中砷的濃度。廚房的空氣，干燥的玉米和辣椒中砷的濃度分別為160～760 μg/m3，1.52～11.3 mg/kg，52.5～1090 mg/kg。

3.4 鉛

最近幾年由于無鉛汽油的使用城市大氣中鉛的濃度在下降，但是大氣中鉛含量（100～180 ng-3）仍于高水平。由于交通排放、污水灌溉，公路兩側(cè)土壤和農(nóng)田易受鉛污染，如果土壤和公路之間距離小于50 m則可能受到鉛的危害，而距離超過150 m，鉛的濃度水平一樣[11]。除了土壤自身性質(zhì)，交通流、地形，綠化帶和天氣條件也影響路邊土壤鉛的分布。

一般來說，在路邊土壤鉛濃度要顯著高于公園，而工業(yè)區(qū)的鉛水平比住宅區(qū)和風(fēng)景名勝區(qū)高得多。研究表明，污水灌區(qū)農(nóng)田下層土壤鉛濃度顯著升高[12]，約是背景環(huán)境中的4.53倍。戚其平等[13]人研究了生活在城市地區(qū)6502名兒童（3～5歲）血液中鉛水平，結(jié)果表明，與美國疾病控制和預(yù)防咨詢委員會中心規(guī)定的兒童血液平均鉛安全濃度88.3 mg/L高了29.9%，超過100 mg/L。

3.5 汞

2013年我國人為排放汞的總量約占全球排放量的40%，向大氣中排放的汞約占全球大氣汞排放的1/3。在我國貴州、廣東、山西和遼寧省的一些地方是汞污染最嚴重地區(qū)。貴州省是世界上最大的汞生產(chǎn)區(qū)域，貴州朱砂礦儲量中金屬汞儲量達到80000 t，占汞總量80%，地表水汞濃度高達10580 ng/L，在采空區(qū)的河岸土壤總汞和甲基汞的濃度范圍分別是5.1～790 mg/kg和0.13～15 ng/g[14]。水稻籽粒中汞總濃度可達到569 ng/g，其中145 ng/g是甲基汞。這表明，攝入汞污染的大米是人類甲基汞暴露的一個重要來源。

貴州省一些地方氣態(tài)汞濃度為1.70～146.75 ng/m3，平均濃度為7.39 ng/m3，顯著高于世界水平的1.5～2.0 ng/m3。季節(jié)和天氣明顯影響汞在大氣中的含量。一般來說，由于煤燃燒氣態(tài)汞總量冬季比夏季高得多。

土壤是汞的重要的源和匯，土壤中的汞主要來自土壤母質(zhì)、大氣沉降、化肥和農(nóng)藥的使用、污水灌溉及含汞廢物。1990年我國國家環(huán)境監(jiān)測中心進行了一項調(diào)查，在我國表層土壤汞平均濃度為0.065 mg/kg。因為對水環(huán)境沒有系統(tǒng)的調(diào)查，且汞在水中時空分布不斷變化，很難在水系統(tǒng)中的汞濃度作總體評價，但大型河流中的汞濃度普遍高[15]，而汞儲量相對影響較小。

3.6 錫

目前，我國海水和淡水環(huán)境中有機錫的污染比較嚴重，尤以近岸水域、港口以及內(nèi)河碼頭污染最為嚴重。我國大陸水樣中三丁基錫（TBT）的濃度最高達到977ng（Sn）/L。由于減少了輸入、水流量和稀釋，丁基錫的濃度（BTS）隨海岸距離的增加降低。相對高含量的二丁基錫（DBT）和技術(shù)性貿(mào)易壁壘在渤海灣沿海水域出現(xiàn)，東南沿海的三個港口（廈門，汕頭，和惠陽）的積累量為0.3～174.7ng/g[16]。

4 重金屬污染的監(jiān)測分析方法

4.1 重金屬的總濃度

在環(huán)境和生物樣品中開發(fā)和應(yīng)用的重金屬測定方法很多，如火焰原子吸收光譜法，石墨爐原子吸收光譜法，原子熒光光譜法等。由于其能多元素同時檢測、分析時間短、高通量和樣品用量少的優(yōu)點，電感耦合等離子體質(zhì)譜和電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜法被越來越多地應(yīng)用在這一領(lǐng)域，特別是ICP-MS（電感耦合等離子體質(zhì)譜儀）具有更多的優(yōu)點，如靈敏度高，線性范圍寬、抗干擾能力強。

4.2 重金屬形態(tài)

重金屬的毒性取決于其化學(xué)形式，由于其不同的性質(zhì)和毒性，有必要區(qū)分重金屬種類。研究表明，有機汞化合物尤其是甲基汞比無機汞的毒性更強，相反，有機砷化合物比無機砷毒性低。有機錫化合物的毒性取決于性質(zhì)和烷基側(cè)鏈數(shù)的長度。重金屬形態(tài)可以用電分析、光譜分析、儀器中子活化分析、色譜分析聯(lián)用技術(shù)。聯(lián)用技術(shù)已被廣泛應(yīng)用于汞、鉻、砷、錫的形態(tài)分析，以及其他環(huán)境樣品中的重金屬形態(tài)分析，具有廣闊發(fā)展前景。

4.3 重金屬生物監(jiān)測

生物監(jiān)測是監(jiān)測環(huán)境和生物圈中重金屬污染和毒性的一N有效方法。環(huán)境矩陣化學(xué)分析是揭示重金屬污染狀況的最直接方法，雖然對生物和生態(tài)系統(tǒng)的綜合影響和可能毒性提供證據(jù)不足。基于個體生物組織和液體抽樣分析的生物監(jiān)測是化學(xué)分析的有效補充。通過與國際衛(wèi)生組織（WHO）規(guī)定暫定每周可耐受攝入量重金屬量比較，認為長期食用當(dāng)?shù)卮竺卓赡軙斐蓪θ梭w重金屬高危害風(fēng)險。血液、尿液、唾液、指甲和頭發(fā)通常是化驗重金屬對人體健康潛在風(fēng)險評估的生物材料。

5 毒性

重金屬易通過食物鏈而生物富集產(chǎn)生生物放大作用，構(gòu)成對生物和人體健康的嚴重威脅，主要通過空氣、水、食物和直接接觸體表進入人體，這些方面的重金屬暴露是人類中毒的主要途徑，對人類健康產(chǎn)生各種威脅。根據(jù)靶器官重金屬毒性可分為以下幾類。

5.1 胃腸道（消化系統(tǒng)）的影響

重金屬攝入能刺激消化系統(tǒng)，伴隨癥狀如惡心、嘔吐、腹瀉、腹痛等。鉛可能通過抑制胃腸功能紊亂胰腺、唾液腺和胃腺體分泌，甚至引起頑固性便秘。

5.2 腎功能的影響

腎臟是積累重金屬的重要器官，高水平鉛暴露可損傷腎近端小管和腎小球，腎小管重吸收障礙，甚至引起鉛中毒性腎病，如腎性高血壓。元素汞可在人體組織中的氧化為無機二價的形式，腎臟積累更多的二價汞比其他組織，高水平汞暴露可能導(dǎo)致腎小球腎炎蛋白尿、腎病綜合征，最早發(fā)現(xiàn)低水平汞暴露對腎小管的影響，增加低分子蛋白的排泄。

5.3 神經(jīng)系統(tǒng)的影響

有研究報道，無論是偶然的或長期暴露于高濃度的汞蒸氣中可顯著影響人類的感官、認知、個性和運動功能。一般來說，去除暴露后這些癥狀消退。通過各種人類和動物的研究表明，甲基汞的毒性比無機汞更高，其作用于尚未出生的胎兒和新生兒的神經(jīng)系統(tǒng)的發(fā)育。這種影響可以發(fā)生在汞暴露保持健康的母親（通過她們的孩子受到Hg）或與汞暴露有輕微癥狀的母親。一項關(guān)于父母接觸甲基汞，主要來自食用領(lǐng)航鯨肉的法羅群島約900個兒童的研究表明，產(chǎn)前甲基汞暴露會導(dǎo)致7歲兒童神經(jīng)心理障礙。注意力、記憶力和語言似乎是影響較大的大腦功能，而視覺功能和執(zhí)行力受汞增加的暴露影響較小。

5.4 癌癥

大量的研究集中在高風(fēng)險人群甲基汞水俁病的死亡原因。肝癌和食道癌的風(fēng)險增加，慢性肝病和肝硬化導(dǎo)致的超額死亡率是報道率最高的事件。在長期遭受慢性砷暴露地區(qū)皮膚癌、肺癌和膀胱癌的患病機率會增加。

5.5 其他影響

暴露的高濃度的重金屬可引起呼吸系統(tǒng)、心血管系統(tǒng)、免疫系統(tǒng)和生殖系統(tǒng)的功能障礙。尤其是小孩，攝入鉛可能通過抑制血紅蛋白的生成導(dǎo)致貧血。對那些長期接觸鉻（Ⅵ）的人群來說，患口腔炎，牙齦炎的風(fēng)險，鼻中隔穿孔，皮膚潰瘍的風(fēng)險比其他人高多了。有關(guān)調(diào)查表明，鉻電鍍車間的工人從事電鍍操作的一半受到了嚴重的鉻鼻病[17]。從事鍍鉻作業(yè)的電鍍廠工人長期接觸到鉻酸霧，容易發(fā)生職業(yè)性鉻鼻病。

6 結(jié)論與展望

除了自然來源，有意和無意的人為排放是重金屬的重要來源，過量重金屬暴露可能通過影響消化系統(tǒng)、神經(jīng)系統(tǒng)、心血管系統(tǒng)和免疫系統(tǒng)，增加人類的健康風(fēng)險，或增加患癌癥的風(fēng)險。

為了充分了解重金屬污染現(xiàn)狀，我國應(yīng)綜合調(diào)金屬問題，將重金屬潛在風(fēng)險作為詳細的流行病學(xué)進行研究。相比其他污染控制，更理想的策略是使重金屬污染的最小化和消除。這些目標(biāo)可以通過減少含重金屬物品的使用來實現(xiàn)，或回收對環(huán)境污染的排放物，同時，各種管末處理技術(shù)可以減少煤燃燒、垃圾填埋場和其他人為來源的重金屬排放，雖然在實際應(yīng)用中有很多優(yōu)點，但生物修復(fù)，特別是植物修復(fù)和微生物修復(fù)，由于其效率高、成本低應(yīng)該受到更多的關(guān)注。重金屬原位鈍化修復(fù)方法可改變重金屬在土壤中的賦存狀態(tài)，降低土壤中重金屬的有效濃度、遷移性和生物有效性，并且因其成本較低、操作簡單、見效快且適合大面積推廣，在重金屬污染土壤修復(fù)中有著不可替代的作用。2015年，隨著《凹晶材料對重金屬污染土壤治理與修復(fù)的集成技術(shù)研究》項目通過甘肅省科技廳鑒定，并在白銀試驗成功，一項新的凹凸棒吸附技術(shù)將會逐漸推廣。

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Research Progressand Analyzing Methods of Heavy Metal Pollution

Gong Jianjun

（Wuwei Occupational College， Wuwei，Gansu 733000， China）

重金屬污染分析范文第2篇

關(guān)鍵詞 重金屬污染；模糊數(shù)學(xué)；枸杞示范園；寧夏中寧

中圖分類號 X53 文獻標(biāo)識碼 A 文章編號 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，對人類健康和生存環(huán)境產(chǎn)生了嚴重的影響。因此，研究分析重金屬對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“中國枸杞之鄉(xiāng)”的美譽。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越嚴重。通過對寧夏回族自治區(qū)中寧縣舟塔鄉(xiāng)萬畝無公害枸杞示范園的土壤環(huán)境中重金屬離子汞、砷、鉛、鎘、鉻、銅的含量進行分析檢測，以《國家土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準》（GB15618―1995）為評價標(biāo)準，采用模糊數(shù)學(xué)模型對土壤重金屬綜合污染進行評價。

1 研究方法

1.1 樣品采集與分析

為確保對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，采樣地點選擇在中寧縣舟塔鄉(xiāng)萬畝無公害枸杞示范園?？紤]到土地利用狀況和研究區(qū)內(nèi)樣品點分布的均勻性，在枸杞示范園內(nèi)均勻分布120個點（圖1）。將各采樣點的土壤混勻，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20目和60目篩，然后測定重金屬元素Hg、As、Pb、Cd、Cr、Cu的含量，試驗及測試過程加入空白樣、平行樣以及國家標(biāo)準物質(zhì)進行質(zhì)量分析控制。

1.2 評價標(biāo)準

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)準劃分為3類：Ⅰ類適用于國家規(guī)定的自然保護區(qū)、集中式生活飲用水源地、牧場、茶園以及其他保護地區(qū)的土壤；Ⅱ類適用于一般農(nóng)田蔬菜地、牧場、茶園、果園等土壤；Ⅲ類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)量評價

2.1 模糊關(guān)系矩陣及評價因子隸屬度的建立

已知因子集為：U={U1，U2，…，Un}，U，U2，…，Un為參與評價的n個環(huán)境因子的數(shù)值。評價集V={V1，V2，...，Vn }，V1，V2，...，Vn為與U相應(yīng)的評價標(biāo)準集[2]。依據(jù)國家土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準（表1）。

2.2 各評價因子權(quán)重的確定

由于不同評價指標(biāo)對環(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測值與其相應(yīng)分級標(biāo)準的比值來計算權(quán)重[5]。計算公式如下：

從采樣點1來看，一級土壤的隸屬度是0.600，二級土壤的隸屬度是0.181，三級土壤的隸屬度是0.219。一級土壤的隸屬度最大，因此該樣品點土壤評價為一級。同理，120個樣品點中，一級的樣品數(shù)占68%，二級樣品數(shù)占 18%，三級土壤樣品數(shù)占14%。綜上，該地區(qū)土壤環(huán)境質(zhì)量評價為一級，符合無公害枸杞的產(chǎn)地環(huán)境要求[7]。

3 結(jié)語

從評價結(jié)果可以看出，評價區(qū)域的土壤環(huán)境質(zhì)量為一級符合無公害枸杞生產(chǎn)基地土壤環(huán)境質(zhì)量的要求，可以作為無公害枸杞生產(chǎn)地；但是同時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]。

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重金屬污染分析范文第3篇

【關(guān)鍵詞】淋洗劑；重金屬污染；土壤修復(fù)

1 淋洗劑的分類

淋洗技術(shù)被廣泛應(yīng)用于土壤污染修復(fù)過程中，土壤淋洗技術(shù)就是利用淋洗劑對土壤污染物的溶解或遷移作用，將污染物與土壤分離，進入液相，以達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 無機淋洗劑

無機淋洗劑是通過酸解、離子交換或絡(luò)合作用來破壞土壤的某些官能團，將重金屬交換解吸下來，從土壤中分離出來。Nawarro等用水做淋洗劑，對重金屬污染土壤進行淋洗，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有變化。Tuin等用0.1mol/LHCl對重金屬污染土壤進行淋洗，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等通過土柱實驗，用HCl+CaCl2溶液作為淋洗劑淋洗重金屬污染土壤，該淋洗劑對Pb、Zn、Cd的去除率分別為94%、78%、70%，去除效果非常明顯。

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

2.2 螯合劑

螯合劑是通過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)，使重金屬從土壤顆粒表面解吸，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且穩(wěn)定的復(fù)合物。馬宏瑞等[1]通過盆栽試驗，研究了EDTA對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對污染土壤中的Cd、Pb進行浸提，EDTA和EDDS對Cd的去除率分別為82.4%、46.8%，EDTA對Cd的去除率高于EDDS；在5～30 mmol/L范圍內(nèi)，相同濃度EDDS對Pb去除率高于EDTA，濃度為50 mmol/L時兩種螯合劑對Pb的去除率無顯著差異[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污染的鈉化膨潤土，研究表明，AB-DTPA提取法具有很好的穩(wěn)定性，而且能準確指示Cu、Zn、Cd元素在土壤中的有效態(tài)含量，同時AB-DTPA對土壤中Cu、Zn、Cd元素的提取率也適用于模擬試驗中修復(fù)效果的平行對比。AB-DTPA提取法在重金屬污染土壤修復(fù)模擬試驗中的應(yīng)用是可行的。

人工螯合劑價格昂貴，大多生物降解性也較差，且缺乏離子選擇性，在淋洗過程易殘留在土壤中而無法去除。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與重金屬離子形成可溶性絡(luò)合物，降低土壤顆粒對重金屬的吸附作用。梁金利等[4]通過室內(nèi)模擬實驗，采用土柱淋洗方法，研究草酸、檸檬酸、乙酸和酒石酸溶液對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嚴重污染的土壤為研究對象，采用振蕩淋洗技術(shù)研究了檸檬酸、酒石酸和草酸對土壤中重金屬的去除效果，結(jié)果表明檸檬酸和酒石酸對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。檸檬酸和酒石酸對重金屬的去除能力均依次為Cd>Zn>Pb>Cu，檸檬酸對重金屬的去除率分別為59.5%、49.33%、43.48%、26.25%，酒石酸對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，不會造成二次污染，是非常潔凈的淋洗劑，但也因其價格較貴，難以用于實際修復(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)，增強重金屬離子在水中的溶液性和流動性，使污染因子由固相進入液相，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3種表面活性劑的吸附作用。淋洗實驗結(jié)果表明，3種表面活性劑對土壤中的Cr、Cd有明顯去除效果，聚山梨脂（Tween-80）對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對土壤中Cd、Pb的解吸去除作用進行研究，結(jié)果表明，陽離子表面活性劑SDS和非離子表面活性劑Brij35對土壤中重金屬解吸效果不大，加入SDS可使EDTA對C的的解吸量由由61.67%增加到79.68%、對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程中也有很好的效果，但是由于價格昂貴、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，在其代謝過程中分泌出的具有一定表面活性的代謝產(chǎn)物?？尚赖韧ㄟ^室內(nèi)模擬試驗，研究皂素在不同條件下對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)量分數(shù)為3%，pH值為5.0～5.5，振蕩時間為12h時，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的去除率分別達到92%和88%。

生物表面活性劑具有易生物降解、結(jié)構(gòu)類型多、專一性強等優(yōu)點，在淋洗劑中是一個很好的選擇，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)過程中的使用。

3 結(jié)語

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，但在運用淋洗劑對土壤重金屬淋洗規(guī)模化應(yīng)用中都不同程度上受到淋洗劑種類所呈現(xiàn)出來的效應(yīng)、污染因子種類、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；無機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，開發(fā)新型易降解、無毒、無害的淋洗劑成為以后淋洗技術(shù)的研究重點。其次，加強對已經(jīng)明確淋洗效果的淋洗劑進行復(fù)合使用技術(shù)的探索。對于異位淋洗技術(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)濟效益。

【參考文獻】

[1]馬宏瑞，馬托，等.低分子量有機酸對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，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）對污染土壤中Cd、Pb的浸提效果及其風(fēng)險評估[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)模擬試驗中的應(yīng)用可行性[J].巖礦測試，2010，29（2）：131-135.

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

[5]易生龍，王文燕，等.有機酸對污染土壤重金屬的淋洗效果研究[J].農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報，2013，32（4）：707-707.

重金屬污染分析范文第4篇

【關(guān)鍵字】：重金屬污染 預(yù)防措施 治理措施 植物修復(fù)治理法

重金屬一般以天然濃度廣泛存在于自然界中，但由于人類對重金屬的開采、冶煉、加工及商業(yè)制造活動日益增多，造成不少重金屬如鉛、汞、鎘、鈷等進入大氣、水、土壤中，引起嚴重的環(huán)境污染。而底泥往往是重金屬的儲存庫和最后的歸宿。當(dāng)環(huán)境變化時，底泥中的重金屬形態(tài)將發(fā)生轉(zhuǎn)化并釋放造成污染。重金屬不能被生物降解，但具有生物累積性，可以直接威脅高等生物包括人類，底泥重金屬污染問題日益受到人們的重視。

重金屬污染，指由重金屬或其化合物造成的環(huán)境污染，主要由采礦、廢氣排放、污水灌溉和使用重金屬制品等人為因素所致。重金屬具有不易移動溶解的特性，進入生物體后不能被排出，會造成慢性中毒。重金屬在人體內(nèi)能和蛋白質(zhì)及各種酶發(fā)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富集，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，對人體會造成很大的危害，例如，日本發(fā)生的水俁?。ü廴荆┖凸峭床。ㄦk污染，等公害病，都是由重金屬污染引起的。重金屬污染的主要特點：污染范圍廣、持續(xù)時間長、污染隱蔽性、無法被生物降解，并可能通過食物鏈不斷地在生物體內(nèi)富集，甚至可轉(zhuǎn)化為毒害性更大的甲基化合物，對食物鏈中某些生物產(chǎn)生毒害，或最終在人體內(nèi)蓄積而危害健康。

廣西是全國重金屬污染防治重點省區(qū)；廣西土壤中砷、鎘、錳、鋅元素含量高，結(jié)合廣西土壤環(huán)境保護和污染防治的重點區(qū)域有：礦區(qū)及周邊、工業(yè)集中區(qū)等。根據(jù)全區(qū)土壤污染調(diào)查結(jié)果，我區(qū)土壤重金屬超標(biāo)區(qū)域集中分布在礦產(chǎn)開發(fā)區(qū)。如南丹大廠礦區(qū)刁江流域、大新鉛鋅礦區(qū)、環(huán)江鉛鋅礦區(qū)、大新下雷錳礦區(qū)、恭城栗木礦區(qū)、賀州平桂礦區(qū)等礦區(qū)周邊土壤重金屬超標(biāo)較為明顯，已不適宜種植農(nóng)作物。根據(jù)我區(qū)土壤污染狀況調(diào)查成果，確定礦區(qū)及周邊農(nóng)田（耕地）、工礦遺棄地、城市周邊菜籃子基地及群眾反映強烈的污染區(qū)域等作為土壤污染防控的重點。

以上大多是人為造成的污染，只有通過人類自身行為改變這一狀況，首先，從思想上重視了解重金屬對人類及環(huán)境造成的危害，提高環(huán)境保護意識，只有保護好生存環(huán)境，才能保護人類自己；從行為上，要從個人做起，配合國家法律、法規(guī)的環(huán)境保護的規(guī)定，企業(yè)要加強管理，并且做好監(jiān)督管理機制，使措施落到實處，不能只以人為本，還要考慮動植物及環(huán)境所能承受的壓力，這樣，人類才有立足之地?？傊?，只要以保護環(huán)境為出發(fā)點，重金屬污染問題就能降到最低點。

對重金屬污染防治應(yīng)該重在預(yù)防，控制與消除土壤污染源，是防止污染的根本措施。土壤對污染物所具有的凈化能力相當(dāng)于一定的處理能力，控制土壤污染源，即控制進入土壤中的污染物的數(shù)量與速度，通過其自然凈化作用而不致引起土壤污染。

1）控制與消除工業(yè)“三廢”排放。

大力推廣閉路循環(huán)，無毒工藝，以減少或消除污染物的排放。對工業(yè)“三廢”進行回收處理，化害為利。對所排放的“三廢”要進行凈化處理，并嚴格控制污染物排放量與濃度，使之符合排放標(biāo)準。

2）加強土壤污灌區(qū)的監(jiān)測與管理。

對污水進行灌溉的污灌區(qū)，要加強對灌溉污水的水質(zhì)監(jiān)測，了解水中污染物質(zhì)的成分、含量及其動態(tài)，避免帶有不易降解的高殘留的污染物隨水進入土壤，引起土壤污染。

3）合理施用化肥與農(nóng)藥。

禁止或限制使用劇毒，高殘留性農(nóng)藥，大力發(fā)展高效、低毒、低殘留農(nóng)藥，發(fā)展生物防治措施。例如禁止使用雖是低殘留，但急性、毒性大的農(nóng)藥。禁止使用高殘留的有機氯農(nóng)藥。根據(jù)農(nóng)藥特性，合理施用，制訂使用農(nóng)藥的安全間隔期。采用綜合防治措施，既要防治病蟲害對農(nóng)作物的威脅，又要把農(nóng)藥對環(huán)境與人體健康的危害限制在最低程度。

4）建立監(jiān)測系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)。

定期對轄區(qū)土壤環(huán)境質(zhì)量進行檢查，建立系統(tǒng)的檔案資料，要規(guī)定優(yōu)先檢測的土壤污染物與檢測標(biāo)準方法，這方面可參照有關(guān)參照國際組織的建議與中國國情來編制土壤環(huán)境污染的目標(biāo)，按照優(yōu)先次序進行調(diào)查、研究及實施對策。

除了以上的重金屬預(yù)防措施外，對已造成重金屬污染的土壤必須加大重金屬污染的治理力度。國內(nèi)外都很重視對重金屬污染治理方法研究，并開展廣泛的研究工作?？偟膩碚f，目前大致有以下四種治理措施：

一.工程治理方法。

主要有客土、換土、翻土、去表土等方式?？屯潦窃谖廴镜耐寥郎霞由衔次廴镜男峦?；換土是將已污染的土壤移去，換上未污染的新土；翻土是將污染的土壤翻至下層；去表土是將污染的表土移去。這些治理方法具有效果徹底、穩(wěn)定等優(yōu)點，但實施復(fù)雜、治理費用高和易引起土壤肥力降低等缺點。

二.化學(xué)治理方法。

化學(xué)治理就是向污染土壤投入改良劑、抑制劑，以降低重金屬的生物有效性?；瘜W(xué)方法治理效果和費用都適中，但容易再度活化。

三.農(nóng)業(yè)治理方法。

通過改變一些耕作管理制度，在污染土壤上種植不進入食物鏈的植物，來減輕或阻斷重金屬進入人體造成危害。農(nóng)業(yè)治理法即合理規(guī)劃農(nóng)業(yè)種植區(qū)，在重金屬污染嚴重區(qū)域，可選擇種植樹、花、草或經(jīng)濟作物（如蓖麻）；在基本適宜區(qū)選擇種植低富集重金屬作物種類或品種，減少重金屬在作物中的累積。農(nóng)業(yè)治理法對于自然背景值偏高區(qū)域顯得尤為重要，因為自然背景值是由成土母質(zhì)所影響，長時期內(nèi)土壤母質(zhì)中的無機元素保持穩(wěn)定。對于短期內(nèi)無法修復(fù)的土壤，如廢棄礦區(qū)土壤、重金屬嚴重污染區(qū)，采取農(nóng)業(yè)治理法是簡單易行的。農(nóng)業(yè)治理方法易操作、費用低，但是周期長、效果不顯著。

四.生物治理方法。

生物治理是指利用生物的某些習(xí)性來適應(yīng)、抑制和改良重金屬污染。目前在植物治理方面運用得較多，以篩選出了可吸收積累大量的重金屬的超積累植物為主，優(yōu)點是實施較簡便、投資較少和對環(huán)境破壞小，適用于大面積的污染治理。生物治理法是根據(jù)土壤重金屬污染物種類，篩選出超富集植物，利用植物吸收土壤中過量金屬，將植物回收綜合利用，徹底解決土壤重金屬超標(biāo)問題。在土壤砷污染的植物修復(fù)方面具有很好經(jīng)驗可借鑒。生物治理實施簡便、投資少，對環(huán)境破壞小，治理效果較好。

重金屬污染分析范文第5篇

關(guān)鍵詞：三峽庫區(qū)；土壤重金屬含量特征；土壤重金屬污染評價

中圖分類號：X522 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-0432（2010）-12-0239-2

0 引言

近些年，由于工業(yè)“三廢”的排放和礦山的開采，同時伴隨著污水灌溉、污泥農(nóng)用和施含有重金屬元素的肥料和使用農(nóng)藥等，我國土壤重金屬污染越來越嚴重。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，通過食物鏈傳遞危害人類健康舊。更為嚴重的是，土壤重金屬污染具有隱蔽性、長期性和不可逆性的特點，進入土壤的重金屬元素，但當(dāng)其積累量超過土壤承受能力或土壤容量時，就會對作物和人體產(chǎn)生危害，從而導(dǎo)致嚴重的生態(tài)問題[1]。三峽庫區(qū)總面積5.42萬km2，其中主要是山地，其次是丘陵，平地很少。三峽庫區(qū)由于直接大面積淹水，水土流失嚴重，和其他地方相比較，更容易形成重金屬的污染[2]。

1 實驗材料與方法

采樣點布置在1:5萬地形圖上，以1km2采樣大格，在三峽庫區(qū)三匯場、石寶寨、響水灘和白石鋪4個區(qū)域內(nèi)，各采集160個土壤樣品，每個采樣點采集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)帶回實驗室登記編號，然后風(fēng)干、磨細、過篩、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)實驗室測定的結(jié)果，分別計算出三匯場、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、石寶寨、響水灘和白石鋪這4個地區(qū)的重金屬元素，發(fā)現(xiàn)這四個地區(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)。

對于土壤重金屬污染評價的方法討論，目前國際上采用的比較先進的重金屬污染評價的方法主要有Muller提出的地積累指數(shù)法，Tomlision提出的污染負荷指數(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貢獻比例及地理空間差異；而潛在生態(tài)危害指數(shù)法則彌補了上述不足，可綜合反映出多種重金屬對生態(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評價青城子鉛鋅礦區(qū)的土壤重金屬污染，以便相互補充和參考。

2.2 地積累指數(shù)法評價

地積累指數(shù)法從環(huán)境地球化學(xué)角度出發(fā)評價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因素[5]。土壤或沉積物中元素i的地積累指數(shù)Igeo，i的計算公式為：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引起背景值的變動而取的系數(shù)，用來表征沉積特征、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個級別，表示污染程度由無至極強[6]。地積累指數(shù)分級標(biāo)準與污染程度之間的相互關(guān)系,見表2。

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

2.3 潛在生態(tài)危害指數(shù)法評價

潛在生態(tài)危害指數(shù)法從沉積學(xué)角度出發(fā)對土壤或沉積物中的重金屬污染進行評價，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的實測值；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，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個級別，見表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)，見表5。將表5與表4比較可知：總體來看，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，說明各地區(qū)綜合污染程度為輕度。但論各地區(qū)單個重金屬元素來看，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個元素的潛在生態(tài)危害程度為中度。比較三匯場、石寶寨、響水灘和白石鋪這四個地區(qū)，發(fā)現(xiàn)潛在生態(tài)危害程度都符合這樣的強弱順序：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弱順序是：白石鋪＞石寶寨＞響水灘＞三匯場。

3 結(jié)論

（1）各地區(qū)重金屬元素As、Cr、Cu低于三峽庫區(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、石寶寨、響水灘和白石鋪這四個地區(qū)的重金屬元素得出四個地區(qū)8種重金屬元素平均含量沒有明顯的差異。

（2）As和Hg在各個地區(qū)變異系數(shù)大，說明這四個區(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)達到89.1%，變異系數(shù)最小的元素是Cr。

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

（4）潛在生態(tài)危害指數(shù)法評價結(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，以單個元素進行分析表明，Cd和Hg的潛在生態(tài)危害度為中度?？v觀這4個地區(qū)，發(fā)現(xiàn)潛在生態(tài)危害程度都符合這樣的強弱順序：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弱順序是：白石鋪＞石寶寨＞響水灘＞三匯場。

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