我國(guó)主要城市土壤重金屬污染研究
導(dǎo)讀：般將城市劃分為若干功能區(qū)，在各功能區(qū)內(nèi)隨機(jī)布點(diǎn)，注意避開污染源。土壤采樣大多采取多點(diǎn)混合法，即一個(gè)地方采3-5個(gè)樣品(一般為邊長(zhǎng)1米的正方形區(qū)域的中心及四個(gè)頂點(diǎn))，就地混合為一個(gè)樣品，保證單個(gè)樣品重約1-2公斤。主要城市土壤重金屬污染嚴(yán)重。
關(guān)鍵詞：城市，土壤，重金屬，綜述
1、采樣與測(cè)定
一般將城市劃分為若干功能區(qū)，在各功能區(qū)內(nèi)隨機(jī)布點(diǎn)，注意避開污染源;同時(shí)考慮地形、氣候等的影響，對(duì)某些部位多設(shè)采樣點(diǎn)，加強(qiáng)采樣。。采樣時(shí)，盡可能使用木頭或塑料工具，避免金屬工具直接與樣品接觸，對(duì)樣品造成污染。土壤采樣大多采取多點(diǎn)混合法，即一個(gè)地方采3-5個(gè)樣品(一般為邊長(zhǎng)1米的正方形區(qū)域的中心及四個(gè)頂點(diǎn))，就地混合為一個(gè)樣品，保證單個(gè)樣品重約1-2公斤。采好的樣品帶回實(shí)驗(yàn)室，置于通風(fēng)處自然風(fēng)干，去除石塊及植物根葉。用“四分法”取部分土樣，用石英研缽進(jìn)行研磨，過(guò)塑料篩，裝入塑料袋，備用。
重金屬含量的測(cè)定可采取不通的方法，但必須按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的方法、材料、步驟進(jìn)行，同時(shí)每若干測(cè)定樣品間(如10個(gè))需插入標(biāo)準(zhǔn)樣(如GSS系列)進(jìn)行全程質(zhì)量監(jiān)控，確保測(cè)定精度及儀器穩(wěn)定度。備用樣品可用HNO3-H2SO4-H2O2消化，以火焰原子吸收法測(cè)Cu、 Pb、 Zn濃度，石墨爐-原子吸收法測(cè)定Cd和As濃度。也可用X射線熒光光譜儀(XRF)進(jìn)行熒光分析，將備用樣品用壓樣機(jī)在標(biāo)準(zhǔn)壓力下壓成片，待測(cè)。壓樣過(guò)程中應(yīng)用酒精擦壓樣機(jī)模具數(shù)次，確保干凈，防止樣品間污染。壓好的片可直接放入XRF中測(cè)定。若要提高測(cè)定精度，也可采用熔片法，因?yàn)槿燮ǹ上６刃?yīng)、礦物效應(yīng)，但成本較高，用時(shí)較長(zhǎng)。與傳統(tǒng)方法相比，X射線熒光光譜法更簡(jiǎn)潔、方便，但它不能完成Hg(具有揮發(fā)性)、Cd(含量過(guò)低)的測(cè)定。建議兩種方法結(jié)合使用。
2、污染特征
主要城市土壤重金屬污染嚴(yán)重。沈陽(yáng)市區(qū)土壤中鉛含量為26-2910.6mg/kg,平均為199.72 mg/kg，是對(duì)照區(qū)(33.3 mg/kg)的6倍，是沈陽(yáng)市土壤背景值(22.15 mg/kg)的9倍;烏魯木齊城市土壤中Cr、 Cu 、Pb 、Zn含量均很高，超出相應(yīng)土壤背景值1.65-2.84倍;北京市大興區(qū)表層土壤重金屬測(cè)定結(jié)果表明，Cu、Zn、Pb、Cr、Cd、Ni、Hg 、Co平均含量均高于當(dāng)?shù)乇尘爸?而對(duì)上海市公園土壤研究發(fā)現(xiàn)，Cd的平均含量為背景值的3.1倍，Cr的平均含量與背景值基本相當(dāng)，Pb、Zn和Cu的平均含量分別為背景值的2.2倍、2.3倍和1.6倍。
3、評(píng)價(jià)方法
綜合污染指數(shù)法，即內(nèi)梅羅指污染數(shù)法，它既全面反映了污染物對(duì)土壤污染的不同程度，同時(shí)又突出高濃度對(duì)土壤環(huán)境質(zhì)量的影響，它的表示式為：P={(Pi2+Pimax2)/2}0.5，式中P為綜合污染指數(shù)，Pi為單因子污染指數(shù)的平均值，Pimax為單因子污染指數(shù)的最大值，P≤1，未污染;13，重度污染。但其未考慮到當(dāng)?shù)乇尘爸。地積累指數(shù)又稱Mull指數(shù)，是20世紀(jì)60年代晚期在歐洲發(fā)展起來(lái)的廣泛用于研究沉積物及其它物質(zhì)中重金屬污染程度的定量指標(biāo)，其表達(dá)式為Igeo=log2[ Cn/ ( k×Bn) ]，式中，Cn是元素n在沉積物中的含量;Bn是沉積物中該元素的地球化學(xué)背景值;k為考慮各地巖石差異可 能會(huì)引起背景值的變動(dòng)而取的系數(shù)(一般取值為1.5)，用來(lái)表征沉積特征、巖石地質(zhì)及其它影響。評(píng)價(jià)重金屬的污染，除必須考慮到人為污染因素、環(huán)境地球化學(xué)背景值外，還應(yīng)考慮到由于自然成巖作用可能會(huì)引起背景值變動(dòng)的因素。地累積指數(shù)法注意到了此因素，彌補(bǔ)了其它評(píng)價(jià)方法的不足。然而，背景值的確定又是一個(gè)極其復(fù)雜的過(guò)程，它一直是國(guó)內(nèi)外環(huán)境科學(xué)領(lǐng)域關(guān)注的對(duì)象。
4、污染源解析
交通和工業(yè)生產(chǎn)。含鉛汽油的燃燒是城市Pb污染的重要來(lái)源。研究表明，各種汽油中Pb質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.4-1.0 mg/kg，汽車排放的尾氣中Pb更多，20-50μg/L。紐約市的研究資料表明，城市的交通流量和人口密度(對(duì)數(shù))與表層土壤的Pb量呈正相關(guān)。此外，工業(yè)區(qū)原材料中多含有Pb，釋放后污染土壤，并在土壤中積累。交通邊緣帶機(jī)動(dòng)車輛含Cu零件的磨損是表層土壤中Cu含量增多的因素之一。工業(yè)生產(chǎn)的迅速發(fā)展，含Cu污染物排放量越來(lái)越多，也是Cu含量增多的重要原因。汽車輪胎添加劑中含有Zn，輪胎磨損產(chǎn)生的粉塵，是路邊土壤Zn污染的重要來(lái)源。有研究發(fā)現(xiàn)，在蘭州市主要十字路口處，車流量越大的地方表層土壤Cu，Zn，Pb污染越嚴(yán)重。電鍍、染料、制藥、皮革、顏料等鉻化合物制造企業(yè)排放的廢物中還有大量的Cr，是城市土壤Cr來(lái)源之一，另外，汽車表面老化也將釋放部分Cr。免費(fèi)。電子設(shè)備、熒光燈泡、溫度計(jì)、電池及其它一些化學(xué)試劑的丟棄，是城市Hg污染的重要來(lái)源。
5、潛在危害
危害城市人群健康。日本的水俁病，就是因?yàn)闊龎A制造工業(yè)排放的廢水中含有汞，再經(jīng)生物作用變成有機(jī)汞后造成的，痛痛病，是由煉鋅工業(yè)和鎘電鍍工業(yè)所排放的鎘所致。另外，鎘還會(huì)損傷腎小管，出現(xiàn)糖尿病，還有鎘引起血壓升高，出現(xiàn)心血管病，甚至還有致癌、致畸的報(bào)道。砷對(duì)人體危害很大，它能使紅血球溶解，破壞正常生理功能，甚至致癌等。人體中鉛能與多種酶結(jié)合從而干擾有機(jī)體多方面的生理活動(dòng)，導(dǎo)致對(duì)全身器官產(chǎn)生危害。我國(guó)城市兒童鉛中毒問(wèn)題普遍存在，沈陽(yáng)是重工業(yè)城市，鉛污染無(wú)處不在，是我國(guó)受鉛污染危害較重的城市之一。沈陽(yáng)市約有50%的兒童為鉛污染的高危人群，其中80%的兒童血鉛水平超過(guò)正常標(biāo)準(zhǔn)(1Oμg/dL)。哈爾濱市的一項(xiàng)調(diào)查顯示，哈爾濱市O-2歲兒童鉛中毒發(fā)生率為45% ，2-6歲兒童為46%。西安市及鄰近地區(qū)每年工農(nóng)業(yè)和民用燃煤1000萬(wàn)t左右，主要為渭北石炭 ：疊系煤，含鉛量為30 g/t左右，其每年排放到大氣中的鉛為200t左右，大量的鉛最終會(huì)發(fā)生沉降，進(jìn)入土壤，引起鉛中毒。
6、對(duì)策與建議
城市功能區(qū)的合理布局。大量研究證明，不同的城市功能區(qū)有不同的污染特征。免費(fèi)。因此，應(yīng)綜合當(dāng)?shù)氐匦、氣候、?jīng)濟(jì)發(fā)展等因素，合理規(guī)劃城市布局，尤其是新建工業(yè)區(qū)的規(guī)模、位置，以確保盡可能少的區(qū)域、盡可能少的人口免受其排放的廢水、廢氣、廢渣的影響。
污染修復(fù)。一般分為物理修復(fù)、化學(xué)修復(fù)技術(shù)和生物修復(fù)三種。其中生物修復(fù)既安全又經(jīng)濟(jì)，同時(shí)還可以美化環(huán)境。它不破壞土壤生態(tài)環(huán)境，能使土壤保持好的結(jié)構(gòu)和肥力狀態(tài)，無(wú)需進(jìn)行二次處理就可種植其他植物。而且通過(guò)對(duì)生物的集中處理，造成二次污染的機(jī)會(huì)較少。對(duì)蘭州市裸露采樣點(diǎn)和綠化帶采樣點(diǎn)重金屬含量的對(duì)比分析表明，裸露采樣點(diǎn)表層土壤Cu、Zn、Pb的質(zhì)量分?jǐn)?shù)平均值比綠化帶采樣點(diǎn)的高，說(shuō)明綠化帶對(duì)重金屬污染有明顯的削減效應(yīng)。
參考文獻(xiàn):
[1]王金達(dá)，劉景雙，等.沈陽(yáng)市城市土壤和灰塵中鉛的分布特征[J].中國(guó)環(huán)境科學(xué)，2003，23(3)：300-304.
[2]劉玉燕，劉敏，等.烏魯木齊城市土壤中重金屬含量與影響機(jī)制探討[J].干旱區(qū)地理，2007，30(4)：552-556.
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