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文檔簡(jiǎn)介
1、<p><b> 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)</b></p><p><b> 環(huán)境工程</b></p><p> 寧波市區(qū)主要生活社區(qū)土壤重金屬含量的調(diào)查及評(píng)價(jià)</p><p> The Survey and Assessment of Heavy Metal Soil in Life Community of Ni
2、ngbo City</p><p><b> 摘 要</b></p><p> 摘要:實(shí)驗(yàn)在寧波市主要生活社區(qū)(商業(yè)區(qū)、工業(yè)區(qū)、居民區(qū)、交通區(qū)、風(fēng)景區(qū)、城市綠地)進(jìn)行土壤采集。對(duì)土壤樣品采用了消解法分別測(cè)定了其中銅、鋅、鎳、鉛、鎘五類重金屬的含量,并采用Tessier法對(duì)鎘的不同形態(tài)含量進(jìn)行了測(cè)定。通過實(shí)驗(yàn)檢測(cè)對(duì)寧波市城區(qū)土壤的重金屬分布特性進(jìn)行評(píng)價(jià)。結(jié)論顯示:寧
3、波市城區(qū)部分地區(qū)土壤中銅、鋅、鉛、鎘的含量均偏高,屬于土壤重金屬污染較為嚴(yán)重的城市行列。土壤重金屬污染的修復(fù)工作和保護(hù)措施的展開刻不容緩。</p><p> 關(guān)鍵詞:寧波市;生活社區(qū);土壤;銅;鋅;鎳;鉛;鋅;鎘。</p><p> The Survey and Assessment of Soil Heavy Metal in Life Community of Ningbo<
4、;/p><p> Abstract : Soil samples were collected from the life community of Ningbo City.The sample is all detected by digestion method of Cu,Zn,Ni,Pb,Cd in the soil.And detecteing the Cd by Tessier method.
5、 The objective is to investigating the contention of heavy metal in the soil.Then evaluation the distribution of heavy metal in the City soil of Ningbo,and comparing the other cities’ data in China.The result is showing:
6、 the contention of Cu,Zn,Ni,Pb and Cd in the soil of Ningbo city is higher than most </p><p> Key words:Ningbo City; Life community; Soil;Cu;Zn;Ni;Pb;Cd;Assessment.</p><p><b> 目 錄</b&
7、gt;</p><p><b> 1引言1</b></p><p><b> 1.1概述1</b></p><p> 1.2研究背景2</p><p> 1.3研究目的2</p><p> 2土壤中重金屬的來源及其危害3</p>&
8、lt;p> 2.1重金屬的來源3</p><p> 2.2五類重金屬的來源及其危害4</p><p> 3實(shí)驗(yàn)材料與方法6</p><p> 3.1土壤樣品采集6</p><p> 3.1.1采樣點(diǎn)6</p><p> 3.1.2采樣方法7</p><p&g
9、t; 3.1.3室內(nèi)分析8</p><p> 3.1.4背景值選用9</p><p> 3.2實(shí)驗(yàn)方案10</p><p><b> 4實(shí)驗(yàn)結(jié)果12</b></p><p> 4.1銅、鋅、鎳、鉛的全量測(cè)定數(shù)據(jù)和分析12</p><p> 4.1.1銅的全量及分析
10、14</p><p> 4.1.2鋅的全量及分析15</p><p> 4.1.3鎳的全量及分析16</p><p> 4.1.4鉛的全量及分析17</p><p> 4.2鎘的形態(tài)測(cè)定數(shù)據(jù)及分析18</p><p><b> 5實(shí)驗(yàn)總結(jié)21</b></p&g
11、t;<p> 5.1實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析21</p><p><b> 5.2總結(jié)22</b></p><p> 參 考 文 獻(xiàn)23</p><p> 致 謝錯(cuò)誤!未定義書簽。</p><p><b> 附 錄24</b></p><p>
12、;<b> 引言</b></p><p><b> 概述</b></p><p> 城市土壤是城市生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分,具有小氣候調(diào)節(jié)、水分保蓄和調(diào)節(jié)、養(yǎng)分儲(chǔ)存和循環(huán)、污染物緩沖和凈化等多種生態(tài)功能。 </p><p> 在城市環(huán)境中,大量的人類活動(dòng), 將各類重金屬帶入到城市土壤中,這些元素在土壤中的不斷積累,
13、 并通過大氣、水體或食物鏈直接或間接地威脅著人們的身體健康。因此,研究城市土壤的重金屬污染的來源、含量分布、化學(xué)形態(tài)并在研究的基礎(chǔ)上探索其積累的生物效應(yīng)以及對(duì)污染的修復(fù)具有重要的意義。</p><p> 土壤重金屬來源主要包括污水處理中產(chǎn)生污泥的堆放、含鉛汽油的使用以及汽車交通等。污水處理廠產(chǎn)生的污泥中也含有大量的重金屬,如不經(jīng)處理直接排放或者灌溉,會(huì)對(duì)土壤環(huán)境造成二次污染。同時(shí)城市垃圾在焚燒過程中產(chǎn)生的飛灰及
14、堆放填埋過程中產(chǎn)生的滲濾液中的重金屬通常也會(huì)嚴(yán)重超標(biāo)。含鉛汽油的燃燒是城市鉛污染的另一個(gè)重要來源,汽車輪胎添加劑中使用的鋅也會(huì)導(dǎo)致城市土壤的鋅污染。另外,經(jīng)研究證實(shí),城市里周邊道路和裸露的土壤是居室內(nèi)灰塵重金屬的主要來源。 </p><p> 重金屬進(jìn)入人體后很難分解,而是積累在體內(nèi),對(duì)人體造成巨大的潛在威脅,可能引起致畸、致癌、致突變等惡性后果。我國(guó)兒童血鉛超過國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)(100ug/ml)達(dá)到三成。大城市超
15、標(biāo)率達(dá) 6 0 % 以上,而且市區(qū)普遍高于郊區(qū);據(jù)調(diào)查顯示:當(dāng)水中鎘超過0.2mg/L時(shí),居民長(zhǎng)期飲水和從食物中攝取含鎘物質(zhì),可引起“骨痛病”。動(dòng)物實(shí)驗(yàn)表明,小白鼠最少致死量為50mg/kg,進(jìn)入人體的鎘,主要累積在肝、腎、胰腺、甲狀腺和骨骼中。使腎臟器官等發(fā)生病變,并影響人的正?;顒?dòng)。造成貧血、高血壓、神經(jīng)痛、骨質(zhì)松軟、腎炎和分泌失調(diào)等病癥。其他如Cr、Co、Ni、Zn等均已經(jīng)被證明具有致癌作用。</p><p&g
16、t; 重金屬在土壤中不易隨水淋溶,不易被生物降解,有明顯的生物富集作用。據(jù)調(diào)查研究顯示:寧波市70%的土壤屬于Ⅱ級(jí)污染以上土壤,重金屬污染較為嚴(yán)重,土壤修復(fù)工作的展開刻不容緩。</p><p><b> 研究背景</b></p><p> 寧波位于東經(jīng)120°55'至122°16',北緯28°51'至30
17、176;33'。地處我國(guó)海岸線中段。由于地處寧紹平原,緯度適中,溫和濕潤(rùn),冬夏季風(fēng)交替明顯,但因?yàn)樗幘暥瘸J芾渑瘹鈭F(tuán)交匯影響,加之倚山靠海,特定的地理位置和自然環(huán)境使各地天氣多變,差異明顯,災(zāi)害性天氣相對(duì)頻繁。寧波市總面積9365平方千米,人口550萬(wàn)人,轄6個(gè)區(qū)(海曙、江東、江北、鄞州、鎮(zhèn)海、北侖)、2個(gè)縣(寧海、象山),3個(gè)縣級(jí)市(慈溪、余姚、奉化)。全市共有57個(gè)街道、80個(gè)鎮(zhèn)、11個(gè)鄉(xiāng)。</p><
18、p> 寧波主要工業(yè)產(chǎn)業(yè):電子信息、生物醫(yī)藥、新材料、石油化工、精細(xì)化工、汽車及零部件、修造船、機(jī)電一體化、成套設(shè)備、環(huán)境保護(hù)、模具、新型建材、電力、食品、工藝品、各類開發(fā)區(qū)、保稅區(qū)、出口加工區(qū)、產(chǎn)業(yè)園區(qū)、特色塊狀經(jīng)濟(jì)</p><p> 寧波市是個(gè)典型的工業(yè)城市,北侖區(qū)是老牌的工業(yè)地帶,鎮(zhèn)海區(qū)作為新興的工業(yè)區(qū)也發(fā)展迅速,同時(shí)帶來的各類環(huán)境問題也是不容忽視的。以水污染和大氣污染為主,同時(shí)土壤中重金屬污染也是
19、極其嚴(yán)重的,據(jù)相關(guān)調(diào)查顯示,寧波市70%的土壤處于污染狀態(tài),屬于重度污染城市。</p><p><b> 研究目的</b></p><p> 實(shí)驗(yàn)采用全量消解法檢測(cè)寧波市主要生活社區(qū)中土壤重金屬中鉛、銅、鋅、鎳、鎘的含量,并選用傳統(tǒng)的Tessier五步連續(xù)提取法對(duì)其中的鎘進(jìn)行形態(tài)提取和檢測(cè)。通過檢測(cè),得到相關(guān)數(shù)據(jù),用以對(duì)寧波市主要生活社區(qū)土壤中五類重金屬的含量進(jìn)行
20、大致的評(píng)價(jià)。在參考國(guó)內(nèi)其他文獻(xiàn)數(shù)據(jù)的前提下進(jìn)一步分析,提出土壤保護(hù)和修復(fù)的相應(yīng)措施。</p><p> 土壤中重金屬的來源及其危害</p><p><b> 重金屬的來源</b></p><p> 1大氣中重金屬的沉降</p><p> 大氣中重金屬主要來源于工業(yè)生產(chǎn)、汽車尾氣排放、汽車輪胎磨損產(chǎn)生的大量含有重金
21、屬的有害氣體和粉塵。它們主要分布在工礦的周圍及公路、鐵路兩側(cè)。大氣中大多數(shù)重金屬通過自然沉降和雨淋沉降進(jìn)入土壤圈。經(jīng)過自然沉降和雨淋沉降進(jìn)入到土壤中的重金屬污染,主要以工礦煙囪、廢物堆和公路為中心向四周及兩側(cè)擴(kuò)散:由城市-郊區(qū)-農(nóng)區(qū),污染隨著距城市距離的加大而降低,城市的郊區(qū)污染較為嚴(yán)重;此外,還與城市的人口密度、城市土地利用率、機(jī)動(dòng)車密度呈正相關(guān);重工業(yè)越發(fā)達(dá),污染相對(duì)就越嚴(yán)重。 2 農(nóng)藥、化肥和塑料薄膜的使用 使用含
22、有Pb、Cd、Hg、As等的農(nóng)藥和不合理地施用化肥都可以導(dǎo)致土壤中重金屬的污染。一般過磷酸鹽中含有高量的重金屬Hg、Cd、As、Zn、Pb,磷肥次之,氮肥和鉀肥含量較低,但氮肥中Pb、As和Cd含量較高[17]。農(nóng)用薄膜生產(chǎn)中應(yīng)用到的熱穩(wěn)定劑中含有Cd、Pb,在大量使用塑料大棚和地膜過程中都可以造成土壤重金屬污染。 3 污泥施肥 污泥中含有大量的有機(jī)質(zhì)和氮、磷、鉀等營(yíng)養(yǎng)元素,但同時(shí)污泥中也含有大量的重金屬元素,隨著市政污
23、水處理產(chǎn)生的大量污泥被施加于農(nóng)田,農(nóng)田中的重</p><p> 五類重金屬的來源及其危害</p><p><b> 1 銅(Cu)</b></p><p> 銅同樣是比較常見的土壤重金屬污染物,其主要污染來源是銅鋅礦的開采和冶煉、金屬加工、機(jī)械制造、鋼鐵生產(chǎn)等以及冶煉排放的煙塵。電鍍工業(yè)和金屬加工排放的廢水中含銅量較高,每升廢水達(dá)幾十
24、至幾百毫克。含銅廢水灌溉農(nóng)田,使銅在土壤和農(nóng)作物中累積,會(huì)造成農(nóng)作物尤其是水稻和大麥生長(zhǎng)不良,污染糧食籽粒。土壤中正常含銅量為每公斤2~200毫克。中國(guó)土壤含銅量是每公斤3~300毫克,平均值為每公斤22毫克。銅可在土壤中富集并被農(nóng)作物吸收。在靠近銅冶煉廠附近的土壤,含有高濃度的銅。巖石風(fēng)化和含銅廢水灌溉均可使銅在土壤中積累并長(zhǎng)期保留。在銅污染的土壤生長(zhǎng)的植物,含銅量為正常植物的33~50倍。 灌溉過程以及硫酸銅殺蟲劑等農(nóng)藥的施用也使一
25、部分銅進(jìn)入土壤和植物體內(nèi)。水生生物可以富集銅,通過食物鏈的富集,最終使大量銅進(jìn)入人體;農(nóng)作物可通過根吸收土壤中的銅,其中一部分也可經(jīng)食物進(jìn)入人體。當(dāng)銅在體內(nèi)蓄積到一定程度后即可對(duì)人體健康產(chǎn)生危害。當(dāng)人體突然攝入過量銅元素時(shí),可能造成腹痛、腹瀉、惡心嘔吐,重者可出現(xiàn)胃腸黏膜潰瘍、溶血、肝壞死、腎損害,甚至發(fā)生低血壓、休克而死亡。人體內(nèi)銅過量時(shí)對(duì)肝臟機(jī)能有極大的損害作用,兒童體內(nèi)銅含</p><p><b>
26、; 2 鋅(Zn)</b></p><p> 鋅主要污染源有鋅礦開采、冶煉加工、機(jī)械制造以及鍍鋅、儀器儀表、有機(jī)會(huì)合成和造紙等工業(yè)的排放。汽車輪胎磨損以及煤燃燒產(chǎn)生的粉塵、煙塵中均含有鋅及化合物,工業(yè)廢水中鋅常以鋅的羥基絡(luò)合物存在。鋅入量過多可致中毒,如食入鋅過多可引起急性鋅中毒,有嘔吐、腹瀉等胃腸道癥狀;工廠鋅霧吸入可有低熱及感冒樣癥狀;慢性鋅中毒可有貧血等癥狀;動(dòng)物實(shí)驗(yàn)可致肝、腎功能及免疫
27、力受損。有些兒童玩具的涂料含鋅,小兒喜把玩具放口內(nèi),常食入鋅過多可致中毒。</p><p><b> 3 鎳(Ni)</b></p><p> 鎳在地殼中的平均豐度為75ppm,在微量元素中是含量比較豐富的元素。它有很強(qiáng)的親硫性,主要以硫化鎳礦和氧化鎳礦的形態(tài)存在,在鐵、鈷、銅和一些稀土礦中,往往有鎳共生。目前認(rèn)為鎳對(duì)環(huán)境只是一種潛在的危害物。工業(yè)上大部分鎳用
28、于制造不銹鋼和抗腐蝕合金,并廣泛用于鍍鎳、鑄幣、制造催化劑和玻璃陶瓷等。鎳可以在土壤中富集。土壤中的鎳主要來源于巖石風(fēng)化,大氣降塵,灌溉用水(包括含鎳廢水),農(nóng)田施肥,植物和動(dòng)物殘?bào)w的腐爛等。植物生長(zhǎng)和農(nóng)田排水又可從土壤中帶走鎳。鎳含量最高的植物是綠色蔬菜和煙草,為1.5~3ppm,谷物、水果和馬鈴薯中含量很低。土壤中含鎳量如高于0.5ppm,對(duì)亞麻生長(zhǎng)不利,濃度高達(dá)到15.9~29.4ppm,可使糖用甜菜、番茄、馬鈴薯和燕麥生長(zhǎng)減緩。
29、鎳對(duì)水稻產(chǎn)生毒性的臨界濃度是20ppm</p><p><b> 4 鉛(Pb)</b></p><p> 鉛作為一種被報(bào)道較多的重金屬污染物,其來源是工業(yè)“三廢”,汽車排放的廢氣和農(nóng)業(yè)上使用的農(nóng)藥等。鉛是人體非必須的金屬元素,過量的攝入對(duì)人體,尤其對(duì)孩童的的身體有巨大的危害。土壤中的鉛進(jìn)入人體的途徑主要包括:食物鏈攝入;無(wú)意的口部攝入(手-口直接接觸活動(dòng));
30、皮膚接觸以及呼吸等。據(jù)相關(guān)研究反映,無(wú)意間口部攝入鉛污染土壤,已成為鉛金屬進(jìn)入人體的重要途徑,這點(diǎn)在兒童身上體現(xiàn)尤其明顯。過量的攝入鉛對(duì)孩童危害巨大,主要包括:造成兒童多動(dòng)癥,注意力不集中,智力差,體格發(fā)育緩慢。鉛在體內(nèi)的積累,會(huì)造成鈣、鐵、鋅等微量元素吸收和代謝障礙,出現(xiàn)腹痛、腹瀉、厭食、挑食、味覺異常。兒童弱視,近視,聽力問題的廣泛流行,鉛中毒也是重要原因之一。大量鉛的攝入會(huì)導(dǎo)致兒童嚴(yán)重貧血,甚至?xí)茐拿庖呦到y(tǒng)連發(fā)引起其他各類疾病。
31、</p><p><b> 5 鎘(Cd)</b></p><p> 鎘本身毒性很低,但其化合物毒性很大。其主要通過大氣沉降、污灌、汽車尾氣排放等進(jìn)入土壤,而人體的鎘中毒主要是通過消化道與呼吸道攝取被鎘污染的水、食物、空氣而引起的。鎘在人體積蓄作用,潛伏朗可長(zhǎng)達(dá)10~30年。進(jìn)入人體和溫血?jiǎng)游锏逆k,主要累積在肝、腎、胰腺、甲狀腺和骨骼中。使腎臟器官等發(fā)生病變,
32、并影響人的正?;顒?dòng)。造成貧血、高血壓、神經(jīng)痛、骨質(zhì)松軟、腎炎和分泌失調(diào)等病癥。鎘對(duì)魚類和其他水生物也有強(qiáng)烈的毒性作用。其毒性最大的為可溶性氯化鎘,當(dāng)質(zhì)量濃度為0.001mg/L時(shí)。對(duì)魚類和水生物就能產(chǎn)生致死作用。氯化鎘對(duì)農(nóng)作物生長(zhǎng)危害也很大,其臨界質(zhì)量濃度為1.0mg/L,灌溉水中含鎘0.04mg/L時(shí)可出現(xiàn)明顯污染,水中鎘質(zhì)量濃度為0.1mg/L時(shí),就可抑制水體自凈作用。故對(duì)灌溉水質(zhì)、漁業(yè)水質(zhì)以及地面水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)鎘的濃度都有嚴(yán)格規(guī)定。
33、</p><p><b> 實(shí)驗(yàn)材料與方法</b></p><p><b> 土壤樣品采集</b></p><p> 城市的主要活動(dòng)是大規(guī)模的工業(yè)生產(chǎn)和人類的聚居與密集的商業(yè)活動(dòng)。風(fēng)景區(qū)、城市綠地作為城市的建成區(qū),是城市功能的延伸,前者基本保持了自然的土壤與生態(tài)環(huán)境特點(diǎn), 后者是人工改造下的城市綠地,是為土壤功能區(qū)。
34、在污染上當(dāng)有不同表現(xiàn)。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和城市化進(jìn)程,高新技術(shù)工業(yè)園區(qū)成為城市新的故將寧波市城市土壤按城市的不同功能區(qū)劃分為工業(yè)區(qū)、居民區(qū)、商業(yè)區(qū)、交通區(qū)、城市綠地和風(fēng)景區(qū) 6個(gè)功能區(qū)進(jìn)行布點(diǎn)和采樣。</p><p><b> 采樣點(diǎn)</b></p><p><b> 表1 功能區(qū)選定</b></p><p> 圖1
35、寧波市城區(qū)土壤采樣點(diǎn)分布圖</p><p><b> 采樣方法</b></p><p> 本次采樣在充分考慮樣品處理的工作量的前提下. 遵循重點(diǎn)區(qū)域和面上分布相結(jié)合的原則。共采集25個(gè)表層土壤樣品,同時(shí)為了避免偶然因素的影響。每個(gè)采樣區(qū)域均采用梅花形5點(diǎn)采樣,采樣深度約15cm,共采集土壤1.0~2.0kg,裝于乙烯塑料袋。</p><p>
36、;<b> 土壤的預(yù)處理</b></p><p> 采集土壤樣品及時(shí)放在通風(fēng)處風(fēng)干風(fēng)干過程中用木棒壓碎大土塊 ,揀出植物根、 葉片等各種雜物 ,風(fēng)干后研磨至通過 2mm(20 目)尼龍篩子 ,保存于乙烯塑料袋中,調(diào)勻,作為存樣品。取通過2mm尼龍篩子的土壤200g ,用瑪瑙研缽研磨至全部通過0. 149mm(100目)的尼龍篩子 ,保存于乙烯塑料袋中 ,混勻作為分析樣品。</p&g
37、t;<p><b> 土壤pH值的測(cè)定</b></p><p> 取25g制備好的土樣置于50mL的燒杯中,加入25mL蒸餾水,用磁力攪拌器攪拌1分鐘使土體充分分散,靜置0.5-1.0h后將復(fù)合電極插入下部的渾濁液中,并輕輕攪動(dòng)。等pH儀讀數(shù)穩(wěn)定后記下pH值。</p><p><b> 室內(nèi)分析</b></p>
38、<p> 1實(shí)驗(yàn)儀器準(zhǔn)備和試劑配制</p><p> 試劑和藥品:氯化鎂、醋酸鈉、氫氧化銨、鹽酸、醋酸、硝酸、雙氧水、醋酸銨、氫氟酸、高氯酸;</p><p> 儀器:GPS定位器、pH測(cè)定儀、離心機(jī)、恒溫箱、去離子水機(jī)、抽濾機(jī)、原子吸收分光光度計(jì)(TAS-990)、恒溫水浴振蕩器;</p><p> 容器與實(shí)驗(yàn)設(shè)備:聚四氟乙烯坩堝、離心管、容量瓶
39、、移液管、0.45μm超濾膜等;</p><p> 其他:鐵鏟、100目篩、牛皮紙、密封袋、手套、口罩等。</p><p> 2 標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制 </p><p> ?。?)鉛標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制</p><p> 選用國(guó)家鋼鐵材料測(cè)試中心鋼鐵研究總院研制的濃度為100ug/ml的鉛國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)液,分別配制濃度(單位ug/ml)為0.5、1.0、
40、2.0、4.0、6.0、8.0、10.0的標(biāo)準(zhǔn)系列溶液,貼上標(biāo)簽,待用。</p><p> ?。?)銅標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制</p><p> 選用國(guó)家鋼鐵材料測(cè)試中心鋼鐵研究總院研制的濃度為100ug/ml的銅國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)液,分別配制濃度(單位ug/ml)為0.5、1.0、2.0、4.0、6.0、8.0、10.0的標(biāo)準(zhǔn)系列溶液,貼上標(biāo)簽,待用。</p><p> (3)鋅
41、標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制</p><p> 選用國(guó)家鋼鐵材料測(cè)試中心鋼鐵研究總院研制的濃度為100ug/ml的鋅國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)液,分別配制濃度(單位ug/ml)為0.5、1.0、2.0、4.0、6.0、8.0、10.0的標(biāo)準(zhǔn)系列溶液,貼上標(biāo)簽,待用。</p><p> ?。?)鎳標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制</p><p> 選用國(guó)家鋼鐵材料測(cè)試中心鋼鐵研究總院研制的濃度為100ug/ml的
42、鎳國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)液,分別配制濃度(單位ppm)為0.2、0.4、1.0、2.0、5.0、10.0的標(biāo)準(zhǔn)系列溶液,貼上標(biāo)簽,待用。</p><p> ?。?)鎘標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制</p><p> 選用國(guó)家鋼鐵材料測(cè)試中心鋼鐵研究總院研制的濃度為100ug/ml的鎘國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)液,分別配制濃度(單位ppm)為0.2 、0.4、0.6、0.8、1.0、2.0、4.0、6.0的標(biāo)準(zhǔn)系列溶液,貼上標(biāo)簽,待用。
43、</p><p> 3空白試驗(yàn)的準(zhǔn)備:不加試樣 ,采用與樣品測(cè)定相同的試劑 ,操作步驟 ,每批消化樣品制備 2 個(gè)空白試驗(yàn),取其平均值。</p><p><b> 4標(biāo)準(zhǔn)曲線的制定</b></p><p> 利用原子吸收分光光度計(jì)測(cè)定配制好的標(biāo)準(zhǔn)液系列溶液(濃度由低到高),讀出各自的吸光度,以測(cè)得的吸光度為縱坐標(biāo),金屬濃度為橫坐標(biāo),繪制標(biāo)
44、準(zhǔn)曲線。</p><p> 5土壤pH值的測(cè)定。</p><p> 土壤PH整體在5.8~6.6之間,屬于弱酸性土壤</p><p><b> 6 評(píng)價(jià)方法</b></p><p> 采用單因子指數(shù)法對(duì)土壤環(huán)境質(zhì)量進(jìn)行評(píng)價(jià)。</p><p><b> 背景值選用</b&g
45、t;</p><p> 選用自然背景值和國(guó)家土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)(GB 15618-1995)作為評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。</p><p> 根據(jù)文獻(xiàn)《寧波市土壤環(huán)境背景值及其分異特征》檢測(cè)統(tǒng)計(jì):</p><p> 寧波市城市土壤中,銅含量的背景值為21.11mg/kg, 鋅含量的背景值為99.84mg/kg,鎳含量的背景值28.81mg/kg,鉛含量的背景值為 28.01mg
46、/kg,鎘含量的背景值為0.12 mg/kg。</p><p><b> 實(shí)驗(yàn)方案</b></p><p> 土壤中鎘的各形態(tài)提取:</p><p> Tessier五步連續(xù)提取法</p><p> a.可交換態(tài):向上述吸附和解吸實(shí)驗(yàn)后含殘?jiān)碾x心管中分別加入1mol/L MgCl2溶液8ml(ph=7),在20
47、℃恒溫水浴振蕩器中以200次/min的速度振蕩1h,然后在離心機(jī)上以4000r/min離心30min,將清液和沉淀分離,清液用來測(cè)重金屬元素,沉淀留在原離心管中。</p><p> b.碳酸鹽態(tài):在原離心管中加入1.0mol/L NaAc 8ml(用HAc調(diào)到pH=5),在20℃恒溫水浴振蕩器中以200次/min的速度震蕩1.5小時(shí),然后改變振蕩速度至100次/min振蕩16小時(shí),用與上述同樣方法離心分離,清液
48、用來測(cè)重金屬元素,沉淀留在原離心管中。</p><p> c.鐵錳氧化態(tài):用0.04mol/L NH2OH·HCl的HAc(25%,V/V)將離心管中的沉淀轉(zhuǎn)入另一只支50ml離心管中,在96℃的恒溫箱中保持3h(期間每隔10min攪動(dòng)一次),用前述方法離心分離,清液用來測(cè)重金屬元素,沉淀留在原離心管中。</p><p> d.有機(jī)態(tài):在原50ml離心管中加入0.02mol/
49、LHNO3 3ml,再加入30%(V /V)H2O2 5ml(HNO3調(diào)到pH=2),在83℃的恒溫箱中保持1.5小時(shí)(期間每隔10min攪動(dòng)一次,然后再加入30% H2O23ml,繼續(xù)在83℃的恒溫箱中保持1.1h(期間每隔10min攪動(dòng)一次);取出冷卻到室溫后加入3.2mol/L NH4Ac之HNO3(20%,V/V)5ml,并將樣品稀釋到20ml,放入20℃恒溫水浴箱中靜置10h,用上述同樣方法離心分離,清液用來測(cè)重金屬元素,沉淀
50、留在原離心管中。</p><p> 每步分離后,用4ml去離子水洗滌離心管和殘?jiān)?,再離心分離,將上清液合并后定容到25mL,用原子吸收分光光度計(jì)測(cè)定重金屬含量。</p><p> e.殘?jiān)鼞B(tài):將在原50ml離心管中的沉淀轉(zhuǎn)入另一支30ml的聚乙烯坩堝中,加入濃硝酸消煮,測(cè)定重金屬含量。</p><p> 殘?jiān)鼞B(tài)和全量消解方案:</p><p
51、> 準(zhǔn)確稱取0.5g(精確至0.0001g) 試樣于30mL聚四氟乙烯坩堝中,加數(shù)滴去離子水濕潤(rùn),加入10mL氫氟酸,2.5mL高氯酸和2. 5mL硝酸,加蓋低溫消化1~1.5h ,然后開蓋并升至高溫(低于250℃)。消化至高氯酸冒濃厚白煙,且內(nèi)容物呈粘稠狀。再加5mL氫氟酸、2.5mL高氯酸和2.5mL硝酸,消化至干(此時(shí)應(yīng)基本上不冒白煙) ,趁熱加入5mL2mol/L 鹽酸加蓋加熱溶解殘?jiān)?宜低溫) ,全量轉(zhuǎn)入100mL容量
52、瓶中,冷卻后,定容至標(biāo)線,搖勻,并過濾于塑料瓶中備測(cè)。土壤消解液應(yīng)呈白色或淡黃色(含鐵量高的土壤),無(wú)明顯沉淀物存在。</p><p><b> 實(shí)驗(yàn)原理:</b></p><p> 根據(jù)國(guó)家環(huán)??偩种贫ǖ膰?guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T17170-1997規(guī)定,采用原子吸收光譜法(AAS法)。依據(jù)物質(zhì)的原子蒸汽發(fā)出的特定譜線的吸收作用來進(jìn)行物質(zhì)定量分析。</p>
53、<p><b> 測(cè)定:</b></p><p> 將待測(cè)溶液通過噴霧器生成為細(xì)霧,與可燃?xì)怏w混合進(jìn)入火焰,在高溫下待測(cè)元素離解為原子蒸汽。以該元素制成的空心陰極燈發(fā)出的該元素的特征譜線通過火焰時(shí),被原子蒸汽吸收,吸收程度由檢測(cè)裝置測(cè)得,然后從工作曲線就可求得待測(cè)元素的含量。</p><p><b> 實(shí)驗(yàn)補(bǔ)充:</b></
54、p><p> 1運(yùn)用Tessier五步連續(xù)提取法每步分離得出的上清液用0.45um的濾膜抽濾。</p><p> 2分為可交換態(tài)、碳酸鹽態(tài)、鐵錳氧化態(tài)、有機(jī)態(tài)、殘?jiān)鼞B(tài)溶液五種形態(tài)進(jìn)行檢測(cè)。</p><p> 3依次檢測(cè)待測(cè)試樣溶液及空白試劑。</p><p> 4通過TAS-990原子吸收分光光度計(jì)得出待測(cè)樣品中重金屬的濃度并分別記錄。&
55、lt;/p><p> 5檢測(cè)過程中隨時(shí)換用0.2%的硝酸溶液進(jìn)行潤(rùn)洗保持實(shí)驗(yàn)精度。</p><p><b> 實(shí)驗(yàn)結(jié)果</b></p><p> 銅、鋅、鎳、鉛的全量測(cè)定數(shù)據(jù)和分析</p><p> 表2寧波市城區(qū)各采樣點(diǎn)土壤重金屬總量</p><p> 表3 分區(qū)表格</p&g
56、t;<p> 注1:江夏公園和老外灘都屬于交通繁忙地段的城市綠地,但由于江夏公園的采樣點(diǎn)就位于河邊,不同于老外灘采樣點(diǎn)位于天主教堂附近,所以,這里特將兩個(gè)城市綠地分開來進(jìn)行比較。</p><p><b> 銅的全量及分析</b></p><p> 所有采樣點(diǎn)土壤含銅量總量的平均值為:41.83mg/kg;</p><p>
57、 各功能區(qū)的土壤含銅量見下表,對(duì)比見圖。</p><p> 表4 土壤銅含量分區(qū)</p><p> 單位:mg/kg 圖2 土壤含銅量對(duì)比</p><p> 中國(guó)土壤的含銅量范圍為3~300mg/kg,平均值為:22mg/kg</p><p> 寧波市土壤含銅量的背景值為:21.11
58、mg/kg。</p><p> 寧波市城市土壤含銅量最高值為高塘休閑區(qū):138.96mg/kg,高出背景值117.85mg/kg。</p><p> 寧波市城市土壤含銅量最低值為南站草地:8.51mg/kg,低于背景值12.60mg/kg。</p><p> 分區(qū)由高到低排列為:</p><p> 老居民區(qū)>商業(yè)區(qū)>街道綠
59、地>工業(yè)區(qū)>風(fēng)景區(qū)>沿江綠地>交通區(qū)。</p><p> 根據(jù)國(guó)家土壤質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)GB 15618-1995,土壤pH小于6.5時(shí),二級(jí)土壤的含銅量標(biāo)值為50mg/kg,三級(jí)土壤含銅量標(biāo)值為400mg/kg。采用單因子指數(shù)法進(jìn)行對(duì)比評(píng)價(jià)。</p><p> 圖3 二級(jí)土壤含銅量對(duì)比圖</p><p><b> 鋅的全量及分析&l
60、t;/b></p><p> 所有采樣點(diǎn)土壤含鋅量的平均值為:106.56mg/kg;</p><p> 各功能區(qū)的土壤含鋅量見下表:</p><p> 表5 土壤含鋅量分區(qū)</p><p> 單位:mg/kg 圖4 土壤含鋅量對(duì)比</p><p> 寧波市土壤
61、含鋅量的背景值為:99.84mg/kg。</p><p> 寧波市城市土壤含鋅量最高值為高塘休閑區(qū):670.33 mg/kg,高出背景值570.49mg/kg。</p><p> 寧波市城市土壤含鋅量最低值為南站草地:52.00mg/kg,低于背景值47.84mg/kg。</p><p> 分區(qū)由高到低排列為:</p><p> 老居
62、民區(qū)>風(fēng)景區(qū)>商業(yè)區(qū)>街道綠地>工業(yè)區(qū)>沿江綠地>交通區(qū)。</p><p> 根據(jù)國(guó)家土壤質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)GB 15618-1995,土壤pH小于6.5時(shí),一級(jí)土壤的含鋅量標(biāo)值為100mg/kg,二級(jí)土壤的含鋅量標(biāo)值為200mg/kg。采用單因子指數(shù)法進(jìn)行對(duì)比評(píng)價(jià)。</p><p> 圖5 一級(jí)土壤含鋅量對(duì)比圖</p><p><
63、;b> 鎳的全量及分析</b></p><p> 所有采樣點(diǎn)土壤含鎳量的平均值為:23.69mg/kg;</p><p> 各功能區(qū)的土壤含鎳量見下表:</p><p> 表6 土壤含鎳量分區(qū)</p><p> 單位:mg/kg 圖6 土壤含鎳量對(duì)比</p>
64、<p> 寧波市土壤含鎳量的背景值為:28.81 mg/kg。</p><p> 寧波市城市土壤含鎳量最高值為高塘休閑區(qū):56.04 mg/kg,高出背景值27.23mg/kg。</p><p> 寧波市城市土壤含鎳量最低值為南站草地:7.57 mg/kg,低于背景值21.24mg/kg。</p><p> 分區(qū)由高到低排列為:</p>
65、<p> 老居民區(qū)>風(fēng)景區(qū)>沿江綠地>工業(yè)區(qū)>交通區(qū)>街道綠地>商業(yè)區(qū)。</p><p> 根據(jù)國(guó)家土壤質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)GB 15618-1995,土壤pH小于6.5時(shí),一級(jí)土壤的和二級(jí)土壤的含鎳量標(biāo)值均為40mg/kg。.采用單因子指數(shù)法進(jìn)行對(duì)比評(píng)價(jià)。</p><p> 圖7 二級(jí)土壤含鎳量對(duì)比圖</p><p>&
66、lt;b> 鉛的全量及分析</b></p><p> 所有采樣點(diǎn)土壤含鋅量的平均值為:92.65/kg;</p><p> 各功能區(qū)的土壤含鉛量見下表:</p><p> 表7 土壤含鉛量分區(qū)</p><p> 單位:mg/kg 圖8 土壤含鉛量對(duì)比</
67、p><p> 寧波市土壤含鉛量的背景值為:28.01 mg/kg。</p><p> 寧波市城市土壤含鉛量最高值為高塘休閑區(qū):1023.77mg/kg,高出背景值995.76mg/kg。</p><p> 寧波市城市土壤含鉛量最低值為南站草地:22.51 mg/kg,低于背景值5.50mg/kg。</p><p> 分區(qū)由高到低排列為:&
68、lt;/p><p> 老居民區(qū)>工業(yè)區(qū)>商業(yè)區(qū)>風(fēng)景區(qū)>街道綠地>沿江綠地>交通區(qū)。</p><p> 根據(jù)國(guó)家土壤質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)GB 15618-1995,土壤pH小于6.5時(shí),一級(jí)土壤的含鉛量標(biāo)值為35mg/kg,二級(jí)土壤的含鉛量標(biāo)值為250mg/kg。采用單因子指數(shù)法進(jìn)行對(duì)比評(píng)價(jià)。</p><p> 圖9 一級(jí)土壤含鉛量對(duì)比圖&
69、lt;/p><p> 鎘的形態(tài)測(cè)定數(shù)據(jù)及分析</p><p> 表8 鎘各形態(tài)測(cè)定數(shù)值總表</p><p> ?。▎挝唬簃g/kg)</p><p> 表9 鎘各形態(tài)比例表</p><p><b> ?。▎挝唬?)</b></p><p> 檢測(cè)數(shù)據(jù)顯示:土壤中的鎘的各
70、類形態(tài)中可交換態(tài)最多,占到55.12%,</p><p> 其次是碳酸鹽態(tài),為28.78%,</p><p> 然后是殘?jiān)鼞B(tài),8.23%,</p><p> 鐵錳氧化態(tài),5.03%,</p><p> 有機(jī)態(tài),2.77%.</p><p> 城市土壤中鎘的形態(tài)特征為:</p><p>
71、 可交換態(tài)>碳酸鹽態(tài)>殘?jiān)鼞B(tài)>鐵錳氧化態(tài)>有機(jī)態(tài)</p><p><b> 分析:</b></p><p> 表10土壤含鎘量數(shù)據(jù)對(duì)比</p><p> 寧波市城市土壤含鎘量平均值為:0.71mg/kg。</p><p> 寧波市城市土壤含鎘量的背景值為:0.12mg/kg。</p
72、><p> 最高值為天一廣場(chǎng)2:0.85mg/kg,高出背景值 0.73mg/kg;</p><p> 最低值為高塘小區(qū):0.55,高出背景值0.43mg/kg。</p><p> 分區(qū)由高到低排列為:</p><p> 街道綠地>商業(yè)區(qū)>工業(yè)區(qū)>交通區(qū)>風(fēng)景區(qū)>沿江綠地>老居民區(qū)</p>
73、<p> 根據(jù)國(guó)家土壤質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)GB 15618-1995,土壤pH小于6.5時(shí),一級(jí)土壤的含鎘量標(biāo)值為0.3mg/kg,二級(jí)土壤的含鎘量標(biāo)值為1.0mg/kg。采用單因子指數(shù)法進(jìn)行對(duì)比評(píng)價(jià)。</p><p> 圖10 三級(jí)土壤含鎘量對(duì)比圖</p><p><b> 實(shí)驗(yàn)總結(jié)</b></p><p><b> 實(shí)驗(yàn)
74、結(jié)果分析</b></p><p> 在城市生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)中, 土壤重金屬積累狀況對(duì)綠地建設(shè)、區(qū)域環(huán)境質(zhì)量及人類健康都有十分重要的影響。不同功能區(qū)重金屬元素的分布特性 、重金屬與環(huán)境之間以及重金屬相互之間關(guān)系的研究,是城市土壤質(zhì)量研究的基礎(chǔ),只有清楚不同重金屬元素在城市各功能區(qū)土壤的地球化學(xué)過程 ,才能有效地控制和降低城市土壤的重金屬含量和活性,提高城市土壤質(zhì)量。</p><p>
75、; 實(shí)驗(yàn)通過分析和對(duì)比得出以下結(jié)論:</p><p> 1 寧波市商業(yè)區(qū)土壤含銅量已經(jīng)接近二級(jí)土壤水平,老居民區(qū)含銅量則是遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過這個(gè)水平,其余分區(qū)土壤含銅量則符合一級(jí)土壤標(biāo)準(zhǔn)。</p><p> 2 寧波市老居民區(qū)土壤含鋅量已經(jīng)超過三級(jí)土壤的標(biāo)準(zhǔn),屬于污染嚴(yán)重地區(qū),其他分區(qū)土壤含鋅量則處于正?;蚱退疁?zhǔn)。</p><p> 3 寧波市老居民區(qū)和風(fēng)景區(qū)的土壤
76、含鎳量較高,其余基本位于同一水平線,但是,均符合二級(jí)土壤標(biāo)準(zhǔn)。</p><p> 4 寧波市老居民土壤含鉛量方面已超過國(guó)家三級(jí)標(biāo)準(zhǔn),其余分區(qū)處于國(guó)家一級(jí)土壤行列。</p><p> 5 寧波市所有功能分區(qū)含鎘量均處于較高水平,遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過二級(jí)土壤標(biāo)準(zhǔn),接近三級(jí)土壤標(biāo)準(zhǔn),土壤鎘污染相當(dāng)嚴(yán)重。</p><p> 綜上所述:寧波市主要生活社區(qū)城市土壤含鎘量均處于較高水平
77、,且交換態(tài)含量較高,具有較大的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn),屬于嚴(yán)重污染,其余重金屬含量大部分處于國(guó)家二級(jí)土壤水準(zhǔn),污染較為嚴(yán)重。老居民區(qū)的各項(xiàng)重金屬含量數(shù)據(jù)均呈現(xiàn)較高水準(zhǔn),說明隨著居民區(qū)的老化,生活垃圾堆積、生活廢物的排放、綠化面積的降低,土壤的污染相當(dāng)嚴(yán)重,應(yīng)采用相應(yīng)的解決措施。</p><p><b> 總結(jié)</b></p><p> 工業(yè)“ 三廢”排放,采礦和冶煉,家庭燃煤,
78、生活垃圾滲出,汽車尾氣排放,城市重金屬污染的主要來源。礦產(chǎn)冶煉、電鍍、塑料、電池、化工等行業(yè)是排放 重金屬的主要工業(yè)源,它們以 “ 三廢”形式不斷向城市土壤排放重金屬。燃煤釋放也是土壤重金屬重要來源之一, 重金屬沉降至城市土壤中,會(huì)對(duì)城市生態(tài)系統(tǒng)、環(huán)境及人體健康產(chǎn)生長(zhǎng)期效應(yīng)。機(jī)動(dòng)車尾氣排放既是城市大氣的主要污染源, 也顯著引起公路兩側(cè)土壤的重金屬污染,汽車汽油、發(fā)動(dòng)機(jī)、輪胎、潤(rùn)滑油和鍍金部分都能燃燒或磨損而釋放出鉛金屬。</p&g
79、t;<p> 面對(duì)土壤污染現(xiàn)狀,可以采取的措施是:</p><p> 1 控制污染土壤,減輕對(duì)人體的危害 </p><p> 城市人口在高度密集的情況下,土壤污染可以通過揚(yáng)塵和土壤直接接觸而對(duì)人體產(chǎn)生危害。因此,減少土壤裸露面積,增加綠地面積,對(duì)城市土壤加以植被覆蓋,應(yīng)該成為當(dāng)前首要的任務(wù)。在人群與土壤直接接觸較多的地方 ( 如公園 ) ,應(yīng)保持一定頻率對(duì)土壤重金屬
80、含量進(jìn)行檢測(cè)與評(píng)價(jià),便于檢測(cè)手段的研究與實(shí)施,對(duì)已經(jīng)污染的土壤應(yīng)進(jìn)行相應(yīng)的治理,植樹種草,減少直接裸露;對(duì)污染嚴(yán)重的土壤應(yīng)進(jìn)行表土填埋或移除,減少兒童與重金屬污染土壤的直接接觸。隨著土地利用方式的不同,對(duì)環(huán)境的要求也不一樣。 在進(jìn)行城市建設(shè)時(shí)應(yīng)進(jìn)行相應(yīng)的土壤重金屬污染評(píng)價(jià),在不同的土壤上進(jìn)行不同的功能區(qū)建設(shè),避免人群與重金屬污染的土壤發(fā)生接觸。</p><p> 2 減少或切斷重金屬污染源 </p&g
81、t;<p> 對(duì)于工礦企業(yè), 應(yīng)嚴(yán)格控制生產(chǎn)過程中有害元素的排放及泄漏,廢棄物的排放、堆放應(yīng)采取物理化學(xué)措施處理,減少它們對(duì)環(huán)境污染;禁止對(duì)廢渣任意堆放,防止廢渣中的重金屬物質(zhì)下滲至土壤或揮發(fā)到大氣。由于大氣干濕沉降是土壤中鎘的的重要來源之一.所以減少大氣中鎘的含量也就有效地減少了城市土壤中鎘的污染源。 繼續(xù)推行無(wú)鉛汽油的使用,機(jī)動(dòng)車鉛排放的減少使城市大氣中鉛含量減少,從而也會(huì)有效地減少土壤鉛的污染。采用集中供暖的方式,
82、對(duì)煙氣灰塵排放進(jìn)行集中治理,積極發(fā)展新技術(shù),減少向大氣排放重金屬。調(diào)整能源結(jié)構(gòu)及能源供給方式,使用煤氣或天然氣等污染物釋放較少的能源也是減少城市土壤重金屬污染的有效措施。城市生活垃圾分類收集,將塵土、塑料包裝物、印刷制品與其它垃圾分開存放,儲(chǔ)運(yùn)和處理垃圾時(shí),應(yīng)將含重金屬元素的垃圾與其它垃圾分開。只有在垃圾重金屬元素不超標(biāo)的情況下。才能進(jìn)行填埋、堆肥和焚燒處理。同樣也是減少土壤重金屬污染來源的重要手段之一。 </p>&l
83、t;p><b> 參 考 文 獻(xiàn)</b></p><p> [1] 景秀.土壤化學(xué)與環(huán)境[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社.2008. [2] 吳春發(fā).復(fù)合污染土壤環(huán)境安全預(yù)測(cè)預(yù)警研究[D].浙江大學(xué)碩士論文,2008.[3] 李靜.重金屬和氟的土壤環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)及健康基準(zhǔn)的研究[D].中國(guó)優(yōu)秀博碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù),2006. [4] 劉愛華.土壤環(huán)境中As、Cd、Hg、Pb地球
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