重金属污染分析篇1
1样品的采集和分析
1.1采集和制备
选择洽川湿地南到处女泉北到黄河魂入口之间湿地布点采样，共设置18个采样点，采样点位置见图1和图2。每个采样点同时采集3份样品，每份1kg左右，混匀作为一个采样点的样品。样品晾干后去除石子和动植物残体等异物，使之通过80目尼龙筛，利用四分法将采集的18个土壤样品分别缩分。准确称取1．00g土样置于100ml聚四氟乙烯烧杯中，用盐酸—硝酸—氢氟酸—高氯酸消解，定容于50ml容量瓶中。消解样品同时做空白1份。
1.2测定
1.2.1试剂各元素的分析纯试剂，用于配制储备液和标准溶液。盐酸、硝酸、高氯酸、氢氟酸均为分析纯，二次蒸馏水。
1.2.2样品测定采用wFX120原子吸收分光光度计（北京瑞利）测定试液中的pb、Cd、Cr、Cu、Zn和mn并根据回归方程计算含量。
1.2.3准确度实验选取2号土壤样品，加入一定量各元素标准溶液，消化后测定并计算加标回收率，平行测定3次。
1.2.4精密度实验选取消化后的2号样品，对各元素均连续进样5次，计算精密度。
1.3重金属污染危害评价方法本文采用瑞典科学家Hakanson提出的潜在生态危害指数法，对湿地土壤重金属累积程度和潜在危害进行评价。该指数法不仅反映了某一特定环境中各种污染的影响，也反映了多种污染物的综合影响，并以定量的方法划分出潜在生态危害的程度，是目前国内外土壤（沉积物）中重金属污染评价研究的先进方法之一。单项污染系数：Cif＝Cisurface／Cin式中：Cif是某一重金属的污染系数，Cisurface是表层土壤重金属浓度实测值，Cin是参比值。文章采用陕西表层土壤背景值作为参比值。单项污染系数分级标准：Cif≤1为非污染，1≤Cif≤2为轻微污染，2≤Cif≤3为中度污染，Cif≥3为重度污染。潜在生态危害单项系数：eir＝tir×Cif式中：eir是某一重金属的潜在生态危害系数，tir是某一种重金属的毒性响应系数，反映了重金属对人体和固体物质系统的危害，有关重金属的毒性系数为：pb＝5，Cd＝30，Cr＝2，Cu＝5，mn＝1，Zn＝1。潜在生态危害综合指数［3］：Ri＝Σni＝1eir。重金属污染潜在生态危害系数和潜在生态危害综合指数分级标准见表1。
2洽川湿地土壤中重金属污染情况及评价
2.1洽川土壤中重金属测定结果洽川湿地土壤重金属含量测定结果见表2，经准确性和精密度实验，回收率均高于90％，RSD均小于1％，测定结果可信。陕西省表层土壤重金属的背景值见表3。在18个采样点土样测定结果中，pb的含量为74．3～405．5mg／kg，均高于该地区该元素背景值21．6mg／kg；Cd的含量为1．7～7．5mg／kg，均高于该地区该元素背景值0．094mg／kg；Cr的含量为46．9～115．6mg／kg，只有5、7、13和14号采样点低于该地区该元素背景值；Cu的含量为9．91～52．9mg／kg，其中1、5、9和14号采样点低于该地区该元素背景值；mn的含量为283．7～743．3mg／kg，其中1、4、7、12、13、14、17和18号采样点低于该地区该元素背景值；Zn的含量为33．4～150．6mg／kg，6个采样点低于该地区该元素背景值。
2.2洽川湿地重金属污染评价评价结果见表4、表5，从两表可以分析得出：从单项污染系数看，pb的单项污染系数均大于3，洽川湿地属于pb重度污染；Cd的单项污染系数均大于3，洽川湿地属于Cd重度污染；Cr除5、7、13和14采样点单项污染系数小于1属于无污染，其余采样点均在1～2之间，属于轻微污染；各个采样点Cu的单项污染系数在0．46～2．47之间，处于无污染到中度污染；mn的单项污染系数在0．51～1．36之间，湿地mn污染处于无污染到轻度污染；Zn的单项污染系数在0．48～2．17之间，处于无污染到中度污染。从潜在生态危害单项系数分析，pb的生态危害单项系数3号点处于中等生态危害，4号点处于强生态危害，其余点均属于轻微生态危害；对于Cd，各采样点均处于极强生态危害；对于Cr、Cu、mn和Zn，各采样点均处于轻微生态危害。从潜在生态危害综合指数分析，11号点处于强生态危害，其余采样点均属于很强生态危害，主要是Cd的危害造成。从污染情况看分析，湿地重金属污染Cd最严重，pb次之，Cu和Zn污染较弱，Cr和mn的污染最轻。
3结果分析
重金属污染分析篇2
关键词：土壤重金属;污染因子分析;SpSS17.0
中图分类号：S151.9+3文献标志码：a文章编号：1674-9324（2015）19-0113-02
近年来，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。文献的作者以工业废水，废气和生活废水，废气为指标，运用SpSS因子分析得出全国各个城市的环境污染结果。文献的作者应用内梅罗综合指数法得到了土壤中同时含有多种重金属污染的评价方法，从而获得土壤整体污染程度。本文应用因子分析，不仅可得到重金属综合污染情况，还可得到每种重金属的污染情况。
为了更精确的掌握城市表层土壤重金属污染问题，本文根据城市功能不同把城市分为五个区，分别是：生活区、工业区、山区、主干道路区及公园绿地区。再根据每个区的砷、铬、镉、铜、汞、镍、铅、锌八种重金属的浓度指标，运用因子分析确定每个区的土壤重金属污染情况。线性综合指标往往是不能直接观测到的，但它更能反映事物的本质，因此因子分析广泛应用于环境科学方面。因子分析模型：xi=ai1f1+ai2f2+…+aimfm+εi（i=1，2，…，8），其中（i）x1，x2，…，x8为8种重金属的浓度经过标准化处理后的标准化变量。标准化处理可以消除量纲的影响，而且标准化变换不影响变量的相关系数。这里的xi都具有均值为0，方差为1的特征。（ii）f1;f2;…fm叫做公因子，它们是在各个表达式中都出现的因子。本文最后得出f1，f2两个公因子。（iii）εi称为特殊因子，是每个观察变量特有的，表示该变量中不能被公共因子解释的部分。相当于回归分析中的残差项，各个特殊因子之间以及特殊因子与公因子之间是相互独立的。（iv）aij称为因子载荷，它是第i个变量在第j个公因子上的负载，它的绝对值越大说明xi和fj相依程度越大，即公因子fj对xi的载荷量大。
上述是对因子分析模型的简单介绍，下面介绍因子分析的一般步骤：（i）原始数据标准化。标准化公式为x’ij=■，其中xij是第i个变量的第j个观测量，而xj和δj分别为该变量的均值和标准差。（ii）应用Kmo和Bartlett验证是否可应用因子分析。（iii）计算标准化数据的相关系数矩阵，求出相关系数矩阵的特征值和特征向量。（iv）使用方差最大法进行正交变换。其目的是使因子载荷两级分化，而且旋转后的因子仍然正交。（v）确定因子个数，计算因子得分，进行统计分析。
现以重庆市为例，按功能不同，把城市分为生活区、工业区、山区、主干道区和公园绿地区。以每个区中土壤重金属元素的浓度为参考数据。这里取8种重金属浓度，分别是x1为砷（μg/g），x2铬（ug/g），x3镉（μg/g），x4铜（μg/g），x5汞（ug/g），x6镍（μg/g），x7铅（μg/g），x8锌（μg/g）。数据来源于中国统计年鉴。
1.建立指标体系和在SpSS中导入原始矩阵，并且利用分析――描述统计来将数据进行标准化。
2.考察收集到的原有变量之间的线性关系，判断是否适合采用因子分析提取因子。利用SpSS软件，借助变量的相关系数矩阵、卡方检验和Kmo检验方法进行分析。其结果如表1、表2所示。
从相关系数矩阵可以看出，大部分的相关系数较高，这8个变量之间存在较强的相关性，说明这8个变量反映的信息有很大的重叠，能够从中提取公共因子，适合进行因子分析。从Kmo和Bartlett的检验表可以得到，卡方检验统计量为905.711，相应的概率p接近0，说明相关系数矩阵与单位阵有显著差异。表明适合进行因子分析。
3.利用相关系数矩阵求出相应因子的特征值和累计贡献率。SpSS操作结果如表3。
从上表看出旋转前后总的累计贡献率没有发生变化，即总的信息量没有损失。另外，旋转之后，有2个因子已经提供了原资料90.147%的信息，满足因子选取的原则：m个因子的累积贡献率要大于或等于80%，特征根要大于1。这可以说明因子1和因子2是土壤重金属污染的最重要的污染源，对该城区重金属污染的贡献最大。
4.在根据旋转后的因子载荷矩阵。
从表4中可得出，因子f1在主要由铬、镉、铜、汞、铅、锌构成，主要是工业交通产物，因此称为工业与交通因子。因子f2由砷和镍构成，称为生活因子。
5.根据正交旋转后的因子得分，得出因子得分函数。
由表5，可以写出以下因子得分函数：
f1=-0.147x1+0.895x2+0.984x3+0.212x4-0.004x5+
0.965x6+0.860x7+0.969x8
f2=0.963x1-0.442x2+0.177x3+0.968x4-0.724x5+
重金属污染分析篇3
关键词：主成分分析内梅罗指数muller指数spss
中图分类号：o242文献标识码：a文章编号：1007-3973（2013）007-132-02
1引言
近些年，人类活动对城市环境影响越来越严重。对由人类活动影响造成的城市地质环境的演变模式进行研究，逐渐成为人们关注的焦点。通过文献[1]提供的某城市城区土壤地质环境进行调查，根据测的的数据，假设样品采集在充分考虑污染源前提下，兼顾空间分布均匀性，同时考虑地形、气候因素影响；数据的处理计算时均采用四舍五入法保留小数点后两位，与原数据保持一致；污染源的重金属浓度不再增加；取样点的数据较好的反映了该地区的污染物浓度，对城市表层土壤重金属的污染进行分析研究。
28种主要重金属元素的空间分布
根据测得数据，采用8种元素在五个地区各自的作用单独考虑，采用excel软件绘制标准曲线，对原始数据进行标准化处理，并带入标准曲线求得各采样点的重金属浓度，然后求出平均浓度，再用muller指数进行各项计算与分析。除此外还采用了地积累指数法和内梅罗综合指数法进行全面的分析。muller指数法是对各重金属元素因子的单独作用在各地区进行分析，目前国内外普遍采用单因子指数法和内梅罗综合指数法等进行土壤重金属污染评价，这两种方法都能对被研究区域的土壤重金属污染程度进行较为全面的评价，但不能从自然异常中分离人为异常，判断表生过程中重金属元素的人为污染情况，但地累积指数法弥补了其他评价方法的不足。
2.1重金属元素在该城区的空间分布图
用双调和样条内行插值计算，得出重金属空间分布图。双调和技术在二维或多维空格键中的导数与一维空间中的导数的作用相似。在m维空间中，利用n个数据点的曲面求解问题：；其中，是双调和算子，x是m维空间中的一个位置。其通解为，求解线性系统，可以得到。
在eXCeL中分别筛选出每一区的8种重金属浓度情况，由于给出的重金属量纲不统一，用归一化方法统一量纲。然后分别在每一区内对不同重金属求平均值主要重金属元素关于该城市五个区的分布。
Sij表示规划后某种金属浓度在某个采样点的值，xij某种重金属在某个采样点的值。由归一化后，运用富集系数模型：Di=d实测值/b背景值定量描述城市重金属污染的空间分布情况。
2.2三种评价不同区域重金属的污染程度的方法
2.2.1地积累指数法
国内外很多专家将地积累指数法用于对人类活动造成的重金属对土壤污染的评价。该指数的计算式为：igeo=log2[Cn/（kBn）]。根据igeo值将污染等级分为6级，并且以国家二级标准作基准的污染评价。
2.2.2内梅罗综合指数分析法
内梅罗指数法是当前国内外进行综合污染指数计算的最常用的方法之一。该方法先求出各因子的分指数（超标倍数），然后求出各分指数的平均值，取最大分指数和平均值计算。综合污染指数计算公式：。内梅罗综合指数在评价时可能会人为地夸大或缩小一些因子的影响作用，使其对环境质量评价的灵敏性不够高，有时候计算结果很难区分土壤环境污染程度的差别。所以，采用污染负荷指数法数学模型进行进一步分析。
2.2.3污染负荷指数法
用污染负荷指数法以土壤背景值为评价标准，对整个区域各个点位各种重金属进行定量分析，并对各点的污染程度进行分级，反映对环境污染最严重的元素。
3分析重金属污染物的传播特征
为了分析研究各种土壤重金属的来源，本文采用了pearson相关分析对被研究区域8中重金属含量数据进行了相关分析。从相关性分析结果可以发现，土壤中pb与Cd，ni与as显著正相关，且相关性较强，分别为0.812、0.639；其次为Cu与Cd，Cr与ni，pb和Cu也达到正相关。
本文对所有采样点采取主成分分析法，利用SpSS13.0软件对城区土壤重金属的5项指标进行主成分分析。通过主成分分析计算，城区的8个变量的全部信息可由5个主成分表示，即对前5个主成分进行分析已经能够反映全部数据的大部分信息，再由5个主成分加权平均得出每个采样点相对应的综合指标。
基于SpSS软件包软件包生成的因子成分得分系数矩阵，降维后每种成分在每个取样点的得分计算公式：
综合指标的得分计算公式：
根据问题一中的方法参考Zj对应的取样点坐标对Zj做插值处理，并绘制等高线图，可得图1。
图1等高线图
由图1可以看出，在靠近坐标原点的地方有两个综合指数超高区，可以认为这两个区域既是污染源所在的区域。
通过使用matLaB进行双调和样条插值法，由Zj生成了一个200*200的矩阵。可以通过程序将其转换成一个具有200*200个元素的矩阵。可以得出综合指数Z的分布主要集中在0到0.2的区间中。我们认为污染源受到污染的水平应当远高于距离污染源较远的地方。所以我们将主要通过研究Z大于0.2的点来确认污染源。经过excel的筛选，大于0.2的点有1805个。污染源必然包含在这些点中间。
结合重金属在土壤中的传播特征，建立数学模型
4结论
为更好地研究城市地质环境的演变模式，预测土壤中各种重金属的含量，必须求解并分析城市内土壤中各种重金属污染物的主要来源，确定影响这些重金属含量时间变化的主要影响因子并进行分析，然后在分析的结果中建立各种土壤重金属含量的时间预测模型。得重金属累积预测模型如下：
通过建立的模型可以用以城市土壤环境异常分析，以及城市环境质量评价，测定各区域重金属含量等，具有较强的实际应用价值。
参考文献：
重金属污染分析篇4
关键词：食品重金属检测方法
1、引言
所谓重金属就是相对原子的密度在以上的金属，如Cu、pt、Zn、ni、Co、Cd、Cr、Hg、Bi、等。一般情况下，重金属在自然界中物品的浓度不会达到危害人类以及其他生物的程度，但是伴随着工业化在人类社会的不断的发展，在工业化的生产中，会有大量的有毒有害的重金属元素随着废弃物的排放进入大气、水和土壤中，如土壤及水中铅、汞、镉、铬等不断增加，这些重金属元素如果控制在一定范围内不会影响生态环境，但是一旦其含量超标就会引起对环境的污染。当我们所食用的粮食、蔬菜在这样的环境中成长时，这些粮食作物中也会含有了重金属元素，一旦人们食用了这些食物，这些重金属就会在人们身体中积累，当人体中累积的重金属元素到一定的程度，机会危及人身健康，使人造成重金属中毒。“粮食是人生存之本”关注食品安全对人类健康至关重要。因此，对于食品中的重金属进行认真、准确的检测是一项利国利民的大事[1]。
2、几种主要重金属的危害
2.1.重金属Hg（汞）的危害
重金属Hg又被称为水银，在自然界中的存在形式主要有金属单质汞、有机汞和无机汞三种。汞及其化合物在我们的化工业中应用十分的广泛，有机汞中毒是汞中毒最主要的形式，手指、口唇和舌头麻木是该重金属中毒患者最主要的表现，除了这些之外中毒患者还会说话不清、视野缩小、及神经系统遭受严重的损害，汞中毒深的患者还极有可能发生瘫痪使患者肢体变形以及吞咽困难等症状，更甚至还会造成死亡。
2.2.重金属Cd（镉）的危害
Cd是一种银白色有光泽的金属，原子序数为48，元素周期表中属ⅡB族金属元素。镉元素在自然界中分布广泛，其初级的产区主要在亚洲。镉元素不是人身体的必需元素，人体内的镉元素主要来自于人引用的水食用的食品，镉元素不易被肠道吸收，但可经呼吸被体内吸收，食用这些物品会使得镉元素在人体内积累。人体内的镉主要积累在肾脏和肝脏中，镉中毒主要表现在对骨骼、肾功能和消化系统的损伤。大量的研究显示人体内的镉及其化合物含量超标会导致突变，并且还具有一定的致畸和致癌作用。另外，镉会对刺激呼吸系统，长期的处在这样的环境中会使得嗅觉功能丧失、牙龈出现黄斑，还可能导致骨质的疏松以及软化。日本就曾经因为镉中毒出现“痛痛病”，后果十分严重。
2.3.重金属pb（铅）的危害
铅是银白色的金属，十分柔软，用指甲轻轻在其表面划刻就能划出痕迹。因为用铅可以在白纸上划出痕迹，在古代常用其做笔，这就是“铅笔”的由来。在现代工业中铅的重要的用途是制造蓄电池，并且铅的化合物的种类很多，颜色各异，因此铅还用于制造颜料、釉料等。铅中毒是一种蓄积性中毒，近几年来，随着工业的迅猛发展，铅污染日趋严重，已经对人们的健康造成了极大的影响。铅元素在人体内的含量如果超标，就会损伤神、经造血及肾脏系统。智力低下、反应迟钝、贫血等一直是铅中毒患者的最常表现症状。铅元素对于以及幼儿的发育造成的危害尤为严重，幼儿期的铅中毒会造成幼儿发育的迟缓，多动症等。
2.4.重金属as（砷）的危害
砷是一种化学性质类似于金属类金属元素，无机砷和有机砷是砷化合物主要形式，砷的硫化物矿自古以来被用作颜料和杀虫剂、灭鼠药。砷可以抑制人体内很多酶的功能，从而干扰细胞的呼吸以及繁殖，对人体体内的新岑代谢造成了极大的影响。砷中毒有急性中毒和慢性中毒。急性砷中毒主要是对胃肠的影响，使胃肠产生炎症，砷中毒可使得中毒的患者中枢神经系统麻痹，严重情况下患者常有七窍流血的现象更甚者可导致死亡。慢性砷中毒会造成皮肤的色素沉着，皮肤末梢神经炎的症状，还可能导致神经衰弱，现在砷金属及砷化合物已被确认可能会引起癌症[2]。
3、我国重金属污染现状
目前我国重金属的污染的现状令人堪忧，被污染的耕地面积达到2千万公顷，我国耕地总面积是18亿亩，污染的耕地达到了了我国耕地总面积的20%，土地的污染不仅破坏了生态环境，还造成了对植物的污染，这也间接导致了食物品中含有了重金属元素，使得食物的品质不断的下降。我国每年减产1千多万吨的粮食，这些都是由于重金属污染而引起的，合计损失的人民币最少是200亿。并且，由土地污染引起的农产品质量安全问题令人堪忧，由此导致的也是逐年的增加，这不仅危害了人民群众的身体健康，还对社会的稳定造成了严重的影响。
4、重金属检测方法
对于食品中的重金属元素检测方法主要有下面几种：
第一种方法是原子吸收光谱法，这一方法的检测原理是食品中的自由原子由于共振会对特征辐射光进行吸收，并通过对于对测量原子吸收辐射光的量，来测量食品中的重金属元素的含量。
第二种方法是紫外可见分光光度法，该方法的检测原理来自某些分子或者是原子会与待测重金属发生络合反应，产生络合物，络合物一般是有色金属化合物，通过对所显现出来的颜色深度进行辨析，我们就可以得出对应元素含量.
第三种常见的方法是原子荧光光谱法，该方法利用的是特定频率的辐射波，这种辐射能激发食品中重金属元素的原子蒸汽另其产生荧光，通过对荧光的强度进行测量就能够得到食品中相应重金属元素的含量。
第四种方法就是X射线荧光光谱法，这一种方法通过测量食品中重金属元素对X射线的吸收吸收情况来获得重金属元素的含量。
第五种方法是电感耦合等离子体质谱法，这一种方法是对重金属的同位素进行分析得出重金属的含量，这一方法优点是线性范围广、分析速度快、灵敏度高，并且还能够分析对同位素进行示踪研究[3]。
5、总结
保证食品安全是利国利民的大事，关乎千家万户健康，因此需要引起广大人民群众的关注。当然，要解决食品中的重金属问题首先要做的就是对重金属污染的排放进行严格的控制，其次要完善环境保护法，加强重金属污染的监督机制，确保食品的安全。
参考文献
[1]戴花秀.浅谈食品中常见的重金属污染途径及检测方法[J].科技论坛，2011（9）：18-19.
重金属污染分析篇5
【关键词】淋洗剂；重金属污染；土壤修复
1淋洗剂的分类
淋洗技术被广泛应用于土壤污染修复过程中，土壤淋洗技术就是利用淋洗剂对土壤污染物的溶解或迁移作用，将污染物与土壤分离，进入液相，以达到降低土壤中污染物含量的目的。目前，在污染土壤淋洗技术中应用的淋洗剂种类如下表：
2淋洗剂在重金属污染土壤修复中的应用
2.1无机淋洗剂
无机淋洗剂是通过酸解、离子交换或络合作用来破坏土壤的某些官能团，将重金属交换解吸下来，从土壤中分离出来。nawarro等用水做淋洗剂，对重金属污染土壤进行淋洗，结果表明：al、Co、Cu、Fe、mn、mo、ni、Zn的去除率分别为81.1%、82.4%、55%、84.7%、85.8%、51.7%、46.4%、83.4%，as、Se、Sb、Cd、pb等元素淋洗后基本没有变化。tuin等用0.1mol/LHCl对重金属污染土壤进行淋洗，具有较好的去除效果，Cu、ni、pb、Zn的去除率分别为92%、77%、79%、75%。tampouris等通过土柱实验，用HCl+CaCl2溶液作为淋洗剂淋洗重金属污染土壤，该淋洗剂对pb、Zn、Cd的去除率分别为94%、78%、70%，去除效果非常明显。
无机淋洗剂对土壤中的重金属的去除效果好、应用成本低、作用速度快。但有机酸淋洗重金属污染土壤，经常会破坏土壤的理化性质和生物结构，且强酸条件对处理设备的抗腐蚀性要求较高，因此在实际中具有一定的局限性。
2.2螯合剂
螯合剂是通过与土壤溶液中的重金属离子相结合，改变土壤中重金属的存在形态，使重金属从土壤颗粒表面解吸，由不溶态转化为可溶态，提高重金属的可迁移性和生物活性。螯合剂一般分为人工螯合剂和天然螯合剂。
2.2.1人工螯合剂
人工合成的螯合剂在很宽的pH范围内与大部分金属螯合形成水解性强且稳定的复合物。马宏瑞等[1]通过盆栽试验，研究了eDta对制革污泥污染土壤中Cr（Ⅲ）的活化作用，结果表明eDta处理土壤中Cr（Ⅲ）的溶解性提高了6～11倍。不同浓度的eDta和eDDS对污染土壤中的Cd、pb进行浸提，eDta和eDDS对Cd的去除率分别为82.4%、46.8%，eDta对Cd的去除率高于eDDS；在5～30mmol/L范围内，相同浓度eDDS对pb去除率高于eDta，浓度为50mmol/L时两种螯合剂对pb的去除率无显著差异[2]。陈燕芳等[3]将碳酸氢铵-二乙三胺五乙酸（aB-Dtpa）作为淋洗剂应用于受Cu、Zn、Cd污染的钠化膨润土，研究表明，aB-Dtpa提取法具有很好的稳定性，而且能准确指示Cu、Zn、Cd元素在土壤中的有效态含量，同时aB-Dtpa对土壤中Cu、Zn、Cd元素的提取率也适用于模拟试验中修复效果的平行对比。aB-Dtpa提取法在重金属污染土壤修复模拟试验中的应用是可行的。
人工螯合剂价格昂贵，大多生物降解性也较差，且缺乏离子选择性，在淋洗过程易残留在土壤中而无法去除。另外，淋洗出的含有重金属的螯合剂的处理上还存在未解决的技术问题，这些因素限制了人工螯合剂在重金属污染土壤修复过程中的应用。
2.2.2天然螯合剂
天然小分子螯合剂能通过与重金属离子形成可溶性络合物，降低土壤颗粒对重金属的吸附作用。梁金利等[4]通过室内模拟实验，采用土柱淋洗方法，研究草酸、柠檬酸、乙酸和酒石酸溶液对某电镀厂附近土壤中重金属的去除效果，结果表明，1mol/L的草酸在土水比为1∶1，淋洗5h，淋洗4次的条件下可以达到最佳淋洗效果，Cu、Zn、ni和Cr的去除率分别是99.6%、66.98%、88.7%和18.23%。易龙生等[5]以受Zn、pb、Cu、Cd严重污染的土壤为研究对象，采用振荡淋洗技术研究了柠檬酸、酒石酸和草酸对土壤中重金属的去除效果，结果表明柠檬酸和酒石酸对Cd的去除效果最好，去除率分别为61.5%和55.25%，草酸去除能力低。柠檬酸和酒石酸对重金属的去除能力均依次为Cd>Zn>pb>Cu，柠檬酸对重金属的去除率分别为59.5%、49.33%、43.48%、26.25%，酒石酸对重金属的去除率分别为58.75%、46.4%、35.86%、34.4%。
天然螯合剂生物降解性好，不会造成二次污染，是非常洁净的淋洗剂，但也因其价格较贵，难以用于实际修复工程。
2.3表面活性剂
表面活性剂是利用自身的亲水、亲油和特殊吸附特性改变土壤表面性质，增强重金属离子在水中的溶液性和流动性，使污染因子由固相进入液相，将土壤中的重金属污染因子去除。目前，在土壤淋洗研究和实践中使用的表面活性剂主要分为有人工合成表面活性剂和生物表面活性剂。
2.3.1人工合成表面活性剂
陈锋等[6]选用十二烷基苯磺酸钠（SDBS）、十二烷基硫酸钠（SDS）、聚山梨脂（tween-80）对被重金属Cr、Cd污染了的土壤的修复洗脱作用，以及被污染土壤对3种表面活性剂的吸附作用。淋洗实验结果表明，3种表面活性剂对土壤中的Cr、Cd有明显去除效果，聚山梨脂（tween-80）对污染土壤中铬和镉的去除率分别为61.2%和37.06%。蒋煜峰等[7]选用十二烷基硫酸钠（SDS）、聚氧乙烯月桂醚（Brij35）和eDta对土壤中Cd、pb的解吸去除作用进行研究，结果表明，阳离子表面活性剂SDS和非离子表面活性剂Brij35对土壤中重金属解吸效果不大，加入SDS可使eDta对C的的解吸量由由61.67%增加到79.68%、对pb的解吸量由57.25%增加到89.65%。
人工合成表面活性剂的合理应用在重金属污染土壤的淋洗过程中也有很好的效果，但是由于价格昂贵、生物可降解性差而限制其在土壤修复中的应用。
2.3.2生物表面活性剂
生物表面活性剂是微生物或植物在一定条件下培养时，在其代谢过程中分泌出的具有一定表面活性的代谢产物。可欣等通过室内模拟试验，研究皂素在不同条件下对土壤中重金属去除效果的影响。结果表明，皂素溶液在质量分数为3%，pH值为5.0～5.5，振荡时间为12h时，污染土壤中4种重金属的去除率最大，分别为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，淋滤36h后，Cd和pb的去除率分别达到92%和88%。
生物表面活性剂具有易生物降解、结构类型多、专一性强等优点，在淋洗剂中是一个很好的选择，但是由于生物表面活性剂的生产工艺复杂、产量很低、生产成本高等因素而限制了其在土壤修复过程中的使用。
3结语
淋洗剂在在重金属污染土壤修复研究中已经广泛应用，但在运用淋洗剂对土壤重金属淋洗规模化应用中都不同程度上受到淋洗剂种类所呈现出来的效应、污染因子种类、土壤基本理化性质等方面的影响，使得淋洗剂的广泛应用受到一定的限制。如生物降解性差而引起土壤环境、水环境的二次污染；无机酸性淋洗剂改变土壤理化性质，破坏土壤结构和肥力。因此，开发新型易降解、无毒、无害的淋洗剂成为以后淋洗技术的研究重点。其次，加强对已经明确淋洗效果的淋洗剂进行复合使用技术的探索。对于异位淋洗技术则着重考虑淋滤液中淋洗剂的回收和重金属的提取，以提高经济效益。
【参考文献】
[1]马宏瑞，马托，等.低分子量有机酸对制革污泥污染土壤中铬的活化及植物提取效应[J].陕西科技大学学报，2004，6（22）：22-25。
[2]赵娜，崔岩山，等.乙二胺四乙酸（eDta）和乙二胺二琥珀酸（eDDS）对污染土壤中Cd、pb的浸提效果及其风险评估[J].环境化学，2011，30（5）：958-963.
[3]陈燕芳，刘晓端，等.aB-Dtpa提取法在重金属污染土壤修复模拟试验中的应用可行性[J].岩矿测试，2010，29（2）：131-135.
[4]梁金利，蔡焕兴，等.有机酸土柱淋洗法修复重金属污染土壤[J].环境工程学报，2012，6（9）：3339-3343.
[5]易生龙，王文燕，等.有机酸对污染土壤重金属的淋洗效果研究[J].农业环境科学学报，2013，32（4）：707-707.
重金属污染分析篇6
关键词：重金属专项监测；污染；现状；监管
中图分类号：X703
文献标识码：a文章编号：16749944（2017）12012303
1引言
为了解湖南省重金属污染源废水排放情况，检查国家“十二五”重金属总量减排考核工作成效，湖南省环境保护厅组织开展了重金属废水专项核查监测。
2专项监测范围
重金属专项监测工作范围是对湖南省辖区范围内涉重金属企业的废水总排口、车间排口、生活废水排口、雨水排口及其它以各种形式存在的外排口开展核查监测工作。对于废水循环使用不外排的企业，则监测车间排口及废水循环池。监测因子主要有总铅、总镉、总砷、总铬、总汞、六价铬、总锑及总锌。
3专项监测结果分析
3.1污染物超标情况
2015年重金属污染源专项监测工作中，全年分三期对327家、340家、346家企业开展核查监测，分别发现超标企业15家、10家、8家，超标率分别为11.4%、6.94%、5.93%，具体情况见表1。
为确保市（州）监测站在专项监测工作中监测数据的代表性，湖南省环境监测中心站（以下简称省站）随机在14个市（州）对101家企业开展现场核查监测工作，其中13家企业存在超标情况，超标率为12.9%。具体情况见表2。
3.2重点区域重金属污染情况分析
3.2.1衡阳水口山地区重金属污染情况
2015年重金属专项监测工作中，省站对衡阳水口山地区11家涉重金属企业进行专项监测，其中有4家企业废水循环使用，7家企业废水外排至曾家溪或康家溪。监测的6家外排废水中仅发现1家企业总排口废水存在超标现象。
曾家溪、康家溪作为水口山地区主要纳污水体[1]，水质中重金属含量是集中反映水口山地区涉重金属企业外排水质情况的载体。根据2010年监测资料，曾家溪、康家溪水质中铅在不同水期超标倍数在3～17倍之间。在2015年专项核查监测工作中，对这两条溪水水质进行了监测，结果表明砷、铅、锌均未出现超标。
将2015年专项监测工作中的曾家溪、康家溪水质监测结果与历史数据进行对比[2]，结果表明，该两条溪水水质已经出现明显好转，也充分显示这几年湖南省对湘江流域重金属专项治理工作成效，已得到充分体现[3]。
3.2.2娄底锡矿山地区重金属污染情况
娄底锡矿山主要涉重金属行业为常用有色金属冶炼、常用有色金属矿采选，目前主要是10家锑冶炼企业。在这10家锑冶炼企业中，除1家企业有废水排放外，其它9家企业的废水均循环使用。经监测部分企业循环水池废水，其总砷、总锑含量非常高。如某公司鼓风炉车间废水收集池废水中总砷浓度为10.26mg/L、总锑浓度为11.6mg/L；另一公司雨水收集池废水中总砷浓度为3.94mg/L、总锑浓度为11.4mg/L。
对娄底锡矿山周边水体多次跟踪监测，发现企业周边地表水船山水库、涟溪河民主桥、青丰河万民桥等监测点位砷、锑存在超标现象。该地区在主要重金属企业的废水不外排情况下，根据监测情况分析，导致该周边地表水砷、锑仍出现超标。分析原因，一是由于该地区为含锑矿产品比较丰富，地下水中砷、R本底值较高；二是娄底锡矿山地区为全国的锑产品开采、冶炼中心，由于历史原因该地区环境问题未受到足够重视，导致其周边水体底泥中砷、锑浓度比较高，从而引发地表水中砷、锑浓度比较高；三是该地区相关企业废水未能完全做到废水循环使用、企业雨、污分流情况不够彻底，从而引发周边地表水砷、锑浓度比较高。
3.2.3“锰三角”地区重金属污染情况
湘西锰三角及周边地区的花垣县是湘、黔、渝交界“锰三角”地区的三县之一[4]，初步形成了以锰锌矿石采选、电解锰和铅锌冶炼为主的工业生产格局。2015年重金属专项监测工作中，对“锰三角”地区7家重点电解锰企业进行了专项检查，检查发现，电解锰企业工艺废水、酸浸渣尾矿库废水均全部循环使用，仅部分企业的冷却水外排。监测结果表明外排的冷却水均未出现超标情况。但对“锰三角”湖南地区部分地表水断面进行采样监测，发现地表水中锰浓度均存在不同程度超标情况。
在对“锰三角”专项监测工作中，监测的电解锰企业废水均循环使用，而相应的其受纳水体水质中锰出现超标情况。分析原因，一是由于输入性污染造成，可能是来自外省涉锰企业的超标废水[5]；二是由于近几年来，电解锰企业由于市场行情萎靡，为节省成本，将酸浸渣尾矿库废水或工艺废水偷排入酉水，从而引起水质中锰超标现象。三是自2009年开展“锰三角”地区环境综合整治工作后，部分地区可能出现小型、非法涉锰企业，这些企业废水偷排至酉水中，对酉水水质造成很大的影响。
4存在问题与对策建议
4.1废水循环使用的企业较多，监管较困难
2015年在重金属专项监测工作中，共监测了1013家・次企业，其中将近500家・次企业在环境监测部门开展监测时废水循环使用，不外排。废水不外排时，环保部门不能对监测结果进行评价，从而不能获得有效的监测结论，使环境监管部门不能较好的进行监管。建议环境管理部门应加强涉重金属企业废水循环使用企业的认定，如在进行清洁生产审核时，严格把控企业废水循环使用关，以防假借部分企业利用废水循环使用之名，实施偷排。
2017年6月绿色科技第12期
李启武：湖南省涉重金属企业污染状况分析及治理对策探讨
环境与安全
4.2循环使用的废水重金属含量较高，环境安全隐患较大
在开展监测的循环使用的废水中，一类重金属污染物浓度含量较高，甚至某涉铅企业的循环水池中铅浓度达到100mg/L；如果含高浓度重金属循环废水未及时进行处理，当企业因事故或管理不善时，造成废水外排至外环境，将严重污染周边环境。建议环境管理部门下发相关文件，对于涉重企业采取废水循环使用的，必需配套建设相应的重金属处理设施，及时将高浓度的重金属废水处理后，才能进行回用，杜绝废水仅靠简单沉淀后就回用的现象。
4.3部份涉重金属重点区域地表水重金属存在超标情况
2015年涉重金属专项监测工作中，对娄底锡矿山、衡阳水口山、湘西“锰三角”地区企业周边环境水体进行了监测，发现部分重金属因子存在超标，而这些地区的涉重金属企业基本处于废水循环使用状态。分析企业周边水体重金属超标原因，一是涉重金属的重点区域由于历史原因，造成其周边水体重金属因子本底值较高[6]；二是周边水体可能遭受到涉重金属企业气型污染，导致部分重金属因子超标；三是部分涉重金属企业雨、污未分流或分流效果不佳，造成初期雨水直接外排至周边水体，也势必会造成水体部分重金属因子超标；四是部分企业借废水循环使用之名，实施偷排，仅是在环保部门检查时废水实施循环使用。建议加大对涉重金属企业周边环境的监测频次，防止企业排污对周边环境造成污染。
参考文献：
[1]
包晓风，秦普丰，朱利权，等.“十五”期间湘江株洲段水质环境监测与分析[J].h境科学与管理，2009，34（1）：152～155，168.
[2]唐彬，彭英湘.重金属废水处理技术的原理综述[J].环境保护，2014，8（1）：279，281.
[3]雷鸣，秦普丰，铁柏清.湖南湘江流域重金属污染现状与分析[J].农业环境与发展，2010（2）：62～64.
[4]熊素玉，张在峰.我国电解金属锰工业存在的问题与对策[J].中国锰业，2005，23（1）：10～22.
[5]马燕，崔旭光.重金属对环境的污染[J].内蒙苦环境科学，2008，20（4）：18～20.
[6]罗孟君，陈宗高.重金属污染现状及对策分析[J].广州化工，2016，44（3）：11～12.
DiscussionandCountermeasuresonpollutionSituationof
metalenterprisesinvolvedinHunanprovince
LiQiwu
重金属污染分析篇7
>>土壤重金属污染及修复的研究现状重金属污染土壤修复技术的研究现状分析及展望土壤重金属污染现状及修复技术研究进展土壤重金属铬污染分析及修复技术土壤重金属污染及修复技术农田土壤重金属污染及修复技术分析论重金属污染土壤修复技术的研究重金属污染土壤植物修复技术研究土壤重金属的污染现状及生物修复技术浅谈我国土壤重金属污染现状及修复技术解析土壤重金属污染的现状与危害及修复技术土壤重金属污染特点及修复技术研究论土壤重金属污染现状与修复浅谈金属矿山土壤重金属污染现状及修复治理措施浅谈土壤重金属污染与修复技术重金属污染土壤修复技术应用浅析土壤重金属污染与修复技术重金属污染土壤修复技术探讨浅析土壤重金属污染及修复措施土壤重金属污染修复研究进展常见问题解答当前所在位置：l,2013-07-12.
[2]骆永明，腾应.我国土壤污染退化状况及防治对策[J].土壤，2006,38(5)：505-508.
[3]魏树和,周启星.重金属污染土壤植物修复基本原理及强化措施探讨[J].生态学杂志,2004,23(1):65～72.
[4]YaoZt,LiJH,XieHHetal.ReviewonremediationtechnologiesofsoilcontaminatedbyheavymetalsprocediaenvironmentalSciences.2012;16:722-729.
[5]arestam,Dibenedettoa,FragaleC,etal.thermaldesorptionofpolychlorobiphenylsfromcontaminatedsoilsandtheirhydrodechlorinationusingpd-andRh-supportedcatalysts.Chemosphere,2008;70(6):1052-1058.
[6]tokunagaS,Hakutat.acidwashingandstabilizationofanartificialarsenic-contaminatedsoil.Chemosphere,2002;46(1)31-38.
[7]LiGD,ZhangZw,Jingp,etal.Leachingremediationofheavymetalcontaminatedfluvio-aquaticsoilwithtea-saponin.[J]transactionsoftheChineseSocietyofagriculturalengineering,2009;25(10)231-235.
[8]周启星，吴燕玉，熊先哲.重金属Cd-Zn对水稻的复合污染和生态效应[J].应用生态学报，1994,5(4):438-441.
[9]黄益宗，郝晓伟，雷鸣,等.重金属污染土壤修复技术及其修复实践[J].农业环境科学学报,2013,32(3):409-417.
重金属污染分析篇8
关键词重金属;水体;存在形态;迁移规律;污染特征
中图分类号x520.2文献标识码a文章编号1007-5739(2010)01-0269-01
1重金属在水体中的存在形态
1.1存在形态的类型
要分析污染物在水体中的迁移转化规律,首先就要了解污染物在水体中以何种形式存在以及各存在形态之间的关系,对重金属污染物的研究也不例外。汤鸿霄提出“所谓形态,实际上包括价态、化合态、结合态和结构态4个方面,有可能表现出来不同的生物毒性和环境行为”,这里所分析的存在形态主要指重金属在水体中的结合态。水体中重金属存在形态可分为溶解态和颗粒态,即用0.45μm滤膜过滤水样,滤水中的为溶解态(溶解于水中),原水样中未过滤的为颗粒态(包括存在于悬移质中的悬移态及存在于表层沉积物中的沉积态)。用tessier等[1]提出的逐级化学提取法又可将颗粒态重金属继续划分为以下5种存在形态:一是可交换态,指吸附在悬浮沉积物中的黏土、矿物、有机质或铁锰氢氧物等表面上的重金属;二是碳酸盐结合态,指结合在碳酸盐沉淀上的重金属;三是铁锰水合氧化物结合态,指水体中重金属与水合氧化铁、氧化锰生成结合的部分;四是有机硫化物和硫化物结合态,指颗粒物中的重金属以不同形式进入或包括在有机颗粒上,同有机质发生螯合或生成硫化物;五是残渣态,指重金属存在于石英、黏土、矿物等结晶矿物晶格中的部分。
1.2迁移性质
不同存在形态的重金属在水体中的迁移性质不同。溶解态重金属对人类和水生生态系统的影响最直接,是人们判断水体中重金属污染程度的常用依据之一。颗粒态重金属组成复杂,其形态性质各不相同。可交换态是最不稳定的,只要环境条件变化,极易溶解于水或被其他极性较强的离子交换,是影响水质的重要组成部分;碳酸盐结合态在环境变化,特别是ph值变化时最易重新释放进入水体;铁锰水合氧化物结合态在环境变化时也会部分释放;有机硫化物和硫化物结合态不易被生物吸收,利用较稳定;残渣态最稳定,在相当长的时间内不会释放到水体中。
2迁移规律研究方法
不同存在形态的重金属,从所结合的载体上分离下来的化学条件和难易程度也不同,即稳定性存在差异,因此其对水体造成的污染程度也不相同。不同的重金属污染物在水体中存在形态的分布规律存在差异,可以通过研究它们之间的分布差异以及相互转化过程,研究重金属迁移转化过程,并作为判断其对水体危害的依据。分析沉积物重金属污染问题时,仅认识到重金属的总量是不够的,还需要分析其中的各组分含量和分布规律,进而讨论沉积物中重金属污染物的污染性质、转化机理以及对水体的潜在污染等问题[2,3]。在研究整个水体中重金属污染问题,也常使用该方法分析重金属水相和固相相互迁移的主要形式[4,5],据此得出重金属不同形态在水体中的迁移的动态转换以及最终归宿等。
这种以分析化学为基础研究重金属迁移转换规律的方法,其优点在于能够直观地通过实测结果分析污染情况,不足之处是各种分析方法在技术上还存有明显的缺陷。目前还没有一种方便、有效的重金属形态分析方法,因此寻求灵敏性高、选择性强的分析方法对各种形态进行分离研究还有待进一步探索。
3水体中重金属污染特征
3.1重金属污染的作用机理
重金属污染物为非降解性有毒污染物,进入水体后不仅不能被微生物降解,而且某些重金属在微生物的作用下可转化为金属有机化合物,产生更大的毒性,细菌在甲基汞形成中的作用就是比较典型的例子[6]。重金属元素主要是通过阻碍生物大分子的重要生理功能,取代大分子中的必需元素以改变其活性部位的组成来影响生物体的正常发育和新陈代谢。重金属进入水体后会对整个水生生态系统产生影响,即生态效应,水生动植物体内积累到一定程度时,就会出现受害症状,影响到正常生长,并且也直接或间接地危害到人体健康。
3.2重金属沉积物污染
重金属在水体中迁移的最终归宿是沉降到沉积物中,并有少部分被水生生物吸收蓄积,因此评价水体中重金属污染问题时除分析水相重金属污染物状况外,还需研究沉积物的污染状况。采用从沉积学角度提出的评价分析方法,最常用的如地积累指数法[7]、潜在生态危害指数法[8]以及脸谱图法[9]等。沉积物是地球表面层储存污染物的重要场所,一旦沉积物环境遭到严重的破坏,必然导致生态环境的恶化。因此,重金属污染问题的研究对于沉积物很有意义,同时结合沉积学内容有助于该问题研究的全面性。
3.3不同价态的重金属毒性
由于重金属元素大多属于过渡性元素,因此价态存在形式也多变,易通过氧化还原反应在各种价态之间转化。当水环境条件变化时,各种价态之间相互转化,产生的毒性效
应也就不同。例如,铬在水体中主要以三价铬和六价铬的化合物为主,六价铬的毒性大,三价铬次之。三价铬大多数被底泥吸附转为固相,少量溶于水,迁移能力弱;六价铬多以溶解态存在,迁移能力强,两者通过氧化还原反应相互转换。汞是重金属中很让人担心的一类,无机汞盐通常有一价和二价2种存在形式,同时还可以形成有机汞化合物。有些汞化合物基本上是无毒的,可以用作药物;而另一些化合物特别是有机汞,如甲基汞和二甲基汞等,毒性极强。
整理
4参考文献
[1]tessiera,campbellpgc,bissonm.sequentialextractionpro-cedureforthespeciationofparticulatetracemetals[j].analyticalchemi-stry,1979,51(7):844-851.
[2]张辉,马东升.长江(南京段)现代沉积物中重金属的分布特征及其形态研究[j].环境化学,1997,16(5):429-434.
[3]杨宏伟,焦小宝,王晓丽,等.黄河(清水河段)沉积物中重金属的存在形式[j].环境科学与技术,2002,25(3):24-26.
[4]邵秘华,王正方.长江口水体中重金属形态交换过程的研究[j].环境科学,1995,16(6):69-72.
[5]车越,何青,林卫青.长江口南支重金属分布研究[j].上海环境科学,2002,21(4):220-223.
[6]刁维萍,倪吾钟,倪天华,等.水体重金属污染的生态效应与防治对策[j].广东微量元素科学,2003,10(3):1-5.
[7]贾振邦,周华,张宝权,等.应用地积累指数法评价太子河沉积物中重金属污染[j].辽宁城乡环境科技,1997(4):41-44.
重金属污染分析篇9
1材料与方法
1．1样品采集与处理2010年7月采集了路桥区38个农业表层土壤样品（0～10cm），采样点分布如图1（p295）所示．农业土壤既受到人类灌溉、施肥活动的影响，又可能受到大气沉降的影响，污染带有点源和面源结合的特征，具有一定复杂性．为使样品具有代表性，本次采样采用网格法布局，每个样品在100m×100m的采样范围内，取表层土3－5份样品经过均匀混合而成．将采集的样品用聚乙烯塑料袋密封后立刻送到实验室，在室温条件下风干，磨碎并过1mm的筛子，装入经过铬酸洗液清洗过的棕色广口瓶中，避光低温保存．
1．2样品处理与分析参照美国epa的方法对样品进行消解［10］和仪器分析［11］．准确称取0．2500g（精确至0．0001g）土壤样品于微波消解罐，分别加入4mL硝酸、5mL氢氟酸和2mL高氯酸，放入微波消解仪，先在50℃预消解30min，然后按设定的消解程序进行消解．消解结束后，将温度降至40℃以下后取出，放在电加热板上于180℃赶酸约1h．赶酸后，依据少量多次原则，用超纯水清洗消解罐，将样品转移至样品瓶内，定容至20mL．土壤样品中Cu、pb、ni、ag、as、Cd、Zn、Sn、Sb和Hg用iCp－aeS测定．所用仪器为pe7000DV型电感耦合等离子体发射光谱仪．仪器参数：雾化气15L•min－1；载气0．8L•min－1；辅助气0．2L•min－1；功率1300w；聚流速1．5mL•min－1．采用标准曲线法定量．在重金属的分析过程中采用土壤标准样品进行过程质量控制，10种元素的测定值均在国家标准参比物质的允许误差范围之内．元素检出限介于0．01～0．17mg•kg－1，加标回收率为73．1％～108．0％，平行样品精密度为0．45％～5．34％．
1．3评价方法
1．3．1内梅罗综合污染指数法内梅罗综合污染指数法能够全面、综合地反映受多种重金属污染的土壤污染状况，得到广泛的使用［3，。
1．3．2地积累指数法muller提出的地积累指数法利用一种重金属的总含量与其地球化学背景值的关系，能够定量研究重金属的污染程度［14］，能够直观反应外源重金属在土壤、沉积物中的富集程度，目前被广泛使用。
1．3．3潜在生态风险指数法Hakanson提出的潜在生态危害指数法［19］．同时考虑了土壤中金属浓度、金属污染物的种类、金属毒性水平和水体对金属污染的敏感性四个影响因素．目前有较多的学者采用该方法进行土壤中重金属的生态危害评价。本文结合其他研究［23］，将ni也做了风险评价．参比值的选择是评价重金属生态风险的关键，不同的参比值会造成结果差异，本文参考荷兰土壤目标值作为参比值，评价路桥土壤中重金属的潜在生态危害指数．根据公式（3）计算土壤中重金属的生态危害指数，结合评价标准进行危害程度分析。．4数据分析与整理用SpSS13、Surfer8．0、origin8．0软件进行数据分析和整理．采用SpSS的主因子分析法做来源分析，Surfer的等高线功能绘制浓度分布，origin的作图分析金属生态风险水平．
2结果与讨论
2．1土壤中重金属的分布表3（p297）为路桥区土壤中重金属的统计结果，与《土壤环境质量标准》GB15618－1995二级标准相比［25］，路桥区表层土壤中重金属Cd超标最严重，超标率为89．5％，其次是Hg和as，超标率分别为57．9％和39．5％，pb没有超标．荷兰制定了规范的土壤中重金属的风险基准值［26］，本文引用荷兰土壤标准中有关重金属控制水平的目标值和限值进行对比．与荷兰土壤中重金属目标值相比，台州土壤中所有重金属都超标，其中Sb超标最严重，超标率为92．1％，其次是Cd和Hg，超标率均为86．8％，Cu和Zn超标也较高，超标率分别为81．6％和71．1％，pb、ni和as超标率都在40％以内．当与荷兰土壤中重金属限值相比，as、Cu、Zn和Sb分别有18．4％、15．8％、13．2％和2．6％的超标率．以上结果表明，台州土壤已经受到普遍的人类活动干扰，其中as、Cu和Zn对环境可能造成影响．从表3中10种重金属的变异系数可知，Cu、Zn、as、Sb和Sn的值大于1，表明受到较强的人类活动干扰，其他5种金属的变异系数较小，受人类干扰较轻．本研究以《土壤环境质量标准》GB15618－1995二级标准值作为基准，按照公式（1）计算10种重金属的内梅罗综合指数，图2为根据计算结果制作的路桥土壤污染情况等高线图．路桥土壤只有2个采样点的p综＜1，表明受重金属污染较轻，其他采样点的p综＞1，表明已经受到重金属轻度污染以上．其中31．6％的采样点受到重金属轻度污染，26．3％的采样点受重金属中度污染，36．8％的采样点受到重金属严重污染，点7、22和32污染最严重，p综达到5以上．路桥地区63．2％的土壤受到重金属中度污染以上，因此，内梅罗综合污染指数评价再次表明路桥地区土壤已经广泛受到重金属的污染．
2．2重金属的来源分析土壤中重金属来源有地球化学成因、工业生产造成的大气和废水排放污染、交通燃煤排放污染．为了分析路桥土壤中重金属的来源，采用因子分析法进行源解析．表4是路桥土壤中10种重金属因子载荷．4个因子的累计方差为86．2％，第1和第2因子分别解释了总方差的33．5％和26．9％，第3和第4因子分别解释了总方差的17．2％和8．6％．Cu、pb、Sn和Sb在第1因子上具有较高的载荷，研究表明，Cu主要来源于电子、冶金及工业废料，pb是机动车污染源的标识元素［27］，Sn和Sb及其化合物主要来源于各类制造业污水的排放［28－30］．因此，因子1代表了工业污染．ag、as和Zn在第2因子上具有较高的载荷．3种金属都是土壤中重要的重金属元素，含量及空间分布受成土母质及人类活动的影响［31］，as主要存在于农药和工农业废水中［32］，Zn的含量较高，且变异系数大，受工业污染较严重，因此，因子2代表了工业和农业复合污染影响．ni和Cd在因子3上具有较高的载荷，两种金属的变异系数都小于1，Cd一般可作为使用农药和化肥等农业活动的标识元素［33－34］，因此，因子3代表农业污染．Hg在因子4的载荷高，环境中的Hg主要来源于化石燃料297刘红等：台州市路桥农业土壤中重金属的污染分析煤和石油产品的燃烧［35］，这些Hg主要从污染源释放于大气，然后沉降下来，路桥土壤各点之间Hg的变异系数较小，表明Hg主要来源于大气沉降．
2．3重金属的潜在生态风险毒性分析本研究选用全国土壤环境背景值调查中浙江省土壤背景值的几何均值作为参比值［36］，根据计算路桥土壤中10种重金属的地积累指数如表3所示．由表可知，Cd、Hg、Sb的igeo均大于0，污染最普遍．Cd平均igeo为4．5，有78．9％的采样点为强污染以上；其次是Hg，平均igeo为2．4，65．8％的采样点处于中－强污染；ag、Cu、Zn和Sb的污染也较严重，平均igeo分别为1．6、1．9、1．2和1．3，均为中等污染，44．7％的点ag介于中－强污染；36．8％的点Cu介于中－强污染；15．8％的点Zn介于中－强污染；只有2个点的Sbigeo大于2，但有1个点达到极严重污染．as、pb和Sn的污染较轻，平均igeo均小于1，属轻度污染，只有少数点为中等污染．ni的平均igeo为0以下，基本对环境没有污染．综合分析上述重金属的地积累指数分级，路桥土壤中10种重金属的污染程度由强至弱依次为：Cd＞Hg＞Cu＞ag＞Sb＞Zn＞as＞pb≈Sn＞ni．通过计算路桥土壤中7种金属的潜在生态危害系数（ei）和潜在生态危害综合指数（Ri），结果见图3和图4．由图3评价结果可知，路桥土壤中7种重金属生态危害系数均值为190．9，63．2％的点为中等生态危害，7．9％的点为强生态危害（点11、22和32），这与内梅罗综合污染指数法得到的结果较为一致．3个生态危害较高的采样点（点11、22和32的Ri分别为：308．1，346．8和388．0）位于乡镇附近，这些地区以电子废物处理为主的小型加工活动较多，使得高毒性重金属直接或者间接地进入土壤．路桥土壤中Hg的生态危害最大，潜在生态危害系数平均值为85．1，为强生态危害．由图4可知，10．5％的点（点11、13、32、37）会对环境产生很强的生态危害，有39．5％的点对环境产生强的生态危害，有13．2％的点（点2、5、7、10、29）对环境产生轻微的生态危害．Cd的生态危害也较大，潜在生态危害系数平均值为70．2，为中等生态危害，其中，有5．3％的点（点22、32）会对环境产生很强的生态危害，有28．9％的点对环境产生强的生态危害，有15．8％的点（点1、5、8、10、13、21）对环境产生轻微的生态危害．综合路桥土壤38个采样点金属平均ei值，可知各金属对路桥生态风险影响程度从高到低依次为Hg＞Cd＞Cu＞as＞ni＞pb＞Zn．Hg和Cd对路桥的生态影响应该受到重视．
3结论
重金属污染分析篇10
关键词：松花江；重金属；微波消解法；电感耦合等离子体质谱法；聚类分析法；pearson相关分析；污染指数法
中图分类号：X82文献标识码：a
文章编号：16721683（2013）05002905
历史上松花江曾受过严重的重金属污染，如20世纪50-70年代松花江汞污染十分严重，后经对源头的控制和江水的自然净化作用，重金属污染水平有所下降[1]。但是，城市化的加剧及土地利用方式的改变可能会影响重金属的污染源结构。张凤英、阎百兴等[2]研究发现，目前松花江部分江段沉积物中的pb等重金属仍处于中等以上污染水平。因此，在沿岸人类活动（如采砂活动、工程建设）的影响下，沉积物中重金属可能会二次释放，鱼体内很可能存在一定程度的重金属蓄积。本文对Cu、Zn、Cd、Cr、pb、as和Hg等7种元素在松花江水系的不同江段中鱼体内的残留情况进行分析，研究7种重金属的空间分布特征，并结合历史数据确定其时间分布特征，通过单项污染指数法和综合污染指数法，对3个特征江段中的鱼类体内的重金属污染情况进行评价，为松花江水环境保护提供依据。
1材料与方法
1.1样品采集与选取
本文研究的样品均采自松花江流域31个采样点（图1、表1），样品分4个批次采集：2009年7月10日至2009年7月28日、2009年10月5日至2009年10月23日、2010年5月13日至2010年5月26日、2010年7月11日至2010年7月30日。样本来自不同种类、不同年龄段的鱼类。首先测量分析样本的生物学指标，然后取样本的背部肌肉进行测定分析。
1.2样品测试
样品测试使用的药品包括：浓度1000μg/mL的Cr、Cd、Cu、Zn、pb等5种标准试剂；浓度为1000μg/mL的Hg和as标准试剂；电导率为18mΩ/cm的去离子水；70%优级纯Hno3；30%优级纯H2o2。利用1mol/L的硝酸将7种重金属的标准试剂配制成1000μg/L的储备液，用以配制系列标准试剂。
样品测试使用的仪器设备包括：wX4000微波快速消解系统、eLanDRCe型电感耦合等离子体质谱（iCpmS）。
样品测试步骤为：取分析样品背部肌肉1.5±0.5g（干重）放入微波消解罐，加入Hno3（优级纯）6mL和H2o2（优级纯）2mL。微波消解完毕后放入冰箱中冷却。同时做空白对照实验[34]。最后，利用电感耦合等离子体质谱（iCpmS）仪，针对7种重金属的系列标准试剂和经过预处理后的样品，依次测定其中的重金属含量。
1.3质量控制
试验所需化学试剂均为优级纯，整个分析过程使用去离子水作为溶剂，试验所用的玻璃仪器及聚四氟乙烯消解罐，在使用前经2.5%Hno3浸泡6h以上并用去离子水冲洗。每次测定之前先绘制标准曲线，在拟合度达到99.99%以上时进行测试。在样品分析测试过程中，随机抽取6%～10%的样品进行3次重复测试，以检验试验的重复性，结果显示相对偏差均小于6%。
采用国家鱼肉标准物质（GBw10029）对Cu、Zn、Cd、Cr、pb和Hg的测定方法进行验证，结果显示5种重金属的回收率范围均在96.0%～104.0%之间。
2结果与分析
2.1鱼类重金属污染的时间分布特征
利用本次测试结果，结合相关文献及历史数据[59]，得出松花江鱼类重金属污染水平的历史演变过程，见图2。可以看出：20世纪80年代至2006年间，松花江鱼类体中Cu、Zn和Cd的残留量呈现先上升后下降的规律，其中Cd的变化幅度最为明显；Hg的残留量在20世纪70年代末大幅下降，到1992年下降至最低水平；而pb残留量的变化规律与其他重金属相反，呈大幅上升趋势。2006年-2010年间，Cu、Cd残留量没有明显的变化，pb残留量有下降趋势，而Zn和Hg的残留量呈上升趋势，尤以Zn最明显。
总的来看，2010年的Cu、Hg、Cd的污染程度较20世纪90年代有所减轻，但Zn残留量明显上升，有毒元素Hg则小幅上升。pb的残留量虽比2006年降低，但仍处于高水平状态，成为影响松花江水质的重要因素之一。
2.2鱼体内重金属残留量的空间分布特征
由于各采样点的鱼种类存在差异，为了减少不同种属鱼类体内重金属富集的差异性影响，对31个采样站位采集到的样品不分种类但分区段进行统计分析，确定松花江流域不同江段鱼类体内7种重金属的平均含量，并以此为基准值，求得7种重金属含量的差异系数（用各江段鱼类体内7种重金属元素的平均含量除以基准值），根据差异性系数的大小来判断各江段的污染状况。
由表2可知，松花江流域鱼类体内7种重金属的基准值由高到低依次为Zn、Cu、Cr、as、pb、Hg和Cd。比较各江段的重金属含量可以发现：Cu、Zn、as在第二松花江中的差异系数大于1，即含量高于基准值，在嫩江和松花江干流中的差异系数小于1。Cd、pb在第二松花江和松花江干流的含量较高，差异系数均大于1，在嫩江中的含量低于基准值，其中pb在第二松花江中的含量是基准值的1.5503倍，在松花江干流中的含量是基准值的1.8111倍。Cr在3个江段的含量差异系数均大于1，差异系数最大值（第二松花江）为1.5039。Hg在第二松花江和嫩江的差异系数都小于1，在松花江干流含量较高，差异系数为1.2587。
松花江沿程鱼类体内的7种重金属含量分布特征见图3。由图3可知，除Hg元素以外，6种重金属（Cu、Zn、Cr、Cd、pb、as）的含量高值区均为Z08（霍家渡口）、Z11（畜牧场）、Z12（西大嘴子）和Z13（泔水缸）等江段，低值均出现在Z06（庆岭镇松花湖）、Z14（饮马河）、Z15（新立城水库）、Z30（敦化市沙河村）和Z31（镜泊湖）等江段。
为了研究各个江段鱼类受多种重金属的综合污染程度的差异，对各江段鱼类体内重金属残留量进行系统聚类分析[10]，结果见图4。可见，Z01、Z08、Z11、Z12、Z13江段鱼类体内重金属残留量特征均与其他江段表现出较大差异。这与上述分析基本吻合。
综合表2、图3和图4的结果，可以确定第二松花江中下游（Z08、Z11、Z12、Z13）的重金属综合污染程度相对较高，而其上游和支流（Z06、Z14、Z15、Z30、Z31）污染程度较轻。因此，初步认为第二松花江沿岸的重金属排放对整个松花江流域重金属污染水平贡献较大。
为了进一步准确把握松花江流域鱼类体内重金属污染水平，本文采用了pearson相关分析[11]对松花江鱼体内7种重金属的沿程分布含量等进行了计算分析，结果见表3。可以看出，Cd含量与pb、Zn的含量在p
Cu、pb、Cr、Cd、Hg、as的评价标准按照农业部的行业标准《无公害食品水产品中有毒有害物质的限量标准》（nK50732006）计算[14]。由于此标准不含Zn，因此Zn的评价标准依照《食品中锌限量卫生标准》（GB131061991）进行计算[15]。目前国内尚无明确的污染等级划分标准，一般认为，pi
松花江流域的第二松花江、嫩江和松花江干流等3个江段的鱼类体内重金属残留量污染评价结果见表4。从7种重金属的综合污染水平来看，Cu无超标样品，Cd和Hg虽有部分超标，但其残留量指数i均小于1，说明这两种重金属的单一污染程度均较低；而pb、Cr、as和Zn的超标率都很高，Cr和Zn的残留量指数接近于1，pb和as的残留量指数i则远大于1，说明第二松花江、嫩江及松花江主干流均受到了较严重的pb和as的污染。从不同河段污染水平来看，第二松花江重金属综合污染指数超过1，处于重污染水平，嫩江和松花江干流的综合污染指数分为0.9204和0.9454，处于污染水平。
3结论
本文系统分析了松花江流域鱼类体内重金属残留量在空间与时间上的变化趋势，并采用单项污染指数法和综合污染指数法对鱼类受重金属污染状况进行了评价。得出以下结论。
（1）霍家渡口、畜牧场、西大嘴子和泔水缸等江段的鱼类体内Cu、Zn、Cr、Cd、pb、as的残留量比其余江段高，而庆岭镇松花湖、饮马河、新立城水库、敦化市沙河村和镜泊湖等江段鱼类体内重金属残留量则比其他江段低，长白山区域除Cd和Zn含量为沿程的较高值外，Cu、Cr、pb、as、Hg等5种重金属含量均为沿程的偏低值。
（2）松花江鱼类体内Cd、pb、Zn、Cr、Cu与as等6种重金属的来源具有一定的相似性。
（3）2010年鱼类体内Cu、Hg、Cd的污染程度较20世纪90年代有所好转，但Zn残留量明显上升，有毒元素Hg残留量有小幅度的上升，pb的残留量虽较2006年较低，但其残留量仍在一个高水平程度上。
（4）松花江鱼类体内重金属pb、Cr、as和Zn的超标率很高，其受pb和as的污染较重，第二松花江受重金属的综合污染程度比嫩江和松花江干流严重。
参考文献：
[1]于常荣，于宏兵，王炜.松花江上游鱼类甲基汞污染研究[R].吉林省环境科学研究院，1990.
[2]张凤英，阎百兴，路永正，等.松花江沉积物中pb.as.Cr的分布及生态风险评价[J].农业环境科学学报，2008，27（2）：726730.
[3]auroreBoscher，SylvieGobert，CedricGuignard，etal.ChemicalContaminantsinFishSpeciesfromRiversinthenorthofLuxembourg：potentialimpactontheeurasianotter[J].Chemosphere，2010，78：785792.
[4]VlatkaFilipovimariji，BiserkaRaspor.metalexposureassessmentinnativeFish，mullusBarbatusL.，fromtheeasternadriaticSea[J].toxicologyLetters，2007，168：292301.
[5]刘永懋，王稔华，翟平阳.中国松花江甲基汞污染防治与标准研究[m].北京：科学出版社，1998.
[6]吉林省环境保护局.吉林省环境质量报告（19962000）[R].长春：吉林省环境保护局，2001.
[7]苏伟，刘景双，李方，等.第二松花江干流重金属污染物健康风险评价[J].农业环境科学学报，2006，25（6）：16111615.
[8]于沛芬.松花江水系鱼体中痕量重金属锌、铜、铅、镉的监测[J].水产学杂志，1994，7（2）：9697.
[9]于中盛，刘玉青，王晓军，等.松花江水系水体环境背景值研究[a].区域环境研究文集[C].北京：北京科学技术出版社，1992：1106.
[10]J.a.Grande，J.Borrego，J.a.morales，etal.aDescriptionofHowmetalpollutionoccursinthetintoodielRias（HuelvaSpain）throughtheapplicationofClusteranalysis[J].marinepollutionBulletin，2010，46（4）：475480.
[11]mariuszRudy.theanalysisofCorrelationsBetweentheageandtheLevelofBioaccumulationofHeavymetalsintissuesandtheChemicalCompositionofSheepmeatfromtheRegioninSepoland[J].FoodandChemicaltoxicology，2009，47（6）：11171122.
[12]杨婉玲，赖子尼，魏泰莉，等.北江清远段水产品铅含量调查[J].淡水渔业，2007，37（3）：6769.
[13]马成玲，周建民，王火焰，等.农田土壤重金属污染评价方法研究――以长江三角洲典型县级市常熟市为例[J].生态与农村环境学报，2006，22（1）：4853.
[14]nK50732006，无公害食品、水产品中有毒有害物质的限量标准[S].
[15]GB131061991，食品中锌限量卫生标准[S].