我国主要城市土壤重金属污染研究

论文导读：般将城市划分为若干功能区，在各功能区内随机布点，注意避开污染源。土壤采样大多采取多点混合法，即一个地方采3-5个样品（一般为边长1米的正方形区域的中心及四个顶点），就地混合为一个样品，保证单个样品重约1-2公斤。主要城市土壤重金属污染严重。
关键词：城市，土壤，重金属，综述

　　1、采样与测定
　　一般将城市划分为若干功能区，在各功能区内随机布点，注意避开污染源；同时考虑地形、气候等的影响，对某些部位多设采样点，加强采样。免费论文参考网。采样时，尽可能使用木头或塑料工具，避免金属工具直接与样品接触，对样品造成污染。土壤采样大多采取多点混合法，即一个地方采3-5个样品（一般为边长1米的正方形区域的中心及四个顶点），就地混合为一个样品，保证单个样品重约1-2公斤。采好的样品带回实验室，置于通风处自然风干，去除石块及植物根叶。用“四分法”取部分土样，用石英研钵进行研磨，过塑料筛，装入塑料袋，备用。
　　重金属含量的测定可采取不通的方法，但必须按照国家标准中规定的方法、材料、步骤进行，同时每若干测定样品间（如10个）需插入标准样（如GSS系列）进行全程质量监控，确保测定精度及仪器稳定度。备用样品可用HNO3-H2SO4-H2O2消化，以火焰原子吸收法测Cu、 Pb、 Zn浓度，石墨炉-原子吸收法测定Cd和As浓度。也可用X射线荧光光谱仪(XRF)进行荧光分析，将备用样品用压样机在标准压力下压成片，待测。压样过程中应用酒精擦压样机模具数次，确保干净，防止样品间污染。压好的片可直接放入XRF中测定。若要提高测定精度，也可采用熔片法，因为熔片法可消除粒度效应、矿物效应，但成本较高，用时较长。与传统方法相比，X射线荧光光谱法更简洁、方便，但它不能完成Hg(具有挥发性)、Cd（含量过低）的测定。建议两种方法结合使用。
　　2、污染特征
　　主要城市土壤重金属污染严重。沈阳市区土壤中铅含量为26-2910.6mg/kg,平均为199.72 mg/kg，是对照区（33.3 mg/kg）的6倍，是沈阳市土壤背景值（22.15 mg/kg）的9倍；乌鲁木齐城市土壤中Cr、 Cu 、Pb 、Zn含量均很高，超出相应土壤背景值1.65-2.84倍；北京市大兴区表层土壤重金属测定结果表明，Cu、Zn、Pb、Cr、Cd、Ni、Hg 、Co平均含量均高于当地背景值；而对上海市公园土壤研究发现，Cd的平均含量为背景值的3．1倍，Cr的平均含量与背景值基本相当，Pb、Zn和Cu的平均含量分别为背景值的2.2倍、2.3倍和1.6倍。
　　3、评价方法
　　综合污染指数法，即内梅罗指污染数法，它既全面反映了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，它的表示式为：P={(Pi2+Pimax2)/2}0.5，式中P为综合污染指数，Pi为单因子污染指数的平均值，Pimax为单因子污染指数的最大值，P≤1，未污染；1 3，重度污染。但其未考虑到当地背景值。地积累指数又称Mull指数，是20世纪60年代晚期在欧洲发展起来的广泛用于研究沉积物及其它物质中重金属污染程度的定量指标，其表达式为Igeo=log2[ Cn/ ( k×Bn) ]，式中，Cn是元素n在沉积物中的含量；Bn是沉积物中该元素的地球化学背景值；k为考虑各地岩石差异可 能会引起背景值的变动而取的系数(一般取值为1.5)，用来表征沉积特征、岩石地质及其它影响。评价重金属的污染，除必须考虑到人为污染因素、环境地球化学背景值外，还应考虑到由于自然成岩作用可能会引起背景值变动的因素。地累积指数法注意到了此因素，弥补了其它评价方法的不足。然而，背景值的确定又是一个极其复杂的过程，它一直是国内外环境科学领域关注的对象。
　　4、污染源解析
　　 交通和工业生产。含铅汽油的燃烧是城市Pb污染的重要来源。研究表明，各种汽油中Pb质量分数为0.4-1.0 mg/kg，汽车排放的尾气中Pb更多，20-50μg/L。纽约市的研究资料表明，城市的交通流量和人口密度（对数）与表层土壤的Pb量呈正相关。此外，工业区原材料中多含有Pb，释放后污染土壤，并在土壤中积累。交通边缘带机动车辆含Cu零件的磨损是表层土壤中Cu含量增多的因素之一。工业生产的迅速发展，含Cu污染物排放量越来越多，也是Cu含量增多的重要原因。汽车轮胎添加剂中含有Zn，轮胎磨损产生的粉尘，是路边土壤Zn污染的重要来源。有研究发现，在兰州市主要十字路口处，车流量越大的地方表层土壤Cu，Zn，Pb污染越严重。电镀、染料、制药、皮革、颜料等铬化合物制造企业排放的废物中还有大量的Cr，是城市土壤Cr来源之一，另外，汽车表面老化也将释放部分Cr。免费论文参考网。电子设备、荧光灯泡、温度计、电池及其它一些化学试剂的丢弃，是城市Hg污染的重要来源。
　　5、潜在危害
　　 危害城市人群健康。日本的水俣病，就是因为烧碱制造工业排放的废水中含有汞，再经生物作用变成有机汞后造成的，痛痛病，是由炼锌工业和镉电镀工业所排放的镉所致。另外，镉还会损伤肾小管，出现糖尿病，还有镉引起血压升高，出现心血管病，甚至还有致癌、致畸的报道。砷对人体危害很大，它能使红血球溶解，破坏正常生理功能，甚至致癌等。人体中铅能与多种酶结合从而干扰有机体多方面的生理活动，导致对全身器官产生危害。我国城市儿童铅中毒问题普遍存在，沈阳是重工业城市，铅污染无处不在，是我国受铅污染危害较重的城市之一。沈阳市约有50％的儿童为铅污染的高危人群，其中80％的儿童血铅水平超过正常标准(1Oμg/dL)。哈尔滨市的一项调查显示，哈尔滨市O-2岁儿童铅中毒发生率为45％ ，2-6岁儿童为46％。西安市及邻近地区每年工农业和民用燃煤1000万t左右，主要为渭北石炭 ：叠系煤，含铅量为30 g/t左右，其每年排放到大气中的铅为200t左右，大量的铅最终会发生沉降，进入土壤，引起铅中毒。
　　6、对策与建议
　　城市功能区的合理布局。大量研究证明，不同的城市功能区有不同的污染特征。免费论文参考网。因此，应综合当地地形、气候、经济发展等因素，合理规划城市布局，尤其是新建工业区的规模、位置，以确保尽可能少的区域、尽可能少的人口免受其排放的废水、废气、废渣的影响。
　　污染修复。一般分为物理修复、化学修复技术和生物修复三种。其中生物修复既安全又经济，同时还可以美化环境。它不破坏土壤生态环境，能使土壤保持好的结构和肥力状态，无需进行二次处理就可种植其他植物。而且通过对生物的集中处理，造成二次污染的机会较少。对兰州市裸露采样点和绿化带采样点重金属含量的对比分析表明，裸露采样点表层土壤Cu、Zn、Pb的质量分数平均值比绿化带采样点的高，说明绿化带对重金属污染有明显的削减效应。

参考文献:
[1]王金达，刘景双，等.沈阳市城市土壤和灰尘中铅的分布特征[J].中国环境科学，2003，23(3)：300-304.
[2]刘玉燕，刘敏，等.乌鲁木齐城市土壤中重金属含量与影响机制探讨[J].干旱区地理，2007，30(4)：552-556.