發(fā)布時間：2024-04-01 15:02:27
序言：寫作是分享個人見解和探索未知領域的橋梁，我們?yōu)槟x了8篇的重金屬污染特征樣本，期待這些樣本能夠為您提供豐富的參考和啟發(fā)，請盡情閱讀。
關鍵詞：塌陷區(qū)；土壤；重金屬；評價
DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2017.02.119
1 背景概況
隨著經濟的高速發(fā)展，各類含有重金屬的污染物通過各種渠道進入土壤中，造成土壤中重金屬富集。土壤中重金屬會通過各種途徑進入大氣，水體以及動植物，進而在人體類富集，危害人類健康。隨著近年來多地出現重金屬污染影響人類健康事件的發(fā)生后，重金屬問題日益被人們重視。
淮南礦業(yè)謝橋煤礦位于安徽省潁上縣東北部，謝橋煤礦位于淮南煤田潘謝礦區(qū)西部，處于鳳臺、潁上兩縣交界，距潁上縣城約20公里。并且隸屬于安徽省淮南市礦業(yè)集團的謝橋礦區(qū)共劃分為東一、東二、西一、西二四個采煤區(qū)，總面積大約為50km2[1]。
由于煤炭的過量開采，導致地面塌陷，從而出現采煤沉陷區(qū)這一環(huán)境問題。采煤沉陷區(qū)形成后，其巨大洼地在下雨積水后，形成了大面積的水域，并且隨著時間的推移，水底逐漸長出水草并且產生微生物，由于附近居民在沉陷水域中養(yǎng)殖魚類，使得之前的陸生環(huán)境完全演變?yōu)榱怂h(huán)境。謝橋礦區(qū)采煤塌陷水域周邊堆積的煤矸石礦山等給水體，給塌陷塘輸入了大量的持續(xù)性有機污染物、重金屬等[2]。隨著后期煤炭開采規(guī)模的不斷增加，沉陷區(qū)水域面積不斷擴展，水體水質受到嚴重影響，漁牧業(yè)等也會受到影響，嚴重制約了當地經濟水平和養(yǎng)殖業(yè)的發(fā)展[3]。
2 材料與方法
2.1 研究區(qū)域概況
研究區(qū)域位于安徽省淮南市謝橋礦區(qū)，謝橋沉陷水域主要分為西北沉陷水域和東南沉陷水域。所選擇的土壤采樣點位于沉陷水域的兩側，塌陷水域北側依次分布5個采樣點，南側接近村莊和河流布設2個采樣點（如圖所示）。每個采樣點采取1個表層土壤樣品，土壤深度為0～20cm。
2.2 樣品分析測定
將土壤樣品烘干研磨過0.149mm尼龍篩，稱取0.5g樣品置于聚四氟乙烯坩堝中，用去離子水潤濕樣品，然后加入10ml 濃鹽酸；在電熱板上低溫消解蒸發(fā)至剩5ml左右，加入15ml 濃硝酸；接著加熱使液體蒸發(fā)至粘稠狀，然后加入10ml氫氟酸繼續(xù)加熱；坩堝中溶液快干時，加入5ml的高氯酸，繼續(xù)消解至冒白煙，殘渣呈現均勻的淺色取下坩堝，加入1ml（1+1）硝酸，加熱溶解殘渣，至溶液完全澄清，轉入50ml容量瓶中，定容，過濾，上原子吸收分光光度計檢測。
2.3 污染評價方法
評價方法采用指數法，分別求出各重金屬離子的單因子指數和區(qū)域土壤重金屬的綜合污染指數，對謝橋區(qū)塌陷水域各采樣點的土壤中重金屬污染現狀進行評價分析。
（1）單因子指數法：國內外常用的評價方法之一，是用區(qū)域某污染物的實測值與土壤背景值進行相比，用比值表示該區(qū)域內此項污染物受污染的程度。
Pi=Ci/Si
式中：Pi為土壤中污染物i的環(huán)境質量指數；Ci為土壤中污染物i的實測濃度（mg/kg）；Si為該區(qū)域土壤中污染物i的環(huán)境背景值（mg/kg）。
（2）綜合指數法：采用內梅羅污染指數法計算其綜合污染指數
式中：PN 為內梅羅污染綜合指數；maxPi為各項污染物中污染指數最大值；為各項污染物污染指數平均值。
根據單因子指數法和內梅羅綜合污染指數法，可以將土壤重金屬污染等級分為5個污染級別。
3 實驗結果與討論
3.1 土壤重金屬檢測結果
采樣點土壤中重金屬含量如下圖所示：
由表2可知，1號采樣點處各項理化性質含量均較高，主要原因可能是因為其距離河流較近，河流的匯入給塌陷區(qū)土壤帶來大量的污染物質。由上面三個折線圖可知，Hg、Cu、Pb、Ni、Zn和Fe在各點位土壤中分布較為均勻；Cd、Cr在各點位土壤中分布變化較大；4號采樣點出Cd含量比其他點位高，可能與該處點源污染有關。謝橋區(qū)土壤中不同重金屬平均污染程度為：Cd
3.2 謝橋塌陷區(qū)土壤重金屬污染評價
參照1997年楊曉勇等人對淮南市土壤重金屬背景值的研究結果，分別計算淮南謝橋塌陷區(qū)土壤重金屬單因子污染指數和綜合污染指數[6]。
從單因子指數結果可知，研究地區(qū)土壤的重金屬污染以Zn最為突出，7個采樣點處污染以達到嚴重污染；4號采樣點土壤中Cd也達到嚴重污染，5號點土壤中Cd指數也大于2，屬于中度污染；并且大部分采樣點中的Ni污染均達到輕度污染，其他點屬未污染。所有采樣點處Cr和Cu的污染指數都小于1，屬于未污染，說明塌陷水域附近基本無Cr污染；Hg除了6號點超過1，其他采樣點處均未污染；1號點處Pb指數超過1，其他點處土壤均未污染。總結為，謝橋塌陷區(qū)土壤重金屬污染水平為Zn>Cd>Ni>Pb>Cu>Hg>Cr。
從內梅羅綜合指數結果可以看出，謝橋塌陷區(qū)土壤各采樣點污染程度為：TR004>TR007>TR001>TR005>TR002>TR003>TR006。各點處的綜合污染指數均大于3，屬于嚴重污染。因為內梅羅指數法中最大污染因子Zn值較大，故綜合指數法夸大了重金屬Zn值對土壤的污染。由于內梅羅指數法突出了污染指數最大的污染物對環(huán)境質量的影響和作用，此種計算方法對所得結果的影響很大，有些時候可能會存在人為夸大了一些因子的影響作用的情況，同時根據內梅羅指數法計算出來的綜合污染指數，只能在一定程度上反映污染的程度而難以反映出污染的質變特征[1]。因此研究中，內梅羅綜合指數法存在一定的局限性。
4 結論
（1）謝橋區(qū)土壤中不同重金屬平均污染程度為：Cd
（2）根據單因子指數法，謝橋塌陷區(qū)土壤重金屬污染水平為Zn>Cd>Ni>Pb>Cu>Hg>Cr，以Zn污染較為突出。內梅羅指數法顯示，謝橋塌陷區(qū)土壤各采樣點污染程度為：TR004>TR007>TR001>TR005>TR002>TR003>TR006，并且內梅羅指數法在本項研究中適用性較低。
參考文獻：
[1]蘇桂榮.淮南潘謝礦區(qū)底泥與土壤中重金屬豎向分布規(guī)律研究[D].安徽理工大學，2012.
[2]蘇桂榮，姚多喜，李守勤等.基于ARCGIS的塌陷塘水質特征研究及評價――以淮南礦業(yè)集團謝橋礦為例[J].安徽理工大學學報：自然科學版，2012，32（01）：39-42.
[3]淮南市環(huán)境保護局.淮南市生態(tài)環(huán)境現狀調查報告[R].淮南：淮南市環(huán)境保護局出版，2001.
[4]郭偉，孫文惠，趙仁鑫等.呼和浩特市不同功能區(qū)土壤重金屬污染特征及評價[J].環(huán)境科學，2013，34（04）：1561-1567.
[5]土壤環(huán)境質量標準GB15618-1995.
[6]楊曉勇，孫立廣，張兆峰等.淮南市土壤元素背景值與土壤環(huán)境質量評估[J].土壤學報，1997（03）：344-347.
[7]方濤，劉劍彤，張曉華等.2002.河湖沉積物中酸揮發(fā)性硫化物對重金屬吸附及釋放的影響[J].環(huán)境科學學報，22（03）：324-329.
實驗部分
1儀器及分析方法
分析儀器分別為:PE－AAnalyst原子吸收分光光度計，砷化氫發(fā)生裝置。砷采用二乙氨基二硫代甲酸銀光度法，鎳、銅、鉛、鎘采用原子吸收分光光度法。
2數據處理與質量控制
數據統計分析采用均值型污染指數法，評價標準采用清潔對照點監(jiān)測值進行評價。質量控制是保證監(jiān)測結果準確可靠的必要措施。在監(jiān)測過程中，根據質控程序對所用儀器參數進行校準。對實驗室分析采用帶國家標準樣品和加標回收措施進行準確度控制。結果表明，曲線斜率b、截距a和相關系數r均在規(guī)定的范圍內，標準樣品和加標回收率實驗均符合要求。
結果與分析
1蔬菜基地環(huán)境空氣中重金屬污染特征
按照環(huán)境空氣綜合污染指數法，對環(huán)境空氣中重金屬污染分級(分級依據為國家環(huán)境監(jiān)測總站環(huán)境質量報告書編寫技術規(guī)定)。即:P＜4輕污染;4＜P＜6中污染;6＜P＜8重污染;P＞8嚴重污染。環(huán)境空氣質量分級見表1。環(huán)境空氣中重金屬污染區(qū)域特征為:西灣、東灣、下四分、中盤一帶遠郊區(qū)(蔬菜種植區(qū))為輕污染區(qū);白家嘴一帶近郊區(qū)為中污染區(qū);高崖子近城區(qū)為重污染區(qū)。環(huán)境空氣中重金屬監(jiān)測指標污染特征主要以Ni、Cu污染為主，Cd、Pb污染為輔，并且Ni、Cu污染為重污染，Cd為中污染，Pb為輕度污染，As無污染。
2蔬菜基地土壤中重金屬污染特征
依據中國文化書院《環(huán)境影響評價》中關于土壤環(huán)境質量評價方法中的土壤分級方法，由于土壤本身尚無分級標準，所以土壤的分級一般都按綜合污染指數而定。P＜1定為未受污染，P＞1為已污染，P值越大，污染越嚴重。根據這一分級規(guī)則，由表2可見，新華、東灣、西灣一帶的土壤未受重金屬污染，土壤環(huán)境質量較好;其余測點均為輕度污染。土壤重金屬污染特征表現為以Cd污染為主，其次為Ni，兩項指標均為輕度污染，其它三項指標無污染，但Cu卻處于將要污染的臨界值。由此可見，金昌市土壤中重金屬污染表現出很強的地域特征，即以冶煉廠為座標，沿東南方向，從高崖子至西灣、東灣，污染程度依次減輕。
3蔬菜中重金屬污染特征
由于蔬菜中無重金屬評價標準和分級標準，故本次評價是參照土壤的分級方法，采用對照點新華測點監(jiān)測值作為評價標準的，其污染特征具有一定的區(qū)域性。根據土壤的分級規(guī)則，城郊蔬菜種植區(qū)西灣與東灣所采集的四種最常見蔬菜中，重金屬含量相對新華而言均屬輕度污染，且污染水平基本相當，其中西紅柿相對而言污染偏高，辣椒與豆角偏低。蔬菜的區(qū)域污染特征為:離市區(qū)較近的西灣蔬菜中重金屬污染重于離市區(qū)較遠的東灣，即離市區(qū)越近，重金屬污染越重。蔬菜中各項重金屬指標的污染特征為:各項指標中重金屬污染特征不十分顯著，表現為As污染略高于其它指標，Cd污染略低于其它指標，其余指標污染水平相當。
污染原因分析
1環(huán)境空氣
從環(huán)境空氣中重金屬污染特征分析，可清楚地看到，環(huán)境空氣中重金屬污染地域特征很明顯是以冶煉廠為中心，向東南、西北兩個方向展開，并且呈逐漸減弱之勢，由此也說明造成環(huán)境空氣中重金屬污染的原因，主要是冶煉煙氣中排放的大量金屬粉塵。其次氣象因素也是很重要的原因之一，這兩個方向區(qū)域的環(huán)境空氣中重金屬污染嚴重，是因為金昌市夏季的主導風向為西北風與東南風，因此，導致這部分區(qū)域環(huán)境空氣中重金屬污染加重。
2土壤
根據土壤中重金屬污染特征，再加上這一帶灌溉用水為金川峽水庫地表水，而金昌市地表水中重金屬指標均達到《地表水環(huán)境質量標準》GB3838－2002中二級標準，不會對土壤造成污染，由此可以得出造成高崖子一帶土壤中重金屬污染的主要原因是金川公司冶煉煙氣所致。
3蔬菜
根據蔬菜中重金屬污染特征，各區(qū)域蔬菜中重金屬監(jiān)測結果同清潔對照點相比，相差不是很大，但還是表現出了地域特點，即離冶煉廠越近，蔬菜中重金屬污染越重，可以說造成蔬菜中重金屬污染的原因是由冶煉煙氣造成的。
結語
通過對金昌市蔬菜基地環(huán)境空氣、土壤、蔬菜中重金屬污染特征研究，得出蔬菜基地環(huán)境空氣已不同程度受到重金屬的污染，且表現為離城區(qū)越近重金屬污染程度越重;而土壤、蔬菜未受重金屬污染，但仍表現出很明顯的污染地域特征，即離市區(qū)較近區(qū)域土壤及蔬菜中重金屬含量高于離市區(qū)較遠的區(qū)域。表明金川公司冶煉煙氣對金昌市蔬菜基地環(huán)境質量造成了不同程度的影響，應引起各方面的關注。
防治措施
1制定污染防治規(guī)劃
金昌市有關部門應結合市區(qū)環(huán)境空氣中重金屬污染現狀，劃定重金屬污染規(guī)劃區(qū)，制定規(guī)劃區(qū)重金屬污染防治規(guī)劃，確定目標，逐年實施，控制污染。
2形成各部門齊抓共管機制
污染防治工作涉及部門廣泛，如環(huán)保、城建、林業(yè)、水利等部門，應建立起由政府對規(guī)劃區(qū)環(huán)境空氣質量負責，環(huán)保部門統一組織協調、監(jiān)督管理，各部門通力合作，齊抓共管的管理運行機制。
3建立制度，規(guī)范管理
環(huán)境空氣中重金屬污染防治工作，技術難度大，沒有成熟的管理經驗可以借鑒。因此，要建立切實可行的管理制度，使污染防治工作有章可循，有法可依，逐步走上法制化軌道。
4強化源頭管理，推行清潔生產
金昌市的環(huán)境污染與生產工藝技術落后、管理不善密切相關。冶煉過程的采掘率和金屬回收率較低，這樣，既浪費了資源，又污染了環(huán)境。因此，要依靠科技進步，積極探索研究冶煉煙氣中重金屬回收利用的新途徑，推行清潔生產工藝，以減少污染物排放。
5加強“菜籃子”產品產地環(huán)境管理
在所劃定的“菜籃子”產地設置必要的防治污染的隔離帶或緩沖區(qū)，在其周邊要嚴格控制工業(yè)污染源的排放，對已經投產的有污染且不達標的建設項目，必須嚴格監(jiān)管，依法停產治理，對逾期不能達標的企業(yè)，建議政府對其關閉。加強對“菜籃子”產品產地的環(huán)境監(jiān)督管理力度，及時調查處理“菜籃子”產地環(huán)境污染事故與糾紛，并對“菜籃子”產品產地環(huán)境質量實施動態(tài)監(jiān)測與評價，為政府選擇劃定“菜籃子”產品產地提供依據。
6充分發(fā)揮環(huán)境監(jiān)測的技術監(jiān)督作用
環(huán)境監(jiān)測要充分發(fā)揮其技術監(jiān)督、技術支持、技術服務的作用，根據國家和省、市環(huán)保部門的實際需求，進一步補充完善環(huán)境監(jiān)測技術路線，組織制定“菜籃子”產品產地專項環(huán)境監(jiān)測規(guī)劃或方案，開展對“菜籃子”產品產地大氣、水質、土壤等環(huán)境要素的監(jiān)測，為市政府決策并加強污染防治提供科學依據。
關鍵詞：土壤；重金屬污染；修復標準；效果評價
引言
在進行土壤重金屬污染修復的過程中，土壤本身的特性也會隨之變化，土壤中重金屬污染物的減少，并不意味著土壤從生態(tài)學的角度就是清潔的和安全的。因此，重金屬污染的土壤經修復后能否夠達到我們對于修復效果的預期、土壤的生態(tài)功能能否最大限度的恢復，我們就需要通過科學的方法進行評價，從而確定修復后的土壤能否達標，能否從根源消除土壤污染對人類健康和生態(tài)系統產生的威脅。
1 土壤重金屬污染評價方法
主要的土壤重金屬污染評價方法包括單因子污染指數法、內梅羅綜合污染指數法、潛在生態(tài)風險指數法，具體方法如下：
1.1 單因子污染指數法
該方法是基于單因子污染指數法對土壤中各種重金屬做單一污染評價，其公式如下：
Pi=Ci/Si
式中：Pi為土壤中污染物i的環(huán)境質量指數；Ci為污染物i的實測質量分數（mg?kg-1）；Si為污染物i的評價標準（mg?kg-1）[1]，一般取二類標準。
1.2 內梅羅綜合污染指數法
該方法是綜合考慮個重金屬的污染情況，從而更加全面反應重金屬的聯合污染程度，同時突出某一種嚴重污染的重金屬的危害，其公式如下：
P綜=■
式中：P綜為某地區(qū)的綜合污染指數；（Ci/Si）max為土壤污染物中污染指數最大值；（Ci/Si）av為土壤污染物中污染指數平均值。P綜>1表示污染，P綜
1.3 潛在生態(tài)風險指數法
該方法是將重金屬的含量、生態(tài)影響及毒性特點綜合在一起考量的，其公式如下：
式中：T■■為重金屬i的毒性相關系數；P■■為重金屬i的污染參數；E■■為重金屬i的單因子潛在風險，能反應各種金屬的風險程度；Ri為重金屬綜合因子潛在生態(tài)風險指數，能反應多重重金屬的綜合風險。
2 土壤重金屬污染修復效果評價方法
主要的土壤重金屬污染修復效果評價方法包括形態(tài)分析評價、植物毒性評價、陸生無脊椎動物評價、土壤微生物評價，具體方法如下：
2.1 形態(tài)分析評價
該方法通常采用連續(xù)提取來描述土壤中重金屬形態(tài)的分布。連續(xù)提取法主要分為分步提取法和BCR法。土壤中重金屬的形態(tài)分為可交換態(tài)、有機結合態(tài)、碳酸鹽結合態(tài)、鐵錳氧化態(tài)和殘渣態(tài)為主。而BCR連續(xù)提污染土壤修復的過程中，對修復后的土壤進行觀察，并結合科學的方法及土壤進行診斷和評價?？梢悦鞔_判斷修復后的土壤是否達到我們預期，以及是否消除土壤重金屬污取法通常將土壤中重金屬的形態(tài)分為氧化還原態(tài)、酸溶態(tài)、殘渣態(tài)，其中氧化還原和酸溶態(tài)的重金屬形態(tài)容易被植物吸收利用，而可氧化態(tài)和殘渣態(tài)比較穩(wěn)定，不易被植株吸收利用，采用ICP-MS測定土壤修復前后重金屬形態(tài)含量的變化來判斷土壤重金屬污染的修復效果。
2.2 植物毒性評價
該方法是通在修復后在土壤中栽種植物，結合植物的生長狀況、出苗率，以及生物量使植物體內酶活性的變化和植物體內重金屬的量富特征，來表征經過土壤修復后重金屬在土壤中毒性的變化，其原理是大多數重金屬離子與外源物質結合后，就具備了在土壤中遷移和被植物吸收的可能。而植物在土壤中的形態(tài)變化特征可以通過肉眼觀察，以及通過分子或細胞水平上對植物毒性評定，從而判斷土壤重金屬污染的修復效果，該法具有測定靈敏度高、測定周期較短的優(yōu)點。
2.3 陸生無脊椎動物評價
該方法是將不同的陸生無脊椎動物或對土壤具有敏感指示的動物作為研究的對象，將它們投放在經修復的重金屬污染的土壤中，通過記錄經修復的土壤對這些動物的危害影響程度來評價對重金屬污染修復效果。
2.4 土壤微生物評價
該方法是結合土壤中蘊含的大量且種類繁多的微生物，由于微生物直接或間接的能夠參與土壤中的氣體交換和降解土壤肥料等。因此可以通過檢測經修復土壤中微生物的相關參數，從而來判斷來判斷土壤重金屬污染的修復效果。
3 展望
土壤重金屬污染及修復評價過程中，涉及多門學科的相互交叉，其中包括生態(tài)學、環(huán)境科學、土壤學、地理學、生態(tài)毒理學、災害學等，而整體的評價又是一個復雜的過程，無論是對于基礎的理論研究還是在實踐的工作都存在著較大的不足，因此，需要我們在以后的研究工作不斷地深入和完善評價方法，才能使評價結果更為切實有效。
參考文獻
[1].農田土壤重金屬Cd、Cu和As污染評價及修復技術研究[D].武漢理工大學，2011.
[2]趙乾程，楊欣，曹田，等.土壤重金屬污染原位鈍化修復及效果評價進展研究[J].環(huán)境科學與技術，2016，12.
[3]李燕.污染土壤修復標準及修復效果評定方法的探討[J].資源?環(huán)境，2016.
[4]李淑燕，謝t彬.重金屬污染場地修復效果評價研究[J].海南師范大學學報（自然科學版），2015，6.
[5]王濤，李惠民，史曉燕.重金屬污染農田土壤修復效果評價指標體系分析[J].土壤通報，2016，6.
建立健全重金屬防治體系和污染事故應急體系，保證環(huán)境平安。全面排查轄區(qū)內重金屬污染物排放企業(yè)（以下簡稱“重金屬排放企業(yè)”及其周邊區(qū)域的環(huán)境隱患，摸清重金屬污染情況，建立監(jiān)管臺帳，確定重點防控區(qū)域（流域）行業(yè)、企業(yè)和高風險人群；強化環(huán)境執(zhí)法，依法查處重金屬污染環(huán)境違法行為；
二、工作重點
根據我市實情，確定重點防控的重金屬污染物是鉛、汞、鎘、鉻和類金屬砷，重點防控的區(qū)域（流域）重金屬污染物排放相對集中的地區(qū)，重點防控的行業(yè)是有色金屬礦（含伴生礦）采選業(yè)、有色金屬冶煉業(yè)、含鉛蓄電池業(yè)、電鍍業(yè)、皮革及其制品業(yè)、化學原料及化學制品制造業(yè)等，重點防控的企業(yè)是具有潛在環(huán)境危害風險的重金屬排放企業(yè)（特別是集中式飲用水水源地上游的企業(yè)）
三、主要措施
（一）做好對重金屬排放企業(yè)及其周邊區(qū)域環(huán)境隱患的全面檢查，摸清重金屬污染情況，建立監(jiān)管臺帳，確定我市重點防控區(qū)域（流域）和重點防控企業(yè)名單。為了確保環(huán)境平安，各縣（市、區(qū)）政府必需與轄區(qū)內的所有重金屬重點防控企業(yè)簽訂環(huán)境平安責任狀。
1．對檢查中發(fā)現的違法行為要依法嚴處，對污染治理設施不能穩(wěn)定達標或超總量排污的重金屬污染企業(yè)，依法責令整改直至關閉。對不符合產業(yè)政策的重金屬企業(yè)依法實施關閉，堅決取締無經營許可證從事危險廢物利用處置活動。
2．建立對重金屬排放企業(yè)的巡查制度，加強對重金屬污染企業(yè)的監(jiān)控，嚴防超標排放。將整治重金屬違法排污企業(yè)作為全市環(huán)保專項行動的重點，不時加大對違法行為的獎勵力度，維護社會公平。
（二）嚴格執(zhí)行建設項目環(huán)評審批和“三同時”驗收制度，提高新建排放重金屬污染物項目的準入門檻，對排查發(fā)現的未經環(huán)評審批且危害群眾健康的已建成項目，報請縣級以上人民政府予以關停撤除。
（三）嚴禁在重金屬排放企業(yè)1公里范圍內新建居民點，此范圍內現有的居民點應按規(guī)定要求地方政府實施搬遷；地方政府對此有承諾的必需按許諾予以兌現。
（四）進一步規(guī)范重金屬排放企業(yè)的環(huán)境管理，督促企業(yè)建立特征污染物發(fā)生、排放臺帳和日常監(jiān)測制度，定期演講監(jiān)測結果，并向社會公布重金屬污染物排放和環(huán)境管理情況。督促企業(yè)提升污染治理水平，規(guī)范原料、產品、廢棄物堆放場和排放口，建立和完善重金屬污染突發(fā)事件應急預案，督促重點防控企業(yè)開展清潔生產審核。對不實施清潔生產審核或者雖經審核但不如實演講審核結果的責令限期改正。
（五）要按照《市重金屬污染防治工作實施方案》要求，切實加強組織領導，明確任務，落實責任。對因重金屬污染造成群發(fā)性健康危害事件或造成重特大環(huán)境污染事故的按有關規(guī)定對負責人實施問責，并從該重金屬排放企業(yè)的立項、審批、驗收、生產和監(jiān)管全過程，對有關責任單位和責任人追究責任，對構成犯罪的依法移送司法機關處置。
四、時間布置
（一）準備階段
各縣（市、區(qū)）政府根據本方案，制定轄區(qū)內具體實施方案，進行動員部署，并于月日前將實施方案及聯系人報市專項行動領導小組辦公室（市環(huán)保局）
（二）集中整治階段
各縣（市、區(qū)）組織相關部門對轄區(qū)內的重金屬排放企業(yè)及其周邊區(qū)域環(huán)境隱患進行全面檢查，摸清重金屬污染情況，建立監(jiān)管臺帳，確定重點防控區(qū)域（流域）行業(yè)、企業(yè)和高風險人群。對檢查中發(fā)現的違法行為要依法嚴處，對污染治理設施不能穩(wěn)定達標或超總量排污的重金屬污染企業(yè)，依法責令整改直至關閉。
（三）督查階段
市環(huán)保局將對轄區(qū)內整治行動的開展情況進行督查，確保對違法排污企業(yè)處分到位、整改到位，各項措施落實到位，省環(huán)保廳也將會適時對我市的整治行動開展情況進行督查。
（四）總結階段
各縣（市、區(qū)）對專項整治工作進行總結，對存在問題進行整改，完善相關政策措施，并于月日前將工作總結報市專項行動領導小組辦公室（市環(huán)保局）
五、具體要求
（一）加強領導，統一部署。各地政府必需對轄區(qū)內的重金屬污染防治工作負責，要精心組織，切實加強領導，研究制定轄區(qū)專項整治行動方案，并組織實施。嚴格依照國家法律法規(guī)和方針政策，處置解決整治行動中遇到問題。
我們已知綜合系數比較嚴重的區(qū)域，以及污染比較嚴重部分取樣點。綜合考慮自變量，本地用地類型，綜合周圍區(qū)域用地類型，以及題中的實際數據，比較全面的分析了該城區(qū)不同區(qū)域重金屬元素對土壤污染的原因。
關鍵詞：表層土壤 重金屬分析 模糊數學 高斯模型 尺度空間理論
土壤中重金屬的來源是多途徑的，首先是成土母質本身含有重金屬，不同的母質、成土過程所形成的土壤含有重金屬量差異很大。此外，人類工農業(yè)生產活動，也造成重金屬對大氣、水體和土壤的污染。
一、 交通區(qū)和工業(yè)區(qū)大氣中重金屬沉降
大氣中的重金屬主要來源于工業(yè)生產、汽車尾氣排放及汽車輪胎磨損產生的大量含重金屬的有害氣體和粉塵等。它們主要分布在工礦的周圍和公路、鐵路的兩側。大氣中的大多數重金屬是經自然沉降[2]和雨淋沉降進入土壤的。如瑞典中部Falun市區(qū)的鉛污染它主要來自于市區(qū)銅礦工業(yè)廠、硫酸廠、油漆廠、采礦和化學工業(yè)產生大量廢物，由于風的輸送，這些細微顆粒的鉛，從工業(yè)廢物堆擴散至周圍地區(qū)。南京某生產鉻的重工業(yè)廠鉻污染疊加已超過當地背景值4.4倍，污染以車間煙囪為中心，范圍達1.5 km2，污染范圍最大延伸下限1.38 km。俄羅斯的一個硫酸生產廠也是由工廠煙囪排放造成S、V、As的污染。
公路、鐵路兩側土壤中的重金屬污染，主要是Pb、Zn、Cd、Cr、Co、Cu的污染為主。它們來自于含鉛汽油的燃燒，汽車輪胎磨損產生的含鋅粉塵等。它們成條帶狀分布，以公路、鐵路為軸向兩側重金屬污染強度逐漸減弱；隨著時間的推移，公路、鐵路土壤重金屬污染具有很強的疊加性。公路或鐵路兩側的土壤鉛含量增高，向兩側含量逐漸降低，且在地表0～30 cm鉛的含量較高沿途嚴重污染重金屬Pb、Zn、Cd，其沉降粒子濃度超過當地土壤背景值2～8倍，而公路旁重金屬濃度比沉降粒子中高7～26倍鉛除了分布在公路兩側以外，還受階地地貌和盛行風的影響，高鉛出現在低地，公路順風一側鉛含量較高。
經過自然沉降和雨淋沉降進入土壤的重金屬污染，主要以工礦煙囪、廢物堆和公路為中心，向四周及兩側擴散；由城市—郊區(qū)—農區(qū)，隨距城市的距離加大而降低，特別是城市的郊區(qū)污染較為嚴重。此外，還與城市的人口密度、城市土地利用率、機動車密度成正相關；重工業(yè)越發(fā)達，污染相對就越嚴重。
此外，大氣汞的干濕沉降，也可以引起土壤中汞的含量增高。大氣汞通過干濕沉降進入土壤后，被土壤中的粘土礦物和有機物的吸附或固定，富集于土壤表層，或為植物吸收而轉入土壤，造成土壤汞的濃度的升高。
所以該地區(qū)的各地區(qū)Pb含量均較高，而且交通區(qū)Zn、Cd、Cr、Co、Cu均較高，同時工業(yè)區(qū)由于產生大量化學廢物Cd、Cr、Cu、Ni、Pb也較嚴重。
二、工業(yè)區(qū)含重金屬廢棄物堆積
含重金屬廢棄物種類繁多，不同種類其危害方式和污染程度都不一樣。污染的范圍一般以廢棄堆為中心向四周擴散。通過對武漢市垃圾堆放場[23]、杭州某鉻渣堆存區(qū)[24]、城市生活垃圾場及車輛廢棄場，附近土壤中的重金屬污染的研究，這些區(qū)域的重金屬Cd、Hg、Cr、Cu、Zn、Ni、Pb、As、Sb、V、Co、Mn的含量高于當地土壤背景值，重金屬在土壤中的含量和形態(tài)分布特征受其垃圾中釋放率的影響，且隨距離的加大重金屬的含量而降低。由于廢棄物種類不同，各重金屬污染程度也不盡相同，如鉻渣堆存區(qū)的Cd、Hg、Pb為重度污染，Zn為中度污染，Cr、Cu為輕度污染。[1]
三、生活區(qū)廢棄垃圾堆積
日常生活中人們經常不注意，垃圾的分類和回收，經常隨便的處理廢電池，舊電器等具有化學元素的日常用品造成了許多重金屬元素在土壤中的沉降和堆積，而且人們大量的使用塑料袋均會造成表層土壤的重金屬污染。這些都是生活區(qū)的污染原因。
關鍵詞：土壤；重金屬；修復措施
重金屬污染是當今面積最廣、危害最大的環(huán)境問題之一。土壤中重金屬污染不僅降低土壤肥力和作物的產量與品質，而且惡化環(huán)境，并通過食物鏈危及人類的生命和健康。由于重金屬污染毒性機制和生物效應的復雜性，重金屬污染一直是當前研究的熱點。因此，土壤重金屬污染的治理對于環(huán)境質量的改善十分重要，土壤重金屬污染的修復也是環(huán)境可持續(xù)發(fā)展的必然要求。
1. 土壤重金屬污染概述
土壤重金屬污染是指由于人類活動將重金屬引入到土壤中，致使土壤中重金屬含量明顯高于原有含量，并造成生態(tài)環(huán)境惡化的現象。例如在廢蓄電池加工回收處理場地，土壤Pb 的濃度高達12 000mg/kg，而Cu 和Zn 也嚴重超標（1 800～2 200mg/kg）；在一些工礦區(qū)或污灌區(qū)的土壤也常受Cd、Pb、Cu 的復合污染。土壤中多重金屬元素或化合物之間以及重金屬與土壤界面之間存在相互作用，使其污染土壤修復技術具有挑戰(zhàn)性。
據統計，1980 年我國工業(yè)“三廢”污染耕地面積266.7萬公頃，1988 年增加到666.7 萬公頃，1992 年增加到1 000萬公頃。目前，全國遭受不同程度污染的耕地面積已接近2 000 萬公頃，約占耕地面積的1/5。全國目前約有1.3 萬公頃耕地受到Cd 的污染，涉及11 個省市的25 個地區(qū)；約有3.2 萬公頃的耕地受到Hg 的污染，涉及15 個省市的21 個地區(qū)。部分地區(qū)的重金屬污染已相當嚴重，如廣州郊區(qū)老污灌區(qū)，土壤中Cd 的含量竟高達228mg/kg，平均含量為6.68mg/kg；沈陽張士灌區(qū)有2 533hm2土地遭受Cd 的污染，其中嚴重污染的占13%。據報道，目前我國污灌區(qū)有11 處生產的大米中Cd 含量嚴重超標。
2. 土壤重金屬遷移規(guī)律的影響因素
重金屬在土壤—農作物系統中的遷移規(guī)律與元素本身的化學特性、土壤理化性質、農作物種類等有關，并且會因各種污染元素數量和遷移速度的差異，在不同類型土壤剖面中的積累狀況不同。
2.1 重金屬元素自身理化性質對遷移規(guī)律的影響
不同種類重金屬因其自身理化行為與生物有效性的差異，在土壤-農作物系統中的遷移化規(guī)律明顯不同。研究表明同一土壤剖面中的Pb和Cr容易被土壤吸附而難以遷移，Cd的遷移率明顯高于其他元素，Cd、As、Zn、Cu較易在農產品中積累，而Cr難以被吸收。重金屬存在形態(tài)可分為可交換態(tài)、碳酸鹽結合態(tài)、鐵錳氧化物結合態(tài)、有機物結合態(tài)和殘渣態(tài)。作物對重金屬元素的吸收與重金屬元素在土壤中的存在形態(tài)密切相關，一般認為可交換態(tài)含量與蔬菜中重金屬元素含量間有較好的相關性，在土壤中遷移能力也強。
2.2 土壤理化性質對重金屬在土壤中遷移規(guī)律的影響
土壤的理化性質是影響重金屬在土壤中的存在形態(tài)以及重金屬生物有效性的主要因素，土壤的理化性質主要包括pH值、土壤質地、土壤氧化還原電位（Eh 值）、有機質含量等。土壤pH值主要通過影響土壤重金屬的存在形態(tài)和土壤對重金屬的吸附量，從而影響重金屬的遷移和淀積行為。有機質對土壤重金屬的影響極其復雜，小分子量有機質與重金屬絡合或螯合增加其移動性，大分子有機質通過提高土壤CEC而使重金屬元素有效性降低，隨著土壤有機質含量的上升，大部分重金屬元素濃度降低，生物有效性降低。
3. 修復措施
3.1 生物修復
（1）植物修復技術對土壤性質和周圍生態(tài)環(huán)境的影響小，是真正意義上的“綠色修復技術”。植物修復技術的效果與重金屬在土壤中的生物可利用性密切相關。重金屬元素主要富集在根部，莖葉含量相對較少。植物各部位對重金屬的吸收與土壤中可交換態(tài)和碳酸鹽結合態(tài)含量具有一定的相關性，尤其是莖葉相關性更強。由于土壤中殘余態(tài)不能被植物吸收，植物主要吸收土壤中可交換態(tài)的含量，而土壤中鐵錳氧化物結合態(tài)和有機結合態(tài)與土壤中可交換態(tài)的含量互相轉換，因此，即使在沒有新污染源的情況下，土壤中重金屬并不能完全被植物吸收達到安全值。
（2）微生物修復。微生物對金屬元素有浸出作用，主要包括胞內和胞外累積作用、胞外絡合作用、氧化還原作用、甲基化和脫甲基化作用以及微生物在新陳代謝過程中改變介質的物理化學環(huán)境而促使金屬元素溶出等作用。微生物通過向胞外周圍環(huán)境釋放無機和有機酸可以擾亂金屬元素的地球化學形態(tài)。細胞外有機化合物中含有具多功能團分子結構的低分子量有機物，其可以改變可溶性金屬離子的形態(tài)，使它們沉淀下來。
3.2 化學修復
在一定條件下施用碳酸鹽、磷酸鹽、氧化物質促進沉淀形成，減少重金屬對土壤的副作用和進入土壤的數量。土壤改良劑的選擇必須根據生態(tài)系統的特征、土壤類型、作物種類、污染物的性質等來確定。但通過投加改良劑來治理重金屬污染的土壤，需防止重金屬的再度活化。淋洗法，通過淋洗使重金屬移出根層，一般有以下2種方式：① 含有某種配位體的溶液淋洗土壤，配位體傾向于與重金屬形成具有一定穩(wěn)定常數的絡合物。② 對輕壤質土壤消除重金屬污染物時，應選用能與已知污染陽離子形成絡合物的配位體的溶液沖洗土壤，用含有能與污染陽離子產生難溶性沉淀物的陰離子溶液繼續(xù)沖洗土壤，調節(jié)沖洗液的組成與用量，使重金屬在土壤一定深度形成難溶的間層。
4. 結束語
土壤重金屬污染是當前面臨的重大難題之一，迫切需要解決。而今植物修復技術的發(fā)展和廣泛應用，為解決土壤重金屬污染提供了一條綠色通道。同時，作為微生物最大的聚居場所的土壤系統，不可忽視微生物的強大作用，應該積極開展研究，使其發(fā)揮更大的作用。單一化學手段治理土壤重金屬污染，雖然有一定的成效，但是不可避免二次污染；而化學手段也不可摒棄，化學手段可以改良土壤，在一定程度上是其他手段所不可替代的。因此，建議可以繼續(xù)推進生物修復技術的發(fā)展，同時，將物理、生物、化學修復手段結合起來，更好地治理土壤重金屬的污染。
參考文獻
[1] 顧繼光，周啟星，王新.土壤重金屬污染的治理途徑及其研究進展[J].應用基礎與工程科學學報，2003，11（2）：143-151.
[2] 張從，夏立江.污染土壤生物修復技術[M].北京：中國環(huán)境科學出版社，2000.
[3] 陳懷滿.土壤植物系統中的重金屬污染[M].北京：科學出版社，1996.
[4] LEE SW，GLICKMANN E，COOKSEY DA.Chromosomal locus for cadmium resistance in Pseudomonas putida consisting of a cadmium transporting ATPase and a MerR family response regulator[J].Applied and Environ.Microbio.，2001，67（4）：1437-1444.
[5] STONE A.T. Reactions of extracellar organic ligands with dissolved metalions and mineral surfaces[J].Reviews in mineralogy and Geochemistry，1997，35（1）：309-344.
關鍵詞：重金屬；來源；存在形態(tài)；遷移轉化；影響因素
Abstract: Heavy metals in water body can lead to many serious pollution problems. this paper introduce briefly the source， the pollution characteristics and features of heavy metals in water；It is emphasized that heavy metals ' appearance, migration and transformation pathway and migration and transformation process are also expounded; Finally ，the paper briefly analyzes the pH, radix potential (Eh), temperature, ionic strength and organic matter on the impact of migration and transformation of heavy metals.
Key words: Heavy metals; source; existing forms; migration and transformation; factors
中圖分類號： P618 文獻標識碼： A 文章編號：
1 引言
隨著工業(yè)化的發(fā)展，隨著工農業(yè)的發(fā)展,大量污染物包括重金屬排入河流,使水質惡化,給人類造成了一系列嚴重后果。重金屬污染物在環(huán)境中存在復雜，形態(tài)多變,不易被生物降解，易被生物所富集與累積。重金屬污染物進入水體后由于水體中懸浮物的吸附作用，大部分從水相轉移至懸浮物中隨之遷移，當懸浮物負荷量超過其搬用能力時就逐步沉降下來，蓄積在沉積物中。當水環(huán)境條件等因素改變時，重金屬又可能再次釋放，重新進入水體中。由此可見，重金屬在水體中的遷移轉化是一個復雜的過程，包括了水體中的各種物理、化學及生物反應，并且其中有些過程是可逆的，所以在研究重金屬在水體中的遷移轉化規(guī)律時，必須綜合考慮各過程以及主要影響因素。本文主要是介紹重金屬污染物在水體中的遷移轉化途徑及影響因素。
2 水體中重金屬的主要來源
在環(huán)境污染研究中，重金屬多指Hg 、Cd 、Pb 、Cr 以及類金屬等生物毒性顯著的元素；其次是指有一定毒性的一般元素，如Zn 、Cu 、Ni 、Co 、Sn 等。
水體中的重金屬污染主要來自兩部分:自然因素和人為因素。自然因素主要是巖石風化的碎屑產物。在沒有人為污染的情況下，水體中的重金屬的含量取決于水與土壤、巖石的相互作用，其值一般很低，不會對人體健康造成危害，但導致水體受到重金屬污染。人為污染源主要包括采礦冶煉、金屬加工、化工、廢電池處理、電子、造革和染料、大氣干濕沉降、農藥和化肥的使用等，都使水體重金屬含量急劇升高[1]。城市發(fā)展過程中化石燃料的燃燒、采礦和冶煉向環(huán)境釋放重金屬是最主要污染源；金屬開采、冶煉導致Pb、Zn、Cd在環(huán)境介質中的積累相當高；尾礦渣堆放，隨著雨水地表徑流進入水體，造成水體中金屬污染[2]；各種工業(yè)廢水和固體廢棄物的滲出液直接排入水體，以及被重金屬污染的土壤顆粒被地面徑流帶到水體，使水體中金屬含量升高。目前，工業(yè)污染和交通污染是重金屬污染的主要原因之一，Zn、Al、Ti、Sn主要來自紡織工業(yè)，Co、Cr、Cd、Hg來自塑料工業(yè)以及Cu、Ni、Cd、Zn、Sb來自微電子業(yè)。城市道路雨水徑流中富含交通活動所產生的大量石油類、懸浮固體和重金屬等污染物，能夠對接受水體的水質造成明顯的破壞并影響水生生態(tài)[3]。
3 重金屬的污染特征及危害特點
重金屬是構成地殼的元素、在自然界中分布廣泛，而且重金屬作為有色金屬，在人類生產活動中被廣泛應用，污染源遍布，另外重金屬大多屬于過渡元素，在自然界中有不同價態(tài)，具有活性和毒性效應，這是重金屬污染的主要特征。
水體中重金屬濃度很小時即產生毒性，具有高度危害性和難治理性，其毒性和穩(wěn)定性取決于它的存在形態(tài)，隨水環(huán)境條件改變，各種存在形態(tài)之間可相互轉化，具有形態(tài)多變性。重金屬離子在自然環(huán)境中不能被破壞、來源廣、殘留時間長、可在微生物作用下轉化為毒性更強的金屬化合物、能沿著食物鏈轉移富集，有放大作用，最終在人體中累計導致慢性中毒。
4 水環(huán)境中重金屬的存在形態(tài)
水體中重金屬的存在形態(tài)直接影響著它的遷移轉化規(guī)律[4],因此,在研究其含量的同時,還要研究其存在形態(tài).水體中重金屬存在形態(tài)包括溶解態(tài)(溶解于河水中)和顆粒態(tài)(存在于懸移質中的懸移態(tài)及存在于表層沉積物中的沉積態(tài))[5]。水樣以0.45m 濾膜過濾、酸化后測定可得溶解態(tài)(水相)重金屬總量，其中，水樣過濾后不經酸化而直接測得的具有電活性的游離的及簡單的無機絡離子稱為很不穩(wěn)定態(tài)，其它部分稱為絡合態(tài)，包括與有機物和膠體物絡合結合較弱的中等不穩(wěn)定態(tài)、絡合結合較強的慢不穩(wěn)定態(tài)和對樹脂不敏感而與水中有機物或膠體強烈結合的惰性態(tài)。采用Tessier 等人提出的逐級化學提取法或其改進方法可將顆粒態(tài)重金屬的存在形態(tài)分為: 離子交換態(tài)、碳酸鹽結合態(tài)、鐵錳水合氧化物結合態(tài)、有機一硫化物結合態(tài)和殘渣態(tài)。離子交換態(tài)吸附發(fā)生在粘土礦物、氫氧化鐵、氫氧化錳或腐殖質等成份上，最易被生物吸收，對環(huán)境變化最敏感、有效；碳酸鹽結合態(tài)是在醋酸中溶解，當環(huán)境變化特別是pH 變化時較易重新釋放進入水體的重金屬；與水合氧化鐵、氧化錳結合，環(huán)境變化時會部分釋放對生物有潛在有效性即鐵錳水合氧化物結合態(tài)；以不同形式進入或包裹在有機質顆粒上，同有機質發(fā)生螯合或生成硫化物，不易被生物吸收利用的較穩(wěn)定的有機硫化物和硫化物結合態(tài)；主要來源于天然礦物，穩(wěn)定存在于石英和粘土礦物等結晶礦物晶格里的對生物無效的殘渣態(tài)[6]。
重金屬在水環(huán)境中的存在形態(tài)取決于其來源和進入水環(huán)境后與其它物質發(fā)生的相互作用，不同形態(tài)其生物毒性和環(huán)境的行為不同[7]，主要受水環(huán)境的pH值、絡合劑含量、氧化還原條件等控制[8]。影響重金屬形態(tài)分布的因素有: 顆粒物重金屬含量和存在時間、顆粒物中金屬化合態(tài)、顆粒物pH、碳酸鹽、有機質等。天然水中重金屬的形態(tài)分析方法主要有陽極溶出伏安法( ASA)、陰極溶出伏安法( CSA)、化學修飾電極法、離子選擇電極法及化學分離含量測定法。目前重金屬的形態(tài)分析中廣泛應用化學分離與分析測試技術聯用技術, 許多方法還不能測定水中元素的具體遷移形式, 只能測其總含量[9]。
關鍵詞：農村；飲用水源地；重金屬；污染特征；江西省
中圖分類號：X502 文獻標識碼：A 文章編號：0439－8114（2012）16－3597-04
Analysis on Heavy Metal Contamination at Drinking Water Source of Countryside in Typical Mineral Region of Jiangxi Province
WANG Tao1，LIU Zu－gen1，CHEN Hong－wen1，XU Qiu－jin2，PENG Kun－guo1
（1． Jiangxi Academy of Environmental Sciences， Nanchang 330029， China；
2． Chinese Research Academy of Environmental Sciences， Beijing 100012， China）
Abstract： Two enterprises concerning with heavy metals in typical mineral region of Jiangxi province were chosen as pollution sources where sampling sites were set and samples were collected． The contents of heavy metals in surface water／underground water and soils were determined， and it would provided scientific basis for the division and protection of drinking water source in countryside． The results showed that drinking water was protected well near pollution source A and not subjected to the contamination of heavy metals； near pollution source B， the surface water had been contaminated by Cd and Pb， while underground water was slightly contaminated by Pb； as for the investigated area， the contamination of Zn and Pb in dry season needed more attention， while in wet season， the contamination of Cr and Cd needed more attention； Zn and Pb in the soils near drinking water sources could be detected easily in dry season， especially Zn， which couldn’t be detected in wet seasons， but in dry season， the contents were over 100 mg／kg； except for some sites， the contents of Cu in soils were higher in dry seasons； the contents of Cr in the soil of some sites were higher in dry seasons， while that in some sites were higher in wet seasons．
Key words： countryside； drinking water source； heavy metal； contamination characteristics； Jiangxi province
