發(fā)布時(shí)間：2024-04-01 15:02:27
序言：寫作是分享個(gè)人見解和探索未知領(lǐng)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?yàn)槟峁┴S富的參考和啟發(fā)，請盡情閱讀。
關(guān)鍵詞：塌陷區(qū)；土壤；重金屬；評價(jià)
DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2017.02.119
1 背景概況
隨著經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，各類含有重金屬的污染物通過各種渠道進(jìn)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(jìn)入大氣，水體以及動(dòng)植物，進(jìn)而在人體類富集，危害人類健康。隨著近年來多地出現(xiàn)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(tuán)的謝橋礦區(qū)共劃分為東一、東二、西一、西二四個(gè)采煤區(qū)，總面積大約為50km2[1]。
由于煤炭的過量開采，導(dǎo)致地面塌陷，從而出現(xiàn)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(shí)間的推移，水底逐漸長出水草并且產(chǎn)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(jī)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(kuò)展，水體水質(zhì)受到嚴(yán)重影響，漁牧業(yè)等也會受到影響，嚴(yán)重制約了當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)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(diǎn)位于沉陷水域的兩側(cè)，塌陷水域北側(cè)依次分布5個(gè)采樣點(diǎn)，南側(cè)接近村莊和河流布設(shè)2個(gè)采樣點(diǎn)（如圖所示）。每個(gè)采樣點(diǎn)采取1個(gè)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(shí)，加入5ml的高氯酸，繼續(xù)消解至冒白煙，殘?jiān)尸F(xiàn)均勻的淺色取下坩堝，加入1ml（1+1）硝酸，加熱溶解殘?jiān)?，至溶液完全澄清，轉(zhuǎn)入50ml容量瓶中，定容，過濾，上原子吸收分光光度計(jì)檢測。
2.3 污染評價(jià)方法
評價(jià)方法采用指數(shù)法，分別求出各重金屬離子的單因子指數(shù)和區(qū)域土壤重金屬的綜合污染指數(shù)，對謝橋區(qū)塌陷水域各采樣點(diǎn)的土壤中重金屬污染現(xiàn)狀進(jìn)行評價(jià)分析。
（1）單因子指數(shù)法：國內(nèi)外常用的評價(jià)方法之一，是用區(qū)域某污染物的實(shí)測值與土壤背景值進(jìn)行相比，用比值表示該區(qū)域內(nèi)此項(xiàng)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(zhì)量指數(shù)；Ci為土壤中污染物i的實(shí)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(shù)法：采用內(nèi)梅羅污染指數(shù)法計(jì)算其綜合污染指數(shù)
式中：PN 為內(nèi)梅羅污染綜合指數(shù)；maxPi為各項(xiàng)污染物中污染指數(shù)最大值；為各項(xiàng)污染物污染指數(shù)平均值。
根據(jù)單因子指數(shù)法和內(nèi)梅羅綜合污染指數(shù)法，可以將土壤重金屬污染等級分為5個(gè)污染級別。
3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論
3.1 土壤重金屬檢測結(jié)果
采樣點(diǎn)土壤中重金屬含量如下圖所示：
由表2可知，1號采樣點(diǎn)處各項(xiàng)理化性質(zhì)含量均較高，主要原因可能是因?yàn)槠渚嚯x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(zhì)。由上面三個(gè)折線圖可知，Hg、Cu、Pb、Ni、Zn和Fe在各點(diǎn)位土壤中分布較為均勻；Cd、Cr在各點(diǎn)位土壤中分布變化較大；4號采樣點(diǎn)出Cd含量比其他點(diǎn)位高，可能與該處點(diǎn)源污染有關(guān)。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(jià)
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(jié)果，分別計(jì)算淮南謝橋塌陷區(qū)土壤重金屬單因子污染指數(shù)和綜合污染指數(shù)[6]。
從單因子指數(shù)結(jié)果可知，研究地區(qū)土壤的重金屬污染以Zn最為突出，7個(gè)采樣點(diǎn)處污染以達(dá)到嚴(yán)重污染；4號采樣點(diǎn)土壤中Cd也達(dá)到嚴(yán)重污染，5號點(diǎn)土壤中Cd指數(shù)也大于2，屬于中度污染；并且大部分采樣點(diǎn)中的Ni污染均達(dá)到輕度污染，其他點(diǎn)屬未污染。所有采樣點(diǎn)處Cr和Cu的污染指數(shù)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(diǎn)超過1，其他采樣點(diǎn)處均未污染；1號點(diǎn)處Pb指數(shù)超過1，其他點(diǎn)處土壤均未污染?？偨Y(jié)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(nèi)梅羅綜合指數(shù)結(jié)果可以看出，謝橋塌陷區(qū)土壤各采樣點(diǎn)污染程度為：TR004>TR007>TR001>TR005>TR002>TR003>TR006。各點(diǎn)處的綜合污染指數(shù)均大于3，屬于嚴(yán)重污染。因?yàn)閮?nèi)梅羅指數(shù)法中最大污染因子Zn值較大，故綜合指數(shù)法夸大了重金屬Zn值對土壤的污染。由于內(nèi)梅羅指數(shù)法突出了污染指數(shù)最大的污染物對環(huán)境質(zhì)量的影響和作用，此種計(jì)算方法對所得結(jié)果的影響很大，有些時(shí)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(shí)根據(jù)內(nèi)梅羅指數(shù)法計(jì)算出來的綜合污染指數(shù)，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(zhì)變特征[1]。因此研究中，內(nèi)梅羅綜合指數(shù)法存在一定的局限性。
4 結(jié)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(jù)單因子指數(shù)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(nèi)梅羅指數(shù)法顯示，謝橋塌陷區(qū)土壤各采樣點(diǎn)污染程度為：TR004>TR007>TR001>TR005>TR002>TR003>TR006，并且內(nèi)梅羅指數(shù)法在本項(xiàng)研究中適用性較低。
參考文獻(xiàn)：
[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(xué)，2012.
[2]蘇桂榮，姚多喜，李守勤等.基于ARCGIS的塌陷塘水質(zhì)特征研究及評價(jià)――以淮南礦業(yè)集團(tuán)謝橋礦為例[J].安徽理工大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，2012，32（01）：39-42.
[3]淮南市環(huán)境保護(hù)局.淮南市生態(tài)環(huán)境現(xiàn)狀調(diào)查報(bào)告[R].淮南：淮南市環(huán)境保護(hù)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(jià)[J].環(huán)境科學(xué)，2013，34（04）：1561-1567.
[5]土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)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(zhì)量評估[J].土壤學(xué)報(bào)，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(xué)學(xué)報(bào)，22（03）：324-329.
實(shí)驗(yàn)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(jì)，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(shù)據(jù)處理與質(zhì)量控制
數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析采用均值型污染指數(shù)法，評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)采用清潔對照點(diǎn)監(jiān)測值進(jìn)行評價(jià)。質(zhì)量控制是保證監(jiān)測結(jié)果準(zhǔn)確可靠的必要措施。在監(jiān)測過程中，根據(jù)質(zhì)控程序?qū)λ脙x器參數(shù)進(jìn)行校準(zhǔn)。對實(shí)驗(yàn)室分析采用帶國家標(biāo)準(zhǔn)樣品和加標(biāo)回收措施進(jìn)行準(zhǔn)確度控制。結(jié)果表明，曲線斜率b、截距a和相關(guān)系數(shù)r均在規(guī)定的范圍內(nèi)，標(biāo)準(zhǔn)樣品和加標(biāo)回收率實(shí)驗(yàn)均符合要求。
結(jié)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(shù)法，對環(huán)境空氣中重金屬污染分級(分級依據(jù)為國家環(huán)境監(jiān)測總站環(huán)境質(zhì)量報(bào)告書編寫技術(shù)規(guī)定)。即:P＜4輕污染;4＜P＜6中污染;6＜P＜8重污染;P＞8嚴(yán)重污染。環(huán)境空氣質(zhì)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(yuǎn)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(biāo)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(jù)中國文化書院《環(huán)境影響評價(jià)》中關(guān)于土壤環(huán)境質(zhì)量評價(jià)方法中的土壤分級方法，由于土壤本身尚無分級標(biāo)準(zhǔn)，所以土壤的分級一般都按綜合污染指數(shù)而定。P＜1定為未受污染，P＞1為已污染，P值越大，污染越嚴(yán)重。根據(jù)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(zhì)量較好;其余測點(diǎn)均為輕度污染。土壤重金屬污染特征表現(xiàn)為以Cd污染為主，其次為Ni，兩項(xiàng)指標(biāo)均為輕度污染，其它三項(xiàng)指標(biāo)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(xiàn)出很強(qiáng)的地域特征，即以冶煉廠為座標(biāo)，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(jià)標(biāo)準(zhǔn)和分級標(biāo)準(zhǔn)，故本次評價(jià)是參照土壤的分級方法，采用對照點(diǎn)新華測點(diǎn)監(jiān)測值作為評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)的，其污染特征具有一定的區(qū)域性。根據(jù)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(dāng)，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(yuǎn)的東灣，即離市區(qū)越近，重金屬污染越重。蔬菜中各項(xiàng)重金屬指標(biāo)的污染特征為:各項(xiàng)指標(biāo)中重金屬污染特征不十分顯著，表現(xiàn)為As污染略高于其它指標(biāo)，Cd污染略低于其它指標(biāo)，其余指標(biāo)污染水平相當(dāng)。
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(gè)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(gè)方向區(qū)域的環(huán)境空氣中重金屬污染嚴(yán)重，是因?yàn)榻鸩邢募镜闹鲗?dǎo)風(fēng)向?yàn)槲鞅憋L(fēng)與東南風(fēng)，因此，導(dǎo)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(jù)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(biāo)均達(dá)到《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》GB3838－2002中二級標(biāo)準(zhǔn)，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(jù)蔬菜中重金屬污染特征，各區(qū)域蔬菜中重金屬監(jiān)測結(jié)果同清潔對照點(diǎn)相比，相差不是很大，但還是表現(xiàn)出了地域特點(diǎn)，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(jié)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(xiàn)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(xiàn)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(yuǎn)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(zhì)量造成了不同程度的影響，應(yīng)引起各方面的關(guān)注。
防治措施
1制定污染防治規(guī)劃
金昌市有關(guān)部門應(yīng)結(jié)合市區(qū)環(huán)境空氣中重金屬污染現(xiàn)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(biāo)，逐年實(shí)施，控制污染。
2形成各部門齊抓共管機(jī)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(yīng)建立起由政府對規(guī)劃區(qū)環(huán)境空氣質(zhì)量負(fù)責(zé)，環(huán)保部門統(tǒng)一組織協(xié)調(diào)、監(jiān)督管理，各部門通力合作，齊抓共管的管理運(yùn)行機(jī)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(shù)難度大，沒有成熟的管理經(jīng)驗(yàn)可以借鑒。因此，要建立切實(shí)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(qiáng)化源頭管理，推行清潔生產(chǎn)
金昌市的環(huán)境污染與生產(chǎn)工藝技術(shù)落后、管理不善密切相關(guān)。冶煉過程的采掘率和金屬回收率較低，這樣，既浪費(fèi)了資源，又污染了環(huán)境。因此，要依靠科技進(jìn)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(chǎn)工藝，以減少污染物排放。
5加強(qiáng)“菜籃子”產(chǎn)品產(chǎn)地環(huán)境管理
在所劃定的“菜籃子”產(chǎn)地設(shè)置必要的防治污染的隔離帶或緩沖區(qū)，在其周邊要嚴(yán)格控制工業(yè)污染源的排放，對已經(jīng)投產(chǎn)的有污染且不達(dá)標(biāo)的建設(shè)項(xiàng)目，必須嚴(yán)格監(jiān)管，依法停產(chǎn)治理，對逾期不能達(dá)標(biāo)的企業(yè)，建議政府對其關(guān)閉。加強(qiáng)對“菜籃子”產(chǎn)品產(chǎn)地的環(huán)境監(jiān)督管理力度，及時(shí)調(diào)查處理“菜籃子”產(chǎn)地環(huán)境污染事故與糾紛，并對“菜籃子”產(chǎn)品產(chǎn)地環(huán)境質(zhì)量實(shí)施動(dòng)態(tài)監(jiān)測與評價(jià)，為政府選擇劃定“菜籃子”產(chǎn)品產(chǎn)地提供依據(jù)。
6充分發(fā)揮環(huán)境監(jiān)測的技術(shù)監(jiān)督作用
環(huán)境監(jiān)測要充分發(fā)揮其技術(shù)監(jiān)督、技術(shù)支持、技術(shù)服務(wù)的作用，根據(jù)國家和省、市環(huán)保部門的實(shí)際需求，進(jìn)一步補(bǔ)充完善環(huán)境監(jiān)測技術(shù)路線，組織制定“菜籃子”產(chǎn)品產(chǎn)地專項(xiàng)環(huán)境監(jiān)測規(guī)劃或方案，開展對“菜籃子”產(chǎn)品產(chǎn)地大氣、水質(zhì)、土壤等環(huán)境要素的監(jiān)測，為市政府決策并加強(qiáng)污染防治提供科學(xué)依據(jù)。
關(guān)鍵詞：土壤；重金屬污染；修復(fù)標(biāo)準(zhǔn)；效果評價(jià)
引言
在進(jìn)行土壤重金屬污染修復(fù)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(xué)的角度就是清潔的和安全的。因此，重金屬污染的土壤經(jīng)修復(fù)后能否夠達(dá)到我們對于修復(fù)效果的預(yù)期、土壤的生態(tài)功能能否最大限度的恢復(fù)，我們就需要通過科學(xué)的方法進(jìn)行評價(jià)，從而確定修復(fù)后的土壤能否達(dá)標(biāo)，能否從根源消除土壤污染對人類健康和生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生的威脅。
1 土壤重金屬污染評價(jià)方法
主要的土壤重金屬污染評價(jià)方法包括單因子污染指數(shù)法、內(nèi)梅羅綜合污染指數(shù)法、潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)法，具體方法如下：
1.1 單因子污染指數(shù)法
該方法是基于單因子污染指數(shù)法對土壤中各種重金屬做單一污染評價(jià)，其公式如下：
Pi=Ci/Si
式中：Pi為土壤中污染物i的環(huán)境質(zhì)量指數(shù)；Ci為污染物i的實(shí)測質(zhì)量分?jǐn)?shù)（mg?kg-1）；Si為污染物i的評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)（mg?kg-1）[1]，一般取二類標(biāo)準(zhǔn)。
1.2 內(nèi)梅羅綜合污染指數(shù)法
該方法是綜合考慮個(gè)重金屬的污染情況，從而更加全面反應(yīng)重金屬的聯(lián)合污染程度，同時(shí)突出某一種嚴(yán)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(shù)；（Ci/Si）max為土壤污染物中污染指數(shù)最大值；（Ci/Si）av為土壤污染物中污染指數(shù)平均值。P綜>1表示污染，P綜
1.3 潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)法
該方法是將重金屬的含量、生態(tài)影響及毒性特點(diǎn)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(guān)系數(shù)；P■■為重金屬i的污染參數(shù)；E■■為重金屬i的單因子潛在風(fēng)險(xiǎn)，能反應(yīng)各種金屬的風(fēng)險(xiǎn)程度；Ri為重金屬綜合因子潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)，能反應(yīng)多重重金屬的綜合風(fēng)險(xiǎn)。
2 土壤重金屬污染修復(fù)效果評價(jià)方法
主要的土壤重金屬污染修復(fù)效果評價(jià)方法包括形態(tài)分析評價(jià)、植物毒性評價(jià)、陸生無脊椎動(dòng)物評價(jià)、土壤微生物評價(jià)，具體方法如下：
2.1 形態(tài)分析評價(jià)
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(jī)結(jié)合態(tài)、碳酸鹽結(jié)合態(tài)、鐵錳氧化態(tài)和殘?jiān)鼞B(tài)為主。而BCR連續(xù)提污染土壤修復(fù)的過程中，對修復(fù)后的土壤進(jìn)行觀察，并結(jié)合科學(xué)的方法及土壤進(jìn)行診斷和評價(jià)?？梢悦鞔_判斷修復(fù)后的土壤是否達(dá)到我們預(yù)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?jiān)鼞B(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?jiān)鼞B(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(fù)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(fù)效果。
2.2 植物毒性評價(jià)
該方法是通在修復(fù)后在土壤中栽種植物，結(jié)合植物的生長狀況、出苗率，以及生物量使植物體內(nèi)酶活性的變化和植物體內(nèi)重金屬的量富特征，來表征經(jīng)過土壤修復(fù)后重金屬在土壤中毒性的變化，其原理是大多數(shù)重金屬離子與外源物質(zhì)結(jié)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(xì)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(fù)效果，該法具有測定靈敏度高、測定周期較短的優(yōu)點(diǎn)。
2.3 陸生無脊椎動(dòng)物評價(jià)
該方法是將不同的陸生無脊椎動(dòng)物或?qū)ν寥谰哂忻舾兄甘镜膭?dòng)物作為研究的對象，將它們投放在經(jīng)修復(fù)的重金屬污染的土壤中，通過記錄經(jīng)修復(fù)的土壤對這些動(dòng)物的危害影響程度來評價(jià)對重金屬污染修復(fù)效果。
2.4 土壤微生物評價(jià)
該方法是結(jié)合土壤中蘊(yùn)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(jīng)修復(fù)土壤中微生物的相關(guān)參數(shù)，從而來判斷來判斷土壤重金屬污染的修復(fù)效果。
3 展望
土壤重金屬污染及修復(fù)評價(jià)過程中，涉及多門學(xué)科的相互交叉，其中包括生態(tài)學(xué)、環(huán)境科學(xué)、土壤學(xué)、地理學(xué)、生態(tài)毒理學(xué)、災(zāi)害學(xué)等，而整體的評價(jià)又是一個(gè)復(fù)雜的過程，無論是對于基礎(chǔ)的理論研究還是在實(shí)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(jià)方法，才能使評價(jià)結(jié)果更為切實(shí)有效。
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建立健全重金屬防治體系和污染事故應(yīng)急體系，保證環(huán)境平安。全面排查轄區(qū)內(nèi)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(diǎn)防控區(qū)域（流域）行業(yè)、企業(yè)和高風(fēng)險(xiǎn)人群；強(qiáng)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(diǎn)
根據(jù)我市實(shí)情，確定重點(diǎn)防控的重金屬污染物是鉛、汞、鎘、鉻和類金屬砷，重點(diǎn)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(diǎn)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(xué)原料及化學(xué)制品制造業(yè)等，重點(diǎn)防控的企業(yè)是具有潛在環(huán)境危害風(fēng)險(xiǎn)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(diǎn)防控區(qū)域（流域）和重點(diǎn)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(nèi)的所有重金屬重點(diǎn)防控企業(yè)簽訂環(huán)境平安責(zé)任狀。
1．對檢查中發(fā)現(xiàn)的違法行為要依法嚴(yán)處，對污染治理設(shè)施不能穩(wěn)定達(dá)標(biāo)或超總量排污的重金屬污染企業(yè)，依法責(zé)令整改直至關(guān)閉。對不符合產(chǎn)業(yè)政策的重金屬企業(yè)依法實(shí)施關(guān)閉，堅(jiān)決取締無經(jīng)營許可證從事危險(xiǎn)廢物利用處置活動(dòng)。
2．建立對重金屬排放企業(yè)的巡查制度，加強(qiáng)對重金屬污染企業(yè)的監(jiān)控，嚴(yán)防超標(biāo)排放。將整治重金屬違法排污企業(yè)作為全市環(huán)保專項(xiàng)行動(dòng)的重點(diǎn)，不時(shí)加大對違法行為的獎(jiǎng)勵(lì)力度，維護(hù)社會公平。
（二）嚴(yán)格執(zhí)行建設(shè)項(xiàng)目環(huán)評審批和“三同時(shí)”驗(yàn)收制度，提高新建排放重金屬污染物項(xiàng)目的準(zhǔn)入門檻，對排查發(fā)現(xiàn)的未經(jīng)環(huán)評審批且危害群眾健康的已建成項(xiàng)目，報(bào)請縣級以上人民政府予以關(guān)停撤除。
（三）嚴(yán)禁在重金屬排放企業(yè)1公里范圍內(nèi)新建居民點(diǎn)，此范圍內(nèi)現(xiàn)有的居民點(diǎn)應(yīng)按規(guī)定要求地方政府實(shí)施搬遷；地方政府對此有承諾的必需按許諾予以兌現(xiàn)。
（四）進(jìn)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(jié)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(chǎn)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(yīng)急預(yù)案，督促重點(diǎn)防控企業(yè)開展清潔生產(chǎn)審核。對不實(shí)施清潔生產(chǎn)審核或者雖經(jīng)審核但不如實(shí)演講審核結(jié)果的責(zé)令限期改正。
（五）要按照《市重金屬污染防治工作實(shí)施方案》要求，切實(shí)加強(qiáng)組織領(lǐng)導(dǎo)，明確任務(wù)，落實(shí)責(zé)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(guān)規(guī)定對負(fù)責(zé)人實(shí)施問責(zé)，并從該重金屬排放企業(yè)的立項(xiàng)、審批、驗(yàn)收、生產(chǎn)和監(jiān)管全過程，對有關(guān)責(zé)任單位和責(zé)任人追究責(zé)任，對構(gòu)成犯罪的依法移送司法機(jī)關(guān)處置。
四、時(shí)間布置
（一）準(zhǔn)備階段
各縣（市、區(qū)）政府根據(jù)本方案，制定轄區(qū)內(nèi)具體實(shí)施方案，進(jìn)行動(dòng)員部署，并于月日前將實(shí)施方案及聯(lián)系人報(bào)市專項(xiàng)行動(dòng)領(lǐng)導(dǎo)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(guān)部門對轄區(qū)內(nèi)的重金屬排放企業(yè)及其周邊區(qū)域環(huán)境隱患進(jìn)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(diǎn)防控區(qū)域（流域）行業(yè)、企業(yè)和高風(fēng)險(xiǎn)人群。對檢查中發(fā)現(xiàn)的違法行為要依法嚴(yán)處，對污染治理設(shè)施不能穩(wěn)定達(dá)標(biāo)或超總量排污的重金屬污染企業(yè)，依法責(zé)令整改直至關(guān)閉。
（三）督查階段
市環(huán)保局將對轄區(qū)內(nèi)整治行動(dòng)的開展情況進(jìn)行督查，確保對違法排污企業(yè)處分到位、整改到位，各項(xiàng)措施落實(shí)到位，省環(huán)保廳也將會適時(shí)對我市的整治行動(dòng)開展情況進(jìn)行督查。
（四）總結(jié)階段
各縣（市、區(qū)）對專項(xiàng)整治工作進(jìn)行總結(jié)，對存在問題進(jìn)行整改，完善相關(guān)政策措施，并于月日前將工作總結(jié)報(bào)市專項(xiàng)行動(dòng)領(lǐng)導(dǎo)小組辦公室（市環(huán)保局）
五、具體要求
（一）加強(qiáng)領(lǐng)導(dǎo)，統(tǒng)一部署。各地政府必需對轄區(qū)內(nèi)的重金屬污染防治工作負(fù)責(zé)，要精心組織，切實(shí)加強(qiáng)領(lǐng)導(dǎo)，研究制定轄區(qū)專項(xiàng)整治行動(dòng)方案，并組織實(shí)施。嚴(yán)格依照國家法律法規(guī)和方針政策，處置解決整治行動(dòng)中遇到問題。
我們已知綜合系數(shù)比較嚴(yán)重的區(qū)域，以及污染比較嚴(yán)重部分取樣點(diǎn)。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(shí)際數(shù)據(jù)，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(guān)鍵詞：表層土壤 重金屬分析 模糊數(shù)學(xué) 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(zhì)本身含有重金屬，不同的母質(zhì)、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(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)，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(chǎn)、汽車尾氣排放及汽車輪胎磨損產(chǎn)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(cè)。大氣中的大多數(shù)重金屬是經(jīng)自然沉降[2]和雨淋沉降進(jìn)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(xué)工業(yè)產(chǎn)生大量廢物，由于風(fēng)的輸送，這些細(xì)微顆粒的鉛，從工業(yè)廢物堆擴(kuò)散至周圍地區(qū)。南京某生產(chǎn)鉻的重工業(yè)廠鉻污染疊加已超過當(dāng)?shù)乇尘爸?.4倍，污染以車間煙囪為中心，范圍達(dá)1.5 km2，污染范圍最大延伸下限1.38 km。俄羅斯的一個(gè)硫酸生產(chǎn)廠也是由工廠煙囪排放造成S、V、As的污染。
公路、鐵路兩側(cè)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(chǎn)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(cè)重金屬污染強(qiáng)度逐漸減弱；隨著時(shí)間的推移，公路、鐵路土壤重金屬污染具有很強(qiáng)的疊加性。公路或鐵路兩側(cè)的土壤鉛含量增高，向兩側(cè)含量逐漸降低，且在地表0～30 cm鉛的含量較高沿途嚴(yán)重污染重金屬Pb、Zn、Cd，其沉降粒子濃度超過當(dāng)?shù)赝寥辣尘爸?～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(cè)以外，還受階地地貌和盛行風(fēng)的影響，高鉛出現(xiàn)在低地，公路順風(fēng)一側(cè)鉛含量較高。
經(jīng)過自然沉降和雨淋沉降進(jìn)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(cè)擴(kuò)散；由城市—郊區(qū)—農(nóng)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(yán)重。此外，還與城市的人口密度、城市土地利用率、機(jī)動(dòng)車密度成正相關(guān)；重工業(yè)越發(fā)達(dá)，污染相對就越嚴(yán)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(jìn)入土壤后，被土壤中的粘土礦物和有機(jī)物的吸附或固定，富集于土壤表層，或?yàn)橹参镂斩D(zhuǎn)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(shí)工業(yè)區(qū)由于產(chǎn)生大量化學(xué)廢物Cd、Cr、Cu、Ni、Pb也較嚴(yán)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(kuò)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(dāng)?shù)赝寥辣尘爸?，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(jīng)常不注意，垃圾的分類和回收，經(jīng)常隨便的處理廢電池，舊電器等具有化學(xué)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(guān)鍵詞：土壤；重金屬；修復(fù)措施
重金屬污染是當(dāng)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(chǎn)量與品質(zhì)，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(jī)制和生物效應(yīng)的復(fù)雜性，重金屬污染一直是當(dāng)前研究的熱點(diǎn)。因此，土壤重金屬污染的治理對于環(huán)境質(zhì)量的改善十分重要，土壤重金屬污染的修復(fù)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(dòng)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(xiàn)象。例如在廢蓄電池加工回收處理場地，土壤Pb 的濃度高達(dá)12 000mg/kg，而Cu 和Zn 也嚴(yán)重超標(biāo)（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(fù)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(fù)技術(shù)具有挑戰(zhàn)性。
據(jù)統(tǒng)計(jì)，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(gè)省市的25 個(gè)地區(qū)；約有3.2 萬公頃的耕地受到Hg 的污染，涉及15 個(gè)省市的21 個(gè)地區(qū)。部分地區(qū)的重金屬污染已相當(dāng)嚴(yán)重，如廣州郊區(qū)老污灌區(qū)，土壤中Cd 的含量竟高達(dá)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(yán)重污染的占13%。據(jù)報(bào)道，目前我國污灌區(qū)有11 處生產(chǎn)的大米中Cd 含量嚴(yán)重超標(biāo)。
2. 土壤重金屬遷移規(guī)律的影響因素
重金屬在土壤—農(nóng)作物系統(tǒng)中的遷移規(guī)律與元素本身的化學(xué)特性、土壤理化性質(zhì)、農(nóng)作物種類等有關(guān)，并且會因各種污染元素?cái)?shù)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(zhì)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(nóng)作物系統(tǒng)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(nóng)產(chǎn)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(jié)合態(tài)、鐵錳氧化物結(jié)合態(tài)、有機(jī)物結(jié)合態(tài)和殘?jiān)鼞B(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(guān)，一般認(rèn)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(guān)性，在土壤中遷移能力也強(qiáng)。
2.2 土壤理化性質(zhì)對重金屬在土壤中遷移規(guī)律的影響
土壤的理化性質(zhì)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(zhì)主要包括pH值、土壤質(zhì)地、土壤氧化還原電位（Eh 值）、有機(jī)質(zhì)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(jī)質(zhì)對土壤重金屬的影響極其復(fù)雜，小分子量有機(jī)質(zhì)與重金屬絡(luò)合或螯合增加其移動(dòng)性，大分子有機(jī)質(zhì)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(jī)質(zhì)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(fù)措施
3.1 生物修復(fù)
（1）植物修復(fù)技術(shù)對土壤性質(zhì)和周圍生態(tài)環(huán)境的影響小，是真正意義上的“綠色修復(fù)技術(shù)”。植物修復(fù)技術(shù)的效果與重金屬在土壤中的生物可利用性密切相關(guān)。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(jié)合態(tài)含量具有一定的相關(guān)性，尤其是莖葉相關(guān)性更強(qiáng)。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(jié)合態(tài)和有機(jī)結(jié)合態(tài)與土壤中可交換態(tài)的含量互相轉(zhuǎn)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(dá)到安全值。
（2）微生物修復(fù)。微生物對金屬元素有浸出作用，主要包括胞內(nèi)和胞外累積作用、胞外絡(luò)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(zhì)的物理化學(xué)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(jī)和有機(jī)酸可以擾亂金屬元素的地球化學(xué)形態(tài)。細(xì)胞外有機(jī)化合物中含有具多功能團(tuán)分子結(jié)構(gòu)的低分子量有機(jī)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(xué)修復(fù)
在一定條件下施用碳酸鹽、磷酸鹽、氧化物質(zhì)促進(jìn)沉淀形成，減少重金屬對土壤的副作用和進(jìn)入土壤的數(shù)量。土壤改良劑的選擇必須根據(jù)生態(tài)系統(tǒng)的特征、土壤類型、作物種類、污染物的性質(zhì)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(shù)的絡(luò)合物。② 對輕壤質(zhì)土壤消除重金屬污染物時(shí)，應(yīng)選用能與已知污染陽離子形成絡(luò)合物的配位體的溶液沖洗土壤，用含有能與污染陽離子產(chǎn)生難溶性沉淀物的陰離子溶液繼續(xù)沖洗土壤，調(diào)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(jié)束語
土壤重金屬污染是當(dāng)前面臨的重大難題之一，迫切需要解決。而今植物修復(fù)技術(shù)的發(fā)展和廣泛應(yīng)用，為解決土壤重金屬污染提供了一條綠色通道。同時(shí)，作為微生物最大的聚居場所的土壤系統(tǒng)，不可忽視微生物的強(qiáng)大作用，應(yīng)該積極開展研究，使其發(fā)揮更大的作用。單一化學(xué)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(xué)手段也不可摒棄，化學(xué)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(jìn)生物修復(fù)技術(shù)的發(fā)展，同時(shí)，將物理、生物、化學(xué)修復(fù)手段結(jié)合起來，更好地治理土壤重金屬的污染。
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關(guān)鍵詞：重金屬；來源；存在形態(tài)；遷移轉(zhuǎn)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(xiàn)標(biāo)識碼： A 文章編號：
1 引言
隨著工業(yè)化的發(fā)展，隨著工農(nóng)業(yè)的發(fā)展,大量污染物包括重金屬排入河流,使水質(zhì)惡化,給人類造成了一系列嚴(yán)重后果。重金屬污染物在環(huán)境中存在復(fù)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(jìn)入水體后由于水體中懸浮物的吸附作用，大部分從水相轉(zhuǎn)移至懸浮物中隨之遷移，當(dāng)懸浮物負(fù)荷量超過其搬用能力時(shí)就逐步沉降下來，蓄積在沉積物中。當(dāng)水環(huán)境條件等因素改變時(shí)，重金屬又可能再次釋放，重新進(jìn)入水體中。由此可見，重金屬在水體中的遷移轉(zhuǎn)化是一個(gè)復(fù)雜的過程，包括了水體中的各種物理、化學(xué)及生物反應(yīng)，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(zhuǎn)化規(guī)律時(shí)，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(zhuǎn)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(fēng)化的碎屑產(chǎn)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(dǎo)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(nóng)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(dǎo)致Pb、Zn、Cd在環(huán)境介質(zhì)中的積累相當(dāng)高；尾礦渣堆放，隨著雨水地表徑流進(jìn)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(dòng)所產(chǎn)生的大量石油類、懸浮固體和重金屬等污染物，能夠?qū)邮芩w的水質(zhì)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(diǎn)
重金屬是構(gòu)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(chǎn)活動(dòng)中被廣泛應(yīng)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(jià)態(tài)，具有活性和毒性效應(yīng)，這是重金屬污染的主要特征。
水體中重金屬濃度很小時(shí)即產(chǎn)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(zhuǎn)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(shí)間長、可在微生物作用下轉(zhuǎn)化為毒性更強(qiáng)的金屬化合物、能沿著食物鏈轉(zhuǎn)移富集，有放大作用，最終在人體中累計(jì)導(dǎo)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(zhuǎn)化規(guī)律[4],因此,在研究其含量的同時(shí),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(zhì)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(jīng)酸化而直接測得的具有電活性的游離的及簡單的無機(jī)絡(luò)離子稱為很不穩(wěn)定態(tài)，其它部分稱為絡(luò)合態(tài)，包括與有機(jī)物和膠體物絡(luò)合結(jié)合較弱的中等不穩(wěn)定態(tài)、絡(luò)合結(jié)合較強(qiáng)的慢不穩(wěn)定態(tài)和對樹脂不敏感而與水中有機(jī)物或膠體強(qiáng)烈結(jié)合的惰性態(tài)。采用Tessier 等人提出的逐級化學(xué)提取法或其改進(jìn)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(jié)合態(tài)、鐵錳水合氧化物結(jié)合態(tài)、有機(jī)一硫化物結(jié)合態(tài)和殘?jiān)鼞B(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(zhì)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(jié)合態(tài)是在醋酸中溶解，當(dāng)環(huán)境變化特別是pH 變化時(shí)較易重新釋放進(jìn)入水體的重金屬；與水合氧化鐵、氧化錳結(jié)合，環(huán)境變化時(shí)會部分釋放對生物有潛在有效性即鐵錳水合氧化物結(jié)合態(tài)；以不同形式進(jìn)入或包裹在有機(jī)質(zhì)顆粒上，同有機(jī)質(zhì)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(jī)硫化物和硫化物結(jié)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(jié)晶礦物晶格里的對生物無效的殘?jiān)鼞B(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(jìn)入水環(huán)境后與其它物質(zhì)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(luò)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(shí)間、顆粒物中金屬化合態(tài)、顆粒物pH、碳酸鹽、有機(jī)質(zhì)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(xué)修飾電極法、離子選擇電極法及化學(xué)分離含量測定法。目前重金屬的形態(tài)分析中廣泛應(yīng)用化學(xué)分離與分析測試技術(shù)聯(lián)用技術(shù), 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(guān)鍵詞：農(nóng)村；飲用水源地；重金屬；污染特征；江西省
中圖分類號：X502 文獻(xiàn)標(biāo)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
