城市表层土壤重金属污染分析
摘要
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。本文针对某城市八种重金属进行污染浓度分布建模分析，研究其不同地区受污染程度和污染原因，并确定污染源。
针对问题一，首先对附件一中数据进行处理，然后利用MATLAB 插值拟合曲线，得到八种重金属元素在该城市的空间分布图，运用单因子污染指数法和内梅罗综合污染指数法分别确定单种重金属元素的环境污染指数和元素的综合污染指数后进行污染等级评价，最总得出结论，在五大功能区中，工业区污染较为严重，山区污染污染程度不高，较清洁，且该城市受n g Cu Z H 、、元素污染较严重。 针对问题二，重金属元素污染之间存在必然的联系，同一区域的污染元素之间有较强的相关性，因此我们采用因子分析法来研究多个变量的相关性。通过对原始数据的处理，将成因进行归类，总结出几个比较客观的成因线索，最终导出成因结果。本文使用SPSS 软件对八种重金属元素进行相关性分析，最终得出结论：该城市的重金属污染主要原因为以下方面：工业污染源、交通污染源、燃煤污染源、农药污染源。
针对问题三，讨论重金属元素在土壤中的传播问题，我们建立抛物型的偏微分方程模型，解出这个偏微分方程的Cauchy 问题的解。由于污染源污染范围有限，所以我们挑选出污染较为严重的一处，通过反演的方法拟合出污染源的位置
000（x ,y ,z ），本文仅针对n g Cu Z H 、、这类污染较严重的元素，得到一处或多处
污染源。
针对问题四，我们首先提出模型的优缺点，然后根据优缺点提出模型的改进建议。考虑到各区域某一重金属元素污染下的地质累积污染程度强弱状况、地质演变因素，我们收集材料，在条件允许下，建立优化模型。例如，考虑地质累积指数法，建立更为精确的污染程度分析，使得问题一的结果更加可信；考虑大气干湿度对重金属土壤污染扩散的影响，建立相关数学模型，能够估计n 年后该城市的土壤污染程度。
关键词：单因子污染指数法、内梅罗综合污染指数法、因子相关性分析法、抛物型的偏微分方程模型
一、问题重述
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。对城市土壤地质环境异常的查证，以及如何应用查证获得的海量数据资料开展城市环境质量评价，研究人类活动影响下城市地质环境的演变模式，日益成为人们关注的焦点。
按照功能划分，城区一般可分为生活区、工业区、山区、主干道路区及公园绿地区等，分别记为1类区、2类区、……、5类区，不同的区域环境受人类活动影响的程度不同。
现对某城市城区土壤地质环境进行调查。为此，将所考察的城区划分为间距1公里左右的网格子区域，按照每平方公里1个采样点对表层土（0~10 厘米深度）进行取样、编号，并用GPS 记录采样点的位置。应用专门仪器测试分析，获得了每个样本所含的多种化学元素的浓度数据。另一方面，按照2公里的间距在那些远离人群及工业活动的自然区取样，将其作为该城区表层土壤中元素的背景值。
附件1列出了采样点的位置、海拔高度及其所属功能区等信息，附件2列出了8种主要重金属元素在采样点处的浓度，附件3列出了8种主要重金属元素的背景值。
现要求你们通过数学建模来完成以下任务：
(1) 给出8种主要重金属元素在该城区的空间分布，并分析该城区内不同区域重金属的污染程度。
(2) 通过数据分析，说明重金属污染的主要原因。
(3) 分析重金属污染物的传播特征，由此建立模型，确定污染源的位置。 (4) 分析你所建立模型的优缺点，为更好地研究城市地质环境的演变模式，还应收集什么信息？有了这些信息，如何建立模型解决问题？
二、模型假设
1、假设该城市各个功能区相互独立，不交叉。
2、假设该城市仅受这八种重金属污染，无其他污染物干扰。
3、假设八种重金属污染源之间无相互干扰。
4、假设八种金属污染物在分析期间分布浓度无明显变化。
三、符号说明
i P i=12,3,4,5,6,7,8， —— 环境质量指数
i C i=12,3,4,5,6,7,8， —— 评价对象污染物i 的实测质量分数
i S i=12,3,4,5,6,7,8， —— 污染物i 的评价标准，一般取二类标准 P 综 —— 内梅罗综合污染指数
i max P —— 元素环境质量指数最大值 iave P —— 元素环境质量指数平均值
(,,,)u x y z t —— t 时刻(,,)x y z 处的一种重金属元素浓度 222,,a b c —— 分别为沿,,x y z 方向上的扩散系数
2k —— 衰减系数
(,,,),1,2,...,i i i i x y z u i n = —— 取样点的横坐标、纵坐标、高度及一种元素的浓度
四、问题一 重金属污染分布及污染程度
4.1 问题分析
利用附件一给出的取样点位置以及所属功能区，附件二给出的八种重金属在对应位置的浓度。运用指数法计算计算出八种重金属元素在指数法条件下的各个指标值，从而确定区域污染程度。
初步分析计算得到如下指标：
表一:该城市八种重金属含量参数统计表
元素 背景值 最大值 最小值 平均值 标准差 As /g g μ（） 3.6 30.13 1.61 5.68 3.02 /g g μCd （） 130 1.62 0.04 0.3 0.22 r /g g μC （） 31 920.84 15.32 53.51 69.89 /Cu g g μ（）
13.2 2528.48 2.29 55.02 162.66 /Hg g g μ（） 35 16 0.01 0.3 1.63 i /g g μN （） 12.3 142.5 4.27 17.26 9.93 Pb /g g μ（） 31 472.48 19.68 61.74 49.98 n /Z g g μ（）
69
3760.82
32.86
201.20
338.70
4.2 数据处理
1）首先将中金属浓度单位统一为/g g μ。
2）根据单因子污染指数法求出各重金属元素在不同浓度的环境质量指数
i P ，根据标准得出各个重金属元素质量评价等级。
3）利用i P 求得元素环境质量指数最大值i max P 和平均值iave P ，根据综合污染指数法的计算公式，求得内梅罗综合污染指数，确定综合元素质量评价等级。
4.3 模型建立
4.3.1 单因子污染指数法
单因子污染指数法是指在某一污染物影响下的环境污染指数。其能够反映污染物在该环境中的污染程度。
根据下式计算单因子污染程度等级，并进行分级。
,1,2,3,4,5,6,7,8i
i i
C P i S =
= （1） 其中，国家土壤环境质量标准的二级标准经查阅为
表二:国家二级标准单因子污染评价各污染标准(/)mg kg
表三:城市表层土壤单因子污染分级标准
污染分指数 1i P <
1
2i P ≤<
23i P ≤<
3i P ≥
质量等级
清洁 潜在汚染 轻污染 重污染
4.3.2 内梅罗综合污染指数法
前文对该城市单个元素的污染做了评价，但不能反映各元素共同作用对城市表层土壤的复合污染。鉴于此为突出环境要素中含量最大的污染物随环境质量的影响，因此采用内梅罗综合污染指数法进行综合评价，其公式为：
P 综（2） 内梅罗综合污染指数分级标准见下表：
表四:内梅罗综合污染指数分级标准
等级 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ
Ⅴ
综合指数
0.7P ≤综 0.71P <≤综 12P <≤综 23P <≤综 3P >综
污染等级 清洁 警戒限 轻度污染 重度污染 重污染
4.4 模型求解
根据附件一中给出的三维空间坐标进行插值处理，得到该城市功能区分布图。
图一 该城市功能区分布图
4.4.1 重金属元素的空间分布
依据附件所给数据，利用MATLAB 编程，得出八种重金属元素在该城市的空间分布等高线图，如下，
图二 As 的分布图 图三 Cd 的分布图
图四Cr的分布图图五Cu的分布图
图六Hg的分布图图七Ni的分布图
图八Pb的分布图图九Zn的分布图
4.4.2 不同区域重金属污染程度分析
依据单因子污染指数公式，得出各重金属元素污染指数，应用单因子污染指数法对这八种重金属元素进行污染程度评价，得到下表：
从表七看出，该城市表层土壤污染并不严重，但有部分地区受Cd，Cu，Hg，Zn元素重污染，且Zn重污染区最多达到18个。
下面给出不同功能区的受污染程度分析如下，
依据内梅罗综合污染指数法的计算公式得到五个功能区的内梅罗综合污染（取平均值），建立表格：
指数P
综
依据上面几个表格得出结论，工业区污染状况最为严重，其次是生活区和交通区，然后是公园绿地区，而山区污染状况最好，污染程度都为清洁。
五、问题二重金属污染主要原因
5.1 问题分析
问题二要求我们通过数据分析得出重金属污染的主要原因，由问题一得出八种元素在该城市空间分布以及不同功能区的污染程度。在不同功能区中，重金属的来源可能不同，但也可能来源于同一污染源，因此每处土壤中的污染元素存在一定的相关性，不互相独立，且相互影响。因此使用因子分析算法来解决这个问题，通过因子分析法并利用SPSS软件各个因子空间分布，确定各因子集区域，从而得出污染主要原因。
5.2 模型建立及求解
通过对因子分析算法的了解,我们发现该城市重金属元素含量的数据特征符合因子分析的要求。在该城市环境质量评价基础上，对存在污染的土壤的污染来源及分布进行分析。运用SPSS 22软件进行因子分析，得到如下结论：首先给出八种重金属元素的相关系数矩阵：
由表可见，Ni和Cr的相关性最好，相关系数最大为0.716。其次为Pb和Cd，相关系数为0.636。以下依次是Cu和Cr相关系数为0.509，而其它元素之间的相关性并不好。从成分上分析，相关信号的元素在成因和来源上有一定的联系。其原因分析：
1）工业生产中，镍铬合金是常用合金。
2）铅和镉元素在蓄电池的制造中会以气态形式散发。且他们都是工业排放的废物的主要元素。从问题一中各元素在不同功能区中的污染浓度看出，铅元素不仅在工业区，交通区和生活区都占有较大比重，说明汽车尾气污染也很严重。
3）绿地公园区的污染不大，其重金属遗留原因应是农药残留。
因子分析的关键在于利用相关系数矩阵求出相应的因子特征值和累计贡献率，依然可用用SPSS 22软件计算得出，结果如下：
从表中看出在累计方差达87.756%的前提下，分析得五个主因子，可以看出五个主因子为源资料提供了87.756%的信息，满足因子分析原则。
因子分析的主要目的是将具有相近的因子荷载的各个变量置于一个公因子之下，正交方差最大旋转使每一个主因子只与最少个数的变量有相关关系，而使足够多的因子负荷均很小，以便对因子的意义作出更合理的解释，输出结果见表。
旋轉元件矩陣a
元件
1 2
As (μg/g).452 .130
Cd (ng/g) .350 .679
Cr (μg/g).846 .149
Cu (μg/g).488 .591
Hg (ng/g) -.135 .776
Ni (μg/g).883 .088
Pb (μg/g).369 .739
Zn (μg/g).551 .431
根据软件得出结果，基于旋转理论:变量与某一个因子的联系系数绝对值(载荷)越大,则该因子与变量关系越近。正交因子解说明:因子1为Cr、Ni和Cu的组合,这说明这几种土壤重金属污染物可能是同一来源或相似来源;因子2为Cd 和Pb的组合表明两者可能有相似的来源。
Hg在土壤的污染严重,污染区域大多处于某一工业区或某大型污染企业,其来源比较单一。
表十四:中国土壤重金属污染来源表
来源重金属
矿产开采、冶炼、加工排放的废气、废
Cr Hg As Pb Ni
水和废渣
煤和石油燃烧过程中排放的飘尘Cr Hg As Pb
电镀工业废水Cr Cd Ni Pb Cu Zn
塑料、电池、电子工业排放的废水Hg Cd Pb Ni Zn 工业排放的废水Hg
染料、化工制革工业排放的废水Cr Cd
汽车尾气Pb
农药、肥料As Cu Cd 最后给出结论：该城市重金属污染来源主要有四个方面:交通污染源,燃煤污染源,工业污染源,化肥农药污染源,其中Zn、Pb、Cu主要来自汽车尾气的排放,即交通污染源;Hg主要来自工业燃煤及居民采暖用煤;As污染主要来自化工、冶金、炼焦、火力发电、造纸、玻璃、毛革、电子工业等工业污染；Cd、Cr、Ni 污染主要来自金属冶炼。
六、问题三重金属污染源确定
6.1 问题分析
问题三要求我们确定重金属元素的污染源，因此我们要先了解污染物的传播特征，考虑到金属元素在土壤中并不固定，存在迁移和变化规律，建立迁移扩散模型。再此，我们建立非线性抛物型偏微方程作为模型来定性解决问题，考虑到扩散，采用衰减的扩散过程数学模型。随后利用反演的方法逐步找到污染源。
6.2 模型建立
6.2.1 有衰减的扩散过程数学模型
考虑到元素扩散和衰减的合作用，有物质不灭定理得：
222
2222
222u u u u a b c k u t x y z
????=++-???? （1） 方程（1）是常系数线性抛物方程，它就是有衰减的扩散过程的数学模型（对
于具体问题，尚需匹配求解）。在本题中就是要通过初始条件0t =时污染源的条件来进行求解。
6.2.2 线性抛物方程的Cauchy 问题求解
设污染源在点000(,,)x y z 处，则此扩散模型满足Cauchy 问题：
222
2222
222
000(,,,0)()()()
u u u u a b c k u t x y z
u x y z M x x y y z z δδδ?????=++-???????=---?
（2）其中()x δ为Dirac 函数，即0,0(),0x x x δ≠?=?∞=?，()1x dx δ+∞
-∞=?，
解上述方程得到，
2222000222
()()()(,,,)exp 8*444x x y y z z M u x y z t k t tabc t a t b t c t ππ??---=----????
（3） 6.2.3 参数估计
在解（3）中存在四个未知参数，a b c k 、、、，他们分别是扩散与衰减过程中的扩散系数和衰减系数的算术平方根。令取样时刻的1t =，对（3）式两边取对数得
2222000222
()()()ln (,,,)ln 8*444x x y y z z M u x y z t k t tabc t a t b t c t ππ??---=-+++????
（4） 令222000222()()()111,,,,,444x x y y z z X Y Z a b c
αβγ---=
===-=-=- 23
ln
ln (2)
M abc k επ=-- 则（4）变为
ln (,,,1)W u x y z X Y Z αβγε==+++ （5）
利用已知数据(,,,),1,2,...,i i i i x y z u i n =，可求得(,,,),1,2,...,X Y Z W i n =的数据，用三元回归分析方法求出αβγε、、、的估值如下，
=-W X Y Z εαβγ∧∧∧∧
++（）
(6) 其中1111
1111=,=,=,=n n n n
k k k k k k k k W W X X Y Y Z Z n n n n ====∑∑∑∑
αβγ∧∧∧
、、满足方程
11121310
2122232031323330l l l l l l l l l l l l αβγαβγαβγ∧
∧∧
∧
∧∧∧∧∧
?++=??++=??++=??
（7）
10203011
1
()(),()(),()()n
n
n
k k k k k k k k k l X X W W l Y Y W W l Z Z W W ====--=--=--∑∑∑
2
2
21122331
1
1
(),(),()n
n n
k k k k k k l X X l Y Y l Z Z ====-=-=-∑∑∑ （8）
121311
23122131133223
1()(),()(),
()(),,,n n
k k k k k k n
k k k l X X Y Y l Y Y Z Z l Y Y Z Z l l l l l l ====--=--=--===∑∑∑
由αβγ∧∧
∧
、、可求得222
c a b 、、的估值，即利用2
2
2
111,,a
b
c
αβγ∧
∧
∧
∧
∧
∧=-=-=-，
又由于
23
ln ln
(2)M
k abc επ=+- （9） 由（5）式可得ε∧
，再把a b c ∧
∧
∧
、、带入（9）式得， 2
3
ln ln
(2)M
k a b c επ∧∧
∧∧∧
=+- （10） 至此得到参数2222
c a b k 、、、的估计值2
2
2
2
a b c k ∧∧∧∧、
、、，把他们带入（2）式分别代替2222c a b k 、、、，则得不含未知数的解(,,,)u x y z t 得近似表达式。 6.3 模型求解
通过第一问求解，我们知道该城市主要受Zn 、Cd 、Hg ，这里主要讨论Zn 元素的某一污染区域，讨论用反演法求污染源。从第一问中图九发现Zn 主要污染区域在{}(,)|[12000,15000],[8500,11000]x y x y ∈∈。
1）筛选后区域内的点有()()() ()()() ()()
12855,8945,1813797,9621,1814325,8666,23 12641,9560,1114000,8970,1414207,9980,14 14065,10987,2512734,10344,32
、、、
、、、
、
2）初步选择()
13797,9621,18为污染源，将这个数据及t=1带入（3）式，这时u是关于x，y，z的方程且有参数a，b，c，k；
3）计算得a=425.73，b=472.8，c=16.655，k=23.56；
4）换一个假设污染源，重复上述步骤得误差最小。
最终得到污染源位置()
13522.3,9448.0,23.9
得出结论见下表
表十五:污染较严重重金属污染源表
元素污染源坐标
Zn （13522.3,9448.0,23.9）（945.2,4562.9,69.3）
Cd （21456.4，11433.2，164.3）（2017.2,3112.3,12.3）（15387.1,9190.0,25.0）
Hg
（18522.8,3563.9,25.1）
（2501.1,3095.5,48.2）七、问题四模型优缺点
7.1 模型优缺点
7.1.1 优点：
1）问题一用单因子污染指数法对八种重金属的污染指数进行分析，得出单个元素的污染指数，并用内梅罗综合污染指数法求取了综合污染指数，对不同功能区的污染程度进行了总结，使得评价更客观，然后用MATLAB曲线拟合方法画出了空间分布图，能更加直观看见金属分布状况。
2）问题2中运用了因子分析算法,考虑到每个重金属元素污染成因并不是相互独立的,运用SPSS 22软件建立了每个重金属元素的相关系数矩阵，通过主因子的属性确定重金属元素的污染原因。优点在于将每个重金属元素联系起来而不是单独分析每个元素的产生原因,这样更贴近实际。
3）问题3中的抛物型偏微分方程形式很好,每一个系数都有其代表的实际意义,符合重金属污染物在土壤中的迁移规律。
7.1.2 缺点
1）城市土壤污染分析复杂，本文仅对表层土壤样品进行分析，其评价结果不能十分客观和完全真实地反映城市的重金属污染情况。
2）土壤环境质量评价应注意其历史变化过程,不仅要对土壤环境质量现状作出评价,也要对土壤环境质量回顾和土壤环境质量预测影响作出评价。本文仅对现状进行了分析。
3）问题3中,利用反演的方法寻找污染源点肯定有所误差。
4）没有考虑自然地质变化过程及人类活动影响。 7.2 收集资料
地质环境演变
1）重金属元素不仅来自人类活动的影响,同时大气干湿沉降是重金属的主要来源,同时我们假设重金属大气干湿沉降速率此后保持不变,在上述假设条件下,我们需要知道各元素的年平均大气干湿沉降速率,分别对重金属大气干湿沉降对表层土壤中重金属含量的累积影响进行分析，利用下列公式计算：
t 0v*t
=+230
C C 其中t C 表示t 年后表层重金属含量，0C 表示表层土壤重金属含量现状，v 表示重金属大气干湿沉降速率，t 表示预测年限。利用该计算公式可粗略估计t 年后表层土壤中重金属含量。
2）若给出了城市主要工厂的具体位置或该工厂的污染排放是否达标等信息,则可以更为准确地分析该城市的污染原因及污染源的具体位置。
3）我们需要知道上述八种重金属元素在深层土壤中的浓度数据,再利用问题一所述模型对各功能区深层土壤的重金属污染状况作物污染评价。
八、模型改进
1)问题一中除了采用以上三种污染指数分析法外,还可采用潜在生态危害指数法,研究沉积物中重金属对环境的影响,该种方法不仅反映了某一特定环境中的各种污染物的影响,而且也反映了多种污染物的综合影响,并且用定量的方法划分出潜在生态危害的程度。
2)主因子分析的步骤:不仅需要对题目给出的所有数据进行主因子分析,最好还应有针对各个功能区的主因子分析。
九、参考文献
[1] 姜启源,谢金星,叶俊,《数学模型(第三版)》,北京:高等教育出版社,2003
附录
（1）城市取样点分布及等高线示意图
clear
jinshu=xlsread('wurannongdu.xls');%金属浓度
pos=xlsread('zuobiao.xls');%坐标
x=pos(:,1);
y=pos(:,2);
k=pos(:,4);
z=jinshu(:,2);
[xx,yy]=meshgrid(0:500:28654,0:500:188449);
zz=griddata(x,y,z,xx,yy,'v4');
figure;
subplot(2,1,1);
hold on;
mesh(xx,yy,zz);
hold on;
plot3(x,y,z,'*');
axis([0 28654 0 18449 0 408]);
subplot(2,1,2);
contour(xx,yy,zz,20);
hold on;
zx=zz(1:end-1,2:end)-zz(1:end-1,1:end-1);
zy=zz(2:end,1:end-1)-zz(1:end-1,1:end-1);
quiver(xx(1:end-1,1:end-1),yy(1:end-1,1:end-1),zx,zy);（2）功能区分布图
[v,c]=voronoin([x,y]);
figure;
hold on;
axis([0 28654 0 18449]);
for i=1:length(c)
patch(v(c{i},1),v(c{i},2),k(i));
plot(x(i),y(i));
end
（3）重金属污染分布示意图（以As为例）
clear
jinshu=xlsread('wurannongdu.xls');%金属浓度
pos=xlsread('zuobiao.xls');%坐标
x=pos(:,1);
y=pos(:,2);
z=jinshu(:,1);
[xx,yy]=meshgrid(0:500:28654,0:500:18449);
zz=griddata(x,y,z,xx,yy,'v4');
figure;
contour(xx,yy,zz,15);
%hold on;
%plot(9328,4311,'*');
%hold on;
%plot(13797,9621,'+');
（4）问题三反演法求参数a b c k
clear;
data=[12855 8945 18 102.86
13797 9621 18 3760.82
14325 8666 23 85.61
12641 9560 11 90.07
14000 8970 14 94.34
14207 9980 14 117.87];
x0=13797;
y0=9621;
z0=18;
M=1.60*1.0e+08;
X=((data(:,1)-x0).^2)/4;
x=mean(X);
Y=((data(:,2)-y0).^2)/4;
y=mean(Y);
Z=((data(:,3)-z0).^2)/4;
z=mean(Z);
W=log(data(:,4));
w=mean(W);
l(1,1)=sum((X-x).^2);
l(2,2)=sum((Y-y).^2);
l(3,3)=sum((Z-z).^2);
l(1,2)=sum((X-x).*(Y-y));
l(1,3)=sum((X-x).*(Z-z));
l(2,3)=sum((Y-y).*(Z-z));
l(2,1)=l(1,2); l(3,1)=l(1,3); l(3,2)=l(2,3); m(1)=sum((X-x).*(W-w));
m(2)=sum((Y-y).*(W-w));
m(3)=sum((Z-z).*(W-w));
zm=inv(l)*m';
a=(-1/zm(1)).^0.5;
b=(-1/zm(2)).^0.5;
c=(-1/zm(3)).^0.5;
ib=w-zm'*[x y z]';
k=(ib+log(a*b*c)-log(M/(2*pi^0.5)^3))^0.5;
a
b
c
k
（5）检验拟合参数a b c k准确性
function f=nongdu(x,y,z)
a=534.59;
b=324.72;
c=2.89;
k=2.21;
M=1.60*1.0e+08;
x0=13797;
y0=9621;
z0=18;
f=M/(8*pi*a*b*c*(pi)^0.5)*exp(-(x-x0)^2/(4*a*a)-(y-y0)^2/(4*b*b)?-(z-z0)^2/(4*c*c)-k*k);
我国城市土壤重金属污染研究综述 摘要: 改革开放以来，随着我国工业化和城市化的高速发展, 城市土壤重金属污染越来越严重。本文从城市土壤中重金属元素的污染来源、污染危害、污染空间特征、污染评价方法和治理方法等方面来对我国城市土壤重金属污染问题的研究进展进行综述，并提出了相关的治理对策建议。 关键词:城市土壤;重金属污染;污染评价;治理对策 我国城市化的快速发展，在很大程度上也加剧了城市土壤的重金属污染问题。这种影响主要体现在污染物的大量产生和转移上，很大一部分污染物都直接或间接地进入城市和周边地区的土壤生态系统中[1]。潘根兴在2002年初做过一个南京市各城区的土壤重金属污染调查。结果表明[2-3]，超过70%的采样区域存在重金属污染，测出的最高铅含量超过国家标准3倍以上。 1城市土壤重金属污染来源 城市土壤重金属污染主要来源于人类活动，如工矿业废物的排放、拥堵的交通、大量生活垃圾、农业生产等。 1.1工矿业污染 工矿业污染主要表现在3个方面；第一是工矿业活动所产生的废渣是重金属的重要载体，尤其是一些金属冶炼厂，废渣中的重金属含量极高，无处理堆放或直接混入土壤，对土壤环境造成潜在危害。矿产冶炼加工、电镀、塑料、电池、化工等行业是排放重金属的主要工业源，它们以“三废”形式不断向城市土壤排放重金属[4-5]。第二是的重金属一部分赋存在烟尘上，以气溶胶的形式进入大气，经过干湿沉降进入土壤。第三是工矿业活动所排放的废水含有一定量的重金属，在公园与花园绿化过程中使用污水、污泥堆肥也会明显影响城市土壤中的重金属组成与含量[6-7]。 1. 2交通污染 汽车燃烧产生的废气中含有大量的重金属，尤其是Pb的含量最高。各种车辆排放的废气携带固体粒子以播撒等方式将重金属粒子带入大气再经沉降进入土壤，引起了重金属污染。通过对汽车尾气颗粒物中重金属元素含量分析发现，Pb的含量为37% 、Ni、Cr、Cd、Mn含量分别为34.5%，22.6%，3. 2%，2. 6%。杨文敏[8-9]等应用扫描电镜加X射线能谱技术分析了汽油尘表面巧种元素的相对含量，其中Pb最高达22.5%，Mn、Ni、Cr等重金属含量都低于3%。交通运输引起土壤重金属污染呈带状分布，污染强度以公路、铁路为轴向两侧逐渐减弱，随着时间的延氏，公路、铁路土壤重金属污染具有很强的叠加性[10]。 1.3生活垃圾污染
( 安全论文 ) 单位：_________________________ 姓名：_________________________ 日期：_________________________ 精品文档 / Word文档 / 文字可改 金属矿山土壤重金属污染现状及治理对策(通用版) Safety is inseparable from production and efficiency. Only when safety is good can we ensure better production. Pay attention to safety at all times.
金属矿山土壤重金属污染现状及治理对策 (通用版) 摘要：矿山开采为经济发展提供了资源保证,但同时也带来了一系列生态环境问题。文章介绍了我国部分地区日益发达的金属矿业造成的土壤重金属污染状况,分析了重金属元素的在环境中的存在形态、释放机理、污染特征及其生物危害。指出了金属矿山土壤重金属污染目前尚存在的问题并提出了防治土壤重金属污染的具体措施。 关键词：重金属污染；修复技术；土壤；金属矿山 CurrentSituationofHeavyMetalPollutioninSoils andCountermeasures Abstract：Miningforeconomicdevelopmenttoprovidetheresources,butalsob
ringsaseriesofecologicalenvironmentproblems.Thispaperintro ducestheareaofourcountrypartincreasinglydevelopedmetalmini ngcausedthesoilheavymetalpollutionstatus,analysisofheavyme talelementsintheenvironmentofexistenceform,releasemechanis m,thepollutioncharacteristicsandbiologicalhazards.Metalmin esoilheavymetalpollutionispointedoutexistingproblemsandput sforwardspecificmeasurestocontrolsoilheavymetalpollution. 金属矿山既是资源集中地,又是天然的土水生态环境污染源。在开采过程中流失的重金属Ｐｂ、Ｈｇ、Ａｓ、Ｃｄ、Ｃｒ等是土水生态环境的重要毒害元素。。随着矿山开采年份的增加,矿山周边土壤环境中重金属不断积累,污染现象日趋严重。重金属进入土壤环境后,扩散迁移比较缓慢,且不被微生物降解,通过溶解、沉淀、凝聚、络合、吸附等过程后,容易形成不同的化学形态。当其在土壤中积累到一定程度时,就有可能通过土壤—植物(作物)系统,经食物链为动物或人体所摄入,潜在危害性极大。因此,金属矿山土壤的重金属污染问题必须引起高度关注,并采取相应措施加以防治。
2011高教社杯全国大学生数学建模竞赛 承诺书 我们仔细阅读了中国大学生数学建模竞赛的竞赛规则. 我们完全明白，在竞赛开始后参赛队员不能以任何方式（包括电话、电子邮 件、网上咨询等）与队外的任何人（包括指导教师）研究、讨论与赛题有关的问 题。 我们知道，抄袭别人的成果是违反竞赛规则的, 如果引用别人的成果或其他 公开的资料（包括网上查到的资料），必须按照规定的参考文献的表述方式在正 文引用处和参考文献中明确列出。 我们郑重承诺，严格遵守竞赛规则，以保证竞赛的公正、公平性。如有违反 竞赛规则的行为，我们将受到严肃处理。 我们参赛选择的题号是（从A/B/C/D中选择一项填写）： A 我们的参赛报名号为（如果赛区设置报名号的话）： 所属学校（请填写完整的全名）：重庆交通大学 参赛队员 (打印并签名) ：1. 陈训教 2. 范雷 3. 陈芮 指导教师或指导教师组负责人 (打印并签名)：胡小虎 日期：2011 年9 月 12日赛区评阅编号（由赛区组委会评阅前进行编号）：
2011高教社杯全国大学生数学建模竞赛 编号专用页 赛区评阅编号（由赛区组委会评阅前进行编号）： 评 阅 人 评 分 备 注 全国统一编号（由赛区组委会送交全国前编号）： 全国评阅编号（由全国组委会评阅前进行编号）：
城市表层土壤重金属污染分析 摘要 本文针对城市表层土壤重金属污染做出了详细的分析，对于本题中所提出的问题一，我们利用MATLAB软件对所给的数值进行空间作图，然后分别作出了八种重金属元素的空间分布特征，然后，我们利用综合指数（内梅罗指数）评价的方法，对五个区域进行了综合评价，得出结果令人满意。对于问题二，我们根据第一问和题目所给的数据进行综合分析，得出了重金属污染的主要原因来自于交通区含铅为主的大量排放，和工业区污水的大量排放等等。对于问题三，我们通过对问题一中的八张重金属元素空间分布的图可以看出，发现大多数金属都呈中心发散性传播，同时经过分析，我们发现，如果考虑大气传播和固态传播，很难得出结论，在交通区，由于是汽车尾气造成的传播，发现重金属的传播无规律可循等，所以，我们考虑液态形式的传播，以针对地表水污染物的物理运动过程，以偏微分方程为建模基础，通过和假设和模型参数的估计，得出了可能污染源位置，最后，我们对模型进行了稳定性检验即灵敏性分析和拟合检验，发现在参数变化在10%左右，模型的稳定性良好。最后我们全面分析了模型的优缺点，，最后可以用MATLAB软件得出相应的结果。为更好地研究城市地质环境的演变模式，测定污染源范围还应收集该地区的每年生活、工业等重要污染源的垃圾排放量，地下水流动方向以及每年的生物降解量，降雨量对重金属元素扩散的影响。一但有污染证据，我们可以在该污染源附近沿地下水流动方向设定更多采样点，由此，我们可以构造一个三维公式来计算污染物质浓度的浮动就可以模拟三维空间内的重金属分布影响。 关键字：表层土壤重金属污染 MATLAB 内梅罗指数偏微分方程稳定性检验灵敏性分析地质演变生物降解量
土壤重金属污染 摘要：随着现代工业的发展，工业排出的污染物越来越多，土壤的重金属污染就是一个例子，土壤污染对人类的身心都造成了巨大的危害。本文主要就土壤重金属的概念、来源种类、特点危害、采样检测、防治修复等方面都做了一定的阐述。 With the development of modern industry, industrial discharge pollutants is more and more, soil heavy metal pollution is one example, soil pollution has caused great harm on human body and mind . This paper discusses the concept, origin of soil heavy metal types and characteristics, sampling testing and prevention harm repair all aspects were discussed as well。 关键词：土壤污染，重金属，危害 据报道，目前我国受镉、砷、铬、铅等重金属污染耕地面积近 2000 万公顷，约占总耕地面积的 1/5，其中工业“三废”污染耕地 1000 万公顷，污水灌溉的农田面积已达 330 多万公顷。例如：某省曾对 47 个县和郊区的 259 万公顷耕地（占全省耕地面积的五分之二）进行过调查。其结果表明，75% 的县已受到不同程度的重金属污染的潜在威胁，而且污染趋势仍在加重。 一土壤重金属污染的定义 重金属系指密度4.0以上约60种元素或密度在5.0以上的45种元素。但是由于不同的重金属在土壤中的毒性差别很大，所以在环境科学中人们通常关注锌、铜、钴、镍、锡、钒、汞、镉、铅、铬、钴等。砷、硒是非金属，但是它的毒性及某些性质与重金属相似，所以将砷、硒列入重金属污染物范围内。由于土壤中铁和锰含量较高，因而一般不太注意它们的污染问题，但在强还原条件下，铁和锰所引起的毒害亦应引起足够的重视。 土壤重金属污染是指由于人类活动将重金属带入到土壤中，致使土壤中重金属含量明显高于背景含量、并可能造成现存的或潜在的土壤质量退化、生态与环境恶化的现象。[1] 如下图为土壤环境质量标准值（GB15618—1995）单位: mg/kg
中国农学通报2011,27(14):244-249 Chinese Agricultural Science Bulletin 基金项目：公益性行业（农业）科研专项经费资助项目“都市型农业生产结构与种养殖模式研究”（200903056）。 第一作者简介：汤民，男，1986年出生，湖北监利人，硕士，研究方向：污染控制化学。通信地址：400716重庆市北碚区西南大学资源环境学院，E-mail ：314937840@https://www.doczj.com/doc/d217162363.html, 。 通讯作者：张进忠，男，1966年出生，四川营山人，教授，博士生导师，博士，主要从事环境污染化学、环境生物技术和污染控制化学研究。通信地址：400716重庆市北碚区西南大学资源环境学院，E-mail ：jzhzhang@https://www.doczj.com/doc/d217162363.html, 。收稿日期：2011-01-28，修回日期：2011-04-22。 果园土壤重金属污染调查与评价 ——以重庆市金果园为例 汤民1，张进忠1,2，张丹1，刘万平3，余建3 （1西南大学资源环境学院/三峡库区生态环境教育部重点实验室，重庆400715； 2 重庆市农业资源与环境重点实验室，重庆400716；3 重庆市缙云山园艺发展有限公司，重庆400700） 摘要：监测重庆市金果园土壤剖面中的重金属含量，结合绿色食品产地土壤环境质量标准，采用污染指数法进行评价。结果表明，各园区土壤中Cd 的单因子污染指数较高，其中枇杷园和葡萄园0~20cm 和20~40cm 、桃园0~20cm 土层属轻度污染；梨园和血橙园20~40cm 、脐橙园和樱桃园0~20cm 土层的Cd 含量达到警戒水平。另外，枇杷园和桃园0~20cm 土层中Pb 含量也处于警戒水平。从内梅罗污染指数来看，梨园、蜜橘园、枣园、樱桃园、血橙园和脐橙园均小于0.7，土壤环境质量判定为清洁；枇杷园、桃园和葡萄园0~20cm 土层在0.7~1之间，土壤环境质量为尚清洁。为进一步提高果品品质，该果园应当采取措施控制土壤Cd 、Pb 污染。 关键词：果园土壤；重金属；污染调查；污染评价中图分类号：X8 文献标志码：A 论文编号：2011-0288 Pollution Investigation and Assessment of Heavy Metals in Orchard Soil ——A Case Study in Golden Orchard of Chongqing Tang Min 1,Zhang Jinzhong 1,2,Zhang Dan 1,Liu Wanping 3,Yu Jian 3 (1College of Resources and Environment,Southwest University/ Key Laboratory of Eco-environments in Three Gorges Reservoir Region ,Ministry of Education ,Chongqing 400715; 2 Chongqing Key Laboratory of Agricultural Resources and Environment ,Chongqing 400716; 3 Jinyunshan Horticulture Development Corporation of Chongqing ,Chongqing 400700) Abstract:In this paper,the contents of heavy metals in soil profile of golden orchard in Chongqing were monitored,and pollution assessment was performed by using pollution indices based on soil environmental quality standard of producing area of green foods.The results showed that the single factor pollution indices of Cd in each park were higher than that of other heavy metals,0-20cm and 20-40cm soil layers in loquat garden and grape garden,0-20cm soil layer in peach garden reached lightly polluted.The content of Cd in 20-40cm soil layer in pear garden and blood orange garden,0-20cm soil layer in navel orange garden and cherry garden reached alert level.In addition,the contents of Pb in 0-20cm soil layer in loquat garden and peach garden were also in alert level.Nemerow pollution indices of the soil in pear garden,mandarin orange garden,jujube garden,cherry garden,blood orange garden and navel orange garden were all less than 0.7,and soil environmental quality was judged as clean;nemerow pollution indices of 0-20cm soil layer in loquat garden,peach garden,grape garden was in the range of 0.7-1,and soil environmental quality was judged as
土壤重金属污染现状 摘要: 重金属作为一种持久性污染物已越来越多地被关注和重视. 重金属矿山的开采利用是造成当今世界重金属污染的主要原因,并已经严重威胁和影响人类的生存和发展.本文从我国重金属的利用入手,总结了我国近几年重金属污染的现状,分析了重金属污染物进入环境介质的途径和方式. 为促进我国矿业开发与环境的可持续发展和和谐发展,对重金属资源的合理开发利用提出措施和建议. 关键词: 重金属; 利用; 重金属污染 引言 所谓重金属污染,是指由重金属及其化合物引起的环境污染. 重金属矿山的开采及其产品的利用是重金属污染的重灾区,也是全球重金属污染的源头所在,对于矿山环境,重金属污染的主要危害对象是农作物和人. 其主要原因在于重金属被排入环境后具有永久性,且有明显的累积效应.随着人们对金属矿产品的需求量的不断增大,由此引发的环境问题日趋严重,重金属污染就是其中最为典型的一个. 以云南铅锌矿为例,云南拥有国内储量最大的兰坪铅锌矿和国内品位最富的会泽铅锌矿,它的开采量日益增大,产生的环境问题也随之日益增多,由于云南铅锌矿山布局分散,规模偏小,工艺技术落后,装备水平低,并且有相当一部分乡镇和个体私营企业没有专门的尾矿坝,尾矿、废水随意排放,加之由于当地开发无序,滥采滥挖,环保投入不足,导致矿山特别是铅锌矿山老化,品位下降,开采难度增大,造成了一定的环境污染,并使得生态环境的修复、改造和维护难以进行。 一土壤重金属污染的定义 重金属系指密度4.0以上约60种元素或密度在5.0以上的45种元素。但是由于不同的重金属在土壤中的毒性差别很大，所以在环境科学中人们通常关注锌、铜、钴、镍、锡、钒、汞、镉、铅、铬、钴等。砷、硒是非金属，但是它的毒性及某些性质与重金属相似，所以将砷、硒列入重金属污染物范围内。由于土壤中铁和锰含量较高，因而一般不太注意它们的污染问题，但在强还原条件下，铁和锰所引起的毒害亦应引起足够的重视。 土壤重金属污染是指由于人类活动将重金属带入到土壤中，致使土壤中重金
云南省重金属污染土壤修复与调查 摘要：土壤在人类的生产生活中占有着无可取代的地位，是人类赖以生存的根基。但是，随着人类工业化的进程不断推进，越来越多的土壤遭受了各种各样的污染和永久性的破环，人类的可持续发展岌岌可危。云南是一个各色金属矿业比较发达的省份，同时重金属污染土壤的情况也较为突出，本文对云南省重金属污染土壤的区域进行了调查并做了简单的总结。 关键词：云南土壤重金属污染修复调查 紫茎泽兰及其根内生真菌在重金属矿区修复中的基础研究 2010，康宇，云南大学 对云南省澜沧县竹塘乡募乃矿区进行了调查研究修复，发现矿区的自然生长的植物紫茎泽兰为优势植物，包括紫茎泽兰在内的矿区植物普遍为AMF和DSE 定殖；紫茎泽兰对重金属污染具有较强的抗性和适应能力，接种AMF/DSE能增强其对重金属的抗性，并影响重金属在地下、地上部分的积累和迁移；筛选适当的AMF（arbuscular mycorrhizal fungi，丛枝菌根真菌）和DSE（dark septate endophytes，深色有隔内生真菌）与紫茎泽兰形成高效抗性组合，利用紫茎泽兰与其根内生真菌联合修复矿区重金属污染土壤具有良好的应用前景。 蒙自桤木在云南重金属矿区植物修复中的应用价值评估 2012，崔洪亮，云南大学 同样以澜沧县慕乃矿区为背景，提出利用募乃铅锌矿区自然生长的蒙自桤木根系进行处理后，用于重金属污染土壤后的修复。 应用BCR分析云南蒙自大屯水稻田土壤中重金属形态 2013，张娅[1] 项朋志[2] 王振峰[3] [1]云南省中医中药研究院, [2]云南国防工业职业技术学院化学工程学院[3]云南民族大学民族药资源化学国家民委-教育部重点实验室, 以云南蒙自大屯水稻田土壤为研究对象，利用BCR连续提取法分析水稻田土壤样品中Cu、Pb、Zn的赋存特征，这些赋存特征主要包括可交换及碳酸盐结
论文课题土壤重金属污染现状及其治理方法 小组组长12549025 李思远 小组成员12549026 李康 12549028 王鑫 12549030 吴义超 土壤重金属污染现状及其治理方法随着社会的快速发展，土壤重金属污染日益严重。针对此，涌现了许多修复技术，而生物修复前景广阔，正日益受到重视。 现代工农业等快速发展的同时，土壤重金属污染的形势也越来越严峻。其治理方法很多，而生物修复以其无可比拟的优势正受到关注，应用前景广阔。但生物修复仍存在许多问题待解决，如超积累植物吸收重金属的机理还未研究清楚。所有这些，都阻碍了生物修复的大规模应用。 土壤重金属污染是指土壤中重金属过量累积引起的污染。污染土壤的重金属包括生物毒性显著的元素如Cd、Pb、Hg、Cr、As，以及有一定毒性的元素如Cu、Zn、Ni。这类污染范围广、持续时间长、污染隐蔽、无法被生物降解，将导致土壤退化，农作物产量和质量下降，并通过径流、淋失作用污染地表水和地下水。过量重金属将对植物生理功能产生不良影响，使其营养失调。汞、砷能抑制土壤中硝化、氨化细菌活动，阻碍氮素供应。重金属可通过食物链富集并生成毒性更强的甲基化合物，毒害食物链生物，最终在人体内积累，危害人类健康。 1现状 1.1国内
国家环境保护部抽样监测30万公顷基本农田保护区土壤，发现有3.6万公顷土壤重金属超标，超标率达12.1%。 据国土资源部消息，目前全国耕地面积的10%以上已受重金属污染，约有1.5亿亩，污水灌溉污染耕地3250万亩，固体废弃物堆积占地和毁田200万亩，其中多数集中在经济相对发达地区。 据我国农业部调查数据，在全国约140万公顷的污灌区中，受重金属污染的土地面积占污灌区面积的64.8%，其中轻度污染46.7%，中度污染9.7%，严重污染8.4%。 华南部分城市50%的耕地遭受镉、砷、汞等有毒重金属污染；长三角地区有些城市大片农田受多种重金属污染， 10%的土壤基本丧失生产力。 2005年，长三角等地土壤重金属污染严重的情况，曾见诸报端，并引发舆论普遍关注和争议。土壤污染立法迫在眉睫。 对浙北、浙东和浙中的236.5万公顷农用地调查发现，不适合种农作物的农用地面积为47.2万公顷，占20%；浙北、浙中、浙东沿海三个区域中，属轻度、中度与重度重金属污染的面积分别占38.12%、9.04%、1.61%，城郊传统的蔬菜基地、部分基本农田都受到了较严重的影响。 第九届亚太烟草和健康大会中一项名为《中国销售的香烟：设计、烟度排放与重金属》的研究报告称：13个中国品牌国产香烟中铅、砷、镉等重金属成分含量严重超标，其含量最高超过拿大产香烟3倍以上！ 2009年8月，陕西凤翔县发现大量儿童血铅含量严重超标，后确认是附近的陕西东岭冶炼公司的铅排放所导致。 1.2国外 英国早期开采煤炭、铁矿、铜矿遗留下的土壤重金属污染经过300年依然存在。1996到1999年间，英格兰和威尔士尝试挖出污染土壤并移至别处，但并未根本解决问题。从20世纪中叶开始，英国陆续制定相关的污染控制和管理的法律法规，并进行土壤改良剂和场地污染修复研究。 日本的土地重金属污染在上世纪六七十年代非常严重。其经济的快速增长导致了全国各地出现许多严重环境污染事件，被称为四大公害的痛痛病、水俣病、第二水俣病、四日市病，就有三起和重金属污染有关。 荷兰在工业化初期土地污染问题严重。从20世纪80年代中期开始，加强土壤的环境管理，完善了土壤环境管理的法律及相关标准。国土面积4.15万平方
第23卷第2期2005年5月 贵州师范大学学报(自然科学版) Journa l of Guizhou Nor m al University(Natural Sciences) Vo.l23.No.2 M ay2005 文章编号:1004)5570(2005)02-0113-08 土壤中重金属环境污染元素的来源及作物效应 王济1,王世杰2 (1.贵州师范大学地理与生物科学学院,中科院地化所环境地球化学国家重点实验室,中科院研究生院贵州贵阳550002; 2.中科院地化所环境地球化学国家重点实验室,贵州贵阳550002) 摘要:主要介绍我国5土壤环境质量标准6中规定含量的8种重金属环境污染元素(汞、镉、铅、铬、砷、锌、铜、镍)的污染来源及作物效应。土壤中重金属的主要来源是成土母质,矿山开采的三废污染,大气中重金属的沉降,农药、化肥、塑料薄膜等的使用等。重金属在作物中的分布规律一般是根>茎>叶>籽实。 关键词:土壤;重金属;环境;污染;来源;作物效应 中图分类号:X53文献标识码:A The sources and crops effect of heavy m eta l ele m en ts of con ta m i na ti on i n soil WANG Ji1,WANG S h i2ji e2 (1.Gu iz hou Nor ma lUn i ve rs i ty,The State Key Laboratory of Enviro nmenta lGeochem istry,Institute of Geochem i stry,Graduate School of Ch i nese A cade m y of Sc i ences,Guiyang,Gu i zho u550002,Ch i na; 2.The S tate Key Laboratory of Environ m en tal Geoche m istry,Instit ute of Geoche m istry, Chinese A cade m y of Sc i ences,Guiyang,Gu i zho u550002,Ch i na) Abstr act:Th is paper has intr oduced t h e source and crops eff ect of heavymetal e le ments of conta m i n a2 ti o n(H g,Cd,Pb,Cr,A s,Z n,Cu,N i)li m ited by Environmental Qua lity Standar d f or Soils (GB1561821995).The ma i n source is f ro m mother2materi a l of soi.l The heavy meta ls polluti o n also can be related w ith the produce ofm iner,sedi m en tation of heavy me tals in at m osphere,use of agro2 che m icals etc.The distri b uti o na l or der in crops i s root>ste m>leaf>f rui.t K ey w ord s:soi;l heavy meta;l environmen;t pollution;source,crop e f fect 土壤中重金属污染元素主要包括汞、镉、铅、铬及类金属元素砷等生物毒性显著的元素,以及有一定毒性的锌、铜、镍等[1]。因此我们将汞、镉、铅、铬、砷、锌、铜、镍合称为重金属环境污染元素。人类活动将重金属加入到土壤中,致使土壤中重金属含量明显高于原有含量,并造成生态环境质量恶化的现象称为土壤重金属污染[2]。重金属污染物在土壤中移动性很小,不易随水淋滤,不被微生物降解[3,4]。它们一方面对农作物、农产品和地下水等许多方面产生重大影响,并通过食物链危害人体健康;另一方面因大多数重金属在土壤中相对稳定且难以迁出土体,对土壤理化性质及土壤生物学特性(尤其是土壤微生物)和微生物群落结构产生明显不良影响,从而影响土壤生态结构和功能的稳定性[2,5]。 113 收稿日期:2005-01-04 基金项目:贵州省高校发展专项资金(黔教科2004111),贵州师范大学校科研启动费资助项目。作者简介:王济(1975-)男,博士,研究方向:土壤与环境。
土壤污染调查问卷 调查地点： 调查时间：2011 年月日 性别：男（）；女（）。 1.您的年龄 A.20岁以下 B.21—30 C.31—40 D.41—50 E.50岁以上 2.您的职业（） A.种粮专业户 B.养殖专业户 C.蔬菜种植专业户 D.教师 E.外出打工人士 F.基层干部 G.留守人员H.其他 4.家庭人口数 A.三人及三人以下 B.四人 C.五人 D.六人 E.七人及七人以上 3.您家的主要经济来源是（） A.种田 B.外出打工 C.种植经济作物 D.本地乡镇企业收入 E.养殖 G..其他 5.您家的经济收入在本地处于（） A.很好 B.较好 C.中等 E.较差 F.很差 6.家庭年人均收入 A.1000元以下 B.1000—2000 C.2001—3000 E.3001—4000 F.4001—5000 G.5000以上 7.你觉得当地的土壤污染严重吗? A.非常严重 B.一般 C.污染较轻 D.没有污染 8.你认为土壤污染对人身健康的影响有多大 A.没影响 B.可能有，但感觉不到 C.有，能感觉到，但不严重 D.有，且相当严重（是否已经引起地方性的疾病_________具体是____________） 9.家里拥有（包括承包别人的）土地的亩数________________ 10.近些年的农作物产量如何（与前些年相比较）注明所知作物_________________; A.减产程度很严重 B.有一定的减产现象 C.没有明显的变化 D.有一定的增产 E.产量大大增加 11.您认为，当地政府处理土地污染的有关政策和效果怎么样？ A.没有处理 B.有政策，但没有效果 C.有效果，很小 D.很有效 12.当地的灌溉用水主要来源 A.很少灌溉 B.天然水（雨水、河水等） C.处理后的工厂、生活污水 D.未经处理的工厂、生活污水 E.自来水 13.您对用污水灌溉农田有什么认识？ A.帮助作物生长，提高产量 B.污染土壤和地下水 C.污染农产品 D.危害人体健康 E.破环生态环境F没影响 14.您在使用农药或化肥时，会选择一些污染较小、残留较少的种类吗? A、不会，随意使用，有效就行 B、偶尔会注意 C、如果效果好的话，会选择环保型的 D、很注意，尽量用环保产品 15.有无发生在您身边由土壤污染引起的影响甚至危害人身体健康的事件？您觉得严重吗？ A.有，比较严重 B.有，但不严重 C. 没有
中国耕地土壤重金属污染概况 摘要：依托收集的耕地土壤重金属污染案例资料，建立了我国138个典型区域的耕地土壤重金属污染数据库，并利用《土壤环境质量标准》（GB15618—1995）中的二级标准作为评价标准，测算了我国耕地的土壤重金属污染概况。研究表明：（１）我国耕地的土壤重金属污染概率为16.67%左右，据此推断我国耕地重金属污染的面积占耕地总量的1/6左右；（２）耕地土壤重金属污染等别中，尚清洁、清洁、轻污染、中污染、重污染比重分别为68.12%，15.22%，14.49%，1.45%，0.72%；（３）８种土壤重金属元素中，Ｃｄ污染概率为25.20%，远超过其他几种土壤重金属元素；此外，也有一些区域发生Ni，Hg，As和Pb土壤污染，但是Ｚｎ、Ｃｒ和Ｃｕ元素发生污染的概率较小；（４）辽宁、河北、江苏、广东、山西、湖南、河南、贵州、陕西、云南、重庆、新疆、四川和广西１４个省、市和自治区可能是我国耕地重金属污染的多发区域，特别是辽宁和山西的耕地土壤重金属污染可能尤其严重。 关键词：土壤污染；重金属；耕地；污染概率 过去的50年中，大约有2.2万ｔ的Cr，9.39×10５ｔ的Cu，7.89×10５ｔ的Pb 和1.35×10６ｔ的Zn排放到全球环境中，其中大部分进入土壤，引起了土壤重金属污染。随着我国工业和城市化的不断发展，工业和生活废水排放、污水灌溉、汽车废气排放等造成的土壤重金属污染问题也日益严重。重金属污染不仅能够引起土壤的组成、结构和功能的变化，还能够抑制作物根系生长和光合作用，致使作物减产甚至绝收。更为重要的是，重金属还可能通过食物链迁移到动物、人体内，严重危害动物、
土壤重金属污染现状及其治理方法摘要随着社会的快速发展，土壤重金属污染日益严重。针对此，涌现了许多修复技术，而生物修复前景广阔，正日益受到重视。 关键词土壤重金属污染生物修复超积累植物 Abstract: With the rapid development of the society, the heavy metal pollution of the soil is growing worse and worse. Facing this situation, there have been many repairing technologies. The Bioremediation has a broad prospect and is at a premium. Keywords:heavy metal pollution of the soil；Bioremediation；hyper accumulator 现代工农业等快速发展的同时，土壤重金属污染的形势也越来越严峻。其治理方法很多，而生物修复以其无可比拟的优势正受到关注，应用前景广阔。但生物修复仍存在许多问题待解决，如超积累植物吸收重金属的机理还未研究清楚。所有这些，都阻碍了生物修复的大规模应用。 土壤重金属污染是指土壤中重金属过量累积引起的污染。污染土壤的重金属包括生物毒性显著的元素如Cd、Pb、Hg、Cr、As，以及有一定毒性的元素如Cu、Zn、Ni。这类污染范围广、持续时间长、污染隐蔽、无法被生物降解，将导致土壤退化，农作物产量和质量下降，并通过径流、淋失作用污染地表水和地下水。过量重金属将对植物生理功能产生不良影响，使其营养失调。汞、砷能抑制土壤中硝化、氨化细菌活动，阻碍氮素供应。重金属可通过食物链富集并生成毒性更强的甲基化合物，毒害食物链生物，最终在人体内积累，危害人类健康。 1现状 1.1国内 国家环境保护部抽样监测30万公顷基本农田保护区土壤，发现有3.6万公顷土壤重金属超标，超标率达12.1%。 据国土资源部消息，目前全国耕地面积的10%以上已受重金属污染，约有1.5亿亩，污水灌溉污染耕地3250万亩，固体废弃物堆积占地和毁田200万亩，其中多数集中在经济相对发达地区。 据我国农业部调查数据，在全国约140万公顷的污灌区中，受重金属污染的
城市土壤重金属污染及治理对策_污染治理 时间：2011-07-10 09:02:25 来源：污染治理作者：秩名 论文导读:：城市化的进程加速了城市土壤的重金属污染，对人类的健康及生命造成威胁。文中分析讨论了土壤重金属污染的来源、空间分布特征及其影响人体健康的途径，并从环境化学的角度提出了相应的污染治理的对策以实现城市可持续发展。 论文关键词：城市土壤，重金属污染，污染治理 引言 城市是人类社会经济发展的必然产物。从18世纪以来人口不断向城市集中。如今随着各国工业迅猛增长，社会经济飞速发展，城市的数目和规模均不断扩大[1]。而城市环境是一个以人为中心的城市经济、社会生态的复合生态系统。目前，城市人口剧增，人类活动频繁污染治理，使得组成这个环境的水、空气和土壤时刻处于被污染的状况之下，影响着城市的可持续性发展中国论文网。所以，建设一个绿色健康的城市环境是城市可持续发展的必然方向。 城市土壤是指受多种人为活动的强烈影响，原有继承特性遭到强烈改变的厚度大于或等于50cm的城区或郊区土壤[2]，是城市环境的重要组成部分，是城市生态系统地球化学循环的重要环节[3]，也是城市赖以存在发展的物质基础。当大量的重金属随着各种各样的人类活动进入城市土壤中，便造成这些元素在土壤中的积累。一般认为，土壤中污染物累积总量达到土壤环境背景值的2或3倍标准差时，说明土壤中该污染元素或化合物含量异常，已属土壤轻度污染；当土壤污染物含量达到或超过土壤环境基准或环境标准时污染治理，说明该污染物的输入、富集的速度和强度已超过土壤环境的净化和缓冲能力，则属重度土壤污染。由于城市人口密集，人类活动频繁，与土壤接触的机率很高，所以城市土壤的重金属污染更容易通过大气、水体或食物链而直接或间接地进入人体，威胁着人类的健康甚至生命。因此，研究城市土壤重金属污染现状并提出相应的治理对策是可持续发展城市所必需进行的重要的基础工作。 1.城市土壤重金属污染的现状 2.1 空间分布特征 由于城市土壤受人类各种活动的强烈影响，因此其重金属污染分布也呈现出 显著的空间差异。一般地，人口聚集的城市中心区域土壤重金属含量明显高于郊区和农田。对纽约市“市区－郊区－农区”土壤研究发现，重金属离子总量、重金属离子多样性等随着距市中心距离的增加而降低，重要污染重金属Pb、Cu、Ni、Cr的含量下降非常明显[4]。 在城市不同的功能区污染治理，重金属分布呈现出一定的规律性。一般的规律表现为：Pb的浓度为老工业区＞老居民区＞商业区＞开发区＞其它；Zn的浓度为老居民区＞商业区＞老工业区＞其它；Cu的浓度为老居民区＞商业区＞其它；Cd的浓度为老工业区＞老居民区＞其它[5 - 7]中国论文网。 城市公园是人们与土壤直接接触较多的特殊区域。北京城区三十多个公园土壤Pb质量分数调查表明，尽管大多数公园土壤污染程度轻，但客流量大的故宫、颐和园等著名公园污染指数却远远高于其它公园[8]。 城市土壤重金属污染的另一特征是公路两侧一般为城市土壤重金属污染最严重的地带，且呈明显的带状分布[9]。在50 m～80 m内公路两侧土壤中铅污染相当严重，100 m外土壤中的铅含量没有明显增加[10]。 此外，建筑物的建设、垃圾的堆积填埋等严重破坏了自然土壤结构，土壤层次凌乱，重金属在其垂直剖面方向分布变异较大，不同功能区重金属元素在土壤中各层的聚集状况没有规律可循[11,12] 。 2.2城市土壤重金属污染的来源 矿产冶炼加工、电镀、塑料、电池、化工等行业是排放重金属的主要工业源，其排放的重金属可以气溶胶形式进入到大气，经过干湿沉降进入土壤；另一方面污染治理，含有重金属的工业废渣随意堆放或直接混入土壤，潜在地危害着土壤环境[13]。随着城市化发展，大量污染企业搬出城区，原有的企业污染用地成为城市土壤重金属污染的突出问题[14]。 燃煤释放也是土壤重金属重要来源之一，195年中国燃煤排放汞302.9吨，其中向大气排放量为213.8吨，北京、上海等超大城市排汞强度较高[15]。虽然近些年燃料使用及供暖方式的改变已明显改善这些城市的空气污染状况，但过去燃煤释放并已沉降至城市土壤中的重金属对城市生态系统、环境及人体健康仍会产生长期效应。 随着城市化发展，交通工具的数量急剧增加，汽车轮胎及排放的废气中含有Pb、Zn、Cu等多种重金属元素[16,17]，进入周围的土壤环境污染治理，成为土壤重金属污染的主要来源之一。此外，雨水淋洗也会使市区内堆放的垃圾中的重金属以有效态形式[18]渗漏释放到土壤中，使城市土壤局部重金属含量增加中国论文网。而表生条件下以有效态形式存在的金属元素几乎不可能再结合为残渣态，重金属在土壤中迁移能力增加，进而污染地下水。 2.3城市土壤重金属污染影响人体健康的途径 城市郊区是市区蔬菜的主要供应基地。因此，土壤－蔬菜系统是城市人群暴露土壤重金属污染的主要途径之一。目前研究发现中国城郊菜地土壤已受到不
浅谈我国土壤重金属污染现状及修复技术 土壤是一个开放的缓冲动力学系统，承载着环境中50%～90%的污染负荷[1-2]。随着矿产资源开发、冶炼、加工企业等规模的扩大以及农业生产中农药、化肥、饲料等用量的增加和不合理的使用，致使土壤中重金属含量逐年累积，明显高于其背景值，造成生态破坏和环境质量恶化，对农业环境和人体健康构成严重威胁。重金属在土壤中移动性差、滞留时间长、难降解，可以通过生物富集作用和生物放大作用进入到农牧产品中[3]，从而影响产出物的生长、产量和品质，潜在威胁人体健康[4]。本文对我国土壤重金属污染现状进行了简要分析，概述了土壤中重金属的来源，简单介绍了物理修复、化学修复和生物修复技术在土壤重金属污染修复方面的研究进展，以期为土壤重金属污染修复提供参考。 1我国土壤重金属污染现状 随着矿山开采、冶炼、电镀以及制革行业的蓬勃发展，一些企业盲目追逐经济利益，轻视环境保护，再加上农药、化肥、地膜、饲料添加剂等的大量使用，我国土壤中Pb、Cd、Zn等重金属的污染状况日益严重，污染面积逐年扩大，危害人类和动物的生命健康。据报道，2008年以来，全国已发生100余起重大污染事故，其中Pb、Cd、As等重金属污染事故达30多起。据2014年国家环境保护部和国土资源部发布的全国土壤污染状况调查公报显示，全国土壤环境总状况体不容乐观，部分地区土壤污染较重，耕地土壤环境质量堪忧，工矿业废弃地土壤环境问题突出。全国土壤总的点位超标率为16.1%，其中轻微、轻度、中度和重度污染点位比例分别为11.2%、2.3%、1.5%和1.1%。据农业部对我国24个省市、320个重点污染区约548 万hm2土壤调查结果显示，污染超标的大田农作物种植面积为60万hm2，其中重金属含量超标的农产品产量与面积约占污染物超标农产品总量与总面积的80%以上，尤
2011高教社杯全国大学生数学建模竞赛 编号专用页 赛区评阅编号（由赛区组委会评阅前进行编号）： 全国统一编号（由赛区组委会送交全国前编号）：全国评阅编号（由全国组委会评阅前进行编号）：
城市表层土壤重金属污染分析 摘要 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。城市工业、经济的发展，污水排放和汽车尾气排放等均能引起城市表层土壤重金属污染。而重金属污染对城市环境和人类健康造成了严重的威胁，因此对城市表层土壤重金属污染的研究具有重大意义。 对于问题1，先用MATLAB软件对所给数据进行处理，插值拟合得出8种主要重金属元素在该城区的空间分布图；再用内梅罗综合污染指数评价法建立模型进行求解。首先用EXCEL对数据进行分析，得出各区的8种重金属的平均浓度；然后结合MATLAB软件求出各 各种元素之间及其与海拔之间的相关系数矩阵和相关度；然后结合第一问给出的空间分布图和区域散点图，参照主要重金属含量土壤单项污染的指数，分析得出各重金属污染的主要原因主要来自工业区、主干道路区和生活区。 对于问题3，由上述问题的分析可以认为重金属的分布是连续的，物质的扩散从高浓度向低浓度进行。在模型一数据处理基础上建立遍历搜索模型，结合MATLAB软件求出重金属空间分布中的极值点即可能的污染源，得出极值点后再结合《国家土壤环境质量标准》通过MATLAB软件对极值点进行筛选，得出8种重金属元素的主要污染源。 对于问题4，对所建立的模型进行分析，找出了各个模型的优缺点。然后分析影响城市地质演化模型的因素，为更好地研究城市地质环境的演变模式，从动态和多元的角度出发，还应搜集采样点的长期动态数据和岩石、土壤、大气、水和生物等因素的相关信息，分别建立动态动态传播模型和城市地质环境的综合评价预测模型。 关键词：梅罗综合污染指数评价法污染等级相关矩阵遍历搜索模型污染源