土壤重金属污染传播模型及应用
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基于表层土壤重金属污染分析的数学模型摘要:随着全球经济化的迅速发展,含重金属的污染物通过各种途径进入土壤,造成土壤严重污染,而且土壤重金属污染可能导致大气和地下水质量的进一步恶化。
针对城市表层土壤重金属污染问题的研究,分析出重金属污染物的空间分布特征,并结合其传播特征建立数学模型,运用matlab等软件进行求解。
通过模型可以对城市土壤地质环境异常查证,并根据查证得到的数据资料进行城市环境质量评价,测定各区域重金属含量等,具有较强的实际应用价值。
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)007-132-021 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。
2 8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。
城市表层土壤重金属污染分析摘要:文章利用单项污染指数衡量各区域内每种重金属元素对各监测点的污染程度,由尼梅罗算法得到8种重金属元素对各区域的污染程度;用因子分析法得到各种重金属元素污染的主要原因;由重金属元素的传播特征利用优化方法确定了污染源位置。
关键词:重金属污染尼梅罗算法因子分析法1 引言在以经济建设为一切工作重心的今天,工业化进程突飞猛进的同时重金属污染问题日趋严重。
重金属一旦进入土壤很难在生物循环过程中分解,当重金属在土壤中累积量超过土壤本身的承受能力时,不仅会影响土壤动植物的生长发育,而且还会通过植物的吸收、富集,并最终通过食物链进入人体,给人体健康带来巨大的危害。
目前,关于土壤重金属污染的研究已成为一个热点问题。
本文以2011年全国大学生数学建模竞赛题为背景,就某城区As、Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb、Zn八种主要重金属对土壤的污染状况展开研究。
考虑到不同的区域环境受人类活动影响的程度不同,所以按照功能,将城区划分为生活区、工业区、山区、主干道路区及公园绿地区。
研究过程中主要采用标点检测取样的办法获得各重金属的浓度数据,在此基础上给出了土壤重金属污染的研究办法。
具体做法是先由尼梅罗算法确定各区域的污染程度,同时利用因子分析法寻求污染原因,而后依据重金属的传播特征进行回溯,这样即可确定污染源的位置。
2 各区域重金属的污染程度对于重金属对土壤环境的污染程度,由于涉及多种元素,可用单项污染指数来衡量某一监测点某种元素对该点的污染程度,并用综合污染指数来衡量这八种重金属元素对该点的综合污染程度。
研究过程中,监测取样的方法获得的只是各金属在某一监测点的浓度,而通过这些数据很难直接评价污染程度,所以可选取一个统一的标准,将这些元素的浓度进行转化。
将各金属元素浓度背景值的上限作为标准,以浓度值在背景上限值中所占的比重作为污染程度。
可定义单项污染指数为:参照国家GB15618-1995《土壤环境质量标准》中对土壤质量等级给出的标准,就能得到重金属元素对各功能区的污染程度。
重金属迁移转化模型及应用本文旨在研究重金属迁移转化模型及其在环境保护领域的应用。
重金属在环境中存在着暴露风险,重金属污染是全球环境问题的核心,对公众健康和生态环境造成了严重的危害。
因此,研究重金属在环境中的迁移转化规律至关重要。
有关重金属的迁移转化的研究也越来越受到关注,其研究结果可用于实际应用。
首先,研究来探讨重金属迁移转化的模型。
迁移转化的模型的研究是重金属在环境中的迁移转化规律的基础,是重金属在环境中的迁移转化模式的研究,是中长期污染治理中重金属污染迁移转化机制分析和预测的基础,也是把重金属从环境中高效地清除的基础。
目前,重金属迁移转化模型分为有限体积、固体容器、混合体系、土壤和河流容器等几种不同的模型。
其中,有限体积模型最为常用,可以用于预测重金属在环境中的迁移特性。
另外,固体容器模型、混合体系模型和土壤容器模型可以用于计算重金属在环境中的累积。
其次,进一步研究重金属迁移转化模型在环境保护领域的应用。
重金属污染对环境和人类健康造成了长期危害,重金属污染修复技术在环境保护领域起着重要的作用。
重金属迁移转化模型可以用于评价环境中重金属污染的空间分布特征,为重金属污染修复技术的发展提供重要的依据。
此外,重金属迁移转化模型也可以用于环境监测,及时发现重金属污染的变化趋势,进一步研究重金属污染的有害作用,更好地说明环境污染的机理,从而有助于采取有效的污染防治措施。
最后,本文探讨了重金属迁移转化模型及其在环境保护领域的应用。
重金属在环境中的迁移转化规律和机理研究显示,重金属迁移转化模型可以被用于预测、监测和评价重金属污染,可以有效把重金属从环境中清除。
重金属迁移转化模型及其应用的研究,为重金属污染的修复和防控提供了重要的理论依据,对保护公共健康和环境具有十分重要的实际意义。
重金属迁移转化模型及应用
重金属是指元素原子核内具有大量质子且带有重原子核的元素,它们的原子半径较大,在化学性质上,它们具有较强的稳定性。
在目前的环境中,重金属被污染物不同形式的污染源而释出,它们的残留可在水、土壤和大气中的检测,如果不及时控制,它们可通过食物链影响全球生态系统和人类健康。
因此,重金属迁移转化模型研究了重金属在其转化过程中在自然界中的迁移和转化规律,为进行重金属污染控制提供了有效的方法。
重金属迁移转化广泛应用于工业、农业、采矿、物流等各个领域,主要涉及云污染物,土壤水文领域,贝类饲料生产等领域。
针对云污染物,利用重金属迁移转化模型可以预测重金属污染物的变化趋势,为污染物的控制提供科学依据,例如,可以研究重金属污染物的扩散、沉降和空气变化,以找出最佳的污染治理技术。
土壤水文领域,重金属迁移转化模型可以预测重金属污染物在土壤-水环境中的传输、吸附和衰减过程,为污染物的排放和控制提供重要的科学依据,同时,可以研究降水等自然灾害如何影响重金属污染物的释放,以便制定有效的污染控制策略。
贝类养殖业中,重金属迁移转化模型可以模拟重金属污染物从水和食物中迁移到贝类体内的过程,有助于预测和控制贝类养殖业中污染物的残留量,为贝类养殖业提供技术支持,保证人们食用贝类无害。
总之,重金属迁移转化模型具有重要的实用价值,它可以预测重金属污染物在自然界及人为活动中的变化,为重金属污染的控制和管
理提供有力的技术支持。
因此,重金属迁移转化模型的实施对维护地球环境、保护人类健康具有重要的意义。
2011高教社杯全国大学生数学建模竞赛城市表层土壤重金属污染分析摘要本文主要研究重金属对城市表层土壤污染的问题,我们根据题目所给定的一些数据和信息分析并建立了扩散传播模型、权重分配模型、对比模型和转换模型解决问题。
首先,我们利用Matlab 软件拟出该城区地势图(图1),根据所给数据绘出该地区的三维地势及采样点在其上的综合空间分布图。
之后将8种重金属的浓度等高线投影到该地区三维地形图曲面上,接着分别计算8种重金属在五个区域的平均值,立体图和平面图(图1附件)相结合便可得出8种重金属元素在该城区的空间分布。
其次,在确定该城区内不同区域重金属的污染程度时,我们运用两种方法进行解答。
先假设各重金属毒性及其它性质相同,运用公式ijij P C P ='求出各区域各金属相对于背景平均值的比值作为金属污染程度,再运用1ji ij j C C ==∑求出各区域重金属污染程度,并将各区进行比较。
之后,我们加上各重金属的毒性,对各重金属求出权数,再结合国标重金属污染等级和已知的各组数据来确定金属的污染程度。
由上述两种方法的对比,更准确地得出重金属对各区的影响程度。
即: 工业区>交通区>生活区>公园绿地区>山区 并根据第一个模型的数据来说明重金属污染的主要原因。
再次,对重金属污染物的传播特征进行了分析,判断出重金属污染物主要是通过大气、土壤和水流进行传播。
在分析之中,我们得出这三种状态的传播并不是孤立存在的,而是可以相互影响和叠加的,因此,我们分别建立三个传播模型,再对这三个传播模型进行了时间和空间上的拟合,得出重金属浓度最高的区域图,并结合各重金属的分布图(图6)来确定各污染源的位置。
最后,本题中只给出了重金属对土壤的污染,对于研究城市地质环境的演变模式,还需要搜集一些信息(图7)。
根据每种因素对地质环境的影响程度进行由定性到定量的转化。
建立同一地质时期地质环境中各因素的正影响和负影响的权重分配模型,再对这些权重进行验算和修正。
土壤重金属污染案例及分析(6篇)篇一:土壤重金属污染案例及分析土壤重金属镉污染现状、危害及治理措施一、本文概述随着工业化和城市化的快速发展,土壤重金属污染问题日益严重,其中镉污染尤为突出。
镉是一种毒性极强的重金属元素,对生态环境和人类健康构成严重威胁。
本文旨在全面概述土壤重金属镉污染的现状、危害及治理措施。
我们将探讨镉污染的主要来源,包括工业排放、农业活动、城市污水等。
我们将分析镉污染对土壤、水体、大气等环境的危害,以及对农作物和人体健康的潜在影响。
在此基础上,我们将提出一系列有效的治理措施,包括源头控制、土壤修复、农业管理等,以期为我国土壤重金属镉污染的防治工作提供有益的参考和借鉴。
二、土壤重金属镉污染现状近年来,随着工业化和城市化的快速发展,土壤重金属污染问题日益严重,其中镉污染尤为引人关注。
镉是一种具有显著生物毒性的重金属元素,它在土壤中的积累不仅会对土壤生态环境造成破坏,还会通过食物链影响人类健康。
在全球范围内,镉污染问题普遍存在。
特别是在一些工业发达、人口密集的地区,土壤镉污染尤为严重。
这些地区的工业活动,如采矿、冶炼、电镀等,会产生大量的含镉废水、废气和固体废弃物,这些废弃物如果不经过有效处理而直接排放,就会对土壤造成严重的污染。
在我国,土壤镉污染问题也不容忽视。
由于历史原因,一些地区长期存在重金属排放超标的问题,导致土壤镉含量严重超标。
这些地区的土壤不仅生态环境受到破坏,而且农产品质量也受到影响,甚至存在食品安全隐患。
为了有效应对土壤镉污染问题,我国已经采取了一系列治理措施。
例如,加强工业废水、废气和固体废弃物的监管和处理,推广环保技术和清洁能源,开展土壤污染修复和生态恢复等。
这些措施的实施,对于改善土壤镉污染现状、保护生态环境和人民健康具有重要意义。
然而,目前土壤镉污染问题仍然严峻,需要进一步加强治理力度。
未来,我们需要继续深化对土壤镉污染问题的研究,探索更加有效的治理技术和方法,为实现土壤生态环境的可持续发展做出更大贡献。
土壤污染物迁移扩散模拟与评价方法土壤污染是指由人类活动引起的土壤中存在有害化学物质,导致土壤功能受损或对生物环境造成危害的现象。
土壤污染物的迁移和扩散是土壤环境中的关键过程,对于评估土壤污染的风险和制定科学合理的治理方案至关重要。
为了准确评估土壤污染物的迁移扩散情况,科学家们发展了多种模拟和评价方法。
一、土壤污染物迁移扩散的模拟方法1. 方程模型:方程模型利用数学方程描述土壤中污染物的迁移和扩散过程。
其中最常用的模型是对流-弥散方程模型(Advection-Dispersion Equation,简称AD模型)。
AD模型假设污染物的迁移扩散主要受到对流和弥散两个过程的影响,通过求解该方程可以得到污染物在土壤中的浓度随时间和空间的变化规律。
2. 流域模型:流域模型将土壤作为一个整体,考虑土壤的水文特性和地形条件,模拟污染物在流域中的迁移扩散过程。
流域模型通常包括土壤水分传输模型、地表径流模型和地下径流模型等,通过模拟水文过程,间接模拟污染物的迁移与扩散过程。
3. 粒度模型:粒度模型利用土壤粒度分布参数来模拟土壤中污染物的迁移扩散。
土壤粒度参数直接影响土壤的水分传输和污染物的迁移扩散。
通过测定土壤的粒度分布参数,结合数学模型,可以预测土壤中污染物的迁移扩散行为。
二、土壤污染物迁移扩散的评价方法1. 污染物潜能评价:污染物潜能评价是评估土壤污染物迁移扩散风险的一种定量方法。
它通过分析土壤性质(如有机质含量、土壤颗粒组成等)以及污染物的特性(如溶解度、降解速率等),计算得到污染物在土壤中的潜在迁移和扩散能力。
2. 土壤污染指数评价:土壤污染指数是一种综合评价土壤污染程度的方法。
它利用化学分析数据,结合土壤环境质量标准和污染物排放标准,计算得到土壤污染指数值。
不同的污染物有不同的评价指标,可以用于定量分析和比较土壤污染的严重程度。
3. 土壤溶解模型评价:土壤溶解模型是评估土壤中污染物溶解度的一种方法。
通过测定土壤与污染物的相互作用及溶解速率,建立化学平衡和动力模型,预测土壤中污染物的迁移扩散情况。
扩散模型摘要:本文回顾了颗粒物大气扩散模型的应用,概括介绍了现有的不同扩散模型,从简单的箱式模型到复杂的流体动力学模型,以及扩散模型在不同环境中不同方法的适用性,考虑应用尺度、环境复杂性以及浓度参数化的确定。
最后,回顾了几个商业的和非商业的粒子扩散软件(packages),详细的介绍了它们的使用过程、在应用方面的优势和局限性。
回顾的模型包括:箱式模型(AURORA, CPB和PBM)、高斯模型(CALINE4, HIWAY2, CAR-FMI, OSPM, CALPUFF, AEROPOL, AERMOD, UK-ADMS 和 SCREEN3)、拉格朗日/欧拉模型(GRAL, TAPM, ARIA Regional)、CFD 模型(GRAL, TAPM, ARIA Regional)和气溶胶动力学模型(GATOR, MONO32, UHMA, CIT, AERO, RPM,AEROFOR2, URM-1ATM, MADRID, CALGRID和UNI-AERO)。
1、引言扩散模型描述大气、扩散和烟羽的化学物理过程,运用数学方程式来计算不同位置的浓度。
同时,还有很多关于大气模型、街道峡谷中扩散的研究方法(Vardoulakis et al.,2003),不同模型运用试验气象数据比较(Ellis et al., 2001;Sivacoumar and Thanasekaran, 2001; Hall et al.,2002; Caputo et al., 2003) 的评论文章,这些都是集中在模拟气体的扩散上。
不幸的是,只有很少的研究同时测定了粒子和气体浓度,这两个研究的差别可能部分源于观测的不同。
在开放的生境中,几项研究已经揭示气体和粒子浓度变化的相关性。
尽管在后来的研究中只有两个采样点,但是Monn et al. (1997)指出了城市环境下PM10和NO2浓度的相关性较差,以及PM2.5和NO2较好的相关性。
1 土壤中重金属污染物来源与分布土壤中重金属的来源是多途径的,首先是成土母质本身含有重金属,不同的母质、成土过程所形成的土壤含有重金属量差异很大。
此外,人类工农业生产活动,也造成重金属对大气、水体和土壤的污染。
1.1 大气中重金属沉降大气中的重金属主要来源于工业生产、汽车尾气排放及汽车轮胎磨损产生的大量含重金属的有害气体和粉尘等。
它们主要分布在工矿的周围和公路、铁路的两侧。
大气中的大多数重金属是经自然沉降[2]和雨淋沉降进入土壤的。
如瑞典中部Falun市区的铅污染[3],它主要来自于市区铜矿工业厂、硫酸厂、油漆厂、采矿和化学工业产生大量废物,由于风的输送,这些细微颗粒的铅,从工业废物堆扩散至周围地区。
南京某生产铬的重工业厂[4]铬污染叠加已超过当地背景值4.4倍,污染以车间烟囱为中心,范围达1.5 km2,污染范围最大延伸下限1.38 km。
俄罗斯的一个硫酸生产厂[5]也是由工厂烟囱排放造成S、V、As的污染。
公路、铁路两侧土壤中的重金属污染,主要是Pb、Zn、Cd、Cr、Co、Cu的污染为主。
它们来自于含铅汽油的燃烧,汽车轮胎磨损产生的含锌粉尘等。
它们成条带状分布,以公路、铁路为轴向两侧重金属污染强度逐渐减弱;随着时间的推移,公路、铁路土壤重金属污染具有很强的叠加性。
在宁—杭公路南京段[6]两侧的土壤形成Pb、Cr、Co污染晕带,且沿公路延长方向分布,自公路向两侧污染强度减弱。
在宁—连一级公路淮阴段[7]两侧的土壤铅含量增高,向两侧含量逐渐降低,且在地表0~30 cm铅的含量较高。
在法国索洛涅地区A71号高速公路[8]沿途严重污染重金属Pb、Zn、Cd,其沉降粒子浓度超过当地土壤背景值2~8倍,而公路旁重金属浓度比沉降粒子中高7~26倍。
在斯洛文尼亚[9]从居波加到扎各瑞波公路两侧,铅除了分布在公路两侧以外,还受阶地地貌和盛行风的影响,高铅出现在低地,公路顺风一侧铅含量较高。
经过自然沉降和雨淋沉降进入土壤的重金属污染,主要以工矿烟囱、废物堆和公路为中心,向四周及两侧扩散;由城市—郊区—农区,随距城市的距离加大而降低,特别是城市的郊区污染较为严重。
此外,还与城市的人口密度、城市土地利用率、机动车密度成正相关;重工业越发达,污染相对就越严重。
此外,大气汞的干湿沉降[10~12]也可以引起土壤中汞的含量增高。
大气汞通过干湿沉降进入土壤后,被土壤中的粘土矿物和有机物的吸附或固定,富集于土壤表层,或为植物吸收而转入土壤,造成土壤汞的浓度的升高。
1.2 农药、化肥和塑料薄膜使用施用含有铅、汞、镉、砷等的农药和不合理地施用化肥,都可以导致土壤中重金属的污染。
一般过磷酸盐中含有较多的重金属Hg、Cd、As、Zn、Pb,磷肥次之,,氮肥和钾肥含量较低,但氮肥中铅含量较高,其中As和Cd污染严重[13]。
经过对上海地区菜园土地、粮棉地的研究[14],施肥后,Cd的含量从0.134 mg/kg 升到0.316 mg/kg,Hg的含量从0.22 mg/kg升到0.39 mg/kg,Cu、Zn 增长2/3。
通过新西兰[15]50 a前和现今同一地点58个土样分析,自施用磷肥后,镉从0.39 mg/kg升至0.85 mg/kg。
在阿根廷[16]由于传统无机磷肥的施入,进而导致土壤重金属Cd、Cr、Cu、Zn、Ni、Pb的污染。
农用塑料薄膜生产应用的热稳定剂中含有Cd、Pb,在大量使用塑料大棚和地膜过程中都可以造成土壤重金属的污染。
1.3 污水灌溉污水灌溉一般指使用经过一定处理的城市污水灌溉农田、森林和草地。
城市污水包括生活污水、商业污水和工业废水。
由于城市工业化的迅速发展,大量的工业废水涌入河道,使城市污水中含有的许多重金属离子,随着污水灌溉而进入土壤。
在分布上,往往是靠近污染源头和城市工业区土壤污染严重,远离污染源头和城市工业区,土壤几乎不污染[17]。
近年来污水灌溉已成为农业灌溉用水的重要组成部分,中国自60年代至今,污灌面积迅速扩大,以北方旱作地区污灌最为普遍,约占全国污灌面积的90%以上。
南方地区的污灌面积仅占6%,其余在西北和青藏[18]。
污灌导致土壤重金属Hg、Cd、Cr、As、Cu、Zn、Pb等含量的增加。
淮阳污灌区自污灌以来,金属Hg、Cd、Cr、Pb、As等就逐渐增高,1995~1997年已超过警戒级[19]。
太原污灌区的重金属Pb、Cd、Cr含量远远超过其当地背景值,且积累量逐年增高[20]。
1.4 污泥施肥污泥中含有大量的有机质和氮、磷、钾等营养元素,但同时污泥中也含有大量的重金属,随着大量的市政污泥进入农田,使农田中的重金属的含量在不断增高。
污泥施肥可导致土壤中Cd、Hg、Cr、Cu、Zn、Ni、Pb含量的增加,且污泥施用越多,污染就越严重,Cd、、Cu、Zn引起水稻、蔬菜的污染;Cd、Hg可引起小麦、玉米的污染;污泥增加,青菜中的Cd、Cu、Zn、Ni、Pb也增加[21]。
Anthony[22]研究表明,用城市污水、污泥改良土壤,重金属Hg、Cd、Pb等的含量也明显增加。
1.5 含重金属废弃物堆积含重金属废弃物种类繁多,不同种类其危害方式和污染程度都不一样。
污染的范围一般以废弃堆为中心向四周扩散。
通过对武汉市垃圾堆放场[23]、杭州某铬渣堆存区[24]、城市生活垃圾场[25]及车辆废弃场[26]附近土壤中的重金属污染的研究,这些区域的重金属Cd、Hg、Cr、Cu、Zn、Ni、Pb、As、Sb、V、Co、Mn的含量高于当地土壤背景值,重金属在土壤中的含量和形态分布特征受其垃圾中释放率的影响,且随距离的加大重金属的含量而降低。
由于废弃物种类不同,各重金属污染程度也不尽相同,如铬渣堆存区的Cd、Hg、Pb为重度污染,Zn为中度污染,Cr、Cu为轻度污染。
1.6 金属矿山酸性废水污染金属矿山的开采、冶炼、重金属尾矿、冶炼废渣和矿渣堆放等,可以被酸溶出含重金属离子的矿山酸性废水,随着矿山排水和降雨使之带入水环境(如河流等)或直接进入土壤,都可以间接或直接地造成土壤重金属污染。
1989年我国有色冶金工业向环境中排放重金属Hg为56 t,Cd为88 t,As为173 t,Pb为226 t[27]。
矿山酸性废水重金属污染的范围一般在矿山的周围或河流的下游,在河流中不同河段的重金属污染往往受污染源(矿山)控制,河流同一污染源的下段自上游到下游,由于金属元素迁移能力减弱和水体自净化能力的适度恢复,金属化学污染强度逐渐降低。
江西乐安江沽口—中洲[28]由于遭受德兴铜矿的污染,水体及土壤中的重金属Cu、Pb、Zn、Cr含量增高,至鄱阳湖段重金属含量逐渐降低。
美国科罗拉多州罗拉多流域[29]受采矿的影响,重金属元素Cd、Zn、Pb、As的浓度,以污染源为最高,之后随着与污染源距离延长而逐渐降低。
莱安河[30]重金属污染,来自一个大型铜矿,导致重金属浓度远远超过当地背景值。
流域重金属污染随季节变化而异,枯水期重金属的含量明显高于丰水期[31]。
河流流速减缓可以导致该流段重金属含量增加[32]。
同一区域土壤中重金属污染物的来源途径可以是单一的,也可以是多途径的。
胡永定[33]通过研究徐州荆马河区域土壤重金属污染的成因中指出:Cr、Cu、Zn、Pb是由垃圾施用引起的,As是由农灌引起的,Cd 是由农灌和垃圾施用引起的,Hg是各种途径都具备。
王文祥[34]通过对山东省耕地重金属元素污染状况的研究说明,工业快速发展地区铅高于农业环境,铅与距公路远近有关。
乡镇企业技术、设备落后,原材料利用率低,造成其周边土壤重金属污染相当严重。
据贵州1986年的统计,全省乡镇排放汞14.7万kg,土壤中有的地方达56.64 mg/kg,超过未污染土壤的84.5倍。
要引起高度重视。
总的来说:工业化程度越高的地区污染越严重,市区高于远郊和农村,地表高于地下,污染区污染时间越长重金属积累就越多,以大气传播媒介土壤重金属污染土壤的具有很强的叠加性,熟化程度越高重金属含量越高重金属系指密度4.0以上约60种元素或密度在5.0以上的45种元素。
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。
环境污染方面所指的重金属主要是指生物毒性显著的汞、镉、铅、铬以及类金属砷,还包括具有毒性的重金属锌、铜、钴、镍、锡、钒等污染物。
随着全球经济化的迅速发展,含重金属的污染物通过各种途径进入土壤,造成土壤严重污染。
土壤重金属污染可影响农作物产量和质量的下降,并可通过食物链危害人类的健康,也可以导致大气和水环境质量的进一步恶化。
因此引起世界各国的广泛重视。
目前,世界各国土壤存在不同程度的重金属污染,全世界平均每年排放Hg约1.5万t、Cu为340万t、Pb为500万t、Mn为1500万t、Ni为100万t[1]。
中国北方大城市的蔬菜基地和部分商品粮基地也存在着不同程度的重金属污染,如北京、天津、西安、沈阳、济南、长春、郑州等地;。
南方相对较轻,如福州、宁波、上海、武汉、成都等地。
土壤重金属污染将会造成生态系统的严重破坏。
从中国土壤资源状况看,到2000年底中国人均耕地仅为0.1 hm2,而且随着今后中国经济社会的发展如生态退耕、农业结构调整及自然灾害损毁等,土壤资源将进一步减少。
因而如何有效地控制及治理土壤重金属的污染,改良土壤质量,将成为生态环境保护工作中十分重要的一项内容。
本文主要从土壤中重金属污染物来源与分布、土壤中重金属污染物的现行治理方法入手,提出土壤中重金属污染物防治的环境矿物学新方法。
旨在保护环境,提高土壤的环境质量。
1 土壤中重金属污染物来源与分布土壤中重金属的来源是多途径的,首先是成土母质本身含有重金属,不同的母质、成土过程所形成的土壤含有重金属量差异很大。
此外,人类工农业生产活动,也造成重金属对大气、水体和土壤的污染。
1.1 大气中重金属沉降大气中的重金属主要来源于工业生产、汽车尾气排放及汽车轮胎磨损产生的大量含重金属的有害气体和粉尘等。
它们主要分布在工矿的周围和公路、铁路的两侧。
大气中的大多数重金属是经自然沉降[2]和雨淋沉降进入土壤的。
如瑞典中部Falun市区的铅污染[3],它主要来自于市区铜矿工业厂、硫酸厂、油漆厂、采矿和化学工业产生大量废物,由于风的输送,这些细微颗粒的铅,从工业废物堆扩散至周围地区。
南京某生产铬的重工业厂[4]铬污染叠加已超过当地背景值4.4倍,污染以车间烟囱为中心,范围达1.5 km2,污染范围最大延伸下限1.38 km。
俄罗斯的一个硫酸生产厂[5]也是由工厂烟囱排放造成S、V、As的污染。
公路、铁路两侧土壤中的重金属污染,主要是Pb、Zn、Cd、Cr、Co、Cu的污染为主。
它们来自于含铅汽油的燃烧,汽车轮胎磨损产生的含锌粉尘等。
它们成条带状分布,以公路、铁路为轴向两侧重金属污染强度逐渐减弱;随着时间的推移,公路、铁路土壤重金属污染具有很强的叠加性。