土壤中重金屬的來(lái)源資料集

土壤中重金屬的來(lái)源:固體廢物的堆積、大氣沉降、污水灌溉、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、金屬礦山土坡。另外，重慶市屬于酸雨重污染區(qū)，隨著土壤酸度的增加，重金屬離子的溶解度逐漸增大，高濃度的有毒重金屬元素便會(huì)沉降和積累在表土層，致酸離子會(huì)與土壤膠體吸附的重金屬離子(鹽基離子)發(fā)生交換，造成土壤中被固定的重金屬發(fā)生淋溶，使得土壤中重金屬含量增加?，F(xiàn)有研究發(fā)現(xiàn)土壤中過(guò)量的重金屬主要來(lái)自于污水灌溉、化肥農(nóng)藥的大量使用、城市垃圾與污泥農(nóng)用堆肥等。造成土壤重金屬污染的原因可歸納為以下三方面。降塵影響降塵量年平均約252t/km,(1990),降塵中含有的重金屬比土壤背景值高2.19一128.9倍，成為土壤重金屬的主要來(lái)源?；视绊懟誓暧昧窟_(dá)到97.1又10吐(1990)，化肥中含有一定量的重金屬,大量施用化肥,使重金屬積累,帶來(lái)污染。渣肥影響施用未經(jīng)無(wú)害化處理的渣肥,重金屬含量增加56.2一279.9%。綜上所述,環(huán)境系統(tǒng)已受到不同程度的污染,影響最為普遍的是細(xì)菌,非金屬元素硫.重金屬中的汞以及鐵、錳等元素。城市土壤是城市生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分,與自然土壤相比,它既繼承了原有自然土壤的某些特征,又具有獨(dú)特的成土環(huán)境與成土過(guò)程,表現(xiàn)出特殊的養(yǎng)分循環(huán)和生物學(xué)特征。城市土壤定義為具有由城市產(chǎn)生的物質(zhì)的混合、填充、埋藏和污染而形成的,厚度大于的人為表層的土壤。對(duì)于城市生態(tài)系統(tǒng)來(lái)說(shuō),城市土壤是城市生態(tài)系統(tǒng)的主要組成部分之一,具有重要的生態(tài)、環(huán)境和經(jīng)濟(jì)功能,也是城市污染物的源和匯。土壤重金屬污染與工業(yè)活動(dòng)、汽車尾氣的排放密切有關(guān),城市表土和道路灰塵的重金屬可作為城市大氣污染的指示。土壤重金屬污染物主要有汞、鍋、鉛、銅、鉻、鎳、鐵、錳、鋅等,砷雖不屬于重金屬,但因其行為與來(lái)源以及危害都與重金屬相似,故通常將砷也列入重金屬類進(jìn)行討論。土壤重金屬污染是指人類活動(dòng)將重金屬輸入十壤中,引起土壤重金屬含量明顯高于背景含量,并造成生態(tài)環(huán)境質(zhì)量惡化的現(xiàn)象。重金屬污染是土壤污染最重要的一個(gè)方面。隨著城市化進(jìn)程加快,各種業(yè)污染物的出現(xiàn)是土壤重金屬污染的主要原因。重金屬具有難降解、易積累、毒性大和隱蔽性、長(zhǎng)期性、不可逆性等特點(diǎn),不僅惡化了城市土壤生態(tài)環(huán)境,而且通過(guò)地面揚(yáng)塵、地表徑流、污染的地下水、食物鏈等途徑嚴(yán)重危害城市居民的身體健康,因此城市土壤重金屬研究日益受到重視城市土壤重金屬污染則主要來(lái)源于家庭活動(dòng)、廢棄物處理、交通運(yùn)輸、金屬礦開(kāi)采和冶煉、制造業(yè)、加工業(yè)、發(fā)電廠、肥料場(chǎng)等外源污染。其中，礦物加工和冶煉、電鍍、塑料、電池、化工等行業(yè)是排放重金屬的主要工業(yè)源，它們以“三廢”形式不斷向城市土壤排放重金屬，在某些工廠企業(yè)周圍的土壤，含量甚至高達(dá)眺。城市交通運(yùn)輸則是城市土壤重金屬污染的另一個(gè)重要來(lái)源，汽車尾氣排放、輪胎添加劑中的重金屬元素均可影響到土壤中的含量，且這些元素的積累量都與交通流量有關(guān)洲。城市土壤中重金屬主要來(lái)源于工業(yè)生產(chǎn)廢水、廢棄物以及汽車尾氣的排放，這也決定了重金屬在城市土壤中的空間分布規(guī)律。城市內(nèi)不同的。幾地利用方式，對(duì)土壤中的重金屬含量有著顯著影響，而相同土地利用方式下的土壤重金屬污染狀況則表現(xiàn)出明顯的同一性?？傮w來(lái)說(shuō)，城市土壤中重金屬含量要明顯高于郊區(qū)及遠(yuǎn)離城卜的農(nóng)田土壤的含量，城市土壤是郊區(qū)土壤重金屬污染的源。由調(diào)查中得知,引用污水灌溉是重金屬污染的主要原因南岸區(qū)和沙坪壩區(qū)蔬菜地的地形地貌主要為山地和丘陵地,沒(méi)有直接用于灌溉的清潔水源,它們的主要灌溉水為池塘和地下水,因此部分蔬菜地引用城市污水進(jìn)行灌溉。大氣粉塵的污染是蔬菜地重金屬污染的另一個(gè)重要原因調(diào)查中發(fā)現(xiàn)在蔬菜地附近存在的主要工業(yè)污染源有水泥廠、鋼鐵廠、農(nóng)藥廠、電鍍廠和皮革廠。垃圾肥帶進(jìn)人們長(zhǎng)期以來(lái)有蔬菜地施用垃圾肥的習(xí)慣,使重金屬隨垃圾肥進(jìn)入土壤。氣源重金屬微粒是農(nóng)田重金屬污染的途徑之一，它的構(gòu)成主要是金屬飄塵，不僅來(lái)自未經(jīng)處理的工業(yè)廢氣排放，還來(lái)自生活能源燃煤的廢氣排放。固體廢棄物污染:含有較高重金屬的固體廢棄物或礦砂堆積也是農(nóng)業(yè)環(huán)境中的重金屬污染源。3結(jié)果與討論綜合以上分析，城郊土壤重金屬含量特征表現(xiàn)為：（1）城市郊區(qū)表層土壤由于其特殊的位置和功能，容易受到污染。土壤中的Pb、Cd、Cr、Cu、Ni、Zn、As和Hg8大重金屬均有外源物質(zhì)的進(jìn)入。測(cè)試樣點(diǎn)單項(xiàng)污染指數(shù)Hg達(dá)污染級(jí)，綜合污染指數(shù)平均值1.7,屬于輕度污染級(jí)。污染級(jí)污染樣點(diǎn)占52.38%。（2）工業(yè)點(diǎn)源污染是主要原因之一。工廠周圍的土壤重金屬單項(xiàng)污染指數(shù)和綜合污染指數(shù)較非工廠周圍污染明顯要高。城市居民的生活垃圾，工業(yè)污染物輸送到城市郊區(qū)較多，城市工廠大都建在城郊，因而對(duì)于城市郊區(qū)工業(yè)污染物是重要的污染源，不容忽視。（3）不同利用方式對(duì)土壤重金屬的含量有著重要的影響。比較菜地和水田這兩種城郊農(nóng)業(yè)主要土地利用方式，菜地的8大土壤重金屬單項(xiàng)污染質(zhì)數(shù)和綜合污染指數(shù)均高于水田。農(nóng)業(yè)投入的物質(zhì)數(shù)量和種類以及農(nóng)業(yè)利用的集約程度是造成菜地土壤重金屬含量高的主要原因。菜地本身其農(nóng)業(yè)利用強(qiáng)度高于水田，而對(duì)于城市郊區(qū)蔬菜的需求量更大，同時(shí)在經(jīng)濟(jì)利益的驅(qū)使，蔬菜種植多，農(nóng)業(yè)投入和強(qiáng)度大，而且對(duì)于反季節(jié)的大棚蔬菜的種植也增加，農(nóng)業(yè)投入和強(qiáng)度更大，有機(jī)肥的大量施用，豬糞等農(nóng)家肥的不合理施用都會(huì)造成土壤重金屬含量的增加。綜上所述：城郊表層土壤由于其特殊功能和位置，其容易受到污染，污染主要原因?yàn)楣I(yè)點(diǎn)源污染、農(nóng)業(yè)物質(zhì)的投入、農(nóng)業(yè)集約利用程度和強(qiáng)度的影響。因此，保護(hù)城郊土壤、保證土壤資源可持續(xù)利用需從工業(yè)污染點(diǎn)源的控制、農(nóng)業(yè)物質(zhì)投入控制、農(nóng)業(yè)集約利用程度和土壤資源保護(hù)相協(xié)調(diào)的幾個(gè)方面著手，如控制工廠排污之前需對(duì)污物凈化，城郊生活垃圾統(tǒng)一處理、農(nóng)家肥、有機(jī)肥使用前需對(duì)其進(jìn)行必要處理，農(nóng)業(yè)利用強(qiáng)度需結(jié)合土壤保護(hù)等措施。鄭州市郊區(qū)土壤重金屬污染的空間分布克里格插值法【81是對(duì)區(qū)域變量進(jìn)行無(wú)偏最佳估值的一種可靠方法，采用軟件ArcGIS中普通克里格方法(OrdinaryKriging)，對(duì)研究區(qū)域土壤重金屬單因子指數(shù)值和內(nèi)梅羅綜合指數(shù)進(jìn)行捅值，并按照污染評(píng)價(jià)指數(shù)等級(jí)進(jìn)行重新分類，結(jié)果如圖2所示。由圖可以看出，鄭州市土壤中Cd在西部已經(jīng)超出警戒線范圍，有向北發(fā)展的趨勢(shì)，但整體上尚沒(méi)有引起明顯的危害。Hg在鄭州市北郊超出背景值的二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，達(dá)輕污染，部分甚至達(dá)到中度污染，Hg污染最為嚴(yán)重的是惠濟(jì)區(qū)的老鴉陳村，已有很多研究［9-12】表明此地Hg污染較為嚴(yán)重，其來(lái)源主要有污水灌溉和噴灑農(nóng)藥。Pb的污染比較普遍，屬于輕度污染，是另一潛在的污染源，尤其是老鴉陳及毛莊附近的Pb污染最為嚴(yán)重，但Pb在土壤中和植物體中遷移性較差，在土壤中易被固定；全區(qū)As的指數(shù)值除靠近城市的1個(gè)樣點(diǎn)超出l以外，其余均在l以下，遠(yuǎn)低于背景值，As可能存在點(diǎn)源污染，即由于城市附近某些工廠的排放的“三廢”，致使土壤中近郊As的含量有所提高。Cr單因子指數(shù)絕大部分地區(qū)都高于3,屬于重度污染，cr來(lái)源主要為工業(yè)廢水，管城區(qū)姚莊附近Cr含量最高，也是因?yàn)楦浇S較多，而且Cr在土壤中主要以C，形態(tài)存在，土壤膠體對(duì)Cp有強(qiáng)烈的吸附作用，較快地被吸附固定積累在表層，很少向下移動(dòng)，因而造成土壤Cr含量增加的主要原因。同樣由于Cr的單因子指數(shù)極高貢獻(xiàn)率和鉛的單因子指數(shù)較高貢獻(xiàn)率，使得全區(qū)綜合污染指數(shù)均超出背景值，達(dá)到輕污染以上的程度，即全區(qū)的西南部處于中度污染，其它大部分處于重度污染，嚴(yán)重污染的將近占全區(qū)面積的一半。1.2重金屬含量分析土壤中重金屬含量委托國(guó)土資源部長(zhǎng)春地質(zhì)礦產(chǎn)資源監(jiān)督檢測(cè)中心測(cè)試分析。用ADVANT'XP型+X射線熒光光譜儀采用X熒光光譜法(XRF)測(cè)定土壤中的Cu、Cr、Zn和Pb,用AFS—230E型原子熒光光度儀采用原子熒光光度法(AFS)測(cè)定土壤中的As和Hg,用M6型石墨爐原子吸收光譜儀采用石墨爐原子吸收光譜法(GF—AAS)測(cè)定土壤中的Cd。分析方法均按照中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局地質(zhì)調(diào)查技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)(DD2005-01)規(guī)定經(jīng)過(guò)準(zhǔn)確度和精密度檢驗(yàn),分析方法的準(zhǔn)確度和精密度均達(dá)到規(guī)范要求。樣品分析采用國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)(GSS系列)進(jìn)行準(zhǔn)確度和精密度質(zhì)量監(jiān)控，監(jiān)控結(jié)果表明分析結(jié)果準(zhǔn)確可靠。各元素測(cè)試對(duì)數(shù)偏差A(yù)lgC均小于0.05;報(bào)出率為100%;抽取10%的樣品進(jìn)行重復(fù)性檢驗(yàn)，相對(duì)雙差RD小于10%，分析合格率均達(dá)到%。同時(shí),測(cè)試分析數(shù)據(jù)均通過(guò)實(shí)驗(yàn)室經(jīng)M認(rèn)證。為更好地對(duì)長(zhǎng)春市城區(qū)表層土壤重金屬污染來(lái)源進(jìn)行解析，同時(shí)測(cè)定了M、O3、O、Fe2O3、MgO。1.3主成分分析方法(PCA)主成分分析法(PCA)是用來(lái)研究多個(gè)變量的相關(guān)性的一種多元統(tǒng)計(jì)分析方法，它在較少損失原始變量數(shù)據(jù)信息的前提下，用少量的因子代替原始變量，達(dá)到對(duì)原始變量分類的目的，用以揭示原始變量之間的內(nèi)在聯(lián)系，把龐雜的原始數(shù)據(jù)按成因上的聯(lián)系進(jìn)行歸類，由果及因地歸納出幾條比較客觀的成因線索，提供邏輯推理方向，以導(dǎo)出正確的成因結(jié)論，其原理和算法可參考有關(guān)文獻(xiàn)［3］。本文運(yùn)用SPSS11.0統(tǒng)計(jì)軟件包進(jìn)行主成分分析，為消除變量之間在數(shù)量級(jí)和量綱上的差異，以使各類變量處于同等地位，采用Z分?jǐn)?shù)法(ZSocre)對(duì)重金屬含量數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化，標(biāo)準(zhǔn)化后的變量，滿足其平均值為0，標(biāo)準(zhǔn)差為1。基于相關(guān)系數(shù)矩陣進(jìn)行主成分的提取，采用PCA法進(jìn)行主因子的提取。為使主成分變量更容易得到解釋，采用方差極大正交旋轉(zhuǎn)法(VARIMAXnormalizedrotation)對(duì)因子載荷矩陣進(jìn)行旋轉(zhuǎn),使得各變量在同一主成分上載荷的平方向最大與最小兩極最大限度地分化開(kāi)來(lái),也就是要使得每個(gè)主成分只在少數(shù)變量上集中著較大的因子載荷,而在其余變量上的因子載荷為零或接近為零。2結(jié)果及討論2.1長(zhǎng)春市城區(qū)表層土壤重金屬質(zhì)量分?jǐn)?shù)長(zhǎng)春市城區(qū)表層土壤重金屬元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)分析結(jié)果如表1所示。從表中可知,城區(qū)表層土壤中w(As)、w(Hg)、w(Cr)、w(Cu)、w(Zn)、w(Cd)及w(Pb)變化范圍較大，達(dá)平均值的4?83倍左右。