三个地区重金属污染状况及污染特点分析

:本文对南京市汤山镇伏牛山铜矿、句容市宝华镇铜山村铜矿、以及张家港市塘桥镇何桥村等三个地区的农田土壤重金属污染状况进行了调查,分析了土壤重金属总量、不同土层土壤重金属分布规律、以及土壤重金属赋存形态。研究发现,汤山和句容农田主要是铜污染、张家港农田主要为铅污染。汤山Cu污染情况最为严重,土壤总铜含量221.7~3272.7mg/kg,平均值达1460.6mg/kg;句容农田土壤铜总量34.5~1302.8mg/kg,平均值为305.5mg/kg;张家港农田土壤Pb含量为17.1~111.1 mg/kg,平均值为51.4 mg/kg。0-60厘米土层土壤重金属含量分析结果表明,南京汤山表层土Cu含量最高,随着深度的增加含量依次降低;而句容和张家港农田0~20cm土层土壤重金属含量略低于底层土壤,20-40、40-60cm土层土壤重金属总量没有明显差异。三地土壤重金属赋存形态分析表明:汤山和句容土壤Cu主要以残余态Cu为主,占总量76%左右;张家港土壤Pb主要以可氧化态、残余态为主,分别占52%和37%。研究结果为针对不同污染特点的土壤采取合适的修复技术提供了重要的参考依据。
目录
摘要 1
关键词 1
Abstract 1
Key words 1
引言 1
1 材料与方法 2
1.2 实验方法 2
1.2.1 对研究区域进行布点采样 2
1.2.2 样品的采集与处理 3
1.2.3 土壤样品重金属含量测定 3
1.2.4 土壤样品重金属赋存形态测定 3
2结果与分析 3
2.1南京汤山、句容、张家港土壤重金属总量 3
2.2三个地区不同土层土壤重金属总量 6
2.3 南京汤山、句容、张家港土壤重金属赋存形态 6
3讨论 7
致谢 7
参考文献 7
三个地区重金属污染状况及污染特点分析
引言
引言
土壤是人类赖以生存的主要自然资源之一,也是人类生态环境的重要组成部分。随着工农业生产的快速发展,人类生存的自然环境日益严重地受到各种不良因素的影响,
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土壤污染尤为严重[1]。土壤重金属污染是指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土壤背景值,并造成生态环境恶化的现象。在金属矿床开采、城市化建设、固体废弃物堆积以及为提高农业生产而施用化肥、农药、污泥和污水灌溉过程中,都可以使重金属在土壤中大量积累[2]。
含重金属的污染物通过各种途径进入土壤,在土壤中逐渐积累,当土壤中重金属含量超过土壤的自净能力时,就会引起土壤的组成成分、结构和功能发生变化,并使得土壤微生物活动受到抑制[3]。这些污染物经扩散至水体或被植物吸收利用而进入食物链,最终危害人体健康。土壤重金属污染可影响农作物产量和质量的下降,也可以导致大气和水环境质量的进一步恶化[4]。
目前,世界各国土壤均存在不同程度的重金属污染,全世界平均每年排放铜约340万t、铅约500万t、锰约1500万t 、汞约1.5万t、镍为100万t[5]。我国受镉、砷、铅等重金属污染的耕地面积近2.0×107公顷,约占总耕地面积的1/5;其中工业三废污染耕地1.0×107公顷,污水灌溉的农田面积3.3×106公顷,每年因此而减产粮食超过1.0×107t,另外被重金属污染的粮食每年也多达1.2×107t,造成经济损失至少200亿元。由于土壤重金属污染的隐蔽性和持久性,对生态环境、农业生产和人体健康构成了严重的威胁,近年来土壤重金属污染的严重性已经广泛引起人们的重视[6]。
本文针对南京汤山、句容、张家港三个地区污染现状,详细调查了当地土壤重金属污染状况,并分析了三个地区重金属污染特点。研究结果为认识矿区环境污染状况、改善矿区环境以及后期进行针对性的污染土壤修复提供重要的参考依据。
1 材料与方法
1.1 采样地基本概况
汤山街道是江苏省百家名镇之一,著名的温泉之乡,地处江宁区东北端,距江宁东山主城30公里,西距南京市区28公里,北距长江约25公里。辖区面积223平方公里,人口8.62万。长期以来,由于矿山开采、矿石运输等采矿活动以及矿山废弃地的影响,汤山周边居住环境十分恶劣。伏牛山古铜矿遗址发现于南京东郊汤山镇东北约3公里的一座名叫南山的小山下,该山海拔205米,地下埋藏有丰富的硫化铜矿资源[7]。伏牛山从春秋、隋唐时期就开始采矿活动,如今周边仍有矿藏开采。
句容市宝华镇铜山村,地处江苏中南部,长江下游南岸(32°10′N,119°05′E)。其地形地貌可总结为“五山一水四分田”,南倚茅山,北濒大江,地势高坦不一,山川纵横交错。由于多年的铜矿开采活动向周围的环境(土壤、水源)释放了大量重金属。农区田间现有种植模式主要为水稻、油菜/小麦轮作,同时零星种有各类应季蔬菜。
张家港市塘桥镇何桥村位于长江下游南岸,地处江苏省东南部(31°43′12″~32°02′N,120°21′57″E)。张家港是沿海和长江两大经济开发带交汇处的新兴港口工业城市,由于该市某电镀厂污水排放,可能导致该区域农田土壤重金属污染。
1.2 实验方法
1.2.1 对研究区域进行布点采样
对于汤山和句容两地,采矿区污染物分布空间异质性强,样点的布置为随机与功能区划相结合的方法,考虑到该矿区的地理特点,以主矿区为中心由密渐疏向周围放射状布,沿着矿区的水流和风向,对矿渣、尾矿、附近的农田、水库、池塘、村庄进行土壤样品的采集。南京汤山地区的土壤采样以矿山附近农田作为采样点,共采集37个样品;句容市宝华镇铜山村土壤采样以矿山附近农田作为采样点,共65个样品。
张家港地区的土壤采样以厂临近农田作为采样点,共采集20个样品。
同时对三个地区分别选取3个点进行了0~20cm、20~40cm、40~60cm不同土层采样,以分析土壤重金属赋存形态。
1.2.2 样品的采集与处理
土壤样品采集采用蛇形布点法,用竹铲取表层土壤(020cm),每个样点取610个点,混匀后以四分法留取土样约1kg。土壤样品经阴干后用研钵研磨过2mm(10目)尼龙筛,去掉砂粒及植物残体,再从过2mm尼龙筛的土样中取50g,用玛瑙研钵研磨,过0.15mm(100目)塑料筛,烘干,用于测定土壤重金属含量。
不同土层样品采集采用随机取样,选择3个邻近样点,用电动取样器,分别采集0~20cm、20~40cm、40~60cm的土壤,土样处理、测定、分析参照表层土。
1.2.3 土壤样品重金属含量测定
土壤样品中重金属总量的测定参照Zhao等人(1994)的方法。精确称取干燥的土壤样品0.2500g倒入洁净干燥的消煮管中,然后加入6ml HNO3 + HClO4(V:V= 4:1)的混合酸消煮完全,消煮后管内加入20ml 2.5%的稀硝酸,涡旋,70℃下水浴30min,取上清作为待测液。待测液中元素的含量采用Jena NovAA400原子吸收分光光度计[9]进行测定。样品消煮过程中以消煮的混合酸为空白,同时消煮,以消除消煮和分析过程中污染带来的误差。以土壤国际标样2709、2711以及国内标样GBW07449、GBW07403进行质量控制。

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