土壤重金属污染分析精选(九篇)

第1篇：土壤重金属污染分析范文

【关键词】土壤;重金属;污染源;等标污染负荷

一、问题的说明

现对A城市为例对土壤地质环境进行调查。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）进行取样和编号，并用GPS记录采样点的位置。应用专门仪器测试分析，获得每个样本所含的多种（8种）重金属元素的浓度数据。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。列出采样点的位置、海拔高度及其所属功能区、8种主要重金属元素在采样点处的浓度、8种主要重金属元素的背景值。

我们引用2011年全国数学建模大赛附录中的A城市城区土壤重金属的调查数据，建立数学模型，研究地区重金属污染源的确定方法。

二、问题的求解方法

由于土壤重金属污染呈扩散传播，既污染源附近重金属富集程度最高，距污染源越远，元素浓度越低，所以，污染最严重的地点既是污染源,运用等标污染负荷法，通过对污染物和污染源进行标化计算，得出一个量化指标，使指标的值在0~1之间，采用这个共同的指标能够来衡量各个重金属污染源或污染物污染能力的大小。

等标污染负荷法模型的建立与求解：

（1）处理数据。

每相邻五个取样点通过求取平均值，合并成一个较大取样点（即每五平方公里一个取样点），求得64个合并取样点，用于分析数据。

（2）建立模型。

1）进行符号说明：

（将As、Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb、Zn分别记为元素一至元素八）

1、Aij―样本点i的第j种元素的污染物浓度

2、Bj―第j种元素的自然值；

3、aij―区域内第i个取样点第j种重金属元素的等标污染负荷量aij （即污染物浓度与背景值之比：aij=Aij／Bj）

4、bi―样本点i的等标污染负荷量（即该取样点所有的重金属污染物等标污染负荷量之和：bi=(i=1,2,3,…64)

5、c―城区内的等标污染负荷量（即区域内所有取样点的等标污染负荷量bi之和：c=）。

6、ai―城区内样本点i等标污染负荷量的比值（即每个取样点等标污染负荷量bi与区域内的总等标污染负荷量c之比：ai=（i=1,2,3…64）

7、di―i个等标污染负荷量的比值a按从小到大依次叠加

8、x―取样点横坐标

9、y―取样点纵坐标

10、h―取样点海拔

补充：将bi和c带入公式ai=可得

ai=（i=1,2,3…64）

2）整理数据带入相应公式可得每个样本点等标污染负荷量的比值a

3）将城区内的等标污染负荷之比值ai由大到小依次排列，并将比值从小到大依次叠加得到di

4）将di从小到大排列，我们将最高的8个di列入下表得到表5-1：

样本号i 8 4 6 9 5 52 37 2

di值 0.607 0.635 0.662 0.691 0.719 0.777 0.84 1

表5-1等标污染负荷量的比值a按从小到大依次叠加

由表可知，取样点2的叠加值di超过90%。

5）于是从附录中找到2号取样点的5个原始样本的数据。

分别为i=6、7、8、9、10号样本。

再在这5个点中找出污染最重的区域。

上面的研究是对64个点的分析，下面的研究只对这五个点进行研究即可，研究方法和原理与上面的相同。

6）通过计算可得：

第八点污染最为严重，可将第八点作为污染源。

所以，该城区污染源为点x=2383m,y=3692m,h=7.及其附近区域。

7)在样本点较少或者用计算机进行计算时，不必进行第一步的样本点合并，直接求出di超过90%的原始样本点，作为重点污染源。

三、方法模型的总结和扩展

伴随《环境影响评价法》、《中华人民共和国固体废物污染环境防治法》等法律的出台，国家对环境污染的防治力度大大增强。确定污染企业的位置，

对环境污染的治理，有着关键性的作用，等标污染负荷法计算简便，原理清晰易懂，能够准确地确定污染源的位置，为有关部门寻找重点污染企业，提供了简便有效的方法。

参考文献

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第2篇：土壤重金属污染分析范文

关键词：三峡库区；土壤重金属含量特征；土壤重金属污染评价

中图分类号：X522 文献标识码：A 文章编号：1674-0432（2010）-12-0239-2

0 引言

近些年，由于工业“三废”的排放和矿山的开采，同时伴随着污水灌溉、污泥农用和施含有重金属元素的肥料和使用农药等，我国土壤重金属污染越来越严重。重金属在土壤中一般不易随水淋失，不能被土壤微生物分解，相反生物体可以富集重金属，通过食物链传递危害人类健康旧。更为严重的是，土壤重金属污染具有隐蔽性、长期性和不可逆性的特点，进入土壤的重金属元素，但当其积累量超过土壤承受能力或土壤容量时，就会对作物和人体产生危害，从而导致严重的生态问题[1]。三峡库区总面积5.42万km2，其中主要是山地，其次是丘陵，平地很少。三峡库区由于直接大面积淹水，水土流失严重，和其他地方相比较，更容易形成重金属的污染[2]。

1 实验材料与方法

采样点布置在1:5万地形图上，以1km2采样大格，在三峡库区三汇场、石宝寨、响水滩和白石铺4个区域内，各采集160个土壤样品，每个采样点采集4处0-20cm厚的新鲜岩土，混合后按四分法取得1 kg样品。所有样品置于样品袋内带回实验室登记编号，然后风干、磨细、过筛、混匀。

2结果与分析

2.1 土壤重金属含量及分布特征

根据实验室测定的结果，分别计算出三汇场、石宝寨、响水滩和白石铺土壤中8种重金属元素的含量总平均值如表所示，见表1。

由表1可知，各地区的总平均值中，重金属元素砷（As）、铬（Cr）、铜(Cu)低于三峡库区重金属背景值，汞（Hg）和背景值相当，镍（Ni）和铅（Pb）含量略高于背景值，而隔（Cd）和锌（Zn）含量明显高于背景值。比较三汇场、石宝寨、响水滩和白石铺这4个地区的重金属元素，发现这四个地区8种重金属元素平均含量相差不多，只有白石铺地区的Hg元素含量和石宝寨地区的（Zn）含量略高于其他地区。

对于土壤重金属污染评价的方法讨论，目前国际上采用的比较先进的重金属污染评价的方法主要有Muller提出的地积累指数法，Tomlision提出的污染负荷指数法，Hakanson提出的潜在生态危害指数法，Hilton等提出的回归过量分析法等[3]。其中地积累指数法能够直观给出重金属的污染级别，明确体现出重金属的富集程度，但其侧重单一金属，未引入生物有效性和相对贡献比例及地理空间差异；而潜在生态危害指数法则弥补了上述不足，可综合反映出多种重金属对生态环境的影响，但其毒性响应系数带有主观性[4]。因此，本研究采用这两种方法来评价青城子铅锌矿区的土壤重金属污染，以便相互补充和参考。

2.2 地积累指数法评价

地积累指数法从环境地球化学角度出发评价土壤或沉积物中重金属的污染，除考虑到人为污染因素、环境地球化学背景值外，还考虑到由于自然成岩作用可能引起的背景值变动因素[5]。土壤或沉积物中元素i的地积累指数Igeo，i的计算公式为：Igeo，i=log[Ci/(kBi)],公式中Ci为元素i在土壤或沉积物中的含量；Bi为元素i的地球化学背景值；k为考虑各地岩石差异可能会引起背景值的变动而取的系数，用来表征沉积特征、岩石地质及其他影响，一般取值为1.5。地积累指数分为0-6共7个级别，表示污染程度由无至极强[6]。地积累指数分级标准与污染程度之间的相互关系,见表2。

由表1和上述公式得到各地区的地积累指数值，见表3。由表可知，三汇场、石宝寨、响水滩和白石铺这四个地区除了重金属元素Cd有轻度污染外，其他7种重金属元素都没有给4个地区造成污染，污染程度为清洁。

2.3 潜在生态危害指数法评价

潜在生态危害指数法从沉积学角度出发对土壤或沉积物中的重金属污染进行评价，不仅考虑土壤或沉积物中的重金属含量，而且将重金属的生态效应、环境效应与毒理学联系在一起，既反映了某一特定环境下土壤或沉积物中各种污染物对环境的影响，也反映了土壤或沉积物中多种污染物的综合效应，并用定量方法划分出潜在生态危害程度[7]。土壤或沉积物中重金属潜在生态危害指数的计算方法如下：（1）Cf，i= Cs，i/Cn，i ；（2）Er，i= Tr，i×Cf，I ；（3）R=Er，I；Cf，i为土壤或沉积物中重金属元素i相对于环境背景值的污染指数；Cs，i为土壤或沉积物中重金属元素i的实测值；Cn，i为重金属元素i的背景参考值； Tr，i为重金属元素i的毒性响应系数，按Hakanson制定的标准，Zn，Cr，Cu，Pb，Ni,As，Cd，Hg的毒性响应系数分别为1，2，5，5，5，10，30，40[8]；Er，i为土壤或沉积物中重金属元素i的潜在生态危害指数；R为土壤或沉积物中多种重金属的综合潜在生态危害指数。根据潜在生态危害指数的大小，可将土壤中重金属的潜在生态危害程度分5个级别，见表4。

由表l以及Hakanson规定的毒性响应系数和公式得出各地区土壤中重金属的潜在生态危害指数，见表5。将表5与表4比较可知：总体来看，各地区的重金属元素的综合潜在生态危害指数R值都小于150，说明各地区综合污染程度为轻度。但论各地区单个重金属元素来看，重金属元素Cd 和Hg的潜在生态危害指数在40≤Er，i＜80的范围内，所以这2个元素的潜在生态危害程度为中度。比较三汇场、石宝寨、响水滩和白石铺这四个地区，发现潜在生态危害程度都符合这样的强弱顺序：Cd＞Hg＞As＞Pb＞Ni＞Cu＞Cr＞Zn，而从R值的大小可以看出，重金属综合污染的强弱顺序是：白石铺＞石宝寨＞响水滩＞三汇场。

3 结论

（1）各地区重金属元素As、Cr、Cu低于三峡库区重金属背景值，Hg和背景值相当，Ni和Pb含量略高于背景值，而Cd和Zn含量明显高于背景值。比较三汇场、石宝寨、响水滩和白石铺这四个地区的重金属元素得出四个地区8种重金属元素平均含量没有明显的差异。

（2）As和Hg在各个地区变异系数大，说明这四个区域内As和Hg元素的污染程度有较大的差异，特别是白石铺地区的Hg元素，变异系数达到89.1%，变异系数最小的元素是Cr。

（3）地积累指数法评价结果显示：三汇场、石宝寨、响水滩和白石铺这四个地区除了重金属元素Cd有轻度污染外，其他重金属都没有造成污染。

（4）潜在生态危害指数法评价结果显示：各地区的重金属元素的综合污染潜在生态危害程度都为轻度，以单个元素进行分析表明，Cd和Hg的潜在生态危害度为中度。纵观这4个地区，发现潜在生态危害程度都符合这样的强弱顺序：Cd＞Hg＞As＞Pb＞Ni＞Cu＞Cr＞Zn，而从R值的大小可以看出，重金属综合污染的强弱顺序是：白石铺＞石宝寨＞响水滩＞三汇场。

参考文献

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第3篇：土壤重金属污染分析范文

我们建立高斯模型我们做出假设，每种重金属都是可以在外界因素下可以自由传播的，不存在重金属元素在一个地区堆积，只有传播能力的不同。由于海拔因素对其影响不大，故忽略海拔因素对其传播的影响。其次将其寻找污染源的问题转化为寻找图像空间极值的问题。通过尺度空间理论对特征值进行提取检测DOG空间极值点检测、精确定位极值点。从而求出污染源位置。值得考虑的是污染源可能不一定是点，也可能是线，于是我们又引入了高斯模型公路模式我们对模型进行了简单的规划。汽车造成的污染近于线源污染，可通过对点源的积分（沿y）来获得，同时对模型进行修正使其更具合理性。

关键词：表层土壤 重金属分析 模糊数学 高斯模型 尺度空间理论

问题要求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。针对这一问题，首先我们做出假设，每种重金属都是可以在外界因素下可以自由传播的，不存在重金属元素在一个地区堆积，只有传播能力的不同。由于海拔因素对其影响不大，故忽略海拔因素对其传播的影响。首先，利用matlab作图，画出以坐标x、y及重金属浓度大小的差值等高线图。

这样，我们就可以看到在整个城市中某一重金属元素的大致分布。其次，由此图及第一问计算出各点的污染程度可以看出重金属的传播特征。其传播大致符合自然界规律，高浓度向低浓度传播，但由于其重金属元素的特殊性，其传播速度较慢，且不同重金属的传播速度不同。由此就可以得到污染源的特征就是其污染元素的含量与周围含量相比相对较大，即区域极值。最后，根据所有数据的特征，建立如下模型来寻找其污染源。由上可知，将其寻找污染源的问题转化为寻找图像空间极值的问题。空间极值点的检测：尺度空间极值点的检测分为两个步骤：检测DOG空间极值点检测、精确定位极值点。下面对局部极值点进行三维二次函数拟合以精确确定特征点的位置和尺度，尺度空间函数 在局部极值点 处的泰勒展开式通过对公式求导，并令其为0，得出精确的极值位置。而极值位置就是污染源所在。

需要注意的一点是，污染源未必是一个点，可以是趋近于一条线，因为交通区的大多数污染应该来自于公路或铁路。所以模型需要完善。于是我们引入高斯模型的公路模式

频繁而高速行驶的汽车造成的污染近于线源污染，可通过对点源的积分（沿y）来获得：

其中角度为风向和公路线源交角，这个模式只适用于角度大于45度。其中假设风险与公路线满足要求。而另一类采用有限个点源模拟的公路模式只适用于公路与风向正交的情况。为了克服以上的不足美国加州线源模式很好的处理了风向与公路的各种相交情况

其中s是稳定度的修正因子，N为面源的个数。即将长度为L的公路按路宽分为N个面源，每个面源假设为一个虚点源，接收点的浓度全是面源的和。

根据以上模型便可确立点和线两大类污染源。

第4篇：土壤重金属污染分析范文

关键词：重金属监测；重金属污染；土壤采样；样品制备；样品检测；总质量控制 文献标识码：A

中图分类号：X833 文章编号：1009-2374（2017）08-0124-02 DOI：10.13535/ki.11-4406/n.2017.08.060

1 我国土壤重金属污染现状

土壤是地球环境的主要组成部分之一，主要指地球表面能够生长植被的地表层，是介于大气、岩石、水和生物之间的构成部分。大部分的土壤是由沙石和黏土以及各种有机物等成分混合而成的。土壤是大部分动物、植物、微生物等赖以生存的基本物质，土壤的优劣直接影响我们的日常生活、生产以及农业经济的发展。

重金属是指相对密度高于5的金属元素及其化合物，其中在我们生活中能引起土壤污染的重金属主要指铅、汞、镉、锌、铬、铜、镍和类金属砷等元素化合物。在环境污染中土壤的重金属污染要比水体、空气等污染更加隐蔽难测，并且土壤的自我修复能力相对水体和空气来说较弱，一旦重金属进入环境土壤中的含量高于土壤的自身修复能力时，就会在土壤中形成污染并且不断积累长期存在，从而对土壤造成严重的破坏和污染。土壤被重金属污染后，一旦在受污染的农田里种植作物将会导致农作物受到污染，最终经过农作物污染到食品，同时，被污染的土壤通过雨水渗透，水体流经地表等过程造成江河、地下水等水体污染，一旦被人饮用将会给人体带来极大的伤害

随着我国城市化建设，工业及化学化工等领域的发展，加上农业上对农药化肥等化工产品的应用导致环境内被重金属污染的土壤逐年增加，对我们的人身健康和经济发展带来了巨大的危害。根据我国农业部的调研发现，我国目前受污染的农田灌溉区多达140*104公顷，其中被重金属所污染的区域占总污染灌溉区的60%以上。我国每年有超过1200万吨的农作物被重金属所污染，每年因为重金属污染而导致的粮食减产高于1000多万吨，每年农业经济损失超过200亿元人民币。同时由于粮食含镉量超标会引起“痛痛病”，砷过量会导致肺癌、皮肤癌以及几乎所有的重金属过量都会引起人的神经错乱、头晕头痛、关节病变、各种癌症和结石等，所以土壤重金属污染已经严重危害到人类及畜类的健康。

2 土壤重金偌嗖庵卫戆旆

根据我国环保监测法案发现，土壤重金属监测在各种环境常规监测里面逐渐占据了重要地位，其中对于灌溉区及各种农田的土壤监测已经变得尤为重要。

2.1 土壤样品采集

在各种环境监测中土壤的监测和水质、大气的监测不同，水体和大气均为流体，污染源混入后较易融合，由于大部分水体气体等污染物可在限定范围内均匀分布，对于监测项目的采样工作来说相对简单，代表性样品容易采集。然而土壤中的重金属污染物的转移、混合等相对大气、水体中的污染物更加困难，分布不均匀，各地点的污染程度差异很大，即便是采取多点、多次的采样方法，采取的样品也具有极大的局限性，因此土壤的监测中，由于采样的局限性所造成的误差对监测数据结果的影响要远远多于实验的分析过程中造成的误差。所以为了使监测过程中采集的土壤样品具有代表性，使监测结果能反映土壤重金属污染的真实情况，应尽量降低采样所造成的误差。

对于土壤采样点的布置既要考虑到土壤的综合情况，也需依据实际的土壤污染情况和实际的监测项目确定。对于被重金属污染的土壤进行样品采集，一般主要是采集表层的土壤，样品采集深度约0～20cm。同时采样布点的方法主要包括对角线布点法和梅花形布点法以及棋盘式布点法与蛇形布点法等方法，土壤采集过程中应该对采样点地势、受污染程度以及土壤受污染程度等因素综合考虑，然后选择不同的布点方法，并且需要一年里在同一采样地点进行两次监测对比，采样的同时要详细记录采样的时间、编号、GPS定位等信息。

2.2 土壤样品制备

土壤样品的制备首先需要将采集的土壤样品混合搅匀后反复按四分法进行筛选取舍，最终需要留下1～2千克样品供实验分析使用。在样品制备过程中为了避免受细菌真菌等微生物的作用引起土壤发霉变质，需要将样品放置在陶瓷样品盘内或塑料薄膜上在通风避光的环境下进行风干，当样品达到半风干状态时，需要将土壤样品进行处理，结节压碎，同时去除样品中的石块，筛出残余动植物肢体等其他杂物。然后将筛选后的样品均匀地铺展成薄层状，放在阴凉通风处缓慢风干，切勿将样品放在阳光下直接曝晒同时需要经常翻动样品。在样品风干的同时还要注意防止酸性和碱性等气体以及其他灰尘等污染源对样品造成二次污染。待样品充分风干后，通过研磨、筛分、缩分等规范的处理操作步骤，制备成粒度小于200目的最终样品。最后将样品混匀、装瓶、贴标签、编号、储存。样品存储时要尽量避免潮湿、高危、酸碱气体和日光直晒等因素的影响，且制备的土壤颗粒越小越均匀最终的分析结果越准确。

2.3 土壤样品监测分析

土壤样品监测之前需对其进行消解，通常采用多元酸分解法，需使用高纯度的消解试剂，以避免或减少消解过程中对样品造成二次污染。

重金属的定性定量检测方法主要包括原子吸收分光光度法、分光光度法、等离子体发射光谱法、原子荧光分光光度法，这些方法在不断改进与修正的过程中已经逐渐形成了行业标准以及国家标准。目前国内土壤里重金属检测方法大都需要大型昂贵的检测仪器设备，一般需要专业的人员进行样品测量分析，整个分析过程错综复杂，实验数据采集时间较长，分析成本高，所以对于土壤重金属的检测目前国内水平还需要改进提高。

土壤重金属监测项目及分析方法及监测项目监测仪器监测方法来源如下：

第一，《镉 原子吸收光谱仪石墨炉原子吸收分光光度法》（GB/T 17141-1997）；《原子吸收光谱仪 KI-MIBK 萃取原子吸收分光光度法》（GB/T 17140-1997）。

第二，《汞 测汞仪冷原子吸收法》（GB/T 17136-1997）。

第三，《砷 分光光度计二乙基二硫代氨基甲酸银分光光度法》（GB/T 17134-1997）；《分光光度计硼氢化钾-硝酸银分光光度法》（GB/T 17135-1997）。

第四，《铜 原子吸收光谱仪火焰原子吸收分光光度法》（GB/T 17138-1997）。

第五，《铅 原子吸收光谱仪石墨炉原子吸收分光光度法》（GB/T 17141-1997）；《原子吸收光谱仪 KI-MIBK 萃取原子吸收分光光度法》（GB/T 17140-1997）。

第六，《铬 原子吸收光谱仪火焰原子吸收分光光度法》（HJ 491-2009）。

第七，《锌 原子吸收光谱仪火焰原子吸收分光光度法》（GB/T 17138-1997）。

第八，《镍 原子吸收光谱仪火焰原子吸收分光光度法》（GB/T 17139-1997）。

3 土壤重金属监测质量控制

土壤检测质量控制主要是为了确保所出具的土壤质量监测数据具有准确性、代表性、精密性、完整性和可比性。质量控制要涉及土壤检测的全部过程，包括精密度和准确度分析两个方面。

同批次样品的精密度分析通常是通过对平行样的测定，将误差控制在合理的范围内，而批次间样品的精密度分析则一般是O置质控样控制精密度。

准确度的两种分析方法包括加标回收测定和标土测定法。在没有质量控制的样品制备过程中通常采用加标回收的测定方法完成准确的质量控制，即在同一批土壤样品中随机选取一定量的样品进行加标回收测定，如果同批样品量不足时要适当对样品加大测定率，且每批次同类的试样至少两个。

4 结语

随着社会的进步，我国化工行业发展日新月异，同时在这些行业的发展过程中所带来的各种环境问题也日渐体现出来，其中土壤重金属污染也与日俱增，土壤中重金属的监测分析也变得必不可少。目前国内关于重金属检测的前沿技术也一直在研究之中，并向着操作简便、迅速、精准、安全等方向发展，相信最终会形成一套系统、科学的监测标准方案，真正做到重金属对土壤的污染的监督控制预防。

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第5篇：土壤重金属污染分析范文

【关键词】土壤重金属污染 特点 评价方法 危害与治理

重金属具有不易分解、易积聚的特点。如何科学地对土壤重金属污染进行评价，是污染治理的重要前提，以下就土壤重金属的污染及其评价方法进行分析。

一、土壤重金属污染的成因及特点

土壤是人类社会赖以存在和发展的根本前提，是最重要的基础资源。随着近现代工业的飞速发展，土壤中沉积了越来越多的废弃污染物。工业生产、居民生活垃圾的不合理处置以及矿产开采等，都会带来土壤重金属污染。从化学理论角度来讲，98%以上的金属都属于重金属，从环境保护学领域来讲，土壤重金属污染中的重金属主要包括汞、铅、锌、砷和镍等。

1、土壤重金属污染的成因。（1）自然原因。土壤重金属的形成不是单方面作用的结果，而是受多方面因素影响，在不同时期，其主要影响因素又不同。土壤形成初始时期，其重金属含量受成土母质的影响较大，母质中的重金属含量及组成直接决定了土壤重金属的值。随着土壤的发育，母质对其重金属值的影响逐渐减弱。与此同时，生物残落物的影响逐渐增强，受生物个体差异影响，其残落物也呈现出多样化的特点，对土壤重金属组成的影响程度也各不相同。大气沉降，如火山爆发、森林火灾等可能使许多重金属漂浮于空中，其中一些被植物叶片吸收，进而被微生物分解进入土壤，从而改变土壤的重金属含量与构成。（2）人为原因。研究人员对近30年的土壤重金属污染原因进行统计，分析发现随着工业化程度的不断加深，人类活动已经逐渐上升成为土壤重金属污染的主要来源。具体来讲，人类活动又突出表现在以下几个方面：首先废气、烟尘等大气污染。城市化进程的加快在反映国民物质生活水平提升的同时也带来一系列环境问题，城市交通、工业生产等向大气排放大量废气、烟尘，造成大气污染，通过大气沉降，这些物质进入土壤，造成土壤重金属污染。经调查研究发现，工矿生产集中区域、城市道路、铁路周围，土壤重金属污染往往格外严重。其次化肥农药在农业生产中的使用。为了缩短农作物生长周期，现代农业生产常会选择使用化肥农药，大量化肥与农药的使用在带来生产效益的同时，也将其中所含的重金属物质带入了农作物与土壤，造成土壤重金属污染，影响人体健康。再次水体污染。受水资源分布不均因素影响，在部分地区，农田灌溉需要引入工业废水和生活污水，这些未经合理处置的污水进入到农田，造成土壤重金属污染，由于污染水体中含有大量重金属物质，通过污水灌溉产生的土壤重金属危害破坏性更大，极易造成循环性水土污染。最后其他活动。含重金属的工业废弃物，城市居民生活垃圾的堆放，金属矿山酸性废水的排放等也会造成土壤的重金属污染。

2、土壤重金属污染的特点。依据化学金属元素相关理论，重金属性质稳定，极难被微生物降解，一旦进入土壤造成重金属污染，势必对农作物的品质和产量产生较大影响，加之其潜伏周期长，通过食物链的“生物富集效应”严重影响动物和人体的健康。有研究表明，低浓度的汞在小麦萌发初期能起到促进生长作用，但随着时间的延长，最终表现为抑制作用；砷有剧毒，可致癌；镉会危害人体的心脑血管。归纳起来，重金属污染有以下几个特点：（1）潜伏周期长，污染具有隐蔽性；（2）性质稳定，污染具有难降解性；（3）相互作用，污染具有协同性、扩散性。因此，重金属污染又有“化学定时炸弹”之称。

三、土壤重金属污染的评价方法

1、单因子指数法。借助综合指数法，可以对受测区域的重金属污染情况进行分级，指出土壤中污染最大的因素，但无法判定出不同元素对土壤污染的影响差别。根据这一方法计算出来的污染指数只能反映各种重金属元素对土壤的污染程度，而无法精确反映污染的质变特征。

2、污染负荷指数法。该指数是由评价区域所包含的主要重金属元素构成，它能够直观地反映各个重金属对污染的贡献程度，以及金属在时间，空间上的变化趋势.由Tomlinson等人提出污染负荷指数的同时提出了污染负荷指数的等级划分标准和指数与污染程度之间的关系，通过计算得打各重金属的污染负荷指数及可以得到各个功能区和该市的污染程度.

3、潜在生态危害指数分析。重金属元素是具有潜在危害的重要污染物，潜在生态危害指数法作为土壤重金属污染评价的方法之一，它不仅考虑土壤重金属含量，还将重金属的生态效应、环境效应与毒理学联系在一起，是土壤重金属评价领域广泛应用的科学方法

4、GIS技术在土壤重金属污染评价中的运用。GIS是由计算机硬件、软件及不同方法组成的系统，通过该系统，能够实现空间数据的采集、管理、处理、分析与建模，以解决复杂的规划和管理类问题。通过GIS技术，将不同类型的数据进行处理变换，根据客观需求对其进行空间分析和统计，最终建立各种应用模型，以便为研究决策提供依据。在对土壤重金属污染进行研究时，常利用GIS 技术的计算与图形显示功能，对受测区域指定采样点进行插值分析，实现土壤图数字化，建立空间与属性数据库，最终绘出污染物空间分布图，为土壤污染治理提供参考依据。

三、重金属污染土壤的危害与治理

土壤是人类赖以生存的最基本的自然资源之一，但现阶段严重的土壤污染，通过多种途径直接或间接地威胁人类安全和健康，开展城市环境质量评价，日益成为人类关注的焦点。

当土壤中的重金属含量达到一定程度，不仅会导致土壤污染、农业生产收益下降，通过径流，还会对水体（地表水、地下水）产生淋失作用，污染水资源、破坏水文环境；借助大气沉降，极易形成大气污染与水污染、土壤污染的“死循环”，进而影响人体健康。

根据重金属污染的隐蔽性、不可逆性及长期性等特点，与大气污染、水污染等环境问题相比，土壤污染的治理难度更大。现行的重金属污染土壤治理主要有生物法、化学法、工程治理法等方法，就目前科学技术发展形势来看，在治理方案设计上尚未形成统一标准，在实际操作中，不同的地理环境在方法的选用上存在区别，使用的技术也多种多样。从总体上来讲，治理污染土壤首先应查明污染成因，以《土壤环境监测技术规范》为指导，对污染区域进行实地分层采样调查，一般将受污染区域分为“污染源区”、“保护区”和“超标污染区”三个区域。无论采用何种方式，在对土壤污染进行治理时，应注意因地制宜，结合受污染区域的土质情况、土地使用性质与功能、重金属污染物含量与构成等特点，对治理效果、时间、经费等作出合理预期和科学规划，选择最佳方案。

结束语

随着社会发展，各行各业对重金属资源的需求与日俱增，与此同时，由生产而产生的重金属废弃物也逐渐增多，这些未能及时处理的废弃物作用于土壤，一旦其重金属含量超标，就会对土壤造成严重污染，进而破坏生态平衡。

参考文献：

[1]范拴喜等.土壤重金属污染评价方法进展[J].中国农学通报，2010

第6篇：土壤重金属污染分析范文

关键词：襄汾溃坝区;土壤;农作物;重金属污染;生态风险

中图分类号：X825 文献标识码：A 文章编号：0439-8114（2014）20-4821-05

DOI：10.14088/ki.issn0439-8114.2014.20.013

Pollution Characteristics and Risk Assessment of Heavy Metals in Soil and Crops in Dam-breaking Areas of Xiangfen

YAN Jiao， ZHANG Yong-qing， SONG Zhi-ping， HE Xiao-qin， LI Yu-peng

（College of Urban and Environmental Science， Shanxi Normal University， Linfen 041004， Shanxi， China）

Abstract： The contents of eight heavy metals（Cu、Zn、Cr、Cd、Pb、Ni、As、Hg） in soil and crops in dam-breaking areas of Xiangfen were analyzed. Tailing contained Cu and Zn was found. The contents of Cu and Zn in soil of the covered areas were higher than those in soil of the non-covered areas. The levels of other six elements in soil of the covered areas were lower than those in soil of the non-covered areas. The contents of Cu and Zn in crops of the covered areas were lower than those in crops of the non-covered areas. The levels of other six elements in crops of the covered areas were higher than those in crops of the non-covered areas. The correlation analysis showed that Cu and Zn in the coverage areas were from tailing. The other six heavy metals were homologous or associated in the coverage areas and non-covered areas. The single pollution index， Nemerow's synthetical pollution index and the potential ecological risk index showed that soil in the coverage areas was polluted slightly by heavy metals. Enrichment coefficients showed that the uptake capacity of the other six heavy metals by wheat was higher in the coverage areas than that in non-covered areas with the exception of Cu and Zn.

Key words： dam-breaking areas of Xiangfen; soil; crop; heavy metal pollution; ecological risk

重金属毒害是矿区普遍存在且最为严重的问题之一[1，2]。由于尾矿渣含有多种重金属，这些重金属随尾矿渣进入土壤环境发生积累、迁移，不仅对区域生态安全构成潜在危害，可能影响动植物的生长发育，甚至通过食物链进入人体，危害人体健康，导致一些慢性病、畸形、癌症等的发生[3]。矿山尾砂库垮坝导致的污染物迁移和扩散，不仅威胁人体健康和生命安全，而且会导致大面积的土地污染，使下游土地的重金属含量升高，土壤酸化，有机质含量降低和土壤板结[4]。例如，西班牙南部的Aznalcollar硫铁矿尾砂坝坍塌导致Agrio和Guadiamar流域55 km2范围内的土壤受到重金属污染，土壤Pb、Zn、As、Cd和Cu的含量分别增加到1 786、1 449、589、5.9、420 mg/kg[4]，受污染土壤的pH最低可以下降到2[5， 6];1985年，湖南郴州市竹园矿区尾砂坝坍塌，致使尾砂冲入东河两岸农田，即使农田中的尾砂已被清理，该地区农田土壤的As和Cd含量仍然高达709、7.6 mg/kg[7，8]。

目前，关于矿业的开采活动对矿区周围环境的影响有很多研究。曲蛟等[9]对钼矿尾矿周围蔬菜地的土壤的分析表明，重金属含量从大到小的顺序为残余态、有机结合态、氧化结合态和酸可提取态，由于尾矿石中可能释放重金属，当地的重金属污染很严重，预警类型为重警;李祥平等[10]对粤西黄铁矿区的土壤做了详细的研究，证实铁矿开采和尾渣堆放给矿区环境带来严重的危害，土壤重金属含量已超过中国土壤背景值的30余倍，Cd、Zn等已达到中度甚至重度污染，且污染物已渗透到土壤深层;王素娟等[11]对广西德保几个矿区尾矿的研究发现，土壤中Cd和Pb含量都超出了广西土壤环境质量标准的背景值，且Cd含量随pH的升高显著增加，Pb含量随pH的升高而减少。而矿山尾砂坝坍塌是一种较常见的事故，但对其导致下游土壤污染问题的研究至今仍较少。2008年9月8日，襄汾县云合村塔儿山的尾矿坝坍塌，尾砂冲入下游地区的居民区和农田，不仅造成了巨大的人员伤害和经济损失，而且造成下游农田土壤被大量的尾砂所覆盖，可能导致土壤和农作物的重金属污染。正确评价该区土壤的污染状况及潜在生态风险具有重要的理论和现实意义。为此，本研究采用单项污染指数法、内梅罗综合污染指数法和潜在生态风险指数法对研究区内土壤及农作物重金属污染状况和潜在生态风险进行评价，以期为土壤污染控制和污染农田修复提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 研究区概况

溃坝区位于山西省临汾市襄汾县云合村塔儿山，E 111°3′，N 35°53′，海拔679～769 m，属温带大陆性季风气候，年均气温11.5 ℃，1月年均气温4.5 ℃，7月年均气温26 ℃，年均降水量454 mm，年均日照数2 522 h，无霜期185 d。塔儿山富含磁铁矿，溃坝发生后，进行了紧急治理，利用大型机械开挖泥石流，对土壤物理性状造成了较严重的破坏，在原有土壤上覆盖了大量尾砂。

1.2 样品采集与检测

在溃坝物覆盖区，沿溃坝物流向，采用S型取样法，取0～20 cm的耕层土壤，5个点混成一个土样，同时在同一块农田的未覆盖区采集对照样品，覆盖区和未覆盖区各18个土样，装袋、编号、扎口，带回实验室。把土样置于室内自然风干，剔除大石块、植物根系等杂质，磨细后过孔径为0.15 mm的尼龙筛，装袋密封用于测定土壤重金属含量。在秋季，研究区主要的农作物是小麦，在土壤点位上采集相应的麦苗样品，带回实验室，用自来水冲洗干净，再用纯水洗3遍，风干，80 ℃烘干至恒重，用研钵研碎，装袋。

取备用土壤0.1 g放入聚四氟乙烯坩埚，加入5 mL HNO3和1 mL HF，HNO3和HF试剂均为优级纯，加盖，放在电热板上消解，得到样品消解液，用火焰原子吸收法检测消解液中铜（Cu）、锌（Zn）、铬（Cr）和镍（Ni）等重金属的含量， 用石墨炉原子吸收法检测消解液中镉（Cd）和铅（Pb）的含量，用双道原子荧光光度计检测消解液中砷（As）和汞（Hg）的含量。测定过程中用10%的平行样品和加标回收样进行质量控制，以保证数据的准确度和精度。植物样品中的重金属检测方法同上。

1.3 土壤重金属污染评价方法及标准

1.3.1 单项污染指数法

Pi=Ci/Si

式中：Pi为样品中某污染物的单项污染指数;Ci为样品中某污染物的实测浓度;Si为某污染物的评价标准。

1.3.2 内梅罗综合污染指数法

Pn=■

式中：Pi=Ci/Si，Pn是内梅罗综合污染指数，Pi是样品中某污染物的单项污染指数，MaxPi是样品污染物中污染物指数最大值。

依据单因子污染指数法和内梅罗综合污染指数法将土壤重金属污染划分为5个等级，见表1。

1.3.3 潜在生态风险指数法 该方法是瑞典学者 Hakanson根据重金属的性质及环境行为特点，从沉积学角度提出的一种对沉积物或土壤中重金属污染进行评价的方法[12]。它将重金属的含量、生态效应、环境效应与毒理学联系在一起，采用具有可比的等价属性指数分级法进行评价，可以定量地评价单一元素的风险等级，也可以评价多个元素的总体风险等级[13]。公式如下：

C■■=C■■/C■■;E■■=T■■×C■■;

RI=■E■■=■T■■×C■■=■T■■×C■■

式中：C■■为某一重金属的污染参数;C■■为土壤中重金属的实测含量;C■■为计算所需的参比值;E■■为潜在生态风险系数;T■■为某一重金属的毒性系数。参比值的选择，各地学者差异较大，大都以全球沉积物重金属的平均背景值为参比值[14]，或以当地土壤背景值为参比[15]，或以背景采样点值为参比[16]，为了更真实反映评价区域的重金属污染状况，本研究以未覆盖区土壤中重金属含量为参比值。不同重金属元素毒性水平不同，生物对重金属污染的敏感程度也不尽相同，用重金属元素毒性系数反映该特点[17]。根据“元素丰度原则”和“元素稀释度”，Hakanson认为某一重金属的潜在毒性与其丰度成反比，或者说与其稀少度成正比[17]，因此他指定的标准化重金属毒性系数为Zn（1）

1.3.4 富集系数 富集系数是植物中重金属的含量与土壤中重金属含量的比值，表示植物对重金属的富集能力[1]。富集系数越大，其富集能力就越强。

1.4 数据处理与统计分析

重金属含量用EXCEL 2003计算，重金属含量的最大值、最小值、平均值、变异系数、正态分布检验等描述性统计分析采用SPSS 19.0计算。

2 结果与分析

2.1 溃坝区下游土壤重金属分析

2.1.1 土壤重金属含量 溃坝区下游土壤重金属含量见表3。覆盖区和未覆盖区8种重金属的平均值和最大值均没有超过国家土壤环境质量标准的二级标准，两区域的Zn、Cr、Ni和As等4种重金属的平均浓度没有超过山西省土壤元素背景值，其他4种元素的平均浓度均超过山西省土壤元素背景值。覆盖区和未覆盖区相比，覆盖区Cu和Zn的平均浓度高于未覆盖区，其他6种元素的平均浓度均低于未覆盖区。这可能是因为尾矿砂中含有Cu和Zn覆盖在农田上，虽然经过清理，但还有残留，导致覆盖区的土壤中Cu和Zn的含量偏高;而Cr、Cd、Pb、Ni、As和Hg的情况正好相反，尾矿砂中可能没有这些元素，或者含量极少，进入土壤后反而降低了土壤中Cr、Cd、Pb、Ni、As和Hg的浓度，造成未覆盖区土壤中的含量偏高。

变异系数（CV）是衡量研究区各样品间的变异程度，CV大则说明土壤受外界干扰显著，空间分异明显，也说明土壤的污染是以复合污染的形式存在[19]。CV≤10%为弱变异，10%100%为强变异。覆盖区和未覆盖区8种重金属的变异都为中等变异，说明研究区内重金属的来源不相同，并不全部来自溃坝物。覆盖区内Hg的变异系数最高，说明不同采样点Hg的分布差异性很大，覆盖区内各重金属的变异系数从高到低依次为Hg、Pb、Cr、Ni、Cd、Zn、Cu、As。未覆盖区内也是Hg的变异系数最高，各重金属的变异系数从高到低依次为Hg、Pb、Cu、Cr、Cd、Ni、As、Zn。

研究土壤中重金属含量的相关性可以推测其来源是否相同。覆盖区和未覆盖区土壤重金属的相关系数分别见表4和表5。覆盖区内，Cu和Zn呈显著正相关，与其他6种元素（Cr、Cd、Pb、Ni、As和Hg）呈负相关，说明Cu和Zn来源相同，与其他6种重金属元素是异源关系;Ni与Cr显著相关;Cd与Pb、As、Hg显著相关，Pb与As、Hg显著相关，As与Hg显著相关，说明Cd、Pb、As和Hg为同一来源或者伴生关系。未覆盖区内，Ni和Cr、Pb、Hg，Cd和As、Hg，Pb和As、Hg，As和Hg，都呈显著正相关;而Cu和Zn相关性不显著，这与覆盖区完全不同。在覆盖区和未覆盖区内，Cr、Cd、Pb、Ni、As和Hg之间都具有很高的相关性，这些重金属可能是伴生关系或者来自同一污染源。

2.1.2 土壤重金属污染状况 以未覆盖区为背景值，计算出覆盖区土壤重金属单项污染指数和综合污染指数（表6）。Cr和Ni的污染指数在安全域内，Cd、As和Hg的污染指数在警戒线上，Cu、Zn和Pb的污染指数处于轻度污染级别。8种重金属的污染程度从高到低的依次为Pb>Cu>Zn>Cd>As=Hg>Ni>Cr。覆盖区的综合污染指数为1.3，处于轻度污染级别，这与Cu、Zn、Pb单项污染指数偏高有关。

2.1.3 土壤重金属生态风险评价 以未覆盖区为背景值，覆盖区土壤单个重金属的潜在生态危害指数（E■■）和多种重金属潜在生态危害指数（RI）见表7。8种重金属的潜在生态危害指数都处于轻微级别，它们的潜在生态风险趋势为E■■（Hg）>E■■（Cd）>E■■（Pb）>E■■（Cu）=E■■（As）>E■■（Ni）>E■■（Zn）>E■■（Cr）。多种重金属潜在生态危害指数RI也处于轻微级别。从重金属污染指数和潜在生态风险指数二者结合来看，溃坝物覆盖区土壤重金属污染比较轻微。

2.2 溃坝区麦苗体内重金属分析

2.2.1 麦苗体内重金属含量 为了进一步探索土壤对植物重金属污染的影响，采集了覆盖区与未覆盖区的麦苗，并对其重金属含量进行测定，结果见表8。覆盖区和未覆盖区的麦苗重金属含量差异较大，同种植物中不同重金属含量差异明显。与未覆盖区相比，覆盖区麦苗体内的Cr、Cd、Pb、Ni、As、Hg含量相对较高，Cu和Zn的含量相对较低，这与土壤中重金属含量规律相反，很可能与当地的铁矿开采活动有很大的关系。

2.2.2 麦苗体内重金属富集系数 覆盖区和未覆盖区的麦苗体内重金属富集系数见表9。从表9可以看出，相同植物对不同重金属的吸收能力存在差异。除Cu和Zn外，覆盖区麦苗对其他6种重金属的吸收能力高于未覆盖区。覆盖区的麦苗吸收重金属的能力依次为Cr>Cd>Hg>Zn>Ni>Pb>As>Cu;未覆盖区的麦苗吸收重金属的能力依次为Zn>Hg>Cr>Cu=Cd>Pb>Ni>As。覆盖区和未覆盖区的麦苗吸收重金属的能力不同可能与土壤中重金属含量、形态等有关。

3 小结

由于尾矿砂中含有Cu和Zn，造成覆盖区土壤中Cu和Zn的含量高于未覆盖区，其他6种元素的含量均低于未覆盖区。覆盖区和未覆盖区8种重金属的变异都为中等变异，各金属元素在土壤中的含量还是比较稳定的。

通过相关分析可以推断出覆盖区内Cu和Zn来源于尾矿砂，其他6种重金属在覆盖区与未覆盖区都具有同源或者伴生关系。

以未覆盖区为背景值，从重金属污染指数和潜在生态风险指数二者结合来看，溃坝物覆盖区土壤重金属污染比较轻微。

覆盖区和未覆盖区对比，麦苗体内重金属含量规律与土壤中重金属含量规律相反，这很可能与当地的采矿活动有关。覆盖区和未覆盖区的麦苗吸收重金属的能力不相同可能与土壤重金属含量、形态有关系。

参考文献：

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第7篇：土壤重金属污染分析范文

关键词：重金属监测；土壤污染；过程；措施

伴随着中国经济的飞速发展，工业化进程的不断深入，使得废气、废水、废渣等污染物开始大量进入到自然环境之中，使得我国生态环境遭受到极为严重的破坏。其中土壤当中的重金属污染成为了近几年当中，人们所关注的重要问题，因为此种污染有着极强的隐蔽性，污染的来源十分难以进行确认，并且对人体健康会造成极大的损害。所以，土壤重金属污染已经被我国环保部门高度关注，并开始尝试使用相应的预防手段。但是如果需要有效对土壤当中所出现的重金属污染进行防护与整治，有关部门则必须要做好针对土壤的监测工作，并在此基础上落实完善的土壤监测质量控制措施，这样才能让土壤监测工作更好地进行下去。

1.土壤重金属污染的损害分析

土壤重金属污染指的是通过重金属或重金属化合物遗留在土壤当中所形成环境污染现象，造成这种污染的原因有：使用污水灌溉、不正确的采矿、工业三废的排放和使用重金属含量严重超标的化肥产品等。土壤当中常见的重金属残留有铜元素、铁元素、铅元素、镍元素等。

一般情况下，重金属元素无法进行生物降解，并且它会在人体或者动物体内产生积累，会在食物链的生物放大作用中被不断集中，对人和动物的身体健康带来极大的损害。另外，土壤重金属污染具有不可逆性，被污染之后的土壤无法再进行治理，处理办法只能凭借种植品种的调整来对重金属污染的损害进行回避。

2.土壤当中重金属的监测过程分析

本文对常见的土壤重金属污染监测实验进行分析，对实验的整个流程进行逐一论述。

2.1材料以及器材的准备

（一）样品的收集和制备

本文选择了我国某市表层十五公分的土壤开展研究分析，并对其进行样品的收集。在采样过程当中，实验人员必须要除去土壤表层当中肉眼可见的杂质，并且对采样点进行甄选，把收集到的土壤样本使用干净的塑料袋进行密封包裹，并对其采集地点、采样时间等信息进行记录和编号，之后送往实验室当中。根据《近代土壤元素的分析办法》和中国的土壤监测实验标准，把收集到的土壤进行风干，等待土壤呈现半风干状态时，实验人员需要将其中体积较大的土块进行碾压，并铺垫成薄膜形态。值得注意的是，在这一过程中实验人员应避免土壤受到阳光直射。待其完全风干之后，需要对这些土壤进行过筛、研磨、缩分，把土壤制备成粒度直径低于200目的土壤样品，方便接下来所开展的实验分析。

在土壤样品的制备过程当中，实验人员需要注意两个比较关键的数据，其一是土壤当中的水含量，它能够有效表现出土壤被风干的程度，凭借对土壤当中水含量的测量与监测，能够保障土壤当中各种元素的含量是干基含量，降低和杜绝土壤在风干过程中因为风干程度不足所导致的数据误差现象。其二是土壤样品的粒度，通常状况下，所得到的土壤样品粒度越低，代表其均匀性越优秀，测量数据结果和真实数值越接近。以不需要进行消解，能够直接展开分析的汞元素作为例子，比较土壤当中粒度对实验结果所造成的影响，能够发现200目的土壤样本在多次监测以后，数据基本能够保持在相对恒定的状态，拥有极高的重现性。但是如果土壤粒度增加，测量结果的误差便会大幅度提升。通过这一实验可以看出，在常规情况下，粒度在200目左右的土壤样本是符合实验精度要求。

（二）试剂和设备的准备

使用原子吸收分光光度法和原子荧光法等测量方式开展土壤成分分析，必须要使用的仪器为IPC质谱仪。本次实验所选用的是原产地美国的Optima 2100DV质谱仪，加上玻璃同心雾化室，可以有效完成对土壤当中锌元素、铜元素、铅元素等重金属元素的分析，实验当中所需要的试剂为氢氟酸、硝酸等。在该实验当中，所使用的试剂都是优良级纯试剂。为了降低实验过程中因为容器污染所造成的实验结果误差，在实验开始之前，工作人员将需要使用到的实验容器均放置在硝酸溶液当中进行一天一夜的浸泡，之后再使用自来水和蒸馏水进行冲刷。

2.2实验分析

（一）样品消解

实验人员在进行消解试剂选定时，需要从试剂纯度和实际种类两个部分进行考量，通常情况下，验人员一般会选择高纯度消解试剂，这样可以避免土壤样品受到不必要的污染。常规情况下，针对土壤样品所开展的消解，基本上都是使用多元消解法，即取出0.25克土壤样本，将其放置到消解罐中，添加多元酸，之后将其放到微波消解器当中开展消解。此项工作完成以后，滴人2-3滴高氯酸、在温度为150摄氏度的电热板上进行加热处理，之后将试剂带入冷却室当中，凭借过滤，对土壤当中的灰分进行监测。

（二）精密程度分析

实验人员需要对样品质量管理进行控制，根据我国颁布的《土壤环境监测技术要求》，保障消解批次之间具备有重现性，应选出30%的样品开展平行样监测，保障每一个批次当中的消解实验样品当中均拥有1个质量控制样品，2个平行样品和5个独立样品。

3.土壤重金属监测过程中的质量控制措施

针对土壤重金属监测过程中进行质量控制，其目的是将实验过程中所出现的误差控制在合理的范围当中，保障所得到的信息数据准确与真实。在该实验分析环节，使用的土壤样品数量相对较多，不能完成相同批次的消解。所以，为了保障分析结果的正确，实验人员必须要使用对应的手段，对实验的精密性进行控制，最大程度降低相同批次和批次间所存在的数据误差。

3.1精密性分析

针对相同批次土壤样品的数据测量精度，实验人员可以建立对应的平行试验样本，开展平行监测，这样可以降低偶然误差出现的可能性，保障相同批次土壤样品重金属含量测量精度的准确性。而针对不同批次间的样品，试验人员可以凭借建立质量控制样本的办法，开展实验误差的控制，若平行双样的实验监测数据无法达到对应的合格率标准，则不但需要实验人员对没有合格的土壤样品开展二次监测，同时还必须添加10%左右的平行双样，直至合格率达到95%左右为止。

3.2准确性分析

在针对土壤样品重金属含量的准确性进行分析时，实验人员需要使用加标回收的测量方法，该种办法在缺少质量控制样本的前提下有着极为广泛的使用。该种方法就是在同一批次的土壤样品当中，随机选择出总量约20%的土壤样品，开展加标回收监测，这对于保障检测结果的准确性往往能起到很好的效果。

第8篇：土壤重金属污染分析范文

摘 要：一直以来，治理土壤中的重金属污染都是全球各国亟待解决的一项难题。当前我国土壤重金属污染问题相对较为严峻，且引发这一问题的因素相对也比较复杂。而此种污染问题的出现，不仅会对生物的生长带来极大的危害，还会降低作物的总产量，并对人的生命健康造成极大的威胁。对此，本文以土壤的重金属污染为立足点，通过对我国土壤污染现状和危害的分析，从而就缓解和解决土壤污染问题的策略展开研究。

关键词：土壤重金属污染；危害；修复技术

中图分类号：X53 文献标识码：A DOI：10.11974/nyyjs.20170230224

就土壤本身来看，其之所以会产生重金属污染，主要是因为人类在活动期间将重金属物质带入到土壤内部，使得土壤内的重金属含量增多，破坏生态环境。随着农村人口数量的增长和农业生产过程中对化肥和农药使用量的增加，导致土壤中有害物含量增多，自身生态结构和环境质量被破坏。其中，重金属是对土壤生态结构影响最大的一种元素。为了重塑土壤生态结构，提高土壤内部环境质量，解决土壤存在的重金属污染问题势在必行。

1 土壤污染现状和危害

1.1 重金属污染现状

在2005年到2013年的12月，我国土地管理局第一次开展了有关全国土壤污染情况的调查研究。按照我国在2014年由国土资源部和环保部共同的有关《全国土壤污染状况调查公报》所公示的调查结果看：当前我国土壤生态环境的状况整体来讲十分严峻，特别是重金属污染问题，更是极为严重。在我国一些废弃工矿所在区域的周边位置，土壤的重金属污染问题十分的突出。其中，我国有16.1%的土壤，重金属污染总超标率相对较重，11.2%超标率属于轻微范围；而轻度超标率和中度以上的超标率分别达到了2.3%和2.6%。

1.2 重金属污染的危害

同其他土壤污染类型相比，重金属污染本身的隐匿性、长期性、不可逆性较强，且这种污染问题一旦出现，则很难消逝。一旦重金属污染存在于土壤中，不仅很难被移动，还会长时间滞留在其产生区域，不断污染周边土壤。与此同时，重金属污染物不仅无法被微生物有效降解，还会借助植物、水等介质，被动植物所吸收，而后进入到人类食物链之中，对人体健康a生威胁。从具体的情况来看，重金属污染主要存在以下几种危害类型：对作物生产造成不利影响。因为重金属污染物在土壤与作物系统迁移的过程中，会对作物正常的生长发育和生理生化产生直接影响，从而降低作物的品质与产量。例如，镉属于对植物生长危害性较大的重金属，如果土壤镉含量较高，植物叶片上的叶绿素结构就会被破坏，根系生长被抑制，阻碍根系吸收土壤中的养分与水分，降低产量；会对人体生命健康带去影响。土壤中存在的重金属污染物可以借助食物链对人体健康造成危害。例如，汞进入人体后被直接沉入到肝脏中，破坏大脑的视神经。

2 解决重金属污染问题的方法

2.1 工程治理法

所谓的工程治理法，是通过利用化学或者是物理学中的相关原理，对土壤中的重金属污染问题展开有效治理的一种方法。现阶段，工程治理法主要包括了热处理法、淋洗法与电解法等[1]。在众多重金属污染处理方法中的处理效果更好、处理工艺的稳定性更高。但该项方法处理过程和处理工艺复杂，需要花费的成本高，且经过该方法处理后的土壤，其本身的肥力会有所降低。

2.2 生物治理法

该方法指的是借助生物在生长过程中的一些习性，来达到改良、抑制、适应重金属污染的目的。在该项治理方法中最为常见的就是微生物、植物和动物治理法。生物治理是利用鼠类和蚯蚓等动物能够吸收重金属的特性；植物治理则是利用植物积累到一定程度可以清除重金属污染，对重金属具有忍耐力的特质。工程治理法相比，生物治理方式投资相对较小、管理便利、对环境破坏性小等优势，但治理时间较长[2]。

2.3 化学治理法

化学治理法是通过向已经被重金属污染的土壤中投入适量的抑制剂和改良剂等其他化学物质的方式，增加有机质、阳离子等在土壤中代换量和粘粒含量，来改变被污染土壤电导、Eh、pH等其他理化性质，使重金属可以通过还原、氧化、拮抗、吸附、沉淀、抑制等化学作用被有效消除[3]。

3 结束语

在社会经济发展水平不断提升，重金属对土壤污染程度逐渐加深的今天，对重金属污染现状，以及其可能会造成的危害等问题展开细致的分析与研究，并利用工程、生物、化学等方式来有效的缓解和治理土壤当前存在的重金属严重污染问题，能够对我国土壤的生态环境和内部结构进行重构，为我国城市发展和社会建设提供充足的土壤资源。

参考文献

[1]崔德杰，张玉龙.土壤重金属污染现状与修复技术研究进展[J].土壤通报，2004（3）：366-370.

第9篇：土壤重金属污染分析范文

关键词：农田土壤污染；重金属污染；土壤修复；耕地质量；防治对策；中国；

万物土中生，人们吃的粮食、瓜果、蔬菜，以及植物油料、糖料、中药材等几乎全部产自土壤；人们吃的肉、蛋、奶等畜禽产品，以及淡水产品多数也是由土中生长的饲料转化而来。只有保有清洁的土壤，才有可能生产出安全的食物，才能从源头上保障舌尖上的安全。然而，目前我国的土壤污染问题日趋严重，舌尖上的安全受到了严重威胁，已到了必须采取行动的时刻。

1我国农田土壤污染状况

1.1农田土壤受污染率呈明显上升之势

根据国家环保部公布的资料，1989年全国受污染农田600万hm2[1]，占当年耕地总面积的4.6%；1990年全国受污染农田面积667万hm2[2]，占当时全国耕地总面积的5.1%；1991全国受污染农田1000万hm2[3]，占当年全国耕地总面积的7.7%；2000年对30万hm2基本农田保护区土壤有害重金属抽样监测结果表明，土壤重金属超标率达12.1%[4]；2011年在全国31个省(市、区)364个村庄的监测结果表明，农村土壤样品污染物超标率达21.5%[5]。根据宋伟等人的测算，我国受到重金属污染的农田面积占耕地总面积的16.67%[6]。根据赵其国院士的材料[7]，我国重金属污染农田土壤超过2000万hm2，占耕地总面积的16.4%，加上农药污染农田土壤933万hm2、污水灌溉污染农田217万hm2、受石油污染的土壤50万hm2、受工业废渣污染的农田10万hm2和受采矿污染的土壤面积20万hm2，共计3230万hm2，相当于当时全国耕地面积的26.5%(1)。首次全国土壤污染状况调查结果表明，全国耕地土壤点位超标率为19.4%，其中轻微、轻度、中度和重度污染点位比例分别为13.7%、2.8%、1.8%和1.1%，主要污染物为镉、镍、铜、砷、汞、铅、滴滴涕和多环芳烃[8]。

综合各方面的材料，我国农田土壤受污染率已从20世纪80年代末期的不足5%，上升至目前的近20%。尤其令人震惊的是，部分经济发达地区农田污染问题非常突出，例如，广东省清洁土壤只有11%，轻度污染农田占耕地总面积的77%，重度污染农田占耕地总面积的12%左右[9]。

1.2土壤污染趋向多源性和复杂性，并且治理难度巨大

我国土壤污染正从常量污染物转向微量持久性毒害污染物；土壤污染从局部蔓延到大区域，从城市郊区延伸到乡村，从单一污染扩展到复合污染，从有毒有害污染发展至有毒有害污染与氮、磷营养污染的交叉，形成点源与面源污染共存，生活污染、农业污染和工业污染叠加、各种新旧污染与二次污染相互复合或混合的态势[10]。目前，受到重金属污染的农田已遍布我国多个省(市、区)[11]。

土壤污染与大气污染和水污染不同，大气污染和水污染一般比较直观，容易被人们发觉；而土壤污染往往不易被人们发现，一般要等到农产品发生危害时，人们才会追溯到土壤，并且需要通过对土壤样品进行分析化验和农作物的残留检测才能确定。另外，污染物质在大气和水体中一般容易扩散和稀释，所以只要切断污染源并采取有效的治理措施，很快就会见效；而污染物在土壤中一般难以扩散和稀释，土壤污染一旦发生，则很难恢复，治理成本较高、治理周期较长，甚至被某些重金属污染的土壤需要200~1000年的时间才能够恢复[10]。

2农田土壤中主要污染物质及污染物进入农田路径

2.1农田土壤中的主要污染物质

农田土壤污染有化学污染、物理污染和生物污染。影响农产品安全质量的主要是化学污染。因此，目前引人关注的也主要是化学污染及化学污染物。

化学污染物质可分为：无机污染物和有机污染物两大类[12]。无机污染物包括对生物有危害作用的元素和化合物，主要指重金属元素如汞(Hg)、镉(Cd)、砷(As)、铅(Pb)、铬(Cr)、铜(Cu)、镍(Ni)、锌(Zn)、钴(Co)等，当前最引人关注的是Hg、Cd、As、Pb、Cr等，尤其是2013年湖南“镉米”事件给人们带来了很大的恐慌；有机污染物包括有机氯类、有机磷类、氨基甲酸酯类、苯氧羧酸类、苯酰胺类等，主要来自化工厂排放和化学农药。

2.2污染物质进入农田的主要路径

众所周知，土壤中的污染物主要来自工矿业三废(废水、废气、废渣)、机动车尾气排放，以及生活垃圾、污泥、肥料、农药和农膜。但这些污染物质是怎么进入农田中的？概括起来主要有以下3种路径：

2.2.1大气沉降

工矿企业每天向大气排放大量的粉尘和废气，热电厂、餐饮企业和家庭每天向大气排放大量的烟尘，机动车每天向大气排放大量的尾气，大风将地表有害的粉尘吹向天空，机动车在行驶过程中将路面的粉尘抛向天空。可以说，每天有大量的粉尘和废气排向大气，而这些物质又以降尘的形式，或伴随着降水回到地面，进入农田，污染土壤。大气沉降物质包括Hg、Pb、Cd、Zn等重金属[13]，以及二氧化硫、氟化物、氮氯化物、碳氢化合物等；有的地方，大气沉降甚至是农田土壤污染物的主要来源，如据天津郊区农田重金属来源分析结果，农田土壤中Cd和Pb的90%来自于大气沉降[14]。大气污染物沉降所造成的土壤污染具有区域范围广和外源污染的特点。某一个区域，即使不使用任何污染物质，也有可能受周边大气污染的影响，以大气污染物沉降的方式造成土壤污染。酸雨是一种典型的大气沉降污染，目前，全国近12.2%的国土受到酸雨的影响[15]。

2.2.2洪水冲积

在矿区经常看到堆积如山的矿渣堆放场，或规模巨大的尾矿库；在一些工矿企业周边星状分布着大大小小的渣山或废水塘。这些含有大量有害物质的尾矿、废渣、废水，平时只危害当地的水体和土壤，但一旦遇到暴雨和洪水，大量的有害物质就会冲向周边和下游地区的农田，污染水体和土壤。如2001年6月广西壮族自治区环江毛南族自治县遭遇特大暴雨袭击，环江河上游的3家选矿企业尾矿库溃坝，洛阳镇、大安乡、思恩镇600hm2农田被尾矿及废矿渣淹没[16]，庄稼大面积死亡，到了第二年，地里种什么作物都不长，严重的地方寸草不生。土壤化验结果表明，农田土壤酸度过大，Pb、Zn、As等元素超标。因洪水造成矿区尾矿库溃坝，或因暴雨造成工矿企业污水泛滥的现象时有发生，造成大面积农田土壤污染，同时还造成灌溉水源的污染。

2.2.3农业生产

农业生产过程，包括灌溉、用肥、用药、覆膜，已成为污染物质进入农田土壤的主要路径。

(1)污水灌溉。包括在北方缺水地区和南方特旱季节，人们为了保障农产品产量无奈地利用未经处理或处理不彻底的生活污水、工业废水浇灌田地；也包括在广大的灌区，人们并未意识到灌溉用水受到了污染，无意之中将含有污染物质的水浇灌到了农田，造成土壤污染。白银市污水灌区调查分析结果表明，Cd为重度污染，Hg、As、Ni、Pb、Cu、Zn等在大部分区域内属于中度污染，个别区域为重度污染[17]。西安市西北郊沣惠渠灌区调查分析结果表明，长期污水灌溉，农田土壤Cd、Hg、Cr、Cu、Zn5种元素表现出不同程度污染，其中Cd和Hg污染尤为严重[18]。利用污水浇灌农田是造成土壤污染的主要原因，我国80%的土壤污染与灌溉有关[19]；环境保护部和国土资源部开展的首次土壤污染状况调查结果表明，55个污水灌溉区中有39个(占71%)存在土壤污染问题，在1378个土壤点位中，超标点位占26.4%，主要污染物为镉、砷和多环芳烃[8]。

(2)不合理地使用农药。农药包括各种杀虫剂、杀菌剂、杀螨剂、杀线虫剂、杀鼠剂、除草剂、脱叶剂、植物生长调节剂等。不合理地使用农药主要体现在3个方面：一是违规使用高毒高残留农药；二是过量使用农药；三是在不适宜的时间使用农药。农药在农业保产增产中发挥了重要作用，但不合理使用农药所造成的土壤污染问题日益突出，全国受农药污染的农田土壤已达933万hm2[7]。

(3)不合理地使用肥料。关于肥料对土壤的污染问题，人们一般只关注化肥，很少关注有机肥。实际上，不仅化肥会污染土壤，有机肥同样也会污染土壤。

化肥污染包括3个方面：一是某些用于生产化肥的原料中所伴生的天然重金属物质在化肥生产过程中未被完全清除，导致化肥中含有重金属而污染土壤，在部分磷肥中存在这种现象[20-21]，如有学者认为，2013年湖南的“镉米”事件主要是农田使用的磷肥中镉含量高[16]，吴卓耕等人的分析结果也表明土壤镉含量高与长期大量施用磷肥有直接关系[22]；二是过量使用化肥和化肥与有机肥比例失衡造成土壤结构恶化和土壤微生物环境的改变，或因土壤环境的改变加剧土壤中有害重金属物质活化，危害农作物；三是由于过量使用化肥，未被作物吸收的化学成分进入水体(包括地下水和地表水)，污染水环境。

有机肥污染主要是指有机肥中含有的有毒有害物质对土壤的污染。农民自家粗制的农家肥，有的因掺入含毒生活垃圾(包括电子产品废弃物、各类化学试剂)而含大量有害污染物质，有的是掺入含重金属的湖塘底泥或污水处理厂含重金属的污泥，有的是牲畜粪便本身含有病原菌、重金属、激素、抗生素及其他有机污染物[23]；另外，不少商品有机肥同样含有重金属等有害物质。如刘荣乐等人对162个商品有机肥样品测试分析结果表明：按照我国现有的有机-无机复混肥料国家标准(GB18877-2002)在162个测试样品中有1个样品Cr超标，2个样品Pb超标，9个样品Cd超标；但按照德国腐熟堆肥中部分重金属限量标准，在162个样品中有110个Cd超标，73个Ni超标，31个Zn超标[24]，等等。王飞等人于2012年8~11月对华北地区42个商品有机肥样品测试分析结果表明：按照中国有机肥行业标准，Pb的超标率高达80.56%，其他测试重金属不超标；但按照德国腐熟堆肥标准，大部分测试重金属超标[25]。

(4)不合理使用地膜。2012年全国地膜使用量131.1万t，地膜覆盖面积1758万hm2。地膜在我国各地的广泛推广使用，大大延长了冷凉地区农作物种植季节，扩大了某些农作物的种植区域，提高了农产品产量。但与此同时，大量的废弃残膜也带来了农田白色污染问题[26]。

3农田土壤污染防治对策

3.1首要工作是强化土壤污染防控

土壤污染具有隐蔽性、滞后性以及累积性和治理的艰难性，农田土壤一旦受到污染，其治理难度很大，成本很高。因此，必须强化污染防控，控制污染物进入土壤。当前最为迫切的工作有8个方面：

(1)严控工矿企业三废(废水、废气、废渣)排放，强化垃圾堆放场和矿区尾矿库的防渗、防漏、防刮(风吹)、防冲(洪水冲击)能力，防止污染物质进入水体、大气和农田。

(2)强化灌溉水源质量监控工作。一旦发现水源受到污染，及时通报相关灌区，严控未经处理和处理不达标的污水灌溉农田。

(3)严控高毒、高残留农药的使用，并强化农药使用知识的宣传，做到科学用药。

(4)强化化肥质量监控，尤其是强化对磷肥重金属的监控，严控重金属超标化肥进入市场，并强化科学用肥技术的推广，做到化肥用量适度、化肥施用时机与频率适宜、化肥与有机肥比例合理。

(5)强化对商品有机肥重金属等有害物质的监控，严控重金属等有害物质超标的有机肥进入市场。

(6)开展对农村粗制农家肥质量的抽查检测工作，并加大宣传力度，让广大农民认识到含毒生活垃圾等有害物质进入农家肥的危害性。

(7)强化农家肥无害化处理技术的研发与推广，并针对广大农民自制农家肥所存在的重金属污染问题，开展有机肥安全生产与使用专项行动。

(8)科学使用地膜，广泛推广可降解地膜或可回收地膜，严控地膜对土壤的污染。

3.2因情而宜，走综合治理之路

首先应强化对土壤污染状况的调查，包括污染物类型、污染物来源、污染程度、污染区域的水热环境与土壤环境状况，以及不同作物对各类污染物的响应机理等，针对不同区域、不同类型的污染土壤走不同的治理之路。

(1)改善土壤环境，促使有害重金属固化，减轻对农作物的危害。重金属在自然界是一种客观存在的微量元素，也普遍存在于土壤之中。重金属成害需要一定的条件，一是含量超过一定的标准，二是有适宜的环境条件。比如，重金属Cd在pH值为4.5~5.5时最容易被水稻吸收[27]。通过增施有机肥和在土壤中加入化学试剂，提升土壤pH值到5.5以上，土壤中黏土矿物和氧化物与重金属生成络合、螯合物，性质趋于稳定[28]，水稻对镉的吸收性大大降低。

(2)调整粮食作物品种结构，躲避重金属污染。不同的作物品种对重金属有着不同的吸附能力，通过调整粮食作物品种结构，可以大大地降低重金属的污染。如粳稻与籼稻相比，其对重金属Cd的吸收性小得多，台湾在镉米事件之后，大力推广粳稻种植，劝阻农户在Cd浓度较高的区域种植籼稻[27]。

(3)暂时性退出可食用性农作物的生产，改种非食用性植物。某些受到污染的农田不能继续从事粮食、蔬菜、水果等可食性农产品的种植，但可以种植绿化植物或其他非食用性工业原料作物。当然，在选择非食用性工业原料时，必须考虑它们在后续可能对人类造成的危害。