我國主要城市土壤重金屬污染研究
導讀：般將城市劃分為若干功能區，在各功能區內隨機布點，注意避開污染源。土壤采樣大多采取多點混合法，即一個地方采3-5個樣品(一般為邊長1米的正方形區域的中心及四個頂點)，就地混合為一個樣品，保證單個樣品重約1-2公斤。主要城市土壤重金屬污染嚴重。
關鍵詞：城市，土壤，重金屬，綜述
1、采樣與測定
一般將城市劃分為若干功能區，在各功能區內隨機布點，注意避開污染源;同時考慮地形、氣候等的影響，對某些部位多設采樣點，加強采樣。。采樣時，盡可能使用木頭或塑料工具，避免金屬工具直接與樣品接觸，對樣品造成污染。土壤采樣大多采取多點混合法，即一個地方采3-5個樣品(一般為邊長1米的正方形區域的中心及四個頂點)，就地混合為一個樣品，保證單個樣品重約1-2公斤。采好的樣品帶回實驗室，置于通風處自然風干，去除石塊及植物根葉。用“四分法”取部分土樣，用石英研缽進行研磨，過塑料篩，裝入塑料袋，備用。
重金屬含量的測定可采取不通的方法，但必須按照國家標準中規定的方法、材料、步驟進行，同時每若干測定樣品間(如10個)需插入標準樣(如GSS系列)進行全程質量監控，確保測定精度及儀器穩定度。備用樣品可用HNO3-H2SO4-H2O2消化，以火焰原子吸收法測Cu、 Pb、 Zn濃度，石墨爐-原子吸收法測定Cd和As濃度。也可用X射線熒光光譜儀(XRF)進行熒光分析，將備用樣品用壓樣機在標準壓力下壓成片，待測。壓樣過程中應用酒精擦壓樣機模具數次，確保干凈，防止樣品間污染。壓好的片可直接放入XRF中測定。若要提高測定精度，也可采用熔片法，因為熔片法可消除粒度效應、礦物效應，但成本較高，用時較長。與傳統方法相比，X射線熒光光譜法更簡潔、方便，但它不能完成Hg(具有揮發性)、Cd(含量過低)的測定。建議兩種方法結合使用。
2、污染特征
主要城市土壤重金屬污染嚴重。沈陽市區土壤中鉛含量為26-2910.6mg/kg,平均為199.72 mg/kg，是對照區(33.3 mg/kg)的6倍，是沈陽市土壤背景值(22.15 mg/kg)的9倍;烏魯木齊城市土壤中Cr、 Cu 、Pb 、Zn含量均很高，超出相應土壤背景值1.65-2.84倍;北京市大興區表層土壤重金屬測定結果表明，Cu、Zn、Pb、Cr、Cd、Ni、Hg 、Co平均含量均高于當地背景值;而對上海市公園土壤研究發現，Cd的平均含量為背景值的3.1倍，Cr的平均含量與背景值基本相當，Pb、Zn和Cu的平均含量分別為背景值的2.2倍、2.3倍和1.6倍。
3、評價方法
綜合污染指數法，即內梅羅指污染數法，它既全面反映了污染物對土壤污染的不同程度，同時又突出高濃度對土壤環境質量的影響，它的表示式為：P={(Pi2+Pimax2)/2}0.5，式中P為綜合污染指數，Pi為單因子污染指數的平均值，Pimax為單因子污染指數的最大值，P≤1，未污染;13，重度污染。但其未考慮到當地背景值。地積累指數又稱Mull指數，是20世紀60年代晚期在歐洲發展起來的廣泛用于研究沉積物及其它物質中重金屬污染程度的定量指標，其表達式為Igeo=log2[ Cn/ ( k×Bn) ]，式中，Cn是元素n在沉積物中的含量;Bn是沉積物中該元素的地球化學背景值;k為考慮各地巖石差異可 能會引起背景值的變動而取的系數(一般取值為1.5)，用來表征沉積特征、巖石地質及其它影響。評價重金屬的污染，除必須考慮到人為污染因素、環境地球化學背景值外，還應考慮到由于自然成巖作用可能會引起背景值變動的因素。地累積指數法注意到了此因素，彌補了其它評價方法的不足。然而，背景值的確定又是一個極其復雜的過程，它一直是國內外環境科學領域關注的對象。
4、污染源解析
交通和工業生產。含鉛汽油的燃燒是城市Pb污染的重要來源。研究表明，各種汽油中Pb質量分數為0.4-1.0 mg/kg，汽車排放的尾氣中Pb更多，20-50μg/L。紐約市的研究資料表明，城市的交通流量和人口密度(對數)與表層土壤的Pb量呈正相關。此外，工業區原材料中多含有Pb，釋放后污染土壤，并在土壤中積累。交通邊緣帶機動車輛含Cu零件的磨損是表層土壤中Cu含量增多的因素之一。工業生產的迅速發展，含Cu污染物排放量越來越多，也是Cu含量增多的重要原因。汽車輪胎添加劑中含有Zn，輪胎磨損產生的粉塵，是路邊土壤Zn污染的重要來源。有研究發現，在蘭州市主要十字路口處，車流量越大的地方表層土壤Cu，Zn，Pb污染越嚴重。電鍍、染料、制藥、皮革、顏料等鉻化合物制造企業排放的廢物中還有大量的Cr，是城市土壤Cr來源之一，另外，汽車表面老化也將釋放部分Cr。免費。電子設備、熒光燈泡、溫度計、電池及其它一些化學試劑的丟棄，是城市Hg污染的重要來源。
5、潛在危害
危害城市人群健康。日本的水俁病，就是因為燒堿制造工業排放的廢水中含有汞，再經生物作用變成有機汞后造成的，痛痛病，是由煉鋅工業和鎘電鍍工業所排放的鎘所致。另外，鎘還會損傷腎小管，出現糖尿病，還有鎘引起血壓升高，出現心血管病，甚至還有致癌、致畸的報道。砷對人體危害很大，它能使紅血球溶解，破壞正常生理功能，甚至致癌等。人體中鉛能與多種酶結合從而干擾有機體多方面的生理活動，導致對全身器官產生危害。我國城市兒童鉛中毒問題普遍存在，沈陽是重工業城市，鉛污染無處不在，是我國受鉛污染危害較重的城市之一。沈陽市約有50%的兒童為鉛污染的高危人群，其中80%的兒童血鉛水平超過正常標準(1Oμg/dL)。哈爾濱市的一項調查顯示，哈爾濱市O-2歲兒童鉛中毒發生率為45% ，2-6歲兒童為46%。西安市及鄰近地區每年工農業和民用燃煤1000萬t左右，主要為渭北石炭 ：疊系煤，含鉛量為30 g/t左右，其每年排放到大氣中的鉛為200t左右，大量的鉛最終會發生沉降，進入土壤，引起鉛中毒。
6、對策與建議
城市功能區的合理布局。大量研究證明，不同的城市功能區有不同的污染特征。免費。因此，應綜合當地地形、氣候、經濟發展等因素，合理規劃城市布局，尤其是新建工業區的規模、位置，以確保盡可能少的區域、盡可能少的人口免受其排放的廢水、廢氣、廢渣的影響。
污染修復。一般分為物理修復、化學修復技術和生物修復三種。其中生物修復既安全又經濟，同時還可以美化環境。它不破壞土壤生態環境，能使土壤保持好的結構和肥力狀態，無需進行二次處理就可種植其他植物。而且通過對生物的集中處理，造成二次污染的機會較少。對蘭州市裸露采樣點和綠化帶采樣點重金屬含量的對比分析表明，裸露采樣點表層土壤Cu、Zn、Pb的質量分數平均值比綠化帶采樣點的高，說明綠化帶對重金屬污染有明顯的削減效應。
參考文獻:
[1]王金達，劉景雙，等.沈陽市城市土壤和灰塵中鉛的分布特征[J].中國環境科學，2003，23(3)：300-304.
[2]劉玉燕，劉敏，等.烏魯木齊城市土壤中重金屬含量與影響機制探討[J].干旱區地理，2007，30(4)：552-556.
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