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湿地土壤重金属污染分析

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《辽宁农业科学杂志》2014年第三期

1样品的采集和分析

1.1采集和制备

选择洽川湿地南到处女泉北到黄河魂入口之间湿地布点采样,共设置18个采样点,采样点位置见图1和图2。每个采样点同时采集3份样品,每份1kg左右,混匀作为一个采样点的样品。样品晾干后去除石子和动植物残体等异物,使之通过80目尼龙筛,利用四分法将采集的18个土壤样品分别缩分。准确称取1.00g土样置于100ml聚四氟乙烯烧杯中,用盐酸—硝酸—氢氟酸—高氯酸消解,定容于50ml容量瓶中。消解样品同时做空白1份。

1.2测定

1.2.1试剂各元素的分析纯试剂,用于配制储备液和标准溶液。盐酸、硝酸、高氯酸、氢氟酸均为分析纯,二次蒸馏水。

1.2.2样品测定采用WFX120原子吸收分光光度计(北京瑞利)测定试液中的Pb、Cd、Cr、Cu、Zn和Mn并根据回归方程计算含量。

1.2.3准确度实验选取2号土壤样品,加入一定量各元素标准溶液,消化后测定并计算加标回收率,平行测定3次。

1.2.4精密度实验选取消化后的2号样品,对各元素均连续进样5次,计算精密度。

1.3重金属污染危害评价方法本文采用瑞典科学家Hakanson提出的潜在生态危害指数法,对湿地土壤重金属累积程度和潜在危害进行评价。该指数法不仅反映了某一特定环境中各种污染的影响,也反映了多种污染物的综合影响,并以定量的方法划分出潜在生态危害的程度,是目前国内外土壤(沉积物)中重金属污染评价研究的先进方法之一。单项污染系数:Cif=Cisurface/Cin式中:Cif是某一重金属的污染系数,Cisurface是表层土壤重金属浓度实测值,Cin是参比值。文章采用陕西表层土壤背景值作为参比值。单项污染系数分级标准:Cif≤1为非污染,1≤Cif≤2为轻微污染,2≤Cif≤3为中度污染,Cif≥3为重度污染。潜在生态危害单项系数:Eir=Tir×Cif式中:Eir是某一重金属的潜在生态危害系数,Tir是某一种重金属的毒性响应系数,反映了重金属对人体和固体物质系统的危害,有关重金属的毒性系数为:Pb=5,Cd=30,Cr=2,Cu=5,Mn=1,Zn=1。潜在生态危害综合指数[3]:RI=Σni=1Eir。重金属污染潜在生态危害系数和潜在生态危害综合指数分级标准见表1。

2洽川湿地土壤中重金属污染情况及评价

2.1洽川土壤中重金属测定结果洽川湿地土壤重金属含量测定结果见表2,经准确性和精密度实验,回收率均高于90%,RSD均小于1%,测定结果可信。陕西省表层土壤重金属的背景值见表3。在18个采样点土样测定结果中,Pb的含量为74.3~405.5mg/kg,均高于该地区该元素背景值21.6mg/kg;Cd的含量为1.7~7.5mg/kg,均高于该地区该元素背景值0.094mg/kg;Cr的含量为46.9~115.6mg/kg,只有5、7、13和14号采样点低于该地区该元素背景值;Cu的含量为9.91~52.9mg/kg,其中1、5、9和14号采样点低于该地区该元素背景值;Mn的含量为283.7~743.3mg/kg,其中1、4、7、12、13、14、17和18号采样点低于该地区该元素背景值;Zn的含量为33.4~150.6mg/kg,6个采样点低于该地区该元素背景值。

2.2洽川湿地重金属污染评价评价结果见表4、表5,从两表可以分析得出:从单项污染系数看,Pb的单项污染系数均大于3,洽川湿地属于Pb重度污染;Cd的单项污染系数均大于3,洽川湿地属于Cd重度污染;Cr除5、7、13和14采样点单项污染系数小于1属于无污染,其余采样点均在1~2之间,属于轻微污染;各个采样点Cu的单项污染系数在0.46~2.47之间,处于无污染到中度污染;Mn的单项污染系数在0.51~1.36之间,湿地Mn污染处于无污染到轻度污染;Zn的单项污染系数在0.48~2.17之间,处于无污染到中度污染。从潜在生态危害单项系数分析,Pb的生态危害单项系数3号点处于中等生态危害,4号点处于强生态危害,其余点均属于轻微生态危害;对于Cd,各采样点均处于极强生态危害;对于Cr、Cu、Mn和Zn,各采样点均处于轻微生态危害。从潜在生态危害综合指数分析,11号点处于强生态危害,其余采样点均属于很强生态危害,主要是Cd的危害造成。从污染情况看分析,湿地重金属污染Cd最严重,Pb次之,Cu和Zn污染较弱,Cr和Mn的污染最轻。

3结果分析

本次所设定的采样点均属于黄河洽川湿地范围,属于黄河河流影响范围,其重金属含量必然受到黄河河水影响,但是湿地土壤和河流底泥不同,它所受污染比底泥要轻,另外湿地本身具有一定的自净作用,湿地生存的芦苇等植物对于重金属具有吸收累积作用,可以降低湿地土壤重金属含量。但是即使如此,洽川湿地仍属于很强生态危害,主要原因是Cd污染严重超标。建议一方面应加强对上游污染物尤其是Cd污染排放进行严格监控,另一方面,洽川湿地应适当增加对于Cd具有累积作用的植物的种植,对重金属进行富集去除,而且最好是从本土生长的植物中筛选。

作者:李吉锋单位:渭南师范学院化学与生命科学学院陕西省多河流域湿地生态环境重点实验室

辽宁农业科学杂志责任编辑:田老师    阅读:人次