不同区域土壤重金属污染研究
不同区域土壤重金属污染研究[20200408174123]
摘 要
本实验以苏州地区为研究范围,将苏州地区分为七大版块,每个区域取三个采样点。选取农作物种植区土壤深度为20~40cm处的土壤作为实验对象。首先取适量土壤样品,经过磨碎细化、消解等一系列处理后用火焰原子吸收光谱法和石墨炉原子吸收法分别测量其铅、锌和镉、铜的浓度。与江苏省背景值和全国背景值比较,苏州各地区都受到不同程度的污染,其中铅和铜元素的污染较严重。实验所测数据进行横向比较,太仓、张家港和昆山这三个地区的铜污染较为严重。由此来看,苏州各地区都有重金属污染,部分地区污染比较严重,地区之间差异较大,这为苏州地区污染的防护和治理提供了重要的理论依据。
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关键字:重金属土壤污染苏州
目 录
1前言 1
1.1课题研究背景 1
1.2重金属简介 2
1.3国内污染现状与研究现状 3
1.4本研究的目的和意义 4
2材料与方法 5
2.1材料 5
2.1.1土样 5
2.1.2主要试剂 5
2.1.3主要仪器 5
2.2方法 6
2.2.1采集土样 6
2.2.2土样预处理 6
2.2.3火焰原子吸收法 6
2.2.4石墨炉原子吸收法 8
3结果与分析 10
3.1苏州各区土壤中镉、铅、铜和锌的含量状况 10
3.2苏州市四种金属的含量状况 12
3.3苏州各地区四种重金属含量比较 13
3.4苏州地区土壤重金属污染指数评价 13
3.5苏州地区重金属污染防治 15
4结语 17
参考文献 18
致谢 19
1前言
1.1课题研究背景
我国地域辽阔 ,地大物博,拥有九百六十多万平方公里的庞大土地资源,这为我国的农业和牧业奠定了极好的土地基础。土壤专指陆地表面上的土层,它能够为植物的生长和动物的生存提供栖息地,是地球上大多数生命活动不可缺少的重要物质之一[1~4]。它和水、大气一样,都是环境的构成因子,在自然生态系统的物质循环中起着极为重要的作用。一方面,它可以为植物生长提供安逸的地面支撑环境,使其能够伫立于大地之上,并能为植物生长和发育提供所需要的各种营养物质和能量,例如水和热。另一方面,土地为人类建筑作支撑,又为人类这一食物链顶端的物种提供各种食材,人类和土壤不仅相互依赖对方,还相互制约着彼此,两者保持一定的平衡关系。但是,随着改革开放的步伐不断加快,这种微妙的平衡关系逐渐地被打破。当前,土壤重金属污染已成为严重且无法忽视的环境问题,这些环境问题急需我们着手去处理。
第一,土壤污染重,修复成本高。曾经有媒体报道,苏州地区至少有一千亩地受到不同程度的污染,每亩土地大约六百五十平方米,如果需要治理深度为五米深,即三千二百五十立方米,每立方米大约有两吨土壤,按现有技术计算,每吨土修复大约需三千元,那么治理苏州地区所有污染土地所需费用一百九十五亿元。
第二,既缺乏相关法律的约束,又缺少相关国标的要求。直至目前,我国在土壤修复方面还没有一套完整的法律体系,在土壤修复技术上也没有国家层面的标准。完整地修复一块地,这不仅需要技术支持,还需要法律支撑。
第三,我国的土壤修复管理体制还没有真正建立起来。各地负责和管理土壤修复的部门未有明确,更不知从何下手,相关单位包括发改委、土地、规划、环保、建设、财政等多个部门,各部门之间本身有明确的任务,在土壤修复这个复杂问题上表现出协调不顺,沟通困难。
人类大量的污染活动致使土壤不堪重负,其土壤质量每况愈下,令人担忧[5]。有鉴于此,我国土壤重金属污染的总体形势也不被看好[6,7],虽然可能大多数土壤只有受到轻度污染,但是污染的范围广,并且还有不断扩散的趋势。这是因为一方面土壤重金属污染类型多、途径多,另一方面监督管理体系不健全,投入低。由土壤重金属污染导致的农产品质量安全问题逐年增多[9,10],人类已经再也无法忽视这一类大型污染问题。
1.2重金属简介
重金属包括铜、铅、锌、锡、镍、钴、锑、汞、镉和铋10种,它们之间除了相对密度都大于五和所有重金属的化学性质都趋向于稳定之外,几乎没有其他的共同点。它们不容易发生反应并形成化合物,而一旦形成化合物之后又很难将其“剥离”。所有的重金属超过一定浓度都对人体产生负面作用,其中一部分重金属如铅、汞、镉等与人体生命活动几无关系,这类重金属尤其需要注意。
重金属无处不在,无时不在。它存在于空气中,存在于泥土中,存在于水中,甚至人类自身制造的某些化妆品中也存在一些重金属的原料。人体内的蛋白质和各种酶能与重金属发生反应,这一反应称为“变性”作用,它能使蛋白质和各种酶失去它们原有的活性,人体机能便会遭到破坏。重金属还能储存于人体的某些器官中,如肝脏、肾脏等,假如其不断富集,直至超过人体所能承受的限度,会造成人体中毒现象,对人体会造成很大的危害。
1重金属在土壤中的污染具有隐蔽性的特点
一般来说,我们人体的感官就能发现或认识大气污染、水体污染和废弃污染。而土壤污染则不易被发现,一般需要通过对土样的分析检测和农作物分析检测之后,得出的数据才能直观地被人类认识,有时还需要对动物体临床检验实验后才能确定,因此,土壤被重金属污染后,一时间很少会有人引起注意,所以具有隐秘滞后的特点。
2重金属在土壤中的污染具有累积性的特点
相对而言,重金属在水体中易于随流水移动,在空气中易于随风移动,但是在土壤中却迁移困难,因为它缺少流动载体或者过重。这使得重金属在土壤中难以轻易扩散,因此重金属在土壤中容易不断积累,土壤重金属含量会不断增加。
3重金属在土壤中的污染具有不可逆转的特点
重金属对土壤的污染基本上可以说是单方向发展的过程,土壤中的重金属不会像聚氯乙烯塑料袋一样自我降解。一旦重金属进入到土壤中,自然条件下便很难清除,可以说“只进不出”。
4重金属在土壤中的污染具有难治理的特点
土壤与大气和水不一样的地方就是前者不易移动,后者易于移动。重金属进入大气或者水体中,会随着大气循环或水循环不断稀释,但是积累在污染土壤中的难降解的重金属则很难靠自身的净化作用来清除或稀释。治理土壤重金属污染,困难重重。
综合来说,土壤一旦被重金属污染,不仅要切断“进口”,更要打开“出口”。就目前的技术来看,治理仍需大量的时间和资金,其见效慢、范围小仍将是现在面临的大难题,因此我们迫切需要投入科技能力,发展新型的治污之法来改善土壤质量。
1.3国内污染现状与研究现状
科学技术是一把双刃剑,它带给我们便利,也带来了始料未及的大麻烦。自我国进入二十世纪以来,科技的迅猛发展,不仅促进我国经济的长足发展,改善了人民的生活质量,然而,与此同时,我们也支付了毁坏环境的代价。工业上废水、废气和固体废弃物和汽车尾气的肆意排放,使用不达标的污水灌溉,农药和化肥的不当使用等,严重地污染了我国土壤 的质量。
去年湖南曝光的大米镉超标事件令全国人民震惊,这一次的“毒大米”事件为何如此受到关注,其最主要的原因就是污染源是本土土壤。湖南曾是全国最大的米城,如今的米已经变成了“铁米”,人们的饮食遭受重大的威胁。人们已经知道,湖南的大量耕地其实早就已经遭受重金属污染,只是之前还没重视罢了。
土壤尤其是耕地受到重金属污染影响十分严重,专家表示,重金属污染耕地带来的直接后果是耕地质量下降,无法产出高品质的农产品,而且质量不断下滑,这会使得中国对外出口量下降,影响农民的生存。
摘 要
本实验以苏州地区为研究范围,将苏州地区分为七大版块,每个区域取三个采样点。选取农作物种植区土壤深度为20~40cm处的土壤作为实验对象。首先取适量土壤样品,经过磨碎细化、消解等一系列处理后用火焰原子吸收光谱法和石墨炉原子吸收法分别测量其铅、锌和镉、铜的浓度。与江苏省背景值和全国背景值比较,苏州各地区都受到不同程度的污染,其中铅和铜元素的污染较严重。实验所测数据进行横向比较,太仓、张家港和昆山这三个地区的铜污染较为严重。由此来看,苏州各地区都有重金属污染,部分地区污染比较严重,地区之间差异较大,这为苏州地区污染的防护和治理提供了重要的理论依据。
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关键字:重金属土壤污染苏州
目 录
1前言 1
1.1课题研究背景 1
1.2重金属简介 2
1.3国内污染现状与研究现状 3
1.4本研究的目的和意义 4
2材料与方法 5
2.1材料 5
2.1.1土样 5
2.1.2主要试剂 5
2.1.3主要仪器 5
2.2方法 6
2.2.1采集土样 6
2.2.2土样预处理 6
2.2.3火焰原子吸收法 6
2.2.4石墨炉原子吸收法 8
3结果与分析 10
3.1苏州各区土壤中镉、铅、铜和锌的含量状况 10
3.2苏州市四种金属的含量状况 12
3.3苏州各地区四种重金属含量比较 13
3.4苏州地区土壤重金属污染指数评价 13
3.5苏州地区重金属污染防治 15
4结语 17
参考文献 18
致谢 19
1前言
1.1课题研究背景
我国地域辽阔 ,地大物博,拥有九百六十多万平方公里的庞大土地资源,这为我国的农业和牧业奠定了极好的土地基础。土壤专指陆地表面上的土层,它能够为植物的生长和动物的生存提供栖息地,是地球上大多数生命活动不可缺少的重要物质之一[1~4]。它和水、大气一样,都是环境的构成因子,在自然生态系统的物质循环中起着极为重要的作用。一方面,它可以为植物生长提供安逸的地面支撑环境,使其能够伫立于大地之上,并能为植物生长和发育提供所需要的各种营养物质和能量,例如水和热。另一方面,土地为人类建筑作支撑,又为人类这一食物链顶端的物种提供各种食材,人类和土壤不仅相互依赖对方,还相互制约着彼此,两者保持一定的平衡关系。但是,随着改革开放的步伐不断加快,这种微妙的平衡关系逐渐地被打破。当前,土壤重金属污染已成为严重且无法忽视的环境问题,这些环境问题急需我们着手去处理。
第一,土壤污染重,修复成本高。曾经有媒体报道,苏州地区至少有一千亩地受到不同程度的污染,每亩土地大约六百五十平方米,如果需要治理深度为五米深,即三千二百五十立方米,每立方米大约有两吨土壤,按现有技术计算,每吨土修复大约需三千元,那么治理苏州地区所有污染土地所需费用一百九十五亿元。
第二,既缺乏相关法律的约束,又缺少相关国标的要求。直至目前,我国在土壤修复方面还没有一套完整的法律体系,在土壤修复技术上也没有国家层面的标准。完整地修复一块地,这不仅需要技术支持,还需要法律支撑。
第三,我国的土壤修复管理体制还没有真正建立起来。各地负责和管理土壤修复的部门未有明确,更不知从何下手,相关单位包括发改委、土地、规划、环保、建设、财政等多个部门,各部门之间本身有明确的任务,在土壤修复这个复杂问题上表现出协调不顺,沟通困难。
人类大量的污染活动致使土壤不堪重负,其土壤质量每况愈下,令人担忧[5]。有鉴于此,我国土壤重金属污染的总体形势也不被看好[6,7],虽然可能大多数土壤只有受到轻度污染,但是污染的范围广,并且还有不断扩散的趋势。这是因为一方面土壤重金属污染类型多、途径多,另一方面监督管理体系不健全,投入低。由土壤重金属污染导致的农产品质量安全问题逐年增多[9,10],人类已经再也无法忽视这一类大型污染问题。
1.2重金属简介
重金属包括铜、铅、锌、锡、镍、钴、锑、汞、镉和铋10种,它们之间除了相对密度都大于五和所有重金属的化学性质都趋向于稳定之外,几乎没有其他的共同点。它们不容易发生反应并形成化合物,而一旦形成化合物之后又很难将其“剥离”。所有的重金属超过一定浓度都对人体产生负面作用,其中一部分重金属如铅、汞、镉等与人体生命活动几无关系,这类重金属尤其需要注意。
重金属无处不在,无时不在。它存在于空气中,存在于泥土中,存在于水中,甚至人类自身制造的某些化妆品中也存在一些重金属的原料。人体内的蛋白质和各种酶能与重金属发生反应,这一反应称为“变性”作用,它能使蛋白质和各种酶失去它们原有的活性,人体机能便会遭到破坏。重金属还能储存于人体的某些器官中,如肝脏、肾脏等,假如其不断富集,直至超过人体所能承受的限度,会造成人体中毒
1重金属在土壤中的污染具有隐蔽性的特点
一般来说,我们人体的感官就能发现或认识大气污染、水体污染和废弃污染。而土壤污染则不易被发现,一般需要通过对土样的分析检测和农作物分析检测之后,得出的数据才能直观地被人类认识,有时还需要对动物体临床检验实验后才能确定,因此,土壤被重金属污染后,一时间很少会有人引起注意,所以具有隐秘滞后的特点。
2重金属在土壤中的污染具有累积性的特点
相对而言,重金属在水体中易于随流水移动,在空气中易于随风移动,但是在土壤中却迁移困难,因为它缺少流动载体或者过重。这使得重金属在土壤中难以轻易扩散,因此重金属在土壤中容易不断积累,土壤重金属含量会不断增加。
3重金属在土壤中的污染具有不可逆转的特点
重金属对土壤的污染基本上可以说是单方向发展的过程,土壤中的重金属不会像聚氯乙烯塑料袋一样自我降解。一旦重金属进入到土壤中,自然条件下便很难清除,可以说“只进不出”。
4重金属在土壤中的污染具有难治理的特点
土壤与大气和水不一样的地方就是前者不易移动,后者易于移动。重金属进入大气或者水体中,会随着大气循环或水循环不断稀释,但是积累在污染土壤中的难降解的重金属则很难靠自身的净化作用来清除或稀释。治理土壤重金属污染,困难重重。
综合来说,土壤一旦被重金属污染,不仅要切断“进口”,更要打开“出口”。就目前的技术来看,治理仍需大量的时间和资金,其见效慢、范围小仍将是现在面临的大难题,因此我们迫切需要投入科技能力,发展新型的治污之法来改善土壤质量。
1.3国内污染现状与研究现状
科学技术是一把双刃剑,它带给我们便利,也带来了始料未及的大麻烦。自我国进入二十世纪以来,科技的迅猛发展,不仅促进我国经济
去年湖南曝光的大米镉超标事件令全国人民震惊,这一次的“毒大米”事件为何如此受到关注,其最主要的原因就是污染源是本土土壤。湖南曾是全国最大的米城,如今的米已经变成了“铁米”,人们的饮食遭受重大的威胁。人们已经知道,湖南的大量耕地其实早就已经遭受重金属污染,只是之前还没重视罢了。
土壤尤其是耕地受到重金属污染影响十分严重,专家表示,重金属污染耕地带来的直接后果是耕地质量下降,无法产出高品质的农产品,而且质量不断下滑,这会使得中国对外出口量下降,影响农民的生存。
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