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首页 典型工业区域中铬.铅.砷

典型工业区域中铬.铅.砷.镉的污染特征及影响评价研究?

典型工业区域中铬.铅.砷

杨子盈
2019-06-14 0人阅读 举报 0 0 暂无简介

简介:本文档为《典型工业区域中铬.铅.砷doc》,可适用于综合领域

龙源期刊网典型工业区域中铬铅砷镉的污染特征及影响评价研究作者:王万峰朱春友宋琳琳张国庆黄耀潘峰来源:《安徽农业科学》年第期(河南师范大学环境学院,黄淮水环境与污染防治省部共建教育部重点实验室,河南新乡)摘要目的以我国某典型工业区为研究对象,研究其污染特征和产生原因。方法通过电感耦合等离子质谱仪(ICPMS)检测方法调查工业区内水体和土壤中铬(Cr)、铅(Pb)、砷(As)和镉(Cd)的浓度水平,并采用单项污染指数和综合污染指数法进一步对污染状况进行影响评价。结果水体中Cr质量浓度水平相对较高(最高质量浓度为μgL)土壤样品中Pb、As和Cd污染极其严重(最高质量浓度分别为mgkg、mgkg和mgkg)。根据我国地表水Ⅲ类标准和土壤二级标准值计算,水体中Cr最高浓度超过评价标准倍土壤中Pb、As和Cd最高浓度分别超过评价标准倍、倍和倍。水体(土壤)中Cr、Pb、As和Cd单项污染指数平均值分别为:()、()、()和()从综合污染指数来看,(个)的水样和(个)的土壤样品的综合污染指数大于,表明研究区域水体和土壤中种物质复合污染相对严重。相关性分析显示,土壤中Pb和Cd具有显著相关性(R=),表明两者可能为复合污染,有相同或者相近的污染源。结论来源解析表明,工矿业生产中用到的原材料及排放的废弃物是污染主要来源。关键词金属影响评价单项污染指数内梅罗综合指数中图分类号SXS文献标识码A文章编号()CharacteristicsandEnvironmentalImpactAssessmentofCr,Pb,AsandCdinTypicalIndustrialParkWANGWanfengetal(KeyLaboratoryforYellowRiverandHuaiRiverWaterEnvironmentalandPollutionControlofMinistryofEducation,SchoolofEnvironment,HenanNormalUniversity,Xinxiang,Henan)AbstractObjectiveWithatypicalindustrialparkinChinaastheresearchobject,thepollutioncharacteristicsandcauseswerestudiedMethodCr,Pb,AsandCdweredetectedbyICPMS,andenvironmentalimpactassessmentwascarriedoutbysinglepollutionindexandcomprehensivepollutionindexResultTheresultsshowedthatCrconcentrationwashigherthanothermetalsinwatersamples(maximumconcentrationwasμgL),however,itwasseverecontaminationbyPb,AsandCdinsoilsamples(maximumconcentrationswere,andmgkg,respectively)ComparedtoclassIIIstandardvalueandgradeIIstandardvalueinChina'ssurfacewaterandsoilenvironmentqualitystandards,themaximumconcentrationofCrinwatersamplewasmorethanfold,andthemaximumconcentrationofPb,AsandCdinsoilsamplesweremorethan,andfoldThesingleaveragecontaminationvaluesofCr,Pb,AsandCdinwatersamples(soilsamples)were(),(),()and(),respectivelyComprehensivepollutionindexesof()watersamplesand()soilsampleswereoverItwasindicatedthatthewaterandsoilinthisregionhavebeenseverelypollutedbymetalsandmetalloidFurther,itwasfoundtocorrelatelinearlybetweenPbandCddetectedinsoilsamples(R=),indicatedthatPbandCdprobablyhadsimilarpollutedsourcesConclusionTheanalysisshowedthatthematerialsandwastesdischargedduringtheindustrialprocesseswerethemainsourcesofheavymetal(metalloid)contaminationKeywordsMetalImpactassessmentSingleaveragecontaminationvaluesNemerowcomprehensivepollutionindex基金项目国家自然科学基金项目()河南省教育厅科学技术研究重点项目(A)河南省科技厅基础与前沿技术研究()河南省科技厅科技攻关项目()。作者简介王万峰(),男,河南南阳人,副教授,博士,从事环境污染控制技术研究。收稿日期由于具有较高的毒性,且在各种环境介质中普遍存在,因而重金属(类金属)污染越来越受到广泛关注。矿产资源的长期开采,在一定程度上不但破坏了生态环境,而且产生的重金属(类金属)通过呼吸、摄食、表皮接触、水源、植物等传播途径进入生物体。铅(Pb)、砷(As)、镉(Cd)、铬(Cr)等重金属(类金属)含量超标易诱发生物体中枢神经系统紊乱、贫血、骨痛病、骨质疏松、高血压、冠心病、癌症等疾病以及导致生物体富集现象。目前在我国工业生产过程中,部分设备、技术研发的落后是造成重金属(类金属)污染严重的主要原因,而管理不善和环保意识淡薄,更加剧了污染的程度,严重威胁着人体健康。已有研究表明,重金属(类金属)矿企集积区的环境和生物样品中重金属(类金属)含量显著高于其他地区。因此针对典型的排放区域进行详细的浓度水平调查、原因解析及影响评价是下一步提出有效控制措施的坚实基础。该研究选取我国中部某城市已形成能源、化工、冶金等工业生产体系的工业区域为研究对象,利用电感耦合等离子质谱仪(InductivelyCoupledPlasmaMassSpectrometry,ICPMS)进行检测,调查此区域水体及土壤中Cr、Pb、As和Cd的浓度水平根据工矿企业的生产工艺类型揭示其产生原因,分析种金属(类金属)之间的相关性,并对污染状况进行影响评价,为控制措施的制定提供基础数据。材料与方法试验试剂与仪器试剂。Pb、As、Cd和Cr标准溶液均为mgL(购自NSISolutions,NorthCarolina,USA)盐酸、硝酸、氢氟酸均为优级纯(购自国药集团化学试剂有限公司)高氯酸为优级纯(购自AladdinChemistryCoLtd)超纯水为Milipore超纯水仪(购自MerckMilipore,Molsheim,France)制备。仪器。石墨消解仪(胜谱DS,中国广州分析测试中心)电感耦合等离子质谱仪(ICPMS,PerkinElmer,USA)。样品采集与保存研究选取河南省西部某城市北区主要工矿业区为研究对象,位于°′~°′N,°′~°′E。总面积为km,包括两个镇约个村庄。工业区内企业主要为金、银、铝、铜金属冶炼厂,铅蓄电池生产厂,煤矿及煤焦化型企业。其中煤矿主要位于工业区中部,其他企业位于西部及东部。工业区地处暖温带大陆性季风气候,全年温暖多雨,年均气温℃左右,多年平均降雨量为mm。地带性土壤类型为棕壤土,呈微酸性至中性,pH范围~。工业区内除工矿企业和村庄占地外,大部分为耕作区,农作物以小麦、玉米和花生为主。为调查整个工业区Cr、Pb、As和Cd分布情况,在以上区域采用网格状布点方式,覆盖整个研究区域,采集个水样,个土壤样品(采样点详见图)。水样采集后低温保存,迅速运回实验室处理土壤样品采集为避免外部影响,远离交通区域进行,采集~cm表层土壤组成混合样品。土壤样品首先于背光通风处风干,剔除砾石、木屑、杂草等杂物研钵研磨后过目尼龙筛。图采样点位示意样品处理及分析样品前处理。水样经μm水相针式滤器过滤后直接用ICPMS测定。土壤样品消解处理按照国家标准方法:将样品混合均匀,准确称取g土壤加入到聚四氟乙烯消解管中,加入少量水(约ml)润湿样品。加入ml盐酸,然后放置样管于DS消解孔中,盖上表面皿,并在℃下回流min稍微冷却后缓慢加入ml硝酸(∶),盖上表面皿,回流min,然后将样品蒸发到ml。取出消解管稍微冷却后缓慢加入ml氢氟酸,加热分解氧化硅及胶状硅酸盐将消解管取出,冷却至室温,加入ml高氯酸,升温至℃消解,冷却后加入ml硝酸,然后用超纯水定容至ml,用ICPMS进行测定。QAQC控制。在样品测定过程中,采用Pb、As、Cd和Cr标准物质、加标回收率、平行样、空白试验等控制分析质量。土壤样品Pb、As、Cd和Cr加标回收率分别为~(Pb)、~(As)、~(Cd)和~(Cr)。在仪器QAQC控制方面,对工作曲线进行校正,测定值与已知值之差必须小于。污染评价方法采用单项污染指数和综合指数法对水体和土壤进行污染评价。单项污染指数法。计算公式如下:Pi=CiSi。式中Pi为水体(土壤)中所测元素i的污染指数Ci为水体(土壤)中所测元素i的实测含量Si为水体(土壤)中所测元素i的评价标准。若Pi综合指数法。水体综合污染指数均值计算公式:P综=n∑ni=Pi式中Pi为单项污染指数值,n为监测重金属数目。P综小于属清洁~属微污染~属轻污染~属中污染P综大于属重污染。土壤综合污染指数法采用内梅罗综合指数法。计算公式如下:P综=Pi’maxPi’ave式中P综为内梅罗综合指数,Pi’max为样品单项污染指数的最大值,Pi’ave为样点样品单项污染指数的平均值。P综小于或等于属安全,清洁~属警戒级,尚清洁~属轻污染~属中污染P综大于属重污染。内梅罗综合指数可以用来评价每一个测试点的样品重金属综合污染水平。表我国地表水环境质量标准mgL分类铬铅砷镉Ⅰ类≤≤≤≤Ⅱ类≤≤≤≤Ⅲ类≤≤≤≤Ⅳ类≤≤≤≤Ⅴ类≤≤≤≤表我国土壤环境质量标准土壤级别pH镉mgkg砷(水田)mgkg砷(旱地)mgkg铅mgkg铬(水田)mgkg一级自然背景二级

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