西安市灞桥燃煤电厂周边土壤重金属含量、形态及来源分析.docVIP

西安市灞桥燃煤电厂周边土壤重金属含量、形态及来源分析 　　摘要：本研究选取西安市灞桥燃煤电厂周边80个表层土壤样品，测定其中As、Ba、Cd、Co、Cr、Cu、Mn、Ni、Pb、V、Zn等11种重金属含量，然后用修正BCR提取技术测定分析重金属的赋存形态，最后用多元统计方法分析了重金属的来源。结果表明：（1）土壤中 11 种重金属元素的平均含量均超过了陕西土壤背景值，其中Cd、Co和Pb的平均值分别是陕西土壤背景值的5.0、5.6倍和6.6倍，在土壤中存在明显的富集。（2）元素Mn、Co、Zn和Pb易发生迁移，潜在危害较大，应成为优先防控对象。（3）As、Cu、Cd、Pb主要来源于交通污染源、煤炭燃烧和工业“三废”排放；Cr、Mn、Ni、V主要来源于成土母质；Ba和Zn受工业排放、交通污染和居民活动的综合作用的影响，而Co主要受自然与人为因素共同控制。 　　关键词：土壤重金属；形态；来源；多元统计 　　中图分类号：S153.6+1文献标识号：A文章编号：1001-4942（2016）10-0110-07 　　土壤在生态环境中担任物质与能量交换的枢纽，是不可再生的基本资源。一方面它能为绿色植物和微生物生长提供所需要的环境和营养，另一方面也是环境污染物（如重金属、多环芳烃和邻苯二甲酸酯等）重要的源和汇，承载着人类活动带来的各种污染，对生态环境质量和人体健康产生直接或间接的影响。重金属是环境中常见的一类污染物，因具有持久性和难降解性被誉为“化学定时炸弹”[1，2]，进入土壤环境中的重金属难以被微生物降解，并可能渗入地表水、地下水，从而被植物吸收进入作物系统，导致水体、蔬菜和粮食作物污染，最终通过土壤-植物-食品-人类的途径进入人体，对人体健康造成严重威胁。因此，近年来土壤重金属污染已经引起了社会和学术界的广泛关注，成为了世界性的严重问题[3]。以往的环境分析通常仅对环境介质中重金属污染物的总量或总浓度进行测定，虽然可以提供受污染的状况，但大量生物分析与毒理研究[4-6]表明：特定环境中重金属元素的环境行为和毒性效应，不仅与重金属的全量有关，而且在很大程度上还取决于重金属的赋存形态。只依靠重金属元素的总量往往很难表征其污染物特性和危害，为了准确评价土壤中重金属污染物的污染程度，还必须分析其具体的形态。本试验选取西安大唐灞桥燃煤电厂周边土壤为研究对象，进行重金属元素As、Ba、Cd、Co、Cr、Cu、Mn、Ni、Pb、V和Zn的含量测定及Ba、Co、Cr、Cu、Mn、Ni、Pb、V和Zn的赋存形态分析，并运用多元统计分析方法分析其主要来源。 　　1材料与方法 　　1.1研究区概况 　　西安大唐灞桥热电厂位于西安市东郊灞河与?汉又?间（107°40′～109°49′E，33°39′～34°45′N），始建于1951年，是新中国成立后西北地区建成的第一座现代化火力发电厂，是陕西省最大的热力生产基地和西安地区东部电网支撑点和最大的供热基地。西安市古称“长安”，地处陕西关中平原中部，北临渭河，南依秦岭，属暖温带半湿润大陆性季风气候，雨量适中，四季分明，年平均气温13.0～13.7℃，年降水量522.4～719.5 mm，年日照时数1 646.1～2 114.9 h。常年主导风向为东北风，冬季以东北风为主，夏季多西南风，春秋为过渡型，秋似冬，春似夏。西安市主要土壤类型为黄褐土、褐土。 　　1.2样品采集及分析方法 　　在实际调研的基础上，在一个晴朗的天气里（这种晴朗的天气至少持续数周），采用GPS进行精确定位，采集距电厂外边界100、400、1 000、1 500 m四个圈层上共计80个土壤样品。为了确保土壤样品的代表性，在每个采样点选择在2 m×2 m方格的4个顶点采集4份土壤样品，采样深度为0～20 cm剖面层，现场利用四分法缩分至约1 kg。所采集土壤样品均装入聚乙稀采样袋，贴好标签，注明采样点的编号、位置、采样时间等信息。 　　所有土壤样品均在室内阴凉通风处自然风干，挑去其中的石块、植物根系等杂质，风干后的样品进行磨碎过20目尼龙筛进行处理。将过筛后的样品用ZM-1型振动磨研磨10 s，使其粒径小于200目（0.0749 mm），储存于聚乙烯样品袋中并封口用于重金量全量和形态的分析测定。样品在各个处理环节过程中所使用的器具均为塑料品、木制品和铁制品，防止对样品造成污染。 　　使用电感耦合等离子发射光谱仪（ICP-MS）和原子吸收分光光谱仪（AAS）测定土壤样品中重金属元素（As、Ba、Cd、Co、Cr、Cu、Mn、Ni、Pb、V和Zn）的含量。同时采用修正的欧共体BCR（community bureau of reference，简称 BCR）四步连续提取技术（见表1）、原子吸收分光光谱仪（AAS）测定土壤中