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      湘江長沙段土壤和沉積物重金屬污染模糊評價及污染源分析

      2014-11-14 15:46:05歐陽達譚長銀余霞
      關(guān)鍵詞:模糊綜合評價污染源沉積物

      歐陽達+譚長銀+余霞+等

      摘要通過對湘江長沙段土壤和沉積物中重金屬(As、Pb、Cd、Cr、Hg)質(zhì)量分數(shù)的調(diào)查,運用模糊綜合評價法對該段土壤和沉積物中重金屬污染狀況進行了評價.研究結(jié)果表明:湘江長沙段土壤和沉積物重金屬污染嚴重,土壤主要污染元素為Cd、Hg,沉積物主要污染元素為Cd、As、Pb.通過聚類分析,可將這5種重金屬按來源分為三大類,第一類為Pb、As;第二類為Cd、Hg;第三類為Cr.同時以TiO2為基準,結(jié)合粒度效應分析,對該地區(qū)的沉積物重金屬污染源進行了判別.結(jié)果表明:湘江長沙段沉積物中重金屬As、Pb的來源為人為源和自然源的混合源;Cd、Hg、Cr污染的來源主要為人為源.

      關(guān)鍵詞重金屬;模糊綜合評價;土壤;沉積物;污染源

      中圖分類號X53文獻標識碼A文章編號10002537(2014)05000107

      近年來,隨著工農(nóng)業(yè)的迅速發(fā)展,土壤、沉積物中重金屬污染問題越來越嚴峻.因為重金屬毒性較強,不被生物降解,容易在土壤中積累,并可通過食物鏈危害人體健康,故土壤、沉積物中重金屬污染是當前受關(guān)注的環(huán)境熱點問題,也是我國“十一五”期間凸顯的重大環(huán)境問題.通過樣點定期監(jiān)測和早期風險預警評價,是防止土壤重金屬污染和及早治理的必要措施[14].

      土壤、沉積物重金屬污染主要來源于礦業(yè)開發(fā)、污水灌溉、農(nóng)業(yè)措施、工業(yè)三廢的排放等人為活動,其中采、選、冶是向土壤和沉積物釋放重金屬污染的主要途徑之一[56].湘江流域有許多工礦企業(yè),對湘江流域土壤和沉積物造成了不同程度的重金屬污染,影響該區(qū)域經(jīng)濟和生態(tài)的可持續(xù)發(fā)展.因此,許多學者對該地區(qū)重金屬污染做了大量的研究.龍永珍等[7]用單因子指數(shù)法和綜合因子指數(shù)法對長株潭地區(qū)土壤中的Cu、As、Zn、Cd、Pb進行了評價,其污染嚴重程度從大到小為Cd、Zn、 Pb、As、Cr、Cu、Ni.郭朝暉等[8]人對湘江衡陽長沙段的土壤和蔬菜重金屬進行了采樣研究,結(jié)果表明:土壤中As、Cd、Cu、Ni、Pb和Zn含量均大于湖南土壤背景值,其中Cd與Pb分別為背景值的7.97和3.69倍.甘國娟等[9]利用單因子指數(shù)法對湘中某冶煉區(qū)農(nóng)田重金屬污染進行了評價,結(jié)果顯示:土壤重金屬污染程度從大到小為Cd、Pb、Zn.

      3結(jié)論

      利用模糊綜合評價法對湘江長沙段土壤和沉積物重金屬污染進行了評價,結(jié)果表明:湘江長沙段土壤和沉積物重金屬污染嚴重,其中昭山地區(qū)土壤為嚴重污染,月亮島輕度污染,丁字鎮(zhèn)中度污染,坪塘嚴重污染,猴子石中度污染.對應的沉積物樣點的重金屬污染均為嚴重污染.昭山地區(qū)土壤中主要污染元素為Cd、Hg,月亮島、丁字鎮(zhèn)、坪塘土壤主要污染元素為Cd,猴子石土壤中主要污染元素為Cd、Hg.各地區(qū)沉積物中主要污染因子均為Cd、As.

      通過聚類分析,可將這5種重金屬按來源分為三大類,第一類為Pb、As;第二類為Cd、Hg;第三類為Cr.同時,通過以TiO2為基準,結(jié)合粒度效應分析,對該地區(qū)的沉積物重金屬污染源進行了判別.結(jié)果表明:湘江長沙段沉積物中重金屬As、Pb的來源是人為源和自然源的混合源.Cd、Hg、Cr污染的來源主要是人為源,且Cr污染源來自長沙鉻鹽廠.

      參考文獻:

      [1]駱永明. 中國主要土壤環(huán)境問題與對策[M]. 南京: 河海大學出版社, 2008:39.

      [2]林躍勝, 方鳳滿, 魏曉飛, 等. 黃山景區(qū)土壤重金屬分布特征及其潛在生態(tài)風險評價[J]. 水土保持學報, 2012,26(2):256260.

      [3]HUDSON T L, BORDEN J C, RUSS M, et al. Control on As, Pb and Mn distribution in community soils of an historical mining district, southwestern Colorado[J]. Environm Ecol, 1997,33(1):2542.

      [4]孫花, 譚長銀, 黃道友, 等. 土壤有機質(zhì)對土壤重金屬積累、有效性及形態(tài)的影響[J].湖南師范大學自然科學學報, 2011,34(4):8286.

      [5]張莎娜, 譚長銀, 萬大娟, 等. 農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)長期試驗在農(nóng)業(yè)和環(huán)境研究中的作用[J]. 湖南師范大學自然科學學報, 2013,36(6):7278.

      [6]李玲, 高暢, 董洋洋, 等. 典型煤礦工業(yè)園區(qū)土壤重金屬污染評價[J]. 土壤通報, 2013,44(1):227231.

      [7]龍永珍, 戴塔根, 鄒海洋. 長沙、株洲、湘潭地區(qū)土壤重金屬污染現(xiàn)狀及評價[J]. 地球與環(huán)境, 2008,36(3):231236.

      [8]甘國娟, 劉偉, 邱亞群, 等. 湘中某冶煉區(qū)農(nóng)田土壤重金屬污染及生態(tài)風險評價[J]. 環(huán)境化學, 2013,32(1):132138.

      [9]郭朝暉, 肖細元, 陳同斌, 等. 湘江中下游農(nóng)田土壤和蔬菜的重金屬污染[J]. 地理學報, 2008,63(1):311.

      [10]GB/T171401997, 土壤質(zhì)量Pb、Cd的測定[S].

      [11]周義,任伯幟,張雪,等.城市工業(yè)園區(qū)土壤重金屬含量的空間結(jié)構(gòu)特征及分布規(guī)律[J].湖南科技大學學報:自然科學版, 2013,28(1):109113.

      [12]謝峰, 吉玉碧, 何錦林, 等. 用模糊綜合評價法評價土壤重金屬污染程度[J]. 貴州農(nóng)業(yè)科學, 2005,33(3):2425.

      [13]孫麗娜, 孫鐵珩, 金成洙. 臥龍泉河流域土壤重金屬污染的模糊評價[J]. 水土保持研究, 2006,13(1):126128.

      [14]楊西飛, 周濤發(fā), 張鑫, 等. 基于MatlabFIS的土壤中重金屬污染模糊綜合評價[J]. 合肥工業(yè)大學學報, 2007,30(10):12451249.

      [15]趙鵬大. 定量地學方法及應用[M]. 北京: 高等教育出版社, 2008:113116.

      [16]魏復盛, 陳靜生, 吳燕玉, 等.中國土壤環(huán)境背景值研究[J]. 環(huán)境科學, 1990,12(4):1219.

      [17]汪雅各. 農(nóng)業(yè)環(huán)境標準實用手冊[M]. 杭州: 浙江大學出版社,1991:32.

      [18]孫花. 湘江長沙段土壤和底泥重金屬污染及其生態(tài)風險評價[D]. 長沙: 湖南師范大學, 2012.

      [19]余霞. 湘江長沙段土壤和沉積物地球化學特征及重金屬污染分析[D]. 長沙: 湖南師范大學, 2013.

      [20]王成, 龔慶杰, 李剛, 等. 從南海沉積物中的主量元素比值變化看物源區(qū)化學侵蝕變化[J]. 海洋地質(zhì)動態(tài), 2007,23(1):15.

      [21]王凱雄, 胡勤海. 環(huán)境化學[M]. 北京: 化學工業(yè)出版社, 2006:141.

      [22]史長義, 鄢明才, 遲清華. 中國不同構(gòu)造單元花崗巖類元素豐度及特征[J]. 地質(zhì)學報, 2007,81(1):4759.

      [23]姚志剛, 鮑征宇, 高璞. 洞庭湖沉積物重金屬環(huán)境地球化學[J]. 地球化學, 2006,35(6):629638.

      [24]童霆. 河口三角洲元素含量與礦產(chǎn)資源:以湘資沅澧為例[J]. 第四系研究, 2005,25(3):298305.

      [25]彭渤, 唐曉燕, 余昌訓, 等. 湘江入湖河段沉積物重金屬污染及其Pb同位素地球化學示蹤[J]. 地質(zhì)學報, 2011,85(2):282299.

      (編輯王?。?

      摘要通過對湘江長沙段土壤和沉積物中重金屬(As、Pb、Cd、Cr、Hg)質(zhì)量分數(shù)的調(diào)查,運用模糊綜合評價法對該段土壤和沉積物中重金屬污染狀況進行了評價.研究結(jié)果表明:湘江長沙段土壤和沉積物重金屬污染嚴重,土壤主要污染元素為Cd、Hg,沉積物主要污染元素為Cd、As、Pb.通過聚類分析,可將這5種重金屬按來源分為三大類,第一類為Pb、As;第二類為Cd、Hg;第三類為Cr.同時以TiO2為基準,結(jié)合粒度效應分析,對該地區(qū)的沉積物重金屬污染源進行了判別.結(jié)果表明:湘江長沙段沉積物中重金屬As、Pb的來源為人為源和自然源的混合源;Cd、Hg、Cr污染的來源主要為人為源.

      關(guān)鍵詞重金屬;模糊綜合評價;土壤;沉積物;污染源

      中圖分類號X53文獻標識碼A文章編號10002537(2014)05000107

      近年來,隨著工農(nóng)業(yè)的迅速發(fā)展,土壤、沉積物中重金屬污染問題越來越嚴峻.因為重金屬毒性較強,不被生物降解,容易在土壤中積累,并可通過食物鏈危害人體健康,故土壤、沉積物中重金屬污染是當前受關(guān)注的環(huán)境熱點問題,也是我國“十一五”期間凸顯的重大環(huán)境問題.通過樣點定期監(jiān)測和早期風險預警評價,是防止土壤重金屬污染和及早治理的必要措施[14].

      土壤、沉積物重金屬污染主要來源于礦業(yè)開發(fā)、污水灌溉、農(nóng)業(yè)措施、工業(yè)三廢的排放等人為活動,其中采、選、冶是向土壤和沉積物釋放重金屬污染的主要途徑之一[56].湘江流域有許多工礦企業(yè),對湘江流域土壤和沉積物造成了不同程度的重金屬污染,影響該區(qū)域經(jīng)濟和生態(tài)的可持續(xù)發(fā)展.因此,許多學者對該地區(qū)重金屬污染做了大量的研究.龍永珍等[7]用單因子指數(shù)法和綜合因子指數(shù)法對長株潭地區(qū)土壤中的Cu、As、Zn、Cd、Pb進行了評價,其污染嚴重程度從大到小為Cd、Zn、 Pb、As、Cr、Cu、Ni.郭朝暉等[8]人對湘江衡陽長沙段的土壤和蔬菜重金屬進行了采樣研究,結(jié)果表明:土壤中As、Cd、Cu、Ni、Pb和Zn含量均大于湖南土壤背景值,其中Cd與Pb分別為背景值的7.97和3.69倍.甘國娟等[9]利用單因子指數(shù)法對湘中某冶煉區(qū)農(nóng)田重金屬污染進行了評價,結(jié)果顯示:土壤重金屬污染程度從大到小為Cd、Pb、Zn.

      3結(jié)論

      利用模糊綜合評價法對湘江長沙段土壤和沉積物重金屬污染進行了評價,結(jié)果表明:湘江長沙段土壤和沉積物重金屬污染嚴重,其中昭山地區(qū)土壤為嚴重污染,月亮島輕度污染,丁字鎮(zhèn)中度污染,坪塘嚴重污染,猴子石中度污染.對應的沉積物樣點的重金屬污染均為嚴重污染.昭山地區(qū)土壤中主要污染元素為Cd、Hg,月亮島、丁字鎮(zhèn)、坪塘土壤主要污染元素為Cd,猴子石土壤中主要污染元素為Cd、Hg.各地區(qū)沉積物中主要污染因子均為Cd、As.

      通過聚類分析,可將這5種重金屬按來源分為三大類,第一類為Pb、As;第二類為Cd、Hg;第三類為Cr.同時,通過以TiO2為基準,結(jié)合粒度效應分析,對該地區(qū)的沉積物重金屬污染源進行了判別.結(jié)果表明:湘江長沙段沉積物中重金屬As、Pb的來源是人為源和自然源的混合源.Cd、Hg、Cr污染的來源主要是人為源,且Cr污染源來自長沙鉻鹽廠.

      參考文獻:

      [1]駱永明. 中國主要土壤環(huán)境問題與對策[M]. 南京: 河海大學出版社, 2008:39.

      [2]林躍勝, 方鳳滿, 魏曉飛, 等. 黃山景區(qū)土壤重金屬分布特征及其潛在生態(tài)風險評價[J]. 水土保持學報, 2012,26(2):256260.

      [3]HUDSON T L, BORDEN J C, RUSS M, et al. Control on As, Pb and Mn distribution in community soils of an historical mining district, southwestern Colorado[J]. Environm Ecol, 1997,33(1):2542.

      [4]孫花, 譚長銀, 黃道友, 等. 土壤有機質(zhì)對土壤重金屬積累、有效性及形態(tài)的影響[J].湖南師范大學自然科學學報, 2011,34(4):8286.

      [5]張莎娜, 譚長銀, 萬大娟, 等. 農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)長期試驗在農(nóng)業(yè)和環(huán)境研究中的作用[J]. 湖南師范大學自然科學學報, 2013,36(6):7278.

      [6]李玲, 高暢, 董洋洋, 等. 典型煤礦工業(yè)園區(qū)土壤重金屬污染評價[J]. 土壤通報, 2013,44(1):227231.

      [7]龍永珍, 戴塔根, 鄒海洋. 長沙、株洲、湘潭地區(qū)土壤重金屬污染現(xiàn)狀及評價[J]. 地球與環(huán)境, 2008,36(3):231236.

      [8]甘國娟, 劉偉, 邱亞群, 等. 湘中某冶煉區(qū)農(nóng)田土壤重金屬污染及生態(tài)風險評價[J]. 環(huán)境化學, 2013,32(1):132138.

      [9]郭朝暉, 肖細元, 陳同斌, 等. 湘江中下游農(nóng)田土壤和蔬菜的重金屬污染[J]. 地理學報, 2008,63(1):311.

      [10]GB/T171401997, 土壤質(zhì)量Pb、Cd的測定[S].

      [11]周義,任伯幟,張雪,等.城市工業(yè)園區(qū)土壤重金屬含量的空間結(jié)構(gòu)特征及分布規(guī)律[J].湖南科技大學學報:自然科學版, 2013,28(1):109113.

      [12]謝峰, 吉玉碧, 何錦林, 等. 用模糊綜合評價法評價土壤重金屬污染程度[J]. 貴州農(nóng)業(yè)科學, 2005,33(3):2425.

      [13]孫麗娜, 孫鐵珩, 金成洙. 臥龍泉河流域土壤重金屬污染的模糊評價[J]. 水土保持研究, 2006,13(1):126128.

      [14]楊西飛, 周濤發(fā), 張鑫, 等. 基于MatlabFIS的土壤中重金屬污染模糊綜合評價[J]. 合肥工業(yè)大學學報, 2007,30(10):12451249.

      [15]趙鵬大. 定量地學方法及應用[M]. 北京: 高等教育出版社, 2008:113116.

      [16]魏復盛, 陳靜生, 吳燕玉, 等.中國土壤環(huán)境背景值研究[J]. 環(huán)境科學, 1990,12(4):1219.

      [17]汪雅各. 農(nóng)業(yè)環(huán)境標準實用手冊[M]. 杭州: 浙江大學出版社,1991:32.

      [18]孫花. 湘江長沙段土壤和底泥重金屬污染及其生態(tài)風險評價[D]. 長沙: 湖南師范大學, 2012.

      [19]余霞. 湘江長沙段土壤和沉積物地球化學特征及重金屬污染分析[D]. 長沙: 湖南師范大學, 2013.

      [20]王成, 龔慶杰, 李剛, 等. 從南海沉積物中的主量元素比值變化看物源區(qū)化學侵蝕變化[J]. 海洋地質(zhì)動態(tài), 2007,23(1):15.

      [21]王凱雄, 胡勤海. 環(huán)境化學[M]. 北京: 化學工業(yè)出版社, 2006:141.

      [22]史長義, 鄢明才, 遲清華. 中國不同構(gòu)造單元花崗巖類元素豐度及特征[J]. 地質(zhì)學報, 2007,81(1):4759.

      [23]姚志剛, 鮑征宇, 高璞. 洞庭湖沉積物重金屬環(huán)境地球化學[J]. 地球化學, 2006,35(6):629638.

      [24]童霆. 河口三角洲元素含量與礦產(chǎn)資源:以湘資沅澧為例[J]. 第四系研究, 2005,25(3):298305.

      [25]彭渤, 唐曉燕, 余昌訓, 等. 湘江入湖河段沉積物重金屬污染及其Pb同位素地球化學示蹤[J]. 地質(zhì)學報, 2011,85(2):282299.

      (編輯王?。?

      摘要通過對湘江長沙段土壤和沉積物中重金屬(As、Pb、Cd、Cr、Hg)質(zhì)量分數(shù)的調(diào)查,運用模糊綜合評價法對該段土壤和沉積物中重金屬污染狀況進行了評價.研究結(jié)果表明:湘江長沙段土壤和沉積物重金屬污染嚴重,土壤主要污染元素為Cd、Hg,沉積物主要污染元素為Cd、As、Pb.通過聚類分析,可將這5種重金屬按來源分為三大類,第一類為Pb、As;第二類為Cd、Hg;第三類為Cr.同時以TiO2為基準,結(jié)合粒度效應分析,對該地區(qū)的沉積物重金屬污染源進行了判別.結(jié)果表明:湘江長沙段沉積物中重金屬As、Pb的來源為人為源和自然源的混合源;Cd、Hg、Cr污染的來源主要為人為源.

      關(guān)鍵詞重金屬;模糊綜合評價;土壤;沉積物;污染源

      中圖分類號X53文獻標識碼A文章編號10002537(2014)05000107

      近年來,隨著工農(nóng)業(yè)的迅速發(fā)展,土壤、沉積物中重金屬污染問題越來越嚴峻.因為重金屬毒性較強,不被生物降解,容易在土壤中積累,并可通過食物鏈危害人體健康,故土壤、沉積物中重金屬污染是當前受關(guān)注的環(huán)境熱點問題,也是我國“十一五”期間凸顯的重大環(huán)境問題.通過樣點定期監(jiān)測和早期風險預警評價,是防止土壤重金屬污染和及早治理的必要措施[14].

      土壤、沉積物重金屬污染主要來源于礦業(yè)開發(fā)、污水灌溉、農(nóng)業(yè)措施、工業(yè)三廢的排放等人為活動,其中采、選、冶是向土壤和沉積物釋放重金屬污染的主要途徑之一[56].湘江流域有許多工礦企業(yè),對湘江流域土壤和沉積物造成了不同程度的重金屬污染,影響該區(qū)域經(jīng)濟和生態(tài)的可持續(xù)發(fā)展.因此,許多學者對該地區(qū)重金屬污染做了大量的研究.龍永珍等[7]用單因子指數(shù)法和綜合因子指數(shù)法對長株潭地區(qū)土壤中的Cu、As、Zn、Cd、Pb進行了評價,其污染嚴重程度從大到小為Cd、Zn、 Pb、As、Cr、Cu、Ni.郭朝暉等[8]人對湘江衡陽長沙段的土壤和蔬菜重金屬進行了采樣研究,結(jié)果表明:土壤中As、Cd、Cu、Ni、Pb和Zn含量均大于湖南土壤背景值,其中Cd與Pb分別為背景值的7.97和3.69倍.甘國娟等[9]利用單因子指數(shù)法對湘中某冶煉區(qū)農(nóng)田重金屬污染進行了評價,結(jié)果顯示:土壤重金屬污染程度從大到小為Cd、Pb、Zn.

      3結(jié)論

      利用模糊綜合評價法對湘江長沙段土壤和沉積物重金屬污染進行了評價,結(jié)果表明:湘江長沙段土壤和沉積物重金屬污染嚴重,其中昭山地區(qū)土壤為嚴重污染,月亮島輕度污染,丁字鎮(zhèn)中度污染,坪塘嚴重污染,猴子石中度污染.對應的沉積物樣點的重金屬污染均為嚴重污染.昭山地區(qū)土壤中主要污染元素為Cd、Hg,月亮島、丁字鎮(zhèn)、坪塘土壤主要污染元素為Cd,猴子石土壤中主要污染元素為Cd、Hg.各地區(qū)沉積物中主要污染因子均為Cd、As.

      通過聚類分析,可將這5種重金屬按來源分為三大類,第一類為Pb、As;第二類為Cd、Hg;第三類為Cr.同時,通過以TiO2為基準,結(jié)合粒度效應分析,對該地區(qū)的沉積物重金屬污染源進行了判別.結(jié)果表明:湘江長沙段沉積物中重金屬As、Pb的來源是人為源和自然源的混合源.Cd、Hg、Cr污染的來源主要是人為源,且Cr污染源來自長沙鉻鹽廠.

      參考文獻:

      [1]駱永明. 中國主要土壤環(huán)境問題與對策[M]. 南京: 河海大學出版社, 2008:39.

      [2]林躍勝, 方鳳滿, 魏曉飛, 等. 黃山景區(qū)土壤重金屬分布特征及其潛在生態(tài)風險評價[J]. 水土保持學報, 2012,26(2):256260.

      [3]HUDSON T L, BORDEN J C, RUSS M, et al. Control on As, Pb and Mn distribution in community soils of an historical mining district, southwestern Colorado[J]. Environm Ecol, 1997,33(1):2542.

      [4]孫花, 譚長銀, 黃道友, 等. 土壤有機質(zhì)對土壤重金屬積累、有效性及形態(tài)的影響[J].湖南師范大學自然科學學報, 2011,34(4):8286.

      [5]張莎娜, 譚長銀, 萬大娟, 等. 農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)長期試驗在農(nóng)業(yè)和環(huán)境研究中的作用[J]. 湖南師范大學自然科學學報, 2013,36(6):7278.

      [6]李玲, 高暢, 董洋洋, 等. 典型煤礦工業(yè)園區(qū)土壤重金屬污染評價[J]. 土壤通報, 2013,44(1):227231.

      [7]龍永珍, 戴塔根, 鄒海洋. 長沙、株洲、湘潭地區(qū)土壤重金屬污染現(xiàn)狀及評價[J]. 地球與環(huán)境, 2008,36(3):231236.

      [8]甘國娟, 劉偉, 邱亞群, 等. 湘中某冶煉區(qū)農(nóng)田土壤重金屬污染及生態(tài)風險評價[J]. 環(huán)境化學, 2013,32(1):132138.

      [9]郭朝暉, 肖細元, 陳同斌, 等. 湘江中下游農(nóng)田土壤和蔬菜的重金屬污染[J]. 地理學報, 2008,63(1):311.

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      (編輯王健)

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