论文部分内容阅读
城市化进程中人类活动将大量重金属污染物带入环境中,城市土壤是各种污染物的汇集点,也是污染源,重金属难以降解容易累积,累积超过一定含量后会对城市生物和人产生毒害作用。为了了解长沙市岳麓区重金属污染状况,本文对岳麓区表层土壤(0-20cm)及湘江长沙段底泥进行布点采样,分析测试了重金属的含量,并评价了污染状况。主要研究内容如下：(1)概述了土壤中重金属的来源、研究现状、重金属检测技术及重金属污染的评价方法。(2)本文选取了Cd、Cr、Cu、Ni、Pb和Zn六种重金属作为测试对象,采用ICP-AES法测定了重金属含量。加标回收率在79.5%-108.3%之间,满足重金属污染评价的要求。介绍了各评价方法：内梅罗指数法、BP神经网络、因子分析法及地统计学的数学原理。(3)将岳麓区分为4个不同功能区：居民区、交通区、新工业区和老工业区,并对各功能区布点采样,分析测定了6种重金属的含量,并进行了评价,结果表明：①岳麓区表层土壤中Cd、Zn污染较为突出,尤其是Cd,平均富集系数为3.22,富集强烈。②以国家土壤环境质量Ⅱ标准为评价标准,内梅罗指数法评价结果表明：岳麓区表层土壤总体处于轻度污染与中度污染之间。老工业区的PN均值为2.9,属于中度污染级别,接近重污染；交通区和新工业区的PN均值超过了2.0,属于中度污染；居民区的PN均值为1.3,属于轻度污染。③以湖南省土壤背景值为参考值,利用Matlab2010a建立了基于BP神经网络原理的岳麓区表层土壤重金属评价模型,评价结果表明：在所有样品中,有54.8%的采样点属于轻度污染级别,有38.7%的采样点属于中度污染级别,说明岳麓区表层土壤总体处于轻度污染与中度污染之间,这与内梅罗指数评价法所得到的结论相同。具体来讲：居民区土壤环境质量最好,绝大部分属于轻度污染；交通区属于轻度污染和中度污染之间；新工业区属于中度污染；老工业区属于中度污染和重度污染之间。(4)以某市土壤中As的含量数据(319个采样点)为例,利用Matlab2010a编程实现了基于地统计学原理的重金属空间分布评价,具体包括：变差函数的计算及拟合、变差函数模型的选取、As的普通kriging插值并将插值结果可视化。(5)分析测试了湘江长沙段沉积物中14种金属元素含量,因子分析法及聚类分析法确定了重金属的三个主要来源：Cu、Ni和Pb主要来自于自然成因,Cd、Zn污染受控于有色金属冶炼；Cr污染主要来自于原三叉矶工业活动。(6)对湘江长沙段底泥进行了生态风险评价：①地累积指数评价法表明,底泥中Cd污染最为严重,10个采样点中有4个强-极强污染,6个达到强污染级别,其次为Zn,为中-强级别,各重金属污染程度顺序：Cd(强～极强)>Zn(中～强)>Pb(无-中)>Cu(无～中)>Cr(无)。②潜在生态风险指数评价法表明,底泥中Cd的潜在生态污染系数最大,污染系数均值为586.8为极强生态危害级别；从多种重金属污染指数来看,RI<150的采样点无,150<RI<300的采样点有3个,300<RI<600的有1个,600<RI<1200的有5个,RI>1200的采样点有1个,RI均值为604.5,说明湘江长沙段表层沉积物中重金属的污染较严重,属于很强生态危害。