重金属污染评价研究进展
《2024年水体重金属污染研究现状及治理技术》范文
《水体重金属污染研究现状及治理技术》篇一一、引言随着工业化的快速发展和城市化进程的加速推进，水体重金属污染问题日益严重，对生态环境和人类健康构成了严重威胁。
重金属如铅、汞、镉等，由于其难以降解、生物累积性强和长距离迁移的特性，一旦进入水体，往往会造成长期且难以逆转的污染。
本文将就水体重金属污染的研究现状及治理技术进行探讨。
二、水体重金属污染的研究现状1. 污染来源水体重金属污染主要来源于工业排放、农业活动、城市污水和固体废弃物等。
其中，工业排放是主要的污染源，包括冶炼、电镀、化工等行业的废水排放。
此外，农药、化肥的使用以及城市污水的排放也是水体重金属污染的重要来源。
2. 污染现状目前，我国的水体重金属污染问题十分严重。
许多河流、湖泊和近海海域都存在不同程度的重金属污染。
这些重金属不仅会影响水生生物的生存，还会通过食物链进入人体，对人类健康构成潜在威胁。
3. 研究进展针对水体重金属污染问题，国内外学者进行了大量研究。
这些研究主要集中在污染来源解析、污染程度评估、污染物迁移转化等方面。
通过这些研究，人们逐渐认识到水体重金属污染的严重性和复杂性，为后续的治理工作提供了科学依据。
三、水体重金属污染治理技术1. 物理法物理法是一种常用的水体重金属污染治理技术，包括沉淀法、吸附法、膜分离法等。
这些方法主要是通过物理作用将重金属从水中去除或分离出来。
例如，沉淀法可以通过添加沉淀剂使重金属形成沉淀物，从而从水中去除。
2. 化学法化学法是利用化学反应将重金属从水中去除的方法。
常用的化学法包括氧化还原法、络合沉淀法等。
这些方法主要是通过改变重金属的化学形态或价态，使其从水中分离出来或转化为无害物质。
3. 生物法生物法是利用微生物、植物等生物体或其代谢产物对重金属进行吸附、转化和去除的方法。
生物法具有成本低、环保等优点，是目前研究的热点之一。
例如，某些植物可以通过根部吸收和转运重金属，将其从水中去除；微生物也可以通过生物吸附、生物富集等作用降低水中的重金属含量。
矿山开发重金属污染的评价与研究进展
采 引起 的水 土流失 、 尘暴 、 沙 污染 、 草场退 化 、 地面 塌
方 变形 、 尾矿 废石 占地等 愈来 愈严 重 ， 系列 的矿 山 一 环 境 问题 不仅 威胁 到人 民财产 的安 全 和 身 心健 康 ，
而且 严重 影 响和制 约 着 经 济 的发 展 ， 引发 一 系列 的 社会 问题 和矛 盾 。 矿 山开发 引起 的重 金属水 土污 染是 人们对 矿 产
坏 了地球 表 面和岩 石 圈的 自然 平衡 。能 产生大 量重 金 属 和矿 山酸性废 水 （ ｃ ｉ ｍｉ ｒｉａｅ Ａ ａｉ ｃ ｎ ｄａ ｇ ， ＭＤ） ｄ ｅ ｎ 的
矿 山废弃 物成 为对 环境有 潜在 威胁 的污染 源 。
环境 中的重金 属污 染与危 害决定 于 重金属 在环 境 中的含 量分 布 、 化学 特征 、 境 化 学行 为 、 移 转 环 迁
Ｔ ｔ ０ ｏａ ｌ ６ ｌ
Ｎｏ ４ ２ ０ ． ０１
铜
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总第 １６期 ０
２ １ 第 ４期 ０ ０年
Ｃ０ＰＰＥＲ ＥＮＧＩ ＮＥＥＲＩ ＮＧ
矿 山开 发 重 金 属 污 染 的评 价 与研 究进 展 木
徐 水太 ， 饶运章
（ 江西理工大学 ， 西 赣州 江 ３ １０ ） ４ ００
超过 其环境 容量 时 ， 即导致 重金 属环境 污染 的产 生 。 重金 属环境 污 染物 为持久性 污染 物 ， 旦进 入环境 ， 一 就将 在环 境 中持 久存 留。 由于 在重金 属对 人类 和生 物 可观察 危 害出现 之 前 ， 在环 境 中 的累积 过 程 已 其 经 发 生 ， 且 一 旦 发 生 危 害 ， 很 难 加 以 消 除 。因 而 就
我国水环境重金属污染现状及检测技术进展
我国水环境重金属污染现状及检测技术进展一、本文概述随着我国经济的快速发展，工业化和城市化的进程不断加快，水环境重金属污染问题日益凸显，对生态环境和人类健康构成了严重威胁。
本文旨在全面概述我国水环境重金属污染的现状，分析其主要来源、分布特征以及对生态环境和人体健康的影响。
本文将重点介绍当前水环境重金属污染检测技术的进展，包括传统检测技术和新兴检测技术的原理、优缺点及应用范围，旨在为我国水环境重金属污染的防治和监测提供理论和技术支持。
通过对我国水环境重金属污染现状及检测技术进展的深入探讨，本文旨在为政策制定者、环保工作者和科研人员提供决策依据和研究方向，共同推动我国水环境重金属污染治理工作的深入开展。
二、我国水环境重金属污染现状分析我国作为世界上最大的发展中国家，随着工业化和城市化的快速推进，水环境重金属污染问题日益凸显。
重金属如铅（Pb）、汞（Hg）、铬（Cr）、镉（Cd）等，由于其在环境中的持久性、生物累积性和毒性，已成为水环境污染防治的重点。
目前，我国水环境中重金属污染主要表现为以下几个方面：一是工业废水排放不规范，导致大量重金属进入水体，尤其是在一些重工业密集区域，如冶金、化工、电镀等行业周边，水体重金属超标现象屡见不鲜。
二是农业活动中化肥、农药的过量使用，以及畜禽养殖废弃物的不当处理，使得重金属通过径流和渗透作用进入水体。
三是城市生活污水和垃圾处理不当，重金属通过雨水冲刷和地表径流进入水体。
我国水环境重金属污染还呈现出地域性、季节性差异。
在一些矿产资源丰富的地区，由于长期的矿产开采和冶炼活动，水体重金属污染尤为严重。
而在一些人口密集、工业发达的城市，由于大量的工业废水和生活污水排放，也造成了严重的重金属污染。
季节性差异则主要体现在农业活动中，如化肥和农药的使用量在农忙时节会大量增加，导致水体中重金属含量相应上升。
面对严峻的水环境重金属污染形势，我国政府和社会各界已经采取了一系列措施进行防治。
关于土壤中重金属污染的研究
关于土壤中重金属污染的研究【摘要】本文综述了土壤中重金属污染的研究现状及相关内容。
在介绍了研究背景、研究目的和研究意义。
在详细讨论了重金属污染的来源、土壤中重金属的迁移与转化、重金属污染对生态环境的影响、重金属污染的监测方法和治理技术。
在展望了未来对土壤中重金属污染的研究方向和总结了本文的主要观点。
本文旨在为进一步研究土壤中重金属污染提供参考，希望能推动相关领域的发展，保护生态环境和人类健康。
【关键词】关键词：土壤、重金属污染、迁移与转化、生态环境、监测方法、治理技术、展望、未来研究方向、总结。
1. 引言1.1 研究背景重金属污染是指土壤中重金属元素（如铅、镉、汞等）超过环境容忍度而对生态环境和人类健康造成危害的现象。
随着工业化和城市化进程的加快，重金属污染已成为全球环境问题中的重要内容之一。
重金属污染不仅会直接影响土壤质量，影响作物生长和食品安全，还会通过食物链进入人体，对人体健康造成潜在威胁。
近年来，随着人们对环境保护意识的增强，重金属污染的研究也逐渐受到重视。
了解重金属污染的来源、迁移规律、影响和治理技术对于有效预防和治理土壤中的重金属污染至关重要。
当前，国内外学者围绕土壤中重金属污染展开了大量的研究工作，取得了丰硕的研究成果，但仍有很多问题有待深入探讨和解决。
开展本研究，深入研究土壤中重金属污染的来源、迁移与转化规律、影响及治理技术，具有重要的现实意义和深远的社会影响。
1.2 研究目的研究目的是为了深入了解土壤中重金属污染的现状和影响，探索其来源、迁移与转化规律，揭示这种污染对生态环境的潜在危害。
通过研究重金属污染的监测方法和治理技术，为有效防治土壤重金属污染提供科学依据和技术支持。
通过对土壤中重金属污染的研究展望和未来研究方向的探讨，为我国土壤环境保护和可持续发展提供战略性建议和指导，促进土壤生态环境的改善和生态文明建设。
研究的目的在于为解决土壤重金属污染问题提供理论支撑和实践指导，促进土壤环境的健康发展和生态安全保障。
土壤重金属污染环境风险评价方法研究进展
收 稿 日期 ：２ １ ０ ０ ２— ２—１ 。修 回日期 ：２ １ ０ ０ ７ ０ ２— ３— ８ 基金 项 目：广东省中医药局资助项 目 （ ０ ９ ７ ） ２ ０ ２ ７
高瑞英 ：土壤重金属污染环境风险评价方法研究进展
的综合 评 价 中 。 环境 风险评价 的基本特征 之一就是不确２ ０世 纪 ８ ０年代 发展 起 来 的 ，主要包括生态风险评价及健康风险评价。生态 风险评价是通过组织和分析数据 ，评价 与人类活动 相 关 的一 个 或 多个 风险 源 在 暴 露 过 程 中对 生 态 系统 可能造成的生态效应 ；健康风 险评价则主要侧重于 人体的健康风 险 ，通过选择 与人类类似 的动物进行 试 验 ，以达 到保 护人 类 自身 的 目的 。 对 于土壤 重金 属 的 污 染 评 价 ，国 内外 学 者 作 了 大量的研究 ，总结 出了多种 评价方法和模 型 ，主要 分为两类 ：传统评价模型和综合评价模型 。 。 。传 统的评价模 型 主要 为指 数法 ，以数理 统计为基 础， 将 土壤 污染 程 度 用 比较 明确 的界 限加 以 区分 ， 已在 土 壤重 金属 评 价 中得 到 了广 泛 的应 用 ，较 常 用 的 有 内梅 罗 指 数 法 、潜 在 风 险 指 数 法 、污 染 指 数 法 等 。 综合 评 价模 型 综 合 考 虑 了土壤 环境 质 量 的模 糊 性 及 各污染因素的权重 ，使评价更具有科学性 ，概括起 来 有 模 糊 综 合 评 价 法 、层 次 分 析 法 、灰 色 聚 类 法 、 主成分分析法 、神经 网络法 和物元 分析法等等¨ 。 川 近年来 ，随着计算机技术和信息技术 的发展 ，地统 计学和地理信息系统逐渐 被引入到土壤 重金属污染
Ａ ｓｒｃ： ｎｉ ｎ ｅｔ ｉ ｓ ｓｍｅｔ Ｅ Ａ）ｏ ｅｖ ｅａ ｃｎａ ｎｔ ｎｃｎｐｏｉｅｓｉ ｔｉ ｉｆ ｍａｏ ｏ ｅｖ・ ｂ ｔ ｔ Ｅ ｖｒ ｍ ｎ ｓ ａｓ ｓ ｎ （ Ｒ ａ ｏ ｒｋ ｅ ｎｈ ａｙｍ ｔｌ ｏ ｔ ａｉ ａ ｒｖｄ ｃｅ ｉｃ ｎ ｒ ｔ ｎｆ ｎｉ ｍｉ ｏ ｎｆ ｏ ｉ ｒ
土壤重金属污染现状及检测分析技术研究进展
土壤重金属污染现状及检测分析技术研究进展摘要：时代发展速度的提升使得我国生态环境遭受了严重的破坏，其中土壤重金属污染问题相对严重，不利于农业以及工业的持续发展。
就目前我国土壤污染调查报告显示，当前我国大量的土壤环境已经遭受了重金属的污染，并且污染程度有一定的差异。
基于此，必须加大对我国土壤重金属污染问题的调研力度，做好重金属污染的及时监测，并通过监测数据结果制定合理的土壤治理和修复方案，实现对土壤改良的目标。
关键词：土壤；重金属；污染；检测引言近些年，我国土壤重金属污染问题愈发严重，因重金属污染而丧失使用价值的土地面积更是不断增加，而想要消除重金属污染对土壤的影响，必须加强相关检测技术的应用，结合土壤污染实际，对检测手段进行改进。
土壤重金属污染检测工作质量应在原有技术基础上，不断加大技术创新工作，重视检测设备体系的研发与引入，充分结合具体工作需求以及检测工作发展现状，提高检测技术的最终作业水平。
现阶段，我国土壤重金属检测工作发展迅速，但因起步较晚等因素的影响，行业整体技术水平仍显不足，从业工作者需针对性开展深入研究工作，精准测量土壤中各类重金属含量，为后续开展土壤保护以及重金属污染治理方案创造有利条件。
1土壤重金属污染现状土壤自身循环能力会受到重金属土壤的污染严重降低。
我国农业经济发展主要限制因素之一就是土壤重金属污染，我国已经有超过5000万亩的土壤受到重金属污染，并且该数值呈现逐渐上涨的趋势。
土壤重金属不但具有隐蔽性，而且很难治理，这对于人类的正常活动以及未来发展都十分不利。
对当前发展情况进行分析可知，我国当前面临着较为严峻的土壤重金属污染问题，而造成土壤重金属污染的原因主要包括如下两点：（1）自然环境。
成土母质风化是当前我国很多地区存在的土壤问题，这就导致重金属积累条件更加适宜，加上恶劣天气和水源作用等方面的影响会改变重金属元素结构，导致土壤中重金属元素含量也产生一定的变化。
（2）人类活动。
土壤重金属污染来源及其解析研究进展
土壤重金属污染来源及其解析研究进展一、本文概述随着人类工业化和城市化的快速发展，土壤重金属污染问题日益严重，对生态环境和人类健康造成了严重威胁。
重金属污染主要来源于工业排放、农业活动、交通运输和城市建设等多个领域。
本文旨在对土壤重金属污染的来源及其解析方法进行系统综述，以期为土壤重金属污染治理和生态修复提供理论支持和实践指导。
文章首先介绍了土壤重金属污染的定义、危害和国内外研究现状，指出了重金属污染的重要性和紧迫性。
接着，详细阐述了土壤重金属污染的主要来源，包括工业排放、农业活动（如化肥和农药的使用、畜禽养殖等）、交通运输（如汽车尾气排放、道路尘埃等）以及城市建设（如建筑垃圾、城市污水等）。
这些来源释放的重金属通过大气沉降、水体流动和生物迁移等途径进入土壤，导致土壤重金属含量超标。
在解析土壤重金属污染方面，文章综述了多种方法和技术，如污染源解析技术（包括同位素示踪、多元统计分析等）、土壤重金属形态分析、生物有效性评估以及风险评估等。
这些方法和技术的应用有助于深入了解重金属在土壤中的分布、形态、迁移转化规律和生物有效性，为制定针对性的污染治理措施提供科学依据。
文章对土壤重金属污染的研究趋势进行了展望，提出了未来需要加强的研究方向，如加强重金属污染源头控制、发展新型污染治理技术、完善风险评估和预警体系等。
通过综合研究和实践探索，我们有望为土壤重金属污染的有效治理和生态修复提供有力支持。
二、土壤重金属污染的主要来源土壤重金属污染的来源多种多样，主要可以归结为自然来源和人为来源两大类。
自然来源主要包括成土母质的风化和侵蚀，以及火山喷发、森林火灾等自然事件带来的重金属元素。
然而，这些自然过程对土壤重金属含量的贡献相对较小，通常不会超过土壤背景值。
相比之下，人为活动对土壤重金属污染的影响更为显著。
工业生产过程中产生的废气、废水和固体废弃物是主要的重金属污染源。
例如，矿山开采、冶炼、电镀、化工等行业，在生产过程中会排放大量含重金属的废弃物，这些废弃物如果不经过妥善处理，就会对周边环境，特别是土壤造成污染。
我国环境中镉、铅、砷污染及其对暴露人群健康影响的研究进展
我国环境中镉、铅、砷污染及其对暴露人群健康影响的研究进展一、本文概述随着我国经济的迅速发展和工业化进程的加速，环境污染问题日益凸显，其中重金属污染尤为引人关注。
镉、铅、砷等重金属元素因其对环境和生物体的毒性作用，已成为我国环境污染治理的重点对象。
这些重金属元素通过水体、土壤、大气等环境介质进入生态系统，进而对暴露人群的健康产生深远影响。
本文旨在综述我国环境中镉、铅、砷污染的现状，分析其对暴露人群健康的影响，并探讨相关研究的最新进展，以期为我国重金属污染治理和人群健康保护提供科学依据。
本文将对镉、铅、砷等重金属元素的来源、分布和迁移转化规律进行概述，明确我国环境中这些重金属污染的主要来源和分布情况。
本文将系统分析镉、铅、砷等重金属元素对暴露人群健康的危害，包括对人体各系统、器官的损伤和引发的各种疾病。
同时，本文还将探讨重金属暴露对人群健康影响的机制，包括重金属在人体内的吸收、分布、代谢和排泄等过程。
在综述我国镉、铅、砷等重金属污染对暴露人群健康影响的研究进展时，本文将重点关注以下几个方面：一是重金属污染暴露人群的健康风险评估和预警技术的研究进展；二是重金属污染暴露人群的生物学标志物和早期预警指标的研究进展；三是重金属污染暴露人群的干预措施和治疗策略的研究进展。
通过对这些方面的深入研究，可以为我国重金属污染治理和人群健康保护提供更加科学和有效的依据。
本文将总结我国镉、铅、砷等重金属污染及其对暴露人群健康影响的研究现状，指出存在的问题和挑战，并提出相应的建议和对策。
希望通过本文的综述和分析，能够推动我国重金属污染治理和人群健康保护工作的深入开展，为保障人民群众的健康安全做出积极贡献。
二、我国镉污染现状及其对暴露人群健康影响的研究随着我国工业化和城市化的快速发展，镉污染问题日益严重。
镉是一种有毒的重金属元素，主要来源于电池制造、电镀、冶炼、涂料、农药和磷肥生产等工业过程。
我国的一些重工业城市和工业区，如湖南、广东、四川等地，由于长期的镉排放和积累，土壤和水体中镉含量严重超标，形成了大面积的镉污染区域。
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重金属污染评价研究进展金 艳,何德文,柴立元,彭 兵,王云燕,闵小波(中南大学冶金学院环境工程系,长沙 410083) 摘 要:从重金属废水、重金属沉积物和重金属土壤污染三个方面,阐述了重金属污染的不同评价方法及模型,着重比较了各种评价方法的适用范围及优缺点。
通过分析比较表明,生物评价法从重金属污染生态效应着手,可解决重金属污染的复杂性和不确定性问题,是重金属污染评价中较理想、有效的方法之一。
关键词:环境工程;重金属污染;综述;评价方法;生物评价中图分类号:X82013;X502 文献标识码:A 文章编号:1001-0211(2007)02-0100-05收稿日期:2005-11-02基金项目:国家自然科学基金(20477059);教育部高等学校博士点专项科研基金(20040533048)作者简介:金 艳(1982-),女,浙江金华市人,硕士生,主要从事环境评价与规划等方面的研究;联系人:何德文(1968-),男,湖南永州市人,副教授,博士后,主要从事环境评价与规划、污染控制技术研究。
随着全球经济和社会的发展,人类社会对重金属资源需求量迅速增长,在生产、加工和使用过程中产生大量含重金属及其化合物的废弃物,如果其含量超过了一定限量,便会造成重金属污染,严重影响生态系统的结构、功能和资源的利用。
近年来,不论是国外还是国内,随着工农业以及经济的迅猛发展,重金属污染也日趋加剧。
K 1Gruiz [1]等报道,多瑙河匈牙利境内的重金属污染严重,尤其是As ,Zn ,Hg ,Cd ,Cr ,在靠近城市、工业区及主要支流的重金属浓度尤其高。
在美国与墨西哥交界带的Rio Grande 流域由于沿河两岸的矿产开采和冶炼废水的污染,水体及沉积物中重金属含量严重超标[2]。
据统计我国受镉污染的农田达112万hm 2[3],其他重金属污染也相当严重。
张勇报道沈阳地区土壤污染Cd 、Hg 最为严重,农产品中主要超标元素为Pb ,沈阳近郊的白菜超标最严重,Pb 超标率达100%,最高超标倍数达319[4]。
此外,重金属污染若不加加以控制,在土壤中积累和在作物中残留的重金属通过食物链将进入人体,最终危害人类健康。
从国内外重金属污染现状可以看出,重金属污染主要包括Cu ,Cr ,Zn ,Cd ,Pb ,Hg 等,其主要来源有化工、采矿、金属冶炼及加工、电镀、农用杀虫剂以及城市生活污水。
1 重金属污染评价的现状重金属污染评价方法多种,但可以概括为重金属废水、沉积物和土壤三个方面,下面分别阐述重金属污染评价的方法和模型,比较各种评价方法的适用范围及优缺点。
111 重金属废水评价目前国内外对重金属废水的评价方法主要有指数法[5-6]、模糊数学法、因子分析法等。
(1)指数法。
指数法分为单因子质量指数评价模型和多因子综合指数评价模型。
单因子评价公式为I i =C i /S i ,其中C i 是第i 种评价因子的实测浓度;S i 是第i 种评价因子的评价标准;I i 是第i 种评价因子的单项质量指数。
该模型只考虑了单个因子的影响,不能反映废水的整体污染情况。
多因子综合评价指数模型以单因子质量指数为基础,反映各污染因子对废水的影响,常用的方法有直接加和法I =∑I i(i=1～n )和算术平均法I=1/n ・∑I i(i=1～n )。
这两种方法把各污染因子对废水的影响均一化,掩盖了主要污染因子的作用。
下面两种评价方法考虑了主要污染因子的影响。
向量模法I =[∑I i 2]1/2(i =1～n ),适用于某种污染因子严重超标的情况。
权平均法I =∑W i I i,∑Wi=1(i =1～n ),其中W i 是第i 种评价因子的权重,该方法考虑了各个污染因子的不同影响,但权重值带有主观性。
(2)模糊数学法。
模糊数学法[7]是基于重金属元素实测值和污染分级指标之间的模糊性,通过隶属度的计算首先确定单种重金属元素在污染分级中第59卷 第2期2007年5月 有 色 金 属Nonferrous Metals Vol 159,No 12 May 2007所属等级,进而经权重计算确定每种元素在总体污染中所占的比重,最后运用模糊矩阵复合运算,得出污染等级。
(3)因子分析法。
陈东景[8]等曾用因子分析法对甘肃酒泉地区的水质污染情况作出了评价。
因子分析法是统计分析法的一种,该方法把一些具有复杂的变量归结为少数几个综合因子,然后对综合因子所组成的向量集合进行分析,求出各个综合因子的权重,最后确定整个水域的污染等级。
112 重金属沉积物评价法大量研究表明,在受纳水体中重金属污染物不易溶解,绝大部分迅速地由水相转入固相,即迅速地结合到悬浮物和沉积物中,结合到悬浮物中的重金属在随水搬运过程中,当负荷超过搬运能力时,便沉积下来进入沉积物中。
沉积物中重金属含量比相应水体中的高,并进一步积累,表现出明显的分布规律。
因而许多学者认为沉积物是水体污染的指示剂,其环境质量反映着水体的污染状况[9]。
目前对其评价常用的方法有地积累指数法、污染负荷指数法、潜在生态危害指数法等。
(1)地积累指数法。
1969年德国海德堡大学沉积物研究所的科学家Muller提出[10],其公式为I geo =log2[C n/(115×B n)],式中C n是指元素n在沉积物中的含量;B n是指沉积岩中的地球化学背景值; 115为一常数,是由于考虑到成岩作用可能会引起背景值的变动。
地积累指数共分为7级,0～6级表示污染程度由无至极强。
地积累指数法考虑了人为污染因素、环境地球化学背景值,还特别考虑到由于自然成岩作用可能会引起背景值变动的因素。
其优点是给出很直观的重金属污染级别,是用来反映沉积物中重金属富集程度的常用指标,但其侧重单一金属,没有考虑生物有效性、各因子的不同污染贡献比及地理空间差异。
(2)污染负荷指数法。
该模型由英国从事重金属污染水平分级研究的Tomlinson等人于1980年提出,评价指标有单一金属最高污染系数CF i,某点污染负荷指数PL I,某区域(流域)的污染负荷指数PL I zone,其关系式为[11-12]:CF i=C i/C0i;PL I= (CF1×CF2×111×CF n×)1/n;PL I zone=(PL I1×PL I2×111×PL I m×)1/m。
其中C i为元素i的实测值,C0i为元素i的评价标准;n为评价元素的个数; m为评价点的个数。
该指数由评价区域所包含的多种重金属成份共同构成,能直观地反映各个重金属对污染的贡献程度以及重金属在时间、空间上的变化趋势,应用比较方便,但不能反映重金属的化学活性和生物可利用性。
(3)潜在生态危害指数法。
1980年瑞典科学家Hakanson基于元素丰度和释放能力的原则,提出了潜在生态危害指数法[13]。
该评价假设,的前提条件:元素丰度响应,即潜在生态风险指数(RI)随沉积物重金属污染程度的加重而增加;多污染物协同效应,即沉积物的金属生态危害具有加和性,多种金属污染的潜在生态风险更大,铜、锌、铅、镉、铬、砷、汞是优先考虑对象;各重金属元素的毒性响应具有差异,生物毒性强的金属对R I具有较高的权重。
在这些前提条件下产生评价指标:单一金属污染系数C i f,多金属污染度C d,不同金属生物毒性相应因子T i r,单一金属潜在生态风险因子E i r,多金属潜在生态风险指数R I,其关系为:C i f=C i/C i n;C d=∑C i f(i=1～n);E i r=T i r×C i f;R I=∑E i r=∑T i r×C i f(i=1～n)。
其中C i为污染物实测浓度,C i n为沉积物污染物背景参考值。
潜在生态风险指数(R I)体现了生物有效性和相对贡献比例及地理空间差异等特点,是综合反映重金属对生态环境影响的指标,广泛地应用于分析评价重金属的潜在生态影响,但其毒性加权系数带有主观性[14-15]。
(4)沉积物富集系数法。
沉积物富集系数法通过测定沉积物中重金属的含量来反映污染程度。
考虑到沉积物中重金属的背景值,陈静生[16]提出次生相与原生相分布比法,把沉积物中的原生矿物称为原生相,把原生矿物的风化产物和外来的次生物质统称为次生相,并用存在于各次生相中重金属的百分含量(M sec)与存在于原生相中重金属的百分含量(M prim)的比值来反映沉积物中重金属的污染水平:K=M sec/M prim。
为了反映重金属的来源,贾振邦[17]提出了次生相富集系数法(SPEF),公式为K S PEF= [M sec(a)/M prim(a)]/[M sec(b)/M(prim(b)]。
其中: K S PEF为次生相富集系数;M sec(a)为次生相中重金属的含量;M prim(a)为原生相中重金属的含量; M sec(b)为未受污染点次生相中重金属的含量; M(prim(b)为未受污染点原生相中重金属的含量。
K S PEF≤1表明未受污染,K S PEF>1说明有人为污染。
该法能反映重金属污染的来源、化学活性,但只101第2期 金 艳等:重金属污染评价研究进展侧重单一金属,不能反映整体污染水平。
此外,还有回归过量分析法[18]、模糊集理论[19]、脸谱图法[20]、底栖生物评价法[21-22]。
前三种方法由于自身存在的缺陷目前应用很少,如回归过量分析法只能判断重金属污染的相对程度,而不能确定污染级别。
底栖生物评价法是生物评价法的一种,能比较可靠地反映重金属污染的生物效应,具有较好的应用前景,但评价方法有待进一步完善。
113 重金属土壤污染评价法重金属土壤污染评价与重金属废水类似,一般采用指数法如单因子质量指数法、多因子综合指数法等,把受众多因素影响的土壤环境用比较明确的界线加以区分,但所得结论与实际情况存在一定的差异。
目前对重金属土壤污染评价多采用模糊数学法、层次分析法、灰色聚类法,这三种方法能较好地克服指数法的不合理性和不科学性,是比较符合客观实际的评价方法。
模糊数学评价方法见前重金属废水评价,下面仅阐述层次分析法和灰色聚类法。
(1)层次分析法。
先建立土壤环境质量层次结构模型,构造两两比较判断矩阵,计算矩阵的最大特征根及其对应的特征向量,然后根据综合权重的最大权重值所对应的级别作为土壤环境质量级别。
孟宪林等考虑到下(上)一级别的值域对上(下)一级的权重彼此都有贡献,对该法进行了改进,即在确定质量级别时不用“最大原则法”而是根据“大于其上一级别之和”的分类原则进行判断,取得了较为可信的评价结果[23]。
(2)灰色聚类法。
该法认为,土壤重金属污染各因子的“重要性”隐含在其分级标准中,因而同一因子在不同级别的权重以及不同因子在同一级别的权重都可能不同。