土壤重金属污染评价方法的研究概况毕业论文

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农田土壤重金属污染的评价与风险管理研究

农田土壤重金属污染的评价与风险管理研究

农田土壤重金属污染的评价与风险管理研究农田土壤重金属污染的评价与风险管理研究摘要:农田土壤重金属污染是目前普遍存在的一个严重环境问题。

重金属污染会对农作物的生长和人体健康产生不可忽视的影响,并且长期积累会造成生态系统的破坏。

因此,对农田土壤重金属污染进行评价和风险管理的研究显得非常重要。

本文将围绕农田土壤重金属污染的评价方法和风险管理措施展开论述,并探讨其在实际应用中的可行性和效果。

1. 引言农田土壤重金属污染是由农业生产活动和工业活动排放的废弃物导致的,主要包括铅、镉、汞、铬等重金属。

重金属在土壤中的长期积累会对农作物生长产生不可忽视的影响,并且通过食物链进入人体,对人的健康造成潜在威胁。

因此,评价和管理农田土壤重金属污染显得非常重要。

2. 农田土壤重金属污染评价方法2.1 土壤样品采集与分析评价农田土壤重金属污染的首要步骤是采集土壤样品,并根据实际情况选择合适的分析方法。

一般来说,采集样品时应保证代表性,根据土壤的类型和重金属的特性,可以选择采用原子吸收光谱法、电感耦合等离子体发射光谱法等。

2.2 污染评价指标评价土壤重金属污染程度需依据一些污染指标,如植物可耐受指数(Tolerance Index, TI)、潜在生态风险指数(Ecological Risk Index, ERI)等。

TI指数通过评估农作物耐受性来反映土壤重金属污染对农作物的风险程度;ERI则可以综合考虑土壤重金属的迁移和积累等因素来评估重金属对生态系统的威胁程度。

3. 农田土壤重金属污染风险管理措施3.1 循环经济理念在农业生产中的应用循环经济理念强调资源的有效利用和再利用,通过农田废弃物资源化处理来减少土壤重金属的排放和污染。

例如,将农田废弃物通过堆肥处理转化为有机肥料,既可以提高土壤质量,又能减少对化肥的需求。

3.2 生物修复技术生物修复技术是指通过植物和微生物的作用,将土壤中的重金属污染物转化为非毒性形态或者稳定起来。

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

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。

土壤重金属污染评价方法探析

土壤重金属污染评价方法探析

土壤重金属污染评价方法探析随着工业化不断发展,大量的废弃物和污染物释放到环境中,土壤重金属污染问题日益突出。

因此,对于土壤重金属污染的评价和监测变得愈加重要。

本文将探讨土壤重金属污染评价的方法。

一、土壤重金属污染的特点土壤重金属是指土壤中具有较高比重的金属元素,如Cd、Cu、Pb、Hg、As等。

土壤重金属具有一定程度的生物毒性和蓄积性,只要环境中存在,就会造成潜在危害。

1、分布性不均:各种重金属分布于氧化层和还原层中,空间分布随机,是一种不规则分布。

2、累积性强:土壤中的重金属由于难以矿化而长期存在,因此若不进行治理,将会积聚在土壤中,对生态环境造成伤害。

3、潜在危害:重金属的毒性、化学活性和迁移性等危害因素,使得不良的污染环境会对人类健康和生态环境带来长期的潜在威胁。

4、破坏性强:重金属污染的土壤常常因酸碱度等因素而失去其肥力和水分保持能力,对于作物的生长往往也具有破坏作用。

1、大气沉降法以大气中的尘埃、雨水为代表,对土壤重金属进行评价。

在评价中需要准确把握其他媒介污染的情况。

2、植物取样法植物可以从土壤中吸收大量的重金属,通过检测植物的重金属含量,可以间接评价土壤重金属的含量。

适用于各种植物,便于操作并可在现场实施。

3、土壤钻孔法这是一种在土壤中钻取样本,然后对样本重金属含量进行测试的方法。

该方法对中深层的土壤有一定局限性,但对于近地表的土壤具有很好效果。

4、土壤模拟法模拟法是指在实验室中模拟具体环境条件,进行土壤重金属污染实验。

该方法逼真程度比较高,但是所用时间和成本较大。

5、地球化学法地球化学法是通过对土壤样本的化学成分进行分析,来评价土壤重金属污染情况。

该方法检测周期短,成本低,可以检测各种重金属,是一种准确性较高的评价方法。

三、结论通过以上介绍可以看出,评价土壤重金属污染是一项比较复杂的过程,需要综合考虑各种因素。

根据实际情况选择合适的评价方法,可以获得准确的数据,有助于监测土壤重金属污染,实现对环境的保护。

[优秀毕业设计精品]土壤重金属现状研究

[优秀毕业设计精品]土壤重金属现状研究

[优秀毕业设计精品] 土壤重金属现状研究本科毕业论文摘要摘要土壤重金属污染是破坏土壤环境的重要因素,并直接或间接危害到人体健康,因其隐蔽性、不可逆性、后果严重性等特点越来越受到重视。

随着城市化、工业化的迅速发展和人类环境意识的增强,许多发达国家对土壤的重金属污染问题研究不断增加。

本研究以焦作市高新区农田土壤为例,采取了20个采样点的表层土壤样品,采用石墨炉原子吸收分光光度法对其表层土壤中的重金属Pb和Cd进行了测定分析,并且按照单因子污染指数法和内梅罗综合污染指数法的方法,依据土壤环境质量标准对其污染状况进行研究及评价。

结果表明,研究区表层土壤中各种重金属一般处于标准值以下,或者是轻微污染水平,其中Cd为轻度污染。

各重金属单因子污染指数和综合污染指数在焦作市高新区的分布特点各不相同。

根据土壤重金属含量分析,焦作市高新区主要危害的重金属为Cd,根据高新区土壤主要的重金属,我们分析了重金属的危害,并提出了相应的对策关键词:农田土壤;重金属污染;评价;对策1本科毕业论文 abstractAbstract:Destruction of soil heavy metal pollution is an important factor in the environment, and directly or indirectly endanger human health. With urbanization, industrialization and the rapid development of the enhanced awareness of the human environment, to its suburban areas in many developed countries of the heavy-metal contamination in soil studies is increasing. This study jiaozuo high-tech zone as anexample, farmland soil took 20 sample point surface soil samples, using graphite furnace atomic absorption spectrophotometry on its surface soil heavy metal Pb and Cd examined analysis, and according to the single factor pollution index method and nemerow composite pollution index method according to the method of soil environmental quality standardsfor its pollution condition for the research and evaluation. The result shows that the area of heavy metal surface soil under general in standard, or is light pollution levels, including Cd for light pollution. The heavy metal pollution index and the single factor in jiaozuo high-tech zone comprehensive pollution index distribution characteristics of each are not identical. According to the soil heavy metal content analysis, jiaozuo high-tech zone of main dangers for CDS, according to heavy metal soil main high-tech, we analyzed the dangers of heavy metals, and puts forward the corresponding countermeasuresKey words: Soil; Heavy metal pollution; evaluation; Countermeasures2本科毕业论文 abstract目录1 前言 ..................................................................... ........................................................................ .. 3 1.1国内外研究现状 ..................................................................... ..................................................... 3 1.1.1国外土壤重金属研究现状 ..................................................................... ................................. 3 1.1.2国内土壤重金属污染状况和区域研究现状...................................................................... ...... 4 1.2郊区土壤重金属测定的目的意义...................................................................... .......................... 6 1.3土壤消解方法综述 ..................................................................... . (7)1.3.1王水回流消解法 ..................................................................... .. (7)1.3.2碱熔消解法 ..................................................................... ........................................................ 7 1. 3. 3密封容器消解法 ..................................................................... ................................................ 8 1.3.4 微波消解法 ..................................................................... ......................................................... 8 2实验部分 ..................................................................... . (8)2.1样品的采集和处理 ..................................................................... ................................................. 8 2.1.1采样地点 ..................................................................... .............................................................. 8 2.1.2样品的采集方法 ..................................................................... ................................................ 8 2.1.3样品的布点方法 ..................................................................... ................................................ 9 2.1.4样品的预处理 ..................................................................... .................................................... 10 2.2实验仪器及试剂 ..................................................................... ................................................... 10 2.2.1实验仪器、试剂 ..................................................................... ................................................ 10 2.2.2实验原理 ..................................................................... ............................................................ 10 2.3土壤中重金属元素的测试 ..................................................................... .................................... 10 2. 4污染评价方法 ..................................................................... ...................................................... 11 2.5结果分析.................................................................................................................................... 12 2.5.1实验数据 ..................................................................... ............................................................ 12 2.5.2 焦作市郊区土壤重金属含量分析 ..................................................................... ................... 13 2.5.3焦作市高新区土壤重金属污染指数分析 ..................................................................... ........ 14 2.5.4焦作市高新区土壤重金属污染源分析 ..................................................................... ............ 15 3 郊区土壤重金属污染的危害与防治 ..................................................................... ....................... 17 3.1郊区土壤重金属污染的危害 ..................................................................... ............................... 17 3.2郊区土壤重金属污染的防治对策...................................................................... ....................... 18 3.2.1有效措施, 控制城市工业企业“ 三废”排放 (18)- 1 -本科毕业论文 abstract 3.2.2工业结构, 实行企业的合理兼并与优化组合 ......................................................................18 3.2.3组织农田灌溉, 防止污灌造成的污染 ................................................................................. 19 3.2.4提高土壤环境容量, 控制重金属进入食物链 ......................................................................19 3.2.5加强土壤环境及其农产品质量的监测 ..................................................................... ............ 19 3.2.6对受到污染的土壤采取治理措施。

土壤重金属污染的勘查与评估技术研究

土壤重金属污染的勘查与评估技术研究

土壤重金属污染的勘查与评估技术研究一、引言土壤是人类生存和发展的重要基础资源,然而,随着工业化、城市化和农业现代化的快速发展,土壤重金属污染问题日益严重。

土壤重金属污染不仅会影响土壤的质量和生态功能,还会通过食物链传递对人类健康造成潜在威胁。

因此,开展土壤重金属污染的勘查与评估工作具有重要的现实意义。

二、土壤重金属污染的来源(一)工业活动工业生产过程中,如采矿、冶炼、电镀、化工等行业,会排放大量含有重金属的废水、废气和废渣。

这些污染物通过大气沉降、污水灌溉、固体废弃物堆积等方式进入土壤,造成土壤重金属污染。

(二)农业活动农业生产中,过度使用化肥、农药和含重金属的畜禽粪便等有机肥料,以及污水灌溉等,会导致土壤中重金属的积累。

此外,农用薄膜的使用也可能会引入重金属污染。

(三)交通活动交通运输过程中,汽车尾气的排放、轮胎磨损以及路面材料的老化等,会释放出含重金属的颗粒物,这些颗粒物在大气中沉降后进入土壤,造成土壤重金属污染。

(四)自然因素某些地区的土壤本身就含有较高含量的重金属,如成土母质中富含重金属的地区。

此外,火山活动、岩石风化等自然过程也可能会导致土壤重金属含量的增加。

三、土壤重金属污染的勘查技术(一)现场调查与采样首先,需要对污染区域进行现场调查,了解土地的使用历史、污染源的分布、周边环境等情况。

在此基础上,按照科学的采样方法,采集具有代表性的土壤样品。

采样点的布设应考虑污染源的位置、地形地貌、土壤类型等因素,以确保样品能够准确反映土壤重金属污染的状况。

(二)实验室分析采集的土壤样品需要送到实验室进行分析。

常用的分析方法包括原子吸收光谱法(AAS)、原子荧光光谱法(AFS)、电感耦合等离子体发射光谱法(ICPOES)和电感耦合等离子体质谱法(ICPMS)等。

这些方法能够准确测定土壤中各种重金属的含量。

(三)地球物理勘查技术地球物理勘查技术如电磁法、电阻率法等,可以用于探测土壤中重金属污染的分布范围和深度。

土壤地下水重金属污染特征与评价研究

土壤地下水重金属污染特征与评价研究

土壤地下水重金属污染特征与评价研究土壤和地下水重金属污染是当今环境问题中的重要一环。

在工业化和城市化进程中,大量的工业废水、家庭污水和农药农化物等排放到土壤和地下水体中,导致土壤和地下水中重金属元素的含量升高,造成环境污染和生态系统破坏。

研究土壤地下水重金属污染的特征与评价,对于保护和恢复环境具有重要意义。

重金属是指密度大于4.5g/cm3的金属元素,如铅、镉、汞、铬等。

这些重金属元素具有较高的毒性和残留性,对人体和动植物都有害。

研究发现,土壤和地下水中重金属的来源主要包括人为排放和自然环境。

人为排放主要来自工业废水的排放、农药和化肥的使用以及城市化过程中的建设活动等。

自然环境中的重金属主要来自地壳元素的赋存和岩石风化过程中的释放。

土壤地下水重金属污染的特征包括以下几个方面。

首先是重金属的富集。

由于重金属元素的残留性和难降解性,它们在土壤中容易积累。

在工业和城市区域,土壤样品中的重金属含量通常高于农村地区。

其次是重金属的迁移。

重金属元素在土壤中可通过水分的迁移和植物的吸收而迁移到地下水体中,从而造成地下水重金属污染。

最后是生态效应。

重金属元素对于土壤微生物、植物和动物等生物体有毒害作用,导致生态系统的破坏和生物多样性的减少。

评价土壤地下水重金属污染的方法多样。

常用的方法包括土壤和地下水样品的采集与分析、重金属元素的逸出风险评价和污染物迁移模拟等。

采集土壤和地下水样品是评价污染程度和确定污染来源的基础。

通过分析土壤和地下水样品中重金属元素的含量和分布,可以评价重金属污染的程度和范围。

逸出风险评价是根据土壤和地下水中重金属元素的浓度和迁移特征,评估与持续暴露相关的潜在健康风险。

污染物迁移模拟是利用数学模型模拟重金属在土壤和地下水中的迁移和转化过程,以预测重金属的扩散路径和迁移速度。

土壤地下水重金属污染对环境和生态系统造成了严重影响,研究其特征与评价方法对于环境保护和修复具有重要意义。

在实际工作中,应该加强污染源的控制和治理,建立健全的监测体系,完善相关法律和政策,以便更好地管理和利用土壤和地下水资源,保护环境和人类健康。

土壤地下水重金属污染特征与评价研究

土壤地下水重金属污染特征与评价研究

土壤地下水重金属污染特征与评价研究土壤和地下水是人类生存和生活的重要资源,然而随着工业化的进程,土壤和地下水的污染现象日益严重。

重金属污染是一大问题,对环境和人类健康造成了严重的影响。

对土壤地下水中重金属污染的特征与评价进行深入研究是至关重要的。

本文将就土壤地下水中重金属污染特征与评价进行探讨。

一、土壤和地下水中重金属污染特征1. 重金属的来源重金属的主要来源包括工业废水、生活污水、农药和化肥残留、垃圾填埋场渗滤液、矿区尾矿和矿山废水等。

这些来源使得土壤和地下水中的重金属含量大幅增加,导致了严重的污染问题。

2. 重金属的特性重金属是指密度大于4.5g/cm3的金属元素,常见的重金属包括铅、镉、汞、铬、镍等。

它们在土壤和地下水中具有较强的毒性和持久性,易积累在生物体内对人体健康和生态环境造成危害。

3. 重金属在土壤和地下水中的行为重金属在土壤中的迁移行为主要受土壤性质、重金属的物化性质和环境条件的影响。

它们多以阳离子形式存在,对土壤颗粒具有较强的吸附能力;重金属在地下水中的迁移则主要受地下水流动情况和水文地质条件的影响。

1. 重金属含量的监测与分析通过对土壤地下水中重金属含量的监测与分析,可以了解污染物的类型和分布情况,为污染的防治提供依据。

重金属的监测方法主要包括原子荧光光谱法、原子吸收光谱法、电感耦合等离子体发射光谱法等。

2. 污染程度的评价土壤地下水中重金属污染程度的评价是指根据重金属含量和环境质量标准进行比较,判断土壤和地下水是否受到污染。

目前国内外常用的评价方法包括单一污染指数法、地积累指数法、地污染指数法等。

3. 污染的风险评估针对土壤地下水重金属污染的风险评估是为了了解污染对人体健康和生态环境的影响。

通过对重金属的生物有效性、生态毒性和生态激发性等方面的研究,可以全面评估重金属污染的风险。

1. 土壤修复技术土壤修复技术包括生物修复、物理化学修复和植物修复等,通过这些技术可以有效地将土壤中的重金属污染物转化成不活性物质,减少对生态环境和人体健康的危害。

农田土壤重金属污染风险评估技术研究

农田土壤重金属污染风险评估技术研究

农田土壤重金属污染风险评估技术研究第一章引言农业是我国的基础产业,农业生产离不开土壤的支撑,土壤是农田生态系统的重要组成部分。

然而,随着人口的增加、城市化的加速和工业化的发展,土壤受到了严重的污染。

其中,土壤中重金属污染是较为突出的问题。

重金属污染不仅影响到了土壤的质量,同时也关系到了人民群众的健康和生命安全。

因此,进行农田土壤重金属污染的风险评估,对于制定科学的防治措施和保障农民的生产生活具有重要意义。

第二章农田土壤重金属污染的来源与危害2.1 重金属污染的来源重金属污染是由于人类生产、生活和农业经济活动等引起,其中主要来源包括工业废弃物、农业生产污染、水体污染、大气沉降和人类活动等。

2.2 重金属污染的危害重金属污染危害土壤和环境,对于人体健康产生严重影响。

重金属的积累在生物体内,会破坏细胞和脏器的结构,影响人的身体健康,引发各种疾病,例如肝脏疾病、癌症等。

此外,重金属偏析还会导致植物生长不良、降低农作物产量,损害生态环境,影响可持续农业发展。

第三章农田土壤重金属污染的风险评估方法3.1 土壤重金属的检测方法土壤中重金属元素的测定方法繁多,目前常用的分析方法包括火焰原子吸收法、电感耦合等离子体质谱法等。

3.2 风险评估方法风险评估是指在事物的序列或空间系统中,根据或不依据可靠的科技依据和科技知识,综合考虑相关的经济、社会、文化、民俗等因素,对某些危险源、危险因素及某些人类活动的展开的一种系统的、动态的风险评价、分析的总称。

土壤重金属污染的风险评估方法多种多样,主要包括风险识别、风险特征和风险评估。

第四章农田土壤重金属污染风险评估实例分析以某农田土壤重金属污染的风险评估为例,通过对土壤重金属含量和主要污染因子等方面的分析,评估出农田土壤中重金属污染对人体健康和生态环境的潜在影响。

并针对评估结果,提出相应的应对措施及建议,例如采用生物修复等技术手段治理污染,选择适宜的农作物进行种植,加强管理和监测等。

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土壤重金属污染评价方法的研究概况毕业论文目录前言 (2)第1章土壤重金属风险评估方法概况 (3)1.1土壤重金属风险评估研究现状 (3)1.1.1 健康风险评价方法 (3)1.1.2 生态风险评价方法 (4)1.3基于土壤重金属形态学的重金属污染风险评价方法 (5)1.3.1 基于形态学研究的RAC风险评价法 (5)1.3.2 次生相与原生相比值法(RSP)和次生相富集系数法(PEF) (6)第2章重金属污染的土壤安全评价 (7)2.1 土壤重金属污染安全评价的研究概述 (7)2.1.1 单因子质量指数法 (7)2.1.2 模糊数学法 (8)第3章土壤重金属生物有效性的评价方法 (9)3.1生物有效性的概念 (9)3.2 化学浸提法(化学萃取法) (10)3.2.1 一次浸提法(又独浸提法) (10)3.2.2 连续浸提法 (12)3.3 植物培养法 (13)3.3.1 幼苗密集培养法(又名黑麦幼苗法) (14)3.3.2 盆钵试验和田间试验 (14)结论 (16)谢辞 (17)参考文献 (18)外文资料翻译 (21)前言土壤是人类不可或缺的生产资料,重金属污染是破坏土壤生态环境的主要因素。

土壤中的有毒重金属能通过食物链直接危害人体健康。

重金属污染是当今土壤污染中影响面最广、危害最大的环境问题之一,由于重金属污染毒理机制和生物效应的复杂性及其在土壤中的稳定性,对重金属污染的研究一直是当今学术界的热点。

土壤是相对不可再生的自然资源,也是不可替代的自然资源,是人类赖以生产、生活和生存的物质基础。

资源开发和工业生产把大量有毒有害的重金属释放到土壤中,重金属被作物吸收富集后通过食物链传递给人或动物,给人体健康带来严重危害。

土壤重金属污染是资源开发和其他工业生产项目环境影响评价的重要生态敏感因子。

本文首先介绍了土壤重金属的风险评估,其中有健康风险评价、生态风险评价、基于重金属形态学的风险评价等,并对土壤重金属污染的安全评价做了简单介绍。

本文重点讨论土壤中重金属生物有效性的概念和评价方法两个方面。

在估重金属污染土壤的环境质量时,一般采用重金属的总量指标和环境质量生物学指标,总量指标难以反映土壤重金属的有效性,而生物学指标对气候、人为活动等外界条件的反应较为敏感。

重金属污染是环境中一种较为严重的污染类型,因为土壤及沉积物中的重金属不能为微生物所分解,却可以为生物富集。

自从50年代中期,日本发生了骨痛病和水误病以后,重金属环境污染问题受到人们极大关注删。

因此对土壤重金属污染的客观评价显现出重要的地位,第1章土壤重金属风险评估方法概况1.1土壤重金属风险评估研究现状生态风险评价的主要对象是环境介质、生物种群和生态系统,通过科学的、可靠的对人类活动产生的生态效应评估,而达到保护和科学管理生态系统的目的。

生态风险评价技术是从20世纪80年代末、90年代初才开始发展起来的。

目前,大部分研究还停留在理论框架和技术路线的探讨阶段,而且多是针对水生生态系统提出的,涉及陆生生态系统的很少。

而少数有关生态风险评价的应用研究案例,也多集中在生态环境中污染物浓度的测定或简单的风险指数的计算上,并不能真正解决污染的生态风险评估。

健康风险评价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。

土壤健康风险评价是80年代以后兴起的狭义环境风险评价的重点,目前在世界上得到一定的应用。

1.1.1 健康风险评价方法土壤健康风险评价是近几年应用较多的一种土壤重金属污染评价方法[1-2]。

健康风险评价的容主要包括估算污染物进入人体的数量、评估剂量与负面健康效应之间的关系。

污染场地健康风险评价方法基本包括3个步骤4方面容:数据收集和分析、暴露评估、毒性评估和风险表征[2]。

毒性评估,是利用场地目标污染物对暴露人群产生负面效应的可能证据,估计人群对污染物的暴露程度和产生负面效应的可能性之间的关系,污染物毒性有急性和慢性之分,在土壤重金属健康风险评价时研究的是长期暴露于小剂量化学污染物引起的致癌和非致癌风险。

风险估算,以致癌风险和非致癌危害指数表示,通常采用单污染物风险和多污染物总风险以及多暴露途径综合健康风险方式表示。

综合健康风险就是各暴露途径总风险之和。

土壤环境风险评价,为土壤环境风险管理提供可能引起不良环境效应的信息,为环境决策提供依据。

到目前为止,在土壤重金属环境风险评价方面,还没有一种公认的可广泛接受的模型或方法,因而在实际运用中,应结合评价矿区土壤重金属含量、生物中重金属含量、评价目的以及可参照值,来选择适当的评价方法。

1.1.2 生态风险评价方法熵值法(HQ)是最常见的风险定量评价方法。

该法确定了风险的“是”与“否”,并简单高效地回答了风险的高低,可用于筛选水平的评价。

HQ 由生物可利用部分的暴露量(ADD)除以效应浓度(RfD一美国环保署提供的标准值)获得。

将所得结果与“1”比较,超过参照浓度的环境浓度,就被认为其有潜在影响。

其中,ADD可以通过化学试剂提取法、酸性挥发硫化物法、薄层梯度扩散法等方法确定。

潜在生态危害指数法是1980年瑞典科学家Hakanson[8]根据重金属性质及环境行为特点,从沉积学角度提出的对土壤或沉积物中重金属污染程度及其潜在生态危害评价的一种相对简便的方法。

其评价方法如下。

评价区土壤中第i种重金属元素的潜在生态危害系数(Er i)及土壤中多种重金属的综合潜在生态危害指数(RI),可分别表示为Er i=Tri×Cfi RI=∑Eri式中:Cf i一重金属的富集系数(Cfi=C is/C in);C is一重金属i的实测含量;C in一计算所需的参比值,Hakanson提出以现代工业化前沉积物中相应重金属元素含量的最高背景值作为参比值,也有的学者在评价中以国家土壤环境标准值作为参比值;Tri为重金属i的毒性系数。

潜在生态风险程度等级划分见表1-1。

表1-1 水系沉积物重金属元素潜在生态风险程度划分指标潜在生态风险程度风险评估编码法。

目前国外利用重金属形态分析工具研究风险,一般从分析几大化学相的可能生物利用的部分所占比例,然后判定所具有的环境风险性。

根据形态分析方法对应的风险限值,认为沉积物中重金属有不同的结合相,这些结合相对应着不同的结合紧密程度,可以用RAC(Risk Assessment Code)来表征和规。

当可交换态和碳酸盐结合态少于整体的1%时,可以看作环境是安全的;当大于整体的50%时,认为高度危险和极易进入食物链。

即,RAC<1为无风险;1<RAC<10为低风险;11<RAC<30为中风险;30<RAC<50为高风险;RAC>50为极高风险。

对于沉积物中的无机物,众多学者认为,酸挥发性硫化物(AVS)与同步提取金属(SEM)二者摩尔浓度的比值与“1”比较,来反应对生物的有无毒害作用,一般认为SEM/AVS<1,即有足够的铁硫化物可以沉淀金属,不产生毒害作用。

美国环保署建议,根据沉积物中SEM—AVS的分布分成三类:SEM—AVS>5为一类,对水生生物和人类很有可能造成不良影响;0%SEM—AVS<5为二类,可能造成不良影响;SEM—AVS<0为三类,没有迹象表明有不良影响。

1.3基于土壤重金属形态学的重金属污染风险评价方法目前,大多数学者采用传统的基于重金属总量的评价方法来评价土壤重金属污染,方法主要有:Hakanson重金属潜在生态危害指数评价法[8]、地积累指数法、富集因子法、梅罗污染综合指数法,另有将模糊数学和污染指数法相结合应用于土壤重金属污染评价的方法[3]等。

但是根据重金属总量进行潜在生态风险评价,仅可一般地了解重金属的污染程度,难以区分土壤中重金属的自然来源和人为来源,难以反映土壤重金属的化学活性和生物可利用性,不能有效地评价重金属的迁移特性和可能的潜在生态危害[4]。

而基于重金属形态学的评价则能更好的预测出重金属的污染状况,为重金属污染的预防与治理提供更科学的依据。

1.3.1 基于形态学研究的RAC风险评价法Singh[5]等认为由人类活动引起的可交换态和碳酸盐结合态含量的升高会增加沉积物重金属的生物有效性。

Jain[6]在可交换态与碳酸盐结合态的基础上建立了RAC(Risk Assessment Code)风险评价指标,评价指标分为4个等级:低(<10%)、中(10%一30%)、高(30%一50%)、很高(>50%)。

当沉积物中可交换态与碳酸盐结合态的总含量超过50%时,沉积物中的重金属很容易进入食物链,从而危害人类健康。

由于重金属的毒性因其种类、浓度以及暴露时间的不同而不同,此指标只能提供重金属有效性的大致围。

1.3.2 次生相与原生相比值法(RSP)和次生相富集系数法(PEF)RSP法数学表达式为:RSP=Msec/Mprim式中,RSP表示污染程度,Msec表示次生相中的重金属含量,Mprim表示原生相中的重金属含量。

次生相是除残渣态以外的其他形态,原生相指残渣态。

RSP<I为无污染,I<RSP<2轻度污染,2<RSP<3中度污染,3<RSP重度污染。

PEF法[7]数学表达式为:Kpef=[Msec(a)/Mprim(a)]/[Msec(b)/Mprim(b)]式中,Kpef为重金属在次生相中的富集系数;Msec(a)为样品次生相中重金属的含量;Mprim(a)为样品原生相中重金属含量;Msec(b)为未受污染参照点样品次生相中重金属的含量;Mprim(b)为未受污染参照点样品原生相中重金属的含量。

当Kpef<l,表示未受污染;当1<Kpef<2时,表示轻度污染;当2<Kpef<3时,表示中度污染;当3<Kpef时,表示重度污染。

永强[4]将RSP法和PEF法做了对比,得出PEF法比RSP法更加可靠有效的结论,但PEF法需要有当地清洁区的次生相和原生相分布的比值作参比,降低了该方法的可使用程度。

第2章重金属污染的土壤安全评价2.1 土壤重金属污染安全评价的研究概述土壤重金属污染是当今环境污染中污染面积最广、危害最大的环境问题之一,受到人们的广泛关注,因此国外提出了众多的重金属污染评价方法,笔者将其进行系统的总结与归纳,为以后土壤重金属污染评价研究奠定基础;综述了单因子指数评价法、梅罗综合污染指数法、几何均值综合评价模式、污染负荷指数法、地积累指数法、沉积物富集系数法、潜在生态危害指数法,模糊数学法、灰色聚类法、基于GIS的地统计学评价法、健康风险评价方法、环境风险指数法等国外典型的土壤重金属污染评价方法及模型,分析了各种方法的优劣之处和适用围;通过分析表明各种评价方法都有一定的局限和不足之处,在评价中要对实测数据样本点进行充分分析,反复试验比较,结合评价的目的和侧重点选择较优的方法。

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