城市污染土壤中磁性物质对重金属的富集作用
固体废物处理与处置-期末复习5
5、清洁生产：是指既可满足人们的需要又可合理使用自然资源和能源并保护环境的实用生产方法和措施，其实质是一种物料和能耗最少的人类生产活动的规划和管理，将废物减量化、资源化和无害化，或消灭于生产过程之中。
同时对人体和环境无害的绿色产品的生产亦将随着可持续发展进程的深入而日益成为今后产品生产的主导方向。
三、简答题1、简述固体废物的种类和组成。
（具体见书上P4）答：分类：按化学性质可分为有机固体废物和无极固体废物；按污染特性可分为一般固体废物、危险固体废物和放射性固体废物；按来源可分为工业固体废物、生活垃圾、其它固体废物。
组成：物理组成：包括物理组成、色、臭、温度、含水率、孔隙率、渗透率、粒度、密度、磁性、光电性、摩擦性和弹性等。
化学组成：包括元素组成、重金属含量、ph值、碳氮比、BOD/COD比、固定碳等。
生化组成：包括病毒、细菌、原生及后生动物、寄生虫卵等生物性污染物的组成、有机成分的生物可降解性等。
2、简述城市生活垃圾的资源化利用途径。
答：⑴能量回收：焚烧----直接水力发电或者热量取暖⑵热解----提供燃料油、燃料气、沼气发酵⑶物质回收：分选----回收玻璃、塑料、重金属等；堆肥；⑷生产建筑材料：无机垃圾制砖⑸生产农肥3、简述固体废物热解与焚烧处理的区别与各自的优缺点。
4、简述固体废弃物的预处理技术及方法。
（1）固体废弃物的收集（2）压实:主要采用碾滚压方式；（3）破碎：主要有机械能破碎和非机械能破碎；（4）分选：筛分，重力，磁力、电力、浮选、其他等；（5）浓缩：重力、气浮、离心；（6）脱水：自然干化和机械脱水（6）化学处理；（7）固化5、简述海洋倾倒及其注意事项。
答：洋倾倒利用工具将固体废弃物运至远洋或指定海域直接投入海洋的方法。
运载工具包括船舶、航空器、平台……。
其理论依据是海洋是一个庞大的接受体，具有无限稀释能力。
进行海洋处置要考虑：1、海洋生态环境影响；（2）经济上是否可行；（3）遵循有关法律法规。
利用生物炭修复土壤重金属污染的可行性分析
利用生物炭修复土壤重金属污染的可行性分析随着人类经济发展和城市化进程加快，土地资源被大量开发和利用，其中不可避免的就是土壤受到污染的问题。
重金属污染是一种常见的土壤污染类型，它对环境和人类健康产生不可忽视的影响，因此迫切需要一种有效的修复方法。
在此背景下，生物炭成为了一个备受关注的修复材料。
本文将尝试从生物炭的特性、利用生物炭修复土壤重金属污染的可行性等方面进行分析。
一、生物炭的特性生物炭是一种炭化生物质的产物，其制备过程是将生物质在高温下加热，并在缺氧或微氧的条件下炭化而得到的固体物质。
生物炭具有一系列特殊的物化性质，如其比表面积大、孔径分布广、亲水性差等，这些特性使得生物炭在许多领域都有着广泛的应用。
二、生物炭修复土壤重金属污染的可行性分析由于生物炭具有一系列独特的特性，因此，它被认为是一种有效的修复土壤重金属污染的材料。
下面将从几个方面进行分析。
（一）生物炭对土壤重金属的吸附作用一些研究表明，生物炭对土壤中的重金属具有很强的吸附能力，可以将重金属离子从土壤中吸附并固定在其表面。
这种吸附作用是一种无害化处理方法，因为它可以将有害的物质直接固定在生物炭中，从而减少对环境的污染。
（二）生物炭改善土壤环境除了具有吸附功能外，生物炭还可以改善土壤环境，从而减少重金属对植物生长的影响。
首先，生物炭可以调节土壤酸碱度，使得土壤的pH值变得更加适合植物生长。
其次，生物炭还能增加土壤的透气性、保水性和速效养分，从而改善土壤的物理性和化学性。
这些改善措施有助于提高土壤质量，使得土壤中的植物更加健康。
（三）生物炭对植物生长的影响生物炭不仅可以改善土壤环境，减少重金属对植物生长的影响，还可以作为一种增加植物生长的生物肥料使用。
研究表明，生物炭含有大量的有机质和微生物，这些物质可以作为植物的营养源，促进植物的生长。
此外，生物炭本身和其中包含的矿物质也能够为植物提供养分。
（四）生物炭的使用效果利用生物炭修复土壤是一种较新的处理方法，因此其效果还需要进一步研究。
土壤吸附实验
综合实验：土壤对重金属的吸附性质土壤中的重金属污染主要来自于工业废水、农药、污泥和大气降尘等。
过量的重金属可引起植物的生理功能紊乱、营养失调。
由于重金属不能被土壤中的微生物所降解，因此可在土壤中不断地积累，并为植物所富集并通过食物链危害人体健康。
重金属在土壤中的迁移转化主要包括吸附作用、配合作用、沉淀溶解作用和氧化还原作用，其中又以吸附作用最为重要。
铜是植物生长所必不可少的微量营养元素，但含量过多也会造成植物中毒。
土壤的铜污染主要是来自于铜矿开采和冶炼过程。
进入到土壤中的铜会被土壤中的粘土矿物微粒和有机质所吸附，这种吸附能力的大小将影响着铜在土壤中的迁移转化。
因此，研究土壤对铜的吸附作用对于正确评价土壤中铜的环境生态效应具有重要意义。
一、实验目的1.了解土壤对铜吸附作用的机理及影响因素。
2.学会建立吸附等温线的方法。
二、实验原理不同土壤对铜的吸附能力不同，在不同的条件下同一种土壤对铜的吸附能力也有很大差别。
而对吸附影响比较大的两种因素是土壤的组成和pH值。
为此，本实验通过向土壤中添加一定数量的腐殖质和调节待吸附铜溶液的pH值，分别测定上述两种因素对土壤吸附铜的影响。
土壤对铜的吸附可采用Freundlich吸附等温式来描述。
即：nQ/1KC式中：Q—土壤对铜的吸附量（mg/g）；C—吸附达平衡时溶液中铜的浓度（mg/L）；K，n—经验常数，其数值与离子种类、吸附剂性质及温度等有关。
将Freundlich 吸附等温式两边取对数，可得：C nK Q lg 1lg lg += 以Q lg 对C lg 作图可求得常数K 和n ，将K ，n 代入Freundlich 吸附等温式，便可确定该条件下的Freundlich 吸附等温式方程，由此可确定吸附量Q 和平衡浓度C 之间的函数关系。
三、仪器和试剂1.仪器（1）原子吸收分光光度计。
（2）恒温振荡器。
（3）离心机。
（4）酸度计。
（5）复合pH 玻璃电极。
（6）容量瓶：50mL ，250mL ，500mL 。
微生物对土壤中重金属污染物的影响研究
微生物对土壤中重金属污染物的影响研究重金属污染是当今环境问题中的一个重要方面。
许多废水和废气中含有大量的重金属，它们会进入土壤并影响生物的生长和发展。
然而，微生物在土壤中具有重要的生物地球化学作用，可以对土壤中的重金属进行转化和去除，从而减轻土壤污染的程度。
本文将探讨微生物对土壤中重金属污染物的影响，并介绍其作用机制和应用前景。
一、微生物对重金属的转化作用微生物可将土壤中的重金属离子转化成可溶性有机络合物或不溶性沉淀物，从而减少其毒性和迁移性。
一些微生物具有还原、氧化、沉淀和吸附等特性，可以转化土壤中的重金属形态。
举例来说，硫酸还原菌可以将重金属离子还原成金属沉淀物，硫醇基功能化微生物可以通过产生硫醇将重金属离子络合成沉淀物。
这些微生物的作用有助于将重金属离子固定在土壤中，减少其对生物体的毒性影响。
二、微生物对重金属的去除作用微生物可通过吸附、螯合、沉淀和矿化等途径将重金属离子从土壤中去除。
一些细菌和真菌可以通过草酸、胞外多糖和胞内蛋白质等物质与重金属离子螯合，从而减少其毒性。
此外，微生物还可通过沉淀作用使重金属离子形成不溶性沉淀物，进而进行去除。
一些微生物还具有矿化功能，可以将重金属转化为无毒的无机形态，从而完全去除其对环境的污染。
三、微生物的应用前景由于微生物在土壤中处理重金属污染中具有独特的优势，因此其应用前景广泛。
一方面，微生物修复可以在原地进行，不需要对土壤进行大规模开挖和运输，因此具有较低的成本和环境风险。
另一方面，微生物修复对土壤生态环境的破坏相对较小，能够保持土壤的水、肥结构，并且不会产生二次污染。
此外，微生物修复适用于不同类型的土壤和不同程度的污染，具有较高的适应性和灵活性。
然而，微生物修复技术在实际应用中还存在一些问题和挑战。
首先，不同微生物对不同重金属的转化和去除效果存在差异，因此需要针对具体的重金属污染物选择适宜的微生物种类。
其次，微生物修复过程需要一定的时间和环境条件，无法实现即时修复。
磁固相萃取的原理和应用
磁固相萃取的原理和应用磁固相萃取（Magnetic Solid Phase Extraction，MSPE）是一种常用于分离和富集目标化合物的分析技术。
它利用磁性颗粒或磁性固相材料与目标化合物之间的亲和性，通过磁场的作用将目标化合物吸附在磁性颗粒上，然后从样品中分离出来，实现目标化合物的富集。
磁固相萃取的主要原理是基于磁性颗粒与目标化合物之间的亲和性。
磁性颗粒可以通过表面修饰的方法，使其具有高选择性和亲和性，以便与目标化合物结合。
通常情况下，磁性颗粒的表面会修饰上适当的功能团，例如亲水基团、亲油基团或特定配体，以与目标化合物发生特异性的相互作用。
这种相互作用可以是化学吸附、静电相互作用、氢键或范德华力等。
磁固相萃取的步骤一般包括样品处理、吸附、分离和洗脱。
首先，需要对样品进行前处理，如加入适当的溶剂或酸碱平衡调整，以提高目标化合物的提取效果。
然后，将经过前处理的样品与表面修饰的磁性颗粒混合，在磁场的作用下，磁性颗粒吸附目标化合物。
接下来，通过磁场的移动或改变磁性颗粒与磁场的相互作用，实现与样品的分离。
最后，通过洗脱步骤，将目标化合物从磁性颗粒中脱附出来，以进行下一步的分析。
磁固相萃取在许多领域中得到了广泛的应用。
其中包括环境监测、食品安全检测、医药分析、生物样品前处理等。
在环境监测中，磁固相萃取被用于富集和分析水体、土壤和大气中的有机污染物、重金属、农药等。
在食品安全检测中，磁固相萃取可以用于富集和分离食品中的残留农药、毒素和其他有害物质。
在医药分析中，磁固相萃取可以用于富集和净化药物代谢产物、生物标志物和药物残留。
在生物样品前处理中，磁固相萃取可以用于富集和净化血液、尿液、唾液、组织和细胞等生物样品中的目标化合物。
相比传统的固相萃取方法，磁固相萃取具有许多优点。
首先，磁固相萃取操作简单，操作时间短，不需要复杂的离心或吸滤步骤。
其次，磁性颗粒可以反复使用，具有很好的再生性和稳定性。
此外，磁固相萃取具有较好的选择性和提取效率，能够从复杂的样品基质中高效地富集目标化合物。
纳米铁粉除重金属原理
纳米铁粉除重金属原理
纳米铁粉是一种高效的重金属污染治理技术，其除污原理是通过吸附、还原和沉淀作用将重金属离子转化为稳定的金属态或无害盐形态并去除。
具体来说，纳米铁粉具有较大的比表面积和高效还原性能，能够通过物理和化学作用实现污染物的分离、富集和稳定。
对于不同的重金属离子，纳米铁粉的去除机理略有不同。
当重金属离子的标准电极电位低于铁的标准电极电位时，主要发生吸附作用；当重金属离子的标准电极电位略大于铁时，吸附和还原同时起作用；而当重金属离子的标准电极电位远远超过铁时，主要发生还原作用。
在实践应用中，纳米铁粉的合成阶段需要寻找更有效的改性材料和其他的合成和保存方法，以增加纳米铁粉的合成规模，为纳米铁粉的大规模应用提供保障。
同时，还需要考虑不同污染物的复合污染问题，以便更全面地解决各种重金属污染问题。
微生物在重金属污染土壤修复中的作用分析
微生物在重金属污染土壤修复中的作用分析重金属污染土壤是指土壤中重金属超标的情况，重金属对土壤和环境造成了严重的危害。
传统的土壤修复方法通常包括物理和化学手段，但这些方法往往昂贵且效果有限，因此需要寻找更为经济有效的修复方法。
微生物在重金属污染土壤修复中的作用备受关注，因为它们可以通过各种途径将重金属从土壤中去除或转化成为不具有毒性的形式，从而修复受污染的土壤。
本文将对微生物在重金属污染土壤修复中的作用进行详细的分析。
一、微生物对重金属的去除作用1. 菌根真菌菌根真菌是一种对重金属具有很强抗性的微生物，它们具有能力将土壤中的重金属离子吸附到菌丝体表面，从而有效减少重金属在土壤中的浓度。
菌根真菌还能够分泌一些有机物质，这些有机物质可以与土壤中的重金属发生络合反应，形成不溶性的沉淀物，从而将重金属转化成为不易被植物吸收的形式。
2. 硫酸还原菌硫酸还原菌是一类能够利用硫酸盐将重金属还原成为硫化物的微生物。
重金属在形成硫化物后，就会从土壤中沉积下来，从而减少其在土壤中的活性和毒性。
硫酸还原菌在重金属污染土壤修复中起着非常重要的作用。
3. 吸附剂菌二、微生物对土壤环境的改善作用除了直接去除土壤中的重金属外，微生物还可以通过改善土壤环境来减少重金属的毒性。
1. pH值调节许多微生物具有调节土壤pH值的能力，它们可以通过分泌有机酸或碱性物质来调节土壤的pH值，从而降低重金属的活性和毒性。
2. 有机物质代谢一些微生物具有分解和代谢土壤中的有机物质的能力，这些有机物质可能会与重金属发生化学反应，影响重金属的行为和毒性。
通过代谢土壤中的有机物质，微生物可以间接影响重金属的毒性程度。
3. 土壤结构改善一些微生物具有分解土壤有机质和改善土壤结构的能力，它们可以促进土壤通风和水分渗透，从而减少重金属在土壤中的积累。
考虑到微生物在重金属污染土壤修复中的作用，目前已有不少研究证实了微生物修复技术的有效性。
现阶段微生物修复技术仍然存在一些问题和挑战。
上海金山区和崇明区表层土壤分析 毕业名师(完整版)资料
上海金山区和崇明区表层土壤分析毕业名师（完整版）资料(可以直接使用，可编辑优秀版资料，欢迎下载）目录摘要 (5)ABSTRACT (6)第一章绪论 (8)1城市土壤 (8)1.2土壤中的重金属 (11) (11) (13) (14)1.3环境磁学 (16) (16) (17) (18)1.4研究目的与意义 (20)1.5研究内容 (22)第二章材料与方法 (24)2.1样品的采集和预处理 (24)采样情况 (24) (30)2.1样品磁化率测定 (30) (30) (30)2.3土壤样品消解 (30) (30) (31) (31)2.4重金属元素含量测定 (32)2.5邻菲罗啉测铁 (33) (33) (33)第三章结果与讨论 (34)3.1上海市郊区表土重金属含量 (34)3.2郊区表土重金属污染评价 (43)3.3重金属含量与磁化率的相关性 (45)第四章结论与展望 (58)4.1结论 (58)4.2展望 (59)致谢 (61)参考文献 (62)附录 (66)英文文献原文 (66)英文文献翻译 (67)摘要在上海金山区和崇明区区不同路段（交通道路，工业区，农业区）采集表土（0-5cm）样品,测试磁化率和各种重金属污染元素（Fe，Cu，Zn，Pb，Cd，Cr，Mn）的含量。
上海金山区与崇明区土壤重金属污染情况存在一定差异，采用单因子指数指示法表明明两区均为Cd重度污染区域，金山区表土可区分为农业区、工业区和马路绿地，Cu、Zn、Pb、Cd、Cr、Mn的含量平均值分别为：45.79 mg/kg、245.98 mg/kg、8.88 mg/kg、2.63 mg/kg、61.04 mg/kg、0.6g/kg；37.85 mg/kg、274.59 mg/kg、10.94 mg/kg、3.30 mg/kg、79.96 mg/kg、0.75g/kg；40.34 mg/kg、108.14 mg/kg、8.03 mg/kg、2.80 mg/kg、63.56 mg/kg、0.71g/kg崇明区表土可区分为农业区和马路绿地，Cu、Zn、Pb、Cd、Cr、Mn的平均含量分别为：33.16 mg/kg、98.09 mg/kg、5.84 mg/kg、1.64 mg/kg、54.44 mg/kg、0.64 g/kg；34.44 mg/kg、119.79 mg/kg、4.97 mg/kg、1.65 mg/kg、47.82 mg/kg、0.62 g/kg.采用内梅罗指数法分析结果表明金山区和崇明区均为土壤重度污染区。
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收稿日期：2008-05-15
基金项目：浙江省自然科学基金项目（R305078）资助
作者简介：郭军玲（1984－），河南新乡人，在读研究生，主要从事环境生态学研究。
*通讯作者：E-mail:lusg@zju.edu.cn
城市污染土壤中磁性物质对重金属的富集作用郭军玲，张春梅，卢升高*
（浙江大学环境与资源学院，浙江杭州310029）
摘要：应用环境磁学方法监测土壤重金属污染是土壤污染研究的新途径。本研究以杭州和洛阳城市污染土壤为对象，应用磁分离技术分离污染土壤中的磁性物质。结果表明，杭州和洛阳城市土壤的磁性物质含量分别是0.20～2.75（平均值0.75%）和0.47%～3.67%（平均值1.36%），土壤中磁性物质数量取决于土壤的磁化率大小和重金属污染程度。统计分析表明土壤磁性物质含量与重金属综合污染负荷指数（PLI）呈极显著相关（R2=0.531），土壤磁性物质的含量可大致反映城市
土壤的重金属污染状况。城市土壤的重金属富集系数表明磁性物质对重金属有显著的富集作用，杭州和洛阳城市土壤中Fe的平均富集系数分别为20.1和15.8，土壤磁性物质对重金属的富集系数大小为Fe>Cr>Cu>Mn>Pb>Zn。土壤重金属在磁性物质中的富集作用解释了土壤磁测反映重金属污染状况的环境磁学机理。
关键词：城市土壤；磁性颗粒；磁分离；重金属；富集系数中图分类号：S152；X833文献标识码：A文章编号：0564-3945(2009)06-1421-05
Vol.40,No.6Dec.,2009
土壤通报
ChineseJournalofSoilScience第40卷第6期
2009年12月
随着我国工业化、城市化、农村集约化进程的不断加快，土壤重金属污染问题日益突出。在城市环境中，由于工业和人类活动将大量的重金属带入城市土壤中，造成这些元素在土壤中的积累，并通过大气、水体或食物链而直接或间接地威胁着人类的健康。因此，研究城市土壤的重金属污染来源、含量分布、化学形态、积累的生物效应及其污染修复对城市的可持续发展具有重要的意义[1~3]。环境磁学方法是研究土壤、沉积物和大气悬浮颗粒等环境污染监测的新方法，研究表明利用土壤和沉积物的磁性特征可反映环境污染的变化范围、污染程度和污染史等问题，在一定的环境中磁性指标可作为土壤、沉积物、大气悬浮颗粒中重金属元素含量的替代指标，可通过测定它们的磁性特征来解决重金属污染的起源、程度、分布等问题[4~10]。欧洲城市土壤磁性的研究发现[7~10]，城市土壤表现出明显的磁性增强现象，城市土壤的磁性指标(主要是磁化率和饱和等温剩磁)与重金属含量存在定量关系。我国杭州、洛阳、武汉、上海等城市土壤的磁测也获得了相同的结果[11~14]。这些研究证明磁测方法具有的快速、简便、低费用等特点使快速获取大量重金属污染数据成为可能，是反映土壤污染空间变异和污染制图的有效方法。利用土壤磁测指示重金属污染的基本理论是建立在污染土壤中磁性物质与重金属在起源上具有同源性，磁性物质对重金属元素和有机污染物具有很强富集作用的基础上。本文应用磁分离技术分离重金属污染土壤中的磁性物质，测定磁性物质中的重金属元素(Fe、Mn、Pb、Cu、Zn、Cr)含量，以证明污染土壤中磁性物质对重金属的富集作用，阐明土壤磁性指示重金属污染的机理，为发展环境磁学方法监测土壤重金属污染提供科学依据。
1试验材料和方法1.1土壤样品采集和磁分离在广泛测定杭州和洛阳两市不同功能区表土样品磁性基础上[11~12]，根据建立的磁测指示城市土壤重金属污染的方法，选择不同城市土地利用方式(工业区、道路和居民区)的重金属污染土壤进行磁分离。在杭州和洛阳分别选取19个和20个土样供研究。土壤样品系0～10cm表土，每个样品由3～5个取样点混合而成。采集的土壤样品在室温下自然风干，过2mm孔筛供土壤磁性参数测定。部分土样用玛瑙研钵研磨，过0.125mm塑料土筛，供重金属元素全量分析。土壤中磁性物质的提取方法为：称取一定量的土壤置于烧杯中，加入去离子水，土水比为1∶5；将烧杯置入超声波分散仪超声分散，然后在恒温磁力搅拌器中，将包有薄膜的磁转子投入，在室温下连续搅拌，将磁转子上吸附的黑色磁性物质取出，如此反复，一直到磁转子上无磁性物质为止，将磁性物质和剩余物质烘干，称重，供重金属元素全量分析。1.2试验方法土壤磁化率采用BartingtonMS2双频磁化率仪测定，测定土壤低频（0.47kHz）磁化率（χlf）和高频第40卷土壤通报
（4.7kHz）磁化率（χhf），并计算频率磁化率(χfd，χfd=[χlf-χhf]/χlf×100)。饱和等温剩磁（SIRM）采用英国Molspin脉冲磁化仪和Minispin旋转磁力仪测定。上述磁性参数的意义和测定方法可参阅卢升高等[15]。土壤和磁性物质的重金属含量采用HNO3-HClO4-HF三酸消化，原子吸收法（AAS）测定。2结果2.1城市土壤中的磁性物质含量表1是试验用土壤样品的Fe、Mn、Cr、Cu、Pb和
Zn含量和磁性参数（磁化率、频率磁化率和饱和等温剩磁）。结果表明，试验土壤表现为明显的重金属Cr、Cu、Pb和Zn富集。由于我国还没有城市土壤重金属浓度的控制标准，根据意大利环境部提出的公共用地、居住用地和私人区土壤重金属浓度控制标准，几种重要污染物的标准分别是Cu120、Cr120、Pb100、Zn150mgkg-1[16]，可见部分城市土壤样品存在重金属超标问题。根据加拿大魁北克环境部建立的居住、工业和商业用地土壤重金属环境标准[17]，试验土壤的重金属含量没有超过必须进行适当改良的C级标准（Cd20、Cu500、Ni500、Pb1000、Zn1500mgkg-1）。由于选取的研究土壤为重金属污染土壤，土壤有较高的磁化率，杭州和洛阳城市污染土壤的平均磁化率分别达200×10-8和463×10-8m3kg-1，频率磁化率则分别为3.0%和1.9%。图1是城市土壤的磁性物质含量分布，结果表明杭州城市土壤中的磁性物质含量为0.20%～2.75%，平均值0.75%。洛阳城市土壤中磁性物质含量范围为0.47%～3.67%，平均为1.36%。城市土壤磁性物质含量与磁化率和饱和等温剩磁性密切相关，图2是杭州和洛阳城市表土的磁性物质含量和磁化率与饱和等温剩磁的关系图，由图中可以清楚的看到，土壤磁性物质含量与表示磁性物质的浓度指标呈极显著正相关。
2.2城市土壤中磁性物质含量与重金属污染负荷指数的关系为说明土壤磁性物质含量与重金属污染的关系，计算了土壤的Tomlison污染负荷指数（PLI）[18]，计算公
杭州城市土壤Hangzhousoil(n=19)平均值最大值最小值标准误Cr(mgkg-1)63.3119.629.322.4Cu(mgkg-1)93.0177.335.141.1Mn(mgkg-1)572.21042.0398.6140.4Pb(mgkg-1)134.1344.531.973.4Zn(mgkg-1)282.9873.1106.7155.9Fe(%)3.04.22.10.6χlf120073488179χfd(%)3.09.21.01.9SIRM226.586.410.821.2洛阳城市土壤Luoyangsoil(n=20)Cr(mgkg-1)104.2460.151.192.6Cu(mgkg-1)111.3278.947.153.4Mn(mgkg-1)538.61197.2330.3182.2Pb(mgkg-1)257.02273.048.8486.6Zn(mgkg-1)364.2569.9162.3128.9Fe(%)3.64.32.60.9χlf14631128235233.1χfd(%)1.93.50.50.8SIRM246.0298.7010.2422.88
表1供试城市土壤的重金属含量和磁性参数Table1Heavymetalcontentsandmagneticparametersofurbansoils
注：1磁化率单位(χlf):10-8m3kg-1；2饱和等温剩磁单位(SIRM):10-3Am2kg-1。
Note:1Theunitsofmagneticsusceptibility(χlf):10-8m3kg-1;2Saturationisothermalremanentmagnetization(SIRM):10-3Am2kg-1.
图1城市土壤中的磁性物质含量分布Fig.1Magneticmaterialscontentsextractedfromurbansoils
图2城市土壤中的磁性物质含量与磁化率和饱和等温剩磁的(SIRM)关系Fig.2Relationshipbetweenmagneticmaterialscontentandmagneticsuscep-tibilityandsaturationisothermalremanentmagnetization(SIRM)inur-bansoils
14226期
式为：PLI=(CF1×CF2×…×CFn)n姨其中CF金属=C金属浓度/C背景浓度，PLI反映了样品中重金属的综合污染状况。统计分析表明，土壤磁性物质含量与PLI呈极显著直线正相关（R2=0.531），这一结论与城市土壤中磁性浓度指标与PLI的关系一致。结果表明土壤磁性物质含量反映了土壤中的重金属污染状况，磁性物质含量与磁性指标可用于监测土壤的污染程度。2.3城市土壤中磁性物质对重金属的富集作用应用重金属富集系数(磁性和非磁性部分中的重金属含量之比)来衡量城市土壤中磁性物质对重金属元素的富集作用，结果见图4。图4中城市土壤磁性物质对重金属的富集系数可以看出，磁性物质对测定的Fe、Mn、Cu、Cr、Pb和Zn都表现出明显的富集作用，其中以Fe的富集系数最大，杭州城市土壤铁平均富集系数20.1，洛阳为15.8；磁性物质对重金属的富集系数大小为Fe>Cr>Cu>Mn>Pb>Zn。由于磁分离的是强磁性的氧化铁矿物，导致磁性物质中铁元素的富集，而Mn、Cu、Cr、Pb和Zn元素的富集系数表明提取的氧化铁对它们有较强富集作用，或这些金属元素与氧化铁在起源上的具有相同性。
3讨论磁分离技术最先是作为浓集土壤中氧化铁矿物技术得到应用的[19]，土壤中磁性物质的提取量与土壤中的磁性矿物种类、含量和施用的磁场强度密切相关。本研究中所用的磁体磁场比较弱，提取的主要是土壤中的强磁性物质，主要是磁铁矿和部分赤铁矿。结合城市污染土壤中磁性物质含量和磁性指标数据，污染土壤中存在一定数量的强磁性颗粒，这些颗粒使土壤磁性增强。城市土壤中磁性颗粒的来源主要与工业活动、汽车尾气、大气颗粒沉降等人类活动有关，这些人为起源磁性颗粒的磁性特征表现为高的磁化率值，而频率磁化率（χfd）值往往较低（表1）。χfd值是反映磁性矿物颗粒大小的重要指标，低的χfd（<3%）表明工业活动和汽车尾气等人为起源的磁性颗粒多以多畴态颗粒存在，而成土过程形成的磁性颗粒多呈以超顺磁性颗粒存在[15]。这些磁性特征为迅速识别污