矿区土壤重金属迁移模型研究

Advances in Environmental Protection 环境保护前沿, 2017, 7(2), 104-109 Published Online April 2017 in Hans. https://www.sodocs.net/doc/1d10107380.html,/journal/aep https://https://www.sodocs.net/doc/1d10107380.html,/10.12677/aep.2017.72015

文章引用: 李宁, 任伯帜, 周莹莹, 张尧. 矿区土壤重金属迁移模型研究[J]. 环境保护前沿, 2017, 7(2): 104-109.

Study on the Model of Heavy Metal Migration in Mining Soil

Ning Li, Bozhi Ren, Yingying Zhou, Yao Zhang

College of Civil Engineering, Hunan University of Science and Technology, Xiangtan Hunan

Received: Mar. 31st , 2017; accepted: Apr. 16th , 2017; published: Apr. 19th , 2017

Abstract With the development of the mining industry and the increase of city waste emissions, soil heavy metal pollution has become a serious environmental problem, the distribution and transforma-tion of heavy metals in soil has received extensive attention, and mathematical model has become

an important study method. From the aspect of mechanism and numerical simulation, this paper reviewed recent research progress of soil heavy metal pollutants migration and transformation model, emphasized on the basic structure model and its mathematical expression, and pointed out the development direction of the research problems and future research. Keywords

Soil Heavy Metal, Transformation, Model

矿区土壤重金属迁移模型研究

李 宁，任伯帜，周莹莹，张 尧

湖南科技大学土木工程学院，湖南 湘潭

收稿日期：2017年3月31日；录用日期：2017年4月16日；发布日期：2017年4月19日

摘 要

随着工矿业的发展以及矿区废弃物排放的增加，矿区土壤重金属污染已经成为一个严峻的环境问题，重金属在土壤中的分布转化研究得到广泛关注，数学模型模拟已经成为重要的研究手段。本文从迁移机理和数值模拟方面，回顾了国内外矿区土壤重金属污染物迁移转化模型的研究进展，重点阐述了模型基本结构及其数学表达，并指出了研究中存在的问题及今后研究的发展方向。

李宁 等

关键词

土壤重金属，迁移，模型

Copyright ? 2017 by authors and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY).

https://www.sodocs.net/doc/1d10107380.html,/licenses/by/4.0/

1. 引言

随着矿产资源的大量开采利用，矿业生产的迅猛发展，以及各类城市排放物的肆意堆放，使得土壤环境中的重金属含量日益累积，严重影响矿区及周边环境的生态安全。近年来，全球土壤重金属污染问题不断加剧。据不完全统计，平均每年有超过1.5 × 104 t 的Hg 、3.4 × 106 t 的Cu 、5.0 × 106 t 的Pb 、1.5 × 107 t 的Mn 排放到环境中[1]。日本在工业化迅猛发展的同时，也遭受着严重的土壤重金属污染，据统计，其受污染农田面积多达7224 hm 2 [2]。在中国，受重金属污染的耕地约占全国总耕地面积的六分之一，约2000万hm 2，耕地受重金属污染的概率达到16.67% [3]。重金属污染与人为活动息息相关，由于金属矿产的大肆开采以及冶炼废水、废渣的随意排放，致使湖南省湘江流域土壤重金属Cd 、Pb 、Cu 污染严重，并造成严重的生态环境问题[4]。

矿区土壤环境中的重金属污染物具有难降解、可迁移、难修复等危害，对矿区土壤及周围生态环境带来严重威胁[5] [6] [7]。因此，单就矿区土壤重金属污染物这一方面的治理和控制一直以来都是国内外研究的热点和难点。目前，对于土壤中重金属污染物的防治主要是去除法和固定法。去除法是利用物理、化学、生物等方法将重金属污染物从土壤系统中直接去除，以达到清洁目的。固定法是通过改变其形态以及土壤性质而将污染物固定，限制其在土壤系统中的迁移速率[8]。但是，在对土壤中重金属污染物进行治理与控制的过程中，首先必须明确重金属在土壤中的迁移转换过程与机理，预测污染物的迁移趋势。而土壤重金属迁移数学模型是将重金属污染物在土壤中的迁移、转化、衰减等过程进行数字化、公式化，并综合考虑土壤重金属在实际运移过程中的孔隙度、含水率等各种条件，结合数学模型方法以及借助计算机程序运算，对重金属污染物在土壤中的迁移过程以及受污染土壤的历史与未来污染程度做出科学、准确的预估与计算。通过研究土壤污染物迁移机理，建立重金属污染物迁移模型来模拟污染物在土壤中的运移趋势，从而预防和解决现实中出现的重金属污染物在土壤中迁移的有关问题。要构建一个最符合实际情况的模拟模型，则必须先选择适合实际研究的模型类型，确定模型的基本结构及其表达式，并熟悉和掌握土壤重金属污染物迁移模型的应用现状和研究进展。

2. 模型分类

重金属污染物在矿区土壤中的迁移转化模型主要分为确定型模型和非确定模型两大类。确定型模型的基本框架为CDE 方程(对流—弥散方程)，还包括与CDE 方程相适应的其他从属方程，最早由Streck 在研究砂性土壤中重金属迁移特性中提出。主要涵盖了水分运移过程以及重金属污染物质随水分迁移扩散过程两个方面，模型中的主要参数与边界条件都是既定的，多用来描述由于对流和弥散作用引起的土壤重金属污染物迁移现象，适用于微观尺度的具体模拟研究以及研究土壤重金属污染物受水分、植物、天气和污染源影响的迁移转化规律。非确定型模型也是以基本的CDE 方程为主干，不过相对于确定型模型，非确定型模型在模型参数和边界条件上存在较大的变异，呈现出随机性，且模型的求解十分复杂，Open Access

李宁 等

往往得不到确定的数值解，因此，在非确定型模型的实际运用过程中往往根据经验将模型中复杂的参数、边界条件等进行简化。非确定型模型一般被应用于大区域的土壤重金属污染物的迁移和平衡模型研究。除了基础的确定型模型和非确定型模型，国外学者还提出了一些其他模型[9]，如Boguslaw Buszewski 和Tomasz Kowalkowski 运用室内土柱实验，对土壤中的重金属污染物迁移机理与迁移过程进行了大量的研究，并将研究结果应用于土壤一地下水系统重金属的污染评价[10]。Stefanie 和Thomas B Hofstetter 提出运用LAC (Life-cycle assessment)方法对矿渣废虑液中的Cd 2+和Cu 2+污染进行运移模拟与风险评价[11]。Winfried Schroder 利用GIS 技术建立了重金属污染物在“大气一土壤一地下水”系统中的迁移模型及风险评价[12]。

3. 模型结构

由于每个模型的研究方向及范围各不相同，因此在建立模型时，对迁移模型的基本过程做不同处理，模型类型也是具有各种各样的特征，但每一个模型具有相同的基本结构，现有重金属污染物迁移模型均包涵以下结构。

3.1. 迁移

迁移过程包括对流、分子扩散、机械弥散、水动力弥散等。

1) 对流

对流是指污染物在移动过程当中从一个界面运移到另外一个界面，污染物的迁移量常用对流通量来表示，即污染物在单位时间内通过单位断面的迁移量[12]，对流通量与污染物浓度、流体平均流速有关，表示为：

Q uc = (1)

其中，Q 为污染物溶质的平均流通量，u 为污染物流体通过土壤介质断面的平均矢量流速，也称为渗流速度，c 为污染物浓度

2) 分子扩散

分子扩散是分子布朗运动的一种，由无规则分子运动和浓度梯度而导致的扩散，是污染物在土壤介质流体中的不均匀分布，污染物从浓度高的地方扩散到浓度低的地方，使液体中的污染物浓度趋于均匀

[12]。分子扩散符合Fick 定律，即污染物的分子扩散通量随着其浓度梯度增大而增大，可由下式表示：

m m c J D z

?=?? (2) 其中，J m 为分子扩散通量，D m 为分子扩散系数m 2/s

3) 机械弥散

机械弥散是指污染物流体通过土壤介质中孔隙的平均流动速度和浓度，由于土壤介质的不均匀性而引起流体流速和流线的改变[12]。机械弥散也可用Fick 定律进行表述，即污染物的弥散通量随其浓度梯度增加而增加，表示为：

d d J nD c =?? (3)

其中J d 为弥散通量矢量，D d 为机械弥散系数张量m 2/s ，c 为污染物在土壤介质中的平均浓度。

4) 水动力弥散

分子扩散与机械弥散在土壤介质中都会导致污染物浓度的扩散与聚合，但在微观层面难以测定，因此，在实验测量当中常常将两者综合起来，统称为水动力弥散[12]。表达式为：

李宁 等

i i c J nD x

?=?? (4) 其中，J i 为污染物质的水动力弥散通量，D i 为水动力弥散系数，即为分子扩散系数与机械弥散系数的合称。

3.2. 吸附与解吸附

污染物溶液中的离子被吸附到土壤介质颗粒表面而脱离母液，这个过程称为土壤吸附，即土壤介质表面污染物质量逐渐增加的现象。土壤介质表面的污染物离子脱离约束而进入溶质母液，这一过程称为土壤解吸附，即土壤介质表面污染物逐渐减少的现象。吸附与解吸附作用是指在土水界面污染流或地下水中的污染物与吸附在土壤介质表面上的污染物的质量互换过程，常见的吸附模型有两类:等温线性吸附模型、等温非线性吸附模型。

1) 等温线性吸附

在温度一定条件下，土壤介质中的污染物吸附量与溶解在土水界面污染流或地下水中的污染物浓度成正比[13]，即

d P K c = (5)

其中，P 为等温线性吸附浓度ug/g ，K d 为分配系数，c 为平衡溶液中的污染物浓度。

2) 等温非线性吸附

在等温非线性条件下，土壤介质中的污染物吸附量与溶解在溶液中的污染物的浓度呈非线性关系。等温非线性吸附模型中运用最广泛的是Langmiur 等温线和Freundlich 等温线[13]。Langmiur 模型以以下假定条件为基础：吸附剂外表面是规则的，一层单分子吸附质附着与表面，吸附质(被吸附分子)之间不存在影响其形态稳定的各种作用力。S m 为饱和吸附量，表示吸附剂外表面被单分子层完全覆盖时的吸附量。其表达式为：

1mC d dC

S F K K =+ (6) Freundlich 吸附方程拥有更广泛的适用范围，既可以描述单分子层吸附机理，也能用于描述吸附剂表面不规则的吸附。但与Langmiur 吸附方程相比，其不能得出饱和吸附量，并对浓度参数范围有着严格的限制。其表达式为：

d F K Cn = (7)

K d 为分配系数，n 为待定系数。

4. 模型的研究应用现状

蔡金傍以长江下游江边上某铬渣堆场为研究对象，对废渣堆场地区周围重金属污染问题进行分析，建立预报模型，并利用所得模型对填埋地区的渗滤液污染地下水进行分析与预测[14]。李喜林基于渗流场和浓度场理论，建立了综合考虑对流弥散、吸附、解吸附及存在源汇项的土壤—地下水系统中铬渣渗滤液污染物运移的三维耦合动力学数学模型，并通过数值模拟对锦州某铬渣堆存场污染物运移和分布进行模拟。预测结果表明，锦州铬渣堆存场重金属铬运移速度较快，20年即可造成铬渣堆存场数公里地下水污染[15]。王振兴综合加入了雨水淋溶、平流扩散、吸附与解吸以及源汇项等因素，结合所测地下水渗透系数、迟滞因子、吸附分配系数等参数，构建了定量描述重金属铬在“铬渣–土壤–地下水”系统中的运移动力学模型[9]。华伟建立了污染物在土壤中的迁移数学模型，主要研究径流入渗和积水入渗两种不

李宁等

同边界条件下污染物在不同土层深度以及不同吸附模式和不同降雨强度情形下的迁移规律。James

G.Brown使用PHREEQC模型对大型矿区AMD(酸性废水)污染的土壤中重金属(Al、Cu、Mn和Zn)运移

状况进行了模拟。Shen等综合溶质运移及地球化学反应两个方面，建立了基于网格有限元差分法的三维运移模型[16]。Steven F Thornton通过土柱实验和PHREEQM软件对垃圾填埋场浸出液中的重金属Mn 和Fe向土壤和地下水迁移过程进行了分析，确定了化学影响要素及化学反应模型。Bas van der Grift结合重金属污染物迁移模型，对As、Zn、Ni、Cr和Cu在“土壤–地下水”系统中的整体迁移构建了三维模型[17]。

5. 研究展望

目前，已有多种数学模型应用于重金属污染物在实际环境中迁移的预测与计算。但是，大部分模型只是针对某特定、微观层面的研究，并没有将实际情况中的多种影响因素联系起来，缺少对区域性土壤重金属污染源、污染特征、污染途径的综合考虑。综合各种有关文献，认为重金属迁移模型的建立在以下几个方面仍需进一步探究。

1) 重金属污染物在区域“土壤–地下水”系统中迁移极其复杂，具有不确定性、多参数、多影响条

件、非线性等特征，传统的数学模型及算法已经不能满足要求，需结合大数据处理和人工智能算法等新技术，这也是将来模型研究的方向之一。

2) 随着GIS技术的发展，其本身具有的数据处理和空间分析功能使GIS技术广泛运用于多种相关学

科领域。把GIS技术与土壤重金属迁移模型联系起来，可使数学模型简单化、高效化、可视化。

3) 数学模型参数的确定是建模工作中重要的一个部分，模型参数的准确性与尺度效应直接影响整个

模型的效果。为此，必须保证测定相关物性参数时简洁的实验环境，提高模型参数的可靠性，进一步探索参数的尺度效应。

基金项目

国家自然科学基金项目(No.41472328)。

参考文献(References)

[1]李法云, 臧树良, 罗义. 污染土壤生物修复技术研究[J]. 生态学杂志, 2003, 22(1): 35-39.

[2]陈平, 陈研, 白璐. 日本土壤环境质量标准与污染现状[J]. 中国环境监测, 2004,20(3): 63-66 + 62.

[3]宋伟, 陈百明, 刘琳. 中国耕地土壤重金属污染概况[J]. 水土保持研究,2013,20(2): 293-298.

[4]刘春早, 黄益宗, 雷鸣, 郝晓伟, 李希, 铁柏清, 谢建治. 湘江流域土壤重金属污染及其生态环境风险评价[J].

环境科学, 2012,33(1): 260-265.

[5]黄益宗, 郝晓伟, 雷鸣, 铁柏清. 重金属污染土壤修复技术及其修复实践[J]. 农业环境科学学报, 2013,3(3): 409-

417.

[6]Wenzel, W.W., Unterbrunner, R., Soeeerp, et al. (2003) Chelate-Assisted Phytoextraction Using Canola (Brassica na-

pus L.) in Outdoors Pot and Lysismeter Experiments. Plant and Soil, 249, 83-96.

https://https://www.sodocs.net/doc/1d10107380.html,/10.1023/A:1022516929239

[7]Rajkumar, M., Prasad, M.N.V., Freitas, H., et al. (2009) Biotechnological Applications of Serpentine Bacteria for

Phytoremediation of Heavy Metals. Critical Reviews in Biotechnology, 29, 120-130.

https://https://www.sodocs.net/doc/1d10107380.html,/10.1080/07388550902913772

[8]Cai, Q., Long, M.L., Zhu, M., et al. (2009) Food Chain Transfer of Cadmium an Lead to Cattle in a Lead-Zinc Smelter

in Guizhou China. Environmental Pollution, 157, 3078-3082.

[9]王振兴. 重金属Cr(Ⅵ)迁移模型及健康风险动态评价预警研究[D]: [博士学位论文]. 长沙市: 中南大学, 2011.

[10]Buszewski, B. and Kowalkowski, T. (2006) A New Model of Heavy Metal Transport in the Soil Using Nonlinear Ar-

tificial Neural Networks. Environmental Engineering Science, 23, 301-320. https://https://www.sodocs.net/doc/1d10107380.html,/10.1089/ees.2006.23.589

李宁等[11]Thomas, B., Hofetetter, S.H. and Konrad, H. (2005) Time-Dependent Life-Cycle Assessment of Slag Landfills with the

Help of Scenario Analysis: The Example of Cd and Cu. Journal of Cleaner Production, 13, 301-320.

[12]王洪涛. 多孔介质污染物迁移动力学[M]. 北京: 高等教育出版社, 2008.

[13]仵彦卿. 多孔介质污染物迁移动力学[M]. 上海: 上海交通大学出版社, 2007.

[14]蔡金傍, 段祥宝, 朱亮. 含铬废渣填埋场渗滤液污染地下水问题实例分析[J]. 安全与环境工程, 2004,11(1): 12-

14 + 18.

[15]李喜林. 铬渣堆场渗滤液对土壤—地下水系统污染规律研究[D]: [博士学位论文]. 阜新市: 辽宁工程技术大学,

2012.

[16]Shen, H.Y. (1996) Modeling of Multicomponent Transport in Groundwater and Its Application to Chromium System.

University of Connecticut, Mansfield.

[17]Van der Grift, B. and Griffioen, J. (2008) Modeling Assessment of Regional Groundwater Contamination Due to His-

toric Smelter Emissions of Heavy Metals. Journal of Contaminant Hydrology, 96, 48-68.

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溶解性有机质及对重金属迁移转化的影响综述

溶解性有机质及对重金属迁移转化的影响 摘要：溶解性有机质（Dissolved organic matter, DOM ）由于含有羧基、羟基、羰基等活性功能团，是生态系统中极为活跃的一种有机组分，具有很强的反应活性和迁移特性。DOM 可以作为有机和无机污染物的载体，通过与水体、土壤和沉积物中的金属离子之间的离子交换吸附、络合、螯合、氧化还原等一系列反应，影响金属离子的吸附解吸，从而影响重金属的最终归宿。因此，具体介绍了DOM的来源、提取方法和种类组成以及不同来源DOM的性质的表征，同时综述了溶解性有机质对重金属的影响迁移转化的影响尤其是对土壤中重金属吸附的影响及其影响机理的研究进展。 关键词：溶解性有机质；重金属；迁移转化；影响 引言 重金属是指密度高于4.5g·cm-3（也有文章指出为5g·cm-3）的常见金属。重金属污染则是指因人类活动导致环境中的重金属或其化合物含量增加，超出正常范围并导致环境质量恶化。重金属污染主要来源于工业生产，如金属采矿和冶炼产生的废渣、废水、废气排入

环境；其次来源于交通和生活活动产生的污染，如汽车尾气和家庭燃煤产生的金属污染等。重金属污染与其他有机化合物的污染不同，大多数有机化合物可以通过自然净化作用降解消除危害。生物体内的各种酶和蛋白质能和重金属在发生强烈的相互作用失去活性。重金属也可能在人体的某些器官中富集会造成人体急性中毒、亚急性中毒、慢性中毒等，如果超过人体所能耐受的临界限度，对人体会造成很大的危害。 溶解性有机质（（Dissolved organic matter, DOM）能结合对环境和生物有重要影响的Hg、Cu、Pb、Cd、Ni 等重金属，从而改变这些物质的迁移、生物可利用性[1,2]。从而越来越多的研究开始关注DOM 与重金属作用对金属迁移转化及其生物利用性的影响。在DOM 与金属离子的络合反应中,普遍认为低分子量DOM 易与重金属络合，高分子量DOM 则与重金属反应多形成难溶络合物[3]。研究同时表示DOM 主要通过氢键、范德华力、疏水作用等作用与金属离子以及其它污染物发生，形成溶解度不同的络合物，通过改变金属自由离子浓度来改变其迁移性[3-5]。从而可能影响重金属的迁移转化和生物利用性。 1. 溶解性有机质（DOM）的概念、来源和提取 1.1 DOM的概念 DOM 指能通过0.45 um的滤膜，具有不同结构及分子量大小的有机物（如低分子量的游离氨基酸、碳水化合物、有机酸等和大分子量的酶、多糖、酚和腐殖质等）的连续体或混合体。它是陆生生态系统和水生生态系统中极为活跃的一种有机组分，具有很强的反应活性和迁移特性[6]。其主要成分可以分为腐殖质类和非腐殖质类，腐殖质分为富里酸、胡敏酸和胡敏素等；非腐殖质主要包括为碳水化合物、碳氢化合物、脂肪族、醇类、醛类和含氮化合物等[9]。 DOM作为环境中许多有机、无机污染物的迁移载体或配位体，其自身在环境中的行为和性质直接影响这些污染物在环境中的毒性。通常认为，DOM中移动性强的组分能够提高污染物在介质中的运移能力；反之，如果DOM在迁移过程中易被介质吸附固定，则可为污染物提供吸附位点，从而降低了与其相结合的污染物的迁移性或活性[10]。 因此，溶解性有机质DOM对于重金属的迁移转化（尤其土壤和沉积物中的重金属）有很大的影响作用。 1.2 DOM的来源 在自然生态系统中，DOM主要来自植物凋落物、根系分泌物和微生物体的分解、渗滤、腐殖化等。在农业生态系统中，DOM除上述来源外，施用的外源有机物料（如：还田秸秆、

数学建模A题 城市表层土壤重金属污染分析(基础教资)

2011高教社杯全国大学生数学建模竞赛 承诺书 我们仔细阅读了中国大学生数学建模竞赛的竞赛规则. 我们完全明白，在竞赛开始后参赛队员不能以任何方式（包括电话、电子邮 件、网上咨询等）与队外的任何人（包括指导教师）研究、讨论与赛题有关的问 题。 我们知道，抄袭别人的成果是违反竞赛规则的, 如果引用别人的成果或其他 公开的资料（包括网上查到的资料），必须按照规定的参考文献的表述方式在正 文引用处和参考文献中明确列出。 我们郑重承诺，严格遵守竞赛规则，以保证竞赛的公正、公平性。如有违反 竞赛规则的行为，我们将受到严肃处理。 我们参赛选择的题号是（从A/B/C/D中选择一项填写）： A 我们的参赛报名号为（如果赛区设置报名号的话）： 所属学校（请填写完整的全名）：重庆交通大学 参赛队员 (打印并签名) ：1. 陈训教 2. 范雷 3. 陈芮 指导教师或指导教师组负责人 (打印并签名)：胡小虎 日期：2011 年9 月 12日赛区评阅编号（由赛区组委会评阅前进行编号）：

2011高教社杯全国大学生数学建模竞赛 编号专用页 赛区评阅编号（由赛区组委会评阅前进行编号）： 评 阅 人 评 分 备 注 全国统一编号（由赛区组委会送交全国前编号）： 全国评阅编号（由全国组委会评阅前进行编号）：

城市表层土壤重金属污染分析 摘要 本文针对城市表层土壤重金属污染做出了详细的分析，对于本题中所提出的问题一，我们利用MATLAB软件对所给的数值进行空间作图，然后分别作出了八种重金属元素的空间分布特征，然后，我们利用综合指数（内梅罗指数）评价的方法，对五个区域进行了综合评价，得出结果令人满意。对于问题二，我们根据第一问和题目所给的数据进行综合分析，得出了重金属污染的主要原因来自于交通区含铅为主的大量排放，和工业区污水的大量排放等等。对于问题三，我们通过对问题一中的八张重金属元素空间分布的图可以看出，发现大多数金属都呈中心发散性传播，同时经过分析，我们发现，如果考虑大气传播和固态传播，很难得出结论，在交通区，由于是汽车尾气造成的传播，发现重金属的传播无规律可循等，所以，我们考虑液态形式的传播，以针对地表水污染物的物理运动过程，以偏微分方程为建模基础，通过和假设和模型参数的估计，得出了可能污染源位置，最后，我们对模型进行了稳定性检验即灵敏性分析和拟合检验，发现在参数变化在10%左右，模型的稳定性良好。最后我们全面分析了模型的优缺点，，最后可以用MATLAB软件得出相应的结果。为更好地研究城市地质环境的演变模式，测定污染源范围还应收集该地区的每年生活、工业等重要污染源的垃圾排放量，地下水流动方向以及每年的生物降解量，降雨量对重金属元素扩散的影响。一但有污染证据，我们可以在该污染源附近沿地下水流动方向设定更多采样点，由此，我们可以构造一个三维公式来计算污染物质浓度的浮动就可以模拟三维空间内的重金属分布影响。 关键字：表层土壤重金属污染 MATLAB 内梅罗指数偏微分方程稳定性检验灵敏性分析地质演变生物降解量

果园土壤重金属污染调查与评价_以重庆市金果园为例

中国农学通报2011,27(14):244-249 Chinese Agricultural Science Bulletin 基金项目：公益性行业（农业）科研专项经费资助项目“都市型农业生产结构与种养殖模式研究”（200903056）。 第一作者简介：汤民，男，1986年出生，湖北监利人，硕士，研究方向：污染控制化学。通信地址：400716重庆市北碚区西南大学资源环境学院，E-mail ：314937840@https://www.sodocs.net/doc/1d10107380.html, 。 通讯作者：张进忠，男，1966年出生，四川营山人，教授，博士生导师，博士，主要从事环境污染化学、环境生物技术和污染控制化学研究。通信地址：400716重庆市北碚区西南大学资源环境学院，E-mail ：jzhzhang@https://www.sodocs.net/doc/1d10107380.html, 。收稿日期：2011-01-28，修回日期：2011-04-22。 果园土壤重金属污染调查与评价 ——以重庆市金果园为例 汤民1，张进忠1,2，张丹1，刘万平3，余建3 （1西南大学资源环境学院/三峡库区生态环境教育部重点实验室，重庆400715； 2 重庆市农业资源与环境重点实验室，重庆400716；3 重庆市缙云山园艺发展有限公司，重庆400700） 摘要：监测重庆市金果园土壤剖面中的重金属含量，结合绿色食品产地土壤环境质量标准，采用污染指数法进行评价。结果表明，各园区土壤中Cd 的单因子污染指数较高，其中枇杷园和葡萄园0~20cm 和20~40cm 、桃园0~20cm 土层属轻度污染；梨园和血橙园20~40cm 、脐橙园和樱桃园0~20cm 土层的Cd 含量达到警戒水平。另外，枇杷园和桃园0~20cm 土层中Pb 含量也处于警戒水平。从内梅罗污染指数来看，梨园、蜜橘园、枣园、樱桃园、血橙园和脐橙园均小于0.7，土壤环境质量判定为清洁；枇杷园、桃园和葡萄园0~20cm 土层在0.7~1之间，土壤环境质量为尚清洁。为进一步提高果品品质，该果园应当采取措施控制土壤Cd 、Pb 污染。 关键词：果园土壤；重金属；污染调查；污染评价中图分类号：X8 文献标志码：A 论文编号：2011-0288 Pollution Investigation and Assessment of Heavy Metals in Orchard Soil ——A Case Study in Golden Orchard of Chongqing Tang Min 1,Zhang Jinzhong 1,2,Zhang Dan 1,Liu Wanping 3,Yu Jian 3 (1College of Resources and Environment,Southwest University/ Key Laboratory of Eco-environments in Three Gorges Reservoir Region ,Ministry of Education ,Chongqing 400715; 2 Chongqing Key Laboratory of Agricultural Resources and Environment ,Chongqing 400716; 3 Jinyunshan Horticulture Development Corporation of Chongqing ,Chongqing 400700) Abstract:In this paper,the contents of heavy metals in soil profile of golden orchard in Chongqing were monitored,and pollution assessment was performed by using pollution indices based on soil environmental quality standard of producing area of green foods.The results showed that the single factor pollution indices of Cd in each park were higher than that of other heavy metals,0-20cm and 20-40cm soil layers in loquat garden and grape garden,0-20cm soil layer in peach garden reached lightly polluted.The content of Cd in 20-40cm soil layer in pear garden and blood orange garden,0-20cm soil layer in navel orange garden and cherry garden reached alert level.In addition,the contents of Pb in 0-20cm soil layer in loquat garden and peach garden were also in alert level.Nemerow pollution indices of the soil in pear garden,mandarin orange garden,jujube garden,cherry garden,blood orange garden and navel orange garden were all less than 0.7,and soil environmental quality was judged as clean;nemerow pollution indices of 0-20cm soil layer in loquat garden,peach garden,grape garden was in the range of 0.7-1,and soil environmental quality was judged as

云南省重金属污染土壤修复与调查

云南省重金属污染土壤修复与调查 摘要：土壤在人类的生产生活中占有着无可取代的地位，是人类赖以生存的根基。但是，随着人类工业化的进程不断推进，越来越多的土壤遭受了各种各样的污染和永久性的破环，人类的可持续发展岌岌可危。云南是一个各色金属矿业比较发达的省份，同时重金属污染土壤的情况也较为突出，本文对云南省重金属污染土壤的区域进行了调查并做了简单的总结。 关键词：云南土壤重金属污染修复调查 紫茎泽兰及其根内生真菌在重金属矿区修复中的基础研究 2010，康宇，云南大学 对云南省澜沧县竹塘乡募乃矿区进行了调查研究修复，发现矿区的自然生长的植物紫茎泽兰为优势植物，包括紫茎泽兰在内的矿区植物普遍为AMF和DSE 定殖；紫茎泽兰对重金属污染具有较强的抗性和适应能力，接种AMF/DSE能增强其对重金属的抗性，并影响重金属在地下、地上部分的积累和迁移；筛选适当的AMF（arbuscular mycorrhizal fungi，丛枝菌根真菌）和DSE（dark septate endophytes，深色有隔内生真菌）与紫茎泽兰形成高效抗性组合，利用紫茎泽兰与其根内生真菌联合修复矿区重金属污染土壤具有良好的应用前景。 蒙自桤木在云南重金属矿区植物修复中的应用价值评估 2012，崔洪亮，云南大学 同样以澜沧县慕乃矿区为背景，提出利用募乃铅锌矿区自然生长的蒙自桤木根系进行处理后，用于重金属污染土壤后的修复。 应用BCR分析云南蒙自大屯水稻田土壤中重金属形态 2013，张娅[1] 项朋志[2] 王振峰[3] [1]云南省中医中药研究院, [2]云南国防工业职业技术学院化学工程学院[3]云南民族大学民族药资源化学国家民委-教育部重点实验室, 以云南蒙自大屯水稻田土壤为研究对象，利用BCR连续提取法分析水稻田土壤样品中Cu、Pb、Zn的赋存特征，这些赋存特征主要包括可交换及碳酸盐结

土壤重金属污染调查问卷

土壤污染调查问卷 调查地点： 调查时间：2011 年月日 性别：男（）；女（）。 1.您的年龄 A.20岁以下 B.21—30 C.31—40 D.41—50 E.50岁以上 2.您的职业（） A.种粮专业户 B.养殖专业户 C.蔬菜种植专业户 D.教师 E.外出打工人士 F.基层干部 G.留守人员H.其他 4.家庭人口数 A.三人及三人以下 B.四人 C.五人 D.六人 E.七人及七人以上 3.您家的主要经济来源是（） A.种田 B.外出打工 C.种植经济作物 D.本地乡镇企业收入 E.养殖 G..其他 5.您家的经济收入在本地处于（） A.很好 B.较好 C.中等 E.较差 F.很差 6.家庭年人均收入 A.1000元以下 B.1000—2000 C.2001—3000 E.3001—4000 F.4001—5000 G.5000以上 7.你觉得当地的土壤污染严重吗? A.非常严重 B.一般 C.污染较轻 D.没有污染 8.你认为土壤污染对人身健康的影响有多大 A.没影响 B.可能有，但感觉不到 C.有，能感觉到，但不严重 D.有，且相当严重（是否已经引起地方性的疾病_________具体是____________） 9.家里拥有（包括承包别人的）土地的亩数________________ 10.近些年的农作物产量如何（与前些年相比较）注明所知作物_________________; A.减产程度很严重 B.有一定的减产现象 C.没有明显的变化 D.有一定的增产 E.产量大大增加 11.您认为，当地政府处理土地污染的有关政策和效果怎么样？ A.没有处理 B.有政策，但没有效果 C.有效果，很小 D.很有效 12.当地的灌溉用水主要来源 A.很少灌溉 B.天然水（雨水、河水等） C.处理后的工厂、生活污水 D.未经处理的工厂、生活污水 E.自来水 13.您对用污水灌溉农田有什么认识？ A.帮助作物生长，提高产量 B.污染土壤和地下水 C.污染农产品 D.危害人体健康 E.破环生态环境F没影响 14.您在使用农药或化肥时，会选择一些污染较小、残留较少的种类吗? A、不会，随意使用，有效就行 B、偶尔会注意 C、如果效果好的话，会选择环保型的 D、很注意，尽量用环保产品 15.有无发生在您身边由土壤污染引起的影响甚至危害人身体健康的事件？您觉得严重吗？ A.有，比较严重 B.有，但不严重 C. 没有

谈重金属铅在水体中的迁移与转化特征

谈重金属铅在水体中的迁移与转化特征 （武汉大学） 一，前言 铅是一种重金属，由铅组成的盐类大部分是不溶于水的，当水体中铅的浓度达到一定范围时就会对人体、渔业、农业灌溉等等都会产生极大的危害，铅在人体内富集可以使铅中毒。伴随着社会上出现的一系列铅污染问题，例如儿童铅中毒、孕妇铅中毒等，科学家对铅的了解和研究进一步的加深。水圈与大气圈和岩石圈共同组成了生物圈，可见水环境的重要，铅在水体中的迁移与转化也必然随之成为社会的焦点问题。 二，铅在水体中的存在形态 关于铅元素在水体中的存在形态，一般按其总量分为“可溶态”和“颗粒态”，一些+2价铅和+4价铅离子都是可溶态的，可溶态的铅毒性较大，可以为人、生物直接吸收，储积性强。悬浮物和沉积物中的铅是颗粒态的。 三，铅在水体中迁移转化的类型和规律 和其他重金属一样，铅在水体中不能为生物所降解，只能产生各种形态之间的相互转化、分散和富集，这就是铅的迁移与转化，按照其运动的形式可以分为机械迁移转化、物理化学迁移转化、生物迁移转化。⑴对于铅的机械迁移转化，主要是铅在水体中被包含于矿物质或是有机胶体中，或是被吸附在悬浮物上，以溶解态或是颗粒态的形态随水流迁移转化。⑵铅在水体中的物理化学迁移转化主要分为沉淀作用、吸附作用和氧化还原作用。在此笔者详细的讨论一下其转化过程。从高中的知识我们知道铅盐的溶解度都非常小，在偏酸性的水体中Pb 的浓度被PbSO 和PbS等限制着，水体中氢离子浓度大于氢氧根离子浓度，Pb +SO ─PbSO (沉淀)，Pb +S ─PbS(沉淀)，生成的PbSO ,PbS不溶于酸；在偏碱性的水体中铅的浓度受Pb(OH) 的限制，Pb(OH)─Pb + 2OH ，此反应是可逆的，水中OH 较多，使得平衡向逆向移动，又水解反应Pb +2H O─Pb(OH)+H ，OH 中和H 使得平衡向正向移动。另外铅离子在水体中会发生络合反应生成一些络合物，所以铅通过沉淀作用可以使铅在水体中的扩散速度和范围得到限制。铅离子带正电被水中带负电的胶体吸附，发生聚沉现象，这也如沉淀作用有着相同之处，最后大量的铅沉积在排污口的底泥中，实现了铅从水体转化到表层沉积物中，在一些

2011年数学建模获奖论文 A题 城市表层土壤重金属污染分析

2011高教社杯全国大学生数学建模竞赛 编号专用页 赛区评阅编号（由赛区组委会评阅前进行编号）： 全国统一编号（由赛区组委会送交全国前编号）：全国评阅编号（由全国组委会评阅前进行编号）：

城市表层土壤重金属污染分析 摘要 随着城市经济的快速发展和城市人口的不断增加，人类活动对城市环境质量的影响日显突出。城市工业、经济的发展，污水排放和汽车尾气排放等均能引起城市表层土壤重金属污染。而重金属污染对城市环境和人类健康造成了严重的威胁，因此对城市表层土壤重金属污染的研究具有重大意义。 对于问题1，先用MATLAB软件对所给数据进行处理，插值拟合得出8种主要重金属元素在该城区的空间分布图；再用内梅罗综合污染指数评价法建立模型进行求解。首先用EXCEL对数据进行分析，得出各区的8种重金属的平均浓度；然后结合MATLAB软件求出各 各种元素之间及其与海拔之间的相关系数矩阵和相关度；然后结合第一问给出的空间分布图和区域散点图，参照主要重金属含量土壤单项污染的指数，分析得出各重金属污染的主要原因主要来自工业区、主干道路区和生活区。 对于问题3，由上述问题的分析可以认为重金属的分布是连续的，物质的扩散从高浓度向低浓度进行。在模型一数据处理基础上建立遍历搜索模型，结合MATLAB软件求出重金属空间分布中的极值点即可能的污染源，得出极值点后再结合《国家土壤环境质量标准》通过MATLAB软件对极值点进行筛选，得出8种重金属元素的主要污染源。 对于问题4，对所建立的模型进行分析，找出了各个模型的优缺点。然后分析影响城市地质演化模型的因素，为更好地研究城市地质环境的演变模式，从动态和多元的角度出发，还应搜集采样点的长期动态数据和岩石、土壤、大气、水和生物等因素的相关信息，分别建立动态动态传播模型和城市地质环境的综合评价预测模型。 关键词：梅罗综合污染指数评价法污染等级相关矩阵遍历搜索模型污染源

2011高教社杯全国大学生数学建模竞赛全国一等奖A题城市表层土壤重金属污染分析

2011高教社杯全国大学生数学建模竞赛 城市表层土壤重金属污染分析 摘要 本文主要研究重金属对城市表层土壤污染的问题,我们根据题目所给定的一些数据和信息分析并建立了扩散传播模型、权重分配模型、对比模型和转换模型解决问题。 首先，我们利用Matlab 软件拟出该城区地势图（图1），根据所给数据绘出该地区的三维地势及采样点在其上的综合空间分布图。之后将8种重金属的浓度等高线投影到该地区三维地形图曲面上，接着分别计算8种重金属在五个区域的平均值，立体图和平面图（图1附件）相结合便可得出8种重金属元素在该城区的空间分布。 其次，在确定该城区内不同区域重金属的污染程度时，我们运用两种方法进行解答。先假设各重金属毒性及其它性质相同，运用公式ij ij P C P = '求出各区域各金属相对于背景平均值的比值作为金属污染程度，再运用1 j i ij j C C ==∑求出各区域重金属污染程度，并将各区进行比较。之后，我们加上 各重金属的毒性，对各重金属求出权数，再结合国标重金属污染等级和已知的各组数据来确定金属 的污染程度。由上述两种方法的对比，更准确地得出重金属对各区的影响程度。 即： 工业区>交通区>生活区>公园绿地区>山区 并根据第一个模型的数据来说明重金属污染的主要原因。 再次，对重金属污染物的传播特征进行了分析，判断出重金属污染物主要是通过大气、土壤和水流进行传播。在分析之中，我们得出这三种状态的传播并不是孤立存在的，而是可以相互影响和叠加的，因此，我们分别建立三个传播模型，再对这三个传播模型进行了时间和空间上的拟合，得出重金属浓度最高的区域图，并结合各重金属的分布图（图6）来确定各污染源的位置。 最后，本题中只给出了重金属对土壤的污染，对于研究城市地质环境的演变模式，还需要搜集一些信息（图7）。根据每种因素对地质环境的影响程度进行由定性到定量的转化。建立同一地质时期地质环境中各因素的正影响和负影响的权重分配模型，再对这些权重进行验算和修正。从而，根据这些权重再建立预测模型便可反向推出各重金属对不同时期地质环境的影响，得出随时间变化的地质环境的演变模式。 结论：在本次模型建立中，我们得出以下结论： 1.重金属在各个区域中的污染严重程度为：工业区>交通区>生活区>公园绿地区>山区 2.各重金属的污染源主要分布在工业区和交通区 关键词：重金属污染 三维地形图 时空结合 地质环境演变 影响因子权重 一．问题重述 1.问题背景 目前，社会经济发展迅速，人口数量不断增加，环境污染现象日显突出，尤其重金属对土壤的污染更受广泛关注。土壤状况直接影响着动植物的生长和安全，甚至通过食物链进入人体，导致一些慢性疾病的发生。 对于具有独立的系统来说，人们的生活和生产将会给环境和土壤造成污染，而且，每一个区域的功能不同，如山区、生活区、工业区、主干道路区和绿地区等，对环境和土壤的污染程度也不同。所以，做好调查分析，控制污染源是现今的关键。 2.提出问题： （1）.根据题中所给各区域点的坐标，绘制中该区的空间分布图，计算不同重金属对该区的影响。

东北土壤重金属污染情况简介

东北土壤重金属污染情况简介 一、综述 中国地质调查局发展研究中心对东北黑土地1∶25万土地质量地球化学调查，已经完成近28×104km2，其他正在开展，初步查明了东北地区黑土地耕地土壤肥力、土壤有机质分布特征、土壤重金属污染现状等，对东北平原粮食主产区耕地的地球化学总体状况形成了初步认识和基本判断。土壤环境质量优良，无重金属污染的清洁土壤达99%以上。据已完成的松辽平原中南部土地质量地球化学调查结果，重金属污染土壤仅占0.07%，主要分布在沈阳等城市及周边。其中，符合绿色食品产地A级、AA级土地基本覆盖粮食主产区，面积合计约为1698万公顷，占92%以上，主要分布在辽宁东部、吉林中部和黑龙江东部及北部的耕地区。差等土地面积282万公顷，主要分布在松辽平原西部沙化、盐碱化的非耕地区。而环境保护部和国土资源部联合发布全国土壤污染状况的调查公报显示东北老工业基地等部分区域土壤重金属污染问题较为突出。 二、分述 1、辽宁省 辽宁省是东三省中相对污染最严重的一个省，所以有关辽宁省农田土壤重金属污染的研究论文也最多（见上述文献计量学分析部分）。通过文献阅读，归纳分析出如下地区的重金属污染状况。 1）沈阳 根据沈阳市环境监测中心站2005～2008年对沈阳市66.5万hm2 农田土壤和污灌区土壤进行的监测，沈阳市土壤环境质量整体状况良好，砷、铜、总铬含量均值低于沈阳市土壤背景值；镉、铅含量均值接近于背景值；总汞含量均值为0.09 mg/kg，超过背景值0.8倍。有92.5%的监测点位达到《土壤环境质量标准》（GB15618-1995）规定的二级标准，主要分布在新民、法库、康平、新城子等远郊地区；超标点位仅占7.5%，主要分布在于洪、辽中细河沿岸部分地区。所有点位铅、铜、总铬含量都达标；但镉、汞出现超标现象，超标率分别为3.8%和2.5%。沈阳市农田土壤监测结果和背景值见表1。

2011年数学建模A题 城市表层土壤重金属污染分析(附所有图件的Matlab源代码)

A题城市表层土壤重金属污染分析 摘要 通过建立地区三维地形图与各种元素丰度分布等值线图，结合地形、元素传播特征、风向，利用数学方法综合确定污染源的位置，并对各类污染作简要的分析。 对于问题一，利用Matlab，做出地形图与各元素等值线图，确定各分布。在通过几何平局法，确定总体重金属污染情况。 对于问题二，基于问题一，可知汽车尾气、工业“三废”、生活垃圾共同造成重金属污染。 对于问题三，由于各元素传播特征不同，传播能力弱的，其元素丰度高处就为污染源。例如Cr Cd。传播能力强者，由有相似分布者，可联合分析，认为其为同一污染源排出。如As、Hg、Zn。 关键词：污染物分布 Matlab 等值线 一. 问题重述 通过GPS记录了某城市城区的空间坐标，给出了不同功能区土壤表层0—10cm的8种主要重金属的含量，并给出了此城区的不同重金属的背景值，均值，标准偏差。 现通过数学建模来完成以下任务： (1) 给出8种主要重金属元素在该城区的空间分布，并分析该城区内不同区域重金属的污染程度。 (2) 通过数据分析，说明重金属污染的主要原因。 (3) 分析重金属污染物的传播特征，由此建立模型，确定污染源的位置。 (4) 分析你所建立模型的优缺点，为更好地研究城市地质环境的演变模式，还应收集什么信息？有了这些信息，如何建立模型解决问题？ 二 .问题分析 （1）问题一属于统计归纳的数学问题。通过数学方法进行图像拟合，从中发现规律，找到图中污染集中分布区域。之后，再把八种元素综合考虑，试图确定不同地区的污染程度。（2）对于问题二，可在第一问的基础上，结合各种重金属污染的传播特点，综合确定污染原因。 （3）问题三，对于不易传播的元素，可认为其元素丰度最高值处为污染源，对于其他元素，应通过其污染物散落范围综合求解得出。 （4）问题四，可在获知风向、水流方向的因素的情况下，综合利用微分方程求解污染源。 三、模型假设 （1）假设As、Hg、Zn由同一污染源排放。

城市表层土壤重金属污染分析模型数学建模

承诺书 我们仔细阅读了中国大学生数学建模竞赛的竞赛规则. 我们完全明白，在竞赛开始后参赛队员不能以任何方式（包括电话、电子邮件、网上咨询等）与队外的任何人（包括指导教师）研究、讨论与赛题有关的问题。 我们知道，抄袭别人的成果是违反竞赛规则的, 如果引用别人的成果或其他公开的资料（包括网上查到的资料），必须按照规定的参考文献的表述方式在正文引用处和参考文献中明确列出。 我们郑重承诺，严格遵守竞赛规则，以保证竞赛的公正、公平性。如有违反竞赛规则的行为，我们将受到严肃处理。 我们参赛选择的题号是（从A/B/C/D 中选择一项填写）：A 我们的参赛报名号为（如果赛区设置报名号的话）：所属学校（请填写完整的全名）：楚雄师范学院 日期：年月日

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城市表层土壤重金属污染分析模型 摘要】： 随着城市经济的快速发展，城市人口也不断增加，工业化进程日趋加快，重金属污染日益严重，因此人们也越来越关注城市环境质量问题。 为剖析城市城区环境质量问题，对某市表层土壤重金属污染进行分析。根据城市土壤中重金属元素( As，Cd,Cr,Cu,Hg,Ni,Pb,Zn)的含量数据及背景值进行分段，并应用Spss及Matlab 软件得到金属元素的空间分布。结合图形并用主成分分析法分析出该城区内不同区域重金属的污染程度，其传播特征是。并且明确了污染源的位置。通过模型分析明确了该地区的主要污染是：其主要来源于。研究结果充分表明：在各个不同的功能区内主要的重金属污染都有可能是不同的重金属，因此我们对不同区域不同的主要重金属污染进行分析。最后分析了模型的优缺点，指出为了更好地研究城市地质环境的演变模式，还应收集当地主要工业种类，城市交通图，土壤分布图，大气质量监测数据，气象数据(降水、风) ，水文观测数据等信息。 关键词】 曲线拟合、空间分布、传播特征、主成分分析法、

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 首席医学网2007年10月12日12:19:15 Friday ?中华临床医师杂志征稿 ?中华普通外科学文献 ?专业护士师资培训 ?期刊社的网站运营专家 ?医学类核心期刊征稿 ?特色医疗建设专家会 ?呼吸系统疑难病会 ?中华腔镜泌尿外科杂志 ?世界传统医学大会 ?全国电子病历应用规范 ?三届珠江国际卒中论坛 ?国际用药安全高峰论坛 ?实务技术专业培训 ?中国干细胞学会年会 ?耳鼻咽喉头颈外科论坛 作者：邵学新吴明蒋科毅作者单位：中国林科院亚热带林业研究所，浙江富阳311400 加入收藏夹 【摘要】土壤重金属污染问题是环境和土壤科学研究者关注的热点问题。对土壤重金属污染物来源的鉴别是准确、有效控制和治理污染源的前提。根据近年来国内外对土壤重金属污染的相关研究报道，综述了土壤中污染物的工业、农业和交通因子三大主要来源，重点阐述了目前解析土壤重金属污染来源所运用的化学形态研究、剖面分布、同位素示踪、空间分析和多元统计等方法，并就存在的问题和今后的研究重点进行了总结。 【关键词】土壤；重金属；来源；解析 土壤是环境的重要组成部分，是人类赖以生存的自然环境和农业生产的重要资源。重金属是指相对密度等于或大于5.0的金属元素，如铁（Fe）、锰(Mn)、铜(Cu)、锌(Zn)、镉(Cd)、铅(Pb)、汞(Hg)、铬(Cr)、镍(Ni)、钴(Co)等;砷(As)是一种准金属，但由于其化学性质和环境行为与重金属有相似之处，通常也归并于重金属的研究范畴内。由于土壤中Fe 和Mn 含量较高，因而一般认为它们不是土壤污染元素［1］，而有些微量元素则兼具营养元素和污染物双重属性，如Cu、Zn等。在环境污染研究中特别关注的重金属主要是生物毒性显著的Hg、Cd、Pb、Cr以及类金属As，还包括具有毒性的重金属Cu、Zn等［2］。

南京市土壤重金属污染调查评价

南京市土壤重金属污染调查评价X 房世波1,潘剑君2,杨武年1,姜小三2,林健2 (1.成都理工大学遥感与GI S研究所,成都610059; 2.南京农业大学,南京210095) 摘要:在南京地区总共采集土样36个,以5土壤环境质量标准6GB15168)1995二级标准为评价标准,对南京市土壤重金属Pb、Zn、Cr、Hg、Cu的污染状况作了初步评价。研究发现南京近郊重金属污染以汞和锌为主,江宁县附近为污染重区。污染原因有:工矿企业废物的排放;各类肥料和农药的施用;生活垃圾的农用。在评价的3种主要土地利用类型中污染比较严重的是受人为影响比较大的菜地和水田,说明人为影响是土壤重金属污染的主要原因。 关键词:南京;重金属污染;土壤;环境质量评价 中图分类号:X53文献标识码:A文章编号:1002-1264(2003)04-0004-03 Investigation and Assessment on Pollution of Soil Heavy Metals in Nanjing FANG Sh-i bo1,PAN Jian-jun2,YANG Wu-nian1,JIANG Xiao-san2,LI N Jian2 (1.Institute of RS&GIS,Chengdu University of Technology,Chengdu610059,China; 2.Nanjing Agricultural University,Nanjing210095,China) Abstract:On the base of investigation of content of soil heavy metals in Nanjing region,the pollution status of soil heavy metals,which include Pb,Zn,Cr,Hg and C u,were evaluated according to the Standard o f Soil Environ-ment Quality(GB15168)1995).The result showed that the pollution of soil metals in Nanjing suburb was mainly on Hg and Zn,and the most seriously polluted area was around Jiangning region.The analyses of the reasons of soil pollution showed that it was mostly caused by the wastes of industries and mineral factories,or by the using of ferti-l izers and pesticides,or by reutilization of living garbage.The vegetable land and the paddy fields among the three kinds of lands investigated,are more seriously polluted and man-made disturbance is the main reason of soil heavy metal pollution. Key words:Nanjing;pollution of heavy metal;soil;environment quality assessment. 城市近郊的土壤由于市区的工业污染物质和生活废弃物的大量输入,土壤环境质量受到严重影响,而市郊是城市菜篮子的主要补给区,因此研究城市郊区土壤环境质量,具有特别重要的意义。笔者曾用遥感影像得出南京城市化进程是加速发展的[1],城市化进程促进了南京市郊土壤中重金属的积累[2],那么南京市土壤污染现状怎样究竟呢?本文根据对南京市郊36个土壤样品实验分析的结果,采用5土壤环境质量标准6GB15168)1995二级标准对南京近郊土壤重金属的污染情况进行了评价并制图。着重调查了土壤重金属污染的种类和程度,并对造成污染的原因进行了分析。 1样品的采集与分析 1.1采样 根据南京地区土壤的分布情况,以南京城区为中心,环城由近及远呈辐射状分7条路线(向东、东南、南、西、西北、东北、北方向)设定采样点,在具体的采样过程中,我们又根据土地利用类型,具体设定采样点的位置。每个土壤混合样品均取20~30个采样点组合成一个混合样品。土壤采样时尽量避开垃圾填埋场、加油站等直接污染源。每个样品在采集过程中,都考察了各个采样点附近的地理状况,调查各样点附近的可能污染源情况并作记录。土壤混合样去除石头和植物的根、叶等,放在通风处自然风干。 1.2土样分析 将自然风干的土壤碾磨,运用四分法去除多余的部分,然后在玛瑙研钵上研磨,使剩下的部分完全通过100目的筛子,装袋以备用。 铅、锌、铬的测定:用HF-HClO4-HNO3消化,原子吸收分光光度法[3];铜的测定:用HCl-HClO4-HNO3进行消化,原子吸收分光光度法[3];汞的测定:用硫酸-高锰酸钾消解法对土壤进行消解,冷原子吸收法[3]。 4第16卷4期 2003年8月 城市环境与城市生态 URBAN ENVIRO NMENT&URBAN ECO LO GY Vol16,No.4 Aug.2003 X基金项目:国家自然科学基金资助项目(49771043)收稿日期:2002-12-01;修改稿日期:2003-03-03

城市表层土壤重金属污染分析_数学建模A题优秀论文

城市表层土壤重金属污染分析 摘要 随着城市经济的快速发展和城市人口的不断增加，人类活动对城市环境质量的影响日显突出。城市工业、经济的发展，污水排放和汽车尾气排放等均能引起城市表层土壤重金属污染。而重金属污染对城市环境和人类健康造成了严重的威胁，因此对城市表层土壤重金属污染的研究具有重大意义。 对于问题1，先用MATLAB软件对所给数据进行处理，插值拟合得出8种主要重金属元素在该城区的空间分布图；再用内梅罗综合污染指数评价法建立模型进行求解。首先用EXCEL对数据进行分析，得出各区的8种重金属的平均浓度；然后结合MATLAB软件求出各区的单项污染指数和综合污染指数，进而得出各区的综合污 得出各种元素之间及其与海拔之间的相关系数矩阵和相关度；然后结合第一问给出的空间分布图和区域散点图，参照主要重金属含量土壤单项污染的指数，分析得出各重金属污染的主要原因主要来自工业区、主干道路区和生活区。 对于问题3，由上述问题的分析可以认为重金属的分布是连续的，物质的扩散从高浓度向低浓度进行。在模型一数据处理基础上建立遍历搜索模型，结合MATLAB软件求出重金属空间分布中的极值点即可能的污染源，得出极值点后再结合《国家土壤环境质量标准》通过MATLAB软件对极值点进行筛选，得出8种重金属元素的主要污染源。 对于问题4，对所建立的模型进行分析，找出了各个模型的优缺点。然后分析影响城市地质演化模型的因素，为更好地研究城市地质环境的演变模式，从动态和多元的角度出发，还应搜集采样点的长期动态数据和岩石、土壤、大气、水和生物等因素的相关信息，分别建立动态动态传播模型和城市地质环境的综合评价预测模型。 关键词：梅罗综合污染指数评价法污染等级相关矩阵遍历搜索模型污染源

云南省重金属污染土壤修复与调查简述

云南省重金属污染土壤修复与调查简述 摘要：土壤在人类的生产生活中占有着无可取代的地位，是人类赖以生存的根基。但是，随着人类工业化的进程不断推进，越来越多的土壤遭受了各种各样的污染和永久性的破环，人类的可持续发展岌岌可危。云南是一个各色金属矿业比较发达的省份，同时重金属污染土壤的情况也较为突出，本文对云南省重金属污染土壤的区域进行了调查并做了简单的总结。 关键词：云南土壤重金属污染修复调查 紫茎泽兰及其根内生真菌在重金属矿区修复中的基础研究 2010，康宇，云南大学 对云南省澜沧县竹塘乡募乃矿区进行了调查研究修复，发现矿区的自然生长的植物紫茎泽兰为优势植物，包括紫茎泽兰在内的矿区植物普遍为AMF和DSE 定殖；紫茎泽兰对重金属污染具有较强的抗性和适应能力，接种AMF/DSE能增强其对重金属的抗性，并影响重金属在地下、地上部分的积累和迁移；筛选适当的AMF（arbuscular mycorrhizal fungi，丛枝菌根真菌）和DSE（dark septate endophytes，深色有隔内生真菌）与紫茎泽兰形成高效抗性组合，利用紫茎泽兰与其根内生真菌联合修复矿区重金属污染土壤具有良好的应用前景。 蒙自桤木在云南重金属矿区植物修复中的应用价值评估 2012，崔洪亮，云南大学 同样以澜沧县慕乃矿区为背景，提出利用募乃铅锌矿区自然生长的蒙自桤木根系进行处理后，用于重金属污染土壤后的修复。 应用BCR分析云南蒙自大屯水稻田土壤中重金属形态 2013，张娅[1] 项朋志[2] 王振峰[3] [1]云南省中医中药研究院, [2]云南国防工业职业技术学院化学工程学院[3]云南民族大学民族药资源化学国家民委-教育部重点实验室, 以云南蒙自大屯水稻田土壤为研究对象，利用BCR连续提取法分析水稻田土壤样品中Cu、Pb、Zn的赋存特征，这些赋存特征主要包括可交换及碳酸盐结

城市表层土壤重金属污染分析

城市表层土壤重金属污染分析 摘 要 本文针对城市表层土壤受重金属污染问题进行综合分析。首先运用Matlab 软件求解8种主要重金属元素在城区空间分布，土壤受污染主要原因，传播特征以及为今后如何更好研究地质演变问题分别建立了相应的数学模型，并对其求解结果作出了分析。 针对问题1，根据各种污染物浓度在不同区域内分布的随机性，利用空间内插值法，以城市位置为平面“横纵向”，污染物浓度为“竖向”建立三维空间模型，得到这8种重金属元素的空间分布图，直观反映出污染物浓度的等值线，得到污染物浓度的分布规律和各种重金属元素的污染浓度范围区块。然后通过建立污染负荷指数法模型算出各区的)(PLI 值，生活区)(PLI 为1.8336，工业区)(PLI 为2.1573，山区)(PLI 为1.0602，交通区)(PLI 为1.9209，公园绿地区)(PLI 为1.5780；结果表明工业区的污染程度最高为2级强污染，其他区为1级中等污染。 针对问题2，根据问题1中不同功能区重金属的污染程度与附件2的数据，利用Pearson 相关性分析和主成分分析法，建立了相关性模型与主成分模型，对应找出各区重金属污染的主要因子，得到该城区的重金属污染主要元素为：u g Cd C H Pb 、、、，污染主要原因为冶炼、化物生产等工业废水、污泥，汽车尾气排放。 针对问题3，根据重金属污染物的圆型传播特征，利用物理热力学第二定理，分别建立了一维土壤迁移模型、沉降模型和最优解模型，确定了生活区有3个污染源：分别为样本点20、306、259；工业区的污染源为样本点261 ；山区的污染源为样本点62 ；交通区有2个污染源：分别为样本点245、292 ；公园绿地区的污染源为样本点315 。其结果与重金属元素在该城区的空间分布图作对比，吻合得很好。 针对问题4，通过对问题1,2,3所建模型优缺点的分析，为更好地研究城市地质环境的演变模式，还应收集城区每年生活、工业等重要污染源的垃圾排放放量、每年的生物降解量、排污企业个数的增减值、PH 值、河流所经区域等信息。根据这些信息建立时间序列模型，用此模型预测未来时间段该城区的土壤中重金属含量变化情况，结合问题1,2,3所建模型可以更好地为今后如何使用专业降浓剂保证土壤良好性的用剂量提供参考依据。 关键词：重金属 空间分布 污染负荷指数 主成份分析 最优解