本文關(guān)鍵詞：咸陽(yáng)市郊菜地土壤中重金屬及鄰苯二甲酸酯的污染特征研究

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【摘要】：隨著城市化、工業(yè)化以及農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的快速發(fā)展,城市郊區(qū)農(nóng)業(yè)土壤污染日益嚴(yán)重,對(duì)生態(tài)環(huán)境質(zhì)量和人體健康產(chǎn)生潛在危害。為了解咸陽(yáng)地區(qū)菜地土壤中污染物的含量水平及污染特征,本文選擇咸陽(yáng)市郊四塊典型菜地(東張村、郭村、曹家寨和八興灘),采集了140個(gè)菜地土壤樣品(0-25 cm)。利用pH計(jì)、電導(dǎo)率儀、碳酸鹽測(cè)定儀、馬弗爐、激光粒度儀和磁化率儀等分析了土壤的pH值、電導(dǎo)率(EC)、碳酸鈣含量(CaCO3)、燒失量(LOI)、粒徑組成和磁學(xué)參數(shù)等基本理化性質(zhì)。采用HNO3-HF-HClO4消解法和修正BCR連續(xù)提取法,利用電感耦合等離子體發(fā)射光譜法(ICP-AES)和原子熒光光譜法(AFS)對(duì)140個(gè)菜地土壤樣品中Co、Cr、Cu、Cd、Mn、Ni、Pb、V和Zn及As與Hg等11種重金屬元素進(jìn)行含量測(cè)定與形態(tài)分析。利用高效液相色譜法(HPLC),對(duì)59個(gè)菜地土壤樣品中美國(guó)環(huán)境保護(hù)局(US EPA)優(yōu)控的6種鄰苯二甲酸酯類(PAEs)化合物進(jìn)行含量測(cè)定。同時(shí),利用實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),研究了菜地土壤中重金屬和PAEs的含量水平、分布特征、環(huán)境來源、與理化性質(zhì)的關(guān)系、賦存形態(tài)、污染水平、潛在風(fēng)險(xiǎn)。通過本研究,主要得到以下結(jié)論：1)理化分析表明,咸陽(yáng)市郊菜地土壤pH值的范圍是6.98-8.25,平均值為7.61,屬中性或偏堿性土壤。電導(dǎo)率(EC)的平均值為468.26 μS/cm,八興灘共有四個(gè)樣點(diǎn)超過1000 μS/cm,有鹽害可能。磁學(xué)分析結(jié)果表明,高頻磁化率(χHF)和低頻磁化率(χLF)的平均值分別為88.64×10-8 m3/kg和83.52×10-8m3/kg；頻率磁化率(χFD)的平均值為5.7%。碳酸鈣的平均含量為42.63 g/kg,總體碳酸鈣的含量屬于三級(jí)。燒失量(LOI)的平均含量為48.41g/kg,總體上有機(jī)質(zhì)含量屬于一級(jí),農(nóng)田土壤肥力優(yōu)良。粒徑分析結(jié)果表明,菜地土壤主要以粉粒(54.45%)為主,其次為砂粒(32.45%)和粘粒(13.04%)。2)從污染物的統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果看,咸陽(yáng)市郊菜地土壤中Cd、Co、Cu、Mn、 Pb、Zn和Hg的含量高于陜西省土壤背景值,其中Cd、Pb、Zn和Hg的含量變異系數(shù)大、離散程度大,受人類活動(dòng)影響較明顯。Cd和Zn的濃度均存在超出中國(guó)土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)《GB 15618-1995》二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)限值,且高于國(guó)內(nèi)其他地區(qū)農(nóng)業(yè)土壤水平。研究區(qū)域土壤中6種PAEs化合物的含量范圍是從未檢出～6313.35μg/kg,不同菜地之間含量水平相差較大。6種PAEs化合物的總量(∑6PAEs)平均值為632.10 μg/kg,與他其地區(qū)菜地的PAEs含量對(duì)比,咸陽(yáng)市郊菜地土壤中PAEs的含量處于中等水平。3)污染物與理化性質(zhì)的相關(guān)性分析表明,PAEs化合物與理化性質(zhì)之間沒有顯著的相關(guān)關(guān)系。pH與Cd、Cu、Pb存在顯著正相關(guān)關(guān)系,與Mn、V存在顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系；高頻磁化率(χHF)和低頻磁化率(χLF)與除了Co和Zn以外的9種重金屬均有顯著正相關(guān)關(guān)系,頻率磁化率(χFD)與Cr、Mn、Ni、V、As存在顯著的正相關(guān)關(guān)系；燒失量與Cr、Cu、Mn、Hg、Ni、V存在顯著正相關(guān)關(guān)系；CaCO3與Cd顯著正相關(guān),與Cr、Mn、Ni、V、As顯著負(fù)相關(guān)；砂粒與Cr、Cu、 Mn、Ni、V和As存在顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系,粉粒和粘粒則與Cr、Cu、Mn、Ni、V和As存在顯著正相關(guān)關(guān)系。4)采用相關(guān)性分析、主成分分析和聚類分析進(jìn)行污染物來源分析,結(jié)果表明,咸陽(yáng)市郊污染物來源主要分為兩大類,自然來源與人為來源。Ni、V、Cr、As和Mn這五種重金屬元素主要受成土母質(zhì)的影響,屬于自然來源；其他污染物主要受人為活動(dòng)的影響比較大。受人類活動(dòng)影響大的因子又可以分為4個(gè)小因子：Cd、Pb、Cu和Hg組合為交通因子,DnBP和DEHP主要來源于農(nóng)業(yè)活動(dòng)中地膜的使用,DnOP和Co的來源可能與城市擴(kuò)張及建筑裝修有關(guān),DMP、Zn、BBP和DEP可能來源于工業(yè)活動(dòng)。5)基于陜西省表層土壤背景值的評(píng)價(jià)結(jié)果表明,咸陽(yáng)市郊菜地土壤中Cu、Cr、Mn、Ni、V和As的地累積污染指數(shù)(Igeo)的平均值都不大于0,均屬于無污染狀態(tài)；Co、Pb、Zn和Hg都處于輕度污染；Cd的污染等級(jí)為中度污染。內(nèi)梅羅綜合污染指數(shù)(P)為7.28,87.86%樣品屬于重度污染水平。基于我國(guó)《土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB 15618-1995)二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)限值的評(píng)價(jià)結(jié)果表明,咸陽(yáng)市郊菜地土壤中所有重金屬元素的地累積污染指數(shù)(Igeo)的平均值均小于1,屬于無污染狀態(tài),只有個(gè)別樣點(diǎn)Cd存在輕微污染。內(nèi)梅羅綜合污染指數(shù)(P)為1.07,整體處于警戒級(jí)到輕度污染。與美國(guó)紐約州土壤PAEs控制和治理標(biāo)準(zhǔn)比較,咸陽(yáng)市郊菜地土壤中6種PAEs化合物均未超出其治理標(biāo)準(zhǔn)；除個(gè)別土壤樣品中DMP和DnBP含量超出美國(guó)紐約州土壤PAEs控制標(biāo)準(zhǔn)外,其它4種化合物含量均未超過其控制標(biāo)準(zhǔn)。6)形態(tài)分析結(jié)果表明,咸陽(yáng)市郊菜地土壤中重金屬的遷移順序?yàn)镸n≈Pb Co Cd Ni V Zn≈Cu Cr,其中Pb、Co、Mn和Cd有50%可以發(fā)生遷移轉(zhuǎn)化,潛在風(fēng)險(xiǎn)高,且Pb主要以可氧化態(tài)形式存在,Co和Mn主要以可還原態(tài)形式存在,Cd以弱酸態(tài)和可還原態(tài)�；陉兾魇”韺油寥辣尘爸档臐撛谏鷳B(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)結(jié)果表明,從重金屬的單項(xiàng)潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)Eri看,Cd(266.67)和Hg(181.17)處于重生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)水平,其它元素都處于低生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)；從總潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)RI(490.86)看,研究區(qū)處于嚴(yán)重生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)�；谖覈�(guó)《土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB 15618-1995)二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)限值的潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)結(jié)果表明,土壤中除Cd(40.00)處于中等生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)以外,其它元素都處于低生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)；從總潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)RI(53.87)看,研究區(qū)處于低等生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)。PAEs的風(fēng)險(xiǎn)分析表明,研究區(qū)域土壤中PAEs沒有治理必要。然而,土壤樣品中分別有5%和3%的樣品超出DnBP和DEHP環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)水平。
【關(guān)鍵詞】：重金屬 鄰苯二甲酸酯 環(huán)境來源 污染及潛在風(fēng)險(xiǎn) 蔬地土壤 咸陽(yáng)
【學(xué)位授予單位】：陜西師范大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：X53
【目錄】：

• 摘要3-6
• Abstract6-12
• 第1章 緒論12-22
• 1.1 立論依據(jù)12-16
• 1.1.1 土壤污染研究意義12-13
• 1.1.2 重金屬的性質(zhì)、危害及來源13-14
• 1.1.3 鄰苯二甲酸酯的性質(zhì)、危害及來源14-16
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究進(jìn)展16-18
• 1.2.1 農(nóng)業(yè)土壤重金屬研究進(jìn)展17-18
• 1.2.2 農(nóng)業(yè)土壤鄰苯二甲酸酯研究進(jìn)展18
• 1.3 研究區(qū)域18-19
• 1.4 研究?jī)?nèi)容與技術(shù)路線19-22
• 1.4.1 研究?jī)?nèi)容19
• 1.4.2 技術(shù)路線19-22
• 第2章 樣品采集與研究方法22-32
• 2.1 樣品采集與樣品前處理22-23
• 2.1.1 研究區(qū)域概況22-23
• 2.1.2 采樣點(diǎn)選擇23
• 2.1.3 樣品采集及前處理23
• 2.2 樣品分析與分析方法23-30
• 2.2.1 樣品理化分析23-25
• 2.2.2 重金屬全量及形態(tài)分析25-28
• 2.2.3 PAEs分析測(cè)定28-30
• 2.3 污染評(píng)價(jià)方法30-31
• 2.3.1 地累積污染指數(shù)法30
• 2.3.2 內(nèi)梅羅綜合污染指數(shù)法30
• 2.3.3 潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)法30-31
• 2.4 數(shù)據(jù)處理31-32
• 第3章 土壤理化特征32-38
• 3.1 土壤PH32
• 3.2 土壤電導(dǎo)率32-34
• 3.3 土壤磁化率34
• 3.4 土壤碳酸鈣34-35
• 3.5 土壤有機(jī)質(zhì)35
• 3.6 土壤粒度35-38
• 第4章 重金屬和鄰苯二甲酸酯含量水平與分布特征38-50
• 4.1 重金屬含量水平與分布特征38-45
• 4.1.1 重金屬含量水平38-39
• 4.1.2 重金屬含量比較39-41
• 4.1.3 重金屬分布特征41-45
• 4.2 PAEs含量水平與分布特征45-50
• 4.2.1 PAEs含量與分布45-47
• 4.2.2 PAEs含量的比較47-48
• 4.2.3 PAEs組成特征48-50
• 第5章 重金屬和PAES與理化性質(zhì)的關(guān)系50-54
• 第6章 重金屬和PAES的來源分析54-62
• 6.1 相關(guān)分析54-56
• 6.2 主成分分析56-58
• 6.3 聚類分析58
• 6.4 來源分析58-62
• 第7章 重金屬和PAES的污染分析62-68
• 7.1 重金屬污染分析62-66
• 7.1.1 地累積污染指數(shù)法62-65
• 7.1.2 內(nèi)梅羅綜合污染指數(shù)法65-66
• 7.2 土壤PAEs的污染分析66-68
• 第8章 重金屬和PAES風(fēng)險(xiǎn)分析68-78
• 8.1 重金屬風(fēng)險(xiǎn)分析68-76
• 8.1.1 基于形態(tài)的風(fēng)險(xiǎn)分析68-73
• 8.1.2 潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)法73-76
• 8.2 土壤中PAEs風(fēng)險(xiǎn)分析76-78
• 第9章 結(jié)論與展望78-82
• 9.1 主要結(jié)論78-80
• 9.2 不足與展望80-82
• 參考文獻(xiàn)82-94
• 致謝94-96
• 碩士期間主要科研成果96

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前7條

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7 沙玉娟;夏星輝;肖翔群;;黃河中下游水體中鄰苯二甲酸酯的分布特征[J];中國(guó)環(huán)境科學(xué);2006年01期

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本文編號(hào)：643342