農(nóng)業(yè)土壤重金屬污染來源解析技術(shù)研究.pdf

1、近年來，世界各地重金屬污染對(duì)人類健康與生命安全的危害備受矚目。隨著“鎘米”事件等農(nóng)產(chǎn)品重金屬超標(biāo)問題頻頻爆發(fā)，以及人們對(duì)農(nóng)產(chǎn)品健康安全的日益重視，對(duì)農(nóng)業(yè)土壤重金屬污染問題的研究和解決更加變得刻不容緩。調(diào)查土壤重金屬污染物的來源，是從源頭上控制并解決土壤重金屬污染問題最有效的途徑之一，對(duì)實(shí)施重金屬污染治理亦具有舉足輕重的意義。然而，過去的大部分工作多局限于區(qū)域重金屬污染程度、破壞生態(tài)環(huán)境和人類健康機(jī)理、重金屬污染修復(fù)手段等方面，對(duì)重金屬污

2、染源的解析方法研究甚少。目前，在環(huán)境調(diào)查工作中尚缺乏高效的方法來尋找農(nóng)業(yè)土壤中重金屬污染的具體來源，現(xiàn)有技術(shù)存在較大的局限和誤差。因此，利用同位素比值測(cè)定技術(shù)與空間分析、多元統(tǒng)計(jì)分析等多種技術(shù)相結(jié)合，發(fā)展污染源準(zhǔn)確鑒定方法，創(chuàng)新重金屬污染源解析的技術(shù)，對(duì)制定土壤重金屬污染有效控制策略十分必要。本文選擇了一個(gè)既有農(nóng)業(yè)發(fā)展區(qū)域、又有工業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)的典型區(qū)域進(jìn)行農(nóng)業(yè)土壤重金屬污染來源解析方法的研究。通過對(duì)選擇區(qū)域進(jìn)行較為全面和詳盡的調(diào)查走訪、樣

3、品采集、數(shù)據(jù)檢測(cè)，采用多元統(tǒng)計(jì)分析、空間分析、重金屬同位素比值分析三大分析方法對(duì)樣品數(shù)據(jù)信息進(jìn)行篩選、剖析和研究，并結(jié)合當(dāng)?shù)卣{(diào)查的實(shí)際情況給出區(qū)域農(nóng)業(yè)土壤重金屬污染來源的綜合分析結(jié)論。主要研究結(jié)果如下:
　　 1.研究區(qū)域內(nèi)主要以連片形式的農(nóng)業(yè)區(qū)塊為主，但也存在庭院菜園式農(nóng)業(yè)用地。在調(diào)查區(qū)域中，電鍍廠、汽車配件廠、彩印廠、印刷廠、齒輪廠、燈具廠、服裝廠等大型企業(yè)以及數(shù)量眾多的鑄造熔煉小作坊林立，工業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)密集頻繁。當(dāng)?shù)刂饕r(nóng)作

4、物有大白菜、西蘭花、水稻、西瓜、甘蔗等，大部分作物樣品中存在重金屬超標(biāo)或接近超標(biāo)的現(xiàn)象。農(nóng)業(yè)土壤中Pb和Cr的區(qū)域整體污染水平較低，Hg和Cd的土壤污染相對(duì)更加嚴(yán)重。調(diào)查區(qū)域內(nèi)采集的潛在重金屬污染來源樣品主要有化肥、有機(jī)肥、工業(yè)廢棄物、道路揚(yáng)塵、灌溉水等，其中Pb濃度較高的包括工業(yè)固體廢棄物和道路揚(yáng)塵樣品，Hg濃度較高的包括有機(jī)肥、固體廢棄物和公路揚(yáng)塵樣品，Cd濃度較高的包括部分種類化肥和公路揚(yáng)塵樣品，Cr濃度較高的包括有機(jī)肥和道路揚(yáng)塵

5、樣品。
　　 2.總結(jié)多元統(tǒng)計(jì)分析、空間分析、重金屬同位素比值分析三種方法對(duì)農(nóng)業(yè)土壤重金屬污染來源解析的情況，獲得研究區(qū)域內(nèi)土壤Pb、Hg、Cd、Cr污染來源的最終結(jié)論:土壤Pb污染主要來源于道路揚(yáng)塵和固體廢棄物。區(qū)域內(nèi)分布范圍較廣且濃度居中的Pb污染主要可能由道路揚(yáng)塵引起，分布范圍較小而濃度較高的Pb污染則主要可能由固體廢棄物引起;土壤Hg污染主要來源于有機(jī)肥、道路揚(yáng)塵和固體廢棄物。遠(yuǎn)離道路和工廠的農(nóng)田區(qū)域內(nèi)濃度較高的Hg污染

6、主要可能由有機(jī)肥的施用引起，分布在道路周圍、范圍較廣且濃度居中的Hg污染主要可能來自道路揚(yáng)塵，工業(yè)區(qū)域附近分布范圍小而濃度較高的Hg污染主要可能來自工業(yè)固體廢棄物;土壤Cd污染主要來源于固體廢棄物，但也可能存在未知污染源沒有納入到研究當(dāng)中;土壤Cr污染主要來源于有機(jī)肥和道路揚(yáng)塵。遠(yuǎn)離道路和工廠的農(nóng)田區(qū)域內(nèi)濃度較高的Cr污染主要可能來自有機(jī)肥，道路周圍、范圍較廣且濃度居中的Cr污染主要可能來自道路揚(yáng)塵，此外，根據(jù)實(shí)際調(diào)查的情況，當(dāng)?shù)仉婂儚S

7、污水也是周圍土壤Cr污染的主要可能來源。
　　 3.通過對(duì)多元統(tǒng)計(jì)分析、空間分析、重金屬同位素比值分析三種方法原理和使用過程的了解并結(jié)合調(diào)查的實(shí)際情況，對(duì)方法中的整體流程或具體細(xì)節(jié)進(jìn)行了優(yōu)化改進(jìn)。其中，在比較不同多元統(tǒng)計(jì)方法間原理和特點(diǎn)的前提下，最終選取主成分分析和聚類分析用于研究;空間分析過程中重點(diǎn)對(duì)插值法進(jìn)行對(duì)比選擇，根據(jù)不同插值法處理數(shù)據(jù)的實(shí)際效果最終選擇反距離加權(quán)插值法對(duì)空間分析過程進(jìn)行補(bǔ)充完善;同位素比值方法通過選擇適