某城市不同功能区土壤中镉含量的分析与污染评价.pdf

第6 2 卷第4 期 2010 年11 月 有色金属 N o n f e r r o u sM e t a l s V 0 1 ．6 2 ，N o ．4 N o v ．2 0l0 某城市不同功能区土壤中镉含量的分析与污染评价 林喜燕1 ，刘玉祥2 ，胡恭任1 1 ．华侨大学环境科学与工程系，福建泉州3 6 2 0 2 1 ； 2 ．新疆师范大学生命科学与化学学院，乌鲁木齐8 3 0 0 5 4 摘要采用潜在生态危害指数法评价乌鲁木齐市不同功能区土壤的镉污染状况。采集2 3 个土壤样品，采用王水H F - H C I O 。体系消解，用火焰原子吸收分光光度法分析测定土壤中的镉含量。结果表明，不同功能区土壤中镉的含量为生活区 行政 区 文教区，最大值为7 ．6 5 m g ／k g ．最小值为0 ．3 5 m g ／k g ，平均值为2 ．3 6 m g ／k g 。乌鲁木齐市不同功能区土壤中的镉污染比较严重 文教区的E 平均达8 9 ．1 ，生态危害较高，行政区的E 为1 4 7 ．3 ，生态危害高，生活区的E i r 为2 0 5 ．6 ，生态危害极高。 关键词环境工程；镉污染分析；潜在生态危害指数法；土壤；乌鲁木齐 中图分类号X 1 3 1 ．3 ；X 8 2 5文献标识码A文章编号1 0 0 1 0 2 1 1 2 0 1 0 0 4 0 1 2 9 0 4 自从2 0 世纪5 0 年代中期日本由于土壤镉污染 引起的“骨痛病”发生以来，镉污染问题引起普遍关 注，对镉的研究也日益增多⋯。镉是具有强毒性的 重金属元素之一，而土壤又是食物链镉的重要来源， 当人为因素使土壤镉显著增加时，食物链中的镉就 会增加并将对人体健康产生影响’。人体摄入过 量镉会引起镉中毒，主要表现为骨痛、腹痛、腹泻、呼 吸困难，严重者导致感觉丧失、呼吸中枢麻痹死亡。 土壤中的镉还可以通过不同的途径进入水体，污染 水体及水生生物，进而对整个生态环境造成危害。 因此，测定乌鲁木齐城市土壤中镉的含量，分析和评 价其污染程度，可为科学研究环境治理提供依据。 1实验方法 1 ．1 供试土壤 土壤样品的采集采取多点采样混合法，即在一 定面积 约0 ．5 k m 2 内采集5 个点的土样，形成土壤 混合样，土壤样品采自耕作层 0 2 0 c m 。采集的 土壤样品风干，用研钵磨碎，过筛备用。 1 ．2 主要仪器和试剂 试验用仪器有M L - 1 ．5 - 4 型可调式电热板、z 一 2 0 0 0 原子吸收分光光谱仪、A n k eT D L - 4 0 B 型离心机、 A L 2 0 4 型电子分析天平、D K - 2 型可调式电砂浴、S L 7 0 1 型远红外线干燥箱、星火牌c 型气流烘干器。 收稿日期2 0 0 8 0 7 2 2 基金项目国家自然科学基金资助项目 4 0 6 7 3 0 6 1 作者简介林喜燕 1 9 8 4 一 ，女，福建泉州市人，硕士生。主要从事 环境化学等方面的研究。 试验用主要试剂c d 标准使用液，lm g ／L ，用 1 ％H N 0 3 溶液逐次稀释至所需浓度；王水、氢氟酸、 高氯酸、3 m o l ／LH C l 、1 0 ％N H 。C 1 均为分析纯；用水 均为去离子水。 1 ．3 试验过程 1 ．3 ．1 样品消解。在预试验中样品消解共采用五 种消解体系，分别是四酸消解法∞1 ，全量消解法H 1 ， 反王水提取法∞] ，王水提取法M ] ，国家标准消解体 系 G B ／T 1 7 1 4 0 1 9 9 7 。通过比较对于同一土样消 解后含量最多，并且平行样差异最少的消解体系即 为最佳消解体系。经过预试验分析，最终采用王水 提取法 王水．H F H C I O 。体系 消解土壤。 1 ．3 ．2 标准曲线的绘制。配制镉标准系列的浓度 为0 ．0 0 0 ，0 ．0 2 5 ，0 ．0 5 0 ，0 ．1 0 0 ，0 ．1 2 5 ，0 ．1 5 0 ， 0 ．2 0 0 m r ／L ，在最佳测定条件下，用火焰原子吸收分 光光度法，分别测定吸光值，计算线性回归方程Y 0 ．1 5 0 5 x 一0 ．0 0 2 7 ，相关系数R 0 ．9 9 9 9 。结果表明 该方法具有很好的线性关系。 1 ．3 ．3 ．土样测定。镉的测定采用火焰原子吸收分 光光度法，将试样溶液、试剂空白液喷入空气一乙炔 火焰，测定其吸光值，代入回归方程中求得试样溶液 中镉的含量1 。 2 试验结果与分析 2 ．1 检出限的确定‘8 1 对空白溶液以火焰原子吸收法直接重复1 1 次 测定，计算空白溶液的吸光度值的标准偏差S 。，用 最小二乘法求得回归曲线方程的斜率b ，按．s ．的3 万方数据 1 3 0 有色 金属第6 2 卷 倍除以工作曲线斜率b 的方法 c 。 3 S 。／b ，计算出 镉的检出限为0 ．0 0 2 m g ／L 。 2 ．2 准确度试验 在各样品中分别同时加入镉，采用标准加入法， 按试样测定方法进行测定，由回归方程求出各溶液 中镉含量，计算回收率。测定结果见表1 。镉的回 收率为9 7 ．4 ％一1 0 2 ．2 ％，结果表明，用该方法测定 土样中的镉准确度好。 表1加标回收测定结果 T a b l e1D e t e r m i n a t i o nr e s u l to fr e c o v e r y 2 ．3 精密度试验 按试样的测定方法，测定了土样中镉的含量，在 最佳试验条件下平行测定3 次，计算其精密度，结果 见表2 ，测定镉的相对标准偏差均在1 0 ％以内。结 果表明，用该方法用于测定土样中的镉可行。 表2 T a b l e2 相对标准偏差测定结果 D e t e r m i n a t i o nr e s u l to fR S D 2 ．4 数据分析与讨论 2 ．4 ．1 数据分析方法。潜在生态风险指数法“ 。的 计算公式为c ； c ≥／c 和E 寥r c r t ，其中c ；为 某一金属的污染参数 c ； 1 表明已受污染，C ；数值越大，说明镉污染越严 重∽1 ；c ≥为土壤中重金属的实测含量；C 为计算 所需的参比值[ 采用国家二级标准值 G B l 5 6 1 8 1 9 9 5 ，C 0 ．6 m g ／k g ] ；E 为潜在生态风险参数；r 为单个污染物的毒性响应参数 C d 的毒性响应参数 为3 0 。具体评价指标体系如表3 所示。 表3 评价指标‘1 0 3 T a b l e3A s s e s s m e n ti n d e x e s 污染程度污染等级钟 污染程度污染等级 清洁Ic ； I生态危害低 I E 1 5 低污染ⅡI ≤c ； 3生态危害中等 Ⅱ ．1 5 ≤E 3 0 中污染 Ⅲ 3 ≤c ； 6 生态危害较高m3 0 ≤E 6 0 较高污染I V6 ≤G ； 9生态危害高 Ⅳ 6 0 ≤E 1 2 0 高污染 V c ；≥9 生态危害极高VE ≥1 2 0 2 ．4 ．2 数据分析结果。从表4 重金属中镉的平均 含量来看，文教区 c u l t u r a l a n de d u c a t i o n a la r e a s ，t h em a x i m u mi s7 ．6 5 m g ／k g ，t h em i n i m u mi s0 ．3 5 m s ／k g ，a n dt h ea v e r a g ei s2 ．3 6 m g ／k g ． I ti s e x p r e s s e db ye v a l u a t i o nr e s u l t s t h a tU r u m q ih a sb e e ns u f f e r i n gf r o ms e r i o u sc o n t a m i n a t i o no fC di ns o i l c u r r e n t l y t h ea v e r a g eo fE i nc u l t u r a la n de d u c a t i o n a la r e a si s8 9 ．1 ，i n d i c a t i n gh i g h e re c o l o g i c a lr i s k ；w h i l ei n a d m i n i s t r a t i v ea r e a sE i s1 4 7 ．3 ，i m p l y i n gh i g he c o l o g i c a lr i s k ；a n dt h ee c o l o g i c a lr i s ki nl i v i n ga r e ai st h eh i g h e s t ， t h eE r e a c h e s2 0 5 ．6 。 ，、 K e y w o r d s e n v i r o n m e n te n g i n e e r i n g ；c a d m i u mc o n t a m i n a t i o n ；H a k a n s o n ’Sp o t e n t i a le c o l o g i c a lr i s ki n d e x ； s o i l ；U r u m q i 万方数据