城市土壤中铅污染现状与溯源技术分析

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土壤是人类社会赖以生存和发展的物质基础，是人类一切活动的载体。

土壤的健康关系到社会的稳定和人民的幸福。

城市土壤是城区和城郊区域受人类活动强烈影响的土壤，对城市的发展具有重要意义。

城市土壤相比于农田土壤，受人类活动影响强烈，更容易受到重金属铅污染，污染后的土壤反过来又会危害人类的健康。

重金属铅进入人体后会对机体造成严重危害，其对机体的损伤呈多系统性、多器官性。

会对造血系统造成影响，引起贫血病；会损坏消化系统黏膜，引起萎缩性胃炎；会对肾脏造成危害，引起肾小管萎缩等症状；会影响心脑血管系统，造成心肌损害；对神经系统也会造成影响，导致一系列的神经系统异常，而且作为中枢神经系统毒物，铅对儿童健康和智能的危害更为严重。

随着城市化进程的不断发展，土壤铅污染问题日益严重。

为了避免铅污染对城市居民的健康和经济的发展造成严重危害，有必要对铅的来源和扩散规律进行分析，从而找出污染源头，做到从源头对污染物加以控制。

本文分析了目前我国一些主要城市土壤中铅污染现状，并对铅的溯源技术进行了分析，以期为铅污染的防治提供科学依据。

一、 我国主要城市铅污染状况分析
城市土壤中铅污染的来源是多方面的，但是大部分都与人类的生产生活相关。

其来源主要包括工业排放、交通运输以及居民的日常生活等。

工业排放来源是指城郊内工厂企业排放的含铅烟尘或粉尘，包括城市建筑行业产生的建筑粉尘等通过大气干湿沉降引起的土壤铅污染；交通污染主要是机动车辆排放的含铅废气以及车辆构造磨损物等通过大气沉降进入土壤，主要是一些含铅汽油的使用对土壤铅污染有较大贡献，尽管目前我国已经普遍使用无铅汽油，但是原来使用含铅汽油时进入土壤中的重金属铅仍然积累在土壤中；城市居民的日常生活污染是指各种有害垃圾的随意丢弃引起的土壤铅污染，例如废旧电池、
含铅涂料等，如果不妥善处置，进入土壤后，其中的铅会扩散进入土壤，从而引起严重的土壤污染问题。

随着城市人口的不断增加，相应的基础设施、交通工具、以及各种含铅建筑材料的使用相应增加，进而增加了城市土壤受重金属铅污染的可能性。

尤其是一些一线大城市，如广东、深圳等，其土壤铅含量平均值高到120 mg·kg -1以上，远远超出土壤铅含量背景值，其他一些主要城市土壤铅污染也都明显高于土壤背景值，对城市居民的健康造成严重危害（图1）。

因此，急需对铅污染的来源进行判断，从而从根源上进行防治。

二、重金属铅的溯源技术
目前，城市土壤中铅污染的来源主要通过多元统计分析、地理信息系统、以及同位素示踪等技术进行判断。

1.多元统计分析。

多元统计分析是研究多个变量之间相互依赖关系以及内在统计规律的一门学科，已被广泛应用于土壤、水体以及灰尘中重金属溯源研究。

常用的统计分析方法包括聚类分析、主成分分析以及因子分析。

在实际应用中经常需要将几种方法结合使用才能达到较好的效果。

例如，因子分析可以完善和支持聚类分析或主成分分析的结果，聚类分析能验证主成分分析的结果，主成分分析可以定量化说明聚类分析的结果，利用主成分分析时生成的结果是线性无关的可以克服在回归分析时变量共线的问题。

2.地理信息系统。

地理信息系统（Geographic Information System，GIS）是在计算机系统的帮助下，对地球表层空间中有关地理分布数据进行采集、储
存、检索、分析和显示的自动化技术系统。

随着GIS技术的发展，其用途越来越广泛。

因为重金属分布具有空间属性，因此可以运用GIS对其空间属性数据进行采集和分析，发现其空间分布的特征，同时结合区域内自然和社会环境数据，从而分析重金属分布差异的原因，最终确定重金属的来源。

3.同位素示踪技术。

同位素示踪技术是利用放射性核素作为示踪剂，对污染物跟踪溯源的一种方法。

铅在自然界中有四种稳定同位素，分别为208Pb、207
Pb、206Pb和204Pb，其中208Pb、207Pb、206
Pb分别是232Th、235U、238U衰变的产物，它们的丰度随时间不断增加，而204
Pb没有放射性母体，其丰度保持不变。

同时，由于铅元素质量数大，不同同位素之间不会发生分馏现象，因此其同位素的组成主要与初始含量和衰变时间有关，基本不受其所处的环境条件的影响。

铅的这些特性使其成为了一种良好的“指纹”元素，在污染物同位素溯源方面具有巨大潜力。

目前，在铅同位素溯源中主要采用206Pb/204Pb、207
Pb/204Pb、208Pb/204Pb和206Pb/207Pb四种同位素比值进行讨论分析，判别其的来源及扩散途径。

在铅的四种同位素中，204
Pb丰度较高，但是测定精度较低，206
Pb/207Pb、208Pb/207Pb测试的标准偏差较低，且不容易发生矿物学变化，因此常被用来判别铅来源。

通常在自然背景下的铅，206Pb/207Pb较大，其值大于1.20；而人为原因产生的铅，206Pb/207Pb的比值稍小，一般为0.96～1.20，据此可以推断研究区的铅污染来源。

早期铅同位素技术主要应用于大气颗粒物铅污染源的判别，此后逐步扩展到土壤与沉积物中。

国外学者通过铅同位素示踪技术进行了大量的研究，结果表面大部分铅污染与工业活动相关。

国内铅同位素示踪技术起步较晚，从研究结果来看，不同地区土壤中铅污染来源表现不同。

森林土壤铅污染主要来自于煤炭燃烧和工业排放；矿产分布区，土壤中铅污染主要来自矿石；城市土壤中铅污染主要来源于汽车尾气污染、工业燃煤排放以及建筑
城市土壤中铅污染现状与溯源技术分析罗玉虎 １．陕西省土地工程建设集团有限责任公司；２．陕西地建土地工程技术研究院有限责任公司；３．自然资源部退化及未利用土地整治工程重点实验室；４．陕西省土地整治工程技术研究中心
【摘　要】在城市的快速发展过程中，人类活动导致越来越多的重金属铅进入到土壤中，严重威胁到人类的生存安全。

本文通过文献调查总结了我国一些主要城市中土壤铅污染状况，同时详细分析了多元统计、地理信息系统以及同位素示踪三种主要土壤铅污染来源的判别方法，为城市土壤铅污染的溯源和污染防治提供科学依据。

【关键词
】城市土壤；铅；污染
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尘等多种污染结果。

三、结语
环境问题一直是困扰人类可持续发展的一个重要因素，尤其是在人口密集的城市地区，环境问题更加严峻。

近年来，随着城市的不断发展，相应的基础设施、交通工具、以及各种含铅建筑材料的使用相应增加，进而增加了城市土壤受重金属铅污染的可能性。

尤其是一些人口密集的一线大城市，土壤铅污染风险成倍增加。

因此，为了保障城市居民的人身安全，就必须加大环境保护力度，提倡绿色无铅污染材料的使用，达到从源头上控制铅污染。

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透平机如润滑油管线上没有设置手阀，只能把运行A泵需要切换到B泵、停A泵润滑油系统时才能进行检修工作。

我们建议：在两台液力透平泵的润滑油的管线上增加手阀。

7.分馏塔进料管线振动大问题。

蜡油加氢裂化装置的分馏塔进料是由汽提塔塔釜的物料直接塔塔釜液位串级控制由换热器 换热后到塔中。

在装置正常生产过程中塔的进料管线振动大、噪声大，尤其是在控制阀后动的进料管线。

我们认为有下列原因造成：（1）由于汽提塔和分馏塔的两塔的压差大，进料量大、轻组成多造成物料经流量控制阀后而出现管线振动大、噪声大；（2）流量控制阀的选型可能存在题：如控制阀在选型时前、后压差小等；（3）进料管线上支、吊架的问题。

为此我们建议采用下列措施来加以解决：（1）对进料管线的现场支、吊架进行增加和加固；（2）对流量控制阀进料管线弹簧支撑架上加阻尼器设施；（3）对进料流量控制阀进行重新选型、更换。

8.普通离心泵的防冻问题。

蜡油加氢裂化装置在冬季的防冻保温工作时一项重要的工作。

防冻保温工作是蜡油加氢裂化装置安全生产的重要保障。

在实际生产过程中普通离心泵的防冻保温工作中因原设计中没有设计有泵的预热线，在冬季中不能进行防冻保温的工作。

如石脑油泵在正常生产中将有少量的水份，而其备用泵在冬季时因为有水份在泵体内、造成泵冻住、卡涩，甚至把备用泵冻坏的事故发生。

另外，大多数的泵体的最地点的排污线都没有设计为：泵体底预热和排污两用线，而泵体的进、出口管线为上进、上出式泵，这样将会有少量的水在备用泵中，在冬季时备用泵将会被冻住、卡涩的问题出现。

为此，我们建议：增加装置上所有普通离心泵的泵出口管线的预热线，增加泵出口管线到泵体底部的预热线。

9.塔底、罐底的紧急切断阀前需要加手阀。

蜡油加氢裂化装置的各塔低、罐底的仪表紧急切断阀前原工程设计上都没有手动闸阀，在正常生产过程中若
出现仪表切断阀故障时，这就需要进行装置停车、塔罐全部倒空进行处理。

若在紧急切断阀前有手动闸阀时，在处理中可以不需要来倒空塔、罐中的物料就能进行处理，管线处理也是比较安全。

我们建议：在塔、罐的仪表紧急切断阀前增加手动闸阀。

三、结论
通过对蜡油加氢裂化装置在实际正常生产过程中所存在着工程设计的安全因素的问题进行了总结，并提出了对所存在安全问题的整改意见。

这将对我们今后的蜡油加氢裂化装置的安全生产是一个重要保证。

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