土壤中不同重金属元素含量的测定及分布研究

目录

1 引言 (1)

1．1 研究背景及意义 (2)

1．2 国内外研究概况 (3)

1．3 研究内容及路线 (5)

2 研究区域概况 (5)

2．1 自然环境概况 (5)

2．2 社会经济概况 (6)

2．3 现场周边概况 (7)

3 材料与方法 (7)

3．1 仪器与试剂 (7)

3．2 标准曲线的测定 (8)

3．3 土壤样品的采集与制备 (8)

3．4 土壤样品预处理 (9)

3．5 土壤样品重金属含量测定 (10)

3．6 准确度、精密度、检出限的测定 (10)

4 结果与讨论 (10)

4．1 标准曲线测定结果 (10)

4．2 土壤样品中重金属含量测定结果 (13)

4．3 准确度和精密度测定结果 (19)

4．4 土壤样品中重金属元素的空间分布 (19)

结论 (23)

致谢 (24)

参考文献 (25)

1 引言

土壤是决定土地功能和生态系统服务的包含物理、化学和生物成分的异质混合物。土壤可以提供营养，为生物提供栖息地和支持。它也可以是有机化合物和无机化合物的

大型汇合场所，包括重金属和类金属。自然和人为改变过程都可以导致重金属释放到生态系统中。作为一种特殊的污染物，重金属原是指密度大于4.0g/cm3的约60种元素或密度大于5.0g/cm3的45种元素[1]，如镉、铅、锌、铜等，它被普遍应用于工业生产中。由于未能进行合理的处理，它们最后将通过各种渠道被排放进环境里并大量积累于土壤中。土壤中的重金属污染由于高毒性、隐蔽性、持久性和生物积累而在世界许多地方成为严重的问题。重金属污染不仅造成农业土壤成分、结构和功能的变化，而且还抑制作物根系生长，甚至减少作物产量。此外，土壤重金属污染会直接或间接地通过食物链对人类健康产生有害影响。因此，土壤重金属的生物危害性质的污染问题引起了社会的关注。研究并建立一个正确、高效的分析方法，寻找并发现重金属元素在土壤中的分布、迁移转化规律，对人类健康和其它生物正常生长具有极其重要的意义[2]。

1．1 研究背景及意义

1.1.1 土壤重金属的研究背景

随着近几十年来工业化和城市化的快速发展，土壤重金属污染加剧，生态环境质量也大幅度下降。土壤重金属的来源具有多样性。一般分为自然来源和人为来源。部分重金属元素天然存在于自然系统的土壤母质中，这部分重金属主要是以不易使生物循环利用的形式存在，土壤中重金属的天然含量往往保持在较低水平。因此，重金属的富集通常是人类活动因素造成的，而人类活动污染源一般又分为农业生产污染源、工业生产污染源和生活污染源。在农业生产中，含有重金属的受污染水体经过灌溉会将重金属转移至土壤。除此之外，还有化肥的不恰当使用。农业生产频繁使用的石灰和超磷酸盐肥料不仅含有植物生长所必需的营养元素，还含有As、Cd和Pb等有毒金属元素。煤燃烧导致的大气污染，也极易使重金属污染扩散到土壤。金属矿石的开采和加工以及交通运输都可能会加重土壤中重金属的污染程度。还有部分工业污染源是基于重金属和有机污染物的流动，例如，在石油泄漏的情况下，从肥料进入土壤，改善土壤等方式。这种类型的重金属污染性相对较弱。在生活中，常见的有随手乱扔含汞、镍、铅的电池以及体温计和血压计等危险物品，都很可能造成土壤大面积污染的严重后果。因此，土壤污染控制需明确土壤中重金属的主要来源，根据其来源来进行研究并制定相关的污染控制措施[3-6]。

1.1.2 重金属元素的危害

（1）重金属对人类的危害

重金属在土壤中具有很低的移动性，很难跟水产生淋滤作用，难以像有机物一般被微生物降解并转化，并容易被植物或其他生物吸收。人类主要通过三种主要途径接触土壤污染物：直接摄入受污染的土壤，通过暴露的器官吸入和皮肤接触。当污染物最终定位于人体组织和循环系统时，重金属会引起呼吸和心血管疾病，包括哮喘和肺癌。有些不良反应与器官衰竭和神经内分泌衰竭有关。研究表明，患重金属相关疾病的风险在儿童人群中普遍较高，这可能是由于他们的口对口饮食习惯，儿童生长过程中的发育迟缓可能与重金属污染有关。如果人类食用了在含有重金属土壤上生长的农作物，重金属就会通过食物链的渠道进入人体，大大增加了腰背疼痛、中毒以及骨关节疼痛等污染类相关疾病的患病风险，对人体健康的潜在危害很大，所以应特别注意防止重金属对土壤的污染。因此，加强关于重金属污染的研究与治理迫在眉睫。

（2）重金属对微生物的危害

土壤微生物是土壤肥力和健康的重要指标。然而，我们对土壤微生物活动，群落组成和金属污染下的碳使用模式的了解仍然很片面。一些学者通过研究微生物群落组成和碳利用偏好来评估重金属（Cd和Pb）对土壤微生物的影响。在受到人工污染的土壤中，选取含有不同浓度的Cd和Pb土壤进行研究，通过实验结果发现，重金属污染对选定的土壤性质没有很大影响，然而，它明显抑制了微生物活动和MBC形成。受污染的土壤具有较高的微生物商数，表明一些微生物固定化碳作为MBC的能量需求较高。值得注意的是，随着金属浓度的增加，微生物碳的使用效率受到抑制，但金属类型之间没有观察到差异。基于微生物磷脂脂肪酸（PLFA）分析，在孵育实验结束时金属胁迫下总PLFA明显降低。重金属对真菌种群的负面影响随着细菌数量的增多而增大。土壤PLFA生物标志物的污染物驱动（金属浓度和类型）变化表明，重金属会造成土壤微生物群落组成及其活动的改变，从而对土壤微生物碳固定产生不利影响。

（2）重金属对植物的危害

土壤为植物的生长提供营养物质和能量，当生长在受污染的土壤，植物在土壤中获取营养物质和能量的同时会受到土壤中重金属的污染。二者联系紧密，土壤中的重金属会转移到植物的根、茎和叶片中，一些金属元素会抑制植物的光合作用和蒸腾作用，从而影响植物正常的生长和代谢。严重者还会通过使植物叶片脱水进而影响植物的存活。

1.2 国内外研究概况

1.2.1 土壤重金属含量的测定方法研究