土壤重金属污染论文
《矿区重金属污染对土壤氮损失的影响及微生物学机制研究》范文
《矿区重金属污染对土壤氮损失的影响及微生物学机制研究》篇一一、引言随着工业化的快速发展,矿区开采活动日益频繁,导致大量重金属污染物的排放,对环境造成了严重的影响。
其中,矿区重金属污染对土壤氮损失的影响尤为突出。
土壤作为生态系统中重要的组成部分,其氮循环的平衡对于生态系统的稳定和农作物的生长至关重要。
因此,研究矿区重金属污染对土壤氮损失的影响及微生物学机制,对于保护生态环境和农业生产具有重要意义。
二、矿区重金属污染现状矿区开采过程中,大量重金属如铜、锌、铅、镉等被释放到环境中,造成严重的土壤污染。
这些重金属通过风蚀、水蚀等途径进入土壤,破坏了土壤的生态平衡,对土壤中的生物和化学过程产生不良影响。
三、矿区重金属污染对土壤氮损失的影响矿区重金属污染对土壤氮损失的影响主要体现在以下几个方面:1. 抑制氮固定作用:重金属污染会降低土壤中固氮菌的活性,减少氮的固定,从而导致土壤中可利用氮的减少。
2. 加速氮素流失:重金属污染会破坏土壤结构,降低土壤保水能力,加速氮素的淋溶和挥发,造成氮素的流失。
3. 影响作物生长:重金属污染会抑制作物的生长,降低作物的光合作用和呼吸作用,减少作物对氮素的吸收和利用。
四、微生物学机制研究矿区重金属污染对土壤氮损失的微生物学机制主要表现在以下几个方面:1. 改变微生物群落结构:重金属污染会改变土壤中微生物的群落结构,降低固氮菌、氨化菌等与氮循环相关的微生物的数量和活性。
2. 抑制酶活性:重金属离子可以与土壤中的酶结合,降低酶的活性,从而影响氮循环的过程。
3. 产生次生污染物:部分重金属在土壤中经过微生物的作用,可以产生次生污染物,如硫化物等,这些物质会进一步加速氮素的损失。
五、研究方法与结果针对矿区重金属污染对土壤氮损失的影响及微生物学机制研究,可以通过以下方法进行研究:1. 采集矿区周边不同污染程度的土壤样品,分析其中重金属含量和氮素含量。
2. 通过培养法或分子生物学方法分析土壤中与氮循环相关的微生物群落结构及其活性。
土壤重金属污染进展论文
土壤重金属污染研究进展土壤重金属污染来源广、毒性大,隐蔽性强,是我国目前面临的重大环境问题之一。
对土壤重金属污染的来源、重金属对人体和环境的危害以及土壤重金属污染的治理途径等进行了探讨。
土壤重金属污染研究进展重金属有多种不同的定义。
在环境化学领域中,重金属是指比重大于4或5的金属。
重金属污染物不但包括生物毒性显著的汞、镉、铅、铬和类金属砷,还包括毒性较弱的重金属锌、铜、钴、镍、锡、钒等重金属元素。
土壤重金属污染隐蔽性强、毒性大、难降解且能沿食物链富集,是人们优先考虑去除的污染物。
1污染来源土壤重金属污染来源大体可以分为工业来源、农业来源、交通来源。
1.1工业来源。
煤和石油等化石燃料燃烧释放大量含有重金属的有害气体和粉尘,工厂排放的烟气、粉尘等气体污染物经大气环流扩散,以干、湿的沉降方式进入到水体与土壤中,造成土壤重金属污染。
工业生产过程如采矿、选矿、矿物加工等排放的废水、废气、废渣是土壤中汞、铅、镉、砷等重金属污染的主要来源。
1.2农业来源。
主要来源于农田污水灌溉、污泥利用,化肥、有机肥、农药和杀虫剂的滥用以及塑料薄膜的大量使用等。
农用物资施用和农业污灌是农田土壤中汞、铬、砷、铜、锌等重金属污染的重要来源。
1.3城市交通来源。
主要来源于汽车排放的尾气及轮胎磨损产生的粉尘。
汽油、润滑油的燃烧和发动机及其他镀金部件磨损可释放出铅、镉、铜、锌等重金属粉尘。
2污染危害重金属一旦进入土壤,就很难被微生物降解或者从土壤中去除,因此重金属对土壤的理化性质、生物特性和微生物群落结构都产生重大危害。
受到重金属污染的土壤,其物理结构和化学性质都会发生变化,危害极大。
2.1导致经济损失。
土壤的重金属污染会造成耕地面积持续减少、土壤质量下降和生物毒害增多,导致农作物大幅度减产,从而影响到粮食供给、农业可持续发展和区域经济增长。
2.2危害人体健康。
酸雨、土壤添加剂等外界环境条件的变化,提高了土壤中重金属的活性和生物有效性,使得重金属较易被植物吸收利用,重金属污染物难以降解,直接或间接地危害到处于食物链顶端的人类的身体健康,引发骨痛病、儿童血铅、高血压、心脑血管,癌症等疾病。
土壤污染中重金属的来源及危害论文
土壤污染中重金属的来源及危害论文土壤污染中重金属的来源及危害论文摘要:土壤重金属污染是当今最严峻的环境问题之一, 越来越受到相关科学研究者的重视和关注。
本文分析了土壤重金属污染的来源及危害, 并提出了相应的防治措施, 着重探讨了当前土壤重金属污染修复技术, 以期为相关人员提供参考。
关键词:土壤; 重金属污染; 修复技术;随着我国城市化建设的快速推进, 土壤污染问题日益突出, 特别是重金属污染问题, 一直是环境问题的难点。
土壤重金属污染主要关注的是生物毒性较为显着的铬、铅、汞、镉、铜5种重金属以及类重金属砷[1]。
土壤重金属污染不仅影响经济发展, 还严重危害人类健康。
本文分析了土壤重金属污染的来源和危害, 着重探讨了当前土壤重金属污染修复技术, 以期为科学研究者提供参考。
1 土壤重金属污染的来源土壤重金属污染来源分为自然来源和人类活动来源。
自然来源包括2个方面, 一是土壤自身的来源, 土壤成土母质中重金属元素含量不同最终形成的土壤环境背景值也有差异, 如矿床附近形成的土壤, 其背景值要远高于普通土壤;二是大气尘降, 森林火灾、火山爆发等过程产生的重金属灰尘漂浮在空气中, 随着雨水等最后沉降到土壤中引起土壤重金属污染。
人类活动造成的污染主要有以下3个来源, 一是工业生产造成的污染, 主要是开采矿、冶金、炼油、电子制造等产生的工业“三废”对土壤带来的严重的污染;二是农业生产污染, 农业生产中使用的农药、化肥、污水灌溉以及农业废弃物也带来了较大的重金属污染;三是交通运输业带来的污染, 交通运输过程中会产生大量的含有重金属的粉尘和气体, 最后逐渐转移到周边的土壤中造成污染[2]。
2 土壤重金属污染的危害土壤重金属污染带来的危害主要有以下4个方面。
一是对农作物的危害。
农作物在生长过程中如果吸收了土壤中过量的重金属元素, 会对植物细胞膜系统造成损坏, 表现为植物生长受到抑制, 从而导致农作物产量降低, 造成重大经济损失。
土壤重金属铬污染分析及修复技术论文
土壤重金属铬污染分析及修复技术【摘要】随着工业、农业的迅猛发展和人口的剧增,环境污染日益严重,土壤也不可避免的受到了重金属的污染。
土壤重金属污染的治理不仅是重要的环境问题,也是重要的社会经济问题,本文就土壤受到重金属铬污染的危害进行分析,并提出了几点关于修复土壤重金属铬污染的技术方法。
【关键词】土壤;铬污染;来源;修复技术土壤是人类赖以生存的主要自然资源之一,也是人类生态环境的重要组成部分。
但是随着工矿业的迅速发展,土壤重金属污染已日益严重,污染土壤中的重金属主要有汞、镉、铅、铜、铬、砷、镍、铁、锰、锌等,本文将以重金属铬污染为例来介绍土壤重金属污染的危害和修复技术。
1.土壤中重金属铬的来源铬和铬盐作为重要的工业原料,主要用于化工、冶金、制革、电镀等行业,在国民经济的建设中起着重要的作用,这些工业部门分布点多而广,每天排出大量含铬废水和废气,因此污染环境的铬主要来自于含铬金属工业部门排放的“三废”,其中,大气和水是污染土壤的媒介,大气污染物通过降水、沉降、溶解进人土壤,水中的污染物通过排污、灌溉及地下水污染土壤。
土壤中重金属铬的污染来源主要有以下几种:1.1大气中重金属格的沉降从工业区吹来的大气中含铬颗粒的沉降或被含铬污染物被雨水冲刷到土壤中是土壤中铬污染的主要来源之一。
1.2农药、化肥和塑料薄膜的使用由于传统无机磷肥的使用,进而导致土壤重金属cd、cu、cr、zn、ni的污染。
此外,重金属元素是肥料中报道最多的污染物,我国磷肥中含有较多的有害重金属,肥料中cr、pb、as元素的含量较高,而土壤的环境容量(cr、as)又较低,因而使用这些废料可能会引起土壤中cr、as的较快积累,引起土壤中重金属铬的污染。
1.3污水灌溉河水和灌溉用水中铬的沉淀被土壤吸附是土壤中铬的来源之一,含铬灌溉用水中的铬只有0.28%~15%为作为吸收,而85%~95%累积在土壤中,并肌肤全部集中于表土中。
1.4其他来源污泥及城市垃圾中含有大量的有机质和氮、磷、钾等营养元素,但同时也含有大量的重金属,随着市政污泥进人农田,使得农田中的重金属的含量在不断提高;此外,金属矿山的开采、冶炼、重金属尾矿、冶炼废渣和矿渣堆放等,都有可能被溶出,形成含重金属离子的废水,随着废水的排放或降雨而使其带人到水环境(如河流等)中或直接进人土壤,这些都可以直接或间接地造成土壤重金属污染。
《矿区重金属污染对土壤氮损失的影响及微生物学机制研究》范文
《矿区重金属污染对土壤氮损失的影响及微生物学机制研究》篇一一、引言随着工业化进程的推进,矿区重金属污染问题日益突出,对环境生态系统的破坏愈发严重。
土壤作为生态系统中重要的组成部分,其健康状况直接关系到农业生产和生态安全。
近年来,矿区重金属污染对土壤氮损失的影响逐渐受到关注。
本文旨在探讨矿区重金属污染对土壤氮损失的影响及其微生物学机制,以期为矿区环境保护和土壤修复提供理论依据。
二、矿区重金属污染现状矿区由于长期开采和冶炼活动,大量重金属元素如铅(Pb)、锌(Zn)、铜(Cu)、镉(Cd)等进入土壤环境,导致严重的重金属污染。
这些重金属元素通过大气沉降、水体渗透、土壤侵蚀等方式进入土壤,对土壤生态系统造成破坏。
三、矿区重金属污染对土壤氮损失的影响1. 氮素流失:矿区重金属污染导致土壤中的氮素流失,主要表现在氮肥利用率降低、硝态氮淋溶、反硝化作用增强等方面。
重金属离子与土壤中的氮素相互作用,影响氮素的循环和转化过程。
2. 微生物群落结构变化:重金属污染改变了土壤微生物群落结构,降低有益微生物的数量和活性,进而影响土壤氮循环过程中的硝化、反硝化等过程。
四、微生物学机制研究1. 微生物对重金属的响应:土壤中的微生物对重金属具有一定的耐受和积累能力。
当土壤中重金属含量超过一定限度时,微生物通过改变细胞膜结构、酶活性等生理代谢过程来适应环境变化。
2. 氮循环过程中的微生物作用:土壤中的氮循环过程主要由微生物驱动。
在矿区重金属污染环境下,部分微生物通过改变代谢途径和产物来适应环境变化,从而影响氮循环过程。
例如,硝化细菌和反硝化细菌在重金属污染环境下可能改变其活性,影响硝化和反硝化作用。
五、研究方法与结果1. 采样与分析:在矿区不同污染程度的区域采集土壤样品,分析土壤中重金属含量、氮素含量、微生物群落结构等指标。
2. 实验室研究:通过实验室模拟矿区环境,研究重金属污染对土壤氮循环过程的影响,分析相关微生物的生理代谢变化。
土壤重金属污染案例及分析(6篇)
土壤重金属污染案例及分析(6篇)篇一:土壤重金属污染案例及分析土壤重金属镉污染现状、危害及治理措施一、本文概述随着工业化和城市化的快速发展,土壤重金属污染问题日益严重,其中镉污染尤为突出。
镉是一种毒性极强的重金属元素,对生态环境和人类健康构成严重威胁。
本文旨在全面概述土壤重金属镉污染的现状、危害及治理措施。
我们将探讨镉污染的主要来源,包括工业排放、农业活动、城市污水等。
我们将分析镉污染对土壤、水体、大气等环境的危害,以及对农作物和人体健康的潜在影响。
在此基础上,我们将提出一系列有效的治理措施,包括源头控制、土壤修复、农业管理等,以期为我国土壤重金属镉污染的防治工作提供有益的参考和借鉴。
二、土壤重金属镉污染现状近年来,随着工业化和城市化的快速发展,土壤重金属污染问题日益严重,其中镉污染尤为引人关注。
镉是一种具有显著生物毒性的重金属元素,它在土壤中的积累不仅会对土壤生态环境造成破坏,还会通过食物链影响人类健康。
在全球范围内,镉污染问题普遍存在。
特别是在一些工业发达、人口密集的地区,土壤镉污染尤为严重。
这些地区的工业活动,如采矿、冶炼、电镀等,会产生大量的含镉废水、废气和固体废弃物,这些废弃物如果不经过有效处理而直接排放,就会对土壤造成严重的污染。
在我国,土壤镉污染问题也不容忽视。
由于历史原因,一些地区长期存在重金属排放超标的问题,导致土壤镉含量严重超标。
这些地区的土壤不仅生态环境受到破坏,而且农产品质量也受到影响,甚至存在食品安全隐患。
为了有效应对土壤镉污染问题,我国已经采取了一系列治理措施。
例如,加强工业废水、废气和固体废弃物的监管和处理,推广环保技术和清洁能源,开展土壤污染修复和生态恢复等。
这些措施的实施,对于改善土壤镉污染现状、保护生态环境和人民健康具有重要意义。
然而,目前土壤镉污染问题仍然严峻,需要进一步加强治理力度。
未来,我们需要继续深化对土壤镉污染问题的研究,探索更加有效的治理技术和方法,为实现土壤生态环境的可持续发展做出更大贡献。
土壤重金属污染处理课程论文
土壤重金属污染现状及治理进展摘要:由于工业“三废”的排放,使土壤遭受不同程度重金属的污染,重金属通过在作物体内富集进入食物链,对人畜健康构成了威胁。
本文章对土壤重金属的污染现状、治理途径等进行了简单的总结归纳,希望为实现重金属污染土壤的有效生态整治与安全高效益的利用提供可参考价值。
关键词:土壤污染;重金属;治理方法the present situation and managerial progress of Soil's heavymetals pollutionStudent majoring in Materials Chemistry Jing YanjunTutor:Shi JinshengAbstract:With the industrial "three wastes" emissions, soil is suffering from various degrees of heavy metals pollution.Heavy metals in the crop gather, then via the food chain become a threat to human health. This article on the soil heavy metals pollution present situation as well as managerial ways in a brief summary, hoping that can provide referential value for realizating soil effective ecological improvement of heavy metals pollution together with making the utmost of it safely and effectively.Key words:soil pollution;heavy metals;managerial ways引言:土壤是人类赖以生存的自然环境和农业生产的重要资源。
土壤重金属污染修复技术论文
土壤重金属污染修复技术论文随着工业化和城市化进程的加快,土壤重金属污染问题日益凸显,严重影响了社会经济发展和人民健康。
土壤重金属污染修复技术的研究及应用,已成为当前环境保护领域的热点话题。
本文将就土壤重金属污染的成因、危害与修复技术等方面的内容进行探讨。
一、土壤重金属污染的成因1. 工业排放的污染物:工业生产是造成土壤重金属污染的主要原因之一,工业废气和工业废水中含有大量的重金属污染物,经过长期排放,很容易进入土壤并扩散到周边地区。
2. 农业活动:农业生产中广泛使用的化肥、农药等农业化学品,又容易造成土壤中重金属污染。
3. 城市化的进程:土地利用的变化以及城市集中化的趋势也是造成土壤重金属污染的因素之一,扩大了工业和农业环境的闲置领域,导致污染物在空气内比较容易向土地进行沉降,这样也就直接影响到了土壤的品质。
二、土壤重金属污染的危害土壤重金属污染直接影响到土地资源的利用,对人类及其他生物的健康产生不良的影响,主要体现在以下方面:1. 影响农产品质量:由于农业化学品以及汽车尾气等形式所形成的污染物对产品的影响,正在影响到农产品的产量和质量。
2. 抑制植物的生长:土壤重金属污染会影响水稻、小麦、玉米等作物的正常生长发育,增加了农民的生产成本。
3. 影响食品安全:重金属会在植物中累积,最终形成可能对人体健康产生影响的“禁食区”。
三、土壤重金属污染的修复技术1. 土壤修复剂修复:污染土壤用于修复的土壤修复剂主要从物理方法和化学方法两方面进行研究,如石灰、煤灰、氨基酸修复剂等等。
2. 土壤生物修复:该方法通过微生物、植物和土壤动物等介入生态过程,达到土壤修复的目的,如利用根菌、细菌、病毒等对有害重金属进行吸附、转化和分解。
3. 土壤热解修复:该方法用高温烘烤,使有机物和重金属转化成粉末状物质,从而减少其对生态环境的影响。
四、结语现阶段,土壤重金属污染是环境反应造成的,虽然难以避免,却不应该被忽视,需要我们付出更多的努力和时间,在不断探索和应用的方法中,对于人类的环境及健康予以更好的保护和支持。
中国城市土壤重金属污染现状及防治对策论文-1
中国城市土壤重金属污染现状及防治对策xxxx学院 xxx专业 2011级二班 xxx xxxx学号指导教师XXX 讲师摘要本文分析了城市土壤重金属的空间分布和形态特征,总结了城市土壤重金属通过食物链传递、地面扬尘和污染城市水体威胁人类的健康,讨论了城市土壤重金属的主要来源为燃煤释放、机动车尾气、市区内垃圾堆放以及大气干湿沉降,并提出从源头上减少重金属的污染排放及治理被重金属污染的土壤的防治对策。
关键词城市土壤重金属污染防治措施本文所指的城市土壤是指出现在城市和城郊地区、受人类活动强烈影响的、非农用的、厚度大于50 cm的一类土壤,广泛分布在公园、道路、体育场、城市河道、城郊、垃圾添埋场、废气工厂、矿山周围,或被建筑和工业设施所覆盖。
城市工业发达,污染源众多,重金属污染源不仅数量多,而且种类繁多。
加上城市人口集中,人类活动频繁,与土壤直接或间接接触的几率很高,相比于自然土壤或农用土壤而言,这类土壤的重金属污染更容易对人体健康造成危害。
城市土壤的重金属污染已成为国际研究的热点,我国学者对城市土壤的重金属污染研究起步较晚,系统而深入的工作还不多,但也初步积累了一些资料。
本文综述中国城市土壤重金属污染现状,并提出了相应的对策与建议。
1 中国城土壤重金属污染特点1.1 空间分布特征总体来说,城市土壤中重金属含量要明显高于郊区及远离城市的农田土壤的含量,城市是郊区土壤重金属污染的源。
随蔬菜地与城市距离的增加,南京市郊菜地土壤中重金属含量从城区到郊区这一距离上呈下降趋势,郊区到农区则基本不变[1]。
成都市区主要污染元素为Hg、Pb、Zn和Cu,其污染状况市区及工厂区比城郊严重,且表现出一环路>二环路>三环路的趋势。
全国煤炭之乡、能源重化工基地山西太原市区土壤中Cu、Cd、Cr、Zn、Mn等5种元素的含量均高于郊区[2]。
市区内部土壤重金属分布呈现一定的规律,表现为交通干线两侧,人类活动密集的闹市区、广场,老工业区,居民区污染较为严重,而公园、风景区等受人为活动影响较少的功能区,污染则较轻。
土壤重金属污染防治措施论文
土壤重金属污染防治措施分析【摘要】:国家对重金属污染防治非常重视,应该采取预防为主,综合治理的环保措施,减轻或消除重金属污染;目前四种治理措施中,属于生物治理法的植物修复治理法是近年发展起来的土地污染原位修复技术,是一种治理效果好、费用低和治理周期较短的优选治理方法。
重金属一般以天然浓度广泛存在于自然界中,但由于人类对重金属的开采、冶炼、加工及商业制造活动日益增多,造成不少重金属如铅、汞、镉、钴等进入大气、水、土壤中,引起严重的环境污染。
而底泥往往是重金属的储存库和最后的归宿。
当环境变化时,底泥中的重金属形态将发生转化并释放造成污染。
重金属不能被生物降解,但具有生物累积性,可以直接威胁高等生物包括人类,底泥重金属污染问题日益受到人们的重视。
重金属污染,指由重金属或其化合物造成的环境污染,主要由采矿、废气排放、污水灌溉和使用重金属制品等人为因素所致。
重金属具有不易移动溶解的特性,进入生物体后不能被排出,会造成慢性中毒。
重金属在人体内能和蛋白质及各种酶发生强烈的相互作用,使它们失去活性,也可能在人体的某些器官中富集,如果超过人体所能耐受的限度,会造成人体急性中毒、亚急性中毒、慢性中毒等,对人体会造成很大的危害,例如,日本发生的水俣病(汞污染)和骨痛病(镉污染,等公害病,都是由重金属污染引起的。
重金属污染的主要特点:污染范围广、持续时间长、污染隐蔽性、无法被生物降解,并可能通过食物链不断地在生物体内富集,甚至可转化为毒害性更大的甲基化合物,对食物链中某些生物产生毒害,或最终在人体内蓄积而危害健康。
广西是全国重金属污染防治重点省区;广西土壤中砷、镉、锰、锌元素含量高,结合广西土壤环境保护和污染防治的重点区域有:矿区及周边、工业集中区等。
根据全区土壤污染调查结果,我区土壤重金属超标区域集中分布在矿产开发区。
如南丹大厂矿区刁江流域、大新铅锌矿区、环江铅锌矿区、大新下雷锰矿区、恭城栗木矿区、贺州平桂矿区等矿区周边土壤重金属超标较为明显,已不适宜种植农作物。
浅谈我国土壤重金属污染现状及修复技术论文
浅谈我国土壤重金属污染现状及修复技术论文浅谈我国土壤重金属污染现状及修复技术论文在日复一日的学习、工作生活中,大家都接触过论文吧,论文对于所有教育工作者,对于人类整体认识的提高有着重要的意义。
一篇什么样的论文才能称为优秀论文呢?以下是小编为大家收集的浅谈我国土壤重金属污染现状及修复技术论文,希望对大家有所帮助。
土壤是一个开放的缓冲动力学系统,承载着环境中50%~90%的污染负荷[1-2]。
随着矿产资源开发、冶炼、加工企业等规模的扩大以及农业生产中农药、化肥、饲料等用量的增加和不合理的使用,致使土壤中重金属含量逐年累积,明显高于其背景值,造成生态破坏和环境质量恶化,对农业环境和人体健康构成严重威胁。
重金属在土壤中移动性差、滞留时间长、难降解,可以通过生物富集作用和生物放大作用进入到农牧产品中[3],从而影响产出物的生长、产量和品质,潜在威胁人体健康[4]。
本文对我国土壤重金属污染现状进行了简要分析,概述了土壤中重金属的来源,简单介绍了物理修复、化学修复和生物修复技术在土壤重金属污染修复方面的研究进展,以期为土壤重金属污染修复提供参考。
1我国土壤重金属污染现状随着矿山开采、冶炼、电镀以及制革行业的蓬勃发展,一些企业盲目追逐经济利益,轻视环境保护,再加上农药、化肥、地膜、饲料添加剂等的大量使用,我国土壤中Pb、Cd、Zn等重金属的污染状况日益严重,污染面积逐年扩大,危害人类和动物的生命健康。
据报道,2008年以来,全国已发生100余起重大污染事故,其中Pb、Cd、As 等重金属污染事故达30多起。
据2014年国家环境保护部和国土资源部发布的全国土壤污染状况调查公报显示,全国土壤环境总状况体不容乐观,部分地区土壤污染较重,耕地土壤环境质量堪忧,工矿业废弃地土壤环境问题突出。
全国土壤总的点位超标率为16.1%,其中轻微、轻度、中度和重度污染点位比例分别为11.2%、2.3%、1.5%和1.1%。
据农业部对我国24个省市、320个重点污染区约548万hm2土壤调查结果显示,污染超标的大田农作物种植面积为60万hm2,其中重金属含量超标的农产品产量与面积约占污染物超标农产品总量与总面积的80%以上,尤其是Pb、Cd、Hg、Cu及其复合污染尤为明显[5]。
论文资料 云南土壤重金属污染治理
云南土壤重金属污染治理云南省的土壤重金属污染是一个严重的问题。
为了解决这一问题,需要进行深入的调查研究,以便了解污染的现状和制定有效的治理措施。
一、现状1.重金属污染的普遍性:云南省的土壤重金属污染具有一定的普遍性。
一些地区由于工业生产、农业活动和生活垃圾的排放,导致土壤中的重金属含量较高。
2.污染来源多样性:云南省土壤重金属的污染源是多样的。
工业生产过程中,如采矿、冶炼等,会产生大量的废气、废水和废渣,这些废弃物中往往含有重金属元素。
农业活动中,如使用化肥、农药等,也会导致土壤中重金属的积累。
此外,生活垃圾的不合理处理也会导致土壤重金属污染。
3.对环境和人类健康的影响:重金属污染的土壤会对环境和人类健康产生严重影响。
土壤中的重金属可以被植物吸收,进而通过食物链进入人体,对人体健康造成危害。
同时,土壤中的重金属也会对水体和大气造成污染,影响生态环境。
二、治理技术研究1.政策措施:政府应制定严格的环保政策,限制重金属污染物的排放。
同时,应建立完善的监管机制,加强对工业企业、农业活动和生活垃圾处理的监管,确保各项环保政策的落实。
2.工程措施:对于已经受到重金属污染的土壤,应采取工程治理措施。
例如,可以采用物理、化学或生物方法来降低土壤中的重金属含量。
3.农业措施:通过改变耕作方式、使用环保型农业投入品等措施,降低土壤中重金属的积累。
同时,应推广绿色农业技术,提高农产品的品质和安全性。
4.公众教育:加强公众教育,提高公众对土壤重金属污染的认识和环保意识。
鼓励公众积极参与环保活动,共同保护生态环境。
5.国际合作:加强与国际社会的合作,引进先进的环保技术和经验,为云南省的土壤重金属污染治理提供支持。
总之,云南省的土壤重金属污染是一个复杂的问题,需要采取多种措施进行治理。
只有通过全社会的共同努力,才能实现土壤环境的持续改善,保障人民的健康和生态环境的可持续发展。
论土壤重金属污染的危害及防治措施
论土壤重金属污染的危害及防治措施1. 引言1.1 土壤重金属污染的现状土壤重金属污染是全球性环境问题,根据统计数据显示,全世界大部分地区的土壤都存在着不同程度的重金属污染。
重金属主要来自于工业废水、废气排放、农药、化肥等。
在中国,工业化和城市化快速发展的土壤重金属污染问题也日益凸显。
据中国环境保护部发布的数据显示,中国土壤重金属污染面积已超过四千万公顷,占到中国土地面积的四分之一以上。
南方地区及一些工业重镇的土壤重金属含量更是严重超标,给当地生态环境和人民的健康带来了严重威胁。
土壤重金属污染的现状令人担忧,因为这些重金属物质一旦进入土壤,会随着植物的吸收而进入人类食物链,最终对人体健康造成不可逆转的损害。
土壤重金属污染还会引起土壤退化、水土流失等问题,严重影响生态环境的平衡与稳定。
加强土壤重金属污染的防治工作,成为当务之急。
2. 正文2.1 重金属污染对人体健康的危害重金属污染是当今世界面临的一个严重环境问题,它对人体健康造成了严重的危害。
重金属如铅、镉、汞等进入人体后会积累在肝脏、肾脏等重要器官中,导致器官损伤,甚至引发肝癌、肾脏疾病等恶性疾病。
铅中毒会影响儿童的智力发育,导致智力低下、行为异常,严重影响其成长和学习。
镉对骨骼的影响尤为严重,会导致骨质疏松、关节疼痛等问题,严重影响生活质量。
除了直接损害器官外,重金属还会影响人体免疫系统的正常功能,导致免疫力下降,易感染各类疾病。
重金属还可能对人体内分泌系统产生影响,引发内分泌失调,导致生殖系统疾病等问题。
要有效防范重金属污染对人体健康的危害,首先需要加强对食品、水源等受污染风险的监测力度,及时发现污染情况并加以控制;其次要推动相关法规的制定,规范重金属的排放和处理,减少重金属对人体的直接暴露。
加强公众对重金属污染的认识,提高环境保护意识,共同努力减少重金属污染对人类健康的影响。
2.2 重金属污染对生态环境的影响重金属污染会对土壤的物理和化学性质造成破坏,使土壤结构变得稳定性差,降低土壤肥力,影响植物的生长和发育。
城市表层土壤重金属污染分析优秀论文
P综 0.7
安全
0.7 P综 1
警戒线
1 P综 2
轻度污染
2 P综 3
中度污染
P综 3
重度污染
5.1.2 模型的求 重金属 Cd 的等高线分布图
图 3 重金属 Cr 的等高线分布图
图 6 重金属 Ni 的等高线分布图
图 4 重金属 Cu 的等高线分布图
重污染,其中 Hg 的污染非常严重, Pi 值异常,这是由过往车辆繁多所致,考察 原始数据,发现 9 号采样点处的 Hg 浓度异常,故猜测此处是交通枢纽;公园绿 地区中 As、Cr、Ni、Pb 属于轻度污染,Cd、Cu、Zn 属于中度污染,Hg 属于严重 污染,这是由于公园绿地一般穿插于工业区、主干道区及生活区之间,不过相比 这些区域,其污染程度已明显下降,显然是植被的分解净化作用所致。
二. 问题分析
对于问题一:经过对数据和题目的分析,直接使用 MATLAB(附录一)使用二次插 值法可以画出 8 种主要重金属元素在该城区的空间分布图。对于第二小问,我们首先根 据所给的数据将已区分好的各个区域归在一起,求出各种重金属元素在该区域的平均值, 建立综合污染指数评价法模型; 分析各种重金属元素在各个区域的污染指数来分析该城 区内不同区域重金属的污染程度。 对于问题二:由所给的数据求出每个区域的各种金属的相关系数来确定其来自同一 污染源的可能性,采用主成分分析法对其对进行综合评价分析。通过主成分的主要元素 因子和土壤中的重金属3 元素的载荷矩阵和各个因子的累积贡献率以及其百分比来具 体分析各种重金属元素对环境污染的主要原因。 对于问题三:对于在大气中传播的重金属污染物,我们用神经网络MATLAB模拟建 立重金属污染物在气体中扩散模型,根据所在的空间任意位置土壤表面的重金属污染物 浓度的多少选取初始点后用遗传算法来确立污染源的位置,函数的最大值即为污染源的 位置;同理,对于另一类,我们也可以建立重金属污染物在土壤中扩散模型来确立污染 源的位置,只是所考虑的方面不一样,从而所涉及的式子有所差别而已。 对于问题四:分析我们所建立模型的优缺点,一些其他信息,思考模型求解。
城市表层土壤重金属污染论文(原创)
城市表层土壤重金属污染分析摘要随着城市经济的快速发展和城市人口的不断增加, 人类活动对城市环境质量的影响日显突出. 本文针对这一问题, 根据获得的数据资料开展城市环境质量的评价, 研究人类活动影响下城市地质环境的演变模型.针对问题1, 本文根据已给出的样点数据对城区进行分块, 并运用Griddata 函数对原有数据进行差值操作,绘制三维地形图. 采用Muler地积指数法对各区表层土壤中8种重金属污染程度划分级别, 分析该城市各功能区的重金属污染程度. 根据重金属污染指数, 运用MATLAB软件画出8种主要重金属元素在该城区的空间分布, 并针对污染程度将8种主要重金属元素在该城区的污染程度进行排序.针对问题2, 本文运用MATLAB软件对8种重金属进行相关性比较, 依据重金属的污染分布规律将其分为四类. 从四类中分别筛选出具有代表性的元素进行研究. 采用层次分析法, 定性的找到4大污染原因. 再通过对数据的分析处理,得到各类重金属污染的主要原因,寻找异同点.针对问题3, 本文将问题1中得到的各样点的8种重金属的Muler地积指数值进行累加得到样点的综合污染指标, 用MATLAB软件绘制等高图. 颜色的深浅反映出各区重金属的污染程度, 运用统计知识寻找到两个污染源. 建立高斯分布模型,分析得到重金属污染物的传播特征, 并利用已有数据对模型进行校正,绘制模拟图与实际图进行拟合比较,通过模型可以计算出除污染源外各点的近似污染值.针对问题4,为了更好地研究城市地质环境的演变模式,还应收集“地质环境系统特征”、“产业结构分布特征”以及“不同时间下的各样点重金属含量”的具体数据,对已有模型进行推广与改进, 并根据污染源的传播衍射特征, 构建了地质环境演变的动态模型.根据数据的分析与所建立的模型, 可以一定程度上拟合出较符合事实的重金属污染分布特征.关键字:重金属污染地积指数高斯分布等高图问题重述随着人类生活水平的提高,人们更加关注周围的环境问题,,十二五规划中也提出要加强环境治理与污染预防. 土壤是生存之本,必须提高对土壤污染的监测与治理力度. 随着工业化在全球范围内的飞速发展,以及人口的不断增加,城市逐渐划分为五大功能区:生活区、工业区、山区、主干道路区及公园绿地区等,分别记为1类区、2类区、……、5类区,且不同的区域环境受人类活动影响的程度不同. 人类活动对城市环境质量的影响日显突出,对城市异常环境的研究,以及如何查证获取相关资料开展城市环境评价,研究人类影响下城市地质的演变模式,日益成为人们关注的焦点.通过上述分析,运用数学建模的方法解决如下问题:●通过对已知数据的整理画出该城区的平面图,分析附表所给数据,得出8种主要重金属因素在该城区的空间分布,并以不同的颜色表示该城区内不同区域重金属的污染程度.●对所给数据进行处理,分析出不同功能区对重金属的污染权重,并得出重金属污染的主要原因.●根据上两题得出的结论,画出污染区域图,并结合图表来分析重金属污染物的传播特征,并建立模型求得污染源的位置.●从各角度分析所建立模型的优缺点,以及收集相关信息来更好地研究城市地质环境的演变模式,并讨论如何通过这些信息来建立模型解决问题.模型假设1. 海拔因素在考虑城功能区分布时认为是暂时不变量, 且对于土壤中重金属的传播属于次要因素.2. 采样点附近地区的功能属性与样点相同.3. 污染的扩散满足正态分布.4. 污染强度是均匀连续变化的, 不存在突变的现象.5. 研究污染传播途径时,考虑主要污染源,对次要污染源的影响可以忽略不计.6. 重金属污染程度可以用地积指数计算得到的eolg值来反映.7. 多个污染源对于研究点的污染彼此独立,且满足叠加效应.符号说明lg地积累指数eoφ地区级数和ϕ金属级数和α方案层第i个元素对于目标层的权重iβ方案层第i个元素所占的比例iλ最大特征值maxγ方案层第i个元素特征向量iCn元素在采样点的含量Bn元素在土壤中的背景值O目标层P方案层CI一致性指标RI随机一致性指标模型建立1问题一:1.1地区划分:按照功能划分城区, 分为5类(生活区、工业区、山区、主干道路区及公园绿地区),分析附件1中的相关数据,运用MATLAB进行处理. 发现样点所属的区域类别在城区里的综合分布并不完全具有规律性, 但从统计角度来说, 存在一定的概率性分布. 各城区的大致地理分布如图1-1所示:图1-1由图看出, 虽然某些样点是孤立存在的, 但样点的分布总体上存在统计意义. 如:图中点附近多为, 此区域为山区;点附近多为, 此区域为交通区, 依次类推. 根据点的分布及城区的划分, 运用统计知识, 我们做出各区域在该城区的大致地理位置直观图. 并运用MATLAB 拟合出“三维地形图”:图1-2 三维地形图该图运用差值法, 将离散的点近似成一个可以预见的平面, 其中X, Y 表示平面坐标值, 纵向Z 轴表示海拔, 且在坐标中, 原点所处地势较为平缓, 随着X 、Y 值的增加, 可以发现Z 值也随之增加, 由“三维地形图”可以发现图1-1中“山区”的划定较为合理, 符合实际地形特征.1.2污染指标:为研究该城区不同区域的重金属污染程度, 我们采用“地积指数”对城市土壤表层中重金属污染浓度进行等级划分. Muller 指数的表达式为2lg log [/]eo Cn k Bn =⨯, 式中, Cn 是元素n 在土壤中的含量, Bn 是土壤中该金属元素在土壤中的背景值, k 为系数, 取1.5. 定义如表1-1:表1-1 地积指数eo lg 分级表“地积指数” eo lg 的引入, 能够较为直观地观察出该地区的污染程度, 通过污染程度等级的划分, 为下文讨论各区域重金属污染程度给出了明确的评定标准.1.3功能区污染程度评价:我们对数据按采集点的所属区域进行整理, 求出不同功能区各重金属浓度的平均值, 并将各重金属平均浓度与背景值进行比较. 如表1-2:表1-2 各功能区重金属平均浓度从表格中可以比较出不同功能区的各项重金属元素浓度的差别, 运用地积指数:]/[log lg 2Bn k Cn eo ⨯=对浓度整理, 划分等级, 得到分级表格1-3:通过比较不同重金属元素在各功能区的地积指数与级别, 可以非常直观地看出不同功能区各重金属的污染程度的差异. 定义“功能区综合污染程度”为φ:∑==81i i n φ对各功能区进行级数求和可以得到表1-4:比较8种重金属级数和的数值,发现工业区的综合污染指数最大, 为15. 交通区的综合污染指数为12, 生活区的综合污染指数略高于公园区为9, 公园区的综合污染指数为7. 山区的综合污染指数最小, 为0.将各金属元素的纵向相加, 求纵向级数. 定义“金属级数和”为ϕ:∑==51j j n ϕ运用相同的方法可以得到:Hg 的级数和为11, Cu 的级数和为8, Zn 的级数和为7, Cd 的级数和为5, As 的级数和为4, Pb 的级数和为4, Cr 的级数和为3, Ni 的级数和为1. 从金属级数和角度可以发现, Hg 在该城市的污染程度较大. 污染最为严重, Ni 金属在该城市的污染程度最小.1.4单金属元素污染分布:首先, 我们针对同一种金属对各采样点进行地积指数计算. 以金属Cr 为例, 运用eo lg 计算可以得到197个无污染的采样点, 103个轻度污染点, 11个中度污染点, 3个中强度污染点, 2个严重污染点. 按等级绘制图1-3图1-3 Cr 元素城区污染程度分布由图看出: 污染程度较为严重的点主要集中在工业区和交通区, 且污染程度成发散状. 从中不难推断出:污染并不是单独存在一个区域的, 它对周围的环境也会产生影响, 存在向周围扩散的趋势. 为进一步研究, 我们结合图1-1, 得到一个复合图1-4, 从图中可以观察得到相关信息:较为严重的污染样点大多集中在工业区和交通区, 且在工业区的左下方, 受工业区的污染影响, 公园也受到一定污染.图1-4从图1-4中可以发现Cr在生活区与山区的污染程度较轻, 在工业区的污染分布不太均匀, 交通区也有较严重的Cr污染, 但主要分布在工业区的左下角,且分布集中在坐标(45.0⨯)附近, 由此可大致推断出污染的主要原10104.0⨯, 4因为工业生产, 同时土壤重金属污染也会传播至其它地区.运用相同的方法,分别对As、Cd、Cu、Hg元素依据浓度级数绘制分布图.如图1-5, 1-6, 1-7,1-8所示:图 1-5 图1-6图1-7 图1-8从不同种金属元素的分布图中可得到相同的结果:污染较严重的点集中于坐标(4105.0⨯)附近. 若用地区划分可以得到污染最严重的为工业区,4.0⨯, 410且传播方向为以最严重点为中心, 向外发散. 且比较不同金属的污染程度, 可以得出不同种金属的污染范围不同, 但都呈现出坐标右上角点的污染程度小于坐标左下角点. 与1.1中的地区划分相联系, 可以得到山区的综合污染程度普遍低于工业区和交通区.1.5各金属的主要污染分别选取了各金属元素中污染级数较高的样点, 对其进行处理与绘图, 得到各金属的综合污染分布,如图1-9所示:图1-9工业区有多处不同金属污染级数较高的点出现, 且有多个点重合. 从此发现重金属污染的源头主要集中在工业区, 且对周围地区存在一个辐射影响: 越远离工业区污染程度越弱. 不同金属的污染分布不相同, 但在总体上而言存在集中与分散关系. 重金属污染的传播方式将在第三问的模型中给出.2问题二:2.1各金属元素相关性比较由第一问的数据处理结果和图1-3得到:不同的金属在该区域污染度上存在着较高的相似性. 为深入研究不同金属之间存在的污染相关性, 我们将8种金属的分布以及其污染程度作为研究对象, 运用MATLAB软件进行相关性分析, 得到相关系数矩阵如下:通过相关系数矩阵的比较我们可以将相关性较高的几种金属进行组合归类,结果如下:Cr、Cu、Ni为一类, Cd、Pb、Zn为一类, 此外As、Hg与其他金属的相关性均不高, 独立归为一类. 下面运用置信矩阵对其相关性进行验证, MAC模态置信矩阵如下:表2-2若置信矩阵中数值05.0说明两者的相似性较高, 可以说明归类是可行的. 从置信矩阵对金属元素的分类进行验证, 从置信矩阵中可以发现分类是满足分类要求的.综上, 我们根据相关性分析与置信矩阵的检验将8种金属根据样点的污染程度分布规律得到以下分类:表2-32.2污染原因模型功能区共有5类, 分别为:生活区、交通区、山区、公园区、工业区. 从这五个功能区出发并分析重金属的元素属性, 可以得到以下4个污染原因, 分别为:工业污染、交通污染、生活污染、农业污染. 在此, 五个功能区受这四个污染原因的影响具有十分明显的差异性. 工业区—工业污染较严重, 生活区—生活污染较严重, 交通区—交通污染较严重, 山区—农业污染较严重. 构建模型如下:图2-1模型中, 研究的目标为:重金属污染的原因. 重金属污染的原因有4种, 为了进一步定量分析, 我们需要确定这4种污染的权重.(1)根据2.1中对于相关性分析, 我们将8种金属归为4类, 在这4类中分别选取一种金属, 对其研究, 不妨选取(第一类:As, 第二类Hg, 第三类Cr, 第四类Pb)做为研究对象. (2)依据假设, 工业区污染所代表的为工业污染, 交通区污染所代表的为交通污染, 生活区污染所代表的为生活污染, 山区污染所代表的为农业污染. 将不同地区污染程度的均值来反映不同类型的污染状况,将浓度的数值量纲统一, 得到表2-4:以As 为例71=α, 62=α, 63=α, 44=α, 根据ij j i a ⇒αα:可以得到正互反矩阵A :⎪⎪⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=13/23/27/42/3117/62/3117/64/76/76/71A 对矩阵A 求最大特征值4max =λ 一致性检验:N 阶正互反矩阵最大特征值max λ=n 时, 为一致性矩阵. 一致性指标1--=n nCI λ, 当CI 值越小, 不一致越严重, 随机一致性指标RI,RI 满足表2-5数据:经计算, 一致性比例CR =0=RI CI , 认为是一致性矩阵. 根据最大特征值计算特征向量:)0.34,0.51,0.51,.600(1=γ根据特征向量算出重金属As 的污染原因:=污染As 山区生活交通工业PP P P 34.051.051.060.0+++ 运用相同的方法对Cr 、Hg 和Pb 进行求解, 得到各重金属污染原因结构函数: =污染Hg 山区生活交通工业PP P P 14.014.054.081.0+++ =污染Cr 山区生活交通工业PP P P 36.062.053.044.0+++ =污染Pb 山区生活交通工业PP P P 30.052.044.067.0+++ 通过观察可以看出, Hg 、Pb 和As 受工业影响最为严重, 影响系数分别为0.81, 0.67, 0.60;而Cr 受生活污染最为严重, 影响系数为0.62. 我们还发现, As 与Pb 受各类污染影响的比例系数相近, 据报道和相关资料得到, Pb 与As 主要受工业三废(废气, 废水, 废渣)的影响, 同时在交通发达地区, 汽车尾气排放和轮胎磨损也是造成污染的相关原因. Hg 受工业污染最为严重, 一个重要的原因是燃煤污染, 其次是工业三废污染, 大气中含Hg 污染物的干湿对城市土壤Hg 的污染也有很大影响. Cr 污染受各功能区影响比例系数都较高, 主要来源于城市居民生活累加到土壤中的Cr 、交通污染、工业三废以及一些商业活动等.3问题三3.1污染源位置对样点的各金属计算各自的eo lg 值, 例计算样点A 的8中金属的eo lg 值, 分别为:1lg eo 、2lg eo ……n eo lg 计算样点A 的综合污染eo lg 值为:=综合eo lg 81lg i i eo =∑ 运用MATLAB 软件, 根据各个样点的综合污染eo lg 值, 绘制等高图:图3-1红色等高线为污染最严重的区域, 其次为黄色等高线. 图中红色区域较小, 且位于点(2000,3000)附近, 在红色等高线附近依次为黄色等高线、青色等高线、蓝色等高线, 即指污染程度逐渐降低并有向外扩散的趋势. 将图中红色等高线近似为圆形, 画出圆心, 近似将其作为污染源, 截取局部图加以说明:图3-2取出红色区域, 画出范围图,求出圆心(污染源), 从图中的颜色分布可知,圆心色彩最重, 随着圆半径的增加, 颜色逐渐变浅, 可以从图中推测出重金属的污染呈扩散的趋势. 从图中看出圆心A 位于坐标(2400,3200)且红色区域涵盖了20个网格. 运用相同的方法,求出另一个圆心B 的坐标(6000,8500). 如图3-3所示.图3-3综上所述, 通过数据处理以及MATLAB 绘图可以从中选择出两个污染源A 与B, 其坐标分别为(2400,3200), (6000,8500). 且A 点为主要污染源, B 点为次要污染源. 但两者在污染传播的总体方式相近, 可以运用相同的模型, 但需要选取不同的权重值.3.2传播特征模型通过3.1的研究可以确定两个污染源A(2400,3200), B(6000,8500). 确定了污染源之后, 通过建立模型研究传播特征, 并运用模型推断出周围地区的污染程度.3.2.1单个污染源传播模型污染源为0H (000z y x ,,),研究点为)(z y x G ,,, 研究点距离污染源的距离为d (km), 距离污染源为d 的点处污染程度为P(d).G 与H 之间的距离202020)()()(z z y y x x d -+-+-=如图3-4所示, H 为污染源, G 为研究点, H 与G 点的距离为d , 在H 点的污染程度为P(0),在G 点的污染程度为P(d),为研究G 点的污染程度, 需要建立以d 为自变量的函数.依据假设, 污染源的污染扩散满足中心极限, 即以P(O)为峰值, 0=X 为对称轴, 做正态分布.图3-4]2)(exp[2122σμσπ--=d P ◎μ为均数即X=μ为对称轴, 令污染源的位置在Y 轴上可以得到μ=0. ◎峰值的大小为σπ21对模型进行校正, 将峰值的大小转化为H 点的污染程度. ◎ σ为标准差, 即满足公式:∑=--=ni i x n 122)(11μσ. 标准差σ决定正态曲线的陡峭或扁平程度, 即代表了扩散能力.不同的重金属的扩散能力并不相同,也就是说σ值的大小由于金属本身与环境所共同作用, 在确定了金属的属性与环境后, σ是一个定值,对于数据的处理可以计算得到σ的值.图3-5经过校正后得到单个污染源传播模型:⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎨⎧=--=--=-+-+-=∑=0)(11]2)(exp[)0()()()(12222202020μμσσμn i i x n d p P z z y y x x d 此模型建立在正态分布的基础上, 利用已有数据对正态模型进行校正, 得到单污染源的传播模型. 它满足正态分布的基本性质, P 值所代表的值为研究点在污染源的影响下, 按照正态的传播方式所得到的污染值.3.2.2多个污染源的传播模型依据假设, 在传播时, 每个污染源独立传播互不影响, 但对于作用点而言存在叠加的效应. 如图3-6所示, 建立模型如下:图3-6i 22221()()()(0)exp[]21()10i i i i i i n i i i i i d P P d d P d p x n μσσμμ=⎧=⎪⎪=⎪⎪--⎪=⎨⎪⎪=-⎪-⎪⎪=⎩∑∑总 模型解释:第一个函数为研究点距离污染源的距离.第二个函数为综合考虑多个污染源对于研究点的污染效果, 为叠加的效应. 第三个函数为考虑单个污染源时, 对研究点的污染效果.第四、五个函数为正态分布中标准差与均值的求解.在模型3.2.1中已论述σ与金属属性及环境有关, 为定值. 因此可通过带值计算得到.针对第二个函数, 给出图像解释与说明, 如图3-7图3-7图中蓝色与红色的曲线分别代表了由不同污染源作用下产生的污染传播图像, 虚线代表两种污染作用叠加后的综合污染数值分布图. 从图像中可较为直观地得出污染的叠加效应. 此叠加效应符合正常的传播逻辑.3.2.3模型检验根据模型, 针对污染源A 点, 计算单污染源的传播模型的各个系数, 对数值取整, 得到以下较为简单的式子:)32exp(33)(211d d P -= 同样地,对于污染源B 点,计算单污染源的传播模型,可以得到以下近似的式子)32exp(21)(222d d P -=. 根据∑=)(i i d P P 总可以列出研究点的综合污染的函数: ⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎨⎧-+-+-=-+-+-=-+-=222222212221)040.0()5.8()0.6()007.0()2.3()4.2()32exp(21)32exp(33z y x d z y x d d d P 总(1)绘制出)(1d P 的图像,见图3-8图3-8由图可知)(1d P 取5、10、15、20、25、30时依次对应的d 值为6.1811、5.0230、4.0031、2.9806、1.7464. 数据解释:当eo lg =5时,与污染源的距离为d =6.1811km. 根据数值可以绘制半径为6.1811km,此圆上点eo lg 均为5.(2)绘制)(2d P 的图像,如图3-9图3-9由图可知)(2d P 取5、10、15、20时依次对应的d 值为6.7766、4.8726、3.2813、1.2495数据解释:当eo lg =5时,与污染源的距离为d =6.7766km ,根据数值可以绘制半径为6.7766km,此圆上点eo lg 均为5. 将根据)(1d P 与)(2d P 得出的数据,绘制等高图3-10.图3-10通过与图3-1的比较,可以发现所建立的模型得到的污染源位置与实际污染源位置大致符合,污染扩散对周边地区的影响也与实际污染传播特征相类似,契合度较高,表明我们的模型建立是科学的、合理的.4问题四4.1收集的相关信息地质环境系统特征(即收集的相关信息):我们从地质灾害、气候、资源、产业结构变化等方面分析该城市地质环境的演变模式. 下面是各因素对地质环境的具体影响:1.地质灾害对地质环境的影响:人类一些不合理、不科学的活动将加剧地质灾害的影响, 导致地质环境恶化:如火山对地质环境的影响:各沉积环境火山作用产物及火山岩风化产物的充填;各沉积相被当地多期(次)火山岩控制并埋藏于其下的火山沉积相组合由下至上“螺旋式”规律性变化;引起地表抬升与构造地形的变化, 从而影响排流模式的变化.2.气候的影响:如盛行风.温度的高低、湿度的差异对当地地质环境的影响.3.资源对地质环境的影响:考虑地下水资源, 一方面, 人类大肆开采地下水资源, 导致地下松散地层固结压缩, 引发地面沉降;另一方面, 人类活动产生的地下水漏斗加速了污染物的渗透, 导致了地质环境的进一步恶化.5.产业结构变化对地质环境的影响:产业结构与地质环境有息息相关, 人类产业的过度发展也会产生相关污染, 导致地质环境恶化, 而地质环境的恶化也将抑制有关产业的发展. 因此, 如何调整产业结构才能对城市地质环境产生积极影响显得尤为重要.综合上述影响因素, 我们采用地质环境质量指数来研究城市地质环境的演变模式, 考虑各因素的影响权重, 运用题二中的层次分析法得出地质环境质量指数α与各因素之间的函数关系, 可以根据α的数值大小将城市地质环境的演变划分1-4个模式, 1为地质强恶化城市(α范围待定同下)、2为地质中恶化城市、3为地质轻恶化城市、4为地质优良城市. 根据每隔一定时间段采集的该地区数据, 将该城市地质环境进行划分, 并根据统计理论, 预测之后该城市的地质环境演变模式. (比如每隔10年该地区模式演变为1-2-3-2-3-4, 并对此模式提出评价及相关建议)4.1.1对重金属污染模型深入探讨图4-1若要深入研究重金属污染原因,则需分析了解该地区的布局,并收集到更多工业废水、废渣、废气的成分、汽车尾气排放数据、轮胎磨损概率、生活垃圾与生活污水排放数据,对这些数据进行量纲统一整理,可以得到较为精确的模型,更加细致地分析该地区的土壤中金属污染的各个因素的权重,寻找出最大的污染原因.4.1.2地质演变模型的探讨由于重金属的污染以及其它类型物质的污染均具有一定的演变与扩散特征,所以研究演变扩散的方法与模型具有一定的实际价值. 但扩散是一个动态的过程,需要构建一个动态模型. 对于动态模型,需要收集各样点的各种重金属浓度随时间的变化值,通过分析各金属浓度随时间的变化规律得到金属的扩散速度扩散v , 随着污染的扩散可以知道污染面积将逐步增大, 且污染源周边地区土壤中重金属的含量将有明显增加, 假设污染源以恒定排放速度排放v 造成土壤中重金属的污染.从问题3单污染源污染模型可得到以下高斯式模型:⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧--=--=∑=n i i x n d p P 12222)(11]2)(exp[)0(μσσμ 由于污染源)0(p 点以恒定的速度造成土壤中重金属的污染,则在时间t 后的污染源的土壤重金属值将以一定的速度增加,即满足:)0()0('p v t p +⋅=排放 重金属的扩散速度定义为扩散v则在一维坐标系中扩散的距离扩散v t m ⋅=在二维坐标系中扩散的面积2020)(r v t r S ⋅-⋅+=ππ扩散 在三维坐标系中扩散的体积303034-)(34r v t r V ⋅⋅+=ππ扩散 研究演变的性质:污染的传播性质与波的传播存在一定程度上的相似性,可以运用波的衍射理论来解释污染的传播现象,并能通过波的衍射理论描述土壤中污染物的演变规律. 波的衍射是指波在传播的过程中产生了很多子波源,子波源彼此独立传播,作用效果互相叠加图解4-2.图4-2 图4-3污染模型存在一定的衍射现象,此现象在现实生活中也容易被理解,通常情况下污染物质会以圆形的扩散向外传递,当遇到障碍物时,随着时间的增长,障碍物的另一侧也会被污染,即在圆形扩散受到破坏时污染的传播仍旧存在,如图解4-3.综上,研究地质演变时,需要收集各样点随时间变化的数值,计算污染扩散速度与污染源恒定排放速度,通过扩散模型与衍射模型可以得到地质环境演变的动态模型.模型的优缺点分析优点:1.建立的模型简单明了, 可操作性强.2.对所给数据进行充分分析, 准确性高.3.适用范围广泛, 对于类似的问题, 运用该模型也可以得到很好的解决.4.本模型充分考虑单污染源与多污染源对不同区域引起的污染程度及其扩散不同, 基于高斯点源模型做了改进, 更符合实际情况, 确保了结果的可行性.5.我们运用差值法,对有限的数据进行充分利用,绘制三维图形.缺点:1.未对海拔因素进行充分的考虑.2.本模型没有考虑气体污染扩散的影响, 可能会对结果造成一定的误差.3.数据不够多,差值计算存在偏差,对于模型结果产生一定的影响.参考文献[1]卓金武,魏永生,秦建,李必文. MATLAB在数学建模中的运用,北京:北京航空航天大学出版社,2011[2]柴世伟,温琰茂,张亚雷,赵建夫.地积累指数法在土壤重金属污染评价中的应用,同济大学学报(自然科学版),第34卷第12期:1657-1661,2006年. [3]王雄军,赖健清,鲁艳红,李德胜,周继华,王建武.基于因子分析法研究太原市土壤重金属污染的主要来源,生态环境,第17卷第2期:671-676,2008年.[4]张斌才,赵军.大气污染扩散的高斯烟羽模型及其GIS集成研究,环境监测管理与技术,第20卷第5期:17-19, 2008.。
《矿区重金属污染对土壤氮损失的影响及微生物学机制研究》范文
《矿区重金属污染对土壤氮损失的影响及微生物学机制研究》篇一一、引言随着工业化进程的推进,矿区重金属污染问题日益突出,对环境生态安全构成严重威胁。
其中,土壤氮损失是矿区重金属污染的一个重要表现,而这一损失往往与土壤微生物的活性密切相关。
因此,本文旨在探讨矿区重金属污染对土壤氮损失的影响及其微生物学机制,以期为矿区环境保护和土壤修复提供理论依据。
二、矿区重金属污染现状矿区因开采、冶炼等活动,往往伴随着大量重金属的释放和迁移,这些重金属通过大气沉降、水体流动等方式进入土壤,造成严重的土壤污染。
重金属污染不仅影响土壤的物理化学性质,还会对土壤中的生物群落产生毒害作用,进而影响土壤的生态功能。
三、矿区重金属污染对土壤氮损失的影响1. 氮素挥发:矿区重金属如镉、铅等能够与土壤中的氮素结合,形成难溶性的化合物,导致氮素的挥发损失。
2. 微生物活动抑制:重金属离子能够抑制土壤中微生物的活性,降低其固氮、解氮等生物过程,从而影响土壤氮的循环利用。
3. 土壤结构破坏:重金属污染会导致土壤结构破坏,降低土壤的保水保肥能力,进而影响氮素的保持和利用。
四、微生物学机制研究1. 微生物种群变化:矿区重金属污染会导致土壤中微生物种群结构发生变化,一些耐重金属的微生物种群逐渐成为优势种群,而原本对氮素循环起重要作用的微生物种群则可能受到抑制。
2. 酶活性影响:重金属离子能够与酶分子上的活性位点结合,导致酶活性降低,从而影响氮素循环过程中的关键酶反应。
3. 固氮解氮过程:矿区重金属污染会影响固氮菌、解氮菌等微生物的固氮、解氮等生物过程,进而影响土壤氮的循环利用。
五、研究方法与结果本研究采用野外调查、实验室分析等方法,对矿区重金属污染对土壤氮损失的影响及微生物学机制进行研究。
结果表明:1. 矿区重金属污染显著增加了土壤中氮素的挥发损失;2. 矿区重金属污染抑制了土壤中固氮菌、解氮菌等微生物的活性;3. 矿区重金属污染导致土壤中与氮素循环相关的酶活性降低;4. 耐重金属的微生物种群逐渐成为优势种群,但这些种群对氮素循环的贡献较小。
浅谈我国土壤重金属污染现状及修复技术论文.doc
的全国土壤污染状况调查公报显示,全国土壤环境总状况体不容乐观,部分地区土壤污染较重,耕地土壤环境质量堪忧,工矿业废弃地土壤环境问题突出。
全国土壤总的点位超标率为16.1%,其中轻微、轻度、中度和重度污染点位比例分别为11.2%、2.3%、1.5%和1.1%。
据农业部对我国24个省市、320个重点污染区约548万hm2土壤调查结果显示,污染超标的大田农作物种植面积为60万hm2,其中重金属含量超标的农产品产量与面积约占污染物超标农产品总量与总面积的80%以上,尤其是Pb、Cd、Hg、Cu及其复合污染尤为明显[5]。
我国的一些主要水域如淮河流域、长江流域、太湖流域、胶州湾等也都出现了重金属污染[6]。
2土壤重金属来源土壤中重金属来源主要有内部来源和外部来源两种。
在内部来源中,由于成土母质、地形地貌、水文气象及植被和土地利用类型等的不同,对土壤重金属含量的影响有很大差异[7],致使部分地区土壤背景值较高。
外部原因主要是人为活动的影响,是土壤重金属污染的主要来源,主要包括以下几个方面:2.1随大气沉降进入土壤中的重金属大气沉降是造成土壤重金属污染的一个重要途径[6]。
工业生产、汽车尾气排放及轮胎摩擦可产生含有重金属的有毒气体和粉尘,经自然沉降和雨雪沉降进入土壤中,污染元素主要为Pb、Cu、Zn等。
矿山开采和冶炼所带来的大气沉降也是土壤重金属的重要来源[5]。
有毒气体和粉尘容易迁移和扩散,在工矿烟囱、废物堆和公路附近的土壤中,土壤重金属含量较高,向四周和两侧扩散减弱。
研究人员对某铅锌冶炼厂的土壤重金属空间分布特征的研究发现,Zn、Pb、As 的主要污染来源是废气的大气沉降,风力和风向是其空间分布的主要影响因子[7]。
2.2随污水灌溉进入土壤中的重金属污水灌溉一般是指利用经过一定处理的城市污水灌溉农田[6],利用污水灌溉是农业灌溉用水的重要组成部分。
但由于污水中含有大量的重金属,随污水进入到土壤中,使得土壤中重金属含量不断富集。
土壤重金属污染评价方法的研究概况毕业论文
土壤重金属污染评价方法的研究概况毕业论文目录前言 (2)第1章土壤重金属风险评估方法概况 (3)1.1土壤重金属风险评估研究现状 (3)1.1.1 健康风险评价方法 (3)1.1.2 生态风险评价方法 (4)1.3基于土壤重金属形态学的重金属污染风险评价方法 (5)1.3.1 基于形态学研究的RAC风险评价法 (5)1.3.2 次生相与原生相比值法(RSP)和次生相富集系数法(PEF) (6)第2章重金属污染的土壤安全评价 (7)2.1 土壤重金属污染安全评价的研究概述 (7)2.1.1 单因子质量指数法 (7)2.1.2 模糊数学法 (8)第3章土壤重金属生物有效性的评价方法 (9)3.1生物有效性的概念 (9)3.2 化学浸提法(化学萃取法) (10)3.2.1 一次浸提法(又名单独浸提法) (10)3.2.2 连续浸提法 (12)3.3 植物培养法 (13)3.3.1 幼苗密集培养法(又名黑麦幼苗法) (14)3.3.2 盆钵试验和田间试验 (14)结论 (16)谢辞 (17)参考文献 (18)外文资料翻译 (21)前言土壤是人类不可或缺的生产资料,重金属污染是破坏土壤生态环境的主要因素。
土壤中的有毒重金属能通过食物链直接危害人体健康。
重金属污染是当今土壤污染中影响面最广、危害最大的环境问题之一,由于重金属污染毒理机制和生物效应的复杂性及其在土壤中的稳定性,对重金属污染的研究一直是当今学术界的热点。
土壤是相对不可再生的自然资源,也是不可替代的自然资源,是人类赖以生产、生活和生存的物质基础。
资源开发和工业生产把大量有毒有害的重金属释放到土壤中,重金属被作物吸收富集后通过食物链传递给人或动物,给人体健康带来严重危害。
土壤重金属污染是资源开发和其他工业生产项目环境影响评价的重要生态敏感因子。
本文首先介绍了土壤重金属的风险评估,其中有健康风险评价、生态风险评价、基于重金属形态学的风险评价等,并对土壤重金属污染的安全评价做了简单介绍。
土壤重金属污染论文
土壤重金属污染论文LG GROUP system office room 【LGA16H-LGYY-LGUA8Q8-LGA162】姓名:曹兴国班级:机设c126学号:125950土壤重金属污染问题随着现代工业的发展,工业排出的污染物越来越多,对环境造成的危害越来越严重,土壤的重金属污染就是一个例子。
土壤污染对人类的身心都造成了巨大的危害,土壤重金属污染治理已经刻不容缓。
土壤重金属污染是指由于人类活动,土壤中的微量有害元素在土壤中的含量超过背景值,过量沉积而引起的含量过高,统称为土壤重金属污染。
污染土壤的重金属主要包括汞(Hg)、镉(Cd)、铅(Pb)、铬(Cr)和类金属砷(As)等生物毒性显着的元素,以及有一定毒性的锌(Zn)、铜(Cu)、镍(Ni)等元素。
主要来自农药、废水、污泥和大气沉降等,如汞主要来自含汞废水,镉、铅污染主要来自冶炼排放和汽车废气沉降,砷则被大量用作杀虫剂、杀菌剂、杀鼠剂和除草剂。
过量重金属可引起植物生理功能紊乱、营养失调,镉、汞等元素在作物籽实中富集系数较高,即使超过食品卫生标准,也不影响作物生长、发育和产量,此外汞、砷能减弱和抑制土壤中硝化、氨化细菌活动,影响氮素供应。
重金属污染物在土壤中移动性很小,不易随水淋滤,不为微生物降解,通过食物链进入人体后,潜在危害极大,应特别注意防止重金属对土壤污染。
四川某乡的重金属污染是众多污染区域、污染类型中的一个案例,是长江上游地区的小规模金属冶炼、加工为主要产业的地区的典型代表。
该乡自1989年起发展小高炉炼铜业,这些小高炉均无环保设施,生产采用的原料大部分为冶炼厂的下脚料,含有多种重金属元素。
生产中释放的大量烟尘未经任何除尘处理,直接排向空中。
经过大气中重金属沉降而造成污染。
过量的重金属会引起植物生理功能紊乱、营养失调、发生病变,且重金属不能被土壤微生物所降解,在土壤中不断累积,同时为生物所富集并通过食物链在人体体内积累,进而危害人体健康。
矿产
矿产资源开发利用方案编写内容要求及审查大纲
矿产资源开发利用方案编写内容要求及《矿产资源开发利用方案》审查大纲一、概述
㈠矿区位置、隶属关系和企业性质。
如为改扩建矿山, 应说明矿山现状、
特点及存在的主要问题。
㈡编制依据
(1简述项目前期工作进展情况及与有关方面对项目的意向性协议情况。
(2 列出开发利用方案编制所依据的主要基础性资料的名称。
如经储量管理部门认定的矿区地质勘探报告、选矿试验报告、加工利用试验报告、工程地质初评资料、矿区水文资料和供水资料等。
对改、扩建矿山应有生产实际资料, 如矿山总平面现状图、矿床开拓系统图、采场现状图和主要采选设备清单等。
二、矿产品需求现状和预测
㈠该矿产在国内需求情况和市场供应情况
1、矿产品现状及加工利用趋向。
2、国内近、远期的需求量及主要销向预测。
㈡产品价格分析
1、国内矿产品价格现状。
2、矿产品价格稳定性及变化趋势。
三、矿产资源概况
㈠矿区总体概况
1、矿区总体规划情况。
2、矿区矿产资源概况。
3、该设计与矿区总体开发的关系。
㈡该设计项目的资源概况
1、矿床地质及构造特征。
2、矿床开采技术条件及水文地质条件。
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矿产资源开发利用方案编写内容要求及审查大纲
矿产资源开发利用方案编写内容要求及《矿产资源开发利用方案》审查大纲一、概述
㈠矿区位置、隶属关系和企业性质。
如为改扩建矿山, 应说明矿山现状、
特点及存在的主要问题。
㈡编制依据
(1简述项目前期工作进展情况及与有关方面对项目的意向性协议情况。
(2 列出开发利用方案编制所依据的主要基础性资料的名称。
如经储量管理部门认定的矿区地质勘探报告、选矿试验报告、加工利用试验报告、工程地质初评资料、矿区水文资料和供水资料等。
对改、扩建矿山应有生产实际资料, 如矿山总平面现状图、矿床开拓系统图、采场现状图和主要采选设备清单等。
二、矿产品需求现状和预测
㈠该矿产在国内需求情况和市场供应情况
1、矿产品现状及加工利用趋向。
2、国内近、远期的需求量及主要销向预测。
㈡产品价格分析
1、国内矿产品价格现状。
2、矿产品价格稳定性及变化趋势。
三、矿产资源概况
㈠矿区总体概况
1、矿区总体规划情况。
2、矿区矿产资源概况。
3、该设计与矿区总体开发的关系。
㈡该设计项目的资源概况
1、矿床地质及构造特征。
2、矿床开采技术条件及水文地质条件。