孝感市區土壤重金屬鉻的污染特性分析

陳宏玲,吳云青,何明娟,劉曉京,邢自豪

(湖北工程學院 新技術學院， 湖北 孝感 432000)

孝感市區土壤重金屬鉻的污染特性分析

陳宏玲,吳云青,何明娟,劉曉京,邢自豪

(湖北工程學院 新技術學院， 湖北 孝感 432000)

摘要：通過對孝感市區的土壤進行采樣和鉻的測定，探索孝感市區土壤污染特性，對土壤中鉻的來源進行分析，并提出了相應的防治措施。研究結果表明，孝感市區土壤未受重金屬鉻的污染，未超過國家標準，且孝感市區土壤重金屬鉻的含量市區比校園要高。

關鍵詞：重金屬鉻; 污染特性分析; 防治措施;孝感市

中圖分類號：X53

文獻標志碼：碼：A

文章編號：號：2095-4824(2015)06-0121-03

收稿日期：2015-09-15

作者簡介：陳宏玲(1987-)，女，河南信陽人，湖北工程學院新技術學院講師，碩士。

重金屬是指比重大于5.0 g/cm3的金屬元素，在自然界中大約存在45種。由于不同的重金屬在土壤中的毒性差別很大，在環境科學中人們通常關注汞、鎘、鉻、銅等重金屬的污染。土壤中的重金屬鉻被植物吸收后，然后通過食物鏈進入到人體之中，并在人體內積累，對人類的健康造會成很大的影響。

土壤重金屬污染是一種土壤無機污染，具有普遍性、表層集聚性、隱蔽性和不可逆性。土壤中的重金屬主要來源于工業污染、交通污染和生活垃圾污染。近年來，我國的土壤重金屬污染問題伴隨著城市化進程越來越顯著，研究內容相對比較豐富。鉻是最常見的污染土壤的重金屬元素，人體內適量的攝入鉻元素，可以調節人體內糖和膽固醇代謝。如果人體內鉻的攝入不夠將會導致糖和脂肪代謝的紊亂，會引發各種疾病，比如動脈粥樣硬化和心臟病[1-2]。本文對孝感市區的土壤進行兩個特征性區域的鉻檢驗，以探索土壤中鉻的分布特征，為制定相應的防治措施奠定基礎。

1實驗材料與方法

1.1實驗原理

利用HNO3-HF-HClO4消解的方法，首先破壞土壤的礦物晶格，使試樣中的待測元素鉻全部進入試液。在消解過程中，所有鉻元素都被氧化成Cr2O72-離子。然后，將消解液噴入富燃性空氣-乙炔火焰中。在火焰的高溫下形成鉻基態原子，并對鉻空心陰極燈發射的特性譜線357.9 nm產生選擇性吸收，從而測定鉻的吸光度。

1.2主要實驗儀器

常規實驗室儀器、玻璃器皿；

AA2610型原子吸收分光光度計；

乙炔鋼瓶；

調溫電熱板。

其中，原子吸收分光光度計采用表1所示的標準測量條件。

表1　儀器測量條件

1.3土壤樣品的采集

本研究檢測兩個特征區域土壤重金屬鉻的含量，分別是孝感市校園和市區兩個區域。

吳云青(1994-)，女，湖北荊門人，湖北工程學院新技術學院學生。

何明娟(1992-)，女，湖北黃岡人，湖北工程學院新技術學院學生。

校園取點主要是孝感市湖北工程學院東區女生宿舍門前的土壤、院圖書館門前土壤和教七門前的土壤。

市區取點主要是孝感市孝南區城站路人民廣場附近公路兩側的土壤、汽車站門前的土壤和長征路保麗國際廣場門前的土壤。由于這些區域面積較小，地勢平坦，土壤較為均勻，所以采用梅花形布點法，每個地方分別取五個樣點。

1.4實驗方法

1.4.1樣品預處理

采用HNO3-HF-HClO4消解體系進行樣品處理，取已經備好的土壤樣品，各平行3次稱取0.200～0.300 g 的土壤樣品，置于50 mL聚四氟乙烯坩堝中，用 2～3 滴水潤濕，一次性加入10 mL HNO3。為減少HNO3的揮發，加蓋，靜置過夜，然后于通風櫥內的電熱板上低溫加熱分解，溫度控制在 80 ℃左右，若產生棕黃色煙，說明有機質較多，要反復補加適量HNO3，加熱分解至液面平靜并不再產生棕黃色煙為止。坩堝內溶液至2～3 mL時，取下坩堝，稍冷，加入5 mL的HF，加熱至微沸10 min。取下稍冷，然后分兩次加入2 mL HClO4(每次加入1 mL，兩次時間間隔為10～15 min，開始升溫并保持在 150～200 ℃，加蓋溫加熱1 h左右，蒸發至內容物呈粘稠狀。視消解情況可再加1 mL的HClO4，再次蒸發至粘稠狀，殘渣為灰白色，冷卻，加人3 mL HCl(1+1)，溫熱溶解可溶性殘渣，全量轉移至50 mL容量瓶中，加入5 mL 10% NH4Cl溶液，冷卻后定容至標線，待測。

1.4.2空白試驗

用蒸餾水代替處理過的鉻的試樣，采用與前面樣品相同的預處理步驟和實驗試劑，制備出空白溶液。然后，再用同樣的方法測定吸光度，每一個樣品至少有兩個以上的空白溶液作為對比。空白試驗用于確認所制備的樣品溶液在制備或測量過程中是否存在分析儀器操作不當或者其他原因引起污染而導致測量不夠精確。

1.4.3校準曲線

制備鉻的標準溶液，由低到高濃度順次用原子分光光度計測定標準溶液的吸光度，得出方程和R值(見圖1)。

圖1　標準曲線

1.4.4土壤重金屬鉻的評價標準

我國《土壤環境質量標準》GB 15618-2008標準見表2。

表2　土壤環境質量標準

2實驗結果與分析

2.1重金屬鉻含量的試驗

取孝感市校園和市區兩個特征性區域的土壤標準樣品，各平行稱取3份，用HNO3-HF-HClO4消解體系進行樣品處理，在實驗條件下測定每個樣品中鉻的總含量見表3。

表3　Cr的測定結果(mg/kg)

2.2結果分析

孝感市土壤為黃棕壤，所以查表得孝感市土壤背景值為66.9 mg/kg。采樣區域土壤中重金屬鉻結果見表3。從表3可以看出，與《土壤環境質量標準GB 15618-2008》國家一級標準值比較，在孝感市校園采樣區域和市區采樣區域內，每一個點重金屬鉻均未超出國家一級標準，說明這兩個采樣區域符合國家對一般土壤環境質量的基本要求，表明孝感市采樣區的土壤并未受到嚴重污染。

圖2　孝感市土壤重金屬鉻校園和市區樣點對比圖

對校園和市區兩個不同區域，分別選擇3個樣本，比較他們鉻的含量，結果見圖2。由圖2可以看出，市區的3個點測得的土壤重金屬鉻的含量比校園三個點測得的土壤重金屬鉻含量高。其原因包括兩個方面，一是工業廢氣中含有鉻元素，隨著風四處飄散后經過自然沉降落在地面的土壤中；二是汽車尾氣對土壤的污染很大，尤其對公路兩側的土壤影響較大。而校園遠離公路和工廠，所以污染相對較小[3-4]。

3結論

研究結果表明，孝感市校園和市區的土壤重金屬鉻均未超標，均在安全值范圍，生態風險不大。對孝感市區的土壤必須貫徹“以防為主，防治結合”的環保總方針，應積極做好土壤的保護工作，從源頭進行有效治理。首先，應該對污染源進行嚴格控制,科學使用農藥和化肥，禁止使用劇毒、高殘留農藥，并發展生物防治措施；其次，要對排出的重金屬進行總量控制,而不僅僅是控制排放濃度[5-6]；第三，研究和開發重金屬的回收再利用技術；第四，增加土壤容量與提高土壤凈化能力[7-8]。

[參考文獻]

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(責任編輯：張凱兵)