系统工程与决策分析土壤重金属污染分析.doc

. PAGE .. 第 PAGE 2页，共 NUMPAGES 16页 城市表层土壤重金属污染分析 一、问题背景 随着城市的发展，人类活动对城市环境质量的影响日显突出。土壤是自然环境系统中一个很重要的子系统，人类活动所产生的很多污染物，尤其是重金属，都是通过这个子系统进入食物链，最终危害到人体的健康，因此，对于土壤环境质量进行评价，确定重金属的污染来源，为土壤污染防治和管理提供科学依据，就变得极为重要。 对城市土壤地质环境异常的查证，以及如何应用查证获得的海量数据资料开展城市环境质量评价，研究人类活动影响下城市地质环境的演变模式，日益成为人们关注的焦点。 二、城区重金属的污染程度综合评价 按照功能划分，城区一般可分为生活区、工业区、山区、主干道路区及公园绿地区等，不同的区域环境受人类活动影响的程度不同。 2.1土样的采集、处理与分析 为此，将所考察的城区划分为间距1公里左右的网格子区域，按照每平方公里1个采样点对表层土（0~10 厘米深度）进行取样、编号，并用GPS记录采样点的位置（见图1）。 应用专门仪器测试分析，获得了每个样本所含的多种化学元素的浓度数据。另一方面，按照2公里的间距在那些远离人群及工业活动的自然区取样，将其作为该 图1城区采样点位置 城区表层土壤中元素的背景值。 2.2土样重金属浓度的空间分布 根据所得到的样本数据，可以画出8种重金属浓度的空间分布图，来对城市的土壤地质环境质量进行初步认识。 通过matlab软件，利用griddata（），contourf（）函数，可以画出各重金属二维等浓度空间分布图。参照右边的颜色条，坐标点对应颜色条的数值越高表示该点金属浓度越高。 2.3重金属污染程度和风险评估方法 土壤污染评价是土壤环境质量现状评价的核心部分，主要包括单项（单因子）污染评价和多项（多因子）污染综合评价［1］ 2.3.1 单项污染分级指数法 污染分级标准参考吉林省地质调查院《东北平原长春经济区区域环境地球化学调查与评价》项目报告，以测区土壤地球化学背景为基础，借鉴国家土壤环境质量标准，确定污染分级标准。以测区背景平均值为重金属元素累积起始值（Xa），测区背景上限为污染起始值（Xc），国家土壤环境质量标准的二类标准作为轻度污染起始值（Xn），土壤环境质量标准的三类标准作为重污染起始值（Xp）（表1）。 表1 污染分级标准 元素 积累起始值 污染起始值 轻污染起始值 重污染起始值 As (μg/g) 3.6 5.4 25 30 Cd (ng/g) 130 190 300 1000 Cr (μg/g) 31 49 300 400 Cu (μg/g) 13.2 20.4 100 400 Hg (ng/g) 35 51 500 1500 Ni (μg/g) 12.3 19.9 50 200 Pb (μg/g) 31 43 300 500 Zn (μg/g) 69 97 250 500 污染分级指数是指某一污染物影响下的环境污染指数，可以反映出各污染物的污染程度。根据公式（1）计算出的单项污染分级指数，对单项污染程度进行分级。 Ci≤Xa时，Pi＝Ci ／ Xa Xa＜Ci≤Xc时,Pi＝1＋（Ci－Xa）／（Xc－Xa） Xc＜Ci≤Xn时，Pi＝2＋（Ci－Xc）／（Xn－Xc） （1） Xn＜Ci≤Xp时，Pi＝3＋（Ci－Xn）／（Xp－Xn） CiXp时，Pi＝4＋（Ci－Xp）／（Xp－Xn） 式中，Pi为污染分级指数，Ci为土壤中污染物i的实测浓度值，Xa为累积起始值，Xc为污染起始值，Xn为轻污染起始值，Xp为重污染起始值。土壤单项污染指数评价标准见表3。 表3 土壤单项污染指数评价标准 分级指数 质量等级 分级指数 质量等级 分级指数 质量等级 Pi＜1 清洁 2≤Pi＜3 轻污染 Pi〉4 重污染 1≤Pi＜2 潜在污染 3≤Pi＜4 重度污染 注：参考《东北平原长春经济区区域环境地球化学调查与评价》项目报告。 2.3.2内梅罗综合污染指数法 单项污染分级指数法评价土壤重金属污染状况，只能分别了解每种重金属在长春市表层土壤