某化肥厂土壤重金属Pb、Cd含量的测定 - 与分析毕业论文

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本 科 生 毕 业 论 文

兴义市马岭某化肥厂土壤重金属Pb、与分析

Cd含量的测定

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目 录

摘 要 ........................................................................................................................ I

Abstract ................................................................................................................... II 前 言 ..................................................................................................................... 1 第一部分 土壤重金属总论 ................................................................................... 2 1.1土壤与重金属概述 .......................................................................................... 2 1.2 土壤中重金属Pb、Cd的特点 ....................................................................... 3 1.2.1铅（Pb） ...................................................................................................... 3 1.2.2镉（Cd） ...................................................................................................... 4 1.3 研究区概况 ..................................................................................................... 5 第二部分 实验部分 ............................................................................................. 6 2.1实验目的 .......................................................................................................... 6 2.2实验原理 .......................................................................................................... 6 2.3实验的样品调查与采样 .................................................................................. 6 2.4实验仪器与药品 .............................................................................................. 7 2.4.1仪器 .............................................................................................................. 7 2.4.2试剂 .............................................................................................................. 7 2.4.3水 .................................................................................................................. 7 2.5实验步骤 .......................................................................................................... 7 2.5.1 土壤的消解 ................................................................................................. 7 2.5.2 检测方法 ..................................................................................................... 8 第三部分 土壤中重金属测定值结果分析与讨论 ............................................. 8 3.1土壤中Pb、Cd的测定 .................................................................................... 8 3.2土壤中重金属测定值结果分析与评价 .......................................................... 9 3.2.1 评价标准 ..................................................................................................... 9 3.2.2 评价方法 ..................................................................................................... 9 3.2.3 质量分级标准 ........................................................................................... 10 3.2.4 评价结果与分析 ....................................................................................... 11 第四部分 小结与讨论 ......................................................................................... 11 致 谢 ..................................................................................................................... 13 附录： ................................................................................................................... 14

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摘 要

论文主要讲述土壤中金属资源开发环境重金属污染物的释放迁移规律及治理、控制技术【1】。目的了解马岭某化肥厂附近地区土壤中Pb、Cd含量及污染程度,方法分别在马岭某化肥厂附近地区采集5份不同距离环上的土壤，将其烘干、消解后，采用原子吸收光谱法测定Pb、Cd的含量大小,并根据《绿色食品产地环境质量现状评价纲要 (试行) 》(1994年)及《土壤环境质量标准》（GB 15618-1995）土壤分级标准采用单项污染指数法和内梅罗综合污染指数法进行评价。测定土壤中重金属含量大小，即可分析环境健康的状况，确保生态环境得以平衡。从而可以加强减少土质的污染来源，使土壤得到有效的开采利用，农作物得到健康的生长条件。

关键词： 土壤 重金属含量 消解 环境

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Abstract

This study focuses on the release of metal resources development environment of heavy metal pollutants in soil migration patterns and governance, control of technology[1]. Objective to understand the region near the Ma Ling a fertilizer and the concentration of Pb, Cd in soil pollution degree, the method respectively in the region near the Ma Ling a fertilizer gathering five different distance ring soil, after drying, digestion, using atomic absorption spectrometry determination of the amount of Pb, Cd, and according to the green food producing area environmental quality status assessment program (try out) \\\standard adopts the single pollution index method and inside plum to evaluate comprehensive pollution index method. Determination of heavy metal content in soil, to analyze the status of environmental health, ensure that the ecological environment to balance. In order to reduce soil pollution source, the exploitation of the soil effectively, the growth of the crops to get healthy conditions.

Keywords：soil Heavy metal content digestion The environment

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前 言

自古以来,土壤一直是我国广大农民的衣食之源和生存之本,即使是在现代经济生活中,土壤依然是最基本的生产要素和各种经济关系的载体。土壤重金属污染，是指由于人类活动将重金属带入到土壤中，致使土壤中重金属元素的含量超过背景值，并可能造成现存的或潜在的土壤质量退化，生态与环境恶化的现象。由于重金属进入土壤后不易分解、转化或富集,以及土壤系统本身结构的复杂性,使得土壤重金属污染的治理变得十分困难。据统计,我国约有3万多公顷土地受汞的污染,有1万多公顷土地受镉的污染,每年仅生产镉米就达5万吨以上,而每年因污染而损失的粮食约1200万吨,严重影响了我国的粮食生产和食物安全[2]。 我国的土壤重金属污染已经威胁到农产品质量安全和人体健康,全国约有19.4%的耕地调查样点超过土壤环境质量限量标准。由于我国土壤污染程度的区域尺度空间分布不均衡以及造成污染的重金属种类繁多、受污染的地区经济水平差异较大,因此需要通过风险控制区划实现不同地区的风险控制和土壤修复[3]。多年来，工业三废的排放、城市的生活垃圾、污泥及含重金属的农药、化肥的不合理使用，使土壤受到了污染，在环境污染研究中，重金属多指铜、锌、铅、镉、铬以及类似金属砷等生物毒性显著的化学元素。土壤重金属污染可以影响农作物的产量和质量，并可通过食物危害人类的健康[4]。

自然环境中，固相介质中重金属元素的迁移、转化及其对环境的影响程度，除了重金属的总量相关外，还与重金属在固相介质中的化学形态有着很大的关系

[5]

。土壤是人类赖以生存的自然环境和农业生产的重要资源。世界面临的粮食、

资源和环境问题与土壤密切相关。工业发展以来,金属的产量明显增加,由此产生的重金属环境污染问题也随之出现[6]。含重金属的污染物通过各种途径进入土壤，造成土壤中相应重金属元素的富集。而土壤污染不但影响农产品产量与品质，而且涉及大气和水环境质量，并可通过食物链危害动物和人类的生命和健康[7]，也就是说，土壤污染影响到整个人类生存环境的质量。在许多发展中和发达国家,都面临着土壤污染严重阻碍农业生产的问题。在这样的形势下，土壤重金属污染问题成为环境和土壤学工作者的研究热点。同时，土壤污染问题的日益严重。目前,土壤重金属污染是环境污染中污染区域最广、危害最大的环境问题之一,已经受到人们的广泛关注,客观真实地评价土壤中的重金属污染程度对于控制环境污染和保障人类健康问题有重大意义。

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第一部分 土壤重金属总论

1.1土壤与重金属概述

在人类生活的环境中，土壤圈与生物圈、大气圈和水圈相连接，同时又全都被化学圈所包围，组成一个开放而又封闭的系统。污染物主要源于自然来源、人为来源的废弃物，有的在大气圈中最终生成形成酸化污染物，经过干沉降或湿沉降进入土壤；一部分地表水渗透直接进入土壤；有的通过土壤自身电解造成等多种因素使土壤中某种元素比重大于或等于4.5的金属。

在不同土壤条件下，包括土壤的重金属类型、土地利用方式（水田、旱地、果园、林地、草场等），土壤的物理化学性状（土壤的酸碱度、氧化还原条件、吸附作用、络合作用等）的影响，都能引起土壤中重金属元素存在形态的差异，从而影响重金属的转化和作物对重金属的吸收。土壤是植物生长的基地、人类生存的基础,土壤环境质量直接关系到人类的生产、生活。重金属可通过食物链被植物、动物数十倍的富集吸收,重金属的污染受到人们的普遍关注。土壤被重金属污染：只有当进入土壤的重金属元素积累的浓度超过了作物需要和可忍受程度，而表现出受毒害的症状或作物生长并未受害，但产品中某种重金属含量超过标准，造成对人畜的危害时，才能认为土壤被重金属污染。重金属污染过程中，重金属污染具有隐蔽性、滞后性等特点,其通过食物链传递并最终富集到人体内造成的慢性毒害几乎是在人们没有意识的情况下发生的[8]。

土壤一旦遭受重金属污染就很难恢复，污染土壤的重金属：包括汞、镉、铅、铬和类金属砷等生物毒性显著元素及有一定毒性的锌、铜、镍等元素，这些元素在过量情况下有较大的生物毒性，可通过食物链对人体健康带来威胁。随着人们对重金属的迁移和积累行为的不断研究,发现以全量重金属来评价土壤污染状况并不能代表土壤重金属的潜在生态危害和后期污染情况。分析工作者研究发现土壤中重金属的生物可利用性、毒性和迁移性与重金属的存在形态等之间存在着良好的相关性,极大地推动了对土壤中金属的形态分析研究。随着现代经济的高速发展,环境污染物的排放量与日剧增,环境污染和生态破坏越来越严重,给人类赖以生存的土壤带来了严重的污染。因此土壤的重金属污染与治理一直是国际研究的热点问题,也是我国农业发展和环境质量改善中许多学科共同感兴趣的问题。

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1.2 土壤中重金属Pb、Cd的特点

1.2.1铅（Pb）

自然界中纯的铅很少见，纯的铅在空气中表面迅速氧化，生成暗灰色薄膜，使得铅不致进一步氧化，不溶于稀盐酸和硫酸。铅矿中常有杂有其他金属元素，如银、锌、铜、铊等重要用于电缆，蓄电池、硫酸工业、制四乙基铅、焊锡、弹药、颜料以及防X射线材料。铅主要与锌、银和铜等金属一起冶炼和提取。最主要的铅矿石是方铅矿(PbS)，其含铅量达86.6%。其它常见的含铅的矿物有白铅矿(PbCO3)和铅矾(PbSO4)。铅总年产量约800万公吨，约一半是从废料回收。土壤中铅主要以Pb(OH)2、PbCO3和PbSO4固体形式存在，土壤溶液中可溶性铅含量极低， Pb2＋可以置换粘土矿物上吸附的Ca2＋。植物对吸收的铅主要集中在根部与叶孔进入部分。

早在7000年前人类就已经认识铅了。它分布广，容易提取，容易加工，既有很高的延展性，又很柔软，而且熔点低。在《圣经·出埃及记》中就已经提到了铅。古罗马使用铅非常多。有人甚至认为罗马入侵不列颠的原因之一是因为康沃尔地区拥有当时所知的最大的铅矿。中国二里头文化的青铜器中，即发现有加入铅作为合金元素，并在整个青铜时代与锡一起，构成了中国古代青铜器最主要的合金元素。从1980年代中期开始，铅的应用开始骤然下降。主要原因是铅的生理作用和它对环境的污染。今天汽油、染料、焊锡和水管一般都不含铅了。 摄入过多的铅及其化合物会导致心悸,易激动,它可以破坏儿童的神经系统，它可以导致血液循环系统和脑的疾病，甚至会致癌和致畸。铅含量的超标会对儿童产生非常大的负面影响。含铅盐的陶瓷制品有可能导致中毒，尤其是假如容器内的溶液是酸性的(比如果汁)，这些溶液可以溶解陶瓷中的铅离子。尤其对女孩子和年轻的妇女铅的害处可能非常大。长期接触铅和它的盐(尤其是可溶的和强氧化性的PbO2)可以导致肾病和类似绞痛的腹痛。有人认为许多古罗马皇帝的老年痴呆是由于当时铅被用来作为水管(以及铅盐被用来作为加入酒中的甜物)造成的。而且，铅在人体里积蓄后很难自动排除，只能通过某些药物来清除。 因此，铅是一种蓄积性毒物，主要是侵犯造血功能系统、神级系统及肾脏、

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对心血管系统、生殖系统功能有损害。也能发生致癌、致畸性、致突变的作用。环境中铅由于不被生物代谢所分解而成为持久性污染物。近年来铅的污染问题受到了极大的重视。含铅油的禁用、激光照排取代铅子印刷，均为铅污染的防治作用做出了重大的贡献。

1.2.2镉（Cd）

镉(Cd)是自然界中存在的一种重金属元素,其并非人体所必需的元素之一。人体内的镉均是出生后从外界环境中吸取的,主要通过食物、水和空气进入人体而蓄积下来。而食物、水和空气中的镉则主要来自于采矿、冶炼行业、工业废水、废气以及化肥等对于土壤、水体和大气的污染。镉及其化合物均有一定的毒性,受污染的土地上长出的作物会含有一定量的镉【9】,这些镉通过食物链进入人体,可在人体内蓄积。土壤中镉(Cd)元素稳定的残渣态所占比例在重金属中为最低,其赋存形态以离子态为主,易被植物吸收的活性态较高,生态危害较大【10】。 可被土壤吸附，一般在0－15cm的土壤表层积累。土壤中镉以CdCO3、Cd3(PO4)2及Cd(OH)2的形态存在，其中以CdCO3为主。土壤中镉的形态可划分为：可给态、代换态和不溶态。镉是人体非必需元素，在自然界中常以化合物状态存在，一般含量很低，正常环境状态下，不会影响人体健康。稻米镉元素与土壤镉元素具有显著的正相关性。根据区域土壤镉元素与稻米镉元素含量及稻米镉超标率关系,将水稻种植土壤分为生态安全土壤、具生态安全风险土壤及生态安全高风险土壤,提出了土壤镉元素生态安全定量分级标准。

镉和锌是同族元素，主要存在于硫镉矿中。少量存在于闪锌矿中（与锌共生），故镉是冶炼锌矿时的副产品。用于制镉盐，镉蒸汽灯、烟雾弹、颜料、易容合金、电镀镉、焊药、镶牙合金、镉汞齐、充电电池、冶金中的脱氧剂。镉吸收中子的能力很强，故用于核反应堆中做控制棒和屏障。镉本身毒性很低但镉化物的毒性很大。镉蒸汽或其氧化物烟雾吸入肺部危害很大。镉对土壤的污染时镉污染的主要方面其潜在危害是农作物对污染中镉的吸收和富集，通过植被进入人体且在人体内积蓄引起镉中毒。镉被人体吸收后，在体内形成镉硫蛋白，选择性地蓄积肝、肾中。其中，肾脏可吸收进入体内近1/3的镉，是镉中毒的“靶器官”。 其它脏器如脾、胰、甲状腺和毛发等也有一定量的蓄积。由于镉损伤肾小管，病

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