孝感市区土壤重金属铬的污染特性分析

陈宏玲,吴云青,何明娟,刘晓京,邢自豪

(湖北工程学院 新技术学院， 湖北 孝感 432000)

孝感市区土壤重金属铬的污染特性分析

陈宏玲,吴云青,何明娟,刘晓京,邢自豪

(湖北工程学院 新技术学院， 湖北 孝感 432000)

摘要：通过对孝感市区的土壤进行采样和铬的测定，探索孝感市区土壤污染特性，对土壤中铬的来源进行分析，并提出了相应的防治措施。研究结果表明，孝感市区土壤未受重金属铬的污染，未超过国家标准，且孝感市区土壤重金属铬的含量市区比校园要高。

关键词：重金属铬; 污染特性分析; 防治措施;孝感市

中图分类号：X53

文献标志码：码：A

文章编号：号：2095-4824(2015)06-0121-03

收稿日期：2015-09-15

作者简介：陈宏玲(1987-)，女，河南信阳人，湖北工程学院新技术学院讲师，硕士。

重金属是指比重大于5.0 g/cm3的金属元素，在自然界中大约存在45种。由于不同的重金属在土壤中的毒性差别很大，在环境科学中人们通常关注汞、镉、铬、铜等重金属的污染。土壤中的重金属铬被植物吸收后，然后通过食物链进入到人体之中，并在人体内积累，对人类的健康造会成很大的影响。

土壤重金属污染是一种土壤无机污染，具有普遍性、表层集聚性、隐蔽性和不可逆性。土壤中的重金属主要来源于工业污染、交通污染和生活垃圾污染。近年来，我国的土壤重金属污染问题伴随着城市化进程越来越显著，研究内容相对比较丰富。铬是最常见的污染土壤的重金属元素，人体内适量的摄入铬元素，可以调节人体内糖和胆固醇代谢。如果人体内铬的摄入不够将会导致糖和脂肪代谢的紊乱，会引发各种疾病，比如动脉粥样硬化和心脏病[1-2]。本文对孝感市区的土壤进行两个特征性区域的铬检验，以探索土壤中铬的分布特征，为制定相应的防治措施奠定基础。

1实验材料与方法

1.1实验原理

利用HNO3-HF-HClO4消解的方法，首先破坏土壤的矿物晶格，使试样中的待测元素铬全部进入试液。在消解过程中，所有铬元素都被氧化成Cr2O72-离子。然后，将消解液喷入富燃性空气-乙炔火焰中。在火焰的高温下形成铬基态原子，并对铬空心阴极灯发射的特性谱线357.9 nm产生选择性吸收，从而测定铬的吸光度。

1.2主要实验仪器

常规实验室仪器、玻璃器皿；

AA2610型原子吸收分光光度计；

乙炔钢瓶；

调温电热板。

其中，原子吸收分光光度计采用表1所示的标准测量条件。

表1　仪器测量条件

1.3土壤样品的采集

本研究检测两个特征区域土壤重金属铬的含量，分别是孝感市校园和市区两个区域。

吴云青(1994-)，女，湖北荆门人，湖北工程学院新技术学院学生。

何明娟(1992-)，女，湖北黄冈人，湖北工程学院新技术学院学生。

校园取点主要是孝感市湖北工程学院东区女生宿舍门前的土壤、院图书馆门前土壤和教七门前的土壤。

市区取点主要是孝感市孝南区城站路人民广场附近公路两侧的土壤、汽车站门前的土壤和长征路保丽国际广场门前的土壤。由于这些区域面积较小，地势平坦，土壤较为均匀，所以采用梅花形布点法，每个地方分别取五个样点。

1.4实验方法

1.4.1样品预处理

采用HNO3-HF-HClO4消解体系进行样品处理，取已经备好的土壤样品，各平行3次称取0.200～0.300 g 的土壤样品，置于50 mL聚四氟乙烯坩埚中，用 2～3 滴水润湿，一次性加入10 mL HNO3。为减少HNO3的挥发，加盖，静置过夜，然后于通风橱内的电热板上低温加热分解，温度控制在 80 ℃左右，若产生棕黄色烟，说明有机质较多，要反复补加适量HNO3，加热分解至液面平静并不再产生棕黄色烟为止。坩埚内溶液至2～3 mL时，取下坩埚，稍冷，加入5 mL的HF，加热至微沸10 min。取下稍冷，然后分两次加入2 mL HClO4(每次加入1 mL，两次时间间隔为10～15 min，开始升温并保持在 150～200 ℃，加盖温加热1 h左右，蒸发至内容物呈粘稠状。视消解情况可再加1 mL的HClO4，再次蒸发至粘稠状，残渣为灰白色，冷却，加人3 mL HCl(1+1)，温热溶解可溶性残渣，全量转移至50 mL容量瓶中，加入5 mL 10% NH4Cl溶液，冷却后定容至标线，待测。

1.4.2空白试验

用蒸馏水代替处理过的铬的试样，采用与前面样品相同的预处理步骤和实验试剂，制备出空白溶液。然后，再用同样的方法测定吸光度，每一个样品至少有两个以上的空白溶液作为对比。空白试验用于确认所制备的样品溶液在制备或测量过程中是否存在分析仪器操作不当或者其他原因引起污染而导致测量不够精确。

1.4.3校准曲线

制备铬的标准溶液，由低到高浓度顺次用原子分光光度计测定标准溶液的吸光度，得出方程和R值(见图1)。

图1　标准曲线

1.4.4土壤重金属铬的评价标准

我国《土壤环境质量标准》GB 15618-2008标准见表2。

表2　土壤环境质量标准

2实验结果与分析

2.1重金属铬含量的试验

取孝感市校园和市区两个特征性区域的土壤标准样品，各平行称取3份，用HNO3-HF-HClO4消解体系进行样品处理，在实验条件下测定每个样品中铬的总含量见表3。

表3　Cr的测定结果(mg/kg)

2.2结果分析

孝感市土壤为黄棕壤，所以查表得孝感市土壤背景值为66.9 mg/kg。采样区域土壤中重金属铬结果见表3。从表3可以看出，与《土壤环境质量标准GB 15618-2008》国家一级标准值比较，在孝感市校园采样区域和市区采样区域内，每一个点重金属铬均未超出国家一级标准，说明这两个采样区域符合国家对一般土壤环境质量的基本要求，表明孝感市采样区的土壤并未受到严重污染。

图2　孝感市土壤重金属铬校园和市区样点对比图

对校园和市区两个不同区域，分别选择3个样本，比较他们铬的含量，结果见图2。由图2可以看出，市区的3个点测得的土壤重金属铬的含量比校园三个点测得的土壤重金属铬含量高。其原因包括两个方面，一是工业废气中含有铬元素，随着风四处飘散后经过自然沉降落在地面的土壤中；二是汽车尾气对土壤的污染很大，尤其对公路两侧的土壤影响较大。而校园远离公路和工厂，所以污染相对较小[3-4]。

3结论

研究结果表明，孝感市校园和市区的土壤重金属铬均未超标，均在安全值范围，生态风险不大。对孝感市区的土壤必须贯彻“以防为主，防治结合”的环保总方针，应积极做好土壤的保护工作，从源头进行有效治理。首先，应该对污染源进行严格控制,科学使用农药和化肥，禁止使用剧毒、高残留农药，并发展生物防治措施；其次，要对排出的重金属进行总量控制,而不仅仅是控制排放浓度[5-6]；第三，研究和开发重金属的回收再利用技术；第四，增加土壤容量与提高土壤净化能力[7-8]。

[参考文献]

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(责任编辑：张凯兵)