铅冶炼厂周边土壤大气重金属沉降特征分析

张　靖

（北京矿冶研究总院北京100160）

铅冶炼厂周边土壤大气重金属沉降特征分析

张靖

（北京矿冶研究总院北京100160）

本文针对我国某铅冶炼厂附近农田土壤大气重金属沉降过程中的时空变异特征，以冶炼厂为中心，在厂界四周相同距离之内安置合理数量的监测仪器，依据《酸沉降监测技术规范》（HJ/T165-2004），收集大气干湿沉降混合样品，采用原子吸收分光光度法分析样品中Pb、As、Hg、Cd含量，得出其沉降通量分别为0.00512g/m2·a、0.001572 g/m2·a、0.000128 g/m2·a、0.0195 g/m2·a。结合大气预测计算出的总沉积量：Pb 0.00308g/m2·a、As 0.000461g/m2·a、Hg 0.000073g/m2·a、Cd 0.00783g/m2·a，得出Pb、As、Hg、Cd季节沉降量最高值多出现在夏季，最低值出现在冬季的时间分布特征。

铅冶炼；土壤；大气重金属；沉降特征

1　材料与方法

1.1监测点布设

本文选取某铅冶炼厂附近农田作为试验地，并在该厂区东、西、北三个方向约500m距离布设三个监测点：监测点A、监测点B和监测点C。厂区属北亚热带偏北高原季风气候区，四季气候变化不明显，冬无严寒，夏无酷暑。年日照时数2030.2h。年平均气温14.7℃，年平均降水量810.8mm，年最大降水量509.7mm，年最小降水量215.5mm，降雨多在7～8月，主导风向为南风。

1.2土壤监测采样

该厂区所在区域土壤类型主要有：红壤、黄壤、石灰土、水稻土、红色石灰土、冲积土等，其中，红壤面积最大，占土地总面积的38.97%。在监测点A、监测点B和监测点C用无盖聚乙烯桶作为沉降接收容器，以月为周期，采集干湿沉降混合样品，共收集36个样品。采样器放置点的注意事项主要有：(1)应设置在离开树林、土丘及其它障碍物足够远的地方；(3)采样器应固定在支撑面上，使接样器的开口边缘处于水平，离支撑面的高度大于1.2m，以避免雨大时泥水溅入试样中；(3)采样器周围基础面要坚固，或有草覆盖，避免大风扬尘给采样带来影响。

1.3数据处理及结果

式中，F为月沉降通量，mg/m2；Qs为每月重金属溶解部分，mg/m2；Qi为每月重金属沉淀部分，mg/m2；V为溶液总体积，L；Cs为溶液样品元素浓度，mg/L；M为月沉淀总质量，g；Ci为沉淀样品元素质量分数，mg/g；S为监测面积，m2。采用算数加和得到年沉降通量，mg/m2·a。通过计算，得到土壤中Pb的春、夏、秋、冬季节的沉降通量及年沉降通量分别为0.00583mg/m2·a、0.00831mg/m2· a、0.00601mg/m2·a、0.00457mg/m2·a及0.00618mg/m2·a；As的春、夏、秋、冬季节的沉降通量及年沉降通量分别为0.000984mg/m2·a、0.001002mg/m2·a、0.000835mg/m2·a、0.000734mg/m2·a及0.000889 mg/m2·a；Hg的春、夏、秋、冬季节的沉降通量及年沉降通量分别为0.000106m g/m2·a、0.000138mg/m2·a、0.000098mg/m2·a、0.000084mg/m2·a及0.000106mg/m2·a；Cd的春、夏、秋、冬季节的沉降通量及年沉降通量分别为0.0193mg/m2·a、0.0206mg/m2·a、0.0084mg/m2·a、0.0066mg/m2·a及0.013725mg/m2·a。

1.4大气沉降量预测

大气沉降量预测采用宁波五六软件开发室开发的EIAProA2008大气预测软件，根据该厂区大气污染源强，在预测方案中勾选“计算总沉积率”参数，分别对Pb、As、Hg、Cd进行季均和全时段预测，预测总沉积量结果为：Pb的春、夏、秋、冬季节的沉降通量及年沉降通量分别为0.00468mg/m2·a、0.00513mg/m2·a、0.00301mg/m2·a、0.00215mg/m2·a及0.003743mg/m2·a；As的春、夏、秋、冬季节的沉降通量及年沉降通量分别为0.000673mg/m2·a、0.000629mg/m2·a、0.000545mg/m2·a、0.00031mg/m2·a及0.000539mg/m2· a；Hg的春、夏、秋、冬季节的沉降通量及年沉降通量分别为0.000083mg/m2·a、0.000102mg/m2·a、0.000075mg/m2·a、0.000058mg/m2·a及0.0000795mg/m2·a；Cd的春、夏、秋、冬季节的沉降通量及年沉降通量分别为0.00783mg/m2·a、0.00894mg/m2·a、0.00616mg/m2·a、0.00487mg/m2·a及0.00695mg/m2·a。

2　铅冶炼厂附近农田区域重金属沉降过程中的时间分布特征

大气重金属沉降主要受降雨类型、降雨量、风速、风向等气象条件、季节变化以及降尘来源和性质等多种因素的影响，因此具有一定的时间分布特征。根据差异显著性检验及大气季均沉降量预测结果表明，随着季节的交替，四种重金属沉降通量存在一定的变化规划。Pb、As、Hg、Cd季节沉降量最高值多出现在夏季，最低值出现在冬季。主要是由于该厂区所处地区7～8月降雨较多，空气中不能自由降落的尘粒被雨水带到地表，从而使土壤中重金属元素沉降量增加。而冬季雨水较少，且风速较大，易于污染物扩散，因此其沉降量相对较低。

3　结语

综上所述，通过计算出Pb、As、Hg、Cd季节沉降量，得到铅冶炼厂附近农田区大气重金属沉降季节规律特征，为环境影响评价中冶炼厂选址、平面布置、大气污染防治措施、及其周边土壤重金属影响因素分析提供参考依据。

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张靖（1984—），女，汉，南宁市人，硕士研究生，工程师，研究方向：环境影响评价，应急预案。