重金屬污染的主要來源

前言：想要寫出一篇令人眼前一亮的文章嗎？我們特意為您整理了5篇重金屬污染的主要來源范文，相信會(huì)為您的寫作帶來幫助，發(fā)現(xiàn)更多的寫作思路和靈感。

重金屬污染的主要來源范文第1篇

鉛是文獻(xiàn)記載最多的毒性重金屬，其污染可直接影響人類健康，而兒童尤其對鉛污染敏感。鎘的毒性較大，被鎘污染的空氣和食物對人體危害嚴(yán)重，被人體吸收后可積存于肝或腎臟造成危害，尤以對腎臟損害最為明顯。人們對一些化工產(chǎn)品如油漆中的鉛污染風(fēng)險(xiǎn)已有比較清楚的了解和認(rèn)識，但隨著工業(yè)化和城鎮(zhèn)化的發(fā)展，鉛、鎘等重金屬污染可以從大氣、水、土壤和農(nóng)產(chǎn)品等多個(gè)渠道進(jìn)入到食物鏈中，為人類健康帶來潛在的危害。

小麥生產(chǎn)重金屬污染源

小麥?zhǔn)侵匾募Z食作物，中國小麥常年播種面積在2400 萬公頃左右，總產(chǎn)量1億公斤左右，小麥的生產(chǎn)與國家糧食和食品安全及人民健康息息相關(guān)。從總體情況來看，中國小麥生產(chǎn)受到重金屬污染的比例非常小，僅在局部地區(qū)檢測到鉛、鎘等重金屬超標(biāo)的現(xiàn)象。但有越來越多的研究表明，小麥鉛、鎘等重金屬污染已經(jīng)呈現(xiàn)出范圍逐漸擴(kuò)大、并逐年加重的趨勢，必須引起足夠的重視。

中國小麥生產(chǎn)重金屬污染的來源主要有以下幾個(gè)方面：1.大氣和土壤污染。工業(yè)排放是中國重金屬污染的主要來源（Cheng，2003）。在工業(yè)發(fā)達(dá)的地區(qū)鎘、鉛等重金屬污染要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于偏遠(yuǎn)的鄉(xiāng)村。煤、油等能源的燃燒、汽車尾氣排放和垃圾廢棄物的焚化使重金屬污染排放到大氣中，并逐漸沉降到土壤中，在大中型城市周圍的農(nóng)田受到了日益增多的重金屬污染威脅。此外，許多研究表明，公路兩側(cè)的農(nóng)田均受到不同程度的重金屬污染，而以高速公路兩側(cè)250米范圍內(nèi)鉛污染最為嚴(yán)重。小麥?zhǔn)侵袊狈降闹饕魑铮L周期長（每年的10月至翌年的6月），城市周邊和公路兩側(cè)的小麥極易通過葉片吸收空氣中的鉛等重金屬，在小麥的葉片、莖桿、根系和籽粒中積累。對江蘇省典型區(qū)地震帶農(nóng)田土壤和小麥中重金屬的污染研究表明小麥籽粒中鉛、鉻、汞樣品超標(biāo)率分別為100%、58.97%、33.33%（陳京都等，2012）。對工業(yè)比較發(fā)達(dá)的太湖流域小麥樣品檢測發(fā)現(xiàn)鉛、鎳、鎘平均含量分別超標(biāo)52. 6 倍、43. 8 倍、37. 7 倍（楊彥等，2013）。重金屬污染小麥可能以大氣降塵為主，中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)產(chǎn)品加工研究所的研究顯示，大氣降塵和耕層土壤對小麥籽粒鉛質(zhì)量比的貢獻(xiàn)率分別為90%～99%和1%～10%（趙多勇等，2012）。

2.污水灌溉。礦業(yè)、鍍鋅、染織業(yè)、油漆和輪胎業(yè)是重金屬污染的主要來源。在中國許多地區(qū)有利用處理后的工業(yè)污水灌溉的傳統(tǒng)，尤其是水資源缺乏的地區(qū)。同時(shí)，隨著城市化的進(jìn)程，城市或生活污水經(jīng)處理后也可作為農(nóng)業(yè)水資源。通常情況下采用污水灌溉的土壤中汞、鉛、鋅等重金屬超標(biāo)可達(dá)到50-300%，種植在污水灌溉土壤中的小麥等農(nóng)作物都會(huì)不同程度地受到重金屬的污染。對新鄉(xiāng)市污灌區(qū)土壤和小麥籽粒中重金屬污染檢測表明，小麥籽粒中Cd、Ni、Cr 和Zn 含量分別是國家食品衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)的25.5、12.98、6.12 和1.32 倍（朱桂芬等，2009）。對河南焦作市礦區(qū)礦井水排放對小麥籽粒中重金屬污染的檢測結(jié)果表明，鉛、鎘等達(dá)到重度污染水平（馬守臣等，2012）。而河南開封市污水灌溉區(qū)小麥籽粒受鉛污染最嚴(yán)重，鎘、鉻、砷污染次之（周振民，2013）。

3.有機(jī)肥中重金屬污染。集約化養(yǎng)殖業(yè)發(fā)展產(chǎn)生了大量畜禽糞便，是中國農(nóng)村主要面源污染之一。畜禽糞便作為有機(jī)肥施用是治理畜禽糞便污染、提高農(nóng)田肥力的主要途徑。但在畜禽養(yǎng)殖過程中大量施用微量元素添加劑，而這些重金屬元素在畜禽體內(nèi)的消化吸收利用率極低，大部分隨畜禽糞便排出體外，造成區(qū)域性的重金屬污染。城市污泥、畜禽糞便作為有機(jī)肥的施用可導(dǎo)致農(nóng)產(chǎn)品中重金屬含量超標(biāo)，通過生物鏈傳遞，最終會(huì)影響人體健康。城市污泥中以鎘、鉛等重金屬的污染為主，雞糞和豬糞農(nóng)用區(qū)小麥Cr、Ni、Pb 均有不同程度的超標(biāo)，牛糞農(nóng)用區(qū)污染較輕（葉必雄等，2012）。

4.生產(chǎn)、加工、儲(chǔ)運(yùn)過程污染。目前在小麥的收獲、晾曬、加工、儲(chǔ)存、運(yùn)輸和銷售過程中均大量使用機(jī)械化作業(yè)，小麥籽粒所接觸的機(jī)械、管道、容器以及因工藝需要加入的添加劑都可能使小麥?zhǔn)艿姐U等重金屬污染。麥?zhǔn)諘r(shí)節(jié)，在農(nóng)村的公路上經(jīng)常可以見到晾曬的小麥，過往車輛的尾氣和瀝青中的重金屬可導(dǎo)致小麥的二次重金屬污染。

重金屬污染防治對策

首先，加強(qiáng)監(jiān)管，控制排放。冬小麥?zhǔn)侨A北地區(qū)主要的糧食作物，也是主要的灌溉耗水作物，由于目前各污水處理廠的處理效果和利用能力不盡相同，部分廠、礦違規(guī)排放，造成許多環(huán)境污染事件。有關(guān)部門必須加強(qiáng)管理，大力推進(jìn)實(shí)施清潔能源利用，提高污水處理排放標(biāo)準(zhǔn)，提升再生水生產(chǎn)工藝，加大鎘、鉛等重金屬清除的工藝指標(biāo)要求。

重金屬污染的主要來源范文第2篇

1.土壤重金屬污染現(xiàn)狀 目前我國受重金屬污染的耕地面積近2000萬公頃，約占耕地總面積的1/5。受礦區(qū)污染土地達(dá)200萬公頃，石油污染土地約500萬公頃，固體廢棄物堆放污染約5萬公頃，“工業(yè)三廢”污染耕地近1000萬公頃，污水灌溉的農(nóng)田面積達(dá)330多萬公頃。土壤污染使全國農(nóng)業(yè)糧食減產(chǎn)已超過1300萬噸，因農(nóng)藥和有機(jī)物污染、放射性污染、病原菌污染等其他類型的污染所導(dǎo)致的經(jīng)濟(jì)損失難以估計(jì)。由于污染，土壤的營養(yǎng)功能、凈化功能、緩沖功能和有機(jī)體的支持功能正在喪失。

2.土壤重金屬污染產(chǎn)生的嚴(yán)重后果 ①土壤污染使本來就緊張的耕地資源更加短缺。②土壤污染給人民的身體健康帶來極大的威脅。③土壤污染給農(nóng)業(yè)發(fā)展帶來很大的不利影響。④土壤污染也是造成其他環(huán)境污染的重要原因。⑤土壤污染中的污染物具有遷移性和滯留性，有可能繼續(xù)造成新的土地污染。⑥土壤污染嚴(yán)重危及后代子孫的利益，不利于農(nóng)村經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。

3.土壤重金屬污染來源 ①隨著大氣沉降進(jìn)入土壤的重金屬。大氣中的重金屬主要來源于能源、運(yùn)輸、冶金和建筑材料生產(chǎn)產(chǎn)生的氣體和粉塵。除汞以外，重金屬基本上是以氣溶膠的形態(tài)進(jìn)入大氣，經(jīng)過自然沉降和降水進(jìn)入土壤。經(jīng)自然沉降和雨淋沉降進(jìn)入土壤的重金屬污染，與重工業(yè)發(fā)達(dá)程度、城市的人口密度、土地利用率、交通發(fā)達(dá)程度有直接關(guān)系，距城市越近，污染的程度就越重。②隨污水進(jìn)入土壤的重金屬。污水按來源和數(shù)量可分為城市生活污水、石油化工污水、工業(yè)礦山污水和城市混合污水等。生活污水中重金屬含量很少。但是，由于我國工業(yè)迅速發(fā)展，工礦企業(yè)污水未經(jīng)分流處理而排入下水道與生活污水混合排放，從而造成污灌區(qū)土壤重金屬鉛、鎘、汞、溴、鉻等含量逐年增加，隨著污水灌溉而進(jìn)入土壤的重金屬，以不同的方式被土壤截留固定。③隨固體廢棄物進(jìn)入土壤的重金屬。固體廢棄物種類繁多，成分復(fù)雜，不同種類其危害方式和污染程度不同。其中礦業(yè)和工業(yè)固體廢棄物最為嚴(yán)重。這類廢棄物在堆放或處理過程中，由于日曬、雨淋、水洗，重金屬極易移動(dòng)，以輻射狀、漏斗狀向周圍土壤、水體擴(kuò)散。有一些固體廢棄物被直接或通過加工作為肥料放入土壤，造成土壤重金屬污染。如隨著我國畜牧生產(chǎn)的發(fā)展，產(chǎn)生大量的家畜糞便及動(dòng)物加工產(chǎn)生的廢棄物，這類農(nóng)業(yè)固體廢棄物中含有植物所需氮、磷、鉀和有機(jī)質(zhì)，同時(shí)由于飼料中添加了一定量的重金屬鹽類，因此作為肥料施入土壤增加了土壤鋅、錳等重金屬元素的含量。固體廢棄物也可以通過風(fēng)的傳播而使污染范圍擴(kuò)大，土壤中重金屬的含量隨距污染源的距離增大而降低。④隨農(nóng)用物資進(jìn)入土壤的重金屬。農(nóng)藥、化肥和地膜是重要的農(nóng)用物資，對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展起著重大的推動(dòng)作用，但長期不合理施肥，也可以導(dǎo)致土壤重金屬污染。重金屬元素是肥料中最多的污染物質(zhì)，氮、鉀肥料中重金屬含量較低，磷肥中含用較多的有害重金屬，復(fù)合肥的重金屬主要來源于母料及加工流程所帶入。

重金屬污染的主要來源范文第3篇

關(guān)鍵詞：重金屬；重金屬污染；危害

一、 重金屬污染的定義

重金屬指密度4. 0 以上約60 種元素或密度在5.0 以上的45 種元素。砷、硒是非金屬，但它的毒性及某些性質(zhì)與重金屬相似，所以將其列入重金屬污染物范圍內(nèi)。環(huán)境污染方面所指的重金屬主要指生物毒性顯著的汞、鎘、鉛、鉻以及類金屬砷，還包括具有毒性的重金屬如銅、鈷、鎳、錫、釩等污染物。由于人們的生產(chǎn)和生活活動(dòng)造成的重金屬對大氣、水體、土壤等的環(huán)境，污染就是重金屬污染。

二、重金屬污染的種類及來源

由于重金屬在人類生產(chǎn)和生活中得到越來越廣泛的應(yīng)用，這使得環(huán)境中存在著各種各樣的重金屬污染源。

1.大氣中的重金屬污染。大氣中的重金屬污染有自然來源和人為來源兩種，由宇宙天體作用及地球上各種地質(zhì)作用而使某些重金屬元素進(jìn)入大氣中屬于自然來源，人為來源的重金屬主要為工業(yè)生產(chǎn)、汽車尾氣排放及汽車輪胎磨損產(chǎn)生的大量含重金屬的有害氣體和粉塵等，它們主要分布在工礦的周圍和公路、鐵路的兩側(cè)。各種元素的兩種來源間比例不同。據(jù)統(tǒng)計(jì)， 全球由自然來源進(jìn)入大氣的重金屬中，鉛僅占其向大氣總釋放量3.5 %左右，鎘所占的比例也很低，只有總釋放量的15 % ，而鉻、銅的比例比較高，分別約為59 %和44 %。人為活動(dòng)釋放到大氣中的重金屬鉛、鎘、鎳、鈷、銅的數(shù)量遠(yuǎn)大于它們的自然輸入量。在多種復(fù)雜的途徑中，以化石燃料的燃燒和金屬冶煉過程中的釋放較為重要。大氣中的重金屬可以通過呼吸作用隨氣體進(jìn)入人體，也可以沿食物鏈通過消化系統(tǒng)被人體吸收，對人群的危害極大。

2.水體中的重金屬污染。在沒有人為污染的情況下，水體中的重金屬的含量取決于水與土壤、巖石的相互作用，其值一般很低，不會(huì)對人體健康造成危害。但工礦業(yè)廢水、生活污水等未經(jīng)適當(dāng)處理即向外排放，污染了土壤，廢棄物堆放場受流水作用以及富含重金屬的大氣沉降物輸入，都使水體重金屬含量急劇升高，導(dǎo)致水體受到重金屬污染。水體重金屬污染物排放源主要集中在大、中城市，因此其主要危害人群也相對集中于城市地區(qū)。重金屬通過直接飲水、食用被污水灌溉過的蔬菜、糧食等途徑，很容易進(jìn)入人體內(nèi)，威脅人體健康。

3.土壤中的重金屬污染。在自然情況下，土壤中重金屬主要來源于母巖和殘落的生物物質(zhì)，一般情況下含量比較低，不會(huì)對人體及生態(tài)系統(tǒng)造成危害。人為作用是使土壤遭受重金屬污染的重要原因。在金屬礦床開發(fā)、城市化、固體廢棄物堆積以及為提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)而施用化肥、農(nóng)藥、污泥及污水灌溉過程中，都可以使重金屬在土壤中大量積累。積累在土壤中的重金屬可以通過淋溶作用進(jìn)入水體，也可以通過種植等農(nóng)業(yè)活動(dòng)進(jìn)入農(nóng)作物，進(jìn)而對人體及生態(tài)系統(tǒng)造成危害。

三、重金屬污染的危害

重金屬既可以直接進(jìn)入大氣、水體和土壤，造成各類環(huán)境要素的直接污染；也可以在大氣、水體和土壤中相互遷移，造成各類環(huán)境要素的間接污染。由于重金屬不能被微生物降解，在環(huán)境中只能發(fā)生各種形態(tài)之間的相互轉(zhuǎn)化，所以，重金屬污染的消除往往更為困難，對生物引起的影響和危害也是人們更為關(guān)注的問題。

重金屬進(jìn)入人體有食道、呼吸道、皮膚三種途徑。進(jìn)入人體的重金屬不再以離子的形式存在，而是與體內(nèi)有機(jī)成分結(jié)合成金屬絡(luò)合物或金屬螯合物，從而對人體產(chǎn)生危害，機(jī)體內(nèi)蛋白質(zhì)、核酸能與重金屬反應(yīng)，維生素、激素等微量活性物質(zhì)和磷酸、糖也能與重金屬反應(yīng)。由于產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)使上述物質(zhì)喪失或改變了原來的生理化學(xué)功能，病變就產(chǎn)生了。另外，重金屬還可能通過與酶的非活性部位結(jié)合而改變活性部位的構(gòu)象，或與起輔酶作用的金屬發(fā)生置換反應(yīng)，致使酶的活性減弱甚至喪失，從而表現(xiàn)出毒性。重金屬在動(dòng)物體內(nèi)和人體內(nèi)都有富集效應(yīng)——即吸收進(jìn)入體內(nèi)后很難自然排出。比如體內(nèi)如果有過量的鉛，在不繼續(xù)接受鉛污染的條件下，骨骼內(nèi)的鉛要經(jīng)過20年才能排除一半。而人體內(nèi)鎘的生物半衰期也有20～40年。因此，即使人們吃的食物里重金屬含量沒有高到讓人急性中毒的濃度，如果長久接觸或者食用某一種重金屬，體內(nèi)濃度還是會(huì)越來越高。當(dāng)積累到一定濃度時(shí)，就表現(xiàn)出慢性中毒癥狀。因此，重金屬中毒損害機(jī)體器官往往是不可逆的。

四、防治重金屬污染對人體造成危害的措施

重金屬污染的主要來源范文第4篇

摘 要：隨著我國工業(yè)現(xiàn)代化的發(fā)展，很多工廠在生產(chǎn)過程中會(huì)產(chǎn)生很多重金屬，在排水污水、廢物時(shí)沒有達(dá)到環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)，導(dǎo)致土壤重金屬污染非常嚴(yán)重。為了解決這一問題，保護(hù)周圍土壤，提高農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量，在處理中應(yīng)用了化學(xué)固化方法，該方法價(jià)格成本低，處理方便，應(yīng)用范圍廣。下面就對這些方面進(jìn)行分析，希望給有關(guān)人士一些借鑒。

關(guān)鍵詞：重金屬污染；治理；化學(xué)固化

中圖分類號：X53 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A DOI：10.11974/nyyjs.20170230222

1 土壤重金屬污染危害

1.1 重金屬污染導(dǎo)致的危害分析

重金屬對土壤和水生態(tài)環(huán)境會(huì)造成嚴(yán)重的危害，在自然環(huán)境中，重金屬是不能被降解的，植物在生長過程中，會(huì)吸收到植物內(nèi)部，這樣對植物的生長發(fā)育帶來很大影響[1]，不僅如此，人和自然是一個(gè)統(tǒng)一的整體，形成一個(gè)完整的食物鏈，如果人類誤食了這些植物，就會(huì)對人體造成傷害，重金屬危害性非常大，人體的微量元素含量都是有限的，如果超標(biāo)，對人體是致命的傷害，人體中的蛋白質(zhì)，核酸會(huì)和重金屬發(fā)生作用，進(jìn)而導(dǎo)致人體酶活性的下降，嚴(yán)重的情況還會(huì)消失，最終導(dǎo)致核酸結(jié)構(gòu)發(fā)生很大變化，甚至?xí)霈F(xiàn)基因突變的問題[2]。

1.2 分析當(dāng)前土壤中的污染情況

通過調(diào)查研究得知，農(nóng)業(yè)、工業(yè)、以及城市事故污染是重金屬主要的污染來源。比如在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中，如果使用含有重金屬的水體進(jìn)行農(nóng)作物的灌溉，或者使用含有重金屬的化肥農(nóng)藥，對周圍的土壤都會(huì)造成嚴(yán)重的重金屬污染。而在工業(yè)方面，比如選礦采礦，還有冶煉和鍛造過程中，其操作的每一個(gè)過程都會(huì)產(chǎn)生重金屬，在排放的廢水廢氣以及廢渣中，如果不能很好的過濾消毒處理，那么水體進(jìn)入土壤中，也會(huì)有嚴(yán)重的重金屬污染[3]。在這種重金屬濃度嚴(yán)重超標(biāo)的情況下，會(huì)對周圍的空氣，水體，以及土壤造成嚴(yán)重的危害。而在城市當(dāng)中，污水處理廠是重金屬污染的主要來源，有關(guān)部門監(jiān)管不力，導(dǎo)致污水沒有達(dá)到國家標(biāo)準(zhǔn)就進(jìn)行了排放，大量的污水引入生活用水中造成污染。

2 土壤重金屬污染治理的化學(xué)固化分析

2.1 分析重金屬固化的原理

為了避免重金屬對土壤、地下水造成持續(xù)的污染，在應(yīng)用化學(xué)固化方法中，先要向被污染的土壤中添加固化劑，土壤中的活性就會(huì)被改變，這樣重金屬和土壤中的移釉素會(huì)相互結(jié)合，在外在形式下出現(xiàn)一定的固化現(xiàn)象，為了保證土壤有記性，遷移性等，必須進(jìn)行化學(xué)處理，恢復(fù)土壤的活性。化學(xué)固化作用后，土壤中的元素都有很大的改變，最終做到對污染土壤的修復(fù)。

2.2 沉淀在化學(xué)固化中的作用分析

在土壤中放入固化原料后，在不斷溶解中產(chǎn)生一定的陰離子，這些陰離子和重金屬相互結(jié)合，之后就開始出現(xiàn)重金屬沉淀，生物有效性等都開始降低。最為常用的固化劑有石灰石，作用機(jī)理是將土壤中的pH提高，這樣在其中重金屬元素發(fā)生沉淀，重金屬在土壤中其毒性會(huì)隨時(shí)浸出，石灰石可以減少浸出量，這樣重金屬就會(huì)被固定，不會(huì)將污染范圍繼續(xù)擴(kuò)大，控制污染的進(jìn)一步惡化。

2.3 吸附在化學(xué)固化中的作用分析

通過應(yīng)用化學(xué)固化方式，使用的化學(xué)元素作用在土壤層中后，這些固化材料對重金屬有一定的吸附作用，原理是吸附劑對吸附質(zhì)的質(zhì)點(diǎn)有很強(qiáng)的吸引作用，但是處理中分為化學(xué)吸附和物理吸附，其中的沸石是主要的添加劑，經(jīng)過科學(xué)人員的研究，沸石具有特殊的Si-O四面體結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)吸附性非常好，在物理吸附作用下可以將 Pb 、Cd等重金屬吸附到表面上，這樣重金屬就被固定減少土壤中的重金屬污染。

2.4 分析配位在其中的作用

在固化過程中，會(huì)出現(xiàn)配位問題，不同配位表現(xiàn)的情況也不同，黏土礦物中層和層利用分子之間的作用相結(jié)合，這樣在實(shí)際應(yīng)用中，被重金屬污染的土壤中，其金屬離子可以進(jìn)入到這些化學(xué)元素的內(nèi)部，和層間元素結(jié)合，之后會(huì)和SiO元素發(fā)生晶間的配合，黏土礦物添加到污染土壤中后，就可以有效降低重金屬生物性和遷移性，這樣就對這些污染土壤進(jìn)行了一定程度的化學(xué)修復(fù)。除此之外，這些改良劑還能和重金屬離子發(fā)生很好的配位作用，將 Pb，Cd等重金屬吸收，控制其對土壤的污染。

3 總結(jié)

通過以上對土壤重金屬污染治理的化學(xué)固化研究，發(fā)現(xiàn)化學(xué)固化的作用非常大，其對重金屬污染的處理非常強(qiáng)，效果非常好，在以后的發(fā)展中，要深入研究這一技術(shù)，進(jìn)一步完善和提高，推動(dòng)我國對處理重金屬污染的技術(shù)和水平，為以后的發(fā)展奠定基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)

[1]孫朋成，黃占斌，唐可，等.土壤重金屬污染治理的化學(xué)固化研究進(jìn)展[J].環(huán)境工程，2014（1）：158-161.

[2]劉云國，夏文斌，黃寶榮，等.重金屬污染土壤化學(xué)固化技術(shù)與萃取修復(fù)技術(shù)的應(yīng)用及修復(fù)效果（英文）[J].中南林業(yè)科技大學(xué)學(xué)報(bào)，2012（4）：129-135.

[3]景生鵬，黃占斌，景偉東.化學(xué)改良劑對礦區(qū)重金屬Pb、Cd污染土壤治理的作用[J].資源開發(fā)與市場，2016（1）：72-76.

重金屬污染的主要來源范文第5篇

關(guān)鍵詞：重金屬；插值；污染源；微分方程

隨著城市經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，人類工業(yè)活動(dòng)中產(chǎn)生的重金屬污染對城市環(huán)境質(zhì)量的影響日顯突出。因此，研究人類活動(dòng)影響下城市地質(zhì)環(huán)境的演變模式，日益成為人們關(guān)注的焦點(diǎn)。本文以某城市地表層土壤的八種主要重金屬元素的分布數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，根據(jù)實(shí)際土壤中重金屬元素的傳播影響因素，建立傳播特性微分方程模型，以確定污染源及對可能污染區(qū)域進(jìn)行預(yù)警。

為了分析重金屬污染物的傳播特征，確定污染源的位置，首先分析在土壤中重金屬污染物的傳播方式，繼而分析影響傳播的因素。

重金屬污染物的傳播方式主要有自然傳播和人類活動(dòng)影響傳播兩方面，自然傳播主要指通過土壤中泥沙顆粒的擴(kuò)散來實(shí)現(xiàn)，人類活動(dòng)影響主要來自大氣的沉降、水體的污染、固體廢物的堆放以及礦產(chǎn)資源的開發(fā)和冶煉等。

大氣的沉降：能源、運(yùn)輸、冶金、建筑等工業(yè)，汽車尾氣的排放及輪胎的磨損，化石能源的燃燒產(chǎn)生的氣體和粉塵含有大量重金屬，這些元素最終通過自然沉降和雨淋沉降融入土壤。經(jīng)查閱資料，煤所含的Cr、Pb、Hg等金屬和石油所含的Hg等元素，其燃燒時(shí)產(chǎn)生的污染物10～30%沉降在排放源十幾公里的范圍內(nèi)。大氣沉降所帶來的污染與城市的人口密集度，工業(yè)發(fā)達(dá)程度，交通的便利程度有直接的關(guān)系，離污染源越近污染程度就越高。

水體的污染：水體的污染主要來源于未經(jīng)處理的生活污水、石油化工污水，工業(yè)廢水、污水灌溉以及滲水坑處理污水的方式。各種污水都不同程度的含有重金屬等污染物質(zhì)，例如，被鉛鋅礦廢水污染的農(nóng)田土壤中含鎘高達(dá)10～136mg/kg。

固體廢物的堆放：固體廢物主要包括工業(yè)固體、化工原料、礦產(chǎn)業(yè)、城市垃圾等廢棄物，其種類繁多，成分復(fù)雜，不同種類其危害方式和污染程度不同，其中礦業(yè)和有毒的工業(yè)固體廢棄物污染最為嚴(yán)重。其污染范圍一般以廢棄堆為中心向四周擴(kuò)散。有一些固體廢棄物被直接或通過加工作為肥料施入土壤，對土壤造成更為嚴(yán)重的污染，并且通過土壤污染地下水，將污染物流向其他地方。

礦產(chǎn)資源的開發(fā)和冶煉：金屬礦山的開采、冶煉、重金屬尾礦、冶煉廢渣和礦渣堆放等，可以被酸溶出含重金屬離子的礦山酸性廢水，隨著礦山排水和降雨使之帶入水環(huán)境（如河流等）或直接進(jìn)入土壤，都可以間接或直接地造成土壤重金屬污染，其污染特性是隨著污染源距離延長而逐漸降低。

由于土壤中重金屬元素的擴(kuò)散傳播是最基本的的傳播方式，所以在本文分析中主要考慮土壤中擴(kuò)散因素。

以某城市地表層土壤的八種主要重金屬元素的實(shí)測分布數(shù)據(jù)，利用不規(guī)則數(shù)據(jù)的二元函數(shù)插值可以繪制出八種重金屬元素在研究區(qū)內(nèi)的二維空間分布圖，得出每種重金屬污染元素的污染程度，同時(shí)得到濃度最高值點(diǎn)。但由于土壤對重金屬元素的擴(kuò)散傳播特性及土壤表層植被和微生物的降解能力，結(jié)合實(shí)際地況的影響，可能導(dǎo)致污染源所在點(diǎn)的污染濃度積累值在一定區(qū)域范圍內(nèi)不是最大值，例如圖1所示，若兩個(gè)污染源點(diǎn)處于鞍形地形的峰值點(diǎn)，如圖1中A、B點(diǎn)處，則受地理環(huán)境的影響，土壤顆粒及土壤中的水分受重力影響經(jīng)一定時(shí)間的積累后，會(huì)攜帶重金屬元素向海拔低處遷移，致使鞍點(diǎn)處最終可能達(dá)到此地理區(qū)域內(nèi)的濃度最大值，如圖中C點(diǎn)處。即經(jīng)過理論分析得到污染濃度最大值點(diǎn)不一定是污染源點(diǎn)。

結(jié)論：由于重金屬元素污染濃度是隨時(shí)間變化的值，根據(jù)污染源點(diǎn)的特性可分析得污染濃度隨時(shí)間變化量最大處即為污染源點(diǎn)。下面對重金屬污染傳播特性建立微分方程模型。

1 條件假設(shè)

4 改進(jìn)模型

式1所示模型的缺點(diǎn)是模型分析過于簡單，受已知數(shù)據(jù)的限制，模型中僅考慮了土壤中重金屬元素的擴(kuò)散傳播，沒有考慮以下方面：生物、植被的影響；土壤性質(zhì)差異對傳播特性的影響；土壤中水流量的影響；各類區(qū)域間的地理位置關(guān)系；采樣點(diǎn)的采樣誤差等。在模型的求解時(shí)，還將擴(kuò)散系數(shù)視為等值。使得求解值與實(shí)際值有一定誤差。

為優(yōu)化模型，需要收集以下信息：

（1）第i種重金屬元素在第j個(gè)采樣點(diǎn)的土壤顆粒性質(zhì)差異對傳播特性的影響因數(shù)Kij

（2）各類區(qū)域間的地理位置關(guān)系影響因子Kr

（3）土壤水流量影響因子Kv