福州市典型工业区土壤污染特征分析及其评价研究

摘要

城市土壤是城市生态环境的主要组成部分之一，具有重要的生态、环境和经济功能，也是城市污染物的源和汇。随着工业发展和城市化推进，一些城市土壤环境质量日益恶化，直接或间接影响了城市生态环境质量和居民人体健康。加之城市的人口密度大大高于其他地区，且城市土地受人类活动影响的强度大、历史长，因此，对城市土壤重金属含量的研究及其污染评价具有十分重要的意义。 (1)本研究选择金山浦上工业区、金城投资区、福兴投资区、青口工业区和二化地区5个典型工业区作为研究对象，布设10个采样点，采集土壤表层0～20cm的代表性样品，测定土壤pH值、蔗糖酶、脲酶、过氧化氢酶、有机碳含量和重金属元素Ni、Cd、Mn、Pb和Zn的含量。结果表明青口工业区表层土壤的pH值最小，为6.767呈弱酸性，而福州二化地区和金山浦上工业区的pH值最大，呈现明显的碱性，而金城投资区和福兴投资区的pH值趋向于中性。金山浦上工业区和青口开发区各种酶的活性比较高，而二化地区和金城投资区各种酶的活性比较低。土壤有机碳的含量：金山浦上工业区>金城投资区>福兴投资区>青口工业区>二化地区。各工业区周围土壤重金属含量的平均含量分别为福州市背景值的1.779、4.556、7.797、2.741和1.370倍，其中Ni、Cd、Pb、Zn4种重金属是国家土壤质量二级标准(GB15618-1995)的0.400，0.246，0.273和0.378倍。Ni、Pb在一定的程度上表现为表面的富集度略高于底下，具有表聚特征；Mn、Cd和Zn表现为一定程度上的表面值略低于底层的土壤值，显示出亚表聚特征。 (2)各采样点表层土壤中Ni、Cd、Pb、Zn4种重金属浓度测定结果表明，随着距东南汽车厂距离的增加，重金属的扩散强度逐渐降低，土壤中重金属含量呈下降的趋势。东南汽车厂周围不同方向土壤重金属含量空间分布，以东南汽车厂为中心，土壤中Ni、Cd、Pb、Zn4种重金属污染带呈西北至东南方向分布，西北至东南方向的重金属污染带在空间上尤以西北方向污染为最重，正东、正南方向较轻。利用地统计学方法研究了4重金属元素含量的空间分布特征。结果表明所研究的重金属在青口投资区均有显著的空间结构性特点，其变异函数均可用有块金效应的指数模型进行拟合，多数元素变异函数的变程在3 km左右，这种长距离的变程与分布图上同性质斑块平均距离相当。 (3)以国家土壤环境质量二级标准作为评价标准，计算出各采样点土壤的单因子和综合污染指数，计算数据显示，工业区土壤以Mn污染最为突出，已达到重度污染，其他重金属未污染。由综合污染指数可看出各工业区污染程度依次为金城投资区>青口工业区>金山浦上工业区>福兴投资区>福州二化。不同工业区重金属污染因子Mn元素的分担率最大，Cd和Pb分担率最小。根据“沉积学毒性系数”，对采样点各重金属元素污染潜在生态危害系数和污染分级进行统计，结果表明，在福州市典型工业区土壤中各重金属元素均为轻度污染，危害程度依次是Mn>Ni>Zn>Cd>Pb。进一步对各元素单项潜在生态危害系数进行统计，潜在生态危害综合指数RI=14.935，结果表明重金属污染为轻度生态危害。 (4)在分析了常用的重金属污染土壤的治理方案的基础上，结合现状，提出了发展或引入生物地球化学工程学的方法来治理土壤的重金属污染是有效可行的选择。 结合当前该领域的研究现状和发展趋势，本研究认为今后还应加强以下2个方面的工作和研究：进一步研究工业区污染场地健康风险评价的理论与方法，开展污染土地价值损失风险方面研究。

目录

文摘

英文文摘

声明

1引言

1.1研究背景和意义

1.2国内外研究进展评述

1.2.1土壤污染概念辨析

1.2.2工业区土壤污染类型

1.2.3工业区土壤污染内在机理研究

1.2.4土壤污染评价基准值研究

1.2.5土壤污染评价方法研究

1.2.6研究展望

1.3研究目标、内容与技术路线

1.3.1研究目标

1.3.2主要研究内容

1.3.3研究技术路线

2研究地概况

3研究方法

3.1样品的采集

3.1.1市区范围内5个典型工业区样品采集

3.1.2青口投资区样品采集

3.2样品的处理与测试

3.3数据处理

3.3.1地统计学方法

3.3.2污染评价方法

4结果与分析

4.1福州市典型工业土壤污染空间分布特征

4.1.1土壤pH值特征

4.1.2土壤酶活性特征

4.1.3土壤有机碳含龄特征

4.1.4土壤重金属元素含最特征

4.2地统计学在土壤重金属污染空间分布特征研究中的应用——以青口投资区为例

4.2.1青口投资区概况

4.2.2青口投资区重金属空间分布各向异性分析

4.2.3青口投资区重金属空间分布变异函数分析

4.3土壤重金属污染及潜在生态危害评价

4.3.1土壤重金属污染现状评价

4.3.2土壤重金属潜在的生态危害评价

5结论与讨论

5.1土壤污染空间分布特征

5.2青口投资区土壤重金属污染空间分布各向异性和变异函数分析

5.3土壤污染评价

5.4防治建议与展望

6参考文献