重金属污染源数学建模

2011高教社杯全国大学生数学建模竞赛

承诺书

我们仔细阅读了中国大学生数学建模竞赛的竞赛规则.

我们完全明白，在竞赛开始后参赛队员不能以任何方式（包括电话、电子邮件、网上咨询等）与队外的任何人（包括指导教师）研究、讨论与赛题有关的问题。

我们知道，抄袭别人的成果是违反竞赛规则的, 如果引用别人的成果或其他公开的资料（包括网上查到的资料），必须按照规定的参考文献的表述方式在正文引用处和参考文献中明确列出。

我们郑重承诺，严格遵守竞赛规则，以保证竞赛的公正、公平性。如有违反竞赛规则的行为，我们将受到严肃处理。

我们参赛选择的题号是（从A/B/C/D中选择一项填写）： A

我们的参赛报名号为（如果赛区设置报名号的话）：

所属学校（请填写完整的全名）：中国人民解放军国防科学技术大学参赛队员(打印并签名) ：1. 李腾骥

2. 袁雪强

3. 赵泉朴

指导教师或指导教师组负责人(打印并签名)：杨文强

日期：2011 年9 月9 日赛区评阅编号（由赛区组委会评阅前进行编号）：

2011高教社杯全国大学生数学建模竞赛

编号专用页

赛区评阅编号（由赛区组委会评阅前进行编号）：

全国评阅编号（由全国组委会评阅前进行编号）：

基于MCMC的城市表层土壤重金属污染分析

摘要：本文针对某城市城区表层土壤重金属污染分析的问题，从各分区重金属元素污染的空间分布、污染程度、污染原因及传播途径等多方面进行了全面的统计与研究，同时采用贝叶斯推理和马尔科夫链蒙特卡洛法（MCMC），利用MATLAB进行编程，对所设计的模型进行求解，得到了各重金属污染源的地理位置坐标，最后对城市地质环境演变模式的问题进行了探究，得出了初步的结论。

首先，根据所给数据信息，利用MATLAB及EXCEL作图，得到了该地区的地势图及各重金属污染程度的分布图。

对于问题1，通过统计各重金属的重污染点在各区域的分布和计算不同区域各中金属污染程度之间的相关系数，得到了各重金属的大致空间分布，并采用改进的内梅罗指数法，得出不同区域重金属的污染程度。

对于问题2，在问题1所得数据及结论的基础上，结合实际情况，对各重金属污染的主要原因进行了较为全面的分析。

对于问题3，通过对污染的传播特征的研究，基于城市的地质特性，得到空气传播为污染主要传播方式的结论，并由此建立关于气体传播的概率模型，采用贝叶斯推理和马尔科夫链蒙特卡洛法，利用MATLAB进行50000次抽样，得到收敛的坐标值，从而计算出各重金属污染源的地理位置坐标分别为：As （2742,7294）、Cd（2382,3693）、Cr（3470,2309）、Cu（2707,2295）、Hg(2708,2294)、Ni（1647,2729）、Pb（2882,3617）、Zn（4152,2299）。

对于问题4，以题中城市土壤重金属污染的演变规律为例进行了一定深度的探究，并对所需信息及模型设计方案进行了初步的讨论。

关键词：内梅罗指数法相关系数贝叶斯推理MCMC法MH算法

一、问题的提出与分析

（一）背景介绍

随着城市经济的快速发展和城市人口的不断增加，人类活动对城市环境质量的影响日显突出。对城市土壤地质环境异常的查证，以及如何应用查证获得的海量数据资料开展城市环境质量评价，研究人类活动影响下城市地质环境的演变模式，日益成为人们关注的焦点。

按照功能划分，城区一般可分为生活区、工业区、山区、主干道路区及公园绿地区等，分别记为1类区、2类区、……、5类区，不同的区域环境受人类活动影响的程度不同。

现对某城市城区土壤地质环境进行调查。为此，将所考察的城区划分为间距1公里左右的网格子区域，按照每平方公里1个采样点对表层土（0~10 厘米深度）进行取样、编号，并用GPS记录采样点的位置。应用专门仪器测试分析，获得了每个样本所含的多种化学元素的浓度数据。另一方面，按照2公里的间距在那些远离人群及工业活动的自然区取样，将其作为该城区表层土壤中元素的背景值。（二）要解决的问题

现给出采样点的位置、海拔高度及其所属功能区等信息，8种主要重金属元素在

重金属污染治理研究现状及进展

https://www.wendangku.net/doc/af10496244.html, Research Progress on Control of Water Environment Contaminated by Heavy Metals Xu Haisheng1 Zhao Yuanfeng2 (1. Institute of life science and technology, Dalian Fisheries University, Dalian116023; 2. Key Laboratory of Mariculture and Biotechnology, Ministry of Agriculture, Dalian 116023, China) Abstract: Some treatment methods for heavy metal wastewater are summarized in this paper, which are mainly based on the physical, chemical, Physical chemistry treatment, Biological treatment. The technology applications of bioengineering for wastewater reuse treatment are also summarized. It indicates that the comprehensive utilization and innocuous treatment of heavy metal wastewater become the main trend for the heavy metal contamination. Key Words: heavy metal contamination; treatment methods; comprehensive utilization; innocuous Preface Trace metals such as cadmium (C d), chromium (Cr), copper (Cu), lead (P b) and zinc (Zn) are classified as priority pollutants.Human living environment had polluted by industrial sewage, cultivate wastewater and electroplate heavy metal of wastewater, and becoming more and more serious [1]. Heavy metal pollution has persistence and accumulation, can transfer along food chain and enrichment, endangering human body and other organism in any way. Take place caused by Hg pollution " minamata disease " and " itai itai disease " incident caused by C d pollution in Japan, A growing concern among heavy metal pollution control from domestic and international environmentalist extremely [2-4]. 1 Wastewater of heavy metal treatment methods The treatment method of heavy metal, up till now, have already developed a lot of heavy metal pollution control technology in the wastewater, generally adopt: (1) Physical treatment; (2) Chemical treatment; (3) Physical chemistry treatment; (4) Biological treatment. 1.1 Physical treatment Physics method is used physics function to separate the suspending polluter from wastewater, change chemical property of material in the course of dealing with, such as electroplate degreasing, evaporation of wastewater is recycled, etc.. Physics method is regard as other treatment a link of method, seldom use alone in electroplate craft, Physics method including adsorption method, floatation, etc.. 1.1.1 Adsorption method The adsorption method is used for removing the micro- pollutant in the wastewater, to achieve the purpose of depth purifies. Mainly utilize solid absorbent physical absorption and chemistry to absorb performance, get rid of the course of many kinds of pollutant in wastewater. Polyethylene silica gel-polyethylene amine composite has important practical value in the absorbent material of the artificial synthesis. It has offered the prospect for the fact that economy

一些重金属降解

来源：本站发布日期：2012-9-15 16:23:20 发布者：管理员黑苦荞保健茶受重金属元素污染程度由高到低表现为铅、铬、镉。其中黑苦荞叶芽茶和黑苦荞全株茶的重金属污染较为严重,黑苦荞全胚茶未受重金属污染。结合苦荞保健茶的原料和生产工艺分析,可以看出加入苦荞茎、叶或叶芽的黑苦荞保健茶重金属污染较严重,而只利用苦荞麦米制作而成的全 胚茶则无重金属污染。 由此可初步推断出黑苦荞茎、叶或叶芽中重金属元素含量可能较高。这需要进一步分析验证。由于农产品受重金属污染的来源比较复杂,下一步研究应明确黑苦荞茶中的重金 属污染与农业土壤或生产工艺之间的关系。 黑苦荞茎、叶、花、果中不仅富含其它粮食作物中几 乎没有的芦丁（VP）及硒元素(Se)，同时还含有19种氨基酸、9种脂肪酸（VF）、丰富的膳食纤维、叶绿素、粗蛋白,并且矿物质及微量元素含量合理，并且不含糖和胆固醇，其营养成分更是远远优于大米，小麦，玉米，大豆和肉类等普通食物，属天然珍贵的营养饮品。凉山的珍稀品种珍珠黑苦荞是苦荞麦中的极品，其营养保健价值更是普通苦荞麦的5～10倍！https://www.wendangku.net/doc/af10496244.html,

从20多个玉米品种中筛选出来“超甜38”，该品种能够将土壤中的重金属元素吸收到茎和叶中，但对玉米籽粒的影响很小。 对秸秆、花生壳等农业废弃物进行改性，以增强其吸附性，随后在汇入东江的支流中建立堤坝，利用改性后的农业废弃物吸附重金属元素。 “广东省能够拨款400亿治理珠江，而治理土壤污染就远远未到这个数。”党志表示，土壤污染治理成效短期内不可见，这是土壤治理方面投入不足的重要原因。 南方日报报道：（记者/雷雨实习生/卞德龙通讯员/刘慧婵）镉大米、毒蔬菜、血铅超标……这些近年来频发的污染事件，让人闻之色变，其深层次原因是日益严重的重金属污染。在刚刚揭晓的2011年度广东省科学技术奖自然科学类一等奖中，就有一项成果有望破解土壤重金属污染的难题。 这项名为“污染物在土壤中的环境化学行为与修复机理 研究”的项目，由华南理工大学、仲恺农业工程学院、中国科学院地球化学研究所、广东省生态环境与土壤研究所等单位联合完成。针对我省人多地少、土壤重金属污染突出的现状，该新技术的最大特点是利用经济作物玉米，“一边生产一边修复”，实现对重金属—有机物复合污染的土壤修复。 玉米充当去污先锋

土壤重金属污染

土壤重金属污染 摘要：随着现代工业的发展，工业排出的污染物越来越多，土壤的重金属污染就是一个例子，土壤污染对人类的身心都造成了巨大的危害。本文主要就土壤重金属的概念、来源种类、特点危害、采样检测、防治修复等方面都做了一定的阐述。 With the development of modern industry, industrial discharge pollutants is more and more, soil heavy metal pollution is one example, soil pollution has caused great harm on human body and mind . This paper discusses the concept, origin of soil heavy metal types and characteristics, sampling testing and prevention harm repair all aspects were discussed as well。 关键词：土壤污染，重金属，危害 据报道，目前我国受镉、砷、铬、铅等重金属污染耕地面积近 2000 万公顷，约占总耕地面积的 1/5，其中工业“三废”污染耕地 1000 万公顷，污水灌溉的农田面积已达 330 多万公顷。例如：某省曾对 47 个县和郊区的 259 万公顷耕地（占全省耕地面积的五分之二）进行过调查。其结果表明，75% 的县已受到不同程度的重金属污染的潜在威胁，而且污染趋势仍在加重。 一土壤重金属污染的定义 重金属系指密度4.0以上约60种元素或密度在5.0以上的45种元素。但是由于不同的重金属在土壤中的毒性差别很大，所以在环境科学中人们通常关注锌、铜、钴、镍、锡、钒、汞、镉、铅、铬、钴等。砷、硒是非金属，但是它的毒性及某些性质与重金属相似，所以将砷、硒列入重金属污染物范围内。由于土壤中铁和锰含量较高，因而一般不太注意它们的污染问题，但在强还原条件下，铁和锰所引起的毒害亦应引起足够的重视。 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，致使土壤中重金属含量明显高于背景含量、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。[1] 如下图为土壤环境质量标准值（GB15618—1995）单位: mg/kg

土壤重金属污染现状

土壤重金属污染现状 摘要: 重金属作为一种持久性污染物已越来越多地被关注和重视. 重金属矿山的开采利用是造成当今世界重金属污染的主要原因,并已经严重威胁和影响人类的生存和发展.本文从我国重金属的利用入手,总结了我国近几年重金属污染的现状,分析了重金属污染物进入环境介质的途径和方式. 为促进我国矿业开发与环境的可持续发展和和谐发展,对重金属资源的合理开发利用提出措施和建议. 关键词: 重金属; 利用; 重金属污染 引言 所谓重金属污染,是指由重金属及其化合物引起的环境污染. 重金属矿山的开采及其产品的利用是重金属污染的重灾区,也是全球重金属污染的源头所在,对于矿山环境,重金属污染的主要危害对象是农作物和人. 其主要原因在于重金属被排入环境后具有永久性,且有明显的累积效应.随着人们对金属矿产品的需求量的不断增大,由此引发的环境问题日趋严重,重金属污染就是其中最为典型的一个. 以云南铅锌矿为例,云南拥有国内储量最大的兰坪铅锌矿和国内品位最富的会泽铅锌矿,它的开采量日益增大,产生的环境问题也随之日益增多,由于云南铅锌矿山布局分散,规模偏小,工艺技术落后,装备水平低,并且有相当一部分乡镇和个体私营企业没有专门的尾矿坝,尾矿、废水随意排放,加之由于当地开发无序,滥采滥挖,环保投入不足,导致矿山特别是铅锌矿山老化,品位下降,开采难度增大,造成了一定的环境污染,并使得生态环境的修复、改造和维护难以进行。 一土壤重金属污染的定义 重金属系指密度4.0以上约60种元素或密度在5.0以上的45种元素。但是由于不同的重金属在土壤中的毒性差别很大，所以在环境科学中人们通常关注锌、铜、钴、镍、锡、钒、汞、镉、铅、铬、钴等。砷、硒是非金属，但是它的毒性及某些性质与重金属相似，所以将砷、硒列入重金属污染物范围内。由于土壤中铁和锰含量较高，因而一般不太注意它们的污染问题，但在强还原条件下，铁和锰所引起的毒害亦应引起足够的重视。 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

香薷的重金属耐性与吸收性研究

土 壤 (Soils), 2013, 45(2): 239–245 ①基金项目：国家自然科学基金项目(40821140539，40871155)和科技部国际科技合作项目(2010DFA92360)资助。 * 通讯作者(lhwu@https://www.wendangku.net/doc/af10496244.html,) 作者简介：宓彦彦(1986—)女，山东聊城人，硕士研究生，主要从事土壤污染与植物修复研究。E-mail: miyanyan1987@https://www.wendangku.net/doc/af10496244.html, 香薷的重金属耐性与吸收性研究① 宓彦彦1, 2，吴龙华2*，谭长银1，赵 冰3，周守标3，骆永明2 (1 湖南师范大学资源与环境学院，长沙 410081；2 中国科学院土壤环境与污染修复重点实验室(南京土壤研究所)，南京 210008； 3 安徽师范大学生命科学学院，重要生物资源保护与利用安徽省重点实验室，安徽芜湖 241000) 摘 要：采用温室土培盆栽试验和水培试验方法，研究了重金属复合污染条件下香薷的Cu 、Zn 、Cd 、Pb 耐性和吸收性。结果表明，土培试验中，各重金属处理条件未对香薷造成毒害，香薷均生长良好，且各处理间生物量无显著差异；香薷地上部Cu 、Zn 、Cd 、Pb 浓度最高分别为12.1、100、0.83、11.3 mg/kg 。水培试验条件下，Cu 50 μmol/L 、Zn 200 μmol/L+Cd 10 μmol/L 及Pb 100 μmol/L 处理时香薷均生长良好，且生物量与对照均无显著差异，根部Cu 、Zn 、Cd 、Pb 浓度最高为2 270、1 648、1 029、25 331 mg/kg ；Cu 100 μmol/L 处理时香薷生物量显著低于对照，但并未死亡，该处理下香薷叶片丙二醛、还原型谷胱甘肽、可溶性糖浓度均显著高于对照。两组试验表明，香薷对Cu 、Zn 、Cd 、Pb 有极强的耐性，是一种良好的可栽种于重金属污染土壤的经济作物。 关键词：香薷；重金属；耐性；吸收性 中图分类号：X53 随着采矿、冶金业的不断发展，土壤重金属污染问题日趋严重，已经受到环境、土壤科学家们的广泛关注[1]。植物修复以其成本低、不破坏土壤和河流生态环境、不引起二次污染等优点表现出了广阔的市场前景[2-4]。黄铭洪等[5]认为在重金属污染土壤上种植金属耐受性植物可降低金属的移动性，并减少进入食物链的金属生物有效性。 香薷(Elsholtzia ciliate )是香薷属一年生草本植物，其生物量大，生长快，是赏食皆宜的药用植物[6]。香薷属植物重金属耐性较早即有研究，目前已证实海州香薷(Elsholtzia splendens )是Cu 的高耐性植物[7-8]。鉴于土壤重金属污染呈多元素复合型，且对香薷属其他植物的多种重金属耐性和吸收性的研究较少。因此，本文拟以海州香薷近缘种香薷为供试材料，研究其Cu 、Zn 、Cd 、Pb 耐性和吸收特性，旨在为重金属复合污染土壤提供植物修复资源，并为香薷作为药用植物在重金属污染土壤上进行大面积种植提供新的思路和参考依据。 1 材料与方法 1.1 供试材料 供试土壤(普通黏化湿润富铁土)采自浙江省杭 州市郊区某金属冶炼厂附近重金属污染农田，将采集的0~20 cm 表层土壤风干后过2 mm 筛，备用。供试土壤全氮为1.92 g/kg 、全磷0.83 g/kg 、全钾13.1 g/kg 、阳离子交换量(CEC)为7.56 cmol (+)/kg 、有机碳19.9 g/kg 、pH 7.50。土壤全量Cu 、Zn 、Cd 、Pb 分别为944、5 059、2.62和955 mg/kg 。供试香薷种子采自浙江绍兴某铅锌矿区，于中国科学院南京土壤研究所植物生长室培养育苗，温度25°C(光照)/20°C(黑暗)，相对湿度65% ~ 70 %，光照时间14 h ，光强1.5 × 104 l x ；培养基为蛭石。待苗长出4片真叶后选择大小一致、长势良好的幼苗移栽，进行盆栽试验和水培试验。 1.2 试验设计与实施 1.2.1 香薷土培盆栽试验 试验于2009年3月30日至10月15日在中国科学院南京土壤研究所温室进行，向供试土壤中外加200 mg/kg Cu 、300 mg/kg Zn +10 mg/kg Cd 、600 mg/kg Pb 进行盆栽试验，试验处理见表1。重金属分别采用硝酸盐溶液形式加入，其中Zn+Cd 处理先添加Zn ，待幼苗无中毒症状，长势良好的情况下再加入Cd ，5月20日添加完全部重金属。试验每处理4次重复，每盆4株苗。在开花末期(10月15日)收获。

浅谈我国土壤重金属污染现状及修复技术

浅谈我国土壤重金属污染现状及修复技术 土壤是一个开放的缓冲动力学系统，承载着环境中50%～90%的污染负荷[1-2]。随着矿产资源开发、冶炼、加工企业等规模的扩大以及农业生产中农药、化肥、饲料等用量的增加和不合理的使用，致使土壤中重金属含量逐年累积，明显高于其背景值，造成生态破坏和环境质量恶化，对农业环境和人体健康构成严重威胁。重金属在土壤中移动性差、滞留时间长、难降解，可以通过生物富集作用和生物放大作用进入到农牧产品中[3]，从而影响产出物的生长、产量和品质，潜在威胁人体健康[4]。本文对我国土壤重金属污染现状进行了简要分析，概述了土壤中重金属的来源，简单介绍了物理修复、化学修复和生物修复技术在土壤重金属污染修复方面的研究进展，以期为土壤重金属污染修复提供参考。 1我国土壤重金属污染现状 随着矿山开采、冶炼、电镀以及制革行业的蓬勃发展，一些企业盲目追逐经济利益，轻视环境保护，再加上农药、化肥、地膜、饲料添加剂等的大量使用，我国土壤中Pb、Cd、Zn等重金属的污染状况日益严重，污染面积逐年扩大，危害人类和动物的生命健康。据报道，2008年以来，全国已发生100余起重大污染事故，其中Pb、Cd、As等重金属污染事故达30多起。据2014年国家环境保护部和国土资源部发布的全国土壤污染状况调查公报显示，全国土壤环境总状况体不容乐观，部分地区土壤污染较重，耕地土壤环境质量堪忧，工矿业废弃地土壤环境问题突出。全国土壤总的点位超标率为16.1%，其中轻微、轻度、中度和重度污染点位比例分别为11.2%、2.3%、1.5%和1.1%。据农业部对我国24个省市、320个重点污染区约548 万hm2土壤调查结果显示，污染超标的大田农作物种植面积为60万hm2，其中重金属含量超标的农产品产量与面积约占污染物超标农产品总量与总面积的80%以上，尤

水稻重金属镉污染研究综述

水稻重金属镉污染研究综述 镉（Cadmium，Cd）是一种毒性极强的重金属元素，也是人体和植物非必需元素。Cd 由于其在环境中具有很强的迁移转化特性及对人体的高度危害性而被列为《国家重金属污染综合防治“十二五”规划》重点关注的5大重金属污染元素之一（孙聪，2014）。镉通过食物链进入人体后，会对人体肾、肺、肝、睾丸、脑、骨骼及血液系统等产生损伤，造成急性或慢性中毒，甚至癌变。镉过量会抑制植物的生长。水稻是中国第一大粮食作物，全国约有65%人口以稻米为主食，稻米的安全品质与人类健康密切相关，目前水稻生产正受到镉污染土壤的严重威胁（孟桂元，2015）。与其它重金属元素相比，镉（Cd）对水稻显示出更大的毒性，镉的活性较强，容易被水稻吸收和富集，可以在不影响水稻正常生长的情况下积累较高含量的镉，重金属Cd通过灌溉在土壤中累积，且主要累积在0－20cm表层土壤（姜国辉，2012），经过根、茎、叶的吸收，最终迁移到稻米中，直接影响人类的健康。据不完全统计，我国受镉污染的农田面积已超过20万hm2，每年生产镉含量超标的农产品达14.6亿kg（杨双，2015），由于重金属污染导致的粮食每年减产1000多万t，受污染粮食多达1200多万t，经济损失达200多亿元。如在湖南安化县境内的某铀矿区，每年因污灌带入农田的镉达2-3kg/hm2，使近40km2的农田受到不同程度污染。严重危害了广大人民群众的身体健康（贺慧，2014）。目前土壤镉污染问题已成为国内外学者研究的热点之一（李启权，2014）。国内、外关于土壤Cd污染对水稻的生态风险进行了大量的研究，主要集中在不同水稻对Cd的富集机理、Cd在土壤-水稻系统迁移转化的根际过程及分子机理与遗传规律、Cd诱导胁迫的生理生化特征及Cd污染土壤的生态修复等。 1、不同水稻对Cd的富集机理 大量研究表明，由于遗传特性的不同，水稻对镉的吸收存在着很大差异，这种差异不仅表现在水稻的不同类型之间，也表现在不同品种之间。李坤权等研究表明，水稻糙米中的镉浓度与水稻类型有关，即籼型＞新株型＞粳型（李坤权，2003）。李正文等采用田间试验的方法，研究了江苏省目前栽种的57个水稻品种，揭示了杂交稻Cd吸收极显著高于常规稻（李正文，2003）。徐燕玲等认为，在低污染水平土壤上，水稻对Cd的累积品种间存在一定的稳定性，而水稻类型间Cd含量没有显著差异，因此按照水稻类型来筛选是不可行的，应针对品种来筛选并对筛选出来的稳定的品种进行重点研究（徐燕玲，2009）。孙聪研究发现，不同水稻品种对土壤中Cd毒性胁迫有显著性差异，虽然Cd属于非必需元素，但不同水稻品种对低剂量Cd表现出不同的刺激效应。经过Burr-III模型的计算得到基于保护95%水稻品种的土壤中Cd50%抑制浓度值（HC550%）为4.93mg·kg-1（孙聪，2014）。 孟桂元以湘中地区主要栽培的26个水稻品种为材料，研究了镉胁迫(0.5mmol/L)对不同水稻品种种子萌发及根芽生长的影响。结果表明，镉胁迫对水稻种子的发芽率、发芽指数影响不显著，对种子活力指数及根芽生长具有显著影响;镉胁迫对根的抑制作用明显大于对芽的抑制。不同品种对镉胁迫的耐性存在较大差异（孟桂元，2015）。刘侯俊研究东北地区水稻生长、籽粒产量和Cd在水稻植株不同部位的分配规律。结果表明，土壤中添加Cd后，多数水稻籽粒产量和植株总生物量下降，只有少数品种籽粒产量和生物量有所上升。Cd在水稻植株中的含量遵循根系>茎叶>颖壳>籽粒的规律（刘侯俊，2011）。张锡洲比较水稻亲本材料的镉耐性差异,筛选镉低积累水稻种质资源,为水稻镉安全品种(Cd-safecultivars,CSCs)

重金属研究

31届 学校：天津市第十四中学 项目作者：薛剑刘心远刘佳缘指导教师：郝元元黄辉高虎

探究针对重金属污染的抵消方案 摘要：环境污染对人类的危害已成为全球关注的焦点问题之一，而重金属污染则由于其危害严重、作用时间长更是引起了人们的关注。本文以铬污染为例，探讨了茶多酚在抵消受重金属胁迫的玉米幼苗生长所产生的影响方面存在的潜在价值。采用水培方法，从玉米种子萌发长至二叶期受铬离子胁迫（0、10-5、10-4mM （单位？？？）重铬酸钾）。再将三个浓度下生长的二叶期的幼苗用水冲去培养液（即也去掉重金属作用），每个浓度的幼苗重新分为两组。对照组用清水继续培养，实验组用0.05%茶多酚水溶液继续培养。25天后测定各项指标。在一定浓度下，茶多酚会通过升高SOD(超氧化物歧化酶简称SOD)是一种能够催化超氧化物通过歧化反应转化为氧气和过氧化氢的酶,可以清除过量的自由基。它广泛存在于各类动物、植物、微生物中，是一种重要的抗氧化剂)和POD(过氧化物酶广泛存在于植物体中,是活性较高的一种酶.它与呼吸作用,光合作用及生长素的氧化等都有关系.在植物生长发育过程中它的活性不断发生变化.一般老化组织中活性较高过氧化物酶能催化过氧化氢氧化酚类,)活性来抵御铬胁迫，而铬浓度超过一定阈值茶多酚则失去该功能，因此在10-5M铬胁迫的根部和10-4M铬胁迫的茎叶，SOD和POD活性出现升高情况。铬胁迫时以及茶多酚修复时玉米的POD、SOD同工酶表达均发生明显的变化。利用伊文思蓝(evans blue)作为细胞活性染料, 检测了胁迫处理后以及茶多酚修复后的细胞活性。结果显示, 不同浓度铬的胁迫均造成了根和叶片细胞一定程度的伤害。而显微成像也充分表明茶多酚修复作用的有效性。 关键词：玉米，重金属铬胁迫，茶多酚，POD、SOD，APX，CAT ，同工酶，伊文思蓝，细胞活性。 随着工农业生产的发展，三废的排放，矿产的开发和利用、污水灌溉以及农药、除草剂和化肥的使用等严重地污染了土壤、水质和大气，导致环境恶化。各种工业(如冶炼、电镀、采矿等)废水和固体废弃物的渗出液直接排入水体，致使水体中重金属含量越来越高。铬被称为重金属“五毒”之一，过量铬可以直接或通过食物链危害人类健康，造成严重的致癌、致畸作用［1］。铬通过运输必需元素(Fe、S、P)的载体以主动运输形式被根部吸收并储存于细胞液泡中，限制了其进一步迁移［2］。当环境中重金属数量超过某一临界值时就会对植物产生一定的

土壤重金属污染综述

重庆文理学院环境管理学课程作业之三 综述报告 题目：土壤重金属污染综述 姓名：冯思特 学号：201204159007 班级：环科2班 成绩：

土壤重金属污染综述 摘要:土壤是生物和人类赖以生存和生活的重要环境。随着工业化的发展、城市化进程的深入，我国土壤环境污染不断加剧。土壤环境质量变化较大，土壤环境污染物种类和数量的不断增加，发生的地域和规模在逐渐扩大，危害也进一步深入。而土壤重金属污染是其中重要的组成部分，由于其不能为土壤微生物所分解，且污染具有蓄积性的特点，土壤一旦遭受污染，就难以在短时间内消除，从而对农产品的产量品质和人类的身体健康造成很大的危害【1,2】。 关键词：现状；来源；特性；修复方法 一.我国重金属污染现状 我国土壤重金属污染形势严峻。近年来，我国土壤重金属污染事件频发，不仅对耕地与农产品质量构成严重威胁，还直接损害了民众身体健康，影响社会稳定【3】。国务院批复的《重金属污染综合防治“十二五”规划》、近期印发的《国务院办公厅关于印发近期土壤环境保护和综合治理工作安排的通知》(国办发〔2013 ] 7号)和《国务院关于加快发展节能环保产业的意见》(国发〔2013]30号)中，都明确提出了攻克污染土壤修复技术和加强试点示范的要求。建设土壤重金属污染治理试点示范工程，加强修复技术体系研究和推广应用，防控和修复土壤重金属污染，提高土壤环境质量，保障生态环境与食物安全，已成为国家重大现实需求。 二.重金属污染主要来源 土壤重金属的来源主要有自然来源和人为干扰输入两种途径。在自然情况下，土壤中重金属主要来源于母岩和残落的生物物质，含量比较低，一般不会对土壤一植物系统生态环境造成危害【4】。人为活动是造成土壤遭受重金属污染的重要原因，在金属矿床开发、城市化建设、固体废弃物堆积以及为提高农业生产而施用化肥、农药、污泥和污水灌溉的过程中，都可能导致重金属在土壤中大量积累。 三.土壤重金属的特性 3.1 重金属在土壤中的沉积 重金属能在一定的幅度内发生氧化还原反应，具有可变价态，因重金属的价态不同，其活性和毒性也不同；重金属易在土壤环境中发生水解反应，生成氢氧化物，也可以与土壤中的一些无机酸反应，生成硫化物、碳酸盐、磷酸盐等。这些化合物的溶度积【5】都比较小，使得重金属累积于土壤中，不易迁移，污染危害范围扩大的可能性较小，但却使污染区域内

我国重金属污染研究现状

我国重金属污染研究现状 摘要：随着经济全球化的迅速发展，含重金属的污染物进入生态环境，对人类的健康带来了严重威胁，我国重金属污染突显，国内在重金属污染研究领域也展开研究，本文描述了我国在重金属污染研究中的具体采样、测定、评价方法，以及这些方法在我国的应用。 关键词：重金属污染；重金属污染物采样、重金属含量测定、污染评价 前言 重金属污染时指由重金属及其化合物引起的环境污染，重金属污染在环境中难以降解，能在动物和植物体内积累，通过食物链逐步富集，浓度成千上万甚至上百万倍的增加，最后进入人体造成危害，是危害人类最大的污染物之一。国际上，许多废弃物都因含有重金属元素被列到国家危险废物名录，近些年随着我国工农业生产的快速发展，我国出现了重金属污染频发、常发的状况。2008年，我国相继发生了贵州独山县、湖南辰溪县、广西河池、云南阳宗海、河南大沙河等5起砷污染事件，2009年环保部共接报陕西凤翔等十二起重金属、类金属污染事件。这些事件致使四千零三十五人血铅超标、一百八十二人镉超标，引发三十二起群体性事件。由于重金属污染事件在我国频繁发生，使得我国开始重视重金属污染的研究。 重金属污染物是一类典型的优先控制污染物。环境中的重金属污染与危害决定于重金属在环境中的含量分布、化学特征、环境化学行为、迁移转化及重金属对生物的毒性。人类活动极大的加速了重金属的生物地球化学循环，使环境系统中的重金属呈增加趋势，加大了重金属对人类的健康风险，当进入环境中的重金属容量超过其在环境中的容量时，即导致重金属污染的产生，重金属污染物为持久性污染物，一旦进入环境，就将在环境中持久存留。由于重金属对人类和生物可观察危害出现之前，其在环境中的累积过程已经发生，而且一旦发生危害，就很难加以消除。因此，在过去二十多年中人们就通过不同途径引入重金属对生态环境的污染做了广泛研究。

重金属污染物的传播特征

重金属污染来源、分布、治理方法 摘要：文章阐明了重金属污染物来源与分布，同时对国内外土壤重金属污染治理的研究工作做了系统的综述，提出了土壤中重金属污染物防治的环境矿物学新方法，利用环境矿物材料治理土壤重金属污染物的方法，具有成本低、效果好、无二次污染及有用金属可回收利用等优点，展现出广阔的环境矿物学研究与应用前景。并提醒人们要提高土壤质量意识，保护生态环境。 重金属系指密度4.0以上约60种元素或密度在5.0以上的45种元素。砷、硒是非金属，但是它的毒性及某些性质与重金属相似，所以将砷、硒列入重金属污染物范围内。环境污染方面所指的重金属主要是指生物毒性显著的汞、镉、铅、铬以及类金属砷，还包括具有毒性的重金属锌、铜、钴、镍、锡、钒等污染物。 随着全球经济化的迅速发展，含重金属的污染物通过各种途径进入土壤，造成土壤严重污染。土壤重金属污染可影响农作物产量和质量的下降，并可通过食物链危害人类的健康，也可以导致大气和水环境质量的进一步恶化。因此引起世界各国的广泛重视。目前，世界各国土壤存在不同程度的重金属污染，全世界平均每年排放Hg约1.5万t、Cu为340万t、Pb为500万t、Mn为1500万t、Ni为100万t。中国北方大城市的蔬菜基地和部分商品粮基地也存在着不同程度的重金属污染，如北京、天津、西安、沈阳、济南、长春、郑州等地；。 南方相对较轻，如福州、宁波、上海、武汉、成都等地。土壤重金属污染将会造成生态系统的严重破坏。从中国土壤资源状况看，到2000年底中国人均耕地仅为0.1 hm2，而且随着今后中国经济社会的发展如生态退耕、农业结构调整及自然灾害损毁等，土壤资源将进一步减少。因而如何有效地控制及治理土壤重金属的污染，改良土壤质量,将成为生态环境保护工作中十分重要的一项内容。 重金属污染原理 重金属，特别是汞、镉、铅、铬等具有显著和生物毒性。它们在水体中不能被微生物降解，而只能发生各种形态相互转化和分散、富集过程(即迁移)。重金属污染的特点是：(1)除被悬浮物带走的外，会因吸附沉淀作用而富集于排污口附近的底泥中，成为长期的次生污染源；(2)水中各种无机配位体(氯离子、硫酸离子、氢氧离子等)和有机配位体(腐蚀质等)会与其生成络合物或螯合物，导致重金属有更大的水溶解度而使已进入底泥的重金属又可能重新释放出来；(3)重金属的价态不同，其活性与毒性不同。其形态又随pH和氧化还原条件而转化。(4)在其危害环境方面的特点是：微量浓度即可产生毒性(一般为1～10毫克/升，汞、镉为0.01～0.001毫克/升)；在微生物作用会转化为毒性更强的有机金属化合物(如洋－甲基汞)；可被生物富集，通过食物链进入人体，造成慢性路线。亲硫重金属元素(汞、镉、铅、锌、硒、铜、砷等)与人体组织某些酶的巯基(-SH)有特别大的亲合力，能抑制酶的活性，亲铁元素(铁、镍)可在人体的肾、脾、肝内累积，抑制精氨酶的活性。六价铬可能是蛋白质和核酸的沉淀剂，可抑制细胞内谷胱甘肽还原酶，导致高铁血红蛋白，可能致癌，过量的钒和锰(亲岩元素)则能损害神经系统的机能。 本文主要从土壤中重金属污染物来源与分布、土壤中重金属污染物的现行治理方法入手，提出土壤中重金属污染物防治的环境矿物学新方法。旨在保护环境，提高土壤的环境质量。 1 土壤中重金属污染物来源与分布

土壤中重金属污染的现状研究

龙源期刊网 https://www.wendangku.net/doc/af10496244.html, 土壤中重金属污染的现状研究 作者：董续郎朗 来源：《科学与财富》2016年第05期 摘要：土壤中重金属污染存在着巨大的环境风险。城市环境中的土壤重金属污染已经成 为普遍关注的环境问题。本文针对重金属污染的特点与来源，以及各国对土壤中重金属污染的现状进行研究，阐述了土壤重金属污染不同的危害，包含改变土壤性质的直接危害以及对空气环境和水环境的污染的间接危害，最重要的是这些危害导致对人类健康生活的影响。加强社会各界对土壤中重金属元素污染的认识，以推动对土壤中重金属污染的重视及研究。 关键词：土壤；城市：污染；重金属元素 土壤中的重金属污染已经成为当今环境科学中重要的研究内容，尤其是城市的土壤重金属污染越来越多的被人们关注。城市作为人们生活和生产高度聚集的场所，人口相对集中，种种人类活动都非常容易造成城市的污染。本文针对土壤重金属污染的来源及危害加以阐述，增加读者对土壤污染的重视。 1 土壤重金属污染概况 重金属指的是密度大于5.0g/cm3的45种化学元素，但是因为每一种重金属元素在土壤中的毒性区别很大，所以在环境科学中通常关注锌、铜、锡、钒、汞、镉、钴、镍、铅、铬、钴等。硒和砷两种非金属元素它们的毒性及某些性质与重金属相似，因此也将硒元素和砷元素列入重金属污染物的范围内[1]。由于土壤中本身含有的铁和锰含量较高，因而一般不太注意它 们的污染问题，但在某些强还原条件下，铁和锰所引起的毒害却不能被忽视[2]。 中国作为发展中国家，工业科学上的发展越来越重要，但是由此造成的污染也在加剧。城市作为人口密集的区域，汽车尾气的排放成为了土壤中重金属污染的主要来源。吴学丽[3]等 人运用地累积指数法研究了沈阳地区浑河、细河及周边农田的土壤中重金属污染状况，发现这些地区土壤中汞元素和锌元素含量较高。兰砥中[4]等人研究湘南某铅锌矿区事故之后导致周 围土壤的重金属污染情况，运用单因子指数和潜在生态风险指数评价土壤污染状况，发现该地区土壤中铅、锌、铜、镉等重金属污染严重，其中镉的污染指数最高。 国外学者早在20世纪末就针对城市中土壤中重金属污染进行研究，在英国的几大城市中对土壤中的汞、铅等重金属元素进行调查，他们观察到这几个城市中的土壤重金属污染与英国的工业发展活动与周围居民区的繁荣与否有着直接的关系。世界各个国家正逐步开展城市中土壤中重金属污染的研究。在对葡萄牙、苏格兰、斯洛文尼亚、西班牙、意大利和瑞典这6个欧洲国家城市土壤中的重金属总浓度进行调查研究，发现葡萄牙地区中汞的浓度比苏格兰低，可能是由于燃煤发电和取暖导致的[5]。

重金属的来源及传播

土壤是人类赖以生存的主要自然资源之一，也是人类生态环境的重要组成部分。随着工业、城市污染的加剧和农用化学物质种类、数量的增加，土壤重金属污染日益严重，目前，全世界平均每年排放Hg约1.5万吨，Cu 340万吨，Pb 500万吨，Mn 1500万吨，Ni 100万吨。据我国农业部进行的全国污灌区调查，在约140万公顷的污水灌区中，遭受重金属污染的土地面积占污水灌区面积的64.8%，其中轻度污染的占46.7%，中度污染的占9.7%，严重污染的占8.4%。 土壤重金属污染具有污染物在土壤中移动性差、滞留时间长、不能被微生物降解的特点，并可经水、植物等介质最终影响人类健康。因此，治理和恢复的难度大。本文在讨论土壤重金属污染物来源和分布的基础上，评述土壤重金属污染修复技术研究进展，旨在为重金属污染土壤的有效修复提供科学的依据。 1 土壤重金属来源与分布 1.1 随着大气沉降进入土壤的重金属 大气中的重金属主要来源于能源、运输、冶金和建筑材料生产产生的气体和粉尘。除汞以外，重金属基本上是以气溶胶的形态进入大气，经过自然沉降和降水进人土壤。据Lisk报道，煤含Ce、Cr、Pb、Hg、Ti等金属，石油中含有相当量的Hg(O.02～30mg/kg)，这类燃料在燃烧时，部分悬浮颗粒和挥发金属随烟尘进入大气，其中1O%～30%沉降在距排放源十几公里的范围内，据估计全世界每年约有1600吨的汞是通过煤和其它石化燃料燃烧而排放到大气中去的。例如比利时每年从大气进入每公顷土壤的重金属量就有Pb 250g、Cd 19g、As 15g、Zn 3750g。 运输，特别是汽车运输对大气和土壤造成严重污染。主要以Pb、Zn、Cd、Cr、Cu等的污染为主。它们来自于含铅汽油的燃烧和汽车轮胎磨损产生的粉尘，据有关材料报导，汽车排放的尾气中含Pb量多达20～50 μg/L，它们成条带状分布，因距离公路、铁路、城市中心的远近及交通量的大小有明显的差异。Вериня等研究发现在公路两侧50m的距离有被污染的痕迹，每月每平方米累积的易溶性污染物在4～40 g。进入环境的强度顺序为：Cu、Pb、Co、Fe和Zn。在宁-杭公路南京段两侧的土壤形成Pb、Cr、Co污染带，且沿公路延长方向分布，自公路两侧污染强度减弱。经自然沉降和雨淋沉降进入土壤的重金属污染，与重工业发达程度、城市的人口密度、土地利用率、交通发达程度有直接关系，距城市越近污染的程度就越重，污染强弱顺序为：城市-郊区-农村。 1.2 随污水进入土壤的重金属 利用污水灌溉是灌区农业的一项古老的技术，主要是把污水作为灌溉水源来利用。污水按来源和数量可分为城市生活污水、石油化工污水、工业矿山污水和城市混合污水等。生活污水中重金属含量很少，但是，由于我国工业迅速发展，工矿企业污水未经分流处理而排人下水道与生活污水混合排放，从而造成污灌区土壤重金属Hg、Cd、Cr、Pb、Cd等含量逐年增加。淮阳污灌区土壤Hg、Ca、Cr、Pb、As等重金属1995年已超过警戒线。其它灌区部分重金属含量也远远超过当地背景值。 随着污水灌溉而进入土壤的重金属，以不同的方式被土壤截留固定。95%的Hg被土壤矿质胶体和有机质迅速吸附，一般累积在土壤表层，自上而下递减。郑州污水灌区水中Hg的浓度达到O.242mg/kg，而土壤Hg含量O.194 mg/kg就会造成重度污染。污水中的As多以3价或5价状态存在，进入土壤后被铁、铝氢氧化物及硅酸盐粘土矿物吸附，也可以和铁、铝、钙、镁等生成复杂的难溶性砷化合物。而Cd很容易被水中的悬浮物吸附，水中Cd的含量随着距排污口距离的增加而迅速下降，因此污染的范围较少。Pb很容易被土壤有机质和粘土矿物吸附。Pb的迁移性弱，污灌区Pb的累积分布特点是离污染源近土壤含量高，距离远则土壤含量低。污水中Cr有4种形态，一般以3价和6价为主，3价Cr很快被土壤吸附固定，而6价Cr进入土壤中被有机质还原为3价Cr，随之被吸附固定。因此，污灌区土壤Cr会逐年累积。 1.3 随固体废弃物进入土壤的重金属

土壤重金属污染来源

土壤重金属污染来源： <1>、随着大气沉降进入土壤的重金属 大气中的重金属主要来源于能源、运输、冶金和建筑材料生产产生的气体和粉尘。除汞以外，重金属基本上是以气溶胶的形态进入大气，经过自然沉降和降水进人土壤。据Lisk报道，煤含Ce、Cr、Pb、Hg、Ti等金属，石油中含有相当量的Hg(O.02～30mg/kg)，这类燃料在燃烧时，部分悬浮颗粒和挥发金属随烟尘进入大气，其中1O%～30%沉降在距排放源十几公里的范围内，据估计全世界每年约有1600吨的汞是通过煤和其它石化燃料燃烧而排放到大气中去的。例如比利时每年从大气进入每公顷土壤的重金属量就有Pb 250g、Cd 19g、As 15g、Zn 3750g。运输，特别是汽车运输对大气和土壤造成严重污染。主要以Pb、Zn、Cd、Cr、Cu等的污染为主。它们来自于含铅汽油的燃烧和汽车轮胎磨损产生的粉尘，据有关材料报导，汽车排放的尾气中含Pb量多达20～50 μg/L，它们成条带状分布，因距离公路、铁路、城市中心的远近及交通量的大小有明显的差异。Вериня等研究发现在公路两侧50m的距离有被污染的痕迹，每月每平方米累积的易溶性污染物在4～40 g。进入环境的强度顺序为：Cu、Pb、Co、Fe和Zn。在宁-杭公路南京段两侧的土壤形成Pb、Cr、Co污染带，且沿公路延长方向分布，自公路两侧污染强度减弱。经自然沉降和雨淋沉降进入土壤的重金属污染，与重工业发达程度、城市的人口密度、土地利用率、交通发达程度有直接关系，距城市越近污染的程度就越重，污染强弱顺序为：城市-郊区-农村。 <2>、随污水进入土壤的重金属 利用污水灌溉是灌区农业的一项古老的技术，主要是把污水作为灌溉水源来利用。污水按来源和数量可分为城市生活污水、石油化工污水、工业矿山污水和城市混合污水等。生活污水中重金属含量很少，但是，由于我国工业迅速发展，工矿企业污水未经分流处理而排人下水道与生活污水混合排放，从而造成污灌区土壤重金属Hg、Cd、Cr、Pb、Cd等含量逐年增加。淮阳污灌区土壤Hg、Ca、Cr、Pb、As等重金属1995年已超过警戒线。其它灌区部分重金属含量也远远超过当地背景值。随着污水灌溉而进入土壤的重金属，以不同的方式被土壤截留固定。95%的Hg被土壤矿质胶体和有机质迅速吸附，一般累积在土壤表层，自上而下递减。郑州污水灌区水中Hg的浓度达到O.242mg/kg，而土壤Hg含量O.194 mg/kg 就会造成重度污染。污水中的As多以3价或5价状态存在，进入土壤后被铁、铝氢氧化物及硅酸盐粘土矿物吸附，也可以和铁、铝、钙、镁等生成复杂的难溶性砷化合物。而Cd很容易被水中的悬浮物吸附，水中Cd的含量随着距排污口距离的增加而迅速下降，因此污染的范围较少。Pb很容易被土壤有机质和粘土矿物吸附。Pb的迁移性弱，污灌区Pb的累积分布特点是离污染源近土壤含量高，距离远则土壤含量低。污水中Cr有4种形态，一般以3价和6价为主，3价Cr 很快被土壤吸附固定，而6价Cr进入土壤中被有机质还原为3价Cr，随之被吸附固定。因此，污灌区土壤Cr会逐年累积。 <3>、随固体废弃物进入土壤的重金属