硫酸锰渣污染土壤中重金属研究

论文摘要

重金属污染物是一类典型的优先控制污染物,重金属污染是目前土壤环境面临严重的问题。重金属的开采、提炼等活动是最主要的污染源。锰在很多工业领域中的广泛使用促使生产硫酸锰工业迅速发展,产生的硫酸锰渣也日益增多,很多研究发现硫酸锰渣中有多种重金属,随着渣的渗滤液可以进入土壤环境而带来污染。本研究主要研究硫酸锰渣污染土壤中重金属的污染现象及程度,对作物影响的大小评价,各种重金属之间的相关性以及重金属总量与各形态之间的相关性。首先采集湖南湘潭锰矿某锰盐生产地堆放硫酸锰渣的渣场土壤,设置9个采样点,用原子吸收分光光度法测定土样中重金属Cu、Zn、Cd、Pb和Mn的总量,结果表明:硫酸锰渣污染的土壤中重金属Cu、Zn、Cd、Pb、Mn总量远超过环境背景值和土壤环境二级标准:Mn超标最严重,一百多倍;其次是Cd、Zn、Cu;Pb总量超标最轻,不到土壤环境质量二级标准的一倍。然后运用Tessier连续提取法提取了土壤中重金属Pb、Cd、Cu、Zn和Mn的各形态,用原子吸收分光光度法测定土样中重金属Cu、Zn、Cd、Pb和Mn的各形态含量,研究其形态分布特征,分析重金属生物活性。研究结果显示:最后在重金属总量与各形态分布特点的基础上研究各重金属总量之间以及总量与各形态之间的相关性。结果表明:⑴总量线性相关性分析表明:Cu、Zn、Cd之间存在很好的线性相关性,在给定的水平下相关性显著,说明三种污染具有同源性。⑵重金属总量与形态相关性分析表明:Cu的F3、F4、F5与总量存在很好的相关性,在给定的水平下相关性显著,说明总量的多少影响了这三种形态的量,F1和F2、F3和F4这两种形态具有一致变化趋势;Zn的F1、F2、F4、F5与总量存在很好的相关性,在给定的水平下相关性显著,说明Zn的总量决定了F1、F2、F4、F5的量,并且F1、F2、F4和F5这四种形态相互影响;Cd的任何一种形态都与总量存在很大相关性,在给定的水平下相关性显著,说明总量的多少决定各形态的含量;Pb总量和F4、F5存在很好的相关性,在给定的水平下相关性显著,说明总量决定了F4、F5的含量,F1和F2以及F3、F4和F5这两组含量都有各自一致的变化趋势;Mn总量与F1、F2、F3、F5存在很好的相关性,在给定的水平下相关性显著,Mn的总量决定了F1、F2、F3、F5的量,并且F1、F3、F4和F5这四种形态相互影响,F3和F5两者变化趋势一致。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 重金属
• 1.1.1 重金属污染概述
• 1.1.2 重金属污染的化学特性
• 1.1.3 土壤重金属污染概述
• 1.1.4 土壤重金属污染国内外研究现状
• 1.1.5 重金属的环境效应
• 1.1.6 重金属的环境学意义
• 1.2 重金属土壤环境行为
• 1.2.1 物理迁移
• 1.2.2 物理化学迁移和化学迁移
• 1.2.3 生物迁移
• 1.3 重金属土壤环境行为影响因素
• 1.3.1 土壤胶粒对重金属的吸附
• 1.3.2 重金属的配合作用
• 1.3.3 土壤中重金属的沉淀和溶解
• 1.4 重金属形态
• 1.4.1 重金属形态分析
• 1.4.2 化学形态分析
• 1.4.3 重金属形态划分
• 1.5 重金属形态与生物活性
• 1.6 问题的提出
• 1.7 研究区概况
• 1.8 研究思路
• 第2章 土壤中重金属总量测定
• 2.1 取样及样品处理
• 2.1.1 采样前准备
• 2.1.2 采样过程
• 2.1.3 土壤样品制备
• 2.2 样品处理
• 2.2.1 土壤样品的预处理方法
• 2.2.2 重金属全分解法
• 2.3 测定样品中重金属总量方法
• 2.3.1 石墨炉原子吸收分光光度法测定铅、镉
• 2.3.2 火焰原子吸收分光光度法测定铜、锌、锰
• 2.4 结果与讨论
• 2.5 结论
• 第3章 土壤重金属形态提取、测定
• 3.1 样品处理
• 3.2 样品中重金属形态提取与测定
• 3.2.1 土壤重金属形态的提取一般方法
• 3.2.2 运用Tissier 法提取硫酸锰渣污染土壤重金属各形态
• 3.2.3 原子吸收分光光度法测定各形态含量
• 3.3 结果与讨论
• 3.3.1 土样中重金属各形态含量
• 3.3.2 土样中重金属生物活性
• 3.4 结论
• 第4章 相关性原理分析重金属之间以及重金属总量与各形态之间的关系
• 4.1 线性相关理论
• 4.1.1 相关系数r 的导出
• 4.1.2 用r 分布检验总体相关系数ρ的假设
• 4.1.3 用t 分布检验关于ρ的假设
• 4.1.4 用z 分布检验假设ρ= c
• 4.1.5 多重相关与偏相关
• 4.2 实验结果的相关性分析
• 4.2.1 重金属总量及各形态间的相关性
• 4.2.2 相关性的检验
• 结论与展望
• 参考文献
• 附录A 攻读学位期间所发表的学术论文目录
• 附录B 攻读学位期间所参与的科研项目目录
• 致谢