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泉州市城市表层土壤重金属污染评价研究

作　者: 林晓峰
导　师: 胡恭任
学　校: 华侨大学
专　业: 环境科学
关键词: 城市表层土壤重金属污染环境质量评价泉州市
分类号: X825
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

随着城市化的推进,人类活动将大量的污染物带入城市环境中,造成了城市环境污染,其中以城市土壤重金属污染最为严重。城市土壤重金属通过地面扬尘、食物链传递等途径破坏城市生态环境,危害人类健康。本文以泉州市城市表层土壤(0~15cm)为研究对象,将研究区划分为交通区、商业区、城市绿地、居民区和工业区5个功能区,采集了47个表层土壤样品,分析测试了18种重金属元素,评价了重金属污染程度,并探讨了其可能来源,得到的主要结论如下:(1)运用数学统计分析方法,研究了泉州市城市表层土壤18种重金属元素的含量特征。结果表明,每种重金属元素在土壤中都有一定程度的富集;而以重金属Mn、Sb、Sn、Cd、Pb、Zn、Cu、Hg、Ni的富集程度较高,其含量远高于土壤环境背景值。(2)以泉州市土壤环境背景值为评价基准,分别运用地累积指数法和潜在生态危害指数法评价了泉州市城市表层土壤重金属的污染程度。地累积指数法评价结果表明,Sb、Hg污染程度最高,工业区的污染程度要明显高于其他功能区,18种重金属元素污染程度高低排序为:Hg>Sb>Ni>Sn>Co>Zn>Pb>Li>Cd>Bi>Mn>Cr>As>Fe>V>Cu>Sc>Ti。潜在生态危害指数法评价结果表明,Cd和Hg是最主要的生态风险贡献因子,12种重金属元素的生态危害等级排序为:Hg > Cd >Cu> Pb>Ni>As>Zn> Co>Cr>V>Mn>Ti;各功能区潜在生态危害排序为:工业区>城市绿地>商业区>交通区>居民区。(3)以国家土壤环境质量标准(GB15618-1995)为标准,运用模糊数学综合评价模型,以Cd、Hg、As、Cu、Pb、Cr、Zn和Ni 8种重金属作为评价因子,对泉州市城市土壤环境质量进行了评价。结果表明,Cd是土壤的主要污染元素;泉州市城市土壤环境质量为Ⅲ级,达到了比较高的污染等级。(4)运用美国EPA推荐的人体健康风险评价模型,对泉州市城市表层土壤中8种重金属(Cd、Hg、As、Cu、Pb、Cr、Zn、Ni)进行了人体健康风险评价。结果表明,在口鼻摄入和皮肤接触两种暴露途径下,8种重金属的健康风险水平都在风险阈值范围内,不会对人体(成人和儿童)产生健康危害。(5)运用因子分析法对泉州市城市表层土壤中18种重金属元素的可能来源进行了探讨。因子分析结果表明,重金属Sb、Bi、Sn、Pb、Cu、Zn主要来自交通污染和工业污染, Cd则来自工业污染和化肥施用;As、Hg主要来自化石燃料的大量使用和燃煤;Fe、Co、Ni、Cr、Li、Sc、Mn等则来源于成土母质。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-11
第一章绪论  11-19
  1.1 研究背景及意义  11-12
  1.2 国内外研究现状  12-15
  1.3 研究内容、方法与技术路线  15-17
    1.3.1 研究目标  15
    1.3.2 研究内容  15-16
    1.3.3 研究方法及技术路线  16-17
  参考文献  17-19
第二章样品采集与分析方法  19-25
  2.1 研究区概况  19-21
    2.1.1 自然地理  19-20
    2.1.2 社会经济  20-21
  2.2 样品采集与分析测试  21-24
    2.2.1 样品采集与预处理  21-22
    2.2.2 样品分析测试  22-24
  2.3 数据分析方法  24
  参考文献  24-25
第三章基于背景值的城市土壤环境质量评价  25-39
  3.1 原始测试数据统计分析  25-32
    3.1.1 泉州市城市表层土壤重金属含量统计分析  25-29
    3.1.2 不同功能区表层土壤重金属含量统计分析  29-32
  3.2 地累积指数法  32-35
    3.2.1 地累积指数法定义  32
    3.2.2 地累积指数计算及结果分析  32-35
  3.3 潜在生态危害指数法  35-37
    3.3.1 潜在生态危害指数定义  35-36
    3.3.2 城市表层土壤重金属潜在生态危害评价  36-37
  3.4 本章小结  37-38
  参考文献  38-39
第四章模糊数学综合评价  39-47
  4.1 模糊数学综合评价基本原理  39-40
  4.2 模糊数学模型的建立  40-42
    4.2.1 确定评价因子集和评价集  40-41
    4.2.2 确立隶属函数  41-42
    4.2.3 确定权重系数  42
    4.2.4 模糊综合评价  42
  4.3 评价结果与分析  42-45
  4.4 本章小结  45-46
  参考文献  46-47
第五章人体健康风险评价  47-61
  5.1 土壤重金属污染健康风险评价  47-59
    5.1.1 危害鉴定  47-50
    5.1.2 剂量－反应评价  50-51
    5.1.3 暴露评价  51-53
    5.1.4 风险表征  53-59
    5.1.5 不确定性分析  59
  5.2 本章小结  59-60
  参考文献  60-61
第六章泉州市城市表层土壤重金属来源解析  61-69
  6.1 因子分析法基本原理  61-62
  6.2 用因子分析法研究泉州市城市表层土壤重金属污染类型及来源  62-66
  6.3 结果分析  66-67
  6.4 本章小结  67-68
  参考文献  68-69
第七章结论与建议  69-71
  7.1 主要结论  69-70
  7.2 建议  70-71
附录一  71-72
研究生期间参与科研项目及发表论文情况  72-73
致谢  73

泉州市城市表层土壤重金属污染评价研究

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