成都市郊區(qū)土壤中重金屬元素分析及環(huán)境評價

1、.：.；成都市郊區(qū)土壤中重金屬元素分析及環(huán)境評價摘要：選取成都郊區(qū)龍?zhí)端卤焙車黄瑓^(qū)域，進展剖面土壤采樣，利用X熒光分析儀，對土壤表層及深層中Fe，Zn，Cu，As，Pb，Cr 種重金屬元素進展含量測定，與熱電廠周圍土壤數(shù)據(jù)以及土壤背景值進展對比分析。分析得出該區(qū)已有部分污染，主要污染元素為Zn，Cu。污染最主要來源為農藥，化肥的大量運用，汽車尾氣以及城市燃煤，熱電廠排放的煙塵等也對起其環(huán)境呵斥了一定的影響。這闡明城市化進程曾經開場影響到城市周邊的環(huán)境，對城市郊區(qū)的污染防治不僅要從本地的實踐情況出發(fā)，也要留意城市工業(yè)的影響。關鍵詞：郊區(qū) 土壤 重金屬元素 環(huán)境評價Analyzing elem

2、ents of heavy metals and valuating environment in the earth of Chengdus suburban areas(Geochemistry JIANGHONG teacher:PENGXIUHONG)Abstract: Select a region around the Northlake at Longtanshi , a suburb in Chengdu, carry on the section plane soil sampling, measure the content of Fe, Zn, Cu, As, Pb, C

3、r, the six heavy metal elements in topsoil and deep soil, by using of X fluorescence analyzer, and then contrast with the data of the soil around the thermal power plant and soil background value . The result shows that parts of that area have been polluted, and Zn, Cu is the main pollution. The mai

4、n source of pollution is the agricultural chemicals, and massive using of the chemical fertilizer, the automobile exhaust and the city coal-burning, and mist ,the thermal power plant emissions, and so on all have certain influence on environment. The result also indicates urbanized advancement has a

5、lready started to affect peripheral environment of the city, and not only to made allowance for the local actual situation, but also pay attention to the influence of. the industry city in pollution preventing and controlling of city suburbs.Key word: Suburb soil heavy metal element environment asse

6、ssment目錄 TOC o - h z HYPERLINK l _Toc 摘要： PAGEREF _Toc h HYPERLINK l _Toc Abstract: PAGEREF _Toc h HYPERLINK l _Toc 前言 PAGEREF _Toc h HYPERLINK l _Toc .選題根據(jù)及研討意義 PAGEREF _Toc h HYPERLINK l _Toc .國內外研討現(xiàn)狀及進展 PAGEREF _Toc h HYPERLINK l _Toc .研討思緒、方法、內容 PAGEREF _Toc h HYPERLINK l _Toc .研討區(qū)根本概略 PAGEREF _

7、Toc h HYPERLINK l _Toc .地理概略 PAGEREF _Toc h HYPERLINK l _Toc .資源及工業(yè)分布現(xiàn)狀 PAGEREF _Toc h HYPERLINK l _Toc .區(qū)域地質 PAGEREF _Toc h HYPERLINK l _Toc .大地構造位置 PAGEREF _Toc h HYPERLINK l _Toc .地層 PAGEREF _Toc h HYPERLINK l _Toc .構造 PAGEREF _Toc h HYPERLINK l _Toc .樣品的采集與分析 PAGEREF _Toc h HYPERLINK l _Toc .樣品采

8、集 PAGEREF _Toc h HYPERLINK l _Toc .采樣方法 PAGEREF _Toc h HYPERLINK l _Toc .采樣位置 PAGEREF _Toc h HYPERLINK l _Toc .采樣分量 PAGEREF _Toc h HYPERLINK l _Toc .樣品的處置 PAGEREF _Toc h HYPERLINK l _Toc .樣品的處置: PAGEREF _Toc h HYPERLINK l _Toc .樣品的實驗室室內的制備。 PAGEREF _Toc h HYPERLINK l _Toc .樣品的分析測試 PAGEREF _Toc h HYP

9、ERLINK l _Toc . X熒光分析原理 PAGEREF _Toc h HYPERLINK l _Toc . X射線熒光定量分析的實際公式 PAGEREF _Toc h HYPERLINK l _Toc . 儀器的標定 PAGEREF _Toc h HYPERLINK l _Toc . 規(guī)范樣的丈量 PAGEREF _Toc h HYPERLINK l _Toc . 本底的丈量 PAGEREF _Toc h HYPERLINK l _Toc . 樣品的丈量 PAGEREF _Toc h HYPERLINK l _Toc . 樣品丈量數(shù)據(jù)的處置 PAGEREF _Toc h HYPERLI

10、NK l _Toc .數(shù)據(jù)分析 PAGEREF _Toc h HYPERLINK l _Toc 結論 PAGEREF _Toc h HYPERLINK l _Toc 致謝 PAGEREF _Toc h HYPERLINK l _Toc 參考文獻 PAGEREF _Toc h 前言 .選題根據(jù)及研討意義隨著工業(yè)技術的開展和人口增長，世界范圍內的城市化進程逐漸加快，地球科學尤其是地球化學越來越多地面向城市。進入二十世紀七十年代以來，隨著世界性環(huán)境危機的加劇，城市開展進程遭到了空前的挑戰(zhàn)。 二十世紀八十年代初期，英國的Thornton提出了城市地球化學的概念，并用環(huán)境地球化學來研討城市污染。在城市地

11、球化學概念出現(xiàn)之后短短的余年時間內，城市地球化學已成為環(huán)境地球化學研討的重要領域。城市地球化學研討成果不斷涌現(xiàn)，并開展成為環(huán)境地球化學與城市環(huán)境研討的重要方向。城市環(huán)境遭到人類活動的廣泛影響，自然及人類活動引起的城市地球化學問題日益遭到人們的注重。城市環(huán)境地球化學是運用地球化學的原理和方法研討城市生態(tài)環(huán)境的地球化學問題，主要研討城市環(huán)境中污染物的來源，城市土壤、堆積物、塵埃、地表水、地下水、生物、空氣等介質中化學元素及同位素的分布、演化、遷移、環(huán)境作用及安康效應，城市環(huán)境污染與地質地球化學背景的關系，重點處理城市地球化學環(huán)境質量變化的原理及由此產生的生態(tài)環(huán)境效應及人體安康效應。土壤是一種珍貴的

12、自然資源，是環(huán)境的重要組成部分，也是地球陸地外表具有肥力、能生長作物的疏松炭層。主要由巖石風化而成的礦物質、動植物殘體腐解質的有機質以及水分、氫氣等組成；在環(huán)境系統(tǒng)中，土壤和水、空氣、巖石和生物之間，以及土壤了系統(tǒng)內部，都不斷地進展著物質與能量的交換?？梢哉f。土壤是萬物生長和立足的重要根底，也是人類生存、開展、任務和生活的重要場所。片區(qū)域棲息和生長的動植物物種類型和土壤性質往往有親密聯(lián)絡，而土壤的侵蝕是歷史上人類活動和自然過程包括農業(yè)施用的化肥及農藥等累積效應產生的后果，土地開發(fā)以及資源開采和廢物處置等工程對土壤和地下水會呵斥不同方式的影響。主要的有土壤的侵蝕和污染。所以，要提高土壤環(huán)境質量和

13、運用價值。維護環(huán)境和土壤資源，必需系統(tǒng)全面地進展土壤環(huán)境質量的現(xiàn)狀評價和影響評價，為制定環(huán)境管理政策和綜合防治污染提供科學決策相根據(jù)。土壤是地球上大多數(shù)動物、植物生長、發(fā)育的根底，也為人類的開展提供了必要的條件。土壤不僅是人類食物的主要來源，人類還利用土壤的凈化作用，處置及處置了各種廢棄物。人類活動產生的污染物，經過不同的途徑輸入土壤環(huán)境中，其數(shù)量和速度超越了土壤的凈化才干，從而使土壤污染物的累積過程逐漸占據(jù)優(yōu)勢，土壤的生態(tài)平衡受破壞，正常功能失調，導致土壤環(huán)境質量下降，影響作物的正常生長發(fā)育作物產品的產量和質量隨之下降，并產生一定的環(huán)境效應(水體或大氣發(fā)生次生污染)，最終將危及人體安康、人類

14、生存和開展。土壤污染的主要來源是工業(yè)和城市的廢水及固體廢物、農藥和化肥的大量運用，生物殘體、大氣中二氧化硫等經過降水而降到地面的沉降物。由于土壤的遼闊，實踐上其污染源是多方面的。土壤污染根據(jù)其污染源和污染途徑，可分為如下種類型：水質污染型 主要是工業(yè)廢水、城市生活污水和受污染的地表水，經由污染而呵斥的土壤污染。此類污染約占土壤污染面積的。其特點是污染物集中于土壤表層，但隨著污染時間的延伸，某些可滲性污染物可由表層逐漸浸透到地下潛水層。污染土壤一船沿河流、灌溉干、支渠呈樹枝狀或片狀分布。大氣污染型 主要是由大氣污染物經過于、濕沉降過程污染土壤。污染面積和分散間隔 取決于污染韌的性質、排放量和排放

15、方式。大氣型土壤污染物主要集中于土壤表層。固體廢物污染型 主要是指由工礦業(yè)廢物、城市生活渣滓、污泥等引起的土壤污染。固體廢物的堆積、掩埋、處置不僅直接占用大量耕地，而且經過大氣分散、沉降或水淋、地表徑流等污染周圍地域的土壤。農業(yè)污染型 主要是指因長期運用化肥、農藥、渣滓堆肥、污泥而呵斥的土壤污染，污染物主要集中于土壤表層。綜合污染型 指由多污染源和污染途徑同時呵斥的土壤污染。如能夠受大氣、農藥、水體、化肥等的綜合影響。此外，還可按土壤污染物的屬性分為化學污染型表. 土壤環(huán)境主要污染物質污 染 物 種 類 主 要 來 源 無 機 污 染 物 重 金 屬 Hg Cd Cu Zn Pb Cr Ni

16、(As) (Se) 制燒堿、汞化物消費等工業(yè)廢水和污泥、含汞農藥、汞蒸氣 冶煉、電鍍、染料等工業(yè)廢水、污泥和廢氣，肥料雜質 冶煉、銅制品消費等廢水、廢渣和污泥，含銅農藥 冶煉、鍍鋅、紡織等工業(yè)廢水和污泥、廢渣、含鋅農藥、磷肥 顏料、冶煉等工業(yè)廢水、汽油防爆熄滅排氣、農藥 冶煉、電鍍、制革、印染等工業(yè)廢水和污泥 冶煉、電鍍、煉油、染料等工業(yè)廢水和污泥 硫酸、化肥、農藥、醫(yī)藥、玻璃等工業(yè)廢水、廢氣、農藥 電子、電器、油漆、墨水等工業(yè)的排放物 放射性物 質 Cs Sr 原子能、核動力、同位素消費等工業(yè)廢水、廢渣、核爆炸 原子能、核動力、同位素消費等工業(yè)廢水、廢渣、核爆炸 其 他 F 鹽、堿 酸 冶煉

17、、氟硅酸鈉、磷酸和磷肥等工業(yè)廢水、廢氣、肥料 紙漿、纖維、化學等工業(yè)廢水 硫酸、石油化工、酸洗、電鍍等工業(yè)廢水、大氣酸沉降 污 染 物 種 類 主 要 來 源 有 機 污 染 物 有機農藥 酚 氰化物 苯并a芘 石油 有機洗滌劑 有害微生物 農藥消費和運用 煉焦、煉油、合成苯酚、橡膠、化肥、農藥等工業(yè)廢水 電鍍、冶金、印染等工業(yè)廢水、廢水、肥料 石油、煉焦等工業(yè)廢水、廢氣 石油開采、煉油、輸油管道漏油 城市污水、機械工業(yè)污水 廄肥、城市污水、污泥、渣滓 劉培桐主編，高等教育，在城市地域，車輛排放的尾氣、工業(yè)排放物以及其他活動都能夠是重金屬的來源，大氣污染是重金屬污染的一個重要來源，重金屬元素可

18、以經過大氣降塵與土壤的相互作用而積累于表層土壤中，重金屬在土壤中的堅持是一個繼續(xù)過程。城區(qū)的表層土和街道浮塵是大氣降塵中重金屬污染的指示劑。目前有學者已留意到車流量大的公路旁的土壤遭到鉛和其他重金屬的污染，但沒有深化研討。重金屬不能被土壤微生物降解，而在土壤中不斷積累，且可為植物所富集，經過食物鏈，重金屬濃度可添加到對生物鏈的一些成員有害的程度，并最終在人體內蓄積，到達危害的程度。如鎘污染呵斥的骨痛病，汞污染呵斥的水俁病等。由于重金屬不能被土壤微生物降解，土壤一旦蒙受重金屬污染，就很難予以徹底消除，最后向地表水或地下水遷移，加重了水體的污染。 重金屬侵入人體產生的危害，是由重金屬的性質決議的，

19、重金屬的潛在毒性，主要與它的構造、物理性質和化學性質有關，與重金屬元素的離子價態(tài)、離子半徑、電荷離子半徑比、第一電離能、電化當量、結合能、熔點、沸點、熔化熱、汽化熱等性質有關。在實踐環(huán)境中，還與重金屬元素氧化物的性質有關。我國研討者張維新等，根據(jù)重金屬的理化性質，用模糊數(shù)學方法，對常見的種重金屬元素進展了分類及排序，并根據(jù)其在環(huán)境中的行為，進展了調整，得出了重金屬的分類及毒性順序。 表. 重金屬潛在毒性的分類及順序類別 重 金 屬 毒 性 Hg、Cd、Tl、Pb、Cr、In、Sn 有較強毒性，多數(shù)有致癌致畸作用，易蓄積 Ag、Sb、Zn、Mn、Au、Cu、Pr、Ce、Co、Pd、Ni、V、Os

20、、Lu、Pt 生活中常接觸，有一定毒性，有些又是人體必需的微量元素加括號者 Bi、Yb、Eu、Ga、Fe、Sc、Al、Ti、Ge、Rh、Zr 毒性較小 Hf、Ru、Ir、Tc、Mo、Nb、Ta、Re、W、Tm、Dy、Nd、Er、Ho、Gd、Tb、La、Y 毒性很小，普通情況下，不會對人類安康呵斥危害 *每類重金屬中，其毒性次序自左向右依次遞減。 資料來源：王連生，科學， .國內外研討現(xiàn)狀及進展隨著各國工業(yè)化進程的不斷加快和人民生活程度的提高，環(huán)境各要素的人為污染問題日益嚴重，勘查地球化學也以查明各種污染物在環(huán)境中的含量、遷移、轉化，及對人類社會的影響為己任，開展了這方面的填圖和評價任務。我國的

21、環(huán)境地球化學研討始于二十世紀六十年代，當時是地球化學家與醫(yī)學任務者協(xié)作對諸如克山病、大骨節(jié)病等地方性疾病的病因進展了研討，提示出它們分別是由于環(huán)境中Se、Mo的缺乏和飲水中有機物的過量所致。七十年代初，由于環(huán)境污染問題，一些地域結合土壤質量調查與評價，做了一些土壤背景值的測定。如“北京西郊環(huán)境質量評價和“北京東南郊環(huán)境污染調查及防治途徑研討中調查測定了土壤中砷、汞、鎘、鉻、銅、鉛的背景值。年初，在中國科學院的主持下，組成了專題性的中國科學院土壤背景值協(xié)作組，與有關科研單位、高等院校及環(huán)境維護機構協(xié)作，先后開展了北京、南京及廣州等地域土壤、水體和生物等方面的背景值研討。年，中國科學院在昆明召開了

22、環(huán)境背景值學術討論會，并以論文方式編輯出版了“環(huán)境中假設干元素的自然背景值及其研討方法一書。年至年，農牧漁業(yè)部環(huán)境維護科研監(jiān)測所組織了科研、高校、環(huán)保等二十幾個主要單位協(xié)作，在北京、上海、黑龍江、吉林、四川、貴州、陜西、浙江、天津、江蘇、山東、新疆、廣東等十三個省市進展了農業(yè)土壤中汞、鎘、鉛、鉻、砷、鋅、銅、鎳、氟的背景值調查研討。年至年，我國“六五科技攻關工程中，開展了廣泛而深化的土壤背景值調查研討任務；我國“七五科技攻關工程又列入了土壤背景值研討課題，年完成了全國土壤背景值的調查研討。年浙江物化探勘察院與地礦部物化探所在杭嘉平原開展了:萬農業(yè)環(huán)境地球化學調查，獲得了如下的顯著成果：進展了農

23、業(yè)地球化學分區(qū)，為農田合理施肥提供了根據(jù)；從地球化學角度提出種農作物的適宜種植區(qū)，研討了水稻、油菜、麻桑、龍井茶的產量和質量與土壤中微量元素的關系，并經過補Zn使水稻增產%；同時對區(qū)內生態(tài)環(huán)境進展了綜合評價，提出了堅持良好生態(tài)環(huán)境和控制污染的建議。近年來，國家科技部、中國科學院各院所、教育部有關高校、地方政府等各級部門等都根據(jù)所研討地域存在的詳細環(huán)境問題，進展了土壤中重金屬的遷移轉化、重金屬的吸附去除及降低毒性等方面的研討，同時對土壤退化、營養(yǎng)庫的建立，以及土壤酸化、鹽化、堿化等問題進展了大量有意義的任務，獲得了一大批研討成果。但由于我國土地遼闊、土壤類型眾多、地貌景觀復雜，上述研討任務僅在一

24、些典型地域開展，大面積多信息的研討任務還滯后于國外同類研討任務。目前，國家環(huán)保局在廣東珠江三角洲開展了典型地域的土壤環(huán)境地球化學調查的試點研討，研討內容包括土壤重金屬污染、土壤中有機質污染、城市固體廢棄物等項內容，他們雖然在測試工程種類上比較齊全，但在研討地域的選擇上是部分的、有針對性的。中國地質調查局從年開場的全國主要工農業(yè)興隆地域及沿海城市(廣州市、成都市、武漢市、漳州市、南京市等)多目的地球化學調查是迄今為止我國開展規(guī)模最大、測試元素最多的一次調查，是融第四紀地質、根底地質、礦產資源及環(huán)境評價為一體的綜合性調查活動，獲得了大量的第一、第二環(huán)境種元素的測試數(shù)據(jù)，為礦產預測、尋覓地熱、環(huán)境評

25、價提供了豐富的資料。為了推進西部大開發(fā)，根據(jù)國土資源部的部署，四川省地質調查院年開展了，獲得了艱苦成果。如發(fā)現(xiàn)：成都市范圍內約有km的土地存在不同程度的Hg、Cd、Pb、Zn、As、Ni, Cr等重金屬元素污染，污染面積約占總面積的。.研討思緒、方法、內容、進展城市環(huán)境樣品土壤的野外采集、樣品的實驗室室內的制備。、x熒光分析儀測定環(huán)境樣品，分析Pb,As,Cu,Zn等元素。、對比分析熱電廠周圍土壤數(shù)據(jù)。、對數(shù)據(jù)進展研討分析，評價郊區(qū)土壤環(huán)境。.研討區(qū)根本概略.地理概略調查區(qū)地處四川盆地西部，四川省規(guī)劃在成都經濟區(qū)建立一個特大型城市成都市、兩個大城市綿陽市、樂山市，可見這三個城市是“天府之國的中

26、心地帶，在四川省經濟開展中具有舉足輕重的位置。區(qū)內交通方便，成昆線、寶成線、成南線等三條鐵路經過調查區(qū)；公路網四通八達，計有、等國道和成綿、成樂、及成南等高速公路；除此而外，省道、縣道更是布滿本區(qū)平壩丘陵地域。區(qū)內氣候溫暖，四季清楚、雨量充沛，濕度大、云霧多、日照少、年平均濕度為%，無霜期長。地勢西高東低、北高南低。從地理地貌分區(qū)來看，成都市屬四川盆地平原區(qū).資源及工業(yè)分布現(xiàn)狀調查區(qū)人口密度大，工礦企業(yè)多，相應的各類固體廢棄物、工業(yè)“三廢排放量大大添加，已成為影響調查區(qū)生態(tài)環(huán)境不可忽視的重要要素。在各級政府和有關部門的注重與嚴厲管理下，近年來，任務區(qū)的環(huán)境污染得到了一定的控制。成都了堅持污染防

27、治和生態(tài)環(huán)境維護并重，以減輕城區(qū)污染和建立良好的城市生態(tài)、防止全市自然環(huán)境破壞為重點的開展戰(zhàn)略，污染防治任務獲得明顯成果。府南河綜合整治工程榮獲結合國年“世界人居獎。城區(qū)加快了生活爐灶和鍋爐運用清潔能源的改造步伐。至年底，城區(qū)運用清潔能源的生活爐灶達l臺(套)，鍋爐臺。一環(huán)路內運用清潔能源的生活爐灶已超越。每年可減少燃煤.萬噸，減少二氧化硫排放量.萬噸，減少煤渣萬噸。在全市范圍內加強了機動車路檢、抽檢任務和尾氣污染治理。年，城區(qū)路檢、抽檢機動車輛，經治理達標輛，達標率提高到.。市污水處置廠二期工程已于年完工，府南河延伸整治工程正順利進展，城區(qū)內小河道開場整治。.區(qū)域地質.大地構造位置成都經濟區(qū)

28、在大地構造上跨揚子準地臺與松潘-甘孜褶皺系、昆侖-秦嶺地槽褶皺系級構造單元，包括龍門山-大巴山臺緣坳陷、上揚子地臺坳、四川臺坳、西秦嶺地槽褶皺帶、巴顏喀拉地槽褶皺帶五個二級構造單元。.地層測區(qū)屬堆積巖廣泛發(fā)育區(qū)，下元古界至第四系均有分布，區(qū)內大面積出露的為侏羅系、白堊系、第四系地層，各地層主要巖性簡述如下：第四系Q：為沖洪積層，粘土、亞粘土、砂礫層、礫石層、部分含泥炭。分布在平壩地域及山間河谷地域，出露面積較廣。下第三系E：棕紅色粘土巖、鈣泥質粉砂巖，磚紅色含泥砂巖。該地層僅在調查區(qū)的樂山、眉山、雅安地域零星出露。白堊系K：分布于區(qū)內寬廣丘陵低山區(qū)及平壩地域，主要巖性為紫紅色、灰白色砂質泥巖、

29、棕紅色巖屑砂巖、礫巖、砂巖、長石石英砂巖、粘土巖、粉砂巖、頁巖等。侏羅系J：分布于區(qū)內寬廣丘陵低山區(qū)及平壩地域，主要巖性為棕紅色泥巖、紫紅色粘土巖、夾砂質頁巖、砂質泥巖、巖屑石英砂巖等。三迭系T：主要分布于區(qū)內盆周山區(qū)，主要巖性為砂巖、灰色巖屑砂巖、長石石英砂巖、粉砂巖、細砂巖、粘土巖、泥頁巖等。此層含煤。二迭系P：樂山市峨眉山地域出露較廣，其它地域零星分布，主要巖性為玄武巖、灰?guī)r、泥灰?guī)r、白云巖、炭質頁巖、含銅砂頁巖，在龍門山地域其巖性為灰綠色玄武巖、凝灰質千枚巖。石炭系C：主要沿調查區(qū)西、西北部山區(qū)零星分布。主要巖性為灰?guī)r、結晶灰?guī)r、千枚巖、板巖等。泥盆系D：主要分布于龍門山區(qū)，出露面積較

30、小，主要巖性為千枚巖、含炭千枚巖、石英巖夾結晶灰?guī)r、灰?guī)r、頁巖、砂巖等。志留系S：綿陽西北部分布較廣，主要巖性為千枚巖、絹云千枚巖、片巖、板巖、蛻變石英砂巖等。其它年代地層，包括奧陶系O、寒武系、震旦系Z、前震旦系等僅在測區(qū)外西部山區(qū)零星出露。.構造調查區(qū)閱歷了晉寧、澄江、加里東、華力西、印支、燕山及喜馬拉雅期等構造旋回，現(xiàn)存構造形跡主要是印支期末褶皺造山作用和喜馬拉雅期推覆構造運動的產物。主要構造形跡在龍門山區(qū)表現(xiàn)為一系列北東向展布的深斷層、褶皺構造。在丘陵區(qū)主要為一系列平緩開闊褶皺。調查區(qū)西部斷裂構造比較發(fā)育，主要有北川-映秀深斷裂，江油-灌縣大斷裂，九頂山斷裂、茂汶斷裂，柳江斷裂，金坪斷

31、裂，凰儀斷裂。成都-蒲江斷裂，龍泉山大斷裂。岷江斷裂、虎牙斷裂、雪山斷裂，古城斷裂。除此而外，區(qū)內還有仁壽斷裂，井研斷裂等大大小小的斷裂構造。遙感解譯資料闡明，調查區(qū)有一系列北東向、南北向的隱伏線性構造及環(huán)形構造。.樣品的采集與分析.樣品采集.采樣方法采樣深度分為種，為cm為表層土，-cm為深層土，采集地表至cm深處的土樣，并去除雜草、草根、礫石、磚塊、肥料團塊等雜物。為添加土壤樣品的代表性，采樣時應以處為主作為定點位置，在采樣點周圍m范圍內多點采集個子樣組合為一個樣品。每個大格內的單點樣的土類盡量做到根本一致。采樣時候為防止樣品污染，留意發(fā)掘時防止運用鐵器，采樣時用木勺，并裝入聚乙烯塑料袋封

32、裝。.采樣位置本次采樣以成都市龍?zhí)端卤焙車鸀橹?，以北湖為中心，采取放射采樣，從北湖出發(fā)，每隔m進展采樣，分別采集表層土和深層土，并記錄采樣地點以及周圍環(huán)境。共采集條線。見表示圖.在農業(yè)區(qū)為使樣品具有代表性，不能在水土流失嚴重或表土被破害處采樣，通常應在農用大田、菜地、林帶地、岸坡及路邊地采樣；在接近鄉(xiāng)村采樣時，留意調查和訪問當?shù)鼐用瘢M量避開新近搬運來的堆積土、渣滓土；假設在采樣范圍內無法采集到自然表層土壤，可以選擇人工改造時間較長的表層土壤。 圖. 成都郊區(qū)北湖采樣點表示圖.采樣分量樣品原始分量應不低于g，每個樣品要保證截取的粒級樣品目部分重達g。反復樣和反復分析樣取樣分量應在普通樣重的根

33、底上加大一倍。.樣品的處置.樣品的處置:土壤經自然風干后，剔除生物殘骸、植物碎片、碎石和礫石，裝入聚乙烯塑料袋送樣。.樣品的實驗室室內的制備。樣品置于烘箱內在C條件下烘干后，利用瑪瑙缽進展碎樣，全部過目尼龍篩，將樣品裝入紙樣品袋。.樣品的分析測試將制備好的土樣放入樣品杯中，經手動鋪平，壓實，放置在枯燥處待測。在制樣過程中，應將樣品杯中的土樣壓實至飽和厚度，以提高樣品丈量的準確度。. X熒光分析原理X射線是倫琴于年發(fā)現(xiàn)的一種電磁輻射，其波長為 .nm。在真空管內用電加熱燈絲鎢絲陰極產生大量熱電子，熱電子被高壓萬伏加速撞擊到金屬Mo，Cu，F(xiàn)e，Cr，Rh等資料制成的陽極靶上，電子運動忽然停頓，電

34、子動能部分轉變成X射線輻射出來，它包含有高強度的單色X射線特征X射線外，還有延續(xù)的X射線。 當能量高于原子內層電子結合能的高能X射線與原子發(fā)生碰撞時，驅逐一個內層電子而出現(xiàn)一個空穴，使整個原子體系處于不穩(wěn)定的激發(fā)態(tài)，激發(fā)態(tài)原子壽命約為s，然后自發(fā)地由能量高的形狀躍遷到能量低的形狀。這個過程稱為馳豫過程。馳豫過程既可以是非輻射躍遷，也可以是輻射躍遷。當較外層的電子躍遷到空穴時，所釋放的能量隨即在原子內部被吸收而逐出較外層的另一個次級光電子，此稱為俄歇效應，亦稱次級光電效應或無輻射效應，所逐出的次級光電子稱為俄歇電子。它的能量是特征的，與入射輻射的能量無關。當較外層的電子躍入內層空穴所釋放的能量不

35、在原子內被吸收，而是以輻射方式放出，便產生X射線熒光，其能量等于兩能級之間的能量差。因此，X射線熒光的能量或波長是特征性的，與元素有一一對應的關系。 K層電子被逐出后,其空穴可以被外層中任一電子所填充，從而可產生一系列的譜線，稱為K系譜線：由L層躍遷到K層輻射的X射線叫K射線,由M層躍遷到K層輻射的X射線叫K射線。同樣,L層電子被逐出可以產生L系輻射。假設入射的X射線使某元素的K層電子激發(fā)成光電子后L層電子躍遷到K層，此時就有能量E釋放出來，且E=EK-EL，這個能量是以X射線方式釋放，產生的就是K射線，同樣還可以產生K射線 ，L系射線等。莫斯萊(H.G.Moseley) 發(fā)現(xiàn)，熒光X射線的波

36、長與元素的原子序數(shù)Z有關，其數(shù)學關系如下： =K(Z-s)- 這就是莫斯萊定律，式中K和S是常數(shù)，因此,只需測出熒光X射線的波長,就可以知道元素的種類。激原子退激時將多余的能量以電磁輻射的方式釋放出來即發(fā)射特征X射線特征X射線有稱為熒光或者特征熒光，特征X射線的能量EX等于參與電子躍遷和充填過程的兩個殼層電子的結合能E和E之差，即：EX= E-E (.)按照莫塞萊H.G.Moseley定律，EX的物理表達式為：E=RhC(n-+n-)(Z-An) (.)式中，R里德伯常數(shù)R=m-；h普朗克常數(shù)h=.-Js；C真空中的光速C=.ms；Z受激原子的原子序數(shù)；An 系數(shù)；與產生電子空穴的殼層位置有關

37、；n、n分別為躍遷電子和充填電子所處殼層的主量子數(shù)n、n均為正整數(shù)。對于K系特征熒光，n=；n=；An=；那么式.可簡化為： EX=.Z-eV (.)對于L系特征熒光，n=；n=；An=.；那么式.可簡化為： EX=.Z-.eV (.)式.闡明，某一元素發(fā)射的特征X射線，其能量與該元素的原子序數(shù)的平方Z成正比，或者說每個譜系的特征X射線的能量的平方根EX-與對應元素的原子序數(shù)成正比關系。因此，根據(jù)待測樣品所產生的特征X射線的能量，可以進展定性分析定性識別各種不同元素。. X射線熒光定量分析的實際公式顯然，假設樣品中某種元素的含量越高，那么樣品中含有該種元素的原子數(shù)目也越多，它們被激發(fā)而產生特征

38、射線的幾率也越大，即在同等丈量條件下樣品發(fā)射該種能量的特征射線的照射量率越大。因此，測定某種元素的特征射線的照射量率就可以獲知該種元素的含量。根據(jù)實際推導，當待測樣品均勻、各向同性、外表光滑平整、體積為無窮大，并采用平行窄束射線激發(fā)樣品時(如圖.)，丈量儀器探測到的特征射線 的照射量率可表達為： (.)式中，Ix特征射線(二次射線)的照射量率； Io入射射線(一次射線)的照射量率； Cx待測元素的含量； o、x分別為被測樣品對一次射線和二次射線的質量吸收系數(shù)； 、分別為一次射線的入射角和二次射線出射角； Kx 系數(shù)；與丈量條件有關。 對手提式射線熒光儀的丈量條件而言，o，o，式.化簡為： (.

39、) 可見，特征射線的照射量率與被測樣品中待測元素的含量呈線性關系。采用相對丈量法可以定量分析待測元素的含量。綜上所述，經過丈量特征射線的能量(或波長)及其照射量率就可以定性、定量分析被測樣品中所含各種元素及其含量。因此，原位X射線熒光分析就是利用手提式X射線熒光儀現(xiàn)場測定土壤、巖(礦)石或其它固體、液體資料遭到人工放射性產生的()射線的照射而發(fā)射出來的特征X射線的能譜(照射量率隨特征X射線能量變化的關系圖)，進而確定待測物質中所含元素的種類及其含量的高低。. 儀器的標定實驗運用的丈量儀器為：Si-PIN 實驗運用的放射源為： Pu此次實驗要求丈量的元素為：Cr、Fe、Cu、Zn、Pb，因此需求

40、同樣元素的規(guī)范樣品即知元素含量的純樣品來標定儀器，以判別峰值代表的元素和丈量元素的峰邊境、峰位，最終得出元素的峰面積。各元素的標定結果如表.：表. 元素標定結果能量刻度Fe的K峰CH=As的K峰CH=譜峰設定CH左峰位CH右Cr FeCuZnPb. 規(guī)范樣的丈量將土壤規(guī)范樣放到探頭上丈量，運用Pu作放射源，丈量時間為s。丈量終了后，儀器自動計算峰面積，經過多元回歸計算，并輔以特散比發(fā)修正，得出要求待測元素的峰面積。記錄數(shù)據(jù)。查表得到規(guī)范樣的待測元素含量見表.表. 規(guī)范樣元素含量元素標樣峰面積標樣含量單位本底Cr.ppm.Fe.%.Cu.ppm.Zn.ppm.Pb.ppm. 本底的丈量樣品的丈量

41、方法同上規(guī)范樣的丈量，丈量時間s。丈量一次，并記錄數(shù)據(jù)。見表. 樣品的丈量 樣品的丈量方法同上規(guī)范樣的丈量，丈量時間s。丈量兩次，并記錄數(shù)據(jù)。. 樣品丈量數(shù)據(jù)的處置每次記錄的數(shù)據(jù)為Sa、Sb，求其兩次的平均值S均。 S均=Sa+Sb/ . 將峰面積平均值除去其中的本底值。 S樣= S均-S本底 . 由知的標樣峰面積和含量可得： 樣 . 因此： 由上可以計算得出各個待測元素的含量。數(shù)據(jù)及結果見表.表. 成都郊區(qū)北湖周圍表層土和深層土重金屬元素含量Fe% CuppmZnppmCrppm As+PbppmC表.C深.C表.C深.C表.C深.C表.C深.C表.C深.D表.D深.D表.D深.D表.D深.

42、D表.D深.D表.D深.E表.E深.E表.E深.E表.E深.E表.E深.E表.E深.E表.E深.E表.E深. .數(shù)據(jù)分析數(shù)據(jù)統(tǒng)計結果如下：表. 數(shù)據(jù)統(tǒng)計結果Fe% CuppmZnppmCrppmAs+Pbppm表層平均值.深層平均值.平均值.表最大.表最小.深最大.深最小. 圖. 成都郊區(qū)北湖周圍表層土與深層土Fe含量對比圖. 成都郊區(qū)北湖周圍表層土與深層土Cu含量對比圖.成都郊區(qū)北湖周圍表層土與深層土Zn含量對比圖. 成都郊區(qū)北湖周圍表層土與深層土Cr含量對比圖. 成都郊區(qū)北湖周圍表層土與深層土As+Pb含量對比從上面圖.到圖.可以看出，該地土壤中，表層土跟深層土重金屬元素含量相差不大，而且

43、各采樣點重金屬元素表層土與深層土含量各有高低。假設有外界環(huán)境污染，普通表層土重金屬元素含量要遠高于深層土，而北湖土壤重金屬元素丈量闡明，該地能夠遭到外界污染較小，遭到城市工業(yè)化的影響比較小。表. 我國土壤重金屬背景測定值ppm元素 樣品數(shù) 最小值 最大值 中位值 算術 平均值 算術 規(guī)范差 幾何 平均值 幾何 規(guī)范差 % 范圍 Cd Zn Pb Cu Cr Hg As . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . * 中國環(huán)境監(jiān)測總站全國土壤

44、監(jiān)測結果,圖. 成都郊區(qū)北湖周圍土壤平均值與我國土壤背景值比較圖 從上面背景值以及圖.可以看出，采樣地域的Zn含量遠高于背景值，而As+Pb，Cu也高于背景值，表示該地域遭到不同程度的污染，污染主要為Zn，Cu。根據(jù)表.，可以得出：Cu主要污染冶煉、銅制品消費等廢水、廢渣和污泥，含銅農藥。由于地處郊區(qū)，察看訊問附近居民得知附近無冶煉、銅制品消費廠地，分析該區(qū)Cu污染主要含銅農藥的污染。Zn主要污染冶煉、鍍鋅、紡織等工業(yè)廢水和污泥、廢渣、含鋅農藥、磷肥 ，該地附近可見一些紡織工業(yè)，分析該區(qū)的Zn污染主要紡織工業(yè)廢水、廢渣以及含鋅農藥、磷肥。而Cr，As+Pb等污染較輕，其主要污染應該主要農藥跟大

45、氣，汽車尾氣的污染。 表. 成都熱電廠表層土與深層土重金屬元素含量 Fe%CuppmZnppmCrppmAs+PbppmA表.A深.A表.A深.A表.A深.B表.B深.B表.B深.據(jù)方敏丈量數(shù)據(jù)圖. 北湖與熱電廠表層土中Fe含量對比圖. 北湖與熱電廠表層土中Cu含量對比圖. 北湖與熱電廠表層土中Zn含量對比圖. 北湖與熱電廠表層土中Cr含量對比圖. 北湖與熱電廠表層土中As+Pb含量對比圖. 北湖與熱電廠深層土中Fe含量對比圖. 北湖與熱電廠深層土中Cu含量對比圖. 北湖與熱電廠深層土中Zn含量對比圖. 北湖與熱電廠深層土中Cr含量對比圖. 北湖與熱電廠深層土中As+Pb含量對比圖.，圖.，圖.三圖中，北湖與熱電