張　靖

（北京礦冶研究總院北京100160）

鉛冶煉廠周邊土壤大氣重金屬沉降特征分析

張靖

（北京礦冶研究總院北京100160）

本文針對我國某鉛冶煉廠附近農(nóng)田土壤大氣重金屬沉降過程中的時(shí)空變異特征，以冶煉廠為中心，在廠界四周相同距離之內(nèi)安置合理數(shù)量的監(jiān)測儀器，依據(jù)《酸沉降監(jiān)測技術(shù)規(guī)范》（HJ/T165-2004），收集大氣干濕沉降混合樣品，采用原子吸收分光光度法分析樣品中Pb、As、Hg、Cd含量，得出其沉降通量分別為0.00512g/m2·a、0.001572 g/m2·a、0.000128 g/m2·a、0.0195 g/m2·a。結(jié)合大氣預(yù)測計(jì)算出的總沉積量：Pb 0.00308g/m2·a、As 0.000461g/m2·a、Hg 0.000073g/m2·a、Cd 0.00783g/m2·a，得出Pb、As、Hg、Cd季節(jié)沉降量最高值多出現(xiàn)在夏季，最低值出現(xiàn)在冬季的時(shí)間分布特征。

鉛冶煉；土壤；大氣重金屬；沉降特征

1　材料與方法

1.1監(jiān)測點(diǎn)布設(shè)

本文選取某鉛冶煉廠附近農(nóng)田作為試驗(yàn)地，并在該廠區(qū)東、西、北三個(gè)方向約500m距離布設(shè)三個(gè)監(jiān)測點(diǎn)：監(jiān)測點(diǎn)A、監(jiān)測點(diǎn)B和監(jiān)測點(diǎn)C。廠區(qū)屬北亞熱帶偏北高原季風(fēng)氣候區(qū)，四季氣候變化不明顯，冬無嚴(yán)寒，夏無酷暑。年日照時(shí)數(shù)2030.2h。年平均氣溫14.7℃，年平均降水量810.8mm，年最大降水量509.7mm，年最小降水量215.5mm，降雨多在7～8月，主導(dǎo)風(fēng)向?yàn)槟巷L(fēng)。

1.2土壤監(jiān)測采樣

該廠區(qū)所在區(qū)域土壤類型主要有：紅壤、黃壤、石灰土、水稻土、紅色石灰土、沖積土等，其中，紅壤面積最大，占土地總面積的38.97%。在監(jiān)測點(diǎn)A、監(jiān)測點(diǎn)B和監(jiān)測點(diǎn)C用無蓋聚乙烯桶作為沉降接收容器，以月為周期，采集干濕沉降混合樣品，共收集36個(gè)樣品。采樣器放置點(diǎn)的注意事項(xiàng)主要有：(1)應(yīng)設(shè)置在離開樹林、土丘及其它障礙物足夠遠(yuǎn)的地方；(3)采樣器應(yīng)固定在支撐面上，使接樣器的開口邊緣處于水平，離支撐面的高度大于1.2m，以避免雨大時(shí)泥水濺入試樣中；(3)采樣器周圍基礎(chǔ)面要堅(jiān)固，或有草覆蓋，避免大風(fēng)揚(yáng)塵給采樣帶來影響。

1.3數(shù)據(jù)處理及結(jié)果

式中，F(xiàn)為月沉降通量，mg/m2；Qs為每月重金屬溶解部分，mg/m2；Qi為每月重金屬沉淀部分，mg/m2；V為溶液總體積，L；Cs為溶液樣品元素濃度，mg/L；M為月沉淀總質(zhì)量，g；Ci為沉淀樣品元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)，mg/g；S為監(jiān)測面積，m2。采用算數(shù)加和得到年沉降通量，mg/m2·a。通過計(jì)算，得到土壤中Pb的春、夏、秋、冬季節(jié)的沉降通量及年沉降通量分別為0.00583mg/m2·a、0.00831mg/m2· a、0.00601mg/m2·a、0.00457mg/m2·a及0.00618mg/m2·a；As的春、夏、秋、冬季節(jié)的沉降通量及年沉降通量分別為0.000984mg/m2·a、0.001002mg/m2·a、0.000835mg/m2·a、0.000734mg/m2·a及0.000889 mg/m2·a；Hg的春、夏、秋、冬季節(jié)的沉降通量及年沉降通量分別為0.000106m g/m2·a、0.000138mg/m2·a、0.000098mg/m2·a、0.000084mg/m2·a及0.000106mg/m2·a；Cd的春、夏、秋、冬季節(jié)的沉降通量及年沉降通量分別為0.0193mg/m2·a、0.0206mg/m2·a、0.0084mg/m2·a、0.0066mg/m2·a及0.013725mg/m2·a。

1.4大氣沉降量預(yù)測

大氣沉降量預(yù)測采用寧波五六軟件開發(fā)室開發(fā)的EIAProA2008大氣預(yù)測軟件，根據(jù)該廠區(qū)大氣污染源強(qiáng)，在預(yù)測方案中勾選“計(jì)算總沉積率”參數(shù)，分別對Pb、As、Hg、Cd進(jìn)行季均和全時(shí)段預(yù)測，預(yù)測總沉積量結(jié)果為：Pb的春、夏、秋、冬季節(jié)的沉降通量及年沉降通量分別為0.00468mg/m2·a、0.00513mg/m2·a、0.00301mg/m2·a、0.00215mg/m2·a及0.003743mg/m2·a；As的春、夏、秋、冬季節(jié)的沉降通量及年沉降通量分別為0.000673mg/m2·a、0.000629mg/m2·a、0.000545mg/m2·a、0.00031mg/m2·a及0.000539mg/m2· a；Hg的春、夏、秋、冬季節(jié)的沉降通量及年沉降通量分別為0.000083mg/m2·a、0.000102mg/m2·a、0.000075mg/m2·a、0.000058mg/m2·a及0.0000795mg/m2·a；Cd的春、夏、秋、冬季節(jié)的沉降通量及年沉降通量分別為0.00783mg/m2·a、0.00894mg/m2·a、0.00616mg/m2·a、0.00487mg/m2·a及0.00695mg/m2·a。

2　鉛冶煉廠附近農(nóng)田區(qū)域重金屬沉降過程中的時(shí)間分布特征

大氣重金屬沉降主要受降雨類型、降雨量、風(fēng)速、風(fēng)向等氣象條件、季節(jié)變化以及降塵來源和性質(zhì)等多種因素的影響，因此具有一定的時(shí)間分布特征。根據(jù)差異顯著性檢驗(yàn)及大氣季均沉降量預(yù)測結(jié)果表明，隨著季節(jié)的交替，四種重金屬沉降通量存在一定的變化規(guī)劃。Pb、As、Hg、Cd季節(jié)沉降量最高值多出現(xiàn)在夏季，最低值出現(xiàn)在冬季。主要是由于該廠區(qū)所處地區(qū)7～8月降雨較多，空氣中不能自由降落的塵粒被雨水帶到地表，從而使土壤中重金屬元素沉降量增加。而冬季雨水較少，且風(fēng)速較大，易于污染物擴(kuò)散，因此其沉降量相對較低。

3　結(jié)語

綜上所述，通過計(jì)算出Pb、As、Hg、Cd季節(jié)沉降量，得到鉛冶煉廠附近農(nóng)田區(qū)大氣重金屬沉降季節(jié)規(guī)律特征，為環(huán)境影響評價(jià)中冶煉廠選址、平面布置、大氣污染防治措施、及其周邊土壤重金屬影響因素分析提供參考依據(jù)。

[1]湯潔,韓維崢,李娜,等.哈爾濱市城區(qū)大氣重金屬沉降特征和來源研究[J].光譜學(xué)與光譜分析,2011,13（11）：89-95.

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張靖（1984—），女，漢，南寧市人，碩士研究生，工程師，研究方向：環(huán)境影響評價(jià)，應(yīng)急預(yù)案。