前言：本站為你精心整理了冶煉廠周邊土壤中重金屬形態探析范文，希望能為你的創作提供參考價值，我們的客服老師可以幫助你提供個性化的參考范文，歡迎咨詢。

摘要：在冶煉廠周邊土壤中重金屬形態的化學分析中，通過在明確冶煉廠周邊土壤中重金屬形態特征的基礎上，計算冶煉廠周邊土壤中重金屬地累積指數，模擬冶煉廠周邊土壤中重金屬形態，判斷冶煉廠周邊土壤中重金屬單因子污染等級，得出冶煉廠周邊土壤中重金屬形態的化學分析結果為：Cd重金屬在土壤中長期滯留，其中活性物質呈現一種固定狀態，即分子的活性降低，Cd重金屬的形態呈現還原狀態。

關鍵詞：冶煉廠；周邊土壤；重金屬形態；化學

冶煉廠周邊土壤經常會由于污染物的排放造成重金屬污染。重金屬污染物作為當今污染面積廣、污染程度嚴重的土壤環境問題，必須給予足夠的重視[1]。冶煉廠周邊土壤中所受到的重金屬污染物主要包括：銅、鋅、鎘、鉛、汞、鉻、砷以及鎳等，在冶煉廠周邊土壤中比重超過4所形成的重金屬污染[2]。由于冶煉廠周邊土壤中重金屬污染中包含對人類健康危害極大的化學元素，也就是所謂的“五毒”，分別為：汞、鎘、砷、鉛以及鉻，這些化學元素一旦通過食物鏈進入人體，會引發多種疾病，常見的有我國的“大脖子病”、泰國的“黑腳病”、日本的“骨痛病”以及粵北的“癌癥村”。為有效解決冶煉廠周邊土壤中重金屬污染問題，需要采用化學的方式分析冶煉廠周邊土壤中重金屬形態，致力于通過冶煉廠周邊土壤中重金屬形態的化學分析，從而總結出冶煉廠周邊土壤中重金屬的形態特征，為冶煉廠周邊土壤中重金屬綜合治理提供關鍵數據。

1冶煉廠周邊土壤中重金屬形態特征

在化學分析冶煉廠周邊土壤中重金屬形態前，必須明確冶煉廠周邊土壤中重金屬形態特征。冶煉廠周邊土壤中重金屬形態特征，如表1所示。根據表1所示，冶煉廠周邊土壤中重金屬形態包含：隱蔽性、長期性以及表聚性等特征。隱蔽性意味著冶煉廠周邊土壤中的重金屬分布一般不宜被發現，需要一定的累計量，才能發現其危害的嚴重性；長期性指的是重金屬污染物在復墾區域土壤的滯留時間長，因此重金屬污染物會形成垂直分布特征，這也是冶煉廠周邊土壤中重金屬污染的一個重要特性；表聚性指的是重金屬污染物主要分布在冶煉廠周邊土壤表層，極少數的情況下會向冶煉廠周邊土壤下層移動，這就意味著，隨土層深度的增加，冶煉廠周邊土壤中重金屬污染的含量整體呈下降分布特征。考慮到冶煉廠周邊土壤中重金屬污染，大多數集中在冶煉廠周邊土壤下游區域。通過分析冶煉廠周邊土壤中重金屬形態特征，為冶煉廠周邊土壤中重金屬形態的化學分析奠定扎實的基礎。

2冶煉廠周邊土壤中重金屬形態的化學分析

通過冶煉廠周邊土壤中重金屬形態特征研究，本文基于化學手段分析冶煉廠周邊土壤中重金屬形態。冶煉廠周邊土壤中重金屬形態的化學分析具體流程，如圖1所示。結合圖1所示，下文將針對圖中4步主要分析流程加以詳細分析，具體研究內容，如下文所示。

2.1計算冶煉廠周邊土壤中重金屬地累積指數

為實現針對冶煉廠周邊土壤中重金屬形態的化學分析，本文通過地累積指數法，計算冶煉廠周邊土壤中重金屬地累積指數，以此判斷冶煉廠周邊土壤中重金屬污染現狀。地累積指數作為冶煉廠周邊土壤中重金屬形態的化學分析的主要參數，運用德國科學家 Müller提出的地累積指數計算公式，進行計算。設冶煉廠周邊土壤中重金屬地累積指數為I，則有公式（1）。公式（1）中，Ci指的是冶煉廠周邊土壤中重金屬質量分數；k指的是不同巖石引起的背景值變化系數，一般情況下取值為2.0；Si指的是冶煉廠周邊土壤中重金屬地累積時長。為保證求得冶煉廠周邊土壤中重金屬地累積指數的準確性，可以將冶煉廠周邊土壤中重金屬Cd地累積指數導入數值組。在此過程中，不難發現重金屬Cd地累積數值組的網格數會非常多。這就意味著，在計算地累積指數的實際操作過程中可能需要用并行機計算。

2.2模擬冶煉廠周邊土壤中重金屬形態

考慮到計算冶煉廠周邊土壤中重金屬地累積指數的局限性，本文通過模擬冶煉廠周邊土壤中重金屬形態，為冶煉廠周邊土壤中重金屬形態的化學分析提供基礎數據。為了確保冶煉廠周邊土壤中重金屬形態模擬歷史擬合的非均質性，根據不同的重金屬污染化學元素以及土體性質。在模擬冶煉廠周邊土壤中重金屬形態的實際操作中，重金屬污染的強度數值組越大，證明重冶煉廠周邊土壤中重金屬形態存在的潛在生態風險越大。必須嚴格按照地質沉積物修復功能材料研發及應用研討會重要內容，評價冶煉廠周邊土壤中重金屬性質、變形特性以及滲透特性等復雜冶煉廠周邊土壤中重金屬形態數據。綜上所述，冶煉廠周邊土壤中重金屬形態模擬歷史擬合的儲量取決于孔隙體積和飽和度。冶煉廠周邊土壤中重金屬形態模擬歷史擬合孔隙體積與重金屬污染地質沉積物監測分區的構造和孔隙度有關，飽和度則與數據初始化相關。所以，在冶煉廠周邊土壤中重金屬形態模擬歷史擬合時可以根據重金屬污染地質沉積物監測分區的實際情況對以下參數做出相應的調整，分別為：冶煉廠周邊土壤中重金屬污染監測分區的孔隙度、NTG、地質沉積物的油水界面以及地質沉積物的毛管壓力。通過對每個網格的冶煉廠周邊土壤中重金屬形態模擬歷史擬合儲量，可以有效提高對冶煉廠周邊土壤中重金屬形態的化學分析的精準度，為下文判斷冶煉廠周邊土壤中重金屬單因子污染等級奠定扎實的基礎。

2.3判斷冶煉廠周邊土壤中重金屬單因子污染等級

本文采用中國土壤環境質量標準一級標準(背景值)為參比值，通過計算冶煉廠周邊土壤中重金屬單因子污染指數，判斷冶煉廠周邊土壤中重金屬單因子污染等級。設冶煉廠周邊土壤中重金屬單因子污染指數的表達式為P，則有公式（2）。通過公式（2），可以得出冶煉廠周邊土壤中重金屬單因子污染指數，以此為標準，判斷冶煉廠周邊土壤中重金屬單因子污染等級，如表2所示。結合表2所示，為冶煉廠周邊土壤中重金屬單因子污染等級判斷結果。

2.4得出冶煉廠周邊土壤中重金屬形態的化學分析結果

根據上述對土壤重金屬形態的綜合分析，可顯著的看出在研究中的多個采樣點內，呈現酸溶性狀態的液態Cd含量差異性較為顯著。在采樣點中，酸溶性狀態的液態Cd含量最大的樣本中，Cd的濃度可超過80.0%，而酸溶性狀態的液態Cd含量最小的樣本中，Cd的濃度不足10.0%，但在此樣本中，液態金屬殘渣（/F4）的含量較高，比例形態相對較大。對于所有土壤中重金屬樣本而言，正二價氧化鐵與正三價氧化鐵在樣本中的濃度總量可占到約20.0%，但其中重金屬元素以獨立形態呈現的物質濃度僅占到2.0%~5.0%左右。在對土壤介質中重金屬濃度含量的研究中，正二價Cd元素與此金屬物質的絡合物呈現狀態，可直接決定冶煉廠周邊土壤的形態。盡管在相關研究中發現，正二價氧化鐵與正三價氧化鐵、Mn氧化物等均可以呈現絡合轉改，但由于其中氧化物質形態的可還原能力相對較強，因此造成了氧化物絡合物的形態呈現一種特殊的形態。而此種形態的發生，受到地區環境污染、地質環境的理化性能、區域地下水流向、氣象條件等多種綜合性因素的影響，而綜合本次研究的整體結果，可知Cd金屬的形態，與重金屬物質的總量來兩者之間具備一定關系，包括與土壤PH值相關、與土壤賦存形態相關、與地質土壤參數相關、與土壤還原形態相關、與獨立金屬可氧化性能相關、與金屬超標率相關等。考慮到相關影響因素，下述將對Cd元素在土壤中的常見形態進行深入分析。具體內容如下。通常情況下，Cd元素的常見形態有很多種，但在土壤中，Cd元素只能正二價的形式存在，此外，也有極少的正二價Cd元素在土壤中以游離離子的方式存在，但由于此種形態表達方式與土壤中有機物質的融合能力交叉和，因此此種形式的Cd元素也極難與Mn金屬氧化物呈現絡合狀態。除上述提出的相關研究成果，還發現，正二價Cd元素在樣本中的比例與其總量存在直接關系，產生此種現象的原因主要是由于外部污染物排放所導致的，當周邊金屬冶煉廠或工業廠址排放廢氣與廢水后，Cd污染物以更加容易融合的方式進入土壤中。并且，Cd污染物在土壤中長期滯留，其中活性物質呈現一種固定狀態，即分子的活性降低，Cd金屬元素在此時呈現還原狀態。而本文研究樣本選擇的土壤屬于冶煉廠周邊土壤，因此本文此次的研究結果明顯受到工廠排放污染物的影響。并且，本次研究結果中，Cd金屬的酸性狀態呈現的較為顯著，為此研究的結果中Cd的融合性應表現為顯著增強的趨勢。

3結語

本文通過冶煉廠周邊土壤中重金屬形態的化學分析，得出結論為冶煉廠周邊土壤中重金屬形態與單因子污染等級具有直接相關關系，以此為依據，證明此次研究的必要性。因此，有理由相信通過本文分析，能夠解決傳統冶煉廠周邊土壤中重金屬形態的化學分析不明的問題。但本文同樣存在不足之處，主要表現為未通過實例分析的方式，證明此次化學分析得出冶煉廠周邊土壤中重金屬形態結果的精確性，進一步提高冶煉廠周邊土壤中重金屬形態化學分析結果的可信度。這一點，在未來針對此方面的研究中可以加以補足。與此同時，還需要對冶煉廠周邊土壤中重金屬治理方法的優化設計提出深入研究，以此為解決冶煉廠周邊土壤中重金屬污染的問題提供建議。

參考文獻

[1]周弛,念娟妮,王曉巖,等.陜西省某鉛鋅冶煉廠周邊土壤中重金屬污染評價及特征分析[J].環境與發展,2019,31(11):119-121.

[2]孫景敏,黃業豪,徐靖,等.基于工藝礦物學的河南某冶煉廠周邊土壤污染分析及修復建議[J].礦產保護與利用,2020,40(02):150-154.

[3]王乙穎,劉冬梅,孫濤,等.某冶煉廠周邊土壤重金屬含量特征分析及評價[J].廣州化工,2019,047(016):128-131,140.

作者:宋尚 單位:中國建筑材料工業地質勘查中心吉林總隊