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开题报告重金属

开题报告重金属
开题报告重金属

四川农业大学本科生毕业论文(设计)开题报告

毕业论文(设计)题目都江堰市金鑫猕猴桃种植基地土壤重金属含量分析研究选题类型应用型课题来源自选项目

学院城乡建设学院专业环境工程

指导教师职称副教授

姓名年级2008 学号

1论文研究的理论意义和应用价值

土壤重金属污染是全世界面临的一个重要环境问题。随着社会经济的发展,人类在生产过程中排放出大量有害重金属物质进入土壤,造成土壤中的重金属含量严重超标,使得土壤结构和功能恶化,质量下降,并且直接危害到人类的健康和发展。猕猴桃素来以味美、营养价值高而倍受人们喜爱,逐渐进入了国际市场。都江堰胥家金鑫猕猴桃生产合作社有限责任公司位于国家级生态示范县—都江堰胥家镇,被喻为:“猕猴桃之乡”的胥家镇。公司属胥家镇政府批准新建的民营企业,是集猕猴桃种植、储藏、加工、贸易为一体的综合企业。公司通过“公司+基地+农户”模式和参股、契约、租赁、合同订单等多种利益联结形式,带动农户共同致富和为客户服务,年产猕猴桃鲜果6000吨、猕猴桃籽15吨、猕猴桃果干500吨。

果园土壤重金属元素含量的多少是猕猴桃产地环境要求检测的一项重要指标,它达到一定程度就会对土壤造成污染,影响果树的生长发育,通过食物链进而对人体健康造成危害。且果品产区土壤的清洁程度直接影响猕猴桃的市场供应及人民的收入和生活水平。故有必要对都江堰猕猴桃生产基地土壤中主要重金属元素(锌、铅、汞、镉和铜)的累积状况进行研究,为都江堰猕猴桃产地环境质量现状评价和优质出口猕猴桃的生产提供依据。

2目前研究的现状

近年来,国内很多学者对土壤系统中重金属来源、分布与迁移,形态转化特

征及其环境影响进行了研究。主要测定了重金属Cr、Cu、Zn、Pb、Ni、Cd等在土壤中的含量。取样方法多采取土壤表层及亚层分层采样。

王丽娟等(2010)在对不同土地利用方式下土壤重金属特征及影响研究中表明,不同土地利用方式下, 土壤重金属元素含量的分布特征存在一定差异, 土壤表层( 0~ 20 cm) 人工苹果林地重金属元素含量大于农业耕地, 20~ 40 cm 土层的重金属元素含量均相对较高, 农业耕地的土壤重金属含量剖面变化曲线( 尤其在60 cm 土层以上) 波动幅度比人工苹果林地明显; 土地利用方式对不同深度土壤重金属元素含量的影响强度不同, 其中对40~ 60 cm 土层影响最大.

李亮亮等(2007)研究表明,土壤重金属元素在土壤中的垂直分布规律为,重金属元素含量随土壤深度呈降低趋势,并在一定深度低于背景值。表土层的重金属含量明显高于20 cm以下土层的重金属含量,体现强烈的表聚性。不同的重金属元素在不同的土层深度形态分布是不同的,随着土层深度的增加交换态Cd、Pb含量明显下降,残渣态Cu、Cd和Pb的比例明显提高。同一剖面点Cd的迁移率明显高于其他元素,而Pb在土壤中迁移性较差。所有元素迁移的深度均为达到60-80cm。卢瑛等(2003)在对南京城市土壤中重金属的化学形态分布研究中采取Tessier 连续提取法,

总之,大多数学者的分析表明,重金属在土壤剖面中的垂直分布具有一定的规律性。一般重金属污染主要是对表层土壤造成影响,而对下层土壤则较小。

3论文研究的内容

(1)论文拟开展的几个大方面

①采用梅花点法采集土壤样品

②根据国家标准方法测定重金属总量

(2)论文重点解决的问题

①采样区布设的代表性和土壤样品的采集

②主要土壤重金属的消解和重金属总量的测定。

③分析数据,得出结论,分析污染来源及现状。

(3)论文拟得出的主要结论

通过各重金属总量的测定分析样地的重金属污染状况,分析都江堰市金鑫猕猴桃种植基地Cu、Zn、Pb、Cd和Cr的总含量及其可能的来源。

4研究方案

4.1 拟采取的研究方法及试验方案

(1)资料收集:广泛收集分析已有数据及资料。

(2)土壤样品采集:沿蒲阳至莲花湖的公路布6个采样区,采样区按公路两侧20亩布设。用梅花点法采集每个采样区的土壤混合样品,样品在塑料薄膜上均匀混合, 用四分法选取1kg 左右装入聚乙烯袋带回实验室.

(3)样品测定:在实验室中进行,采用火焰原子吸收分光光度法分别测定铅、镉、铜、锌、铬等的总量。

4.2 技术路线

通过信息、资料的收集确定研究的过程→利用国标对采集的土壤进行消解→利用原子吸收分光光度法分析测定重金属含量→通过统计方法定量分析其污染状况同时分析重金属的空间分布规律及来源。

4.3关键技术

(1)样品的采集:由于重金属元素的含量是微量或半微量状态,同时也并非均匀分布,在自然状态下呈随机聚集式分布。因此,应根据试验区的地形地貌及人为活动情况,按典型取样的方法进行采样。

(2)重金属总量测定:利用火焰原子吸收分光光度法对铜、锌、铅、镉、铬五种重金属的总量进行测定。

5 论文进度安排

(1)2011年4月-2011年6月

① 完成实验所需的资料收集整理;

② 设计合理切实可行的实验方案。

③ 完成样品的采集与部分样品的测定。

④完成测定样品数据的整理与初步分析。

(2)2011年7月-2011年10月

① 完成所有样品的测定。

② 完成测定样品数据的整理与分析。

③ 查阅新的研究论文和研究成果,对自己的研究内容进行补充。

(3)2011年11月-2011年12月

①进一步整理测定数据,并对部分数据进行补充和完善,完成研究项目所有其它资料的整理工作。

②论文撰写与答辩。

6参考文献

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[3] 王丽娟,庞奖励,丁敏。不同土地利用方式下土壤重金属特征及影响研究[D]。陕西师范大学学报( 自然科学版),2010,38(4):88—93

[4] 中华人民共和国国家标准. GB/T17141-1997 土壤中铅、镉的测定石墨炉原子吸收分光光度法[S].

[5] 中华人民共和国国家标准. GB/T17138-1997 土壤中铜、锌的测定火焰原子吸收分光光度法[S].

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[16]田士林,李莉.豫北苹果园土壤重金属含量水平测定及其评价安徽农业科学[J].安徽农业科学.2006,34(3):546。572.

指导教师意见

本研究技术路线正确,实验方案可行,进度安排合理,同意开题。

指导教师签名:

年月日

开题小组意见

负责人及成员签名:

答辩时间:年月日

注:1. 选题类型:基础型、应用基础型、应用型、调研型;

2. 课题来源:国家级项目、省部级项目、横向合作项目、校级项目、自选项目;

重金属传播特性分析

重金属污染来源、分布、治理方法 点击次数:2540 发布时间:2011-2-16 摘要:文章阐明了重金属污染物来源与分布,同时对国内外土壤重金属污染治理的研究工作做了系统的综述,提出了土壤中重金属污染物防治的环境矿物学新方法,利用环境矿物材料治理土壤重金属污染物的方法,具有成本低、效果好、无二次污染及有用金属可回收利用等优点,展现出广阔的环境矿物学研究与应用前景。并提醒人们要提高土壤质量意识,保护生态环境。 重金属系指密度4.0以上约60种元素或密度在5.0以上的45种元素。砷、硒是非金属,但是它的毒性及某些性质与重金属相似,所以将砷、硒列入重金属污染物范围内。环境污染方面所指的重金属主要是指生物毒性显著的汞、镉、铅、铬以及类金属砷,还包括具有毒性的重金属锌、铜、钴、镍、锡、钒等污染物。 随着全球经济化的迅速发展,含重金属的污染物通过各种途径进入土壤,造成土壤严重污染。土壤重金属污染可影响农作物产量和质量的下降,并可通过食物链危害人类的健康,也可以导致大气和水环境质量的进一步恶化。因此引起世界各国的广泛重视。目前,世界各国土壤存在不同程度的重金属污染,全世界平均每年排放Hg约1.5万 t、Cu为340万 t、Pb为500万 t、Mn为1500万 t、Ni为100万 t。中国北方大城市的蔬菜基地和部分商品粮基地也存在着不同程度的重金属污染,如北京、天津、西安、沈阳、济南、长春、郑州等地;。 南方相对较轻,如福州、宁波、上海、武汉、成都等地。土壤重金属污染将会造成生态系统的严重破坏。从中国土壤资源状况看,到2000年底中国人均耕地仅为0.1 hm2,而且随着今后中国经济社会的发展如生态退耕、农业结构调整及自然灾害损毁等,土壤资源将进一步减少。因而如何有效地控制及治理土壤重金属的污染,改良土壤质量,将成为生态环境保护工作中十分重要的一项内容。 重金属污染原理 重金属,特别是汞、镉、铅、铬等具有显著和生物毒性。它们在水体中不能被微生物降解,而只能发生各种形态相互转化和分散、富集过程(即迁移)。重金属污染的特点是:(1)除被悬浮物带走的外,会因吸附沉淀作用而富集于排污口附近的底泥中,成为长期的次生污染源;(2)水中各种无机配位体(氯离子、硫酸离子、氢氧离子等)和有机配位体(腐蚀质等)会与其生成络合物或螯合物,导致重金属有更大的水溶解度而使已进入底泥的重金属又可能重新释放出来;(3)重金属的价态不同,其活性与毒性不同。其形态又随pH和氧化还原条件而转化。(4)在其危害环境方面的特点是:微量浓度即可产生毒性(一般为1~10毫克/升,汞、镉为0.01~0.001毫克/升);在微生物作用会转化为毒性更强的有机金属化合物(如洋-甲基汞);可被生物富集,通过食物链进入人体,造成慢性路线。亲硫重金属元素(汞、镉、铅、锌、硒、铜、砷等)与人体组织某些酶的巯基(-SH)有特别大的亲合力,能抑制酶的活性,亲铁元素(铁、镍)可在人体的肾、脾、肝内累积,抑制精氨酶的活性。六价铬可能是蛋白质和核酸的沉淀剂,可抑制细胞内谷胱甘肽还原酶,导致高铁血红蛋白,可能致癌,过量的钒和锰(亲岩元素)则能损害神经系统的机能。 本文主要从土壤中重金属污染物来源与分布、土壤中重金属污染物的现行治理方法入手,提出土壤中重金属污染物防治的环境矿物学新方法。旨在保护环境,提高土壤的环境质量。 1 土壤中重金属污染物来源与分布 土壤中重金属的来源是多途径的,首先是成土母质本身含有重金属,不同的母质、成土过程所形成的土壤含有重金属量差异很大。此外,人类工农业生产活动,也造成重金属对大气、水体和土壤的污染。 1.1 大气中重金属沉降

重金属超积累植物研究

重金属超积累植物研究 10化41 10234027 汪杉椿 摘要:土壤重金属污染是当前面临的一个重大环境问题,而土壤重金属污染的植物修复尤其是超积累植物的应用是治理污染土壤的重要手段之一。本文主要就重金属超累积植物的概念与选择标准,及其超累积的机理和在生态修复中的应用问题与前景进行综述。 关键词:重金属;超积累植物;植物修复 中国矿产资源蕴藏量丰富,分布遍及全国,随着铅锌矿的累年开发,矿渣、矿区废水不断污染周围农田。此外各种工业废水和废气的排放及农田污泥的施用都造成农田土壤的重金属污染。植物修复技术作为一种新兴的绿色生物技术,能在不破坏生态环境,保持土壤结构和微生物活性的状况下,通过植物的根系直接将污染元素吸收,从土壤中带走,从而修复被污染的土壤。 1 . 金属超累积植物 1.1重金属超累积植物的概念及选择标准 重金属超累积植物是指对重金属的吸收量较大,并能将其运移贮藏到地上部,且地上部重金属含量显著高于根部的植物,这类植物地上部的重金属含量是常规植物的10一500倍。 超累积植物吸收修复被重金属污染土壤的综合指标是净化率,即植物地上部吸收某种重金属的量与土壤中此种重金属总量的百分比。超累积植物一般对某种元素是专一的,但是某些植物也能同时超累积两种或多种植物。 理想的重金属超积累植物一般具有以下特征:(1)可以耐受高水平的重金属;(2)地上部超量积累某种或几种重金属时,不影响植物的正常生长,通常超出普通植物的100倍以上,比如超积累植物积累的Cd含量可达100Lg/g(干重)以上,Co、Ni、Cu、Pb达1 mg/g以上,而Mn、Zn达10 mg/g以上;(3)生长迅速;(4)生物量大;(5)根系发达。超积累植物可以用于环境污染的植物修复、

浅谈重金属对水污染的影响以及治理对策

浅谈重金属对水污染的影响以及治理对策 发表时间:2016-09-28T09:06:46.443Z 来源:《基层建设》2016年12期作者:谭凡超 [导读] 摘要:重金属污染时危害最大的水污染问题之一。最常见就是重金属是通过使用农药化肥、工厂排放废水和生活垃圾等人为污染,而且重金属具有毒性大、不易被代谢、容易被生物富集并有生物放大效应的特点。因此本文对重金属污染水资源的原因进行阐述,以及分析重金属的特点找出治理方法。 广东省阳江市检测检验中心 529500 摘要:重金属污染时危害最大的水污染问题之一。最常见就是重金属是通过使用农药化肥、工厂排放废水和生活垃圾等人为污染,而且重金属具有毒性大、不易被代谢、容易被生物富集并有生物放大效应的特点。因此本文对重金属污染水资源的原因进行阐述,以及分析重金属的特点找出治理方法。 关键词:重金属;污染;治理 1.分析重金属对水污染源头 1.1生产废水处理超标排放 重金属冶炼厂生产废水主要为熔炼、烧结等冶炼工艺和动力辅助生产车间产生的废水,这部分生产废水含重金属离子比较高,通常是通过集中收到废水处理站处理后达标排放。因生产过程不稳定,汇入废水处理站的水量和水质发生变化,当变化较大时,会引起废水处理站的出水指标波动,甚至造成重金属污染物超标排放,特别是重金属火法冶炼,排水量较大,长时间的超标排放,容易引发江河水体沽水期的突发性重金属水污染。 1.2地下水污染 烟尘和粉尘中丰富含有冶炼物料中存在各种重金属元素,其溶于水能够形成重金属污染水,呈现出非生产落地污染的情况。重金属冶炼厂生产过程中烟尘和粉尘散落在厂内的屋面、地面和道路上,随地面冲洗水、初期雨水进入雨水沟道,从雨水排水系统排入江河水体。根据实测资料显示,从雨水沟道系统外排的地面冲洗水以及初期雨水中重金属污染物严重超标的现象较为严重。 2.重金属的污染特点 2.1 分布广泛 重金属遍布大气、土壤、水和生物体中,而且人类生产和生活方便对重金属应用也十分普遍,但由于人为活动导致环境中某些金属累积,让它们在环境中含量或高,造成环境污染。 2.2生物富集 有部分重金属污染物会通过饮食、呼吸、皮肤接触等途径进入人体,待人体的一定部分发生积聚,造成急性或者慢性中毒,严重威胁人体生命,难以根治。重金属之所以会通过饮食进入人体,那是因为重金属很难被微生物分解,反而会被微生物吸收,并通过食物链在生物体内富集。 2.3转化工程复杂 重金属大多为周期表中的过渡元素,在不同的被污染物中存在不同的形态,加上其迁移转化十分复杂。因此不同价态的重金属,有着不同的活性和毒理性。 2.4容易形成难溶物 在水中的重金属通过一系列化学反应生成氢氧化物、硫化物、碳酸盐等难溶性的沉淀,暂时限制路了其扩散。但是当沉淀大量时,会和天然水体中的有机酸、腐殖质等形成各种配合物,从而增大重金属在水中的溶解度,形成二次污染。 3.水中重金属污染测定方法 一般情况下,我们通常对水环境中的重金属元素离子的测定,采用以下几个方法。 3.1 原子发射光谱法 由于在加热情况下,很多原子或者离子会释放出特别定频率和波长的光。我们就利用该情况下释放的光的种类和强度,来测定其中的浓度大小,但是这种方法具有很大的局限性。 3.2原子吸收光谱法 原子吸收光谱法通过特定元素的基态原子对指定吸收光的吸收强度从而测定其中离子浓度大小。目前该方法运用在环保领域以及其他领域,是一种比较通行的方法。 3.3原子荧光光谱法 特定的原子在特定的光辐射下,会发射出荧光,我们可以通过测定荧光的强度从而测定出元素的含量。 3.4分光光度法 分光光度法具有某些特殊官能团的分子能够吸收一定波长范围的光,所以可以对物质进行定量与定性的分析。 3.5发光分析法 主要依靠分子处于基本状态时,具有吸收能力,发射出特别波长和频率的光,其中大致有荧光分析仪、磷光分析仪、化学发光分析仪。 3.6质谱法 采用电脑手段将特定的原子变成离子,其质量与电荷量之间的比值大致为定值,通过测量定值,就能够确定原子的种类。只是质谱仪一般来说价钱比较贵,运行费用也比较高。 3.7 阳极溶出伏安法 此方法是一种电化学分析方法,在过去它被用来测定人体血液中铅金属的例子浓度。一般来说,化学分析方法实验费用都相对比较少,操作也比较简单,但是我们一般采用化学分析方法对水中微量元素离子测定,原因是化学分析测定方法误差比较大,不可控因素多。 3.8离子选择电极一种电化学传感器 此种方法是测定离子浓度电信号来测定其浓度大小。一般情况下,水溶液的电位差与特定离子的活度成正比,我们可以通过测定相应

土壤中重金属环境污染元素的来源及作物效应

第23卷第2期2005年5月 贵州师范大学学报(自然科学版) Journa l of Guizhou Nor m al University(Natural Sciences) Vo.l23.No.2 M ay2005 文章编号:1004)5570(2005)02-0113-08 土壤中重金属环境污染元素的来源及作物效应 王济1,王世杰2 (1.贵州师范大学地理与生物科学学院,中科院地化所环境地球化学国家重点实验室,中科院研究生院贵州贵阳550002; 2.中科院地化所环境地球化学国家重点实验室,贵州贵阳550002) 摘要:主要介绍我国5土壤环境质量标准6中规定含量的8种重金属环境污染元素(汞、镉、铅、铬、砷、锌、铜、镍)的污染来源及作物效应。土壤中重金属的主要来源是成土母质,矿山开采的三废污染,大气中重金属的沉降,农药、化肥、塑料薄膜等的使用等。重金属在作物中的分布规律一般是根>茎>叶>籽实。 关键词:土壤;重金属;环境;污染;来源;作物效应 中图分类号:X53文献标识码:A The sources and crops effect of heavy m eta l ele m en ts of con ta m i na ti on i n soil WANG Ji1,WANG S h i2ji e2 (1.Gu iz hou Nor ma lUn i ve rs i ty,The State Key Laboratory of Enviro nmenta lGeochem istry,Institute of Geochem i stry,Graduate School of Ch i nese A cade m y of Sc i ences,Guiyang,Gu i zho u550002,Ch i na; 2.The S tate Key Laboratory of Environ m en tal Geoche m istry,Instit ute of Geoche m istry, Chinese A cade m y of Sc i ences,Guiyang,Gu i zho u550002,Ch i na) Abstr act:Th is paper has intr oduced t h e source and crops eff ect of heavymetal e le ments of conta m i n a2 ti o n(H g,Cd,Pb,Cr,A s,Z n,Cu,N i)li m ited by Environmental Qua lity Standar d f or Soils (GB1561821995).The ma i n source is f ro m mother2materi a l of soi.l The heavy meta ls polluti o n also can be related w ith the produce ofm iner,sedi m en tation of heavy me tals in at m osphere,use of agro2 che m icals etc.The distri b uti o na l or der in crops i s root>ste m>leaf>f rui.t K ey w ord s:soi;l heavy meta;l environmen;t pollution;source,crop e f fect 土壤中重金属污染元素主要包括汞、镉、铅、铬及类金属元素砷等生物毒性显著的元素,以及有一定毒性的锌、铜、镍等[1]。因此我们将汞、镉、铅、铬、砷、锌、铜、镍合称为重金属环境污染元素。人类活动将重金属加入到土壤中,致使土壤中重金属含量明显高于原有含量,并造成生态环境质量恶化的现象称为土壤重金属污染[2]。重金属污染物在土壤中移动性很小,不易随水淋滤,不被微生物降解[3,4]。它们一方面对农作物、农产品和地下水等许多方面产生重大影响,并通过食物链危害人体健康;另一方面因大多数重金属在土壤中相对稳定且难以迁出土体,对土壤理化性质及土壤生物学特性(尤其是土壤微生物)和微生物群落结构产生明显不良影响,从而影响土壤生态结构和功能的稳定性[2,5]。 113 收稿日期:2005-01-04 基金项目:贵州省高校发展专项资金(黔教科2004111),贵州师范大学校科研启动费资助项目。作者简介:王济(1975-)男,博士,研究方向:土壤与环境。

重金属污染物的传播特征

重金属污染来源、分布、治理方法 摘要:文章阐明了重金属污染物来源与分布,同时对国内外土壤重金属污染治理的研究工作做了系统的综述,提出了土壤中重金属污染物防治的环境矿物学新方法,利用环境矿物材料治理土壤重金属污染物的方法,具有成本低、效果好、无二次污染及有用金属可回收利用等优点,展现出广阔的环境矿物学研究与应用前景。并提醒人们要提高土壤质量意识,保护生态环境。 重金属系指密度4.0以上约60种元素或密度在5.0以上的45种元素。砷、硒是非金属,但是它的毒性及某些性质与重金属相似,所以将砷、硒列入重金属污染物范围内。环境污染方面所指的重金属主要是指生物毒性显著的汞、镉、铅、铬以及类金属砷,还包括具有毒性的重金属锌、铜、钴、镍、锡、钒等污染物。 随着全球经济化的迅速发展,含重金属的污染物通过各种途径进入土壤,造成土壤严重污染。土壤重金属污染可影响农作物产量和质量的下降,并可通过食物链危害人类的健康,也可以导致大气和水环境质量的进一步恶化。因此引起世界各国的广泛重视。目前,世界各国土壤存在不同程度的重金属污染,全世界平均每年排放Hg约1.5万t、Cu为340万t、Pb为500万t、Mn为1500万t、Ni为100万t。中国北方大城市的蔬菜基地和部分商品粮基地也存在着不同程度的重金属污染,如北京、天津、西安、沈阳、济南、长春、郑州等地;。 南方相对较轻,如福州、宁波、上海、武汉、成都等地。土壤重金属污染将会造成生态系统的严重破坏。从中国土壤资源状况看,到2000年底中国人均耕地仅为0.1 hm2,而且随着今后中国经济社会的发展如生态退耕、农业结构调整及自然灾害损毁等,土壤资源将进一步减少。因而如何有效地控制及治理土壤重金属的污染,改良土壤质量,将成为生态环境保护工作中十分重要的一项内容。 重金属污染原理 重金属,特别是汞、镉、铅、铬等具有显著和生物毒性。它们在水体中不能被微生物降解,而只能发生各种形态相互转化和分散、富集过程(即迁移)。重金属污染的特点是:(1)除被悬浮物带走的外,会因吸附沉淀作用而富集于排污口附近的底泥中,成为长期的次生污染源;(2)水中各种无机配位体(氯离子、硫酸离子、氢氧离子等)和有机配位体(腐蚀质等)会与其生成络合物或螯合物,导致重金属有更大的水溶解度而使已进入底泥的重金属又可能重新释放出来;(3)重金属的价态不同,其活性与毒性不同。其形态又随pH和氧化还原条件而转化。(4)在其危害环境方面的特点是:微量浓度即可产生毒性(一般为1~10毫克/升,汞、镉为0.01~0.001毫克/升);在微生物作用会转化为毒性更强的有机金属化合物(如洋-甲基汞);可被生物富集,通过食物链进入人体,造成慢性路线。亲硫重金属元素(汞、镉、铅、锌、硒、铜、砷等)与人体组织某些酶的巯基(-SH)有特别大的亲合力,能抑制酶的活性,亲铁元素(铁、镍)可在人体的肾、脾、肝内累积,抑制精氨酶的活性。六价铬可能是蛋白质和核酸的沉淀剂,可抑制细胞内谷胱甘肽还原酶,导致高铁血红蛋白,可能致癌,过量的钒和锰(亲岩元素)则能损害神经系统的机能。 本文主要从土壤中重金属污染物来源与分布、土壤中重金属污染物的现行治理方法入手,提出土壤中重金属污染物防治的环境矿物学新方法。旨在保护环境,提高土壤的环境质量。 1 土壤中重金属污染物来源与分布

重金属镉水污染应急处理技术_郑凌之

科技信息 SCIENCE &TECHNOLOGY INFORMATION 2012年第11期●0前言 2004年6月初,楚雄市龙川江发生严重镉污染事件,楚雄水文 站、智民桥、黑井等断面的总镉超标36.4倍;2005年12月15日北江 韶关段出现严重镉监测浓度超标,高桥断面检测到镉浓度超标12倍 多……到近期的广西龙江河镉污染,龙江河宜州拉浪码头前200米水 质重金属超标80倍。现在大家都已经闻“镉”色变,这么频繁的镉污染 事件给我们敲响警钟,在面对镉污染事件的时候,我们不能坐以待毙, 要懂得怎么应对,怎么处理,怎么消除污染。针对重金属镉的污染治理 上,我国研究人员与国际上许多研究人员都在进行相关的研究。本文 就是在前人对含镉废水的各种处理方法研究的基础上,寻找出快速有 效地应对镉污染事故的方法,做出的总结性概述。1污染来源及其危害 镉是炼锌业的副产品,镉作为原料或催化剂用于生产电池、塑料、 颜料和试剂、塑胶稳定剂;由于镉的抗腐蚀性及耐摩擦性,也是生产不 锈钢、电镀以及制作雷达、电视机荧光屏等原料;还是制造原子核反应 堆用控制棒的材料之一。随着电池工业的发展,镍镉电池以其优良的 性能得到了广泛的应用,镍镉电池的生产在20世纪80年代中后期快 速增长,在镉年产量不断增长的。同时,1981年镍镉电池用镉占镉消费 量的23%。因此水体中镉的污染源主要来自铅锌矿、有色金属冶炼、电 镀、玻璃、油漆颜料、纺织印染、照相、陶瓷和用镉作原料的化工厂等的 排水。镉的废旧产品也会造成环境污染,如废镍镉电池。 世界上的十大环境污染事件中,神东川的骨痛病,就是因为镉污 染引起的。1955~1972年日本富山县神痛川流域,因锌、铅冶炼厂等排 放的含镉废水污染了河水和稻米,居民食用后中毒,1972年患病者达 258人,死亡128人。痛痛病患者最有特征的病变之一是骨变、表现为 骨委缩、脱钙、变形、骨折、骨层改变等。 镉主要通过呼吸道和消化道侵入人体。它不是人体必需微量元 素,在新生体内并不含镉,但随年龄的增长,即使无职业接触,50岁左 右的人体内,含镉也可达到20~30μg/kg 。镉进入人体后,主要贮存于 肝、肾组织中,不易排出。镉的慢性毒性主要造成肾脏再吸收能力不 全,以致干扰免疫球蛋白的制造,降低机体的免疫能力及导致骨质疏 松和骨质软化。研究表明,微量的镉进入机体即可通过生物放大和积 累,对肺、骨、肾、肝、免疫系统和生殖器官等产生一系列损伤。2污染事故应急处理方法 氢氧化镉是为高度稳定、难溶的物质[1]。因此饮用水中的镉可以通 过沉淀混凝过滤去除。强化混凝工艺通过采取一定措施,可以发挥混 凝的最佳效果,而且这些药剂就在常规生产中使用,选择强化混凝作 为应急处理技术,易于实现“平战结合”,具有简单易行、实用性强等特点[2]。因此:2.1对于微污染的水源水,投加碱调节pH 值的方法处理。把pH 值调到8.5~9.5之间时,能达到除镉和混凝沉淀的最佳效果。但若pH 值大于9.5时,聚合氯化铝的混凝效果不好,出现反池的现象。采用投加生石灰,把pH 值调到9.0左右进行中试。某水厂进行中试验中发现投加生石灰20mg/L ,镉的去除率达75%。若上游的含镉源水到达,亦能保证出厂水水质符合国家标准。该方法简单可行,除镉效果理想,而且对正常生产影响不大。并对两种加氯消毒方式进行比较试验后,发现二次加氯(反应前加氯,滤后加氯氨消毒)的消毒方式更简单[3]。2.2对于遭受大的突发性镉污染的水体,在水厂常规工艺的基础上,考察了化学沉淀技术对镉污染原水的应急处理效果。结果表明,突发性污染时,镉主要以溶解态形式存在,所占比例在60%以上[4]。通过氢氧化物沉淀法,具有除镉范围广、药剂来源广泛、不产生二次污染等优点,此类方法已经在广州北江镉污染事件中得以成功运用。当分别采用三氯化铁和聚合氯化铝为混凝剂时,分别将滤后水pH 值控制在8.69和8.58以上,可有效去除超标50倍的镉污染物,且对镉的去除率随着pH 值的提高而增大;在最大应急能力方面,将滤后水pH 值分别控制在9.17和8.73以上,可分别有效去除超标500和80倍的镉污染物,使镉浓度降至国标限值以下。在混凝前pH 值变化不大的情况下,投加聚合氯化铝的滤后水pH 值的降低幅度要大于投加三氯化铁的[5]。3结论沉淀法因其工艺简单、操作方便、经济实用的特点在含镉废水的应用中最为广泛,但其在浓度变化、出水水质、离子选择性上存在缺陷[6],因此在常规混凝沉淀进过改进,通过化学沉淀与强化混凝联用技术可大大提高对镉的去除效果,此法适合运用在应急污染处理上。【参考文献】[1]杨智宽,韦进宝,编.污染控制化学.武汉大学出版社,2002,1∶388-401.[2]崔福义,等.城市给水厂应对突发性水源水质污染技术措施的思考[J].给水排水,2006,32(7):7-9.[3]蔡展航,等.镉污染源水处理的中试研究[J].水处理技术,2007,33(5):61-62.[4]高中芳,等.镉污染源水的应急处理技术研究[J].给水排水,2009,25(11):86- 88.[5]何文杰,等.饮用水中镉污染的应急处理技术中试研究[J].中国给水排水,2011,27(11):62-64.[6]邱廷省,等.含镉废水处理技术现状及发展[J].四川有色金属,2002,4:38-42.作者简介:郑凌之(1984—),女,助理工程师,从事环境监测相关工作。[责任编辑:汤静] 重金属镉水污染应急处理技术 郑凌之 (梅州市环境监测中心站广东梅州514021) 【摘要】本文介绍了重金属镉的相关污染事故、污染来源及中毒机理,同时在前人对含镉废水的各种处理方法研究的基础上进行了分析和比较,提出在面对突发性镉污染时的应急处理措施进行综合性的论述。 【关键词】镉污染;镉污染来源及危害;事故应急处理方法 Emergency Treatment in Accidental Cadmium(Cd)Pollution 【Abstract 】The accident about water pollution by cadmium (Cd),the source of pollution about cadmium and the mechanism of toxicity are described in this paper .Futhermore,in order to find the best removal effects of Cd ,The methods of waste water treatment containing cadmium analyzed by many experts are concluded.The results show that the combined process of conventional coagulation sedimentation and chemical precipitation can be the best emergency treatment in accidental Cd pollution . 【Key words 】Accidental cadmium pollution;Source of pollution and the mechanism of toxicity about cadmium ;Emergency treatment 科○环保论坛○464

重金属的来源及传播

土壤是人类赖以生存的主要自然资源之一,也是人类生态环境的重要组成部分。随着工业、城市污染的加剧和农用化学物质种类、数量的增加,土壤重金属污染日益严重,目前,全世界平均每年排放Hg约1.5万吨,Cu 340万吨,Pb 500万吨,Mn 1500万吨,Ni 100万吨。据我国农业部进行的全国污灌区调查,在约140万公顷的污水灌区中,遭受重金属污染的土地面积占污水灌区面积的64.8%,其中轻度污染的占46.7%,中度污染的占9.7%,严重污染的占8.4%。 土壤重金属污染具有污染物在土壤中移动性差、滞留时间长、不能被微生物降解的特点,并可经水、植物等介质最终影响人类健康。因此,治理和恢复的难度大。本文在讨论土壤重金属污染物来源和分布的基础上,评述土壤重金属污染修复技术研究进展,旨在为重金属污染土壤的有效修复提供科学的依据。 1 土壤重金属来源与分布 1.1 随着大气沉降进入土壤的重金属 大气中的重金属主要来源于能源、运输、冶金和建筑材料生产产生的气体和粉尘。除汞以外,重金属基本上是以气溶胶的形态进入大气,经过自然沉降和降水进人土壤。据Lisk报道,煤含Ce、Cr、Pb、Hg、Ti等金属,石油中含有相当量的Hg(O.02~30mg/kg),这类燃料在燃烧时,部分悬浮颗粒和挥发金属随烟尘进入大气,其中1O%~30%沉降在距排放源十几公里的范围内,据估计全世界每年约有1600吨的汞是通过煤和其它石化燃料燃烧而排放到大气中去的。例如比利时每年从大气进入每公顷土壤的重金属量就有Pb 250g、Cd 19g、As 15g、Zn 3750g。 运输,特别是汽车运输对大气和土壤造成严重污染。主要以Pb、Zn、Cd、Cr、Cu等的污染为主。它们来自于含铅汽油的燃烧和汽车轮胎磨损产生的粉尘,据有关材料报导,汽车排放的尾气中含Pb量多达20~50 μg/L,它们成条带状分布,因距离公路、铁路、城市中心的远近及交通量的大小有明显的差异。Вериня等研究发现在公路两侧50m的距离有被污染的痕迹,每月每平方米累积的易溶性污染物在4~40 g。进入环境的强度顺序为:Cu、Pb、Co、Fe和Zn。在宁-杭公路南京段两侧的土壤形成Pb、Cr、Co污染带,且沿公路延长方向分布,自公路两侧污染强度减弱。经自然沉降和雨淋沉降进入土壤的重金属污染,与重工业发达程度、城市的人口密度、土地利用率、交通发达程度有直接关系,距城市越近污染的程度就越重,污染强弱顺序为:城市-郊区-农村。 1.2 随污水进入土壤的重金属 利用污水灌溉是灌区农业的一项古老的技术,主要是把污水作为灌溉水源来利用。污水按来源和数量可分为城市生活污水、石油化工污水、工业矿山污水和城市混合污水等。生活污水中重金属含量很少,但是,由于我国工业迅速发展,工矿企业污水未经分流处理而排人下水道与生活污水混合排放,从而造成污灌区土壤重金属Hg、Cd、Cr、Pb、Cd等含量逐年增加。淮阳污灌区土壤Hg、Ca、Cr、Pb、As等重金属1995年已超过警戒线。其它灌区部分重金属含量也远远超过当地背景值。 随着污水灌溉而进入土壤的重金属,以不同的方式被土壤截留固定。95%的Hg被土壤矿质胶体和有机质迅速吸附,一般累积在土壤表层,自上而下递减。郑州污水灌区水中Hg的浓度达到O.242mg/kg,而土壤Hg含量O.194 mg/kg就会造成重度污染。污水中的As多以3价或5价状态存在,进入土壤后被铁、铝氢氧化物及硅酸盐粘土矿物吸附,也可以和铁、铝、钙、镁等生成复杂的难溶性砷化合物。而Cd很容易被水中的悬浮物吸附,水中Cd的含量随着距排污口距离的增加而迅速下降,因此污染的范围较少。Pb很容易被土壤有机质和粘土矿物吸附。Pb的迁移性弱,污灌区Pb的累积分布特点是离污染源近土壤含量高,距离远则土壤含量低。污水中Cr有4种形态,一般以3价和6价为主,3价Cr很快被土壤吸附固定,而6价Cr进入土壤中被有机质还原为3价Cr,随之被吸附固定。因此,污灌区土壤Cr会逐年累积。 1.3 随固体废弃物进入土壤的重金属

高等植物重金属耐性与超积累特性及其分子机理研究

高等植物重金属耐性与超积累特性及其分子机理研究 孙瑞莲2 周启星1* (1中国科学院沈阳应用生态研究所陆地生态过程重点实验室,沈阳 110016) (2中国科学院研究生院,北京 100039) 摘 要 由于重金属污染日益严重,重金属在土壤_植物系统中的行为引起了人们的高度重视。高等植物对重金属的耐性与积累性,已经成为污染生态学研究的热点。近年来,由于分子生态学等学科的发展,有关植物对重金属的解毒和耐性机理、重金属离子富集机制的研究取得了较大进展。高等植物对重金属的耐性和积累在种间和基因型之间存在很大差异。根系是重金属等土壤污染物进入植物的门户。根系分泌物改变重金属的生物有效性和毒性,并在植物吸收重金属的过程中发挥重要作用。土壤中的大部分重金属离子都是通过金属转运蛋白进入根细胞,并在植物体内进一步转运至液泡贮存。在重金属胁迫条件下植物螯合肽(PC)的合成是植物对胁迫的一种适应性反应。耐性基因型合成较多的PC,谷胱甘肽(GS H)是合成PC 的前体,重金属与PC 螯合并转移至液泡中贮存,从而达到解毒效果。金属硫蛋白(MTs)与PC 一样,可以与重金属离子螯合,从而降低重金属离子的毒性。该文从分子水平上论述了根系分泌物、金属转运蛋白、MTs 、PC 、GS H 在重金属耐性及超积累性中的作用,评述了近10年来这方面的研究进展,并在此基础上提出存在的问题和今后研究的重点。关键词 高等植物 重金属 耐性 超积累特性 植物修复 HEAVY METAL TOLERA NCE AND HYPERACCUMULATION OF HIGHER PLANTS AND THEIR MOLEC ULAR MECHANISMS:A REVIEW SUN Rui_Lian 2and ZHOU Qi_Xing 1* (1Key L abo ratory o f Terrestrial Ec olo gical Proc ess ,Institute o f Applied Ecology ,Chine se Academy o f Sc ienc es ,Shenyang 110016,China) (2Graduate School o f Chine se Academy o f Sc ie nce s ,Bei j ing 100039,China) Abstract Owing to serious heavy metal pollution,much attention has been paid to its effects on soil_plant systems.The research of heavy metal tolerance and hyperaccumulation of higher plants has become a hot topic in the field of pollution ecology.With the development of molecular ecology,research on the mechanisms of heavy metal tolerance,detoxification and accumulation in higher plants has made progress in recent years.There are significant differences in the tolerance to and accumulation of heavy metals among higher plant species and genotypes.Root systems are the first entrance of heavy metal pollutants from the soil into plant.Root exudates reduce the availability and toxicity of metal pollutants and play an important role in ability for plants to absorb heavy metals.Almost all heavy metal ions enter root cells with the help of a metal transporter protein that are subsequently transported to the vacuole.The synthesis of PC in response to the stress caused by heavy metals is one of the adaptive responses com mon in higher plants.Heavy metal tolerant genotypes have higher le vels of PC than non_tolerant genotypes under heavy metal stress.GSH is the substrate that synthesizes PC,which chelates the heavy metals.Heavy metal_PC chelatins are subsequently transported from the cytosol to the vacuole and heavy metal detoxification is thus achieved.MTs play the same role and in the same wa y as PC under heavy metal stress.The article reviews recent advances in understanding the role of root exudates,metal transporter proteins (MTs,PC and GSH),molecular mechanisms of heavy metal tolerance and hyperac -cumulation in higher plants at the molecular level.Existing problems and major topics of future research were discussed. Key words Higher plant,Heavy metal,Tolerance,Hyperaccumulation,Phytoremediation 现代农业中各种农药和化肥的大量使用,汽车 尾气的大量排放,城市污水及垃圾处理不当以及工 收稿日期:2004-03-18 接受日期:2004-07-16 基金项目:国家杰出青年科学基金(20225722)和国家自然科学基金重点项目(20337010) *通讯作者Author for correspondence E_mail:Zhouqi xing2003@https://www.wendangku.net/doc/9f12415146.html, E_mail:s unning527@https://www.wendangku.net/doc/9f12415146.html, 植物生态学报 2005,29(3)497~504 Acta Phytoecologica Sinica

重金属对水污染的调查

重金属对水污染的调查 指导教师白玉娟王久合钟围赵勇 一、课题的选定 “研究性学习课”早在2000—2001年度就已进入许多重点高中正式课程表。我们大港油田一中是一所普通中学,要开展研究性学习课有一定的难度。但作为高中学生学习课本知识固然重要,能力的培养也是不容忽视的。所以2002年4月,我以《重金属对水的污染》为题组织高一、三班8名学生进行了实验调查研究。我希望在这项研究性学习的尝试中提高他们的独立学习和解决问题的能力,观察能力和语言组织能力,社会交际能力,同时培养他们的社会责任感. 二、行动计划 1、编写台词,角色扮演《小河被污染了》 2、调查水资源的分布及水的循环过程 3、调查重金属对水的污染及其危害 4、设计实验研究重金属汞的危害 5、调查大港油田重金属污染情况 6、含重金属离子废水处理方法 7、就环境保护问题的倡议书 三、计划的实施 1、利用周二下午去学校资料室和图书馆查相关资料 2、采访环境监测中心工作人员 3、实地考察沧浪渠重金属的污染情况 4、上网查询有关水资源保护情况及相关图片资料 5、利用课余时间设计并亲手做实验——重金属对种子发芽影响 6、各小组材料汇总并处理、加工写成小论文 7、将研究成果制作成多媒体演示文稿 四、查阅资料研究探索的过程及体会 研究性学习-----让我们迈开自信与探索的步伐 近两个月的学习、调查、研究,我们的研究性课题“重金属对水的污染”以大家精彩的成果汇报画上了一个圆满的句号。 在这次研究性学习中我们小组的每一个成员都有着意想不到的收获。回想当初化学老师告诉我们要开研究性学习课的消息后,我们既欣喜又迷惘,既跃跃欲试,又无从下手。因为高一刚开学我们就听说一些重点中学开设了研究性学习课,作为普通中学的学生,我们一直没有机会参与这项活动。现在机会终于来了,我们一定抓住这次学习的机会,向大家证明普通中学的学生能力并不差。 可是我们选什么研究课题呢?在感觉一片茫然,无从下手时,想起老师说选题要体现化学学科的特点,接近化学教材的内容,组长李玮同学说:“不如我们翻翻化学课本看看能不能有什么启发。”当时我们马上要学习第六章,我们在翻书的过程中发现第四节—环境保护中有一个角色扮演活动——小河被污染了。背景是小河上游的造纸厂排出的未经处理的生产废水污染了小河,下游村庄的村民用河水灌溉农田、果树受到影响,产量下降;用河水养鱼,鱼的生长受到影响,产量下降,而且捕获的鱼卖不出去;孩子们过去常在河中游泳,现在河水发臭,已无法游泳。为此,村民向法院状告造纸厂。“造纸废水,为什么对河流造成这么严

重金属在水体中的存在形态及污染特征分析

重金属在水体中的存在形态及污染特征分析 摘要阐述了重金属在水体中的存在形态类型及迁移性质,介绍了重金属迁移规律的研究方法,并分析了重金属在水体中的污染特征。 关键词重金属;水体;存在形态;迁移规律;污染特征 1重金属在水体中的存在形态 1.1存在形态的类型 要分析污染物在水体中的迁移转化规律,首先就要了解污染物在水体中以何种形式存在以及各存在形态之间的关系,对重金属污染物的研究也不例外。汤鸿霄提出“所谓形态,实际上包括价态、化合态、结合态和结构态4个方面,有可能表现出来不同的生物毒性和环境行为”,这里所分析的存在形态主要指重金属在水体中的结合态。水体中重金属存在形态可分为溶解态和颗粒态,即用0.45μm滤膜过滤水样,滤水中的为溶解态(溶解于水中),原水样中未过滤的为颗粒态(包括存在于悬移质中的悬移态及存在于表层沉积物中的沉积态)。用Tessier等[1]提出的逐级化学提取法又可将颗粒态重金属继续划分为以下5种存在形态:一是可交换态,指吸附在悬浮沉积物中的黏土、矿物、有机质或铁锰氢氧物等表面上的重金属;二是碳酸盐结合态,指结合在碳酸盐沉淀上的重金属;三是铁锰水合氧化物结合态,指水体中重金属与水合氧化铁、氧化锰生成结合的部分;四是有机硫化物和硫化物结合态,指颗粒物中的重金属以不同形式进入或包括在有机颗粒上,同有机质发生螯合或生成硫化物;五是残渣态,指重金属存在于石英、黏土、矿物等结晶矿物晶格中的部分。 1.2迁移性质 不同存在形态的重金属在水体中的迁移性质不同。溶解态重金属对人类和水生生态系统的影响最直接,是人们判断水体中重金属污染程度的常用依据之一。颗粒态重金属组成复杂,其形态性质各不相同。可交换态是最不稳定的,只要环境条件变化,极易溶解于水或被其他极性较强的离子交换,是影响水质的重要组成部分;碳酸盐结合态在环境变化,特别是pH值变化时最易重新释放进入水体;铁锰水合氧化物结合态在环境变化时也会部分释放;有机硫化物和硫化物结合态不易被生物吸收,利用较稳定;残渣态最稳定,在相当长的时间内不会释放到水体中。

重金属污染物的传播特征,以及产生污染的原因

重金属污染物在土壤中的传播特征 重金属系指密度4.0以上约60种元素或密度在5.0以上的45种元素。砷、硒是非金属,但是它的毒性及某些性质与重金属相似,所以将砷、硒列入重金属污染物范围内。环境污染方面所指的重金属主要是指生物毒性显著的汞、镉、铅、铬以及类金属砷,还包括具有毒性的重金属锌、铜、钴、镍、锡、钒等污染物。随着全球经济化的迅速发展,含重金属的污染物通过各种途径进入土壤,造成土壤严重污染。土壤重金属污染可影响农作物产量和质量的下降,并可通过食物链危害人类的健康,也可以导致大气和水环境质量的进一步恶化。因此引起世界各国的广泛重视。目前,世界各国土壤存在不同程度的重金属污染,全世界平均每年排放Hg约1.5万t、Cu为340万t、Pb为500万t、Mn为1500万t、Ni 为100万t[1]。中国北方大城市的蔬菜基地和部分商品粮基地也存在着不同程度的重金属污染,如北京、天津、西安、沈阳、济南、长春、郑州等地;。 南方相对较轻,如福州、宁波、上海、武汉、成都等地。土壤重金属污染将会造成生态系统的严重破坏。从中国土壤资源状况看,到2000年底中国人均耕地仅为0.1 hm2,而且随着今后中国经济社会的发展如生态退耕、农业结构调整及自然灾害损毁等,土壤资源将进一步减少。因而如何有效地控制及治理土壤重金属的污染,改良土壤质量,将成为生态环境保护工作中十分重要的一项内容。 本文主要从土壤中重金属污染物来源与分布、土壤中重金属污染物的现行治理方法入手,提出土壤中重金属污染物防治的环境矿物学新方法。旨在保护环境,提高土壤的环境质量。 1 土壤中重金属污染物来源与分布 土壤中重金属的来源是多途径的,首先是成土母质本身含有重金属,不同的母质、成土过程所形成的土壤含有重金属量差异很大。此外,人类工农业生产活动,也造成重金属对大气、水体和土壤的污染。 1.1 大气中重金属沉降 大气中的重金属主要来源于工业生产、汽车尾气排放及汽车轮胎磨损产生的大量含重金属的有害气体和粉尘等。它们主要分布在工矿的周围和公路、铁路的两侧。大气中的大多数重金属是经自然沉降[2]和雨淋沉降进入土壤的。如瑞典中部Falun市区的铅污染[3],它主要来自于市区铜矿工业厂、硫酸厂、油漆厂、采矿和化学工业产生大量废物,由于风的输送,这些细微颗粒的铅,从工业废物堆扩散至周围地区。南京某生产铬的重工业厂[4]铬污染叠加已超过当地背景值4.4倍,污染以车间烟囱为中心,范围达1.5 km2,污染范围最大延伸下限1.38 km。俄罗斯的一个硫酸生产厂[5]也是由工厂烟囱排放造成S、V、As的污染。 公路、铁路两侧土壤中的重金属污染,主要是Pb、Zn、Cd、Cr、Co、Cu的污染为主。它们来自于含铅汽油的燃烧,汽车轮胎磨损产生的含锌粉尘等。它们成条带状分布,以公路、铁路为轴向两侧重金属污染强度逐渐减弱;随着时间的推移,公路、铁路土壤重金属污染具有很强的叠加性。在宁—杭公路南京段[6]两侧的土壤形成Pb、Cr、Co污染晕带,且沿公路延长方向分布,自公路向两侧污染强度减弱。在宁—连一级公路淮阴段[7]两侧的土壤铅含量增高,向两侧含量逐渐降低,且在地表0~30 cm铅的含量较高。在法国索洛涅地区A71号高速公路[8]沿途严重污染重金属Pb、Zn、Cd,其沉降粒子浓度超过当地土壤背景值

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