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《環境保護科學雜志》2015年第一期
1.實驗方法
1.1采樣點的位置河流水樣的采集首先需要在河段上選擇監測斷面,然后在監測斷面上布設監測垂線,最后在檢測垂線上確定采樣點。
1.2水樣采集本次采樣時間為2014年4月11日,地點為武河人工濕地,利用采樣器在每個采樣點采集水樣500ml,裝入玻璃瓶中,并做好標記,帶回實驗室備用。
1.3實驗原理電感耦合等離子體焰炬溫度可達6000-8000k,當將樣品由進樣器引入霧化器并被氬載器帶入焰炬時,樣品中的組分被原子化、電離、激發,以光的形式發射出能量。不同元素的原子在激發或電離時,發射不同波長的特征光,根據特征光的波長可進行定性分析。元素的含量不同時,發射特征光的強度也不同,據此可以進行定量分析[15]。
1.4實驗儀器和試劑
1.4.1實驗儀器(1)燒杯;(2)0.45μm孔徑濾膜;(3)10ml針管;(4)100ml容量瓶;(5)移液管1支;(6)電感耦合等離子體原子發射光譜儀(ICP-AES);
1.4.2實驗試劑(1)優級純濃硝酸
1.5實驗過程與步驟(1)水樣處理:樣品采集后立即通過0.45微米濾膜過濾,棄去初始的50~100ml溶液,收集所需體積的濾液并用(1+1)硝酸把溶液調節至pH<2。廢水試樣加入硝酸至含量達到1%。(2)空白樣品:測定每批樣品時,應取與樣品相同體積的水按以上處理方法相同的步驟獲取空白樣品。(3)測定:調節好儀器工作參數,先測定試劑空白溶液、水樣的值,將消解好的樣品放入電感耦合等離子體原子發射光譜儀(ICP-AES)中進行測定,扣除空白值后的元素測定值即為水樣中該重金屬元素的濃度。
1.6實驗結果根據儀器的性能,對每個元素選定2~3個譜線進行測定。然后,綜合分析觀察每條譜線的譜圖強度及干擾情況,選擇測定各元素的最佳波長。
2.結果與分析
經上述運算得到所測重金屬單項質量等級Pi及綜合質量等級七參數7G、五參數5G(不含Cd與Hg),評價結果如表4。上述數據表明:各重金屬的單項質量等級Gi隨重金屬的不同而有較大差別。總體上看重金屬元素、Cr、Cu、Pb等級較低,在1左右且都沒有超過2,這說明、Cr、Cu、Pb這幾種金屬元素在武河濕地中污染較輕,水質為Ⅰ類。由圖1可知,的質量等級在3號點略有下降,這是由于此處陷泥河河水匯入起到了稀釋作用。此后質量等級迅速升高在6號點達到最大0.84,這是由于兩側的河水再次匯聚,重金屬在此富集,但是水質仍然為Ⅰ類。由圖2可知,Cr的質量等級在1、2、3、7、8號點為0,在4、5、6號點的質量等級超過1但是不到2。質量等級在1、2、3、7、8號點為0在4、5、6號點升高說明武河濕地中的Cr元素是由陷泥河和南涑河帶來的,但是質量等級低,污染并不嚴重,水質屬Ⅱ類。由圖6可知,在1、2、4、7、8號點Cu的質量等級為0,即重金屬Cu的濃度為0,并未檢測出重金屬Cu污染。3、5、6質量等級升高這是由于陷泥河和南涑河匯入帶來的。由圖7可知,Cr的質量等級在1、2號點為0.9左右,3、4號點為0.4左右呈下降趨勢,這是由于陷泥河河水匯入起到了一定的稀釋作用。7號點到6號點質量等級上升則是由于南涑河匯入帶來的Cr元素,則南涑河是武河濕地Cr污染源之一。
由圖3可知,重金屬元素Cd的質量等級在各采樣點中均超過1,但是最大等級仍未達到3,說明總體水質較好污染并不嚴重。由圖5可知,重金屬元素Zn的質量等級在各采樣點中波動較大最小可為0最大則超過3,水質在不同河段變化較大。在5號點達到最大值,是由于此處河流較寬水流流速慢重金屬Zn在此大量富集。由圖4可知,重金屬元素Hg的質量等級數值較大普遍在4以上,最大可達7.24,水質為劣Ⅴ類,Hg含量嚴重超標污染嚴重。綜合質量等級評價,選用了、Cr、Cu、Pb、Cd、Zn、Hg七個參數和、Cr、Cu、Pb、Zn五個參數的評價。由圖8七參數綜合質量等級變化可知,全河段綜合質量等級均在4以上,水質為Ⅴ類和劣Ⅴ類,污染嚴重。圖9五參數綜合質量等級變化表明,河段質量等級在1左右,水質為Ⅰ類和Ⅱ類,水質好污染較輕。五參數和七參數評價結果出現較大差距主要是由于七參數中Hg元素在全河段中濃度較大污染十分嚴重,其權重大拉高了該河段的綜合質量等級,表明了該河段的主要重金屬污染是Hg元素。圖4Hg的質量等級變化和圖8七參數綜合質量等級變化無論是數值還是變化趨勢都十分相似,也表明了Hg元素是該河段的主要重金屬污染物。
由表4和圖10可知:1號點的重金屬污染物污染情況是Hg>Cd>Zn>Pb,無、Cr、Cu污染;2號點的重金屬污染物污染情況是Hg>Cd>Zn>Pb>,無Cr、Cu污染;3號點的重金屬污染物污染情況是Hg>Cu>Cd>Pb>>Zn,無Cr污染;4號點的重金屬污染物污染情況是Hg>Cd>Zn>Cr>>Pb,無Cu污染;5號點的重金屬污染物污染情況是Hg>Zn>Cd>Cr>Cu>>Pb;6號點的重金屬污染物污染情況是Hg>Cd>Zn>Cr>>Cu>Pb;7號點的重金屬污染物污染情況是Hg>Cd>>Pb,無Cr、Cu、Zn污染;8號點的重金屬污染物污染情況是Hg>Cd>Zn>>Pb,無Cr、Cu污染。
3.結論
實驗表明武河濕地中重金屬Hg污染十分嚴重,各采樣點均有分布且水質屬劣Ⅴ類。重金屬元素Cd的質量等級在各采樣點中均超過1,但是最大等級仍未達到3,說明總體水質較好污染并不嚴重。重金屬元素、Cr、Cu、Pb等級較低,在1左右且都沒有超過2,這說明、Cr、Cu、Pb這幾種金屬元素在武河濕地中污染較輕近乎無污染,水質為Ⅰ類。由于重金屬Hg的污染十分嚴重所以研究區內綜合質量等級在4以上,水質為Ⅴ類和劣Ⅴ類,污染嚴重。全河段中均有的重金屬Hg污染且各處重金屬Hg的污染最為嚴重。上游地區其他主要重金屬污染物有Cd和Zn,無、Cr、Cu污染;中游地區其他主要重金屬污染物有Cu和Zn,七種重金屬污染物均有;下游地區其他主要重金屬污染物有Cd和,無Cr、Cu、Zn污染。
作者:王秀珍梁仁君邱繼彩赫國勝單位:臨沂大學資源環境學院