劉世山，楊超喜

（江蘇藍(lán)海工程設(shè)計(jì)咨詢有限責(zé)任公司，江蘇 連云港222006）

1 引言

自從汽油實(shí)現(xiàn)無鉛化以來，大氣環(huán)境中的鉛污染的絕對(duì)量在逐年減少，但是大氣環(huán)境中鉛污染主要還是來自于汽油的燃燒廢氣?，F(xiàn)今，經(jīng)汽油燃燒排入環(huán)境中的鉛的總量已嚴(yán)重超標(biāo)。經(jīng)汽車尾氣進(jìn)入環(huán)境中的鉛主要分布在公路兩側(cè)及城市中，使公路兩側(cè)及周邊環(huán)境遭受到嚴(yán)重的鉛污染，對(duì)人類健康造成極大的威脅。因此，對(duì)鉛的分析，在環(huán)境科學(xué)、醫(yī)學(xué)、工、農(nóng)領(lǐng)域已顯示出愈來愈重要的作用，建立測(cè)定土壤環(huán)境中鉛各組分含量的測(cè)定方法具有實(shí)際意義。

2 實(shí)驗(yàn)原理

原子吸收光譜分析法的分析原理是將光源輻射出來的待測(cè)元素特征光譜經(jīng)過樣品蒸汽中待測(cè)元素的基態(tài)原子所吸收，通過發(fā)射光譜被減弱的程度，以此求得樣品中待測(cè)元素的含量。它符合郎伯－比爾定律：

A＝KCL＝－lgT＝－lgI／I0

式中T為透射比，I0為發(fā)射光強(qiáng)度，I為透射光強(qiáng)度，L為光通過原子化器光程。由于L是不變值，所以A＝KC。

具體的工作原理圖如圖1。

3 實(shí)驗(yàn)方法

3.1 樣品采集

首先進(jìn)行采樣路段的設(shè)置，本文以某高速公路采樣路點(diǎn)從南到北設(shè)置在K245、K257、K264處。共計(jì)3個(gè)采樣路段，路東路西5個(gè)采樣點(diǎn)，路段旁均為農(nóng)田，無其他工業(yè)污染源。然后統(tǒng)一進(jìn)行如下布點(diǎn)：垂直于公路兩側(cè)200m的范圍內(nèi)，每25m設(shè)置一個(gè)采樣點(diǎn)，每一個(gè)采樣點(diǎn)取多點(diǎn)混合樣，接著在每一采樣點(diǎn)上采集相應(yīng)的土壤樣品。土壤采集深度0～20cm，每份土壤樣品采集1.0kg左右，共計(jì)采樣27個(gè)。

3.2 標(biāo)準(zhǔn)溶液配置與標(biāo)準(zhǔn)曲線測(cè)定

鉛標(biāo)準(zhǔn)溶液配置：取100mg／L的鉛標(biāo)準(zhǔn)溶液放入相應(yīng)的容量瓶中，用二次蒸餾水稀釋成濃度分別為0.12mg／L、0.32mg／L、0.52mg／L、0.80mg／L、1.50mg／L、2.50mg／L、4.00mg／L、5.00mg／L的鉛標(biāo)準(zhǔn)溶液作為標(biāo)準(zhǔn)曲線。用火焰原子吸收光譜分析法直接噴入空氣－乙炔火焰中，測(cè)定各自吸收值。

3.3 對(duì)樣品前處理和測(cè)定

土壤樣品帶回后，去除雜質(zhì)后進(jìn)行風(fēng)干，混合均勻后用四分法縮分獲取200g樣品，取100g經(jīng)研磨過篩，保存在塑封袋中待測(cè)。剩余100g留存?zhèn)溆谩?/p>

準(zhǔn)確稱取1g土樣于100mL燒杯中，用少量去離子水潤(rùn)濕，緩緩地加入5mL王水并蓋上表面皿，同時(shí)做一份試劑空白。把燒杯放在通風(fēng)櫥內(nèi)的電爐上進(jìn)行加熱，開始低溫，其后慢慢提高溫度，并保持微沸狀態(tài)，讓其充分分解。注意消解時(shí)溫度不宜過高，以防止樣品外濺。當(dāng)激烈反應(yīng)完畢且大部分有機(jī)物分解后，取下燒杯進(jìn)行冷卻，再沿?zé)诩尤?～4mL王水，繼續(xù)加熱分解直到樣品變成灰白色后揭去表面皿，趕出過量王水，把樣品蒸至近干。然后取下燒杯冷卻，加入5mL的1%稀硝酸溶液再進(jìn)行加熱，冷卻后用中速定量濾紙過濾后倒入25mL容量瓶中，濾渣用1%硝酸洗滌后定容，搖勻待測(cè)。

將消解液在與標(biāo)準(zhǔn)系列相同的條件下，用火焰原子吸收光譜分析法直接噴入空氣－乙炔火焰中，測(cè)定吸收值。

3.4 數(shù)據(jù)分析

測(cè)得的鉛標(biāo)準(zhǔn)溶液的吸光度曲線如表1和圖2。某高速段公路兩側(cè)不同路段鉛含量散點(diǎn)變化圖如圖3。

以上變化趨勢(shì)圖顯示不同路段土壤中鉛的含量有一定差異。K245路西處鉛含量均相對(duì)較低，有明顯下降趨勢(shì)。K257路西處鉛含量均較高，有明顯下降趨勢(shì)。K257路東土壤鉛含量變化不穩(wěn)定而且含量平均比路西低，25m處各種重金屬含量均有很明顯下降情況，可能是因?yàn)樵摬蓸狱c(diǎn)處土壤存在個(gè)體差異，從而產(chǎn)生了誤差；K264處路兩側(cè)樣品采集方法與其他地方不同，兩側(cè)只各取3個(gè)樣品，此路段作為其他路段參照。

表1 鉛標(biāo)準(zhǔn)溶液的吸光度

圖2 鉛標(biāo)準(zhǔn)曲線

圖3 鉛含量變化圖

總體上看，公路兩側(cè)75m范圍內(nèi)鉛含量變化大，這可能與氣候、交通污染和公路兩側(cè)有無障礙物等多種因素有關(guān)。例如，公路南側(cè)的降雨量明顯要比北側(cè)的多，其氣候相對(duì)北側(cè)要濕潤(rùn)，揚(yáng)塵天氣也相對(duì)較少。同時(shí)公路鉛吸附在灰塵顆粒上能較迅速在公路兩側(cè)沉降下來，以此加重了交通鉛對(duì)周邊農(nóng)田污染；75～200m范圍內(nèi)，土壤中鉛含量有明顯逐漸減低趨勢(shì)，這是因?yàn)殂U污染主要來自汽車汽油的使用，故離路越遠(yuǎn)，其濃度越低。

此外，從整體上可看出，鉛的分異性較大，有明顯的分布特征，表現(xiàn)出一定的分布規(guī)律。

4 公路交通對(duì)兩側(cè)土壤的污染特征及影響因素

4.1 污染特征

汽車在行駛過程中，發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室排出的鉛多為直徑小于0.2μm的微粒，這類微粒一部分隨著行駛中的汽車排放尾氣彌散到飄浮的空氣中，跟著空氣流動(dòng)進(jìn)而擴(kuò)散，以此造成對(duì)農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的影響。另外一部分附著在發(fā)動(dòng)機(jī)排氣系統(tǒng)內(nèi)逐步形成較大的顆粒，排出后散落在地面。因此對(duì)于不同公路，其交通對(duì)土壤質(zhì)量安全的影響也是有所區(qū)別的。

從上面分析可知交通對(duì)公路兩側(cè)土壤的污染特征是不一樣的，它主要取決于污染源及相應(yīng)地?cái)U(kuò)散情況。鉛污染的分布規(guī)律是沿著垂直公路延伸方向逐步減少，當(dāng)超出一定位置范圍時(shí)，大氣中鉛含量明顯有所降低并趨于穩(wěn)定。通過實(shí)驗(yàn)研究表明：公路旁土壤中鉛污染特征是以公路為中心兩側(cè)呈帶狀順公路延伸，垂直于公路兩側(cè)，強(qiáng)度由近向遠(yuǎn)逐漸減弱，污染主要集中在5～80m范圍內(nèi)，其污染擴(kuò)散范圍大約為250m左右。公路兩側(cè)鉛污染對(duì)農(nóng)田土壤的影響范圍則要大些，一般在公路兩側(cè)呈帶狀延伸。

4.2 影響因素

公路交通對(duì)兩側(cè)土壤的影響因素主要有氣候及氣象因素、交通流量、公路兩側(cè)障礙物和地形及路況等幾個(gè)方面。

（1）氣候及氣象因素。氣候及氣象條件因素主要包括當(dāng)?shù)仫L(fēng)向、風(fēng)速、風(fēng)力，以及降雨量及降雨天數(shù)、濕度等。上風(fēng)向地區(qū)較下風(fēng)向受到影響的范圍要小。風(fēng)速及風(fēng)力較大的地區(qū)，公路空氣中鉛部分在被有效稀釋的同時(shí)其他部分則會(huì)隨風(fēng)擴(kuò)散到更遠(yuǎn)的地方，從而形成范圍更大的污染。在氣候多雨潮濕的地區(qū)，大氣中的鉛顆粒能較容易附在水汽上凝聚而沉降下來，從而造成鉛對(duì)靠近公路的土壤影響程度大，不過其擴(kuò)散的范圍也隨之減少。

（2）交通流量。交通流量是影響鉛含量及擴(kuò)散的主要因素，研究調(diào)查結(jié)果表明，公路運(yùn)營(yíng)時(shí)間長(zhǎng)和車流量大的情況下，公路鉛對(duì)土壤和作物的影響范圍及程度較大。

（3）公路兩側(cè)障礙物。公路兩側(cè)障礙物主要為樹木和綠化帶等能有效影響公路鉛的擴(kuò)散污染，這是由于樹木和綠化帶在對(duì)含鉛粉塵有吸附作用的同時(shí)還能阻止或減弱空氣的流動(dòng)，以此防止鉛的進(jìn)一步擴(kuò)散。值得注意的是不同樹種對(duì)公路鉛等重金屬的阻截作用是有所不同的。

（4）地形和路況。在山區(qū)及丘陵地帶，由于空氣流通不暢，進(jìn)而表現(xiàn)出公路鉛的影響范圍更大，污染更嚴(yán)重。另外路況對(duì)公路邊土壤中的鉛含量有直接影響，坡度越大，污染就會(huì)越重。

5 結(jié)語

通過對(duì)5個(gè)采樣點(diǎn)土壤樣品中鉛的測(cè)定，可以說明火焰原子吸收法測(cè)定土壤中微量重金屬元素具有較高的靈敏度、準(zhǔn)確度和精密度，因此該檢測(cè)方法可以用到實(shí)踐中去。

［1］ 黃太山.用原子吸收法測(cè)定部分重金屬的探討［J］.江西化工，2005（1）：135～136.

［2］ 陳 竑，朱文君.火焰原子吸收分光光度法測(cè)定總鉻的研究［J］.現(xiàn)代科學(xué)儀器，1999（Z1）：79～81.