当前世界环境

介绍

重金属污染对健康乃至人的生命造成严重的问题。这些金属的排放是由化学品生产、染色、抹灰、采矿、冶金、核活动和其他工业等活动造成的。这些金属对动物、湖泊和河流具有破坏性影响(Sayeri, Hamoudi， & Yang, 2005)。城市和工业污水以及来源不明的大气沉积物和径流等人类活动是河流中现有金属的主要来源。它们也是生物体内积累的主要环境污染物之一，可导致严重的血液病、脑损伤、贫血和肾脏功能不良。最近，对不同河流中存在的重金属进行了调查(Wakida, Lara-Ruiz, Rodriguez-Ventura, Diaz， & Garcia-Flores, 2008)。重金属引起的毒性是一个非常令人关注的问题，因为它对人们的健康和生态都非常重要。此外，由于长期使用未经处理的污水，重金属可能在土壤中积累到有毒水平。在污水灌溉的土壤中，重金属在地表积累。由于污水的频繁使用，土壤的重金属保持能力下降，这些金属流入地下水或进入现有的土壤溶液中被植物吸收。 Here is the beginning of the main risk and the transfer of contamination to the critical points should be avoided in a way (Sridhara, Kamalaa, & Samuel, 2008). Several methods have been used to clean up the contaminations caused by heavy metals and some troubles have also been observed after the application of the said methods (Qureshi & Memon, 2012). Efforts have been made in this study to investigate the acceptable reduction of heavy metals based on using the leaves of beech tree. One of the common techniques for measuring the concentration of heavy metals is Flame Atomic Absorption Spectrometry (FAAS). FAAS method is classified as a single-element method which requires a longer time to analyze several elements in a sample. Multi-element methods such as X-Ray Florescence (XRF) (Talebi, 1998), Neutron Activation Analysis (NAA) (Guéguen, Gilbin, Pardos, & Dominik, 2004), and Atomic Emission Spectrometry using Inductively Coupled Plasma (ICP-AES) (Bruder, Lgrade, Lerosy, Coughanower, & Enguehard, 2002), are used for synchronous and critical determination of heavy metals and provide reliable results. In this study, ICP-AES method was used as a multi-element technique to identify rare heavy metals in water.

本研究对伊斯法罕省(伊朗中部)Zayandeh河中选定的金属(Zn、Pb和Cu)进行了分析，并对山毛榉树叶对上述重金属污染的清理进行了研究。应该指出的是，伊斯法罕省是伊朗最重要的工业中心之一。该省有不同的工业，包括钢铁(全国最大的工业)、发电厂、铝业、木材生产厂、电子、计算机、石油化工综合体和炼油厂。因此，铜、锌和铅可能会泄漏到扎扬德河的水生态系统中。

材料与方法

在伊朗伊斯法罕Zayandeh路河沿岸的6个站点采集了水样。采样点列表及规格见表1。2011年春季，在一个月内分三个阶段取样。用于稀有金属取样和分析的工具在使用前都要经过酸的彻底清洗。金属的消化是基于USEPA方法，3010(通过FLAA或ICP光谱分析溶解或完全可回收金属的提取物的酸性消化)(US-EPA, 1991)。所有文献均为分析型。盐酸、氢氟酸和硝酸分别用于样品的消解和标准品的制备。用标准溶液测定被分析元素的ICP值。玻璃和特氟龙容器在10%的硝酸体积溶液中处理24小时，然后用蒸馏水和去离子水洗涤。消化后的样品保存在15 ml聚乙烯管中，温度为4°C的冷室中。

采用AA - 220分光光度计瓦里安光谱和电感耦合等离子体原子发射光谱仪(ICP-AES)对样品进行了测定，并进行了三次分析，确定样品中存在Cu、Pb和Zn金属。分析定性控制包括日常标准分析以及样品和空白的重复分析(Martin & Meybeck, 1979)。

样品制备完成，铜、铅、锌金属浓度测定完成后，将山毛榉树叶制备到水样中注射。

选择山毛榉树叶的原因是这种树在伊朗不同地区的丰富程度以及在类似研究中对吸收其他污染元素的积极作用。图1显示了山毛榉树的叶子样例。

为了制备山毛榉树叶注射到水样中，取5克山毛榉树叶在70℃的温度下在容器中干燥。然后，将1克干燥的材料在450°C的炉中保持6小时，将其转化为灰(Natarajan, et al.， 2010)。将样品的灰烬倒入100毫升聚乙烯容器中，加入3毫升硝酸。然后在100°C的水浴中加热，使其完全消化。消化后，样品从水浴中取出并完全冷却。采用AA - 220分光光度计瓦里安光谱和电感耦合等离子体原子发射光谱仪(ICP-AES)对所得组合进行了测定。

在下一阶段，5克山毛榉叶被注射到从河中提取的水样中。然后在30,60,90,120和150分钟的时间间隔内从溶液中提取样品并进行测量。

结果和讨论

注射山毛榉树叶前的河水样本测量结果见表2 ~表4。需要注意的是，铜、铅、锌等重金属的浓度是以百万分之单位来测定的。

山毛榉叶片中Cu、Pb、Zn三种离子的碱性浓度见表5。

利用山毛榉叶后，吸收剂Cu、Pb、Zn三种离子浓度的平均最终还原百分比见表6。

Cu、Pb、Zn三种离子浓度随时间的平均还原百分比如图2 ~ 4所示。

可以看出，不同站点的河水中Cu、Pb、Zn三种离子的浓度值不同;然而，当我们接近河流的下游时，它们的浓度增加了。作为伊朗中部的重要生命线，Zayandeh Roud河有多种消费，包括提供饮用水以及工业和农业活动所需的水(Nemati Varnosfaderany, Ebrahimi, Mirghaffary， & Safyanian, 2009)。人口的迅速增长以及农业和工业活动导致包括重金属在内的大量有毒物质进入河流。近年来，由于污染的饱和，重金属的吸收量似乎有所减少。这一问题在河流下游点也可以观察到(Zhao, Qiana, Huang, Li, Xuea， & Hua, 2012);(Laia, Yang, Hsieh, Wu， & Kao, 2011);(Chahinian, et al.， 2011)。

表1:采样点列表及规格 点击这里查看表格

表2:重金属浓度 与基于PPM的第一阶段样品相关 点击这里查看表格

表3:重金属浓度 与基于PPM的第一阶段样品相关 点击这里查看表格

表4:重金属浓度 与基于PPM的第一阶段样品相关 点击这里查看表格

表5:重金属浓度 在山毛榉树叶中发现的 点击这里查看表格

表6:每项的减少百分比 金属后使用山毛榉叶 点击这里查看表格

图1:山毛榉树叶 图2:Cu的还原百分比 图3:减少百分比Pb 图4:还原百分比Zn 点击此处查看图

将山毛榉叶取样注射到样品中，可以看出，相当比例的重金属浓度被吸收。铜的这一比例几乎为40%，铅为52%，锌为30%。考虑到水样中离子的初始浓度，这样的还原水平似乎是可以接受的(Liu, Jiang, Zhang， & Xu, 2011);(kert郁闷，Bakonyi， & Farkas, 2006);(Shikazono, Zakir， & Sudo, 2008)。

结论

Zayandeh Roud河是伊朗中部高原的主要水源，有多种用途，包括饮用水、工业和农业用水。随着人口的增长，对河水的消耗也随之增加，而这种消耗所造成的污染对河水的质量产生了负面影响。考虑到利用河水灌溉农田，高浓度的重离子在不久的将来会造成无法弥补的损害。因此，从经济和设施的角度来看，寻找一种具有成本效益的方法来清除重金属污染是一个主要问题，最重要的是，它没有任何二次麻烦。研究了山毛榉叶片对Cu、Pb和Zn离子浓度的吸收和还原作用。考虑到山毛榉树叶使用后Cu、Pb和Zn离子浓度的适当降低，建议在需要清除Cu、Pb、Zn等重金属污染时，使用山毛榉树叶作为一种几乎自由的、非常自然的溶液。

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