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1 绪论1

1.1 研究背景1

1.2 研究意义3

1.3 研究方法4

2 国内外铅污染标准5

2.1 大气环境5

2.1.1 各国大气环境标准体系5

2.1.2 大气环境质量标准限值6

2.1.3 大气排放标准限值7

2.2 土壤环境8

2.2.1 国外土壤标准8

2.2.2 国内土壤标准9

2.3 食品安全10

3 土壤重金属污染评价12

3.1 土壤重金属污染评价方法12

3.2 某冶炼厂周边土壤中重金属含量空间分布16

3.2.1 数据的初步处理和图形的绘制16

3.2.2 重金属空间分布和来源分析19

3.3 土壤重金属污染评价27

3.3.1 土壤重金属污染指数评价27

3.3.2 土壤环境生态风险评价31

3.4 研究区域铅浓度的时间变化33

4 铅同位素示踪34

4.1 同位素示踪基本原理34

4.1.1 同位素示踪在国内外研究及应用进展34

4.1.2 铅锌矿中铅同位素比值分布35

4.2 铅指纹概念模型的建立及表示37

4.2.1 铅的成因与分类39

4.2.2 铅的特征40

4.2.3 铅指纹概念模型及定义40

4.2.4 铅指纹的表现形式41

4.3 指纹图谱相似性计算理论41

4.3.1 铅指纹图谱的建立41

4.3.2 铅指纹图谱的相似性测度计算42

4.3.3 铅源解析及贡献率分析44

4.4 铅同位素比值测定45

4.4.1 试样前处理方法45

4.4.2 试样测定48

4.5 实验结果及分析49

4.5.1 铅同位素比值范围变化49

4.5.2 土壤中铅同位素比值与质量浓度之间的关系51

4.6 铅同位素示踪污染源53

4.6.1 污染源解析技术53

4.6.2 研究区土壤铅同位素示踪污染源定性解析53

4.6.3 酸溶态铅同位素组成62

4.6.4 研究区土壤铅同位素示踪污染源定量解析65

4.7 各端元相对贡献率距离相关模型定量分析69

4.7.1 距离相关模型计算贡献率69

4.7.2 距离相关模型的应用71

5 树木年轮元素含量与环境变化75

5.1 树木年轮学的基本概念75

5.1.1 树木年轮解剖学特征75

5.1.2 树木年轮的基本概念76

5.1.3 树木年轮学的基本原理77

5.2 树木年轮采样和元素检测80

5.2.1 采样80

5.2.2 样品前处理80

5.2.3 常用的分析方法80

5.3 环境重金属污染历史研究实例82

5.3.1 树轮样品的采集82

5.3.2 样品中化学元素分析82

5.3.3 元素质量浓度与树轮宽度的关系84

5.3.4 从统计学角度初探元素在树轮中的行为90

5.3.5 植物对环境污染的监测作用93

5.3.6 利用树轮中元素质量浓度的变化反演环境污染历史95

5.4 冶炼厂周边树轮的环境指示103

5.4.1 样品的采集103

5.4.2 树轮样品元素测定103

5.4.3 各种元素含量在树轮中的逐年变化情况104

5.5 利用树轮反演环境污染的意义107

5.5.1 环境监测方面107

5.5.2 环境修复方面109

5.5.3 人体健康方面110

6 地表水体沉积物与环境示踪111

6.1 地表水体的重金属污染现象111

6.2 采样方法114

6.2.1 采样设备的一般要求114

6.2.2 采样系统的类型115

6.2.3 采样和数据的统计分析116

6.3 湖泊沉积年代学117

6.3.1 14C年代学117

6.3.2 137Cs测定年代118

6.3.3 210Pb测定年代118

6.3.4 210Pb和127Cs年代判定的可靠性以及存在的问题119

6.4 冶炼厂周边湖底沉积物分析120

6.4.1 样品采集120

6.4.2 沉积物样品前处理121

6.4.3 重金属分布分析121

7 铅空间积累效应和安全防护距离模拟预测分析126

7.1 铅冶炼企业大气颗粒物重金属粒径分布规律研究126

7.1.1 有组织污染物粒径分布规律126

7.1.2 无组织污染物粒径分布规律128

7.2 大气降尘重金属特征及来源分析132

7.2.1 降尘监测132

7.2.2 降尘量分析134

7.2.3 降尘重金属含量及空间分布特征136

7.2.4 日沉降通量分析140

7.2.5 降尘重金属元素的地累积指数评价141

7.2.6 降尘重金属来源分析142

7.3 铅空间积累效应模拟分析146

7.3.1 大气预测模拟技术流程146

7.3.2 CALPUFF模型模式介绍147

7.3.3 模型参数设定153

7.3.4 CALPUFF预测模块参数155

7.4 模型适用性研究155

7.4.1 空气质量模拟值与监测值相关性156

7.4.2 降尘模拟值与监测值相关性156

7.5 环境影响的预测158

7.5.1 电厂环境影响预测158

7.5.2 铅锌冶炼厂环境影响预测159

7.5.3 防护距离确定168

7.6 小结178

8 基于GIS的铅污染诊断和表征体系及防控区域分析系统建立179

8.1 系统框架179

8.2 系统设计说明179

8.2.1 系统总体设计与分析179

8.2.2 数据库设计180

8.3 系统开发技术路线与系统模式180

8.3.1 技术路线180

8.3.2 系统模式181

8.4 系统功能说明与实现181

8.4.1 基础数据处理模块181

8.4.2 数据统计分析模块181

8.4.3 可视化分析模块184

参考文献186

附录202

附录1 铅污染诊断和表征样品采集、制备及浓度分析规范（建议稿）202

附录2 铅污染源解析的样品采集、制备及铅同位素分析规范（建议稿）211

附录3 铅冶炼行业防控区域划分技术规范（建议稿）221