臨沂蒙山景區(qū)大氣環(huán)境中重金屬在油松年輪中的記錄

孫萌萌

摘 要：本文以油松樹木年輪作為研究材料，對(duì)采自臨沂市蒙山景區(qū)的油松樹輪樣品進(jìn)行化學(xué)分析，經(jīng)室內(nèi)消解處理后，定量測(cè)定了油松樹輪中重金屬元素含量，研究了蒙山景區(qū)50年間樹輪中重金屬的含量變化，對(duì)油松樹木年輪中7種重金屬的污染狀況作了系統(tǒng)的對(duì)比分析。在結(jié)合蒙山景區(qū)的開發(fā)歷史和蒙陰縣工業(yè)基地建立的基礎(chǔ)上，分析了研究區(qū)大氣環(huán)境的污染源，并提出了相應(yīng)降低污染的措施，以及對(duì)景區(qū)未來發(fā)展的規(guī)劃作出建議。

關(guān)鍵字：蒙山景區(qū)；油松；樹木年輪；重金屬

區(qū)域生態(tài)環(huán)境的優(yōu)劣與人類的生存發(fā)展密切相關(guān)，治理環(huán)境污染，需要了解環(huán)境污染的歷史變化，在不同年代長(zhǎng)成的樹輪記錄了當(dāng)年環(huán)境的重要信息，可以說樹木年輪是環(huán)境變化的記錄儀。此外，通過對(duì)樹木年輪中重金屬含量的分析，可以揭示當(dāng)?shù)丨h(huán)境中污染元素的變化。由于受監(jiān)測(cè)手段和技術(shù)水平的限制，區(qū)域性樹輪中重金屬的長(zhǎng)期變化資料在很多地方仍很匱乏。在此背景下，本文擬以地處我國東部暖溫帶地區(qū)的蒙山山區(qū)為研究區(qū)域，以采自蒙山景區(qū)的油松樹輪為研究對(duì)象，定量測(cè)定油松樹輪中的重金屬元素，分析蒙山景區(qū)大氣環(huán)境的污染狀況和來源，在此基礎(chǔ)上提出蒙山景區(qū)環(huán)境污染治理的防治對(duì)策。

1 材料與方法

1樣品樹種的篩選

在自然環(huán)境的條件下，各種類型的針葉林與其他景觀相比相當(dāng)穩(wěn)定，且具有較強(qiáng)的適應(yīng)能力，針葉林樹種的年輪較其他樹種更為清晰辨認(rèn)。研究區(qū)內(nèi)針葉林樹種分布廣，且為優(yōu)勢(shì)樹種，為了研究蒙山景區(qū)內(nèi)樹輪中重金屬含量變化，本研究選擇油松樹種為樣品采集對(duì)象。

2樹輪樣品的采集與處理

本次研究所采用的材料為2016年4月14日采集的油松樹木年輪，采樣地點(diǎn)為白云觀（道觀）以上海拔近1000m的陽坡，共采集10棵樹27個(gè)樣芯。

將采集后的樹輪樣芯放于通風(fēng)口處自然風(fēng)干；將晾干后的樹芯用白膠固定于樣槽內(nèi)，標(biāo)注好樣本編號(hào)（注：樹輪的縱剖面應(yīng)垂直于槽）；將固定到槽中的樹輪用重物壓實(shí)后自然晾干；然后分別采用密度不同的砂紙打磨樹芯，直至樹芯表面打磨光滑，年輪清晰可見為止；將打磨好的樹芯從樹皮到樹心數(shù)出年輪數(shù)，每10年用筆戳一個(gè)點(diǎn)，每50年戳兩個(gè)點(diǎn)，然后在顯微鏡下讀取年輪寬度，并將同一棵樹的不同方位的樹芯仔細(xì)比對(duì)，確定每一年輪對(duì)應(yīng)的年份。

最后進(jìn)行交叉定年，剔除油松5個(gè)交叉定年不好的樣芯，最后有22個(gè)油松樣芯用于年表建立。用TSAPWin軟件在LINTAB樹輪寬度測(cè)量?jī)x上（測(cè)量精度為0.001mm）量測(cè)寬度，用COFECHA軟件作交叉定年質(zhì)量控制檢驗(yàn)。2.3研究方法

本研究主要是探討蒙山景區(qū)旅游開發(fā)以來大氣環(huán)境中重金屬元素的含量變化，所以主要選取MS24W1、MS24E1、MS25W1、MS25N1、MS26W1五棵樹芯，每棵樹芯選取1962-2011年共50年的年輪作為研究對(duì)象，將選取的樹芯每年切割一個(gè)樣，并把不同方位且相同年份的樹芯混合為一個(gè)樣品，然后編號(hào)待測(cè)。

2 重金屬元素化學(xué)測(cè)定

重金屬元素的測(cè)定采用濕法消解法進(jìn)行處理。對(duì)每個(gè)編號(hào)的待測(cè)樣品進(jìn)行烘干，稱取烘干好的樣品0.2g放于容量為30ml的坩堝中，將稱量好的樣品用純凈水完全濕潤后加入10ml鹽酸（分析純），然后將坩堝放于電熱板上低溫（70℃-90℃）加熱；待樣品在電熱板上初步分解后，且坩堝內(nèi)的溶液蒸發(fā)剩余3ml左右時(shí)，將坩堝取下稍冷，然后加入5ml硝酸（優(yōu)級(jí)純）、5ml氫氟酸（分析純）、3ml高氯酸（分析純），將坩堝加蓋后放于電熱板上中溫（100℃-130℃）加熱1小時(shí)左右，然后開蓋，電熱板控制在高溫（150℃）；當(dāng)坩堝內(nèi)的溶液加熱至冒濃厚白煙時(shí)，坩堝加蓋，待坩堝壁上的橘紅煙消失后，坩堝開蓋，驅(qū)白煙蒸至樣品全部溶解，若樣品沒有完全溶解，視情況補(bǔ)加5ml硝酸（優(yōu)級(jí)純）、5ml氫氟酸（分析純）、3ml高氯酸（分析純），重復(fù)以上操作步驟；取下坩堝稍冷，加入3ml鹽酸溶液，隨后用針管過濾將溶液轉(zhuǎn)移至50ml量筒，用蒸餾水定容至50ml標(biāo)線充分搖勻，取定容后的溶液0.1ml，加入49.9ml的蒸餾水稀釋，稀釋比例為1：500，冷藏待測(cè)。

采用等離子體發(fā)射光譜儀（ICP）對(duì)待測(cè)液體進(jìn)行重金屬元素測(cè)定。將測(cè)得的數(shù)據(jù)根據(jù)公式 C=P×V/m計(jì)算出各元素的含量。其中，C為年輪中重金屬元素的濃度（ug/ g）；P為樣品測(cè)試濃度（mg /l）；V 為待測(cè)液體積（ml）；m 為稱取質(zhì)量（g）。

3 結(jié)果與分析

本次實(shí)驗(yàn)主要研究臨沂蒙山景區(qū)大氣環(huán)境中重金屬在油松年輪中的記錄，根據(jù)測(cè)得的各元素的含量，選取鎘（Cd）、鈷（Co）、鎳（Ni）、鎵（Ga）、鉻（Cr）、鋇（Ba）、鉛（Pb）7種重金屬元素作為分析對(duì)象。蒙山景區(qū)50年樹輪中重金屬的含量總體變化很大，各年輪段間波動(dòng)不同，但有些年份重金屬含量很高。與其他重金屬元素相比，鎘元素的含量是最低的，鈷的含量次之，在過去的50年中保持在穩(wěn)定的范圍，變化趨勢(shì)趨于平緩，而鉛含量是7種重金屬元素中含量最高的，說明該地區(qū)大氣環(huán)境中鉛元素的含量很高，鎘元素的含量很低。從橫軸方向看，樹輪中7種重金屬隨時(shí)間有相同的變化特點(diǎn)，即波動(dòng)趨勢(shì)基本一致；從縱軸方向看，7種重金屬含量隨時(shí)間不斷變化，在出現(xiàn)的高峰值中含量居于前三位的是鉛、鋇、鉻。1962-1970年間重金屬的含量高于1971-1993年，而在1994-2000年間重金屬的含量先迅速增高后迅速下降，變化幅度較其它年份最大，在2001-2010年間又出現(xiàn)一個(gè)高值，在2006年，鉛、鋇、鉻的含量居高不下，鎵和鎳的含量次之。

4 討論

1.降低環(huán)境中重金屬含量的措施

1.1嚴(yán)禁控制重金屬超標(biāo)的廢氣、廢渣等向環(huán)境中排放

工業(yè)廢水、廢氣、廢渣的排放是導(dǎo)致環(huán)境惡化的原因之一，減少含鉛礦的開采和冶煉，通過控制重金屬超標(biāo)廢水、廢氣等的排放。

1.2加大以乙醇汽油和天然氣為燃料的汽車的使用

對(duì)于蒙山景區(qū)來說，來往車流量密集，加大以乙醇汽油和天然氣為燃料的汽車的使用，是降低景區(qū)內(nèi)油松中重金屬含量的可行之舉。

1.3政府部門采取有效激勵(lì)措施

首先，政府部門通過制定相應(yīng)的優(yōu)惠政策，引導(dǎo)一些相關(guān)企業(yè)轉(zhuǎn)型到無污染或少污染的其它行業(yè)；其次，通過制定新的政策法規(guī)，加強(qiáng)對(duì)景區(qū)開發(fā)保護(hù)，既要把資源優(yōu)勢(shì)變?yōu)榻?jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)，更要保護(hù)好森林生態(tài)環(huán)境。

2 對(duì)未來發(fā)展的建議

2.1森林資源的保護(hù)與開發(fā)

加強(qiáng)對(duì)蒙山森林生態(tài)旅游資源的保護(hù)，創(chuàng)造和諧健康的旅游環(huán)境，按照蒙陰縣經(jīng)濟(jì)發(fā)展?fàn)顩r合理開發(fā)利用景區(qū)資源，促進(jìn)蒙山景區(qū)旅游業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。堅(jiān)持開發(fā)三原則，即堅(jiān)持科學(xué)規(guī)劃與合理開發(fā)的原則，堅(jiān)持抓重點(diǎn)，與主次有序的原則，堅(jiān)持建設(shè)與經(jīng)營并重的原則。

2.2景點(diǎn)建設(shè)與服務(wù)設(shè)施建設(shè)

以養(yǎng)生長(zhǎng)壽為主題重點(diǎn)發(fā)展，利用原始淳樸的森林環(huán)境，開辟 “森林浴吧”，“回歸自然日”，“森林冒險(xiǎn)之旅”，開發(fā)森林沐浴保健旅游等活動(dòng)，增設(shè)各類引導(dǎo)標(biāo)示牌，安全警告標(biāo)示牌，通訊站點(diǎn)等。

2.3森林特色產(chǎn)品開發(fā)利用

以當(dāng)?shù)氐奶禺a(chǎn)為基礎(chǔ)，研制開發(fā)一系列的保健食品，養(yǎng)生療法以及手工藝制品，例如，有桑葚、地龍、金銀花茶、竹葉茶、野生蜂蜜等中草藥食品系列，有苦菜、地菜、蕨菜、車前菜等野生制品，還有野桃、野棗、黑棗、白薯干、山楂、板栗、石榴等干果鮮品。

參考文獻(xiàn)

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