趙 博，趙宇通，蔣紅麗

(1.陜西省土地工程建設(shè)集團(tuán)有限責(zé)任公司，陜西 西安 710075； 2.陜西地建土地工程技術(shù)研究院有限責(zé)任公司，陜西 西安 710075； 3.自然資源部 退化及未利用土地整治工程重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，陜西 西安 710075； 4.陜西省土地整治工程技術(shù)研究中心，陜西 西安 710075； 5.自然資源部 土地工程技術(shù)創(chuàng)新中心，陜西 西安 710075； 6.陜西地建土地工程質(zhì)量檢測(cè)有限責(zé)任公司，陜西 西安 710075)

鉛(Pb)是一種極為常用的工業(yè)金屬元素，鉛及其化合物因其密度大、熔點(diǎn)低、耐腐蝕、易冶煉加工和獨(dú)特的物理化學(xué)特性，在冶金、印刷、顏料、焊錫、蓄電池、玻璃、汽油等生產(chǎn)過程和產(chǎn)品中均被大量使用[1]，導(dǎo)致自然環(huán)境、動(dòng)植物，甚至人體中都積蓄一定的鉛。隨著對(duì)鉛的研究不斷深入，鉛及其化合物的毒性逐漸被發(fā)現(xiàn)，鉛累積不僅會(huì)導(dǎo)致植物生長(zhǎng)不良[2]，并且會(huì)沿著食物鏈富集至人體中，導(dǎo)致急性或慢性鉛中毒，對(duì)人體全身各系統(tǒng)產(chǎn)生毒害，甚至?xí)＜吧?。人攝入鉛后，約40%長(zhǎng)期殘留在血液中[3]，可造成貧血、溶血等疾病，可破壞胃黏膜及平滑肌舒緩過程，導(dǎo)致胃炎及消化道、泌尿系統(tǒng)、血管等器官的平滑肌痙攣[4]，血鉛可通過胎盤進(jìn)入胚胎中，嚴(yán)重抑制發(fā)育中的神經(jīng)細(xì)胞增殖分化，對(duì)兒童的智力發(fā)育產(chǎn)生嚴(yán)重阻礙[5]。

土壤中鉛來源主要分為自然鉛和人為鉛，自然鉛即土壤原巖及自然活動(dòng)帶入土壤，人為鉛即人類活動(dòng)帶入土壤。人類生產(chǎn)生活活動(dòng)將大量的重金屬元素帶入環(huán)境中，尤其是近代工業(yè)社會(huì)迅猛發(fā)展，迅速將大量的污染元素灌注于土地。以我國(guó)為例，經(jīng)估算，1953—2005年僅燃煤排放的大氣鉛總量高達(dá)約38 688 t[6]，燃油排放約200 000 t[7]，這些鉛以廢棄物、污水、大氣沉降等多種途徑進(jìn)入土壤，造成嚴(yán)重污染。為更好地治理和預(yù)防土壤鉛污染，必須了解土壤中的鉛污染狀況、賦存狀態(tài)和鉛污染的來源，為此，總結(jié)國(guó)內(nèi)外學(xué)者研究土壤中鉛污染狀況、賦存狀態(tài)和示蹤鉛污染源方法的基本原理和應(yīng)用場(chǎng)景，以及其各自的優(yōu)缺點(diǎn)，著重介紹鉛同位素這一新興方法在土壤研究中的應(yīng)用。

1 土壤中鉛污染程度的研究方法

要了解土壤鉛污染狀況，首先要明確土壤是否存在鉛污染以及污染的程度，最常使用的土壤鉛污染程度評(píng)價(jià)方法有指數(shù)法和數(shù)學(xué)模型法。

1.1 指數(shù)法

研究土壤中鉛污染的指數(shù)法常有單項(xiàng)指數(shù)法(Single indexes)、內(nèi)梅羅綜合指數(shù)法(Nemero indexes)、富集因子法(EF,Enrichment Factor)、Hakanson潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)法(Potential ecological risk assessment of Hakanson)等。指數(shù)法應(yīng)用廣泛，如BLASER等[8]在瑞士森林選擇23個(gè)地點(diǎn)的樣品，測(cè)試砷、鉻、銅、鎳、鉛和鋅濃度，通過對(duì)比發(fā)現(xiàn)最深土壤層樣品中存在污染現(xiàn)象，在石灰?guī)r和泥灰?guī)r中Pb和Zn的背景濃度最高，以鋯為參比元素，使用富集因子法計(jì)算發(fā)現(xiàn)Pb和Zn污染最嚴(yán)重，As和 Cu污染稍輕。樊文華等[9]在安泰堡煤礦復(fù)墾區(qū)，針對(duì)As、Cd、Cu、Pb、Hg和Cr元素，以當(dāng)?shù)赝寥辣尘爸禐閰⒄?，參考其他研究給出的6種元素的毒性系數(shù)，使用Hakanson潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)復(fù)墾土壤的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)發(fā)現(xiàn)，復(fù)墾區(qū)域存在中等風(fēng)險(xiǎn)，同時(shí)部分區(qū)域甚至到達(dá)較高風(fēng)險(xiǎn)，需要采取措施進(jìn)行治理。

對(duì)比指數(shù)法和數(shù)學(xué)模型法，指數(shù)法計(jì)算方法簡(jiǎn)便易行，應(yīng)用廣泛，但難以在實(shí)地運(yùn)用中對(duì)具有復(fù)雜性和隱蔽性的部分污染進(jìn)行準(zhǔn)確的判斷[10]。數(shù)學(xué)模型法填補(bǔ)了指數(shù)法的缺點(diǎn)，能夠以更加客觀和全面的方式評(píng)價(jià)土地污染狀況，但評(píng)價(jià)過程需要通過大量函數(shù)，計(jì)算方法及過程較為復(fù)雜，同時(shí)對(duì)權(quán)重的處理過程依舊不夠客觀。目前，運(yùn)用最為廣泛的環(huán)境污染評(píng)價(jià)方法為污染指數(shù)法，指數(shù)計(jì)算后按等級(jí)排序，即可得到污染程度的評(píng)價(jià)，指數(shù)小污染輕，指數(shù)大則污染重。

1.1.1 單項(xiàng)指數(shù)法 土壤中污染元素的測(cè)試值與評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)相除，得到的數(shù)值即為單項(xiàng)污染指數(shù)[11]。

Ps=Cs/Ss

式中，Ps為土壤中元素的單項(xiàng)污染指數(shù)，Cs為土壤中元素的測(cè)試含量，Ss為相應(yīng)的污染評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)(當(dāng)?shù)赝寥牢廴疚镔|(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)、污染物背景值等)。

Ps<1，未污染；Ps>1，污染。單指數(shù)法方法簡(jiǎn)單易行，能提供單個(gè)污染元素或物質(zhì)的污染程度數(shù)據(jù)，是其他評(píng)價(jià)方法的基礎(chǔ)。

1.1.2 內(nèi)梅羅綜合指數(shù)法 當(dāng)被評(píng)價(jià)的主體由單一的點(diǎn)擴(kuò)展到區(qū)域之間土壤時(shí)，或同時(shí)評(píng)價(jià)土壤內(nèi)的整體重金屬污染時(shí)，可用內(nèi)梅羅綜合指數(shù)法。內(nèi)梅羅綜合指數(shù)法的計(jì)算同時(shí)使用幾種元素或一片區(qū)域內(nèi)單元素的單污染指數(shù)的平均值和最大值。

式中，Pnm為內(nèi)梅羅綜合指數(shù)，Ps為多元素或區(qū)域所有元素的單項(xiàng)污染指數(shù)的平均值，Psmax為多元素或區(qū)域所有元素中單項(xiàng)污染指數(shù)的最大值。

Pnm>3，重度污染；2

1.1.3 富集因子法 該方法于1974年首次被使用[13]，最初使用于大氣顆粒物，隨后擴(kuò)展到土壤、沉積物、沉降物和動(dòng)植物等多個(gè)方面，尤其是重金屬污染評(píng)價(jià)領(lǐng)域。

F=(CW/SC)S/(CW/SC)B

式中，CW為污染元素，SC為對(duì)比的參考元素，S為樣品中的元素比值，B代表背景中的元素比值。

富集因子法選取的參比元素需要符合以下條件：①在土壤中化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定存在，不易受土壤中各種地球化學(xué)過程的影響；②元素主要來自成巖源區(qū)，如風(fēng)化的巖石；③參比元素與污染元素受到相同的地球化學(xué)作用過程時(shí)，展現(xiàn)出的地球化學(xué)性質(zhì)不相同[14]。鋁在土壤中常賦存于殘?jiān)鼞B(tài)，性質(zhì)不活躍，同時(shí)后生作用帶入土壤比例較少，常用作為土壤鉛污染參比元素[15-16]，但也可根據(jù)研究需要選擇其他元素。富集系數(shù)大于0時(shí)說明有重金屬元素富集，富集程度與富集因子成正比。富集因子法考慮了土壤背景值，對(duì)人為源污染有較好的識(shí)別性，集中于單一元素或物質(zhì)污染研究時(shí)效果良好，但難以對(duì)土壤整體的污染水平進(jìn)行評(píng)價(jià)。

1.1.4 Hakanson潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)法 該方法同時(shí)考慮了污染元素或物質(zhì)在土壤中的污染程度、毒性風(fēng)險(xiǎn)和潛在生態(tài)危害的土地污染物評(píng)價(jià)方法。

1.2 模型法

模型法在土壤鉛污染評(píng)價(jià)過程中常使用的有模糊數(shù)學(xué)法及灰色聚類法。模糊數(shù)學(xué)法原理是土壤中重金屬元素測(cè)試值和污染等級(jí)指標(biāo)之間具有數(shù)學(xué)上的模糊性，計(jì)算元素的隸屬度，圈定單個(gè)重金屬的污染級(jí)別，進(jìn)而通過加權(quán)統(tǒng)計(jì)確定每類重金屬在土壤污染中所占比例，最后運(yùn)用模糊矩陣進(jìn)行運(yùn)算擬合，得出土壤的總體重金屬污染等級(jí)[19]。在土壤重金屬污染研究中，運(yùn)用模糊數(shù)學(xué)法能充分尋找出不同土壤等級(jí)劃分線之間的數(shù)學(xué)模糊性，評(píng)價(jià)結(jié)果更加符合真實(shí)情況，同時(shí)模糊數(shù)學(xué)法相對(duì)簡(jiǎn)便易操作，用于土壤整體重金屬污染等級(jí)評(píng)價(jià)時(shí)效果良好。灰色聚類法是對(duì)模糊數(shù)學(xué)法進(jìn)一步深化得到的評(píng)價(jià)方法。灰色聚類法認(rèn)為，土壤各種重金屬污染物在不同的聚類指標(biāo)下有著不同的白化系數(shù)，按不同的灰類將各種重金屬通過白化系數(shù)進(jìn)行聚類計(jì)算，得到各種重金屬元素的聚類系數(shù)后，再根據(jù)一些統(tǒng)計(jì)學(xué)的分類原則計(jì)算得到土壤的等級(jí)[20]。同模糊數(shù)學(xué)法相比，灰色聚類法在權(quán)重上排出了較多的主觀性，相對(duì)更加客觀合理。模糊數(shù)學(xué)法和灰色聚類法模型的程序較為復(fù)雜，可參見相關(guān)研究[21-23]。

2 土壤中鉛賦存狀態(tài)的研究方法

土壤中元素的賦存狀態(tài)指元素在土壤中的物理化學(xué)狀態(tài)及與共生元素的結(jié)合形態(tài)，土壤中鉛元素賦存狀態(tài)反映鉛在土壤中的物態(tài)、化合物的種類和形式等信息，直接影響鉛元素在土壤向環(huán)境的遷移轉(zhuǎn)化能力和對(duì)生物的有害性，是土壤鉛研究的重要環(huán)節(jié)。不同賦存狀態(tài)的鉛元素遷移轉(zhuǎn)化能力不同，生物利用率和相對(duì)毒性也不同，如可交換態(tài)的鉛極易從土壤中析出，是鉛污染研究中的重點(diǎn)關(guān)注對(duì)象，而殘?jiān)鼞B(tài)鉛極難遷移，可適當(dāng)評(píng)價(jià)降低權(quán)重；有機(jī)鉛在動(dòng)植物體利用率更高、毒性更強(qiáng)，也是研究的重點(diǎn)[24]。研究土壤中鉛的賦存狀態(tài)常用的方法有數(shù)學(xué)分析法(相關(guān)性分析法、聚類分析法)、連續(xù)提取法(Tessier法、改進(jìn)BCR法)、有機(jī)鉛形態(tài)分析法(高效液相色譜HPLC)。

2.1 數(shù)學(xué)分析法

在研究土壤中元素共生組合的過程中，數(shù)學(xué)分析方法通常為最簡(jiǎn)單易用的手段。數(shù)學(xué)分析法研究土壤中的鉛及其他元素的賦存狀態(tài)和共生關(guān)系，具有簡(jiǎn)單易行的特點(diǎn)，極為常用。但需要較大樣品數(shù)量，當(dāng)樣本數(shù)量較小時(shí)，數(shù)學(xué)分析結(jié)果偏差較大。同時(shí)，數(shù)學(xué)分析僅提供了元素?cái)?shù)據(jù)的組合特征，是一種間接手段，其結(jié)論必須結(jié)合元素的地球化學(xué)分析等能夠解釋元素行為的方法進(jìn)行分析。

2.1.1 相關(guān)性分析法 該方法是一種數(shù)學(xué)統(tǒng)計(jì)方法，相關(guān)性指2個(gè)或多個(gè)元素具有的、以一定比例同時(shí)變化的性質(zhì)，在土壤污染研究中變量元素之間具有較高的相關(guān)性或許指明了變量之間存在共同的成因或相似的賦存狀態(tài)[25]。進(jìn)行相關(guān)性分析時(shí)，首先將樣品消解或制樣后通過電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀(ICP-OES)、X射線熒光光譜儀(XRF)等設(shè)備分析土壤中主量元素的含量，電感耦合等離子質(zhì)譜(ICP-MS)等分析微量元素的含量，將得到主微量元素的含量信息匯總后，經(jīng)SPSS等統(tǒng)計(jì)軟件分析，得到兩兩元素之間的相關(guān)性系數(shù)r(correlation coefficient)及顯著性差異P(significant difference)。相關(guān)性系數(shù)數(shù)值|r|≤1，絕對(duì)值越大相關(guān)性越大，正值時(shí)表示正相關(guān)，負(fù)值時(shí)表示負(fù)相關(guān)；顯著性差異P<0.01為顯著相關(guān)， 0.010.05為不相關(guān)。使用相關(guān)性分析研究鉛的賦存狀態(tài)，需要結(jié)合元素的地球化學(xué)性質(zhì)推斷。

2.1.2 聚類分析法 該方法是相關(guān)性分析的進(jìn)一步深入，將土壤中的各個(gè)元素依靠含量數(shù)據(jù)之間相似性分類到不同的類，歸為一類中的元素相似，反之則差異較大[26]。土壤中重金屬的聚類計(jì)算時(shí)常用R型聚類分析，首先用相關(guān)性分析計(jì)算兩兩元素之間的相關(guān)性系數(shù)r，然后根據(jù)相關(guān)性的數(shù)值，依次選出兩兩為一組的分類元素，并歸為一新族類。如果有元素和其中一個(gè)已歸類族類元素相關(guān)性密切，則把此元素歸入已歸類族類，合成一個(gè)大族類，并顯示其相關(guān)性來源；如果一組分類元素已屬于已歸的2個(gè)族類，則把這2個(gè)族類并為一個(gè)大族類。經(jīng)過反復(fù)計(jì)算可將全部元素歸為一個(gè)族類，根據(jù)族類的遞進(jìn)關(guān)系即可做出聚類譜系圖。郭朝暉等[27]對(duì)湘江中下游土地中的As、Cd、Cr、Cu、Ni、Pb、Zn等元素進(jìn)行相關(guān)性分析和聚類分析發(fā)現(xiàn)，Pb與Cu、As、Cd、Zn 之間存在顯著相關(guān)性，進(jìn)一步計(jì)算得到聚類譜系圖， As、Cd 和 Zn聚為一類；Cu 和 Pb聚為一類；Cr 和 Ni聚為一類，結(jié)合地球化學(xué)性質(zhì)和污染地附近的可能污染源信息，推測(cè)As、Cd、Cu、Pb 和 Zn污染與有色礦業(yè)活動(dòng)關(guān)系密切。

2.2 連續(xù)提取法

連續(xù)提取法是一種對(duì)土壤中重金屬元素形態(tài)直接分析的化學(xué)方法。目前，常用的連續(xù)提取法主要為TESSIER等1979年提出的五步提取法及其改進(jìn)方法[28]，基于歐共體標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)局1992年提出的四步提取法改進(jìn)而來的修正BCR法[29]。對(duì)比兩種提取法，雖然提取的元素形態(tài)不同，但可將提取的元素形態(tài)大致分為以下幾個(gè)大類：可交換態(tài)/弱酸提取態(tài)、結(jié)合態(tài)/可還原氧化態(tài)/可活動(dòng)態(tài)、殘?jiān)鼞B(tài)?？山粨Q態(tài)/弱酸提取態(tài)的金屬元素在中性或弱酸性環(huán)境即可釋放遷移，最容易對(duì)環(huán)境、動(dòng)植物體產(chǎn)生危害。結(jié)合態(tài)/可還原氧化態(tài)/可活動(dòng)態(tài)的金屬元素具有一定的穩(wěn)定性，只有處于較強(qiáng)的氧化還原等環(huán)境才能分解釋放到環(huán)境中。殘?jiān)鼞B(tài)的金屬元素則具有極強(qiáng)的穩(wěn)定性，地表環(huán)境中不易釋放，對(duì)環(huán)境和動(dòng)植物的風(fēng)險(xiǎn)較小。兩種連續(xù)提取法各有優(yōu)劣，Tessier連續(xù)提取法使用廣泛，對(duì)結(jié)合態(tài)劃分較為細(xì)致，但在結(jié)合態(tài)提取過程可能存在串相現(xiàn)象和鐵錳氧化物結(jié)合態(tài)提取效果較差等問題[30-31]。改進(jìn)BCR連續(xù)提取法較Tessier法可氧化態(tài)提取效果更好[32]，可重復(fù)性更佳，目前土壤中金屬元素使用改進(jìn)BCR法較多，但改進(jìn)BCR法也存在耗時(shí)長(zhǎng)、元素再分配等問題，需要使用新技術(shù)進(jìn)一步改進(jìn)BCR法[32-33]。兩種連續(xù)提取法需根據(jù)研究需求進(jìn)行選擇，同時(shí)針要對(duì)土壤性質(zhì)差異調(diào)整試劑和操作流程。FENG等[34]同時(shí)使用兩種連續(xù)提取法對(duì)兩個(gè)原冶煉礦區(qū)的污染技術(shù)土壤進(jìn)行了研究，結(jié)果表明，Tessier方案提取的Fe-Mn氧化物結(jié)合分?jǐn)?shù)中Zn、Pb、Cd、As、Sb的百分比始終高于改良BCR方案，改良BCR方案有機(jī)組分中Zn、Pb、Cd、As、Sb的提取率始終高于Tessier方案，Cd、Pb、Zn等元素具有較強(qiáng)的可移動(dòng)性，是植物和土壤生物可利用的重要元素。

2.3 有機(jī)鉛形態(tài)分析法

鉛及其化合物均具有極高的毒性，有機(jī)鉛因其更易被動(dòng)植物體吸收富集，也是鉛污染研究的重點(diǎn)。有機(jī)鉛分析中常關(guān)注的有機(jī)鉛為三甲基鉛(TML)，三乙基鉛(TEL)和三苯基鉛(TPhL) 3種有機(jī)鉛形態(tài)，同時(shí)，由于無機(jī)鉛在土壤中主要以二價(jià)態(tài)(Pb2+)化合物形式存在，極少數(shù)為4價(jià)態(tài)[35]，加入二價(jià)鉛進(jìn)行測(cè)試代表樣品中的無機(jī)鉛。一般化學(xué)提取法難以得到有機(jī)鉛和二價(jià)無機(jī)鉛4種鉛形態(tài)含量信息，因此可使用高效液相色譜(HPLC)聯(lián)用ICP-MS等儀器對(duì)有機(jī)鉛和二價(jià)無機(jī)鉛4種鉛形態(tài)進(jìn)行分析。色譜法原理：被檢測(cè)物中各成分在不同的流動(dòng)相和固定相中物理化學(xué)性質(zhì)不同，當(dāng)被檢測(cè)物在流動(dòng)相中通過固定相時(shí)，各成分因在兩相中受到的吸附等作用力不同而在長(zhǎng)距離的傳輸中相互分離。高效液相色譜以載流為流動(dòng)相，將溶解有待測(cè)物的載流作為流動(dòng)相高壓泵入作為固定相的色譜柱，在長(zhǎng)柱內(nèi)被測(cè)物各組分依次分離，按不同時(shí)間進(jìn)入檢測(cè)器產(chǎn)生信號(hào)，被儀器接收后分析計(jì)算，根據(jù)出峰時(shí)間和峰寬峰高即可計(jì)算4種鉛形態(tài)的含量，完成分析[36]。測(cè)試過程中常使用甲醇/水體系作為流動(dòng)相，選用250 mm、30 mm、20 mm的色譜柱進(jìn)行4個(gè)形態(tài)鉛的分離[37]。目前，土壤中有機(jī)鉛研究依舊較少，高效液相色譜法將是今后研究的重要手段。

3 土壤中鉛來源示蹤方法

土壤中鉛來源廣泛，人為源鉛來源有大氣降塵、污水、生活及工業(yè)垃圾、采礦冶煉中的廢水廢氣廢渣、化石燃料添加劑等，辨別鉛污染的來源，針對(duì)污染源頭直接整治，對(duì)土壤鉛污染治理有著極大的意義。目前，研究土壤中鉛來源的方法主要有數(shù)學(xué)分析法和鉛同位素法。

3.1 數(shù)學(xué)分析法

研究土壤鉛來源的數(shù)學(xué)分析法主要有相關(guān)分析法、聚類分析法、主成分分析法、因子分析法等。數(shù)學(xué)分析法原理是通過統(tǒng)計(jì)學(xué)手段，或數(shù)學(xué)建模手段解析元素之間的潛在關(guān)聯(lián)性，將元素進(jìn)行分組分群，并結(jié)合元素地球化學(xué)性質(zhì)及過程進(jìn)行元素的來源解析。相關(guān)分析法、聚類分析法前面已介紹。主成分分析的運(yùn)算思路是把原本數(shù)量多且具有一定相關(guān)性(經(jīng)相關(guān)性計(jì)算得到r值判斷)的元素，經(jīng)運(yùn)算后合成多組新的無相關(guān)性的新組類元素，從而將原來較多變量的信息歸類為幾個(gè)少量的組類[38]。XU等[39]測(cè)定廣西甘蔗土中重金屬含量，使用主成因分析法將幾種重金屬分為兩類，第一類61.016%主要為Pb、Zn、Cd，第二類26.920%主要為Cu，河流上游尾礦壩可能是4種重金屬的主要來源。統(tǒng)計(jì)學(xué)或數(shù)學(xué)模型優(yōu)點(diǎn)在于得到的組合信息排除了研究過程中的主觀判斷，同時(shí)統(tǒng)計(jì)和模型能夠挖掘元素深層次的關(guān)聯(lián)性。但數(shù)學(xué)分析法無法單獨(dú)使用，必須結(jié)合元素地球化學(xué)手段進(jìn)行解釋，由于元素的地球化學(xué)性質(zhì)在不同的介質(zhì)、形態(tài)和物理化學(xué)過程中不一定相同，數(shù)學(xué)分析法僅能作為一種間接手段判斷土壤中的鉛來源。要更深入準(zhǔn)確的研究土壤鉛來源，需要一種直接內(nèi)稟于鉛中的指標(biāo)和方法。

3.2 鉛同位素法

1=f1+f2+f3

式中，f1、f2、f3分別為3個(gè)端元的貢獻(xiàn)比例，下角標(biāo)(1、2、3)代表3個(gè)不同污染貢獻(xiàn)端元，s同位素比值的下角標(biāo)代表污染處的同位素值。

將3個(gè)端元和污染處測(cè)得到的208/204Pb、207/204Pb、206/204Pb比值帶入公式，計(jì)算可得3個(gè)端元的各自貢獻(xiàn)率。

通過鉛同位素的多元混合模型研究表明，若某處鉛污染由2個(gè)源區(qū)的鉛經(jīng)混合而來，此處的鉛同位素構(gòu)成必落于以2個(gè)源區(qū)鉛同位素值為頂點(diǎn)的投影直線上，若某處鉛污染由3個(gè)源區(qū)的鉛混合而來，則混合鉛比值處于以3個(gè)源區(qū)鉛同位素值為三頂點(diǎn)的投影三角形中；N元依次類推[44]。因此，使用同一核素作為同位素比值分母的三端元混合模型和實(shí)際污染過程中的貢獻(xiàn)率較為相符。EADES等[45]2002年對(duì)蘇格蘭湖泊沉積物進(jìn)行了鉛同位素測(cè)試及鉛來源研究，通過結(jié)合時(shí)代變遷206/207Pb比值變化研究，繪制了蘇格蘭鉛污染主要原因的年代學(xué)譜圖，結(jié)合多端元混合模型分析發(fā)現(xiàn),20世紀(jì)90年代約1/3以上的大氣鉛來源于汽油中鉛化合物添加劑的使用。CHOI等[46]研究推測(cè)表明，中國(guó)河流沉積物中人為鉛來源為煤或礦石，韓國(guó)河流沉積物中鉛具有本地礦石的特征。YANG等[47]使用鉛同位素方法研究長(zhǎng)春市土壤鉛污染來源表明，市區(qū)土壤已受到一定程度鉛污染，結(jié)合多端元混合模型發(fā)現(xiàn)，鉛污染主要來源是工業(yè)燃煤鉛釋放和被禁止前汽油中添加鉛化合物的殘留，而與當(dāng)今汽車尾氣無明顯關(guān)聯(lián)。

鉛同位素示蹤法的結(jié)果準(zhǔn)確，能夠獲得較為準(zhǔn)確的污染源信息及其貢獻(xiàn)率，但樣品處理流程復(fù)雜、耗時(shí)長(zhǎng)，高精度的測(cè)試價(jià)格昂貴，目前仍難以大規(guī)模使用。

4 結(jié)語

通過土壤中鉛的污染狀況、鉛污染賦存狀態(tài)、鉛污染示蹤污染來源研究可以看出，如何準(zhǔn)確評(píng)價(jià)土壤中鉛污染、快速提取土壤中鉛賦存狀態(tài)信息、土壤中鉛污染來源仍然是土地污染研究的重點(diǎn)和難點(diǎn)之一。目前，土壤中鉛污染研究主要存在統(tǒng)一化測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)缺乏、分析方法各異、不同區(qū)域的研究結(jié)果難以量化比較。為此，應(yīng)重視土地鉛污染研究方法的探索，尤其是鉛穩(wěn)定同位素示蹤和多端元解析模型等新興方法在研究中的應(yīng)用，地球化學(xué)分析方法和數(shù)學(xué)分析相聯(lián)合深度挖掘隱藏信息并進(jìn)行解析，制定標(biāo)準(zhǔn)化污染狀況、賦存狀態(tài)、污染來源分析測(cè)試流程和方法等，為土壤中鉛污染研究和治理提供強(qiáng)有力的支持。