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开封市杨树年轮重金属积累序列及其EKC分析

作　者: 段海静
导　师: 马建华
学　校: 河南大学
专　业: 环境科学
关键词: 沙兰杨树木年轮重金属 EKC 开封市
分类号: S792.11
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

本文选择开封市文教区、工业区、交通影响区、休闲娱乐区、混合区、对照样区的16棵具有20年以上树龄的沙兰杨树轮及其周围土壤作为研究对象,在野外调查、采样、室内分析的基础上,对不同功能区杨树树轮的Cu、Zn、Cr、Co、Ni、As、Cd、Pb的含量水平、空间分布、污染来源、以及重金属含量的环境库茨涅兹曲线(EKC)分析等开展了研究。本论文做了如下研究:1、主要介绍了树轮化学的研究现状和发展趋势,提出本文的研究内容和意义。2、全面介绍了开封市的自然环境特征、社会经济状况及其城市污染情况等。3、主要介绍了本研究样点的选取、布设,树轮及土壤样品采集、预处理、实验项目和测定方法。4、通过对开封市不同功能区重金属含量、时间序列分析、功能区差异、污染来源、环境库茨涅茨曲线分析等进行全面的分析与讨论。通过以上研究,得出如下主要结论:(1)开封市不同功能区杨树轮层中各重金属的变异性分为中等强度变异(Cu、Zn、Co、As、Pb)和中等强度、强度变异(Cr、Ni、Cd)两种类型。除As元素外,城区杨树轮中重金属元素平均含量均高于郊区对照样区重金属元素的含量,从不同功能区各重金属元素含量平均顺序为:Cu:混合区>工业区>交通影响区>文教区>休闲娱乐区;Zn:工业区>文教区>混合区>休闲娱乐区>交通影响区;Cr:文教区>休闲娱乐区>交通影响区>工业区>混合区;Co:休闲娱乐区>交通影响区>文教区>混合区>工业区;Ni:交通影响区>休闲娱乐区>工业区>文教区>混合区;As:休闲娱乐区>文教区>交通影响区>工业区>混合区;Cd:交通影响区>混合区>休闲娱乐区>文教区>工业区;Pb:休闲娱乐区>交通影响区>文教区>混合区>工业区。(2)对开封市不同功能区杨20年树树轮的时序分析发现,变化类型可分为3种特征:平直型或平缓型,波动型或振荡型,上升型。大部分功能区树轮中各重金属含量均高于郊区。近20年来,树轮Cu、Zn、Pb、Cd具有上升型的趋势特征,工业区杨树轮中这四种元素含量明显高于同期其他功能区的元素含量。(3)经过对杨树及其附近土壤中同一元素相关性分析表明,土壤并不是树轮中该元素含量的唯一来源,叶片,树干表层也会通过吸收大气降尘将重金属运输至木质部保存下来,对树木轮层中重金属元素含量的增加具有重要的贡献作用。(4)树木年轮污染元素平均含量变化与开封市区人均可比GDP之间的环境库茨涅茨曲线分析表明,树轮中Cu、Zn、Cr、Co、Cd元素含量变化与人均GDP演替轨迹呈现显著三次多项式相关,表现出明显的环境库兹涅茨曲线特征,二者线性相关性(R2)均大于0.693;Cu、Zn、Cr、Co、Cd含量与人均GDP的回归曲线为倒“U”型曲线的左侧部分,尚未到达拐点,城市环境保护的任务仍然十分艰巨。

全文目录

摘要  4-6
Abstract  6-10
0 前言  10-11
1 国内外研究述评  11-18
  1.1 树木年轮简介  11-13
    1.1.1 树木年轮的解剖结构  11-12
    1.1.2 树轮化学及其进展  12-13
  1.2 国外研究现状  13-14
  1.3 国内研究现状  14-16
  1.4 存在问题与发展趋势  16-17
  1.5 本研究的主要内容及意义  17-18
2 开封城市概况  18-25
  2.1 位置、范围及沿革  18
  2.2 自然环境概况  18-19
    2.2.1 地质地貌  18
    2.2.2 气候特征  18
    2.2.3 土壤环境  18-19
    2.2.4 生物特征  19
  2.3 社会经济概况  19-21
  2.4 城市污染状况  21-25
    2.4.1 大气污染状况  21-22
    2.4.2 水体污染状况  22-23
    2.4.3 土壤及固废污染状况  23-25
3 材料与方法  25-32
  3.1 样品采集  25-26
    3.1.1 树种选择  25
    3.1.2 样点布设原则  25-26
    3.1.3 样品采集  26
  3.2 样品处理与制备  26-28
    3.2.1 树轮样品处理与制备  26-28
    3.2.2 土壤样品处理与制备  28
  3.3 实验项目及方法  28-32
    3.3.1 树木年轮重金属测定方法  28-30
    3.3.2 土壤重金属测定方法  30
    3.3.3 仪器参数条件  30-31
    3.3.4 质量控制  31-32
4 结果与讨论  32-62
  4.1 不同功能区杨树轮重金属积累与时间序列分析  32-51
    4.1.1 不同功能区杨树轮重金属积累统计分析  32-43
    4.1.2 不同功能区树轮重金属含量时序分析  43-50
    4.1.3 分析与讨论  50-51
  4.2 土壤与杨树轮中重金属含量关系分析  51-56
    4.2.1 树轮方法在土壤污染中的研究  51-52
    4.2.2 杨树年轮及其根部土壤中元素含量关系分析  52-56
  4.3 基于年轮重金属时间序列的环境库兹涅茨分析  56-62
    4.3.1 环境库兹涅茨曲线分析概说  56-57
    4.3.2 数据选择  57
    4.3.3 库兹涅茨模型建立  57-60
    4.3.4 分析与讨论  60-62
5 结论与展望  62-64
  5.1 主要结论  62-63
  5.2 不足与展望  63-64
参考文献  64-68
致谢  68-69

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