臨沂蒙山景區大氣環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，對采自臨沂市蒙山景區的油松樹輪樣品進行化學分析，經室內消解處理后，定量測定了油松樹輪中重金屬元素含量，研究了蒙山景區50年間樹輪中重金屬的含量變化，對油松樹木年輪中7種重金屬的污染狀況作了系統的對比分析。在結合蒙山景區的開發歷史和蒙陰縣工業基地建立的基礎上，分析了研究區大氣環境的污染源，并提出了相應降低污染的措施，以及對景區未來發展的規劃作出建議。

關鍵字：蒙山景區；油松；樹木年輪；重金屬

區域生態環境的優劣與人類的生存發展密切相關，治理環境污染，需要了解環境污染的歷史變化，在不同年代長成的樹輪記錄了當年環境的重要信息，可以說樹木年輪是環境變化的記錄儀。此外，通過對樹木年輪中重金屬含量的分析，可以揭示當地環境中污染元素的變化。由于受監測手段和技術水平的限制，區域性樹輪中重金屬的長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的蒙山山區為研究區域，以采自蒙山景區的油松樹輪為研究對象，定量測定油松樹輪中的重金屬元素，分析蒙山景區大氣環境的污染狀況和來源，在此基礎上提出蒙山景區環境污染治理的防治對策。

1 材料與方法

1樣品樹種的篩選

在自然環境的條件下，各種類型的針葉林與其他景觀相比相當穩定，且具有較強的適應能力，針葉林樹種的年輪較其他樹種更為清晰辨認。研究區內針葉林樹種分布廣，且為優勢樹種，為了研究蒙山景區內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，采樣地點為白云觀（道觀）以上海拔近1000m的陽坡，共采集10棵樹27個樣芯。

將采集后的樹輪樣芯放于通風口處自然風干；將晾干后的樹芯用白膠固定于樣槽內，標注好樣本編號（注：樹輪的縱剖面應垂直于槽）；將固定到槽中的樹輪用重物壓實后自然晾干；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出年輪數，每10年用筆戳一個點，每50年戳兩個點，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比對，確定每一年輪對應的年份。

最后進行交叉定年，剔除油松5個交叉定年不好的樣芯，最后有22個油松樣芯用于年表建立。用TSAPWin軟件在LINTAB樹輪寬度測量儀上（測量精度為0.001mm）量測寬度，用COFECHA軟件作交叉定年質量控制檢驗。2.3研究方法

本研究主要是探討蒙山景區旅游開發以來大氣環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象，將選取的樹芯每年切割一個樣，并把不同方位且相同年份的樹芯混合為一個樣品，然后編號待測。

2 重金屬元素化學測定

重金屬元素的測定采用濕法消解法進行處理。對每個編號的待測樣品進行烘干，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，且坩堝內的溶液蒸發剩余3ml左右時，將坩堝取下稍冷，然后加入5ml硝酸（優級純）、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小時左右，然后開蓋，電熱板控制在高溫（150℃）；當坩堝內的溶液加熱至冒濃厚白煙時，坩堝加蓋，待坩堝壁上的橘紅煙消失后，坩堝開蓋，驅白煙蒸至樣品全部溶解，若樣品沒有完全溶解，視情況補加5ml硝酸（優級純）、5ml氫氟酸（分析純）、3ml高氯酸（分析純），重復以上操作步驟；取下坩堝稍冷，加入3ml鹽酸溶液，隨后用針管過濾將溶液轉移至50ml量筒，用蒸餾水定容至50ml標線充分搖勻，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。

采用等離子體發射光譜儀（ICP）對待測液體進行重金屬元素測定。將測得的數據根據公式 C=P×V/m計算出各元素的含量。其中，C為年輪中重金屬元素的濃度（ug/ g）；P為樣品測試濃度（mg /l）；V 為待測液體積（ml）；m 為稱取質量（g）。

3 結果與分析

本次實驗主要研究臨沂蒙山景區大氣環境中重金屬在油松年輪中的記錄，根據測得的各元素的含量，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象。蒙山景區50年樹輪中重金屬的含量總體變化很大，各年輪段間波動不同，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年中保持在穩定的范圍，變化趨勢趨于平緩，而鉛含量是7種重金屬元素中含量最高的，說明該地區大氣環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種重金屬隨時間有相同的變化特點，即波動趨勢基本一致；從縱軸方向看，7種重金屬含量隨時間不斷變化，在出現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年間又出現一個高值，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.降低環境中重金屬含量的措施

1.1嚴禁控制重金屬超標的廢氣、廢渣等向環境中排放

工業廢水、廢氣、廢渣的排放是導致環境惡化的原因之一，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

對于蒙山景區來說，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，是降低景區內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措施

首先，政府部門通過制定相應的優惠政策，引導一些相關企業轉型到無污染或少污染的其它行業；其次，通過制定新的政策法規，加強對景區開發保護，既要把資源優勢變為經濟優勢，更要保護好森林生態環境。

2 對未來發展的建議

2.1森林資源的保護與開發

加強對蒙山森林生態旅游資源的保護，創造和諧健康的旅游環境，按照蒙陰縣經濟發展狀況合理開發利用景區資源，促進蒙山景區旅游業的可持續發展。堅持開發三原則，即堅持科學規劃與合理開發的原則，堅持抓重點，與主次有序的原則，堅持建設與經營并重的原則。

2.2景點建設與服務設施建設

以養生長壽為主題重點發展，利用原始淳樸的森林環境，開辟 “森林浴吧”，“回歸自然日”，“森林冒險之旅”，開發森林沐浴保健旅游等活動，增設各類引導標示牌，安全警告標示牌，通訊站點等。

2.3森林特色產品開發利用

以當地的特產為基礎，研制開發一系列的保健食品，養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

[1]楊銀科，黃強，王文科，宋慧明，楊紅斌.利用樹木年輪資料分析環境污染研究進展[J].安徽農業科學，2011，（15）：8948-8950.

[2]蘇守香，孫啟祥，吳澤民合肥市城區臭椿樹木年年輪鉛含量動態分析.中國城市林業，2008，6（4）：52-54.