临沂蒙山景区大气环境中重金属在油松年轮中的记录

孙萌萌

摘 要：本文以油松树木年轮作为研究材料，对采自临沂市蒙山景区的油松树轮样品进行化学分析，经室内消解处理后，定量测定了油松树轮中重金属元素含量，研究了蒙山景区50年间树轮中重金属的含量变化，对油松树木年轮中7种重金属的污染状况作了系统的对比分析。在结合蒙山景区的开发历史和蒙阴县工业基地建立的基础上，分析了研究区大气环境的污染源，并提出了相应降低污染的措施，以及对景区未来发展的规划作出建议。

关键字：蒙山景区；油松；树木年轮；重金属

区域生态环境的优劣与人类的生存发展密切相关，治理环境污染，需要了解环境污染的历史变化，在不同年代长成的树轮记录了当年环境的重要信息，可以说树木年轮是环境变化的记录仪。此外，通过对树木年轮中重金属含量的分析，可以揭示当地环境中污染元素的变化。由于受监测手段和技术水平的限制，区域性树轮中重金属的长期变化资料在很多地方仍很匮乏。在此背景下，本文拟以地处我国东部暖温带地区的蒙山山区为研究区域，以采自蒙山景区的油松树轮为研究对象，定量测定油松树轮中的重金属元素，分析蒙山景区大气环境的污染状况和来源，在此基础上提出蒙山景区环境污染治理的防治对策。

1 材料与方法

1样品树种的筛选

在自然环境的条件下，各种类型的针叶林与其他景观相比相当稳定，且具有较强的适应能力，针叶林树种的年轮较其他树种更为清晰辨认。研究区内针叶林树种分布广，且为优势树种，为了研究蒙山景区内树轮中重金属含量变化，本研究选择油松树种为样品采集对象。

2树轮样品的采集与处理

本次研究所采用的材料为2016年4月14日采集的油松树木年轮，采样地点为白云观（道观）以上海拔近1000m的阳坡，共采集10棵树27个样芯。

将采集后的树轮样芯放于通风口处自然风干；将晾干后的树芯用白胶固定于样槽内，标注好样本编号（注：树轮的纵剖面应垂直于槽）；将固定到槽中的树轮用重物压实后自然晾干；然后分别采用密度不同的砂纸打磨树芯，直至树芯表面打磨光滑，年轮清晰可见为止；将打磨好的树芯从树皮到树心数出年轮数，每10年用笔戳一个点，每50年戳两个点，然后在显微镜下读取年轮宽度，并将同一棵树的不同方位的树芯仔细比对，确定每一年轮对应的年份。

最后进行交叉定年，剔除油松5个交叉定年不好的样芯，最后有22个油松样芯用于年表建立。用TSAPWin软件在LINTAB树轮宽度测量仪上（测量精度为0.001mm）量测宽度，用COFECHA软件作交叉定年质量控制检验。2.3研究方法

本研究主要是探讨蒙山景区旅游开发以来大气环境中重金属元素的含量变化，所以主要选取MS24W1、MS24E1、MS25W1、MS25N1、MS26W1五棵树芯，每棵树芯选取1962-2011年共50年的年轮作为研究对象，将选取的树芯每年切割一个样，并把不同方位且相同年份的树芯混合为一个样品，然后编号待测。

2 重金属元素化学测定

重金属元素的测定采用湿法消解法进行处理。对每个编号的待测样品进行烘干，称取烘干好的样品0.2g放于容量为30ml的坩埚中，将称量好的样品用纯净水完全湿润后加入10ml盐酸（分析纯），然后将坩埚放于电热板上低温（70℃-90℃）加热；待样品在电热板上初步分解后，且坩埚内的溶液蒸发剩余3ml左右时，将坩埚取下稍冷，然后加入5ml硝酸（优级纯）、5ml氢氟酸（分析纯）、3ml高氯酸（分析纯），将坩埚加盖后放于电热板上中温（100℃-130℃）加热1小时左右，然后开盖，电热板控制在高温（150℃）；当坩埚内的溶液加热至冒浓厚白烟时，坩埚加盖，待坩埚壁上的橘红烟消失后，坩埚开盖，驱白烟蒸至样品全部溶解，若样品没有完全溶解，视情况补加5ml硝酸（优级纯）、5ml氢氟酸（分析纯）、3ml高氯酸（分析纯），重复以上操作步骤；取下坩埚稍冷，加入3ml盐酸溶液，随后用针管过滤将溶液转移至50ml量筒，用蒸馏水定容至50ml标线充分摇匀，取定容后的溶液0.1ml，加入49.9ml的蒸馏水稀释，稀释比例为1：500，冷藏待测。

采用等离子体发射光谱仪（ICP）对待测液体进行重金属元素测定。将测得的数据根据公式 C=P×V/m计算出各元素的含量。其中，C为年轮中重金属元素的浓度（ug/ g）；P为样品测试浓度（mg /l）；V 为待测液体积（ml）；m 为称取质量（g）。

3 结果与分析

本次实验主要研究临沂蒙山景区大气环境中重金属在油松年轮中的记录，根据测得的各元素的含量，选取镉（Cd）、钴（Co）、镍（Ni）、镓（Ga）、铬（Cr）、钡（Ba）、铅（Pb）7种重金属元素作为分析对象。蒙山景区50年树轮中重金属的含量总体变化很大，各年轮段间波动不同，但有些年份重金属含量很高。与其他重金属元素相比，镉元素的含量是最低的，钴的含量次之，在过去的50年中保持在稳定的范围，变化趋势趋于平缓，而铅含量是7种重金属元素中含量最高的，说明该地区大气环境中铅元素的含量很高，镉元素的含量很低。从横轴方向看，树轮中7种重金属随时间有相同的变化特点，即波动趋势基本一致；从纵轴方向看，7种重金属含量随时间不断变化，在出现的高峰值中含量居于前三位的是铅、钡、铬。1962-1970年间重金属的含量高于1971-1993年，而在1994-2000年间重金属的含量先迅速增高后迅速下降，变化幅度较其它年份最大，在2001-2010年间又出現一个高值，在2006年，铅、钡、铬的含量居高不下，镓和镍的含量次之。

4 讨论

1.降低环境中重金属含量的措施

1.1严禁控制重金属超标的废气、废渣等向环境中排放

工业废水、废气、废渣的排放是导致环境恶化的原因之一，减少含铅矿的开采和冶炼，通过控制重金属超标废水、废气等的排放。

1.2加大以乙醇汽油和天然气为燃料的汽车的使用

对于蒙山景区来说，来往车流量密集，加大以乙醇汽油和天然气为燃料的汽车的使用，是降低景区内油松中重金属含量的可行之举。

1.3政府部门采取有效激励措施

首先，政府部门通过制定相应的优惠政策，引导一些相关企业转型到无污染或少污染的其它行业；其次，通过制定新的政策法规，加强对景区开发保护，既要把资源优势变为经济优势，更要保护好森林生态环境。

2 对未来发展的建议

2.1森林资源的保护与开发

加强对蒙山森林生态旅游资源的保护，创造和谐健康的旅游环境，按照蒙阴县经济发展状况合理开发利用景区资源，促进蒙山景区旅游业的可持续发展。坚持开发三原则，即坚持科学规划与合理开发的原则，坚持抓重点，与主次有序的原则，坚持建设与经营并重的原则。

2.2景点建设与服务设施建设

以养生长寿为主题重点发展，利用原始淳朴的森林环境，开辟 “森林浴吧”，“回归自然日”，“森林冒险之旅”，开发森林沐浴保健旅游等活动，增设各类引导标示牌，安全警告标示牌，通讯站点等。

2.3森林特色产品开发利用

以当地的特产为基础，研制开发一系列的保健食品，养生疗法以及手工艺制品，例如，有桑葚、地龙、金银花茶、竹叶茶、野生蜂蜜等中草药食品系列，有苦菜、地菜、蕨菜、车前菜等野生制品，还有野桃、野枣、黑枣、白薯干、山楂、板栗、石榴等干果鲜品。

参考文献

[1]杨银科，黄强，王文科，宋慧明，杨红斌.利用树木年轮资料分析环境污染研究进展[J].安徽农业科学，2011，（15）：8948-8950.

[2]苏守香，孙启祥，吴泽民合肥市城区臭椿树木年年轮铅含量动态分析.中国城市林业，2008，6（4）：52-54.