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《西南大学》 2011年
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三峡库区小江流域消落带土壤重金属环境质量评价

王晓阳  
【摘要】:三峡库区消落带系统属于“自然—社会—经济”复合系统,属于水陆间的过渡性连接地带,同时具有陆、水两区域的某些生态系统功能、结构和独特的环境景观特点。但由于自然和人为因素的原因,库区消落带湿地生态系统又呈现出较强的不稳定性和生态脆弱性,形成库区消落带湿地生态环境脆弱带。在生态环境脆弱的消落带上进行科学合理的开发利用,例如建立多种经营的生态农业体系,必须建立在清楚区域土壤环境质量的基础之上。土壤重金属环境质量是反映特定地区环境状况的一个重要侧面,对研究人为活动对土壤质量的影响、土壤环境质量演变以及合理开发和利用土地资源具有重要意义。其次,随着工农业生产的发展,重金属可以通过多种途径进入土壤,造成积累性污染。由于其具有普遍性、隐蔽性、表聚性和不可逆性等特征,因此调查和研究处于特殊位置的消落带中重金属含量具有重要现实意义。 以位于三峡库区腹心地带的一级支流—小江流域消落带为研究区,通过野外采样和室内分析,得到了消落带土壤理化性质、重金属Ni、Zn、Cr、Cd、Cu、Pb全量和Zn四种化学形态含量的数据。在此基础上对消落带土壤重金属Cd、Cr、Cu、Ni、Zn、Pb环境质量进行了评价。结果显示小江流域消落带整体处于轻微污染,局部存在中度污染;其中以Cd元素含量超标最为严重;因此,在对消落带规划利用前应该把Cd含量超标这个重要影响因素考虑进去。具体研究结论如下: (1)三峡库区小江流域消落带土壤重金属含量Cd 0.387mg/kg; Cr 57.196mg/kg; Cu 28.685mg/kg; Ni 27.910 mg/kg; Pb 35.567 mg/kg; Zn 126.028 mg/kg。从变异系数上看,PbCdCr CuNi Zn。其中,Cu、Zn、Ni的变异程度均属弱变异,反映了其空间分布比较均匀,受人为因素影响较弱。Cr为中等变异,Cd和Pb属强度变异,说明其空间分异较大。 (2)土壤重金属相关性分析结果显示:Cu、Ni、Cr相互之间和Cd和Cr之间均呈极显著正相关,反映了它们来自同源的可能性非常大;而Cd和Zn之间不存在相关性。分析土壤理化性质对重金属含量的影响可以得出,Ni、Cr、Cu、Cd含量主要受土壤有机质含量和机械组成的影响。机械组成对重金属含量的影响程度主要取决于其不同组分内有机质含量的多少,某一粒径中的有机质含量越多,这一粒径对重金属含量的影响越显著。此外,pH对Cr和Cd含量的影响也比较显著。 (3)土壤重金属在消落带不同区段的分布特征如下:Cr:中下游中游下游上游;Cu:中下游中游下游上游;Zn:中游中下游下游上游;Ni:中下游下游中游上游。Cd:中下游下游中游上游;Pb:上游中下游下游中游。单因素方差检验结果表明:Ni、Zn、Cr、Cu、Cd等五种重金属元素在小江流域消落带各区段存在显著性差异。其中Cd、Cr、Cu、Ni在消落带上的含量总体呈从上游到中下游逐渐增大,下游又有所下降的趋势;六种十壤重金属在消落带的不同海拔高程上不存在显著性差异。 (4)三峡库区小江流域消落带土壤重金属Zn的酸溶态、可还原态、可氧化态、残渣态平均含量分别为3.60mg/kg、5.44mg/kg、10.59 mg/kg和106.40mg/kgo其在小江各区段的分布呈中游段最高,上游、中下游、下游段较低的特征,这种分布特征主要是由小江各区段不同地质背景引起的;其次还可能与小江流经区域有关。Zn的不同化学形态含量受Zn全量和土壤理化性质影响的显著性程度不同。可还原态主要受Zn全量的影响;可氧化态主要受泥粒含量的影响;残渣态主要受Zn全量和有机质含量的共同影响;酸溶态含量受Zn全量和土壤理化性质的影响不显著。生态效应评价结果显示,在小江水位与天然河流水位消涨季节性相反和残渣态为Zn主要形态的情况下,均有利于减轻消落带重金属Zn迁移诱导的生态风险。 (5)根据国家土壤环境质量标准一级标准,单因子污染指数法评价结果显示:Cd污染最严重,Pi达1.935,样点超标率达84.62%, Pb、Zn也存在一定污染,Pi分别为1.02和1.26;Ni、Cr、Cu的Pi均小于1。内梅罗综合污染指数法和模糊综合评价法评价结果相近,都显示土壤受重金属污染较轻。内梅罗综合污染指数平均值为1.683,显示小江流域消落带表层土壤整体处于轻度污染状态,其中有26.9%样点属于中度或重度污染。模糊综合评价结果中有2个样点的评价等级属于三级,其余均为一级。从消落带不同区段污染评价结果看,小江中下游地区污染相对较为严重。 (6)根据消落带在环境中的特殊位置、功能以及土地资源可持续性利用原则,以高程和坡度为主导因素对消落带土地利用规划进行了初步探讨。在消落带利用现状的基础上提出了保护建议:①加快消落带土地利用立法;②制定消落带生态环境保护措施;③积极开展宣传与教育;
【学位授予单位】:西南大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:X825

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