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重金属矿区生态风险评价研究

宁雄义  
【摘要】:本文对浙江上虞某铅砷矿区主要重金属在土壤、水体及代表性植物进行了全面的调查,对区域中重金属元素分布、迁移转化规律及环境与生态环境效应进行了风险评价。主要结论如下: 1、矿区土壤重金属的水平分布 矿区周围土壤均不同程度地受多种重金属元素复合污染,As,Pb是最主要的污染元素,最高含量分别可达3768mg/kg与16916mg/kg;各土壤因离矿口和尾矿堆放地不同而含量差异较大,离矿口越近,土壤中重金属含量越高,且变化梯度越大;矿口下方区域各重金属含量明显高于山腰和山顶,水稻田土壤表层重金属含量明显低于旱地。大部分元素含量远超过自然背景值,尤其是As、Pb,甚至超出国家三级标准,成为该地区的主要污染元素。表层土壤中重金属全量与NH_4NO_3提取态之间均存在显著的相关性(r0.74)。 2、土壤中重金属的垂直分布 各重金属元素主要分布在土壤表层,且均存在不同程度的纵向迁移累积,重金属含量随采样深度有明显的梯度变化,在20-40cm处达最大,并且各元素之间差异较大;开采过程和堆积风化过程中形成的次生矿物是土壤中重金属赋存的主要矿物相,且土壤大颗粒中重金属含量高于细颗粒;土壤样品中的As、Cr、Pb和Zn主要以有机态和残渣态形式存在,Cu主要以有机结合态为主,而残渣态含量低;Cd的组成十分特殊,其可交换态和铁锰氧化物结合态的含量非常高,而残渣态含量很低:尽管土壤中重金属可交换态含量较低,但对土壤生态环境有严重的风险。 3、矿区重金属在水体与底泥中的分布 矿区地表水体pH在6.80-7.73之间,大多呈中性偏弱碱性,但矿口300m内地下水呈弱酸性。部分地下水、水塘及河流水As、Cd含量超过农田灌溉水质标准。尾矿风化或淋滤产生的酸性废水及洗矿过程中产生的含有大量细微尾矿颗粒物的废水对矿区水体造成了多金属复合污染;底泥pH在7.12-7.49之间,且离矿口越远,底泥pH越低。各重金属在底泥中的含量随水流距离增加而降低,其中以As与Pb的下降幅度最大。


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