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贵溪地区污灌水稻土重金属环境地球化学研究与环境评价

胡宁静  
【摘要】: 论文详细研究了贵溪地区因我国最大斑岩铜矿冶炼厂的废渣和废水引起的约4000亩水稻土的土壤环境地球化学特征,对土壤中Cu,Zn,Cd,Pb,Cr,Co,Ni,Fe和Mn等多种元素进行了总量分析,同时应用化学连续浸提法对4种主要污染元素(Cu、Zn、Cd、Pb)进行了结合态分析研究,确定了4种元素结合态的相互转化关系及其与土壤性质和污染源的关系。同时,建立了判别自然和人为的环境地球化学指标以及潜在生态风险评价体系,在此基础上对土壤重金属污染进行了评价,取得的主要成果如下: 1.污染土壤中的铜、铅、镉以富集于A层(耕作层);重金属的活化率均随土壤剖面深度和土壤pH的增加而减少。 2.苏门污染区土壤中的铜、锌、铅和镉四元素间存在明显的正相关关系,而水泉污染区土壤中铜、锌、铅和镉四元素间不存在相关关系,与污染源的灌溉形式相关。 3.苏门与水泉污染区,由于前者是废渣为污染源,后者为废水排放导致重金属含量严重超标,其污染土壤中重金属元素在土壤各相的配分特征不同,其中以Zn的配分最为特征。在同一污染区重金属元素在土壤各相的配分特征在纵向上分布亦不相同。 4.A层土壤铜、锌、镉和铅残渣态的绝对含量大于B层,表明矿渣和废水中的悬浮物带来了部分残渣态含量,因此由矿山开采、冶炼污染的土壤的残渣态含量不能代表土壤的背景值。 5.苏门、水泉水稻土Cu、Zn、Cd、Pb各结合态间彼此存在着显著正或负相关关系,表明结合态间能相互转化。而且两个研究区土壤中元素各结合态之间的关系存在差别。苏门和水泉水稻土中Cu、Zn、Cd、Pb等元素的水溶态、交换态、碳酸盐态、铁锰氧化物态、有机态及其之和与土壤中总含量间有显著的正相关系数,土壤中Cu、Zn、Cd、Pb的水溶态、交换态、碳酸盐态、铁锰氧化物态、有机态之和与残渣态之间有负相关。 6.回归分析表明苏门水稻土中的Cu、Zn、Cd的氧化态均与土壤中的铁、锰含量呈显著正相关,Fe-Mn氧化态铅与铁、锰的含量相关性不明显。水泉水稻土中Cu、Zn、Pb、Cd4种元素的铁锰氧化态含量与土壤铁锰氧化物关系不明显。 7.应用污染程度、地质累积指数和潜在生态风险评价二种评价方法对土壤中重金属污染和潜在生态风险进行环境评价,三种方法评价结果基本一致,贵溪地区污灌区土壤都受到不同程度的重金属污染,Cu,Cd,As污染严重,Zn和Pb污染较轻,而Cr,Ni和Co为清洁型元素。两研究区污染程度大小顺序为:苏门>水泉。 8.本区最优的评价方法是污染程度评价(土壤环境质量标准和当地土壤背景值为评价标准)和潜在生态风险评价法的结合应用。


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