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云浮硫铁矿区土壤中铊迁移行为的元素—铅同位素示踪研究

刘敬勇  
【摘要】:铊的毒性对于哺乳动物而言高于镉、铜、铅、铬,其在土壤中造成的污染长期以来未引起足够重视,尤其在我国的土壤环境监测中还被排斥在研究对象之外。我国拥有丰富的含铊矿产资源,在含铊资源开发利用过程中,大量的铊被释放到土壤中,而对铊污染物在土壤中的迁移、富集规律还不清楚,亟待加强相关研究。 通过系统采集云浮硫酸厂堆渣场废渣、堆渣下伏土壤、堆渣外围土壤及背景土壤样品,以堆渣下伏土壤及外围土壤为主要研究对象,对样品的理化性质、土壤中铊等微量元素含量、土壤中铊等微量元素的赋存形态、土壤及废渣中铅同位素比值进行了详细分析,对铊污染物在土壤中的迁移、富集行为进行了初步研究。结合前人的研究成果,得到以下五点认识: ① 该露天废渣堆渣场周围土壤在长期的自然淋滤条件下已明显受到了铊污染,堆渣外围土壤铊污染较下伏土壤污染严重。铊污染物主要集中在土壤深度为0-16.5cm范围内,并且土壤中铊含量表现出沿垂直方向向下迅速降低的特征。 ② 研究区土壤中铊污染物活动态的比例很高,主要以铁锰氧化物结合态铊(Tl_(Fe/MnOx))存在,其次为有机结合态铊(Tl_(org))和可交换态铊(Tl_(exc)),而碳酸盐结合态铊(Tl_(car))所占的比例最小;Tl_(exc)、Tl_(car)、Tl_(Fe/MnOx)在土壤中迁移性较强,是铊污染物的主要迁移形式,而Tl_(org)和残渣态铊(Tl_(res))迁移性相对较弱,在土壤中表现出累积的特征。 ③ 铊污染物在土壤中的迁移受到多种因素的影响,其中土壤的pH值是影响铊污染物在土壤中迁移的最主要因素,土壤中铁锰氧化物(氢氧化物)、有机物、土壤粒度组成、CEC(土壤阳离子交换容量)是影响铊迁移的次要因素。 ④ 研究区上部土壤约0-10.5cm范围内铊与铅分布达到显著相关,表明废渣中铊、铅污染物释放后在土壤中的迁移性相似。铅同位素示踪表明该堆渣场周围土壤至少约44cm范围内已经受到废渣中铊淋滤的影响,并且外围土壤中铊污染物在自然淋滤条件下迁移扩散更迅速。 ⑤ 地累积指数(Igeo)及富集指数法(EF)对土壤铊污染评价结果表明外围土壤铊污染比下伏土壤污染严重,随着土壤深度增加,土壤铊污染程度在逐渐降低,并且深度约为10.5cm以下的土壤受到铊污染的程度较小。


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