銅陵金屬礦集區(qū)土壤中Cu、Cd元素污染評價及其緩變型地球化學(xué)災(zāi)害研究.pdf

1、重金屬元素污染已成為土壤環(huán)境的重要因素，并直接或間接的危害到人體健康。銅陵地區(qū)是世界上典型的矽卡巖銅金礦集區(qū)之一，是一個有三千多年開采歷史的有色多金屬礦區(qū)。隨著礦業(yè)不斷開采，有害重金屬物質(zhì)可以通過多種途徑進(jìn)入土壤，如大氣沉降，工業(yè)廢水和生活污水的排放，工業(yè)固廢和城市垃圾以及農(nóng)藥化肥的施用，這些污染物主要集中在土壤表層或耕層，但隨著時間的延長，污染物在土壤內(nèi)部會遷移擴散和化學(xué)形態(tài)的相互轉(zhuǎn)化。
　　 本文對銅陵礦區(qū)土壤重金屬元素Cu

2、、Cd全量及形態(tài)進(jìn)行了全面系統(tǒng)的研究分析。銅陵地區(qū)表層土壤重金屬形態(tài)含量和變異程度變化較大：Cu的總量均值為98.5(mg·kg-1)，高于銅陵市土壤背景值(32.15 mg·kg-1)，其化學(xué)形態(tài)以殘渣態(tài)為主，有機結(jié)合態(tài)和鐵錳氧化態(tài)次之。Cd的總量均值為3.45(mg·kg-1)，遠(yuǎn)高于銅陵市土壤背景值(0.09 mg·kg-1)，最大值高達(dá)24.6(mg·kg-1)，其化學(xué)形態(tài)中有機結(jié)合態(tài)最小(0.51 mg·kg-1)、離子交換態(tài)

3、次之(0.77 mg·kg-1)。
　　 采用了地積累指數(shù)法、沉積物富集系數(shù)法、次生相富集系數(shù)法和次生相原生相分布比值法對研究區(qū)土壤重金屬Cu、Cd進(jìn)行了評價。結(jié)果表明：Cu、Cd的地積累指數(shù)主要為中強水平，個別處于極強水平；Cu的沉積富集系數(shù)為0～15之間，Cd的沉積富集系數(shù)為20～50之間，Cd的沉積作用大于Cu；Cu、Cd次生相富集系數(shù)法和次生相原生相分布比值法基本一致，Cu的次生相富集系數(shù)法和次生相原生相分布比值法結(jié)果大

4、于Cd，但四種評價方法評價結(jié)果趨勢基本一致。
　　 根據(jù)潔凈區(qū)域和受污染區(qū)域沉積物中的“非穩(wěn)態(tài)”重金屬含量兩者之間差值，估算土壤重金屬的人為輸入量。結(jié)果表明：Cu的輸入量在0μg/g～458.03μg/g之間，平均值為54μg/g；Cd的輸入量在0μg/g～21.70μg/g之間，平均值為1.63μg/g；運用剖面分析法分析了重金屬Cu、Cd的形態(tài)遷移特征，結(jié)果表明：重金屬Cu、Cd主要以離子交換態(tài)、碳酸鹽結(jié)合態(tài)和有機質(zhì)結(jié)合態(tài)遷

5、移為主。
　　 根據(jù)緩變型地球化學(xué)災(zāi)害模型，研究了土壤中Cu、Cd的緩變型地球化學(xué)特征。結(jié)果表明TCASE+C與TRCPE+C+F+O之間、TCASE+C+F與TRCPE+C+F+O之間，符合緩變型地球化學(xué)災(zāi)害數(shù)學(xué)模型特征，土壤存在發(fā)生Cu、Cd緩變型地球化學(xué)災(zāi)害的可能性。對于Cu元素，在pH為5.0、5.0～2.0時，其緩變型地球化學(xué)災(zāi)害臨界點分別為222.22、81.68 mg·kg-1，爆發(fā)點分別為438.75、384.9

6、9 mg·kg-1；對于Cd元素，在pH為5.0、5.0～2.0時，其緩變型地球化學(xué)災(zāi)害臨界點分別為11.25、9.7 mg·kg-1，爆發(fā)點分別為14.61、24 mg·kg-1。隨著酸性程度的增強，具有爆發(fā)Cu緩變型地球化學(xué)災(zāi)害可能的區(qū)域面積增大，臨界點和爆發(fā)點均提前，研究區(qū)土壤中尚沒有出現(xiàn)Cu、Cd緩變型地球化學(xué)災(zāi)害爆發(fā)的區(qū)域。土壤受到長期持續(xù)重金屬輸入積累以及土壤酸化、環(huán)境容量變小，是研究區(qū)土壤可能發(fā)生Cu、Cd重金屬元素緩變型