銅陵市新橋礦區(qū)土壤重金屬污染評價及源解析研究.pdf

1、礦山開采和礦石選冶過程中,大量的重金屬元素排入環(huán)境中。土壤作為重金屬的重要容納介質(zhì),其污染問題越來越嚴重,如不加以控制會對生態(tài)環(huán)境和人體健康造成重大危害。想要解決土壤重金屬污染問題,首要任務(wù)就是弄清其污染狀況與特征、確定其污染源,從而有針對性的從源頭上加以控制。本文以銅陵新橋礦區(qū)周邊表層土壤和典型污染剖面土壤為研究對象,分析表層及剖面土壤的理化性質(zhì)、重金屬 Cu、Cd、Pb、Zn、As含量及其形態(tài)特征,評價土壤中重金屬污染;采用 XRD

2、和 SEM-EDS表征技術(shù)以及 Pb、Cd、S同位素示蹤技術(shù)對礦區(qū)周邊土壤中重金屬進行來源解析。取得主要研究成果如下:
　　新橋礦區(qū)土壤除個別土壤樣品呈堿性外,絕大部分土壤樣品均呈酸性,有機質(zhì)均在四級以上,礦區(qū)周邊土壤具有中等的保水保肥能力。土壤pH和陽離子交換量(CEC)與重金屬Cu、Cd、Pb、Zn、As含量相關(guān)性顯著,重金屬元素含量極顯著相關(guān),礦區(qū)農(nóng)田土壤中重金屬具有共同的來源。
　　礦區(qū)表層土壤受到了嚴重的 Cu、C

3、d、Pb、Zn、As元素污染。內(nèi)梅羅綜合污染指數(shù)評價結(jié)果表明,礦區(qū)周邊農(nóng)田土壤污染嚴重,Cd元素污染貢獻最大。地累積指數(shù)評價結(jié)果表明,礦業(yè)活動已導(dǎo)致礦區(qū)周邊土壤中重金屬元素的明顯積累,重金屬的污染程度依次為 Cd>Cu>Pb>As>Zn。潛在生態(tài)危害指數(shù)結(jié)果表明,產(chǎn)生潛在生態(tài)危害的主要重金屬元素為 Cd, Cu、Pb、As次之, Zn對污染的貢獻很小。
　　污染剖面土壤中各元素超標(biāo)程度依次 Cd>Cu>As>Zn>Pb。污染剖面0

4、~20c m的表層土壤中重金屬元素活性明顯高于深層土壤,且元素隨著剖面深度增加元素含量及元素活性減低。其中,C d元素的活性最強,易于在環(huán)境中遷移,生態(tài)危害最大。
　　土壤中各重金屬形態(tài)存在差異,其中活性態(tài) Cd含量較高,生態(tài)危害性強,As主要以殘渣態(tài)存在,危害性較小,Cu、Pb、Zn鐵錳氧化態(tài)、碳酸鹽態(tài)和有機態(tài)比例較高,其生態(tài)危害性受酸堿度和氧化還原等環(huán)境條件影響較大。
　　XRD、SEM-EDS表征結(jié)果表明,嚴重污染土壤

5、中存在黃鐵礦、方鉛礦等礦物。
　　Pb同位素示蹤研究表明,受污染的表層土壤中61.93％~93.26％的Pb來自于礦石源。隨著土壤深度的增加,剖面土壤中206Pb/207Pb增加,表層土壤(0~20cm)的鉛同位素接近礦石的同位素特征。
　　Cd同位素示蹤研究結(jié)果表明,受選礦廢水污灌影響的土壤 Cd重同位素富集(δ114/110Cd在0.05‰~0.24‰變化),Cd可能主要來自于閃鋅礦、菱鐵礦和褐鐵礦等;未受選礦廢水污灌影