湘江長(zhǎng)沙段沉積物重金屬污染地球化學(xué)分析.pdf

1、湘江流域是我國(guó)重金屬污染最為嚴(yán)重的河流之一，流域內(nèi)存在多種重金屬污染來(lái)源：一方面一些地質(zhì)體通過(guò)風(fēng)化作用等表生過(guò)程可能成為沉積物重金屬的貢獻(xiàn)者；另一方面流域上游的礦床開(kāi)采和礦石冶煉加工等人為作用強(qiáng)烈并有久遠(yuǎn)的歷史，也是沉積物重金屬污染的重要來(lái)源。不同來(lái)源的重金屬通過(guò)各種途徑(如水溶搬運(yùn)、大氣沉降等)匯入湘江并可在沉積物中積聚富集，形成潛在的重金屬污染。理論上來(lái)自不同污染源的重金屬和稀土元素在沉積物中有不同的賦存特征，及地球化學(xué)組成特征。因

2、此，研究沉積物中不同元素的賦存及地球化學(xué)組成特征是判斷污染物來(lái)源的重要指標(biāo)。
　　 本研究以湘江下游長(zhǎng)沙河段及入湖三角洲沉積物為主要研究對(duì)象，野外分兩批次對(duì)研究區(qū)流域進(jìn)行了系統(tǒng)的地質(zhì)地球化學(xué)調(diào)查、測(cè)量、采樣，分別在湘江入湖三角洲的湘江河道采集兩個(gè)沉積柱芯XY、W，在河流與湖泊相接地帶采集沉積柱芯Q，湖區(qū)自然保護(hù)區(qū)內(nèi)采集沉積柱芯QS，共計(jì)125件沉積物樣品；湘江下游長(zhǎng)沙段湘江河道采集四個(gè)沉積柱芯，HZ、JZ、SG、XW，共計(jì)186

3、件沉積物樣品。利用等離子質(zhì)譜(ICP-MS)、X射線衍射技術(shù)(XRD)等分析技術(shù)，針對(duì)性的對(duì)所采得沉積物中的129(66+63)個(gè)樣品進(jìn)行系統(tǒng)的主量元素、微量元素(其中包括重金屬元素、稀土元素等)分析研究結(jié)果表明：
　　 湘江研究區(qū)流域沉積物風(fēng)化較為徹底，樣品風(fēng)化指數(shù)(CIA)均值達(dá)到76以上。較強(qiáng)的風(fēng)化沉積物中顯現(xiàn)明顯的貧CaO、Na2O，而富Al2O3、Fe2O3等粘土礦物地球化學(xué)特征。
　　 沉積物因受流域上游地質(zhì)

4、體風(fēng)化及礦床開(kāi)采等的影響而存在Sc、V、Cr、Mn、Co、Ni、Cu、Zn、Pb、Th、U等十?dāng)?shù)種重金屬元素的復(fù)合污染，且有在三汊磯工業(yè)區(qū)及入湖三角區(qū)域加劇的趨勢(shì)。土壤綜合富集指數(shù)(EI)均值均達(dá)到2以上，小粒徑樣品的富集特征顯示其受人為及水流環(huán)境因素的擾動(dòng)較為明顯。重金屬潛在污染評(píng)價(jià)(富集因子法)結(jié)果表明，Sc、Mn、Cu、Zn、Pb，等重金屬元素的潛在污染，其中以Sc的富集最強(qiáng)。
　　 研究區(qū)沉積物微量元素地球化學(xué)分析顯示，

5、沉積柱芯中的高場(chǎng)強(qiáng)等元素比值比較穩(wěn)定，稀土配分型式與準(zhǔn)揚(yáng)子地臺(tái)花崗巖較為相近，表明其在風(fēng)化遷移搬運(yùn)過(guò)程中并沒(méi)有發(fā)生明顯的分異。且有在三汊磯工業(yè)區(qū)及入湖三角區(qū)域相對(duì)富集的現(xiàn)象。
　　 通過(guò)La-Th-Sc判斷JZ、SG、XW、Q、QS的沉積物可能受自然作用和人為作用的共同影響。進(jìn)行主成分分析結(jié)果顯示，Eu與Ba、Sc、V、Cr、Mn、Co、Cu、Zn、Pb的化學(xué)行為相近，故認(rèn)為Eu可以作為湘江沉積物重金屬富集受人為活動(dòng)參與的指示因