湘江中下游有色礦冶區(qū)農(nóng)田土壤與河流沉積物重金屬污染特征研究.pdf

1、湖南是有色金屬之鄉(xiāng)，湘江中下游相對(duì)密集的礦冶生產(chǎn)活動(dòng)對(duì)周邊農(nóng)田土壤和農(nóng)作物（蔬菜和稻米）、湘江河流沉積物和河水影響很大。本研究以湘江中下游有色礦冶區(qū)農(nóng)田土壤、蔬菜、稻米、河流沉積物和河水為研究對(duì)象，探討金屬元素在有色礦冶區(qū)土壤-蔬菜體系和河流沉積物-河水體系中的污染狀況及其環(huán)境活性；研究土壤pH值、有機(jī)質(zhì)、質(zhì)地、鐵鋁氧化物等基本理化性質(zhì)、土壤中重金屬活性組分的分布特征，闡明重金屬在土壤中的交互作用行為及其在典型污染土壤剖面中遷移特征；河

2、床和河岸沉積物中重金屬的生物有效性、潛在風(fēng)險(xiǎn)以及河岸沉積物剖面中重金屬的遷移特征。研究結(jié)果如下： 湖南有色礦冶區(qū)農(nóng)田土壤、蔬菜和稻米中主要污染元素為As、Cd、Cu、Pb和Zn，其中礦冶區(qū)農(nóng)田土壤中As、Cd、Pb和Zn平均含量（幾何均值）遠(yuǎn)高于我國(guó)土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)（GB 15618-1995）Ⅱ級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，尤以Cd （11.13 mg kg-1）、Pb （742.24 mg kg-1）和Zn （966.42 mg kg-1）顯著

3、；蔬菜中Cd、Pb、As平均含量依次為0.37、1.42、0.17 mg kg-1，稻米中Cd、Pb、As平均含量依次為0.46、6.04、0.58 mg kg-1，這些含量均明顯超過(guò)我國(guó)食品衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)（GB 2762-2005）。蔬菜土壤中Cd活性組分以酸可提取態(tài)為主，As、Cu和Pb以可還原態(tài)為主，Zn以酸可提取態(tài)和可還原態(tài)為主；Cd、Cu和Pb的可提取態(tài)含量與土壤全量之比依次高達(dá)61.71％、43.14％和48.84％； As、Cd

4、、Cu、 Pb、Zn有效性組分之間存在明顯的復(fù)合污染效應(yīng)，土壤中Cd、Cu和Zn可提取態(tài)含量與蔬菜中Cd、Cu、Zn含量之間均存在顯著正相關(guān)關(guān)系（P<0.05）。蔬菜土壤中酸可提取態(tài)Cd與Ca、Cu、 Fe、Zn之間，Pb與Cu、Zn、Fe之間，可還原態(tài)As與Fe、Mn含量之間，Pb與Fe、Mn含量之間存在顯著的相關(guān)性（P<0.05）。土壤中可提取態(tài)Cd的含量明顯受土壤pH影響而Pb活性含量隨土壤中有機(jī)質(zhì)和鐵鋁氧化物含量的減少而升高。典

5、型污染土壤剖面中Cd和Pb可提取態(tài)含量與土壤全量之比遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)As和Zn，表明Cd和Pb的環(huán)境活性明顯高于As和Zn，Cd和Pb對(duì)周邊環(huán)境和人體健康具有更大的潛在風(fēng)險(xiǎn)。尤其是株洲和衡陽(yáng)土壤剖面中As、Cd、Pb和Zn的污染特征明顯與礦冶活動(dòng)相關(guān)，土壤表層中As、Cd、Pb和Zn含量越高，剖面中的下滲越劇烈。 湘江株洲-長(zhǎng)沙段河水中As、Cd和Pb平均含量略高于地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)限量（Ⅲ類(lèi)）（GB 3838-2002）；河流沉積物

6、中主要污染元素為As、Cd、Pb和Zn，河岸沉積物中Cd、Pb和Zn的平均含量（算術(shù)均值）依次為94.08、1520.94和2122.48 mg kg-1，河床沉積物中As、Cd、Pb和Zn的平均含量依次為582.27、64.74、1056.83和2272.77mg kg-1。與《農(nóng)用污泥中污染物控制標(biāo)準(zhǔn)值》（GB 4284-84）中在酸性土壤（pH<6.5）上的規(guī)定值相比，河岸沉積物中Cd、Pb和Zn與河床沉積物中As、Cd、Pb和Z

7、n完全超標(biāo)。株洲.長(zhǎng)沙段河岸沉積物中As、Cd、Cr、Cu、Fe、Mn和Zn含量順著河道方向呈現(xiàn)顯著增加而河床沉積物中Cd Cu、Cr、Pb和Zn含量沿著河道方向趨勢(shì)平穩(wěn)。河流沉積物中Pb和Zn主要以酸可提取態(tài)和可還原態(tài)存在，Cd主要以酸可提取態(tài)存在；酸可提取態(tài)和可還原態(tài)Cd、Pb、Zn含量比例可占其總量的31％-80％。湘江中下游河流沉積物潛在的健康風(fēng)險(xiǎn)主要來(lái)源于沉積物中的Cd。株洲-長(zhǎng)沙河段上游河岸沉積物剖面各個(gè)采樣深度中As、Cr