攀西永兴镇工矿区农田土壤重金属污染特征及淋溶试验研究

来源 :成都理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:Ling_cheng
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重金属不仅对土壤造成污染,还可能对地下水及植物形成污染。因此,对受重金属污染的区域进行污染状况分析、污染程度评价、污染来源解析、模拟降雨淋滤研究了解重金属的迁移累积规律、防止重金属对土体及水体和植物的污染加剧、对人体健康保障和土地资源的保护有着重要的意义。本文以攀西永兴镇龙塘铅锌矿附近的农田作为研究对象,采集了51个表层土壤样,利用ICP-MS测定土壤样品中的Cr、Ni、Cu、Zn、Cd、Pb共六种金属的含量,并测定土壤样品的常规理化性质,并对所测重金属含量进行数据分析处理。首先采用单因子污染评价和内梅罗综合污染指数法对研究区的农田重金属的污染程度进行评价。其次,运用多元统计学,浅析6种重金属的主要来源。最后,通过配置六种不同条件的淋溶液模拟降雨,对TK-01(常年非饱和土)和TK-02(季节性饱和土)两个典型土壤剖面进行现场淋溶试验,研究不同淋溶条件下各重金属在两个土壤剖面的垂向分布规律。获得了以下成果:(1)浅层地下水p H值在7.05~7.87,平均值为7.32,整体上p H呈现弱碱性;溶解性总固体浓度(TDS)范围为107.11~254.91mg/L,平均值为165.83mg/L;电导率EC值范围在267.20~572.10μS/L,平均值为407.56μS/L。(2)除Pb以外,其余5种重金属的平均含量均超过了国家土壤环境质量二级标准,6种金属的平均含量均超过了四川土壤重金属背景值。6种金属的变异系数大小顺序为:Zn﹥Cd﹥Cr﹥Ni﹥Pb﹥Cu,6种金属的变异范围为17%~51%,金属Zn的变异系数最大为51%,则Zn的空间差异性最大,金属Zn的含量受外界干扰最严重。(3)根据6中重金属的单因子污染指数平均值的大小,得出研究区土壤受重金属的污染程度大小为:Ni﹥Cd﹥Cr﹥Zn﹥Cu﹥Pb。内梅罗污染综合指数最大值为5.87,最小值为1.01,平均值为3.03,整体上研究区土壤环境质量属于重度污染。(4)采用主成分分析,六种金属来源可以分为两种类型:第一因子中密切相关的是Zn、Cd、Cu、Pb,元素的同源性极强;第二因子中密切相关的是Cu、Ni、Cr。在两种因子中均出现的Cu可能来源比较复杂,两种来源方式均有Cu的携带。在6种重金属相关性分析中得到,Cr与Ni相关性极为显著,判定系数仅为0.371﹤0.4,说明Cr的含量不仅受Ni的影响,还受其它金属的影响;Pb与Ni、Cr及Cr与Zn、Cd的相关性并不显著,表现出一定的异源性。(5)通过进行淋溶试验发现,重金属在淋溶过程中的释放分为两个阶段,第一阶段为快速释放,累积淋出液达到1500ml之前,淋出液中重金属含量很高,但释放速率变缓,累积淋出液达到1500ml之后,淋出液中重金属含量缓慢增加。(6)TK-01(常年非饱和带),淋溶液p H值对金属Cr的迁移累积影响深度较施磷浓度更大;模拟降雨淋溶液p H=7.0对Ni的迁移富集影响更明显至80cm,不同施磷浓度对Ni的迁移累积影响不明显;六种淋溶液对Cu的迁移累积影响均不明显;淋溶液p H值对Zn的影响深度强于施磷浓度;淋溶液p H值对金属Cd的迁移富集影响更大;不同p H值淋溶液与不同施磷浓度条件下对金属Pb的影响深度接近,三种p H值淋溶液的迁移累积量更大。TK-02(季节性饱和带),不同p H值淋溶液和施磷浓度条件金属Cr的迁移累积影响深度相似;不同施磷浓度对Ni的迁移累积影响深度强于不同p H值淋溶液;六种淋溶液对Cu的迁移累积影响深度均至100cm处;不同施磷浓度对金属Zn的迁移累积影响深度较不同p H值淋溶液更深;六种淋溶液对Cd的迁移累积影响深度均至100cm处;六种淋溶液对Pb的迁移累积影响深度均至50cm处。(7)常年非饱和带的重金属累积释放量受不同p H值淋溶液的影响更明显,且Cr、Ni、Cu的累积量均高于季节性饱和带,Zn、Cd、Pb三种金属则低于季节性饱和带;在不同施磷浓度的淋溶条件下,常年非饱和带六种金属的累积量均低于季节性饱和带,且常年非饱和带六种重金属累积释放量均随施磷浓度的增加而增加,该条件下季节性饱和带的六种重金属较常年非饱和带更容易淋失。
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