论文部分内容阅读
随着工业文明的发展,人类进一步对自然资源开发利用,特别是工矿业的生产活动对人类赖以生存的生态环境的破坏。当前我国土壤Cd污染已受到各界的高度关注,生态环境恶化,耕地土壤质量退化等一系列问题影响我国农业生产活动的可持续发展。黑色页岩因富含多种元素,因而具有“多元素富集层”之称,相关研究将黑色页岩划归为土壤重金属污染的“自然源”。而镉亦是自然界中典型的分散性元素之一,具有极强的生物毒性特征。本文选取了中国南方遵义县松林镇的小竹流水和后庄两个黑色页岩典型Ni-Mo多金属矿点作为研究区域。对研究区旱地/水田土壤和生长于黑色页岩土壤上的农作物进行系统分类取样,采用ICP-MS分析其镉的含量。初步分析了旱地/水田和作物Cd的含量水平和分布特征,并对其来源进行分析。最后运用地质累积指数法和潜在生态风险指数法对研究区旱地和水田土壤受重金属Cd的污染程度和潜在生态风险水平进行系统的评价。结果显示,研究区域耕地土壤普遍受到Cd的污染,水田土壤具有较高的潜在风险。本文的研究结果为黑色页岩区土壤受Cd环境污染防治、环境质量评价和农业规划提供参考。主要研究结果如下:1)研究区旱地、水田和作物样品重金属Cd的平均含量分别为1.60ug/g、2.21ug/g和0.51ug/g,其含量区间分别为1.01~3.13ug/g、0.97~5.13ug/g和0.02~2.28ug/g。同类型样品中,采样点地势较低土层肥厚湿润且距离矿点越近Cd含量值就越高。因为运输扬尘沉降作用,小竹流水进村矿物运输公路两侧旱地土壤和作物样品Cd含量较高。2)小竹流水和后庄黑色页岩Ni-Mo多金属矿区旱地/水田和作物样品Cd的变异系数分别为42.11%、57.83%、72.80%、49.70%、32.99%及128.15%。小竹流水旱地土壤的污染等级只有轻-中污染和中污染两个污染等级,轻-中污染占66.7%;潜在生态风险等级为中等和较高两个风险等级水平,以中等风险为主。水田土壤的污染等级为轻-中污染、中污染和中污染-重污染3个污染等级分别37.5%、37.5%和25%;潜在生态风险等级为中等、较高和高等3个风险水平,较高和高等两个风险等级水平占62.5%。小竹流水水田土壤比旱地土壤受Cd污染程度较高,水田土壤的潜在生态风险水平比旱地较大。3)后庄旱地土壤样品轻-中污染3件、中污染1件、中污染-重污染1件,轻污染-中污染和中污染两个污染级别占80%,以中等和较高水平潜在生态风险等级为主;水田土壤受Cd污染为轻-中污染和中污染两个等级,潜在生态风险为较高和高两个风险水平,以高等级潜在生态风险为主。4)研究区重金属Cd在3个不同类型样品中含量最高的是水田土壤样品,水田受Cd污染比旱地土壤的程度高。这可能因为水田地势低洼土壤肥沃蓄水性好容易成为矿点(废矿堆积场)重金属Cd流失的“汇”,而旱地土壤由于相对干燥,蓄水性差保肥能力低不易储存Cd元素,导致其样品Cd含量普遍比水田较低。水田土壤潜在生态风险水平比旱地较高,覆盖旱地各个样品潜在风险水平。5)遵义松林黑色页岩Ni-Mo多金属矿层区土壤普遍遭受重金属Cd的污染,其污染等级为轻-中污染以上,个别地块达到中污染-重污染的污染级别,所占地质累积指数法污染级别划分的中间部分等级;土壤潜在生态风险为中等潜在风险水平以上,以较高和高等两个潜在风险级别为主,所占风险等级除最低的低等和最高的很高两个潜在风险等级以外的3个风险级别。对比两个Ni-Mo多金属矿区,小竹流水黑色页岩Ni-Mo多金属矿层区土壤受Cd的污染程度比后庄的较高,其潜在生态风险水平也比后庄的较大。这因为小竹流水黑色页岩矿点被大量开采且大量废矿露天堆积于居民点和农田土壤之上,而后庄黑色页岩矿点没有被大量开发封存较好的原因所致。6)遵义松林Ni-Mo多金属矿区农作物大部分样品Cd含量值远高于《食品安全国家标准、食物中污染物限量》(GB2762-2012)中规定的谷类0.1ug/g和蔬菜类的限量值0.05ug/g。