小江河谷表土Cd分布特征与来源研究

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小江河谷Cd污染是长江上游比较突出的一个环境问题,但目前学术界对其Cd污染来源并不清楚,有部分学者猜测可能与流域铜矿开采有关,但也有学者研究发现包括小江流域在内的整个金沙江中下游Cd污染都比较普遍。显然,仅用采矿活动是无法合理给出解释。针对此种困境,本论文从Cd元素在河谷内的空间分布调查入手,结合铜矿开采的主要污染物(铜矿石和尾矿渣)以及当地施用化肥的Cd含量分析对小江河谷表土的Cd污染源开展综合研判,主要认识如下:(1)该区域表土Cd污染较为严重。小江河谷河漫滩表土Cd含量范围为0.32~5.92 mg/kg,均值为2.58 mg/kg,是云南土壤背景值1.80倍,是中国土壤背景值26.33倍;耕地中Cd含量范围为1.33~11.37 mg/kg,均值为4.98 mg/kg,是云南土壤背景值3.48倍,远远高于中国土壤背景值,且耕地Cd平均含量高于河漫滩。地质累计指数法和次生相与原生相分布比值法(RSP)评价结果表明小江河谷表土Cd污染较为严重,风险评价编码法(RAC)评价结果表明小江河谷表土Cd主要为高风险。(2)从铜矿开采点向下游的纵向分布上看小江河谷河漫滩的Cd含量没有表现出离采矿点距离增加Cd含量出现衰减趋势,不符合Cd污染物从铜矿开采点向下游迁移扩散模式;相反在同一河道断面耕地的Cd含量要明显高于在其下方的河滩,符合农业污染模式。(3)采矿点和尾矿池的铜矿石及尾矿渣样品的Cd含量普遍较低,均低于云南土壤背景值(1.43 mg/kg);而当地施用的肥料中Cd含量极高(特别是磷肥),高于云南土壤背景值数十倍。这表明铜矿石和尾矿堆没有能构成Cd主要污染源的浓度条件,而当地施用的肥料,特别是高含量Cd的磷肥更有可能成为小江河谷Cd的主要污染源。(4)将Cu元素作为铜矿开采活动的指示元素,速效磷(AP)作为农业活动的指示元素,通过元素测试分析发现小江河谷表土中Cd元素与AP的相关性远大于Cu,说明农业活动对Cd污染的贡献远胜于铜矿开采。(5)该区域表土Cd赋存的形态主要为弱酸提取态和氧化提取态,而残渣态含量占比低。这说明了该区域表土Cd污染受到铜矿开采影响较小,而受农业活动影响较大。综上所述,小江河谷表土Cd污染主要是由大量磷肥的施用引起的。本研究不仅为小江河谷Cd污染源诊断找到了一条重要线索,也强调了工矿企业周边的重金属污染会有多源性,在重金属污染源的诊断时不能仅关注工矿企业而忽略了其它污染源。
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