湘江長(zhǎng)沙段土壤和沉積物地球化學(xué)特征及重金屬污染分析.pdf

1、重金屬污染物因其具有毒性強(qiáng)、遷移轉(zhuǎn)化能力強(qiáng)、不易被微生物分解、易累積等特性，使其成為生態(tài)環(huán)境和農(nóng)產(chǎn)品安全的嚴(yán)重威脅，因此重金屬污染問(wèn)題一直是各國(guó)政府和研究人員的廣泛關(guān)注。湘江流域是我國(guó)重金屬污染最嚴(yán)重的區(qū)域之一，其污染來(lái)源多樣，既有成土母質(zhì)等地質(zhì)體通過(guò)風(fēng)化作用產(chǎn)生，又有湘江流域上游地區(qū)礦產(chǎn)的開采和冶煉、工業(yè)“三廢”排放等人為活動(dòng)產(chǎn)生。隨著工業(yè)發(fā)展湘江流域土壤和沉積物接納各類重金屬污染物總量逐漸增多，而長(zhǎng)沙作為湖南的政治、經(jīng)濟(jì)和文化中心，

2、在生態(tài)位上非常敏感，因此對(duì)湘江流域長(zhǎng)沙段的土壤和沉積物重金屬污染狀況及其地球化學(xué)過(guò)程進(jìn)行研究可以為湘江流域重金屬污染的綜合治理提供依據(jù)。
　　 本研究通過(guò)采集湘江長(zhǎng)沙段昭山、坪塘、猴子石大橋、湘江一橋、月亮島和丁字鎮(zhèn)的沉積物和土壤樣品，對(duì)其進(jìn)行主量元素地球化學(xué)特征和重金屬As、Hg、Cr、Ni污染情況分析，掌握湘江流域長(zhǎng)沙段土壤和沉積物的風(fēng)化特征，并探討重金屬As、Hg、Cr、Ni元素的賦存特征、重金屬與理化性質(zhì)的關(guān)系，分析各區(qū)

3、域土壤和沉積物重金屬對(duì)生態(tài)危害貢獻(xiàn)的大小，從而了解湘江長(zhǎng)沙段各區(qū)域的污染程度，比較湘江流域土壤與沉積物中重金屬積累過(guò)程和污染特征方面的差異，為該流域重金屬污染防治提供科學(xué)參考。
　　 研究結(jié)果表明:湘江長(zhǎng)沙段土壤和沉積物的風(fēng)化程度都較高，樣品風(fēng)化指數(shù)(CIA)均在75以上，且多數(shù)表現(xiàn)為亞表層樣品風(fēng)化程度稍高于表層樣品，但兩層樣品差異不顯著。土壤樣品的風(fēng)化程度略高于相應(yīng)的沉積物樣品的風(fēng)化程度。土壤和沉積物中表現(xiàn)出明顯的貧CaO、N

4、a2O，富Al2O3、 Fe2O3等粘土礦物的地球化學(xué)特征。沉積物中As、Hg、Cr、Ni主要賦存于粘土礦物相、鐵錳氧化礦物和難溶性副礦物，土壤中僅Ni元素賦存于粘土礦物、Cr元素賦存于難溶性礦物的賦存特征較顯著，As、 Hg元素?zé)o明顯賦存特征。
　　 研究區(qū)域土壤和沉積物中重金屬含量與相應(yīng)pH值無(wú)顯著相關(guān)性。土壤亞表層重金屬含量與有機(jī)質(zhì)的關(guān)系較表層明顯，表層和深層沉積物中Hg、Cr、Ni的含量與相應(yīng)有機(jī)質(zhì)的含量呈極顯著正相關(guān)關(guān)

5、系。
　　 湘江長(zhǎng)沙段全段沉積物表層中As、Hg、Cr、Ni的平均含量(分別為167.58、0.38、110.48、52.04mg/kg)高于土壤表層的平均含量(分別為34.39、0.35、116.17、37.59mg/kg);沉積物亞表層各重金屬元素平均含量(分別為171.16、0.43、114.82、54.59 mg/kg)亦高于土壤亞表層的平均含量(分別為32.92、0.30、106.26、36.93mg/kg)。所有土壤

6、和沉積物樣品中As、Hg、Cr、Ni的含量均超過(guò)了當(dāng)?shù)氐沫h(huán)境背景值。部分土壤樣品As、Hg含量超過(guò)了國(guó)家土壤二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)值，所有樣品Cr、Ni含量均在國(guó)家二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)值范圍內(nèi);沉積物中所有樣品的As含量、部分樣品的Ni含量超過(guò)國(guó)家二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，Hg、Cr含量均低于二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)限值。
　　 比較土壤和沉積物中重金屬地積累指數(shù)評(píng)價(jià)結(jié)果發(fā)現(xiàn)，沉積物中重金屬污染程度大大超過(guò)了土壤中重金屬的污染程度，且兩者中都以As、Hg污染較為嚴(yán)重，土壤和沉積物污染最