湘江長沙段沉積物重金屬污染地球化學(xué)分析.pdf

1、湘江流域是我國重金屬污染最為嚴重的河流之一，流域內(nèi)存在多種重金屬污染來源：一方面一些地質(zhì)體通過風(fēng)化作用等表生過程可能成為沉積物重金屬的貢獻者；另一方面流域上游的礦床開采和礦石冶煉加工等人為作用強烈并有久遠的歷史，也是沉積物重金屬污染的重要來源。不同來源的重金屬通過各種途徑(如水溶搬運、大氣沉降等)匯入湘江并可在沉積物中積聚富集，形成潛在的重金屬污染。理論上來自不同污染源的重金屬和稀土元素在沉積物中有不同的賦存特征，及地球化學(xué)組成特征。因

2、此，研究沉積物中不同元素的賦存及地球化學(xué)組成特征是判斷污染物來源的重要指標。
　　 本研究以湘江下游長沙河段及入湖三角洲沉積物為主要研究對象，野外分兩批次對研究區(qū)流域進行了系統(tǒng)的地質(zhì)地球化學(xué)調(diào)查、測量、采樣，分別在湘江入湖三角洲的湘江河道采集兩個沉積柱芯XY、W，在河流與湖泊相接地帶采集沉積柱芯Q，湖區(qū)自然保護區(qū)內(nèi)采集沉積柱芯QS，共計125件沉積物樣品；湘江下游長沙段湘江河道采集四個沉積柱芯，HZ、JZ、SG、XW，共計186

3、件沉積物樣品。利用等離子質(zhì)譜(ICP-MS)、X射線衍射技術(shù)(XRD)等分析技術(shù)，針對性的對所采得沉積物中的129(66+63)個樣品進行系統(tǒng)的主量元素、微量元素(其中包括重金屬元素、稀土元素等)分析研究結(jié)果表明：
　　 湘江研究區(qū)流域沉積物風(fēng)化較為徹底，樣品風(fēng)化指數(shù)(CIA)均值達到76以上。較強的風(fēng)化沉積物中顯現(xiàn)明顯的貧CaO、Na2O，而富Al2O3、Fe2O3等粘土礦物地球化學(xué)特征。
　　 沉積物因受流域上游地質(zhì)

4、體風(fēng)化及礦床開采等的影響而存在Sc、V、Cr、Mn、Co、Ni、Cu、Zn、Pb、Th、U等十?dāng)?shù)種重金屬元素的復(fù)合污染，且有在三汊磯工業(yè)區(qū)及入湖三角區(qū)域加劇的趨勢。土壤綜合富集指數(shù)(EI)均值均達到2以上，小粒徑樣品的富集特征顯示其受人為及水流環(huán)境因素的擾動較為明顯。重金屬潛在污染評價(富集因子法)結(jié)果表明，Sc、Mn、Cu、Zn、Pb，等重金屬元素的潛在污染，其中以Sc的富集最強。
　　 研究區(qū)沉積物微量元素地球化學(xué)分析顯示，

5、沉積柱芯中的高場強等元素比值比較穩(wěn)定，稀土配分型式與準揚子地臺花崗巖較為相近，表明其在風(fēng)化遷移搬運過程中并沒有發(fā)生明顯的分異。且有在三汊磯工業(yè)區(qū)及入湖三角區(qū)域相對富集的現(xiàn)象。
　　 通過La-Th-Sc判斷JZ、SG、XW、Q、QS的沉積物可能受自然作用和人為作用的共同影響。進行主成分分析結(jié)果顯示，Eu與Ba、Sc、V、Cr、Mn、Co、Cu、Zn、Pb的化學(xué)行為相近，故認為Eu可以作為湘江沉積物重金屬富集受人為活動參與的指示因