煤鐵殘渣對表層巖溶泉水化學(xué)特征及其溶解無機碳的影響研究——以重慶市南川區(qū)柏樹灣泉和后溝泉為例.pdf

1、工業(yè)固體廢棄物是全球十大環(huán)境問題之一，它不僅侵占土地，而且污染土壤、地下水，其中的有害物質(zhì)最終通過食物鏈影響著人類身體健康。在巖溶區(qū)，由于其特殊的水文地質(zhì)結(jié)構(gòu)造就了脆弱的自然環(huán)境，工業(yè)固體廢棄物帶來的影響更為嚴重和突出，一方面固體廢棄物中有毒有害物質(zhì)可能隨降雨下滲至土壤層及含水層，造成土壤及地下水污染，另一方面固體廢棄物中酸性物質(zhì)經(jīng)長期氧化后會產(chǎn)生強酸，這部分強酸同碳酸鹽巖發(fā)生化學(xué)反應(yīng)后，干擾巖溶碳匯。
　　本文以此為題，選取重慶

2、南川柏樹灣泉（無殘渣）和后溝泉（有殘渣）為研究對象，通過對比兩地土壤及土壤水理化性質(zhì)、表層巖溶泉水化學(xué)特征，探討工業(yè)固體廢棄物（煤鐵殘渣）對巖溶區(qū)土壤及水文系統(tǒng)的影響;通過分析兩泉點溶解無機碳(DIC)及溶解無機碳損失量(△DIC)變化特征，進一步探討工業(yè)固體廢棄物（煤鐵殘渣）對巖溶碳匯的影響。通過研究得出以下初步結(jié)論:
　　(1)室內(nèi)模擬實驗表明:煤鐵殘渣中含有大量硫化物，隨著殘渣不斷氧化，產(chǎn)生的硫酸不但會造成土壤酸化，還能促使

3、土壤中更多的碳酸鹽巖礦物溶解，使土壤中淋濾出的Ca2+、Mg2+量增加，但是HCO3-量減少;煤鐵殘渣中重金屬種類多且含量較高，但是由于土壤對重金屬的吸附作用，煤鐵殘渣中的重金屬可能會造成土壤污染，但不一定會造成地下水污染。
　　(2)煤鐵殘渣直接作用于土壤，影響著土壤及土壤水理化性質(zhì)特征。無殘渣影響下的柏樹灣土壤為典型石灰土，質(zhì)地粘重，而且土壤剖面上Ca、Mg含量均表現(xiàn)為A層＜AB層＜B層，土壤水為HCO3-Ca型;受煤鐵殘渣影

4、響的后溝，由于土壤中混合了大量殘渣，表層土壤質(zhì)地變得疏松，土壤剖面上Mg含量表現(xiàn)為A層＜AB層＜B層，但是Ca含量卻表現(xiàn)為B層＞A層＞AB層，土壤水為SO4-Ca型。煤鐵殘渣不僅影響著土壤的理化性質(zhì)，其中的重金屬也造成了土壤污染。未收污染的柏樹灣土壤中雖含有重金屬，但是其含量均在自然背景值范圍內(nèi)，并未造成污染，而受殘渣污染的后溝土壤中重金屬含量較高，其中Zn、Cu含量均高于國家二級標準，由此表明煤鐵殘渣中的Zn、Cu已經(jīng)對后溝土壤造成了

5、污染;Cr、Pb含量雖低于國家二級標準，但均高于國家一級標準，表明煤鐵殘渣中的Cr和Pb對后溝土壤有潛在威脅，隨風(fēng)化程度加深或外界環(huán)境變化可能對土壤造成污染。
　　(3)煤鐵殘渣氧化產(chǎn)生的硫酸參與到流域碳酸鹽巖溶蝕過程中時，一方面影響著巖溶地下水水化學(xué)特征:無殘渣影響的柏樹灣泉，以Ca2+和HCO3-為主要離子，水化學(xué)類型為HCO3-Ca型;殘渣影響下的后溝泉，以Ca2+、SO42-和HCO3-為主要離子，水化學(xué)類型為HCO3·S