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鋅冶煉廠周邊農田土壤團聚體Cd、Pb分布特征及汙染評價

發布日期:2023-06-25 作者: 點擊:

為(wei)了解(jie)重金(jin)屬Cd、Pb 在(zai)土壤(rang)團聚(ju)體中的(de)分布、賦存(cun)形態及(ji)其(qi)影響因(yin)素(su),以遼(liao)寧(ning)省(sheng)葫(hu)蘆(lu)島(dao)市鋅(xin)冶煉廠周(zhou)邊(bian)農田(tian)土(tu)壤為研(yan)究對(dui)象(xiang),采(cai)用Tessier 五步(bu)提(ti)取(qu)法(fa)測定土壤各級(ji)團(tuan)聚體(ti)中Cd、Pb 形態,利(li)用(yong)地(di)累(lei)積(ji)指數(shu)法(geo)、原生相與(yu)次(ci)生(sheng)相比值法(RSP)和風(feng)險評(ping)估(gu)編(bian)碼(ma)法(RAC)評價(jia)其環(huan)境(jing)風險,並(bing)利用相(xiang)關(guan)性與冗(rong)餘(yu)分(fen)析(xi)明確影響Cd、Pb 分布與形態的關鍵(jian)因素。


結(jie)果(guo)表(biao)明(ming):土壤Cd、Pb 含量(liang)在水(shui)平方(fang)向上呈(cheng)現(xian)以(yi)鋅冶煉(lian)廠為中心,隨(sui)中心(xin)距離(li)的增(zeng)加呈現先增加(jia)後(hou)降(jiang)低的變化(hua)趨勢;垂(chui)直(zhi)方向上,表層土Cd、Pb 含(han)量分別(bie)為57.40、219.56 mg·kg-1,顯著高於(yu)亞表層(ceng)(55.06、135.99 mg·kg-1)。隨著團聚體粒(li)徑(jing)的減小,Cd、Pb 更趨(qu)向於在小(xiao)粒徑團聚體中(zhong)富集(ji),Cd 富(fu)集能(neng)力(li)強於Pb。重(zhong)金屬(shu)形態分布特(te)征(zheng)表明,Cd 主(zhu)要以可(ke)交換態和(he)碳酸鹽結合(he)態(tai)賦(fu)存,占(zhan)總(zong)Cd 量的60%~94%,Pb 主要以鐵錳(meng)氧(yang)化物結合態和碳(tan)酸鹽結合態賦存,占(zhan)總(zong)Pb 量的45%~93%。粒徑為<0.002 mm 的團聚體組分中可交換(huan)態和碳酸(suan)鹽(yan)結合態Cd 及鐵錳氧化物結合態和碳酸鹽結合態Pb 含量占比(bi)顯著高於其他三(san)個(ge)粒徑團聚體組(zu)分。三種評價方法均(jun)顯(xian)示小粒徑團聚體中重金屬汙染(ran)風險(xian)較(jiao)高。RAC 風險評估方法既(ji)考慮(lv)了(le)重金屬形(xing)態又(you)考慮了重金屬總量,評價結果更(geng)為準確。


RAC 結果表明研究區Cd 汙染為極高(gao)風險,Pb 汙染為中等(deng)風險。有機質(zhi)(SOM)、表麵積(SA)、陽(yang)離子交(jiao)換量(CEC)和鐵(tie)錳氧化物(wu)是粒徑<0.002 mm 團聚體組分產生特性(xing)差異的主要(yao)因素。SOM 對粒徑為0.25~2.00、0.053~<0.25 mm 和0.002~<0.053 mm 團聚體中殘(can)渣態和有機(ji)結合態Cd、Pb 均有極(ji)顯著影響(xiang)。CEC 對粒徑為<0.002 mm 團聚體組分中可交換態Cd 分布(bu)具(ju)有顯著(zhu)的影響。鐵錳氧化物對粒徑為0.053~<0.25 mm 和<0.002 mm 團聚體組分中Cd、Pb 形態具有一(yi)定(ding)影(ying)響,且(qie)對可交換態、碳酸鹽結合態和鐵錳氧化物結合態影響較大(da)。Cd、Pb 在汙染農(nong)田中較高活(huo)性形態易(yi)在粒徑為<0.002 mm 團聚體組分中富集分布,具有較高環境風險,SOM、CEC 和鐵錳氧化物為Cd、Pb 富集過程主要影響因素。




結  論(lun)

(1)土壤重金屬Cd、Pb 含量在水平方向上整體呈現以鋅冶煉廠(chang)為中心,隨中心距離的增加呈現先(xian)增加後降低(di)的變(bian)化趨勢(shi);垂直方向上(shang),表層土Cd、Pb 含量顯著高於亞(ya)表層。與Pb 相比,Cd 具有更高擴(kuo)散(san)性和遷(qian)移(yi)性。


(2)粒徑越小的團聚體中重金屬Cd、Pb 含量越(yue)高。Cd 主要以有效(xiao)態和碳酸鹽結合態賦存,Pb 主要以鐵錳氧化物結合態和碳酸鹽結合態賦存。隨著粒徑的減(jian)小,粒徑為<0.002 mm 團聚體中有效態和碳酸鹽結合態Cd 及鐵錳氧化物結合態和碳酸鹽結合態Pb 占比顯著增加。


(3)地累積指數法(geo)、次生相與原(yuan)生相分布比值(zhi)法(RSP)、風險評估編碼法(RAC)三種(zhong)評價方法均顯示(shi)小粒徑團聚體中重金屬汙染風險較高。RAC 風險評估方法既考(kao)慮了重金屬形態又考慮了重金屬總量,評價結果更為準(zhun)確(que)。RAC 結果表明研究(jiu)區(qu)Cd 汙(wu)染為極高風險,Pb 汙染為中等風險。


(4)SOM、比表麵(mian)積、CEC 和鐵錳氧化物是(shi)粒徑為<0.002 mm 組分產(chan)生特性差異(yi)主要因素。其中,SOM、CEC 和鐵錳氧化物對較高活性形態重金屬在粒徑為<0.002 mm 組分中富集分布起(qi)主導(dao)作(zuo)用。


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