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鋅冶煉廠周邊農(nóng)田土壤團(tuán)聚體Cd、Pb分布特征及污染評(píng)價(jià)

發(fā)布日期:2023-06-25 作者: 點(diǎn)擊:

為了解重金屬Cd、Pb 在土壤團(tuán)聚體中的分布、賦存形態(tài)及其影響因素,以遼寧省葫蘆島市鋅冶煉廠周邊農(nóng)田土壤為研究對(duì)象,采用Tessier 五步提取法測(cè)定土壤各級(jí)團(tuán)聚體中Cd、Pb 形態(tài),利用地累積指數(shù)法(Igeo)、原生相與次生相比值法(RSP)和風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估編碼法(RAC)評(píng)價(jià)其環(huán)境風(fēng)險(xiǎn),并利用相關(guān)性與冗余分析明確影響Cd、Pb 分布與形態(tài)的關(guān)鍵因素。


結(jié)果表明:土壤Cd、Pb 含量在水平方向上呈現(xiàn)以鋅冶煉廠為中心,隨中心距離的增加呈現(xiàn)先增加后降低的變化趨勢(shì);垂直方向上,表層土Cd、Pb 含量分別為57.40、219.56 mg·kg-1,顯著高于亞表層(55.06、135.99 mg·kg-1)。隨著團(tuán)聚體粒徑的減小,Cd、Pb 更趨向于在小粒徑團(tuán)聚體中富集,Cd 富集能力強(qiáng)于Pb。重金屬形態(tài)分布特征表明,Cd 主要以可交換態(tài)和碳酸鹽結(jié)合態(tài)賦存,占總Cd 量的60%~94%,Pb 主要以鐵錳氧化物結(jié)合態(tài)和碳酸鹽結(jié)合態(tài)賦存,占總Pb 量的45%~93%。粒徑為<0.002 mm 的團(tuán)聚體組分中可交換態(tài)和碳酸鹽結(jié)合態(tài)Cd 及鐵錳氧化物結(jié)合態(tài)和碳酸鹽結(jié)合態(tài)Pb 含量占比顯著高于其他三個(gè)粒徑團(tuán)聚體組分。三種評(píng)價(jià)方法均顯示小粒徑團(tuán)聚體中重金屬污染風(fēng)險(xiǎn)較高。RAC 風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法既考慮了重金屬形態(tài)又考慮了重金屬總量,評(píng)價(jià)結(jié)果更為準(zhǔn)確。


RAC 結(jié)果表明研究區(qū)Cd 污染為極高風(fēng)險(xiǎn),Pb 污染為中等風(fēng)險(xiǎn)。有機(jī)質(zhì)(SOM)、表面積(SA)、陽(yáng)離子交換量(CEC)和鐵錳氧化物是粒徑<0.002 mm 團(tuán)聚體組分產(chǎn)生特性差異的主要因素。SOM 對(duì)粒徑為0.25~2.00、0.053~<0.25 mm 和0.002~<0.053 mm 團(tuán)聚體中殘?jiān)鼞B(tài)和有機(jī)結(jié)合態(tài)Cd、Pb 均有極顯著影響。CEC 對(duì)粒徑為<0.002 mm 團(tuán)聚體組分中可交換態(tài)Cd 分布具有顯著的影響。鐵錳氧化物對(duì)粒徑為0.053~<0.25 mm 和<0.002 mm 團(tuán)聚體組分中Cd、Pb 形態(tài)具有一定影響,且對(duì)可交換態(tài)、碳酸鹽結(jié)合態(tài)和鐵錳氧化物結(jié)合態(tài)影響較大。Cd、Pb 在污染農(nóng)田中較高活性形態(tài)易在粒徑為<0.002 mm 團(tuán)聚體組分中富集分布,具有較高環(huán)境風(fēng)險(xiǎn),SOM、CEC 和鐵錳氧化物為Cd、Pb 富集過程主要影響因素。




結(jié)  論

(1)土壤重金屬Cd、Pb 含量在水平方向上整體呈現(xiàn)以鋅冶煉廠為中心,隨中心距離的增加呈現(xiàn)先增加后降低的變化趨勢(shì);垂直方向上,表層土Cd、Pb 含量顯著高于亞表層。與Pb 相比,Cd 具有更高擴(kuò)散性和遷移性。


(2)粒徑越小的團(tuán)聚體中重金屬Cd、Pb 含量越高。Cd 主要以有效態(tài)和碳酸鹽結(jié)合態(tài)賦存,Pb 主要以鐵錳氧化物結(jié)合態(tài)和碳酸鹽結(jié)合態(tài)賦存。隨著粒徑的減小,粒徑為<0.002 mm 團(tuán)聚體中有效態(tài)和碳酸鹽結(jié)合態(tài)Cd 及鐵錳氧化物結(jié)合態(tài)和碳酸鹽結(jié)合態(tài)Pb 占比顯著增加。


(3)地累積指數(shù)法(Igeo)、次生相與原生相分布比值法(RSP)、風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估編碼法(RAC)三種評(píng)價(jià)方法均顯示小粒徑團(tuán)聚體中重金屬污染風(fēng)險(xiǎn)較高。RAC 風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法既考慮了重金屬形態(tài)又考慮了重金屬總量,評(píng)價(jià)結(jié)果更為準(zhǔn)確。RAC 結(jié)果表明研究區(qū)Cd 污染為極高風(fēng)險(xiǎn),Pb 污染為中等風(fēng)險(xiǎn)。


(4)SOM、比表面積、CEC 和鐵錳氧化物是粒徑為<0.002 mm 組分產(chǎn)生特性差異主要因素。其中,SOM、CEC 和鐵錳氧化物對(duì)較高活性形態(tài)重金屬在粒徑為<0.002 mm 組分中富集分布起主導(dǎo)作用。


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