湘江中下游有色礦冶區(qū)農田土壤與河流沉積物重金屬污染特征研究.pdf

1、湖南是有色金屬之鄉(xiāng)，湘江中下游相對密集的礦冶生產活動對周邊農田土壤和農作物（蔬菜和稻米）、湘江河流沉積物和河水影響很大。本研究以湘江中下游有色礦冶區(qū)農田土壤、蔬菜、稻米、河流沉積物和河水為研究對象，探討金屬元素在有色礦冶區(qū)土壤-蔬菜體系和河流沉積物-河水體系中的污染狀況及其環(huán)境活性；研究土壤pH值、有機質、質地、鐵鋁氧化物等基本理化性質、土壤中重金屬活性組分的分布特征，闡明重金屬在土壤中的交互作用行為及其在典型污染土壤剖面中遷移特征；河

2、床和河岸沉積物中重金屬的生物有效性、潛在風險以及河岸沉積物剖面中重金屬的遷移特征。研究結果如下： 湖南有色礦冶區(qū)農田土壤、蔬菜和稻米中主要污染元素為As、Cd、Cu、Pb和Zn，其中礦冶區(qū)農田土壤中As、Cd、Pb和Zn平均含量（幾何均值）遠高于我國土壤環(huán)境質量標準（GB 15618-1995）Ⅱ級標準，尤以Cd （11.13 mg kg-1）、Pb （742.24 mg kg-1）和Zn （966.42 mg kg-1）顯著

3、；蔬菜中Cd、Pb、As平均含量依次為0.37、1.42、0.17 mg kg-1，稻米中Cd、Pb、As平均含量依次為0.46、6.04、0.58 mg kg-1，這些含量均明顯超過我國食品衛(wèi)生標準（GB 2762-2005）。蔬菜土壤中Cd活性組分以酸可提取態(tài)為主，As、Cu和Pb以可還原態(tài)為主，Zn以酸可提取態(tài)和可還原態(tài)為主；Cd、Cu和Pb的可提取態(tài)含量與土壤全量之比依次高達61.71％、43.14％和48.84％； As、Cd

4、、Cu、 Pb、Zn有效性組分之間存在明顯的復合污染效應，土壤中Cd、Cu和Zn可提取態(tài)含量與蔬菜中Cd、Cu、Zn含量之間均存在顯著正相關關系（P<0.05）。蔬菜土壤中酸可提取態(tài)Cd與Ca、Cu、 Fe、Zn之間，Pb與Cu、Zn、Fe之間，可還原態(tài)As與Fe、Mn含量之間，Pb與Fe、Mn含量之間存在顯著的相關性（P<0.05）。土壤中可提取態(tài)Cd的含量明顯受土壤pH影響而Pb活性含量隨土壤中有機質和鐵鋁氧化物含量的減少而升高。典

5、型污染土壤剖面中Cd和Pb可提取態(tài)含量與土壤全量之比遠遠超過As和Zn，表明Cd和Pb的環(huán)境活性明顯高于As和Zn，Cd和Pb對周邊環(huán)境和人體健康具有更大的潛在風險。尤其是株洲和衡陽土壤剖面中As、Cd、Pb和Zn的污染特征明顯與礦冶活動相關，土壤表層中As、Cd、Pb和Zn含量越高，剖面中的下滲越劇烈。 湘江株洲-長沙段河水中As、Cd和Pb平均含量略高于地表水環(huán)境質量標準限量（Ⅲ類）（GB 3838-2002）；河流沉積物

6、中主要污染元素為As、Cd、Pb和Zn，河岸沉積物中Cd、Pb和Zn的平均含量（算術均值）依次為94.08、1520.94和2122.48 mg kg-1，河床沉積物中As、Cd、Pb和Zn的平均含量依次為582.27、64.74、1056.83和2272.77mg kg-1。與《農用污泥中污染物控制標準值》（GB 4284-84）中在酸性土壤（pH<6.5）上的規(guī)定值相比，河岸沉積物中Cd、Pb和Zn與河床沉積物中As、Cd、Pb和Z

7、n完全超標。株洲.長沙段河岸沉積物中As、Cd、Cr、Cu、Fe、Mn和Zn含量順著河道方向呈現顯著增加而河床沉積物中Cd Cu、Cr、Pb和Zn含量沿著河道方向趨勢平穩(wěn)。河流沉積物中Pb和Zn主要以酸可提取態(tài)和可還原態(tài)存在，Cd主要以酸可提取態(tài)存在；酸可提取態(tài)和可還原態(tài)Cd、Pb、Zn含量比例可占其總量的31％-80％。湘江中下游河流沉積物潛在的健康風險主要來源于沉積物中的Cd。株洲-長沙河段上游河岸沉積物剖面各個采樣深度中As、Cr