湘江長沙段土壤和沉積物地球化學特征及重金屬污染分析.pdf

1、重金屬污染物因其具有毒性強、遷移轉化能力強、不易被微生物分解、易累積等特性，使其成為生態(tài)環(huán)境和農產品安全的嚴重威脅，因此重金屬污染問題一直是各國政府和研究人員的廣泛關注。湘江流域是我國重金屬污染最嚴重的區(qū)域之一，其污染來源多樣，既有成土母質等地質體通過風化作用產生，又有湘江流域上游地區(qū)礦產的開采和冶煉、工業(yè)“三廢”排放等人為活動產生。隨著工業(yè)發(fā)展湘江流域土壤和沉積物接納各類重金屬污染物總量逐漸增多，而長沙作為湖南的政治、經濟和文化中心，

2、在生態(tài)位上非常敏感，因此對湘江流域長沙段的土壤和沉積物重金屬污染狀況及其地球化學過程進行研究可以為湘江流域重金屬污染的綜合治理提供依據。
　　 本研究通過采集湘江長沙段昭山、坪塘、猴子石大橋、湘江一橋、月亮島和丁字鎮(zhèn)的沉積物和土壤樣品，對其進行主量元素地球化學特征和重金屬As、Hg、Cr、Ni污染情況分析，掌握湘江流域長沙段土壤和沉積物的風化特征，并探討重金屬As、Hg、Cr、Ni元素的賦存特征、重金屬與理化性質的關系，分析各區(qū)

3、域土壤和沉積物重金屬對生態(tài)危害貢獻的大小，從而了解湘江長沙段各區(qū)域的污染程度，比較湘江流域土壤與沉積物中重金屬積累過程和污染特征方面的差異，為該流域重金屬污染防治提供科學參考。
　　 研究結果表明:湘江長沙段土壤和沉積物的風化程度都較高，樣品風化指數(CIA)均在75以上，且多數表現為亞表層樣品風化程度稍高于表層樣品，但兩層樣品差異不顯著。土壤樣品的風化程度略高于相應的沉積物樣品的風化程度。土壤和沉積物中表現出明顯的貧CaO、N

4、a2O，富Al2O3、 Fe2O3等粘土礦物的地球化學特征。沉積物中As、Hg、Cr、Ni主要賦存于粘土礦物相、鐵錳氧化礦物和難溶性副礦物，土壤中僅Ni元素賦存于粘土礦物、Cr元素賦存于難溶性礦物的賦存特征較顯著，As、 Hg元素無明顯賦存特征。
　　 研究區(qū)域土壤和沉積物中重金屬含量與相應pH值無顯著相關性。土壤亞表層重金屬含量與有機質的關系較表層明顯，表層和深層沉積物中Hg、Cr、Ni的含量與相應有機質的含量呈極顯著正相關關

5、系。
　　 湘江長沙段全段沉積物表層中As、Hg、Cr、Ni的平均含量(分別為167.58、0.38、110.48、52.04mg/kg)高于土壤表層的平均含量(分別為34.39、0.35、116.17、37.59mg/kg);沉積物亞表層各重金屬元素平均含量(分別為171.16、0.43、114.82、54.59 mg/kg)亦高于土壤亞表層的平均含量(分別為32.92、0.30、106.26、36.93mg/kg)。所有土壤

6、和沉積物樣品中As、Hg、Cr、Ni的含量均超過了當地的環(huán)境背景值。部分土壤樣品As、Hg含量超過了國家土壤二級標準值，所有樣品Cr、Ni含量均在國家二級標準值范圍內;沉積物中所有樣品的As含量、部分樣品的Ni含量超過國家二級標準，Hg、Cr含量均低于二級標準限值。
　　 比較土壤和沉積物中重金屬地積累指數評價結果發(fā)現，沉積物中重金屬污染程度大大超過了土壤中重金屬的污染程度，且兩者中都以As、Hg污染較為嚴重，土壤和沉積物污染最