赣南钨矿区土壤重金属空间分布及其形态研究

摘要

矿产资源的开采、加工使得各种伴生重金属元素释放于地表环境，已经成为土壤重金属污染的重要来源，严重影响矿区土壤生态系统。为了研究钨矿区土壤重金属的污染现状，采集矿区土壤样品。用ICP-AES测定土壤重金属（Pb、Cr、Mn、Zn、Cu、Cd）总量，以国家土壤二级标准评价其污染程度，运用BCR三步连续提取法分析重金属的形态分布特征及影响因素，采用Kriging插值法分析表层土壤重金属的空间分布特征和重金属的来源，并测定表层土壤脲酶、过氧化氢酶、蔗糖酶的活性，进一步验证土壤重金属的污染状况。
　　研究结果表明重金属在土壤中存在累积现象，其中上层最严重，其次是中层。上层土壤Pb、Cr、Cu、Zn、Cd平均含量分别是国家土壤二级标准的2.264、1.06、1.326、0.647、17.7倍，中层土壤Pb、Cr、Cu、Zn、Cd平均含量分别是国家土壤二级标准的1.228、0.923、0.942、0.416、14.33倍。下层土壤虽然还是存在重金属污染，但程度较轻。
　　六种重金属的空间相关性很强，最优拟合模型都是高斯模型，Cd的拟合模型精确度最高。土壤重金属的空间分布表明，土壤重金属来源于尾矿库堆积的尾矿砂中重金属的迁移。土壤中的元素Pb、Mn是以可还原态、残渣态为主，元素Cr是以可氧化态、残渣态为主，元素Cu、Zn、Cd以残渣态为主。除Cr外，Pb、Mn、Cu、Zn、Cd酸溶态含量在表层土壤最高，最活泼，生物有效性最大。土壤重金属的形态与阳离子交换量、pH值、重金属总量有一定的关系。
　　土壤酶活性低于对照样，土壤脲酶、过氧化氢酶、蔗糖酶分别是对照的24.27％-93.29%、14.26%-95.63%和10.56%-97.57%。逐步多元回归法分析表明，在Pb、Cr、Mn、Zn、Cu、Cd复合污染条件下，矿区土壤不同酶活性表现出抑制或者激活作用，但各重金属元素对不同的酶活性的影响系数是不一样的，蔗糖酶对复合重金属污染最为敏感。土壤酶活性的指标能较好地反映钨矿矿区土壤重金属复合污染状况。

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第一章 绪论

1.1 矿区土壤重金属的污染现状及特点

1.2 土壤中重金属的空间分布特征

1.3 矿区土壤中重金属的赋存形态

1.4 重金属污染与土壤酶活性的研究

1.5 选题目的和意义

1.6 研究内容及技术路线

第二章 实验材料和研究方法

2.1 实验材料与仪器

2.2 实验方法与步骤

第三章 钨矿区土壤重金属的空间分布

3.1 土壤的理化性质

3.2 土壤的重金属总量

3.3 小结

第四章 重金属的赋存形态

4.1 重金属的形态分布规律

4.2 土壤重金属形态与土壤理化性质之间的关系

4.3 土壤重金属的有效态含量

4.4 小结

第五章 重金属污染与土壤酶活性的关系

5.1 土壤的酶活性

5.2 土壤重金属污染与土壤酶活性的关系

5.3 小结

第六章 结论

参考文献

致谢

攻读学位期间的研究成果