陕西潼关金矿区土壤重金属环境地球化学特征及污染评价

摘要

土壤是环境要素的重要组成部分，处于自然环境的中心位置，承担着环境中大约90％的来自各方面的污染物，矿区土壤污染多以重金属污染为主，因其具有多源性、隐蔽性、持续性和污染后果的严重性而备受研究者的重视。 文章主要对陕西潼关金矿区矿山环境地球化学景观类型做以划分，研究潼关县矿业开采及其影响区(潼关县及与其接壤的河南省灵宝市豫灵镇西部边缘)农田土壤由于矿业开发导致的汞、铅、镉、砷、铬等五种重金属的环境地球化学特征及分布分配规律，分析其污染现状和趋势，并对该区土壤环境污染做以基础性评价。 本文选择金矿采选及其影响区，尤其是人居生态环境影响严重的北部塬区，进行野外实地调查和土壤样品采集，依据氰化物原子荧光法(Hg、As)和原子吸收法(Pb、Cd、Cr)等分析方法的测试结果，利用Grapher、MapGis、Coreldraw、SPSS等绘图软件分析圈绘土壤重金属环境地球化学特征及土壤点、线、面环境污染现状图件；利用指数法对该区土壤环境污染做以基础性评价。 取得的成果主要有：一.依据矿山开采的规模、位置、类型，矿区环境表面伤害，距采矿区远近，以及气候条件、岩石类型、地势地貌、地表径流、植被覆盖、土壤特征以及表生地球化学条件的区别，将研究区划分为基岩山地区、山前冲洪积斜塬、黄土沟壑残塬、黄渭河冲积平原和双桥河冲洪积阶地五个地球化学景观区。 南部基岩山地区地域较广，但农田覆盖率极低，不纳入本文研究区范围。二.研究区土壤中Pb、Cr、Cd、As、Hg等五种重金属的极大值分别为6310μg/g、69.8μg/g、4.8μg/d、35.7μg/g、111μg/g；标准离差分别为131.34、6.38、0.446、3.8、10.79；平均值分别为119.7μg/g、44.076μg/g、0.20μg/g、13.97μg/g、1.47μg/g。 三.研究区五种重金属除Cr外，Pb、Cd和Hg、As等均高于中国土壤背景值、水系沉积物背景值和陆壳丰度，也高于背景平均值(未污染区)；Cr元素含量均低于中国土壤背景值、水系沉积物背景值和陆壳丰度，仅略高于背景平均值(未污染区)，从而得出结论，该区土壤重金属平均值总体含量较高(Cr除外)。 四.研究区及各地球化学景观区Pb、Hg和Cd的频率分布模式类似，服从非正态分布，峰值偏左，且在峰值右侧有间断，数据波动非常明显，数据离散程度高；Cr、As的频率分布模式类似，基本服从正态分布，但在峰值右侧数据也有间断，反映个别数据离散度大。 五.若以富集值F＜0.5为分散；0.5＜F＜1.0为轻度分散；1.0＜F＜2.0为较富集；2.0＜F＜5.0为极富集；F＞5.0为高度富集来判别研究区各元素的富集程度，可知：①与中国土壤背景值相比：研究区Hg元素高度富集；Pb、Cd和As元素极富集；Cr元素为轻度分散。与中国陆壳丰度值相比：研究区Hg、Pb、As三元素高度富集；Cd元素极富集；Cr元素为轻度富集。 ②与背景平均值相比：山前冲洪积斜塬区、黄土沟壑残塬区、双桥河冲积阶地区、黄渭冲积平原区五种元素富集程度排序大体一致，为：Cr＜As＜Cd＜Pb＜Hg。 ③与研究区平均值相比：(1).山前冲洪积斜塬区各元素平均含量均高于研究区平均值，富集系数1.0＜F＜2.0，属较富集。(2).黄土沟壑残塬区Pb、Cr、Cd元素富集系数0.5＜F＜1.0，属轻度分散；Hg和As富集系数1.0＜F＜2.0，属较富集。(3).双桥河冲积阶地区情况稍复杂，Cr和As富集系数0.5＜F＜1.0，为轻度分散；Pb元素F=1.91，较富集；Cd、Hg元素富集系数非别为3.68和2.92，为极富集。(4).黄渭河冲积平原区Pb、Cr、Cd、As等元素富集系数0.5＜F＜1.0，为轻度分散；Hg元素F＜0.5，分散。 六.研究区Pb、Hg、As、Cd、Cr等五种元素异常分布不同程度的受到矿山开采、选冶活动和受污染地表径流的影响，异常分布位置趋于相同。As、Cd、Cr元素异常分布由点状向线状过渡趋势；Pb、Hg元素异常分布已呈现面状。 七.研究区42.3％的样点已不同程度的受到重金属污染。14、30、111号样品受到Pb、Hg、Cd综合污染；27号样品受到Pb、Cd综合污染；2、21、22、43、68、79、89、114、118、119、120、130等号样品受到Pb、Hg综合污染；35号样品受到As污染；Hg元素污染的样品数目最多，占受污染样品总数的94.5％。 八.各景观区样品综合污染状况排序为：双桥河冲积阶地区＞山前冲洪积斜塬区＞黄土沟壑残塬区＞黄渭冲积平原区，污染等级依次为：重度、中度、轻度污染和安全级别。 九.研究区各景观区土壤均已受到不同程度的污染，且双桥河冲积阶地区污染程度相当高。

目录

文摘

英文文摘

绪论

第一章概述

1.1潼关县概况

1.2研究内容、方法及科学意义

1.3国内外研究现状

1.4研究区以往工作程度

第二章潼关县区域地质、土壤、地理背景

2.1地质背景

2.2地形地貌

2.3水文气象条件

2.4土壤

第三章潼关矿山环境地球化学景观类型及研究方法

3.1地球化学景观

3.2矿山环境地球化学景观

3.3潼关矿山环境地球化学景观类型

3.4潼关矿区土壤环境地球化学勘查

第四章潼关矿山环境土壤重金属地球化学特征

4.1潼关矿山环境土壤重金属的浓度

4.2研究区土壤重金属的富集

4.3研究区土壤重金属环境异常

小结

第五章潼关矿山环境土壤污染评价

5.1评价标准及方法

5.2潼关矿山环境土壤重金属污染评价

小结

结束语

参考文献