新疆喀纳斯景区道路沿线表土环境磁学特征

摘要

为验证环境磁学方法监测旅游景区道路沿线土壤污染的可行性,分别采集新疆喀纳斯旅游景区道路沿线区(距离道路＜0. 5 m)、远离道路区(距离道路＞30 m)以及远离旅游活动区(作为对照区)的表土样品,利用磁测、扫描电子显微镜和能谱仪方法对其磁学性质、空间分布及其成因进行研究. 结果表明:①道路沿线区表土样品χLF(低频磁化率)、SIRM(饱和等温剩磁)平均值分别为194. 24×10-8 m3∕kg和2 288. 62×10-5 Am2∕kg,显著高于远离道路区和对照区. ②道路沿线表土样品SOFT(软剩磁)、HIRM (硬剩磁)及S-ratio(300 mT反向磁场测试的等温剩磁与SIRM比值的相反数)平均值分别是对照区的4. 35、3. 66、0. 99倍,S-ratio平均值接近于1,SIRM∕χLF平均值小于20 kA∕m, χFD(百分频率磁化率)平均值为2. 04%,IRM(等温剩磁)获得曲线呈先快后慢的上升趋势. ③道路沿线区表土样品的χLF、IRM20 mT(20 mT正向磁场测试的等温剩磁)、SIRM相互之间以及三者与SOFT之间均呈显著正相关. χLF与χFD、SIRM∕χLF均呈显著负相关, χFD与SIRM∕χLF呈显著正相关,S-ratio与SOFT呈显著正相关、与HIRM呈显著负相关. ④道路沿线区和远离道路区表土样品的磁性矿物均存在光滑完整的球粒状、不规则或片状颗粒,其元素组成主要是C、O、Si、Al、Fe等,并含有微量的Ni、Cr、Mn等重金属元素. 研究显示,新疆喀纳斯旅游景区道路沿线表土样品磁性矿物含量较高,载磁矿物以多畴、假单畴粗颗粒的亚铁磁性矿物为主导, χLF、SIRM、SOFT的空间变化趋势类似,均在通往湖口的道路处出现高值区,并且磁性颗粒较粗,形成潜在土壤污染区. 道路沿线区表土样品磁性增强可能与旅游交通活动产生的磁性颗粒外源输入有关. 因此,环境磁学方法具有大范围监测景区土壤环境、判别污染物来源和圈定旅游交通土壤污染范围的能力.