基于形态提取与同位素指纹技术研究铅在土壤剖面中的迁移转化——以某铅锌矿周边森林土壤为例

为阐明Pb在土壤中的迁移转化规律以及人类活动对地表Pb的影响,以宁镇地区某铅锌矿周边森林土壤为对象,在山坡与山麓分别采集土壤剖面样品,利用形态提取和Pb同位素指纹技术研究铅锌矿开采等人为活动影响下Pb在土壤中的迁移转化,并量化人类活动对土壤Pb含量的影响。结果表明:受铅锌矿开采等人为活动的影响,森林表层土壤中Pb存在明显富集,Pb含量高出当地背景值约2.9~7.7μg/g。土壤中Pb主要以颗粒态和淋溶方式迁移,迁移主要发生在10~25 cm;相对于山坡,山麓土壤中Pb的最大垂向迁移距离增加了约5 cm。土壤Pb主要以残渣态和铁锰氧化物结合态存在,其次为碳酸盐和腐殖酸结合态;与山坡相比,山麓土壤中碳酸盐结合态、腐殖酸结合态和可交换态Pb含量较低,铁锰氧化态Pb含量较高。Pb主要以碳酸盐和腐殖酸结合态淋溶到深层,进而被铁锰氧化物和其它土壤矿物固定。Pb同位素示踪结果显示,山坡土壤0~5 cm来自附近铅锌矿开采等人为活动的Pb占比约17.1%,人为源的贡献程度随土壤深度增加而减小,15~20 cm其贡献小于3%。受淋溶作用影响,山麓土壤0~5 cm中人为源Pb的占比明显低于山坡同深度土壤,而在其它土层中的占比相近。基于土壤剖面采样和Pb同位素示踪技术,可有效识别铅矿开采对周边土壤中Pb的影响,研究结果可为矿区周边的污染管控提供科学依据。