碳酸盐岩风化和成土过程的重金属迁移富集机理初探及环境风险评价

为了探究碳酸盐岩在风化和成土过程中重金属元素迁移规律及重金属的富集机理,本次研究以贵州省都匀市及其周边地区寒武纪地层出露的碳酸盐岩风化剖面为研究对象,采用碳酸盐岩酸不溶物的提取试验研究重金属在基岩中的赋存特征,并结合质量平衡法探索重金属的迁移特征,初步讨论了土壤中重金属的富集机制及其环境影响。研究结果表明:碳酸盐岩风化过程中Ca、Mg元素大量淋失所导致的体积和质量的巨大损失,是造成风化土壤重金属相对富集的主要原因;而部分碳酸盐岩风化过程中释放的重金属以多种形式滞留于残积土中,导致土壤中重金属富集程度增加。研究区部分碳酸盐岩风化剖面重金属含量严重超标,其中以Cd和As超标程度最为严重。重金属元素在碳酸盐岩风化剖面中的迁移规律受气候、剖面发育程度、元素地球化学性质和重金属在碳酸盐岩不同矿物相中的分配特征等多重因素控制。综合分析认为碳酸盐岩风化和成土过程中重金属显著富集的特征很可能是喀斯特地区土壤重金属超标的重要驱动机制,建议地方政府及相关部门在规划和发展农业产业时,要高度重视Cd和As超标的风险,加大对喀斯特地区地表径流和地下水重金属污染的监控力度。

腾冲火成岩分布地区流域重金属元素迁移富集规律

环境中的重金属污染一般与人类活动有关,但流域内自然来源的重金属影响也不容忽视。火成岩分布地区的地质高背景往往含有较高的过渡金属元素,其中以Cr、Ni、Cu含量较高,主要赋存在流域内的土壤和沉积物中,其对流域生态环境会造成持续性危害。为了解火成岩地区土壤和沉积物的重金属元素的迁移富集规律,为治理环境污染,保护人类生活环境提供一定意义的科学认识和参考依据。本研究以云南腾冲火成岩分布地区的龙川江和沙河两个流域为研究对象,系统采集基岩、土壤和沉积物样品进行研究。结果表明:两个流域内沉积物和土壤的矿物组成主要有石英、长石、黏土矿物及少量碳酸盐,风化过程中随长石的减少,黏土类矿物显著增加,重金属元素也随黏土矿物的增加而富集,Cr、Ni在土壤中富集,与总黏土矿物含量呈线性关系(Cr:R^(2)=0.3817;Ni:R^(2)=0.5797),沉积物中Cr、Ni、Zn、Pb含量与高岭石、云母和伊利石混层的含量呈线性关系(R^(2)=0.43~0.72)。重金属Cu、Zn、Pb在沉积物中富集,其传质系数在龙川江沉积物中与高岭石、云母和伊利石混层的含量呈线性关系(R^(2)=0.58~0.79)。黏土类矿物对重金属元素的富集和迁移具有重要作用。