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。