阜新市表土重金属环境基线的厘定及其生态地球化学应用
发布时间：2022-01-11 22:59
阜新市是典型的煤炭城市,也是全国首个因资源枯竭而进行经济转型的试点城市,其主城区表土作为社会经济活动的重要场所,时刻记录并反映着阜新市转型期的环境动态变化。探究阜新市表土重金属生态地球化学规律,厘定其表土重金属环境基线,对于明确区域表土环境现状、制定区域环境策略以及合理规划城市发展等都具有重要作用。基于此,本研究以阜新市主城区为研究范围,选择道路交通区、工矿区、商业区、居民区和城市绿地5种功能区,采集0～20cm的表土样品共75份,测试分析其粒度组成、pH值、有机质含量及8种重金属元素Cu、Ni、Zn、Pb、Cr、Cd、Hg、As的重金属全量和赋存。然后采用迭代剔除、盒须图、累积频率曲线、参比金属标准化4种方法的平均值,综合厘定主城区表土重金属环境基线,据此再运用基线因子指数、富集因子指数、内梅罗指数、污染负荷指数、潜在Hakanson指数方法,并结合RAC风险编码、暴露剂量模型、风险表征模型,分别对表土重金属的累积污染风险、潜在生态风险、人体健康风险做出评价分析。同时,通过半变异函数模型、克里金空间插值、局部Moran’I空间聚类、元素相关分析、多元对应分析,以及谱系聚类热图分析,就...
【文章来源】：辽宁师范大学辽宁省
【文章页数】：121 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
研究技术路线图
根据《土壤环境监测技术规范》(HJ/T166-2004)的勘察方法,于2018年8月在阜新市主城区采集表层土壤样本,根据不同功能的用地类型(道路交通区、工矿区、商业区、居民区、绿地)、人口密度、社会经济活动强度等因素布设采样点(图2-1)。以经纬度确定采样中心点,采取0~20 cm表层土壤1份,并向四周延伸至15 m处再各采1份,同时剔除砾石及动植物残体,再将5份土样均匀混合后,经四分法后保留1 kg混合样,装入聚乙烯密封袋作为待用样品,共采集土样75份,其中道路交通区、工矿区、商业区、居民区、绿地5种功能区各取15份样品。在实验室条件下,将样品自然风干,再过2 mm样品筛,然后将过筛样分成多份,以备pH值、粒度、有机质含量、重金属元素全量、重金属赋存形态的测试分析。2.2.2 样品理化测试分析
此外,根据平均粒径的空间分布可知(图3-1),较细的粒度组分集中在研究区的中部-西南部一带,主要为太平区海州露天矿西边的煤城路中段及西段、海州区的绝大部分,包括工人村、平安西部、马厂、西荒村、阜新站前,以及细河北的人民广场、解放广场等地。主要的样点区域类型多是道路两旁、工矿区和商业区。较粗的粒度组分主要分布在研究区的东西两端,大致以开发区四合镇、杨家店、沙海等地,高新区东部大梨村、太平区墨水营子等地为主,此外,海州矿南沿煤矸山外的两处矸石地表土粒度也比较粗。阜新市主城区表土粒度的这种空间分布很可能与区域内的社会活动方式有关,市内最大的火力发电厂便坐落于海州露天矿北沿,相关的大量阜矿集团功能单位、沈铁阜新运输车务段、多数中小煤矿、选煤洗煤厂都分布在海州矿西侧,该范围内的扬尘量、大气颗粒物含量很高,势必导致城区地表的土壤粒度以较细颗粒为主;相比之下,研究区东西两端此类大型企业不多,有一定范围的农事活动区,颗粒物排放量较低,所以在粒度组分上也相对较粗。另外,根据已有共识,同质量的土体平均粒径越小,相对表面积就越大,则重金属元素吸附能力越大,且小于100μm的颗粒物质更容易在外动力环境下发生空间上的迁移(与大气降尘混合),而研究区表土的平均粒度相对较细(42.02μm),在很大程度上,意味着本区所面临的重金属污染风险可能更高。
【参考文献】：
期刊论文
[1]新疆某矿冶区周边土壤重金属生物有效性与生态风险评价[J]. 杨伟光,陈卫平,杨阳,刘长峰,马凌超. 环境工程学报. 2019(08)
[2]淮北煤矿周边土壤重金属生物可给性及人体健康风险[J]. 孙立强,孙崇玉,刘飞,包先明. 环境化学. 2019(07)
[3]新疆准噶尔盆地未开垦盐碱地土壤重金属评价及其来源[J]. 米晓军,任雯,雒琼,马健. 干旱区研究. 2019(04)
[4]甘肃嘉峪关市表层土壤重金属空间分布与评价[J]. 杨倩,鲁新川,殷建国,尹常亮,吴靖宇,郭晖,张昱. 沉积学报. 2019(05)
[5]博斯腾湖流域浅层地下水重金属分布特征[J]. 艾提业古丽·热西提,麦麦提吐尔逊·艾则孜,迪力夏提·司马义,王维维,艾尼瓦尔·买买提. 地球与环境. 2019(03)
[6]拉拉铜矿集中开采区土壤地球化学基线值研究[J]. 周建伟,周家云,代力,钟金先,刘兆鑫,朱占雄. 土壤通报. 2019(02)
[7]河北曹妃甸某农场农田土壤重金属空间分布特征及来源分析[J]. 杨硕,阎秀兰,冯依涛. 环境科学学报. 2019(09)
[8]齐齐哈尔市主城区城市绿地土壤重金属来源解析与健康风险评价[J]. 乔雪,邓琳,王今雨,张道明. 土壤通报. 2019(01)
[9]哈尔滨市融雪径流中重金属污染空间分布及源解析[J]. 车丽娜,刘硕,韩金凤,齐少群,于益. 环境科学学报. 2019(05)
[10]西北内陆盐湖盆地土壤重金属Cr、Hg、As空间分布特征及潜在生态风险评价[J]. 高瑞忠,张阿龙,张生,贾德彬,杜丹丹,秦子元,王喜喜. 生态学报. 2019(07)
博士论文
[1]浙江长兴煤山盆地土壤重金属来源解析及结果可靠性分析研究[D]. 支裕优.浙江大学 2017
[2]人类强烈影响地区土壤与灰尘中重金属的污染特征及风险评价[D]. 张慧敏.浙江大学 2017
[3]铅锌矿区土壤重金属污染特征及稳定化研究[D]. 房增强.中国矿业大学(北京) 2016
[4]湖南省矿业城市转型问题研究[D]. 周羽.中国地质大学 2015
[5]矿业城市采矿废弃地和谐生态修复及再利用研究[D]. 高怀军.天津大学 2015
[6]典型矿区周边重金属污染及居民健康风险评价[D]. 宋大平.南京农业大学 2014
[7]我国资源型城市转型政策研究[D]. 曾万平.财政部财政科学研究所 2013
[8]贵阳市表层土壤重金属污染元素环境地球化学基线研究[D]. 王济.中国科学院研究生院（地球化学研究所） 2004
[9]攀枝花地区土壤环境地球化学基线研究[D]. 滕彦国.成都理工学院 2001
硕士论文
[1]基于土壤-作物-人体系统的耕地重金属污染评价和健康风险评估[D]. 李嘉蕊.浙江大学 2019
[2]西安原污灌区土壤重金属生态风险评价及健康风险评估[D]. 和鑫.西北大学 2018
[3]农用地土壤重金属污染防治与管控研究[D]. 张亚男.中国地质大学(北京) 2018
[4]镀锌厂周围农田土壤重金属空间分布研究和生态风险评价[D]. 郭华.浙江农林大学 2018
[5]长江安徽段江心洲土壤地球化学及重金属累积特征[D]. 魏晓.南京大学 2017
[6]海岸带沉积物重金属元素赋存迁移特征研究[D]. 姜海滨.中国地质大学(北京) 2017
[7]重庆紫色母岩及土壤重金属环境地球化学基线研究[D]. 李艳.西南大学 2017
[8]临涣矿采煤沉陷区地下水与地表水水环境特征研究[D]. 孔令健.安徽大学 2017
[9]区域大气环境污染源人体健康风险评价方法研究[D]. 吴焕波.兰州大学 2016
[10]攀枝花市大气降尘源解析及风险评价[D]. 汪凝眉.成都理工大学 2016
本文编号：3583604
【文章来源】：辽宁师范大学辽宁省
【文章页数】：121 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
研究技术路线图
根据《土壤环境监测技术规范》(HJ/T166-2004)的勘察方法,于2018年8月在阜新市主城区采集表层土壤样本,根据不同功能的用地类型(道路交通区、工矿区、商业区、居民区、绿地)、人口密度、社会经济活动强度等因素布设采样点(图2-1)。以经纬度确定采样中心点,采取0~20 cm表层土壤1份,并向四周延伸至15 m处再各采1份,同时剔除砾石及动植物残体,再将5份土样均匀混合后,经四分法后保留1 kg混合样,装入聚乙烯密封袋作为待用样品,共采集土样75份,其中道路交通区、工矿区、商业区、居民区、绿地5种功能区各取15份样品。在实验室条件下,将样品自然风干,再过2 mm样品筛,然后将过筛样分成多份,以备pH值、粒度、有机质含量、重金属元素全量、重金属赋存形态的测试分析。2.2.2 样品理化测试分析
此外,根据平均粒径的空间分布可知(图3-1),较细的粒度组分集中在研究区的中部-西南部一带,主要为太平区海州露天矿西边的煤城路中段及西段、海州区的绝大部分,包括工人村、平安西部、马厂、西荒村、阜新站前,以及细河北的人民广场、解放广场等地。主要的样点区域类型多是道路两旁、工矿区和商业区。较粗的粒度组分主要分布在研究区的东西两端,大致以开发区四合镇、杨家店、沙海等地,高新区东部大梨村、太平区墨水营子等地为主,此外,海州矿南沿煤矸山外的两处矸石地表土粒度也比较粗。阜新市主城区表土粒度的这种空间分布很可能与区域内的社会活动方式有关,市内最大的火力发电厂便坐落于海州露天矿北沿,相关的大量阜矿集团功能单位、沈铁阜新运输车务段、多数中小煤矿、选煤洗煤厂都分布在海州矿西侧,该范围内的扬尘量、大气颗粒物含量很高,势必导致城区地表的土壤粒度以较细颗粒为主;相比之下,研究区东西两端此类大型企业不多,有一定范围的农事活动区,颗粒物排放量较低,所以在粒度组分上也相对较粗。另外,根据已有共识,同质量的土体平均粒径越小,相对表面积就越大,则重金属元素吸附能力越大,且小于100μm的颗粒物质更容易在外动力环境下发生空间上的迁移(与大气降尘混合),而研究区表土的平均粒度相对较细(42.02μm),在很大程度上,意味着本区所面临的重金属污染风险可能更高。
【参考文献】：
期刊论文
[1]新疆某矿冶区周边土壤重金属生物有效性与生态风险评价[J]. 杨伟光,陈卫平,杨阳,刘长峰,马凌超. 环境工程学报. 2019(08)
[2]淮北煤矿周边土壤重金属生物可给性及人体健康风险[J]. 孙立强,孙崇玉,刘飞,包先明. 环境化学. 2019(07)
[3]新疆准噶尔盆地未开垦盐碱地土壤重金属评价及其来源[J]. 米晓军,任雯,雒琼,马健. 干旱区研究. 2019(04)
[4]甘肃嘉峪关市表层土壤重金属空间分布与评价[J]. 杨倩,鲁新川,殷建国,尹常亮,吴靖宇,郭晖,张昱. 沉积学报. 2019(05)
[5]博斯腾湖流域浅层地下水重金属分布特征[J]. 艾提业古丽·热西提,麦麦提吐尔逊·艾则孜,迪力夏提·司马义,王维维,艾尼瓦尔·买买提. 地球与环境. 2019(03)
[6]拉拉铜矿集中开采区土壤地球化学基线值研究[J]. 周建伟,周家云,代力,钟金先,刘兆鑫,朱占雄. 土壤通报. 2019(02)
[7]河北曹妃甸某农场农田土壤重金属空间分布特征及来源分析[J]. 杨硕,阎秀兰,冯依涛. 环境科学学报. 2019(09)
[8]齐齐哈尔市主城区城市绿地土壤重金属来源解析与健康风险评价[J]. 乔雪,邓琳,王今雨,张道明. 土壤通报. 2019(01)
[9]哈尔滨市融雪径流中重金属污染空间分布及源解析[J]. 车丽娜,刘硕,韩金凤,齐少群,于益. 环境科学学报. 2019(05)
[10]西北内陆盐湖盆地土壤重金属Cr、Hg、As空间分布特征及潜在生态风险评价[J]. 高瑞忠,张阿龙,张生,贾德彬,杜丹丹,秦子元,王喜喜. 生态学报. 2019(07)
博士论文
[1]浙江长兴煤山盆地土壤重金属来源解析及结果可靠性分析研究[D]. 支裕优.浙江大学 2017
[2]人类强烈影响地区土壤与灰尘中重金属的污染特征及风险评价[D]. 张慧敏.浙江大学 2017
[3]铅锌矿区土壤重金属污染特征及稳定化研究[D]. 房增强.中国矿业大学(北京) 2016
[4]湖南省矿业城市转型问题研究[D]. 周羽.中国地质大学 2015
[5]矿业城市采矿废弃地和谐生态修复及再利用研究[D]. 高怀军.天津大学 2015
[6]典型矿区周边重金属污染及居民健康风险评价[D]. 宋大平.南京农业大学 2014
[7]我国资源型城市转型政策研究[D]. 曾万平.财政部财政科学研究所 2013
[8]贵阳市表层土壤重金属污染元素环境地球化学基线研究[D]. 王济.中国科学院研究生院（地球化学研究所） 2004
[9]攀枝花地区土壤环境地球化学基线研究[D]. 滕彦国.成都理工学院 2001
硕士论文
[1]基于土壤-作物-人体系统的耕地重金属污染评价和健康风险评估[D]. 李嘉蕊.浙江大学 2019
[2]西安原污灌区土壤重金属生态风险评价及健康风险评估[D]. 和鑫.西北大学 2018
[3]农用地土壤重金属污染防治与管控研究[D]. 张亚男.中国地质大学(北京) 2018
[4]镀锌厂周围农田土壤重金属空间分布研究和生态风险评价[D]. 郭华.浙江农林大学 2018
[5]长江安徽段江心洲土壤地球化学及重金属累积特征[D]. 魏晓.南京大学 2017
[6]海岸带沉积物重金属元素赋存迁移特征研究[D]. 姜海滨.中国地质大学(北京) 2017
[7]重庆紫色母岩及土壤重金属环境地球化学基线研究[D]. 李艳.西南大学 2017
[8]临涣矿采煤沉陷区地下水与地表水水环境特征研究[D]. 孔令健.安徽大学 2017
[9]区域大气环境污染源人体健康风险评价方法研究[D]. 吴焕波.兰州大学 2016
[10]攀枝花市大气降尘源解析及风险评价[D]. 汪凝眉.成都理工大学 2016
本文编号：3583604
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