攀枝花地区土壤重金属分布特征及钒元素来源解析

发布时间：2020-04-08 03:44

【摘要】：矿业活动会对矿山周边的生态环境和居民的生活环境造成严重的影响。土壤是农业生产活动所必需的,也是人们赖以生存的重要介质,矿石的开采冶炼会对土壤造成直接影响,可能导致严重的重金属污染。攀枝花地区半个世纪以来的矿山开采活动,为当地人民带来了丰富的经济效益的同时,也对矿区周围环境造成了不可逆转的影响。本文依托国家自然科学基金项目(No.41273124),在对攀枝花地区重金属污染现状做出评价的基础上,使用连续形态提取法评估V元素的生物可利用性。同时利用V同位素和V元素的形态占比示踪钒污染的来源。本文首创性地将V同位素应用到环境地球化学领域并使用元素赋存形态进行污染示踪研究。最终对攀枝花地区土壤钒元素污染现状及污染来源作出调查和评估,得出了以下认识和结论:(1)本文通过对攀枝花土壤重金属含量的测定,采用重金属污染评价法对攀枝花地区重金属污染进行评价。攀枝花地区在一定程度上遭受重金属污染,其中As、Cd、Cr、Ti、V元素含量和污染程度较高,(2)兰尖矿地区Cu、Cd元素的污染情况稍高;河门口区域土壤中的Cd元素遭受到了极为严重的污染,As、Pb元素也在一定程度上受到污染;钒厂区域V、Ti元素有着高浓度的富集;宝鼎煤矿区域土壤中Cd、Cr元素遭到中等程度的污染;攀钢地区的污染情况最为复杂,各元素都遭受到了污染,污染情况在各区中最为严重。(3)采用BCR法研究了攀枝花土壤中重金属的赋存状态,结果表明,其生物可利用性由低到高依次为TiCrCuAsZnVPb。最不稳定的Pb元素可提取态的平均比例为32.7%。(4)EDX分析表明,土壤主要由球状和不规则的矿物集合体组成,其主要化学成分为O,Si,Al,Fe,因此其矿物成分因主要为硅酸盐矿物。(5)测定了土壤和一些端元组分中的钒同位素比率,并将其用于示踪土壤的污染。其结果表明,土壤中δ~(51)V(‰)的范围为-0.620~-0.737。端元组分组成范围为-0.518~-0.941。进一步分析得出铁矿形成过程会产生V同位素分馏,~(50)V会优先富集在矿石中。V同位素在煤和高炉矿渣燃烧过程中也将产生强烈的分馏,使得飞灰中富集较轻的钒同位素。(6)利用土壤和端元组分的V同位素组成特征进行污染示踪。分析得出攀钢地区表层土壤中钒污染的主要人为源应是冶炼过程中产生的飞灰,且飞灰中粉煤灰的影响大于高炉渣除尘灰。对来源进行贡献率计算结果显示,自然来源贡献率51.20%,燃煤燃烧产物粉煤灰的贡献率为46.92%,除尘灰的贡献率为1.88%。(7)在攀钢地区评估了土壤中钒的风险程度,攀钢地区中的V元素可提取态占比较高。其剖面中的可提取态占比随着深度的加深而增大,表明造成土壤污染的端元组分的可提取态占比要低于原生土壤。利用钒元素的可提取态占比尝试性地进行污染示踪研究,结果表明其污染源以燃煤飞灰为主。这一结论也与同位素结论一致。
【图文】：

技术路线图,系列样品,论文,文献

技术路线图

地质图,攀枝花市,地质图

攀枝花市地质图（引用自中国地质调查局）
【学位授予单位】：成都理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：X53

【参考文献】