汾河上中游流域农田土壤多环芳烃和重金属污染研究及评价

发布时间：2020-10-11 03:30

　　 本试验以汾河上中游流域农田土壤为研究对象,对重金属及多环芳烃污染程度进行分析、评价,并对其进行溯源,在此基础上提出防治措施。重金属依据其含量水平,对照山西省土壤元素背景值,运用单因子指数法评价赋存状况,污染程度依次为汞、镉、砷、铅、锌、铬、镍、铜,其中汞、镉较背景值变化最大。运用内梅罗综合指数法、地累积指数法进行污染程度分析,一致表现为汞、镉两种重金属指数最高,两种方法最高值和最低值的点位一致,均为最高值S29(南关)和最低值S1(雷鸣寺)。多环芳烃62%的点位均为四环含量最高,说明汾河上中游流域农田土壤多环芳烃含量以四环(荧蒽、芘、苯并(a)蒽、屈)为主。分析2～6环成分的赋存状况,数据表明汾河源头农田土壤2～6环多环芳烃的含量均很低,中游的2～6环多环芳烃含量均比上游高,其中S27(段纯河)2～6环多环芳烃含量均是最高的。多环芳烃总量的空间分布与各环多环芳烃含量的空间分布基本一致。多环芳烃对比荷兰、法国、韩国以及国内北京、上海、珠三角等地区含量水平,为中等偏高。结合污染源分布,运用相关分析法、聚类分析法、主成分分析法进行源解析,汞、镉元素主要受流域煤企和化工排废及引黄汇口上游水质影响,多环芳烃为工业来源为主。运用SQG-Q法进行风险评价,镉和铜元素具有最低潜在不利生物毒性效应,其他六元素具有中等程度潜在不利生物毒性效应,其中镍、铬元素指数最高,地域而言,S10(小店)指数最高,流域存在中等程度潜在不利生物毒性效应。运用生态潜在危害指数法进行风险评价,大多数点位存在中等程度的生态危害,主要是受到汞和镉元素影响所致,指数最高点位为S29(南关)、S10(小店),属于极高程度生态危害。多环芳烃污染风险采用风险低值ERL和风险中值ERM评价法,流域内有七个组分含量大于ERM,多环芳烃含量总体处于一个较高的水平,存在一定的生态风险。结合污染源分布,探讨本地土壤污染防治,主张采取优先治水,分类治土,预防为主的管控措施。
【学位单位】：山西农业大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：X53;X825
【部分图文】：

环境质量、生态安全问题都会产生极其重大的影响，其环境战略地位至关重要。??本次研究范围是汾河上中游流域，即宁武县汾河源头至灵石县王庄断面，沿分水岭??划定汾河干流及其支流流经的区域，详见图２－１。项目涉忻州市宁武县、静乐县和岚县；??吕梁市交城县、文水县、汾阳市、孝义市和交口县；太原市阳曲县、娄烦县、清徐??县、尖草坪区、万柏林区、杏花岭区、小店区和晋源区；晋中市昔阳县、和顺县、太谷??县、祁县、平遥县、介休市和灵石县；长治市武乡县昌源河流域（面积８５ｋｍ２），总面积??２６２１０?ｋｍ２。??２．２样品采集与处理??样品采集时间为２０１６年５月，根据项目需要设置监测点位布置，样点主要设置在??汾河上中游流域范围农田土壤（见图２－１），结合沿线地貌特征和沿岸企业及居民分布情??况，选取汾河源头、引黄汇口、国控点、行政单元的支流汇入汾河处的２９个农用地块，??对其表层土壤（０－２０ｃｍ）（图２－１）进行采样。每一样点均用ＧＰＳ进行定位，并记录采样??点周围的环境信息。采样时采用多点（５－１２点）混合取样法，用木质铲子各取０－２０ｃｍ表??层土壤样品，用四分法组成１个混合样品，共采集样品２９个。所有样品均装入聚乙烯??密封塑料袋中

???３．２．２聚类法分析农田土壤重金属来源??以重金属元素进行聚类，见图３－２，结果分为三类：Ａ类：汞－镉；Ｂ类：铜－铅－砷－??镍；Ｃ类：锌－铬。上述每类之间存在极显著相关性，说明其具有良好的聚类伴生关系；??对照山西省土壤背景值，Ａ类：汞和镉高于背景值比例分别为１００％和６５．５％，最高比??率分别为１７．７８倍和３．２５倍，充分反映出流域土壤已经普遍受到了沿途工业污染源的影??响；Ｂ类：铜－铅－砷－镍中，铜、镍仅有Ｓ１０高于背景值，其他点位均接近背景值，表明??未受到影响，张菊等［４５］认为，此情形铜、镍可认同为土壤母质状态；铅和砷高于背景值??比例分别为３７．９％和４４．８％，最高倍数分别为１．８６倍和１．４４倍，充分反映出相关点位土??壤在四种元素伴生的自然源背景下，铅－砷还受到了沿途工业污染源排废进入流域水体［４５］??和土壤的影响；Ａ类和Ｂ类又可并一大类

??从表３－７和图３－３可以看出，汞元素在土壤Ｓ２９Ｉｇｅ〇值为３．５６７，?Ｓ１０Ｉｇｅ。值为３．１５４，??即２个达到４级，有１１个Ｉｇｅ。值范围为２．０１０－２．９０３，达到３级，有１３个Ｉｇｅｏ值为??１．２３１－１．８６９，为２级，只有Ｓ１萊的Ｉｇｅ。值为－０．１０９，为０级，可见萊元素地积累指数总??体较高；镉元素Ｉｇｅ〇最高值１．１１８出现在为Ｓ２７，达到２级，有８个Ｉｇｅ〇值范围为??０．０２８＿０．８４１
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本文编号：2835991