基于形态演化的重金属污染场地风险评价方法的研究

发布时间：2020-10-11 23:00

　　 土壤重金属形态的研究对于土壤污染场地的风险评估具有重要意义。化学连续提取法是研究土壤及沉积物中重金属形态的重要手段,本课题选取了 BCR、Wenzel、Ciemat和Shiowatana四种连续提取法,从多方面综合比较了各提取法对于砷的提取效果。结果表明,Shiowatana提取法具有较好的提取回收率和实验重现性,其平均回收率和变异系数分别为96.87%和3.63%;此外,该方法对于生物可利用砷的提取以及定量分析效果也具有明显的优势,是一种可靠的砷提取方法。本课题以某雄黄矿区为研究对象,选取了 Shiowatana提取法作为研究工具进行砷的形态提取,通过数据的非线性拟合,建立砷污染场地的缓变型地球化学灾害模型,从而评估该雄黄矿区发生动态化学灾害的风险。实验结果显示,雄黄矿区内有4.76%～7.14%的区域存在爆发缓变型地球化学灾害的风险。本文选取了某铅、镉复合污染场地作为研究对象,使用Tessier五步提取法对污染场地内铅、镉的形态进行了提取分析;而后将缓变型地球化学灾害模型与Hakanson潜在生态风险指数法有机结合,建立了复合污染场地缓变型地球化学灾害模型。最终的结果表明,复合污染场地有30%～70%的区域存在爆发化学灾害的风险。尽管实验最终通过建立DGH模型成功实现了对于复合污染场地的风险评估,但是该模型并不完善,复合模型遗漏了大量的重金属潜在的化学灾害爆发途径,因此DGH模型在复合污染场地中的应用仍面临诸多问题,还需要进一步的尝试。
【学位单位】：北京化工大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：X53;X820.4
【部分图文】：

图１－１缓变型地球化学灾害爆发数学模型??Ｆｉｇ．１－１?Ｍａｔｈｅｍａｔｉｃａｌ?ｍｏｄｅｌ?ｆｏｒ?ｔｈｅ?ｅｘｐｌｏｓｉｏｎ?ｏｆ?ＤＧＨ??在图１－１中，Ｘ轴与Ｙ轴分别代表土壤中ＴＲＣＰ与ＴＣＡＳ的含量变化，分别??用字母Ｃ与Ｓ表示。图中的ＴＣＡＳ含量与ＴＲＣＰ含量之间表现为非线性关系；??从图中可以比较发现，在前期污染物的可释放总量的累积过程中，土壤中活动态??污染物的含量增加比较缓慢，在某一阶段甚至不再增加，但随着土壤中ＴＲＣＰ含??量的持续增加，当增加到一定的临界浓度后，ＴＣＡＳ的含量会随之出现非线性的??暴涨，这个非线性暴涨过程也被称之为“化学定时炸弹”。由于ＴＣＡＳ是活性较高??的污染物组分，因此缓变型地球化学灾害一旦发生，其造成的危害也相对较大。??整个ＤＧＨ模型可以用一个三次的非线性多项式进行表示：??Ｓ?＝?ＣＬｑ?ＣＬ＾Ｃ?－ｈ?（Ｚ２Ｃ２?－ｈ?＋?式（１－１）??缓变型地球化学灾害在演变过程中主要包括三个阶段，分别为累积阶段、爆??１２??

在石门雄黄矿区周边采用布点采样法，使用不锈钢铲采集０？２０ｃｍ的表层??土壤，一共采集４２个土壤样品，并选取９个采样点采集相应的植物。采样分布??见图２－１。所有土壤样品放入保鲜袋中并进行标记；所有植物样品放入保鲜袋置??于便携式冷藏箱中。土壤的前处理与２．２．１中的处理方式一致，植物样品先用自??来水冲洗三遍，去除表层的土壤及其他附着物，选取植物叶部置于恒温干燥箱中，??在６０°Ｃ下干燥２４小时，恒重后研磨成粉状装入保鲜袋中，在４°Ｃ的冰箱中储存。??ｉ??２９?６５６??？■?｜２２〇??Ｈ?－?Ｉ－??５８姐?Ｉ＊?＋＾；．?Ｉ?＞??祕?■?ｌ：？??２９?６４６??纛??１１１?０３４?１１１?０３７?１１１０４?１１１?０４３?１１１?＆４６?１１１?０４９?１１１０５２?１ｔ１０５５??ｒ?—丨＿??０ｍ?５００ｍ?１０００ｍ?１Ｓ００ｍ?２０００ｍ?▲?ｉＨ?＾?■＊？??Ｏ的柞蒙??图２－１雄黄矿区土壤样品以及植物样品的分布??Ｆｉｇ．２－１?Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ?ｏｆ?ｓｏｉｌ?ａｎｄ?ｐｌａｎｔ?ｓａｍｐｌｅｓ?ｉｎ?ｔｈｅ?ｒｅａｌｇａｒ?ｍｉｎｉｎｇ?ａｒｅ??１９??

ＦＣ４）以及残渣态的４＾５九７凡５）四个组分。??３．３．１活动态提取结果比较??四种提取法活动态的提取结果见图３－１。Ｓｈｉｏｗａｔａｎａ提取法在该形态的提取??量最大，这是因为相比于其他三种提取法，该提取法在易溶态以及表面吸附态之??夕卜，对于碳酸盐结合态也进行了单独划分、提取。碳酸盐与重金属沉淀或共沉淀，??是酸提取的主要Ｓ标成分。该组分以松散结合形式存在，容易受外界环境的影响，??具有较高的活性，但活性低于水溶态［１３１］。离子交换态以及碳酸盐结合态含量的??升高会增加土壤重金属的生物可利用性［１３４，１３５］。将碳酸盐结合态独立作为一个提??取形态，很好的契合了?ＲＡＣ评价体系对于该组分重金属含量的重视［１３６］。四种提??取法在离子交换态（易溶态以及表面吸附态）提取量都较小，这与己有的研宄一??致ｆ８５
【参考文献】

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本文编号：2837249