攀枝花矿区环境重金属分布特征及铜同位素示踪技术

发布时间：2020-10-26 05:25

　　 重金属污染,主要是指重金属或其化合物造成的环境污染。重金属的危害程度取决于其在环境、食品和生物体中的浓度和赋存形态。攀枝花是中国大型矿业城市,几十年的矿产开发和工业发展导致该市土壤、大气污染问题突出。因此,研究攀枝花市土壤、大气尘的重金属污染特征并示踪其污染源,可以更好的掌握现阶段研究区环境状况,对改善当地土壤及大气环境质量具有重要的实际意义。本文通过采集攀枝花地区土壤、大气尘样品共计74个,结合环境地球化学、微量元素地球化学和矿物学等学科的方法与理论,从微量重金属元素含量、赋存形态、形貌、组分特征等方面进行综合分析讨论,对研究区重金属污染进行评价,在此基础上利用同位素测试技术,结合Cu同位素特征对研究区重金属来源进行示踪,得到了初步的结论与认识:I.攀钢地区大气尘中As、Cr、Cd、Cu、V、Ni、Zn均有一定程度的污染,其中As超过了一倍多,而最高的Cd超过10余倍,Cd、Cr、V、Zn甚至超过了国家土壤三级标准,而Cu也超过了国家二级标准,该区域污染比较严重;II.攀枝花地区几个主要工业生产区及河门口居民区的土壤调查结果显示:宝鼎煤矿区除了As元素以外,其它几种元素均不同程度超出四川省土壤背景值;钒厂厂区除了As、Cd以外,其它元素都超过四川省土壤背景值,其主要污染元素为Cu、V;兰尖矿区除了As、Cr元素外,其他元素均超出了四川省背景值,而Ni元素甚至超过国家二级标准;攀钢厂区所调查的7种重金属元素含量均超过了四川省背景值,Ni、V两种元素含量超过国家二级标准,整体都有不同程度污染;而河门口居民区的几种重金属污染也比较严重,其中Cu、Ni含量接近四川省背景值,而Zn含量则超过国家二级标准、As、Cd含量已经超过国家三级标准,此区域整体污染程度仅次于攀钢厂区;III.土壤样品中重金属赋存形态以残渣态为主,相对稳定。而大气尘样品中值得关注的是Zn元素,其占比达到39%,应引起关注;IV.大气尘样品颗粒物以块状结构、片状结构、球状结构为主,成分主要是有机质和金属氧化物;土壤中则大多为不规则状,主要是一些硅酸盐矿物;V.通过对比分析发现当地土壤、大气尘主要污染来源于粉煤灰和除尘灰,而且土壤在纵向上也表现出了一定程度污染;VI.通过本次样品同位素消解过程对比发现高温灰化法不适合样品铜同位素分析的消解过程。通过以上几种方法针对土壤、大气尘重金属污染进行调查研究,可较详细了解当地重金属污染水平、对环境以及当地居民潜在威胁因素,并采取相应的措施加以控制。
【学位单位】：成都理工大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：X502
【部分图文】：

第 1 章 绪论1.3.1.3 样品铜同位素测试分析及污染源解析；在目前的分析精度下，已可观察到样品中的铜同位素分馏。但目前铜同位素测试研究基本都应用于岩石地球化学和动植物样品中，应用在环境地球化学如土壤、大气、水或水系沉积物中的分析较少，主要原因是分析对象或容易受到多种物理化学作用，或循环变化太频繁或浓度太低很难达到测试要求。所以希望借助现阶段高精度的分析测试水平以及前人的理论基础，尽量准确的分析研究区土壤及大气中 Cu 元素的污染源。1.3.2 技术路线在总结前人研究的基础上，野外取样与室内分析结合，利用 ICP-MS 和MC-ICP-MS 进行分析测试。具体技术路线图（1-1）如下：

第 2 章 研究区概况攀枝花市属金沙江、雅砻江两大水系，雅砻江于境内倮果汇入金沙江，主要支流有安宁河、鳡鱼河、大河、藤桥河等。全市流域面大于 5 平方千米的河流有95 条，其中流域面积大于 500 平方千米的 6 条，100～500 平方千米的 26 条，50～100 平方千米的 18 条，5～50 平方千米的 45 条。全市水资源量 1144.18 亿立方米，其中：当地水资源量 42.18 亿立方米，过境水资源量 1102 亿立方米。2.1.4 研究区社会经济状况2016 年，攀枝花市经济总量迈上千亿台阶，地区生产总值（GDP）达到 1014.68亿元，增长 8%，增速分别高于全国、全省 1.3 个、0.3 个百分点，居全省第 9 位，见图 2-1。此外，攀枝花市县域基础不断夯实，农业稳中有进，工业稳中趋好，服务业增长平稳，投资消费稳步扩张，居民生活稳步提高。

第 3 章 样品采集及分析第 3 章 样品采集及分析3.1 样品采集及预处理本研究所涉及样品包括土壤、大气尘及端元组分。土壤为 2012 年分别于攀枝花宝鼎煤矿区、钒厂区、兰尖矿区、河门口片区、朱家矿区、攀钢片区及仁和片区采集，包括表层土和三层剖面土共计 50 个（每一层剖面土厚度均为 10cm）；攀钢大气尘共 24 个样品，采于 2016 年，用于 Cu 同位素示踪样品共 25 个，包括 20 个土壤、大气尘样品以及 5 个端元组分，五个端元组分分别为矿石、粉煤灰、高炉渣、除尘灰及煤，具体采样点分布见图 3-1。
【参考文献】

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本文编号：2856560