南方红壤侵蚀流域稀土元素的空间分布及迁移累积特征

发布时间：2020-04-25 10:22

【摘要】：离子吸附型稀土矿(风化壳淋积型稀土矿),类型新、储量大、分布广、重稀土含量高,是稀土元素富集的一个重要环境。近年来,由于人类过量开采或者采用不正当的手段开发矿区,对矿区周围的生态环境特别是其土壤环境造成一定的负面影响。稀土元素引起的土壤环境问题己成为必然的问题,受到越来越多国际学者的关注。因此,本文选取福建省长汀县花岗岩红壤侵蚀流域朱溪流域为研究区,以朱溪流域表层土壤及水稻植株为研究对象,通过地统计分析法,研究土壤稀土元素的空间分布规律。在此基础上,测定水稻土稀土元素的总量及各形态的含量,通过迁移系数揭示稀土元素由土壤向水稻植株各器官的迁移规律,再利用内稳性模型,探究水稻植株各器官对稀土元素的内稳控制力,以评价其潜在健康风险。主要研究成果有:(1)本研究中朱溪流域表层土壤容重在0.93g/cm～1.55g/cm;含水率在8.35%～36.7%。土壤pH在3.74～5.80之间;有机质的平均值为22.18g/kg;全氮的平均值为0.42g/kg;全磷的平均值为0.25g/kg;全钾的平均值为9.56g/kg;速效氮的平均值为79.42g/kg;速效磷的平均值为14.32g/kg;速效钾的平均值为41.08mg/kg。稀土元素总量与粘粒含量负显著相关(P0.01),稀土元素含量与钾元素含量呈显著相关(P0.05)。(2)本研究中朱溪流域表层土壤稀土元素的平均值为251.34mg/kg。各稀土元素平均含量由高到低依次为CeLaNdPrSmEuGdTbDyHoErTmYbLu,遵循奥多-哈金斯规则。土壤稀土元素的空间分布呈现出西部高东部低的趋势,整体上呈带状分布,沿东北-西南方向由四周向中间递减。稀土元素含量最低的地区在朱溪流域的东部,其值在120mg/kg～180mg/kg之间;最高的地区在朱溪流域的西南部,其值在600mg/kg～660mg/kg之间。(3)本研究中土壤稀土元素可交换态的平均值为17.36mg/kg;碳酸盐结合态的平均值为4.34mg/kg;铁锰氧化物结合态的平均值为15.31mg/kg;有机结合态的平均值为26.79mg/kg;残渣态的平均值为262.67mg/kg。土壤稀土元素各形态表现为:残渣态有机结合态可交换态铁锰氧化物结合态碳酸盐结合态。其中,可交换态与总量之间呈指数函数的关系,碳酸盐结合态、铁锰氧化物结合态、有机结合态与总量之间呈一元二次线性的关系,残渣态与总量呈一元一次线性的关系。(4)本研究中水稻根、叶及稻谷中稀土元素含量的平均值分别为152.63mg/kg、5.03mg/kg和0.64mg/kg,呈现出根叶稻谷的规律。土壤稀土元素向水稻植株根、叶、稻谷的转移系数变化范围分别为0.27～0.68、7.24×10-3～2.69×10-2和9.09×10-4～1.13×10-2,呈现出根叶稻谷的规律。(5)本研究中水稻根、叶及稻谷的内稳性指数分别为1.68、0.44和-1.31,呈现出根叶稻谷的规律。朱溪流域下游居民稀土元素日均摄入量为5.33μg/kg,未超过居民稀土元素日均摄入的安全剂量(70μg/kg),也未超过人体亚临床损害剂量的临界值(6.0mg/kg～6.7mg/kg),但由于稻谷对稀土元素的内稳控制力很差,易受周边环境的影响,当地居民长期食用也存在一定的潜在健康风险。
【图文】：

等高线图,地理位置,样点,类型

Ｆｉｇｕｒｅ邋２－１邋Ｔｈｅ邋ｇｅｏｇｒａｐｈｉｃａｌ邋ｌｏｃａｔｉｏｎ邋ｏｆ邋ｔｈｅ邋ｓｔｕｄｙ邋ａｒｅａ逡逑２．２研究方法逡逑２．２．１样品采集逡逑（１）邋土壤样品采集逡逑在朱溪流域内进行系统的土壤采样，共采集土壤表层（０？２０ｃｍ）样品１１５个（图逡逑２－２），其中以等高线图方里网交叉点确定样点５０余个，即１点／ｋｍ２，设３个重复。逡逑用陶瓷刀垂直挖取０？２０ｃｍ深度的土壤，同一个样点３个重复的土样均匀混合呈一逡逑个样点后装入写好标签的自封袋。同时对重点土地利用类型和不同地形部位进行加逡逑密采样，，并兼顾不同土壤类型、岩性类型、水土流失类型和治理措施类型。逡逑

样点,地理位置,水稻植株,采样点

Ｆｉｇｕｒｅ邋２－２邋Ｇｅｏｇｒａｐｈｉｃ邋ｌｏｃａｔｉｏｎ邋ｏｆ邋ｓａｍｐｌｉｎｇ邋ｐｏｉｎｔｓ逡逑（２）水稻植株采集逡逑以朱溪流域内的水稻植株为调查对象（图２－３），采样点选择在沿河谷分布的水逡逑稻田中，共设置采样点１４个，每个采样点选择１￣２株水稻植株。采集水稻样品时，逡逑用人工割捆的方法，以地面５ｃｍ为界限将水稻植株分为地上、地下两部分，将水稻逡逑植株根部的土壤一同放进采样袋中，同时记录每个样品的编号和采集样品地点的经逡逑纬度及高程。逡逑－１１邋－逡逑
【学位授予单位】：福建师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：S157.1

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