广东省韩江三角洲土壤污染物源辨析及其环境承载力
发布时间：2020-06-02 02:26
【摘要】：进入20世纪以后,随着中国人口的高速增长,各类产业的蓬勃发展,日常生活中对工业产品的不断需求和日益增大的能源消耗,导致相当数量的,包括重金属和有机污染物在内的污染物不断向各种环境介质排放并积累。在城市化和工业化的过程中,持续增加的排污已经超过了土壤、水体和大气系统的自净能力,这些问题越来越引起公众和政府的关注。土壤系统中污染物的分布和来源非常复杂,首先,土壤环境中存在复数污染源,它们同时排放性质相似或迥异的污染物组份,而且在排放和迁移过程中还存在一定的富集或冲稀作用,更是使这些复数的污染源难以得到辨识；第二,主要污染源周边通常还存在数个性质相似的次级污染源,导致难以从这些混合污染源中分辨出对环境质量造成最关键影响的信息；另外,由于有些向土壤系统排放污染物的污染源是持续排放,而另一些污染源却是间歇性排放,这种不同的排放特征会进一步使源解析过程复杂化。研究区位于广东省东南部潮汕平原,区内主要河流包括榕江、练江和龙江,区内分布大量小型工矿企业和家庭作坊,由于这种生产模式,导致研究区环境在近年来存在一定程度的恶化。在广东省政府和省财政厅的支持下,以韩江三角洲核心经济区为研究对象,大量采取代表性土壤(7406件)、水系(264件)、植物(200件)样品,分析了其中的主要元素和污染物,阐明其空间分布、物质来源、生态效应、潜在威胁及修复的可行性,并通过混合利用有机和无机指示指标降低源解析过程中的共线性问题,为韩江三角洲核心经济区环境管理、修复提供理论依据。综合调查和研究表明,研究区内土壤以Ⅱ类为主、Ⅰ类少量、Ⅲ类极少。结合地质统计法和污染物载荷法显示,Pb、Ni、Cd、Hg、Cr、As的污染级别分别达到了2级、3级、3级、3级、3级和5级,其中Cd的生物可利用形态可高达56.21%,具有较强的生态风险。而基于缓变型地球化学灾害模型显示,区内有31.95%的As、21.74%的Pb、4.62%的Ni已超过爆发地球化学灾害的临界点,存在相当高的潜在风险。本次研究还通过广东省韩江三角洲农业地质与生态地球化学调查项目所取得的大量数据,利用受体模型提取了能反应采样点环境特征的信息,辨析出导致环境介质产生空间变化的土壤、水体和植物参数,能够解释数据结构的潜在因子,以及能影响环境质量的主要因素。通过土壤的54项指标提取了8个主因子,分别反应了15.2%、11.7%、9.6%、8.7%、5.7%、4.5%、3.7%、3.7%的原始数据信息,得出研究区受地质背景影像为主,受少量人类活动影响的结论。通过区域地质背景、环境地球化学特征和地球化学找矿远景对源解析结论进行了三重验证,能够说明源解析的效果很好。本次研究基于物质的来源进行了地球化学环境承载力的评价,并与传统评价方法进行了对比。相比于传统方法,本次提出的方法利用物质来源的贡献率替代了专家赋权评分,降低了主观影响因素,相当程度上解决了利用传统方法得出的评价结论与实际情况相矛盾的问题。为了进一步解决在源解析过程中产生混合源的共线性问题,采取了电子垃圾之都—贵屿的土壤并分析了二十一项矿质元素和十六项多环芳烃,并评价了它们各自的含量、分布、来源。采用主成分分析配合回归分析解析了主要污染源的来源。单独利用PAH作为变量,提取出了3个主因子反应了85.7%的原始数据信息,分别代表交通排放(37.5%)、燃煤(35.1%)及一个未知源(13.1%)；而单独利用矿质元素则提取了5个主因子,反应了70.4%的原始数据信息,包括两个人类活动来源(22.6%和7.8%),两个自然背景来源(16.1%和12.5%)及海洋气溶胶来源(11.4%)。通过混合指示指标的源解析,不仅在已知人为源的基础上,更进一步的解析了电子垃圾拆解的工艺、各个不同村落的污染组成和分布以及交通运输的路径,还合理的解释了无论是单独利用二十一项矿质元素还是十六项多环芳烃均不能合理解释的未知源。所以,添加指示指标能够很好的提升源解析过程、降低模糊源的不确定度,很大程度上解决了共线性问题。
【图文】：
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本文编号：2692465
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