陕西凤县农田土壤重金属污染评价

发布时间：2017-03-29 15:23

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【摘要】：陕西省凤县矿产资源丰富,辖区内有大量废弃尾矿堆和年产15万吨锌冶炼厂,对当地土壤造成了严重的重金属污染。凤县是果蔬农产品的重要产区,对该县农田土壤重金属污染现状进行调查和研究,可以为提高农产品安全、改善环境、治理土壤污染提供重要依据。本文通过对凤县农田土壤随机布点采样,测量土壤的基本理化性状和重金属含量,分析土壤理化性状以及重金属有效态的相关性,利用GIS技术对重金属含量的分布可视化,采用内梅罗污染指数法、地累积污染指数法、潜在生态风险模型、人体健康风险模型来评价重金属污染程度和对人类造成的潜在危害水平,得到以下结论:(1)凤县农田土壤总体表现出良好的肥力和生产力,为中性偏碱性土壤,阳离子交换量均值在28.79 cmol·kg-1~42.16 cmol·kg-1之间。双石铺镇由于受到锌冶炼厂的影响,阳离子交换量明显低于其他地区。(2)土壤pH与土壤阳离子交换量、氮磷元素含量间存在显著相关性。土壤pH与有效态Cd、Cu、Pb、Ni和Zn含量间有负相关性。(3)土壤Pb、Zn、Cd、Cu之间存在明显相关性和同源性,污染源对Zn、Cd贡献最大,受锌冶炼厂影响,厂区周边土壤Zn、Cd污染严重。(4)全县农田土壤主要重金属污染元素为Zn和Cd,Zn元素最高含量达2204mg·kg-1,超出国家农田土壤环境质量二级标准6.35倍,Cd元素最高达77.55 mg·kg-1,超出国家农田土壤环境质量二级标准128倍,且Zn和Cd的有效态含量较高。Zn和Cd元素在全县土壤中的含量随着离污染源距离的增大逐渐降低。(5)内梅罗污染指数评价结果表明:Cd元素处于重度污染,Zn元素处于中度污染,其他元素处于安全水平。全县各行政区综合污染程度依次为双石铺镇凤州镇留凤关镇红花铺镇唐藏镇河口镇平木镇。地累积污染指数评价结果表明,全县范围内金属Cd和Zn污染最严重,其次是Pb存在一定污染,污染最严重的区域都在双石铺镇和凤州镇,金属Cu和Ni则未出现污染。人体健康风险评价结果表明,通过摄食途径暴露的风险水平显著高于其他暴露途径。全县Cd元素的致癌风险平均水平在可接受水平,离污染源较近的双石铺镇和凤州镇风险水平超出可接受范围。全县非致癌风险大小依次为PbCdNiZnCu,均小于1,其中Pb元素最高风险水平达11.27×10-2,每100人中约11人因为土壤重金属Pb污染导致身体危害或者死亡。全县因为重金属污染引起的健康风险在可接受范围内潜在危害,其中Pb元素的暴露对人体危害较大,Cd元素的危害水平次之。潜在生态风险评价结果表明,Cd元素是影响潜在生态风险水平高低的决定因子,双石铺镇处于很强级别的生态风险水平,凤州镇处于中等级别的生态风险水平,其它区域则处于轻级的潜在生态风险水平。(6)结合各项评价结果判断,全县重金属污染主要集中在双石铺镇和凤州镇,主要污染金属为Cd元素和Zn元素,Cu元素在各项评价中均处于安全水平。导致重金属污染的主要原因是双石铺镇内的锌冶炼活动。
【关键词】：凤县 农田土壤 重金属 污染评价
【学位授予单位】：西北农林科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：X825
【目录】：

• 摘要5-7
• ABSTRACT7-11
• 第一章 绪论11-19
• 1.1 研究目的和意义11
• 1.2 研究背景和依据11-14
• 1.2.1 土壤重金属污染的来源11-13
• 1.2.2 土壤重金属污染的特点13-14
• 1.2.3 土壤重金属污染的危害14
• 1.3 国内外研究现状14-16
• 1.3.1 土壤重金属测定方法研究进展14-15
• 1.3.2 土壤重金属污染评价方法研究进展15-16
• 1.4 研究内容及技术路线16-19
• 1.4.1 研究内容16
• 1.4.2 研究方法及技术路线16-19
• 第二章 研究区概况及土壤基本理化性状19-26
• 2.1 研究区域概况19-20
• 2.2 样品采集20
• 2.3 土壤pH值、电导率、土壤阳离子交换量的测定20-21
• 2.4 土壤粒径分布(PSD)21-22
• 2.5 土壤氮磷钾及有机质含量的测定22-24
• 2.6 小结24-26
• 第三章 土壤重金属污染分布特征及相关性分析26-40
• 3.1 土壤重金属总量测定26
• 3.2 土壤重金属形态分析26-27
• 3.3 土壤重金属污染空间分布及含量特征27-37
• 3.3.1 重金属Cd的分布特征27-30
• 3.3.2 重金属Cu的分布特征30-32
• 3.3.3 重金属Ni的分布特征32-34
• 3.3.4 重金属Pb的分布特征34-35
• 3.3.5 重金属Zn的分布特征35-37
• 3.4 土壤理化性状与重金属的相关性分析37-39
• 3.5 小结39-40
• 第四章 土壤重金属污染评价40-51
• 4.1 土壤重金属污染程度评价40-43
• 4.1.1 内梅罗污染指数法40-42
• 4.1.2 地累积污染指数法42-43
• 4.2 土壤重金属污染风险评价43-49
• 4.2.1 土壤重金属污染潜在生态风险评价43-45
• 4.2.2 土壤重金属污染健康风险评价45-49
• 4.3 小结49-51
• 第五章 结论与展望51-53
• 5.1 结论51-52
• 5.2 展望52-53
• 参考文献53-60
• 致谢60-61
• 作者简介61

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本文编号：274805