呼和浩特市、包头市城市生态系统地球化学评价

发布时间：2020-07-30 13:39

【摘要】：本论文通过对呼和浩特市和包头市1：5万土壤、降尘地球化学测量，分析了城市区内土壤及降尘有害元素分布规律。在此基础上，通过有毒有害元素在大气干湿沉降物、污染端元组分的分布特征研究，查明了不同污染源元素含量特征。通过对大气干湿沉降物、可吸入颗粒物、农作物以及人发等不同介质中的有害元素分布特征研究，分析了尾矿坝地区环境污染对居民的健康危害，评价了空气γ吸收剂量率的生态效应。研究显示，城市区土壤和降尘中均富集Hg、Pb、Cu、Cd、C、Zn、P、Se、S等元素。此外，包头市区土壤还富集Ce、La、Y等稀土元素，U、Th等放射性元素以及Fe族、F等元素。降尘中绝大多数元素含量高于对应土壤。包头市主要污染区分布在包钢、包头铝厂及其尾矿坝一带。呼和浩特市炼铁厂为主要污染区。不同端元降尘有害元素含量总体分布规律是冶炼尘＞燃煤尘＞交通尘＞降尘＞建筑尘。包头市区干湿沉降中主要异常元素是Cr、Zn、La、Ce、Cd、F、Se，此外Pb、P、C、Cu在局部地区也相对较高。呼和浩特市干湿沉降样品中主要异常元素是Cd、Hg、Se，其次是Pb、Zn、Cr、F等。城市降尘中富含云母、磁铁矿、赤铁矿等矿物，无高岭土、伊利石等粘土矿物。对元素形态研究显示，Ni、Cr、Hg的生物有效态含量较低，F、Cd、Pb、Zn、Cu生物有效态含量较高。其中Cd的离子态和碳酸盐结合态、F的水提取态含量最高。铅同位素示踪表明，包头市的主要污染源是冶金工业、燃煤与汽车尾气，呼和浩特的主要污染源是燃煤与汽车尾气。与包头相比，呼和浩特市可吸入颗粒物中F、Zn含量较高，As、Cd、Pb、Th、Se、La偏低，而Hg、Ni、Co、Cr、Cu含量与包头市接近；包钢尾矿坝一带的土壤、降尘中富集Ce、La、F、Cd、Pb、Zn、Th、Y、Cu、Cr等元素，地下水、地表水中富集F、Pb，农作物和人发中富集F、Pb、Hg、Ce、La、Y等元素，对人体健康产生严重危害。放射性评价结果显示放射性基本不影响人体健康。对呼和浩特市和包头市土壤污染趋势预测显示，包钢尾矿坝及包钢尾矿渣堆一带土壤Cd、Hg、Pb已达到污染限值，存在较大的生态危害。其他绝大部分地区则为安全区。
【学位授予单位】：中国地质大学(北京)
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2012
【分类号】：X821
【图文】：

地球化学图,包头市,地球化学图,呼和浩特市

图 2-2 河套地区表层土壤 Cd 地球化学图图 2-3 河套地区表层土壤 Hg 地球化学图境质量调查评价提供了基础。呼和浩特市、包头市区土壤均发现了 Ag、Au、Bi、Cu、Hg、Pb、Se、Zn、C 等元素异常，呼和浩特市与包头市土壤异常元素还有 Sn、Sr。包头市区呈异常

地球化学图,包头市,尾矿坝,元素

图 2-3 河套地区表层土壤 Hg 地球化学图境质量调查评价提供了基础。呼和浩特市、包头市区土壤均发现了 Ag、Au、Bi、Cu、Hg、Pb、Se、Zn、C 等元素异常，呼和浩特市与包头市土壤异常元素还有 Sn、Sr。包头市区呈异常的元素还有 Cd、Mo。这些元素基本以城市区中心为异常中心，向外各元素含量逐渐降低。包头市作为自治区最大的工业城市，重工业占有很大的比重，是我国的稀土之都。这些特征使包头市的城市土壤中元素异常特征与呼和浩特市有很大的差别。特别是在包钢附近以及包钢尾矿坝，以铁族元素和稀土元素组合为特征的异常元素组合是最明显的特征，这些元素包括 Cu、Ni、Fe、V、Sc、Mn、Th、Y、Nb、La、Ce、U、F 等。其中在包钢尾矿坝的沉积物中各元素含量均较高。根据多目标区域地球化学调查对尾矿坝里的尾矿样品分析，发现许多元素具有工业品位，如 Ce、La 等，而大多数元素虽不够工业品位，但比土壤正常含量高出数十乃至数百倍。据中科院院士、化学家徐光宪先生计算，目前尾矿坝有尾

地球化学图,城市区,土壤元素,地球化学测量

图 2-4 河套地区表层土壤 Pb 地球化学图矿 1.5 亿吨。在这 1.5 亿吨尾矿中，包括 930 万吨稀土和 7 万吨钍[109]。上述城市区土壤元素异常的出现，主要与各种人类生产生活和城市化进程有关[110-112]。为了进一步追踪城市区土壤元素异常分布的原因，评价可能对城市生态环境产生的影响，本人与项目组一起，在呼和浩特市、包头市开展了 1:5 万土壤和降尘地球化学测量，系统采集了大气干湿沉降物、不同污染端元、可吸入颗粒物、农作物、水体等各类样品，分析了各类样品的有害元素全量与不同相态、铅同位素等指标，为城市区生态环境改善提供了地球化学依据。2.5 样品采集及分析质量简述2.5.1 城市地球化学调查评价工作方法1、本次调查采集样品种类为：

【参考文献】