铜陵矿区和农田土壤重金属污染现状,这篇重金属论文范文为免费优秀学术论文范文,可用于相关写作参考。
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摘 要：为了详细了解铜陵矿区和农田土壤重金属污染状况、重金属在铜陵农产品中的累积状况,以及相关的研究成果,笔者总结了铜陵矿区和农田重金属元素的来源和分布,从矿区土壤、农田土壤和农产品3个方面阐述其重金属污染现状,并对铜陵土壤的重金属元素普查和农田修复工作进行了展望.
关键词：土壤；重金属污染；铜陵；矿区；农田
中图分类号：S-1文献标志码：A论文编号：2013-0875
0引言
铜陵是中国铜、铁、硫、金的重要生产基地,素有“铜都”之称,其采矿历史可上溯到西周,距今3000年以上的历史.铜、金、硫铁矿和水泥用灰岩是铜陵的4种优势矿产.本研究通过对铜陵矿区和农田土壤中重金属污染现状的研究,了解其土壤重金属污染的来源、分布和铜陵主要矿区和农田地区的重金属污染状况,以及铜陵主要作物中重金属的积累情况,为其土壤重金属普查和修复工作提供参考.
目前,铜陵矿集区不同类型的采矿冶炼后所产生的尾矿砂分别堆放在39个尾矿库中,其中包括五公里、相思谷、响水冲、杨山冲和林冲等12个大型尾矿库[1].在矿产生产过程中产生的大量尾矿堆积在尾矿库,成为环境体系中重金属污染的重要来源.土壤中重金属元素含量随着远离尾矿库逐渐递减.而且铜陵地区重金属元素As、Cr、Cd、Cu、Hg、Zn等的背景值均高于安徽省土壤重金属元素的背景含量[2].土壤重金属元素被农作物、蔬菜等吸收和积累后,出现铜陵部分蔬菜的铬、镉等含量超过国家卫生标准限量值.目前,Cd、Pb、Zn、Cu、As、Cr是该地区主要的重金属污染元素,其中尤以As和Cd最为严重,其次为Cu；Zn、Cu等元素的污染主要集中在矿床附近；土壤中的Hg含量也存在很高的生物毒性污染.Cd、Hg、As对生态危害的潜在风险很大,有很高的致癌风险和生态风险[3].当前,从事相关研究的学者很难对铜陵土壤重金属修复工作给予全面准确地描述,重金属污染已成为当下的社会关注热点,在长期的采矿和工农业生产中释放出易于迁移和转化重金属元素,成为修复工作中的当务之急.
1铜陵土壤重金属的来源和分布
1.1铜陵土壤重金属的来源
同一区域内土壤重金属污染可能源自某单一途径,也可能是多种途径共同影响.矿区的土壤重金属污染高于一般地区,且地表高于地下.农田污染多源自污水灌溉.污染时间越长重金属积累就越多.根据铜陵的环境特征,总结其农田和矿区土壤重金属污染的来源具体有以下3点.
1.1.1尾矿和矿渣地处长江中下游的铜陵是中国铁铜多金属成矿的中部,铜矿储藏丰富,伴有丰富的硫、铁、金等矿.矿山尾矿、矿渣是其采矿区土壤重金属污染的主要来源.采选矿过程中,需要用水进行反复冲洗,选矿废水中含有的大量尾矿废砂就会随污水排放污染土壤,给采矿区及其周围农田土壤带来严重的污染.这使铜陵矿区周围土壤和农田土壤酸化和Cd、Cu、Zn等污染严重.已有研究显示,铜陵矿集区表层土壤中的 Zn、Cu、Cd、Pb等重金属元素含量大部分超标[4-5].凤凰山矿区周围土壤Cu、Zn、As、Cd重金属总量的严重超[6].
1.1.2污水灌溉釆矿活动排放的酸性废水量在铜陵工矿业排放的废水总量中占很大比例.据铜陵环境公告,2012年铜陵工业废水排放量5035万t,占全部废水排放的一半以上[6].据陈芳[7]对安徽铜陵相思河及其周边重金属元素污染的研究说明,酸性矿山排水产生的重金属的释放,采矿废石中被酸溶出含重金属离子的矿山酸性废水,可随着矿山排水和降雨带入河流、湖泊、渗入地下和进入土壤.未经处理的矿山酸性废水的重金属污染成为灌溉区的主要用水来源,主要污染矿山的周围或河流的下游.例如,新桥硫铁矿的开采,导致新桥镇段的相思河中的S和Cd严重超标.铜陵部分引用受污染的河水灌溉的稻田中Pb、Zn、Cu和Cd的质量分数远远超出了国家土壤环境二级标准,土壤金属污染严重.
1.1.3大气沉降铜陵大气中重金属主要来源于采矿、冶金、燃煤、建材加工、汽车尾气的排放、有色金属冶炼等排放的有害气体和粉尘以及尾矿废渣在风的作用下产生的扬尘等[8].在铜陵市大气降尘源解析及其对土壤重金属累积的影响中指出[9],这些污染源主要分布在尾矿、冶炼厂、建材建工厂、废渣堆和公路、铁路的周边,并由风输送向外扩散.最终通过自然沉降和淋溶沉降作用,使大气中的大多数重金属进入水圈、生物圈、土壤圈[10].根据2012年铜陵环境状况公告可了解,2012年铜陵市全年工业废气排放量1928亿标m3,其中二氧化硫排放量37869 t,氮氧化物排放量45979 t,烟尘、工业粉尘年度排放量共计18788 t（见表1）[6].
殷汉琴[9]对铜陵市大气降尘源解析及其对土壤重金属累积的影响的研究结果表明,铜陵地区土壤中重金属污染指数从大到小依次为：Cd、Cu、As、Zn、Pb,以Cd、Cu元素污染最为突出.重金属污染土壤主要集中在研究区南部,污染强弱和区内铜、金多金属矿床（点）空间分布基本一致.岩矿石风化、矿山开采、选冶等是造成该区土壤重金属污染的主要原因.
1.2铜陵土壤重金属的分布特征
作为工矿城市,铜陵的矿产资源开发利用导致的土壤重金属元素污染问题日益严重[11].从纵向看,在重金属污染土壤中,重金属进入土壤后,由于土壤对它们的固定,不易向下迁移,多集中分布在表层.从横向看,从尾矿和尾矿污染河流灌溉区周围的土壤污染最为严重.从植株对重金属吸收来看,植株中Cd、Pb、Zn高值区主要集中在矿山尾矿堆积的区域,其次是临近矿山靠近公路农田土壤部分.
1.2.1铜陵土壤剖面重金属分布特征从垂直剖面上看,元素在剖面中的垂向分布和迁移,受生物和元素地球化学迁移因素的影响,降水能使可溶态的被土壤粘粒吸附的化学元素和水分向下移动,并随粘粒的淋溶而离开表土层沉积于土壤剖面更深的层次中.根据对铜陵土壤剖面土壤的分析研究,重金属在土壤和作物中的分布规律中,Cd、Cr、Cu和Pb主要分布在土壤耕作层.通过对铜陵矿区农田土壤垂直剖面上重金属元素含量的研究表明[12],土壤中Hg、Cd、Cu和Pb元素在表层出现明显的富集,各元素总量在不同深度均明显高于土壤自然背景值,Hg、Cd、Cu、Pb和Zn在垂直方向上呈递减趋势.
徐晓春等[13]对铜陵凤凰山矿林冲尾矿库中重金属元素的研究表明：土壤中的重金属元素一般在上层聚积,主要在0~20 cm的土壤层中,尤以0~10 cm的表层最高.地表的酸性环境使Pb、Zn的变化规律相似,以淋滤流失为主,但迁移距离较小,地表含量变化大,而Cu仍表现出富集；地下的弱碱性条件阻止了Cu、Pb、Zn向深处的迁移而富集；尾矿库深处Cu、Pb、Zn、As的含量均保持稳定.
1.2.2铜陵土壤重金属横向分布特征从横向上看,铜陵地区土壤重金属含量高值区分布在新桥矿、狮子山矿、铜官山矿等矿区以及铜陵县、顺安镇、新桥镇等城镇区[14].以洋河、顺安河和新桥河等河流为中心向四周递减.致使主要超标元素Cd的糙米样品,其污染点也主要分布在新桥河、顺安河上游和洋河流域,和对应土壤污染规律一致.根据调查发现,引用矿山废水流入的污染水灌溉,河水和农田中重金属的含量远远超出了土壤环境二级标准,重金属污染严重.
白晓宇等[15]铜陵矿区土壤重金属元素的空间变异及污染分析,引起As元素污染的主要原因是铜矿、铅锌矿、褐铁矿矿床及其开发.Cd元素的污染和铅锌矿床及其开发以及农业污灌有关.Pb和Zn元素的污染和铅锌矿床及其开发密不可分.
结论：关于本文可作为重金属方面的大学硕士与本科毕业论文重金属乐队论文开题报告范文和职称论文论文写作参考文献下载。
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