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关键词：
重金属污染,黑色页岩土壤,因子分析,富集因子,湖南
发表时间：
2013-01-30 17:45:24
摘要: 本研究对湖南安化县东坪、烟溪两地发育于下寒武统黑色页岩上的6 个土壤剖面进行系统采样, 并利用ICP-MS 等分析技术对土壤和相应岩石样品的主量元素和微量元素(包括重金属和稀土元素)含量进行了分析. 主量元素A-CN-K( A l2O3-C aO + Na2O-K2O )图解显示, 黑色页岩土壤的形成是黑色页岩化学风化的结果, 经历了早期的C a、N a淋失和后期的A l、Fe富集过程后, 土壤具有贫Ca、Na而富A l、Fe的化学组成特征. 多因子分析和相关性分析结果表明, 成土过程中, 微量元素可分为稳定元素( Ti、Zr、Nb、H f、Ta、W 等)、次稳定元素( Be、S c、Ga、Ge、Rb、C s、Pb、Th、Ba等)、活动性较强的元素( REE、Y、P、Sn 等)和强活动性元素(Mn、Co、N i、Zn、Cd、Tl、V、M o、Sb、U等). 富集因子重金属污染评价显示, V、U 仅在烟溪土壤剖面达到显著污染程度, Sn、B a在东坪土壤剖面达到显著污染. M o、C d、Sb 等重金属则在东坪和烟溪土壤均达到显著污染程度, 其中, Cd 在东坪可达到高度污染水平, 而M o在烟溪可达到极度污染水平. 微量元素及稀土元素地球化学示踪分析显示, 黑色页岩土壤没有受到外来物源的干扰, 土壤重金属污染为来自黑色页岩的自然污染源.
黑色页岩土壤是指发育于黑色页岩之上、以黑色页岩为成土母岩的土壤( Peng et al. , 2006; 彭渤等, 2009) . 由于黑色页岩是富集多种微量元素的特殊岩石(彭渤, 2009; Peng et al. , 2007; Horan et a l. ,1994) , 发育其上的土壤因继承母岩的特征而富集多种重金属元素( Chon et al. , 1996; Lee et a l. ,1998; 2002; Pasava et al. , 2003; 余昌训等, 2008) ,故黑色页岩土壤重金属污染问题受到国内外学者的普遍关注( Peng et al. , 2004; 2006; 彭渤等,2009; Chon et al. , 1996; Fang et al. , 2002; Pasavaet al. , 2003; 余昌训等, 2008) . 以往的研究虽然对其重金属污染评价( Chon et al. , 1996; Lee et a l. ,1998; Ponav ic et al. , 2006; 谢淑容等, 2008)和环境效应( Fang et al. , 2002; Pasava et al. , 2003; 彭渤等, 2004; 2005; 2009)等作了多方面探讨, 但对黑色页岩土壤系统的元素地球化学分析并不多见. 土壤元素地球化学研究不仅是土壤重金属污染防治的基础, 而且是表生地球化学研究的重要内容. 因此,本文试图以湖南安化一带产于下寒武统黑色页岩之上的土壤为例, 对该类型土壤的元素地球化学特征进行初步分析和总结, 以期为进一步探讨黑色页岩风化的生态环境效应提供科学参考.
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