【摘要】：近年來,工業(yè)生產(chǎn)、交通運輸、城鄉(xiāng)建設等經(jīng)濟發(fā)展過程帶來嚴重的城市重金屬污染。本論文以徐州城市表層土壤為研究對象,研究不同功能區(qū)域(工業(yè)區(qū)、交通區(qū)、居民區(qū)和綠地區(qū))土壤中10種重金屬元素(Ti、Cr、Mn、Fe、Ni、Cu、Zn、Mo、Cd、Pb)的富集、空間分布、來源等污染特征,結(jié)合多元統(tǒng)計、環(huán)境磁學、掃描電子顯微鏡/能譜儀(SEM/EDX)、X射線衍射儀(XRD)等分析手段,調(diào)查了徐州城市表層土壤磁學特征,探討了重金屬元素濃度與磁學參數(shù)的關系,取得了如下主要成果:1、研究區(qū)域Ti、Cr、Mn、Fe、Ni、Cu、Zn、Mo、Cd和Pb共10種重金屬元素中,Cr、Ni、Cu、Zn、Mo、Cd和Pb含量高于背景值。其中,Cd的平均含量為背景值的5.8倍;Zn的平均含量為背景值的2.24倍;Cr、Ni、Cu、Mo和Pb的含量為背景值的1.12~1.77倍。多元統(tǒng)計分析結(jié)果表明:Ti和Mn主要來自于土壤母質(zhì);Cu、Zn、Cd、Pb和Fe主要來自于人類活動。Cu、Fe、Zn、Cd、Pb等5種元素的塊基比在0.25~0.75之間,說明這些重金屬元素具有中等程度的空間相關性,可能受到了人類活動的影響;Ni、Cr、Ti、Mo、Mn的塊基比≤0.25,說明其空間變異以相關性變異為主。城市中心區(qū)域表土中Pb、Cd、Cu、Zn、Fe濃度高于人為活動密度相對較低的市郊區(qū)域。2、研究區(qū)域的土壤磁化率(χ)平均值為234.6×10-8 m3·kg-1,遠高于背景值,說明研究區(qū)域表土中存在較強的人為來源的磁性礦物的富集。SOFT與SIRM呈極顯著正相關關系,說明MD和PSD晶粒的亞鐵磁性物質(zhì)是研究區(qū)域土壤磁性的主要貢獻者。熱磁和磁滯回線分析結(jié)果表明,工業(yè)區(qū)、交通區(qū)和居民區(qū)代表性樣品的磁學特征主要由磁鐵礦主導,綠地區(qū)樣品除了磁鐵礦以外還顯示了高矯頑力的赤鐵礦的存在。磁化率(χ)、飽和等溫剩磁(SIRM)和軟剩磁(SOFT)在空間分布上均呈現(xiàn)了東北部徐州鋼鐵廠附近的工業(yè)區(qū)最高,交通密度大的道路附近表土次高,居民區(qū)和綠地區(qū)較小的趨勢,說明工業(yè)區(qū)、交通區(qū)、居民區(qū)的磁性顆粒濃度大于綠地區(qū)。3、運用逐步回歸的方法,建立了表層土壤中Zn、Pb、Fe、Cu和Cd等重金屬元素的磁學診斷模型,并初步得到徐州城市表層土壤重金屬的磁學診斷標準:當χARM64×10-8 m3·kg-1和SIRM278×10-5 A·m2·kg-1時,可以判斷研究區(qū)域土壤重金屬基本無污染;當64×10-8 m3·kg-1≤χARM147×10-8 m3·kg-1和278×10-5A·m2·kg-1≤SIRM1278×10-5 A·m2·kg-1時,研究區(qū)域土壤重金屬輕度污染;當147×10-8 m3·kg-1≤χARM230×10-8 m3·kg-1,1278×10-5 A·m2·kg-1≤SIRM2278×10-5 A·m2·kg-1時,研究區(qū)域土壤重金屬中度污染;當χARM≥230×10-8 m3·kg-1和SIRM≥2278×10-5 A·m2·kg-1時,表明研究區(qū)域出現(xiàn)重污染。4、對燃煤飛灰、建筑材料(水泥)、路面塵和土壤中提取的磁性礦物進行SEM/EDX分析,結(jié)果表明所有磁性提取物大多表現(xiàn)出典型的人為活動產(chǎn)生的磁性顆粒外形;元素分析結(jié)果表明,磁性組分對Cu、Zn、Cd、Pb有不同程度的富集。
【圖文】：

大氣Pb排放結(jié)構(gòu)

1 緒論于鐵磁性、亞鐵磁性和反鐵磁性物質(zhì)，當施加的外加磁場增大到超值時，，磁化特征將出現(xiàn)一個重要的變化，此時，一旦去掉外加磁場度的變化落后于外加磁場的變化，這種現(xiàn)象稱為磁滯現(xiàn)象。當外加物質(zhì)仍具有剩余磁化強度。抗磁性物質(zhì)和順磁性物質(zhì)在磁化過程中場強度之間可逆，無剩余磁性，因此磁化曲線應為直線；而鐵磁性反鐵磁性物質(zhì)的磁化曲線則表現(xiàn)出復雜的磁滯回線特征（見圖 1-3
【學位授予單位】：中國礦業(yè)大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：X53

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本文編號：2557624