發(fā)布時(shí)間：2020-04-19 08:42

【摘要】：氟元素常見于自然環(huán)境中,是廣泛分布在空氣、土壤、水體和植物中的微量元素之一。從環(huán)境中攝入的氟過量或不足都會對人體產(chǎn)生影響。近年來,新疆為了發(fā)展經(jīng)濟(jì)引進(jìn)大批的企業(yè)和工廠,燃煤和排污嚴(yán)重污染了空氣、土壤、水體和植物,因此亟需開展新疆干旱鹽堿環(huán)境下氟在水-土-空氣-植物中分布特征及遷移轉(zhuǎn)化規(guī)律的研究。本文以燃煤電廠集中的新疆石河子為研究對象,研究該地區(qū)土壤和水體中氟的分布特征,空氣和植物的氟含量,分析遷移轉(zhuǎn)化規(guī)律及其影響因素;研究石河子四種類型土壤對氟的吸附解吸特征;并結(jié)合數(shù)學(xué)模型,研究土壤中氟的污染程度和生態(tài)風(fēng)險(xiǎn),揭示氟污染的高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域,為政府制定氟污染防治政策提供依據(jù)。主要研究結(jié)果如下:1.用GPS精確定位,采集石河子土壤、水、植物和空氣樣品,分析氟的含量及分布特征。研究表明,土壤中氟存在形式按均值大小表現(xiàn)為:Res-FWs-FO.M.-FFe/Mn-FEx-F。土壤總氟含量在石河子西北部、北部和東南部較高,西南部較低。氟在研究區(qū)地表水和大部分地下水中含量均較低,而在海拔較低的西北部地下水中較高,測定結(jié)果表明該處地下水可用于灌溉,但不能飲用,用該處地下水灌溉的植物葉片中的氟含量超過了GB 2762-2005中的氟污染物指標(biāo)(1 mg/kg)。2.依據(jù)石河子空氣氟含量測定結(jié)果模擬盆栽實(shí)驗(yàn)。研究表明石河子空氣氟含量在一年中的濃度在0.03-3.37μg/m~3之間。從2016年10月到次年3月,空氣中氟濃度較高,其它月份較低。較高的氟濃度會影響植物的形貌。隨噴灑氟濃度的增加,小白菜、油麥菜根氟和葉氟含量均呈現(xiàn)先增加后逐漸平緩的趨勢,表明這兩者屬于對氟敏感的植物,苜蓿根氟和葉氟含量逐漸增加,表明苜蓿對氟具有耐受性。植物的生物富集因子和轉(zhuǎn)移因子隨有效態(tài)氟濃度的增大而逐漸減小。3.對石河子四種類型土壤進(jìn)行氟吸附解吸特征研究,結(jié)果表明,靜態(tài)等溫吸附解吸過程中,在初始氟濃度較低的情況下,土壤中氟離子會釋放到溶液中。隨著氟初始濃度的增大,土壤中氟吸附量與解吸量均相應(yīng)增大。對四種類型土壤氟吸附過程進(jìn)行Langmuir方程、Freundlich方程、線性吸附方程擬合,從擬合度來看,Langmuir方程結(jié)果最好。隨著pH的增大,氟吸附量的變化趨勢表現(xiàn)為減小并趨于穩(wěn)定。4.用三種不同的方法評價(jià)石河子土壤氟的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)。內(nèi)梅羅污染指數(shù)為1.86,表明土壤受到輕度污染,應(yīng)減少氟的排放,該方法在評價(jià)時(shí)可能會縮小一些因子的影響作用。潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)分別用氟總量(ER_(tot))、氟有效態(tài)含量(ER_(bc))和氟有效性因子(ER_(bf))模型進(jìn)行評價(jià),其準(zhǔn)確性由大到小的順序是ER_(tot)ER_(bf)ER_(bc),表明模型ER_(tot)能更好地評價(jià)該地區(qū)土壤氟的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn);潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)介于0.21-4.29之間,西南部風(fēng)險(xiǎn)程度低,說明該處污染水平低,而西北部、北部和東南部風(fēng)險(xiǎn)程度表現(xiàn)為中等到極高,說明這些地區(qū)的部分土壤受工廠影響,污染水平較高,需要關(guān)注土壤氟污染的修復(fù)。
【圖文】：

圖 1-1 氟對生態(tài)系統(tǒng)污染模式圖Figure 1-1 Pollution pattern map of fluorine to the ecosystem從污染源進(jìn)入空氣后，經(jīng)過干濕沉降過程，作用于周圍人體等），通過食物鏈和飲水過程進(jìn)入人和動物體內(nèi)使露在空氣中，，能反映出環(huán)境的污染程度及污染變遷。隨大批的煉鋁廠及磷肥廠，這些工廠每天向空氣環(huán)境排放周圍的環(huán)境。據(jù) Dasslag 的分析，有些煤含氟量達(dá) 14中 78%以上的氟會擴(kuò)散到空氣中。在我國湖北、貴州等、取暖、烘烤食物，燃煤將大量的氟直接排放到空氣中2 mg/m3之高。據(jù)報(bào)道，新疆煤炭產(chǎn)量將從 2016 年的 109t，這些煤炭將主要以電能的形式向全國供應(yīng)，燃煤的氟污染不容忽視[12]。的危害要的微量元素，在動物和人體中能夠維持正常的生理活足都會影響健康[13]。氟的缺失會損害牙齒，使它們輕易和疾病的減少造成不利影響，包括牙齒氟中毒(>1.5 mg

集與預(yù)處理的采集和預(yù)處理新疆綠洲石河子土壤為研究對象，采樣點(diǎn)分布如圖 2-1 所土壤。采用對角線取樣法進(jìn)行表層土壤取樣。采樣深度 0的主要范圍。典型地塊對角線上均勻布置 3～5 個采樣點(diǎn) 1 kg 左右的土壤，裝進(jìn)干凈的聚乙烯塑料袋，同時(shí)進(jìn)行編，然后將采集的樣品帶回實(shí)驗(yàn)室。剖面土壤取樣深度約 100層土壤約 500 g。土壤樣品在實(shí)驗(yàn)室自然風(fēng)干。晾干后，的根系、石塊和其他雜物。磨細(xì)過 100 目尼龍篩備用，用基本理化性質(zhì)。研究區(qū)范圍內(nèi)共采集表層土壤 77 個，3 種共 18 個。量測定采用NaOH堿熔法，土壤各形態(tài)氟測定采用連續(xù)分 2-3。
【學(xué)位授予單位】：石河子大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：X132;X820.4

【參考文獻(xiàn)】

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3 易春瑤;汪丙國;靳孟貴;;華北平原典型區(qū)土壤氟的形態(tài)及其分布特征[J];環(huán)境科學(xué);2013年08期

4 于文金;鄒欣慶;朱大奎;;曹妃甸老龍口現(xiàn)代沉積環(huán)境及重金屬污染特征研究[J];中國環(huán)境科學(xué);2011年08期

5 郭笑笑;劉叢強(qiáng);朱兆洲;王中良;李軍;;土壤重金屬污染評價(jià)方法[J];生態(tài)學(xué)雜志;2011年05期

6 譚婷;張秋勁;傅堯信;;污染土壤的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評估標(biāo)準(zhǔn)、方法和模型[J];四川環(huán)境;2010年05期

7 閆路娜;胡鍵;靳林;;唐菖蒲對大氣氟污染的生理生化反應(yīng)[J];生態(tài)毒理學(xué)報(bào);2010年05期

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9 金德;史永紅;高良敏;;應(yīng)用生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)法評價(jià)沉積物中重金屬污染[J];山西建筑;2010年13期

10 宋萍;;氟對機(jī)體健康的影響與危害[J];化學(xué)工程與裝備;2010年04期

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本文編號：2633160