南方紅壤侵蝕流域稀土元素的空間分布及遷移累積特征
發(fā)布時間:2020-04-25 10:22
【摘要】:離子吸附型稀土礦(風(fēng)化殼淋積型稀土礦),類型新、儲量大、分布廣、重稀土含量高,是稀土元素富集的一個重要環(huán)境。近年來,由于人類過量開采或者采用不正當(dāng)?shù)氖侄伍_發(fā)礦區(qū),對礦區(qū)周圍的生態(tài)環(huán)境特別是其土壤環(huán)境造成一定的負面影響。稀土元素引起的土壤環(huán)境問題己成為必然的問題,受到越來越多國際學(xué)者的關(guān)注。因此,本文選取福建省長汀縣花崗巖紅壤侵蝕流域朱溪流域為研究區(qū),以朱溪流域表層土壤及水稻植株為研究對象,通過地統(tǒng)計分析法,研究土壤稀土元素的空間分布規(guī)律。在此基礎(chǔ)上,測定水稻土稀土元素的總量及各形態(tài)的含量,通過遷移系數(shù)揭示稀土元素由土壤向水稻植株各器官的遷移規(guī)律,再利用內(nèi)穩(wěn)性模型,探究水稻植株各器官對稀土元素的內(nèi)穩(wěn)控制力,以評價其潛在健康風(fēng)險。主要研究成果有:(1)本研究中朱溪流域表層土壤容重在0.93g/cm~1.55g/cm;含水率在8.35%~36.7%。土壤pH在3.74~5.80之間;有機質(zhì)的平均值為22.18g/kg;全氮的平均值為0.42g/kg;全磷的平均值為0.25g/kg;全鉀的平均值為9.56g/kg;速效氮的平均值為79.42g/kg;速效磷的平均值為14.32g/kg;速效鉀的平均值為41.08mg/kg。稀土元素總量與粘粒含量負顯著相關(guān)(P0.01),稀土元素含量與鉀元素含量呈顯著相關(guān)(P0.05)。(2)本研究中朱溪流域表層土壤稀土元素的平均值為251.34mg/kg。各稀土元素平均含量由高到低依次為CeLaNdPrSmEuGdTbDyHoErTmYbLu,遵循奧多-哈金斯規(guī)則。土壤稀土元素的空間分布呈現(xiàn)出西部高東部低的趨勢,整體上呈帶狀分布,沿東北-西南方向由四周向中間遞減。稀土元素含量最低的地區(qū)在朱溪流域的東部,其值在120mg/kg~180mg/kg之間;最高的地區(qū)在朱溪流域的西南部,其值在600mg/kg~660mg/kg之間。(3)本研究中土壤稀土元素可交換態(tài)的平均值為17.36mg/kg;碳酸鹽結(jié)合態(tài)的平均值為4.34mg/kg;鐵錳氧化物結(jié)合態(tài)的平均值為15.31mg/kg;有機結(jié)合態(tài)的平均值為26.79mg/kg;殘渣態(tài)的平均值為262.67mg/kg。土壤稀土元素各形態(tài)表現(xiàn)為:殘渣態(tài)有機結(jié)合態(tài)可交換態(tài)鐵錳氧化物結(jié)合態(tài)碳酸鹽結(jié)合態(tài)。其中,可交換態(tài)與總量之間呈指數(shù)函數(shù)的關(guān)系,碳酸鹽結(jié)合態(tài)、鐵錳氧化物結(jié)合態(tài)、有機結(jié)合態(tài)與總量之間呈一元二次線性的關(guān)系,殘渣態(tài)與總量呈一元一次線性的關(guān)系。(4)本研究中水稻根、葉及稻谷中稀土元素含量的平均值分別為152.63mg/kg、5.03mg/kg和0.64mg/kg,呈現(xiàn)出根葉稻谷的規(guī)律。土壤稀土元素向水稻植株根、葉、稻谷的轉(zhuǎn)移系數(shù)變化范圍分別為0.27~0.68、7.24×10-3~2.69×10-2和9.09×10-4~1.13×10-2,呈現(xiàn)出根葉稻谷的規(guī)律。(5)本研究中水稻根、葉及稻谷的內(nèi)穩(wěn)性指數(shù)分別為1.68、0.44和-1.31,呈現(xiàn)出根葉稻谷的規(guī)律。朱溪流域下游居民稀土元素日均攝入量為5.33μg/kg,未超過居民稀土元素日均攝入的安全劑量(70μg/kg),也未超過人體亞臨床損害劑量的臨界值(6.0mg/kg~6.7mg/kg),但由于稻谷對稀土元素的內(nèi)穩(wěn)控制力很差,易受周邊環(huán)境的影響,當(dāng)?shù)鼐用耖L期食用也存在一定的潛在健康風(fēng)險。
【圖文】:
Figure邋2-1邋The邋geographical邋location邋of邋the邋study邋area逡逑2.2研究方法逡逑2.2.1樣品采集逡逑(1)邋土壤樣品采集逡逑在朱溪流域內(nèi)進行系統(tǒng)的土壤采樣,共采集土壤表層(0?20cm)樣品115個(圖逡逑2-2),其中以等高線圖方里網(wǎng)交叉點確定樣點50余個,即1點/km2,設(shè)3個重復(fù)。逡逑用陶瓷刀垂直挖。?20cm深度的土壤,同一個樣點3個重復(fù)的土樣均勻混合呈一逡逑個樣點后裝入寫好標(biāo)簽的自封袋。同時對重點土地利用類型和不同地形部位進行加逡逑密采樣,,并兼顧不同土壤類型、巖性類型、水土流失類型和治理措施類型。逡逑
Figure邋2-2邋Geographic邋location邋of邋sampling邋points逡逑(2)水稻植株采集逡逑以朱溪流域內(nèi)的水稻植株為調(diào)查對象(圖2-3),采樣點選擇在沿河谷分布的水逡逑稻田中,共設(shè)置采樣點14個,每個采樣點選擇1 ̄2株水稻植株。采集水稻樣品時,逡逑用人工割捆的方法,以地面5cm為界限將水稻植株分為地上、地下兩部分,將水稻逡逑植株根部的土壤一同放進采樣袋中,同時記錄每個樣品的編號和采集樣品地點的經(jīng)逡逑緯度及高程。逡逑-11邋-逡逑
【學(xué)位授予單位】:福建師范大學(xué)
【學(xué)位級別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2018
【分類號】:S157.1
【圖文】:
Figure邋2-1邋The邋geographical邋location邋of邋the邋study邋area逡逑2.2研究方法逡逑2.2.1樣品采集逡逑(1)邋土壤樣品采集逡逑在朱溪流域內(nèi)進行系統(tǒng)的土壤采樣,共采集土壤表層(0?20cm)樣品115個(圖逡逑2-2),其中以等高線圖方里網(wǎng)交叉點確定樣點50余個,即1點/km2,設(shè)3個重復(fù)。逡逑用陶瓷刀垂直挖。?20cm深度的土壤,同一個樣點3個重復(fù)的土樣均勻混合呈一逡逑個樣點后裝入寫好標(biāo)簽的自封袋。同時對重點土地利用類型和不同地形部位進行加逡逑密采樣,,并兼顧不同土壤類型、巖性類型、水土流失類型和治理措施類型。逡逑
Figure邋2-2邋Geographic邋location邋of邋sampling邋points逡逑(2)水稻植株采集逡逑以朱溪流域內(nèi)的水稻植株為調(diào)查對象(圖2-3),采樣點選擇在沿河谷分布的水逡逑稻田中,共設(shè)置采樣點14個,每個采樣點選擇1 ̄2株水稻植株。采集水稻樣品時,逡逑用人工割捆的方法,以地面5cm為界限將水稻植株分為地上、地下兩部分,將水稻逡逑植株根部的土壤一同放進采樣袋中,同時記錄每個樣品的編號和采集樣品地點的經(jīng)逡逑緯度及高程。逡逑-11邋-逡逑
【學(xué)位授予單位】:福建師范大學(xué)
【學(xué)位級別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2018
【分類號】:S157.1
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本文編號:2640135
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