發(fā)布時間：2019-11-20 05:04

【摘要】：本研究以新疆北疆某工業(yè)園區(qū)周邊農(nóng)田土壤為研究對象,共設置樣點254個,分別采集0~20cm和20~40cm兩個土層的土壤樣品。測定了不同土層樣品中的Cr、Ni、Cu、Zn、As、Hg、Pb、Cd共8種重金屬的含量,以及耕層(0~20cm)土壤中的8種有效態(tài)重金屬的含量、土壤有機質(zhì)含量和土壤的pH值。對研究區(qū)農(nóng)田土壤的重金屬污染狀況和潛在生態(tài)風險進行評價,分析了重金屬的空間分布特征,明確工業(yè)區(qū)對周邊農(nóng)田土壤重金屬含量的影響,并對耕層土壤中有效態(tài)重金屬的含量與土壤有機質(zhì)含量和土壤pH值進行了相關性分析。主要研究結果如下:1.研究區(qū)內(nèi)0~20cm和20~40cm兩個土層中的Cr的平均值均小于研究區(qū)的土壤背景值,而Ni、Cu、Zn、As、Hg、Pb、Cd在兩個土層中的平均含量均超過了土壤背景值。以土壤背景值為標準,Ni、Cu、As、Hg、Cd的超標率超過了60%,其中Cu、Hg和Cd的超標率高達90%以上。但與國家土壤二級標準相比,兩個土層中只有As、Hg、Cd三種重金屬超標,Hg的超標率最高,達到50%以上。兩個土層中的各重金屬含量相差不大。研究區(qū)農(nóng)田耕層(0~20cm)土壤重金屬Cr、Ni、Cu、Zn、As、Hg、Pb、Cd的有效態(tài)與其全量之間為極顯著相關,其中有效態(tài)Cr、Ni、Cu、Hg和Pb與重金屬總量呈高度正相關。研究區(qū)的有效態(tài)重金屬除Hg、Cd與土壤pH的相關性不顯著外,其余受測有效態(tài)重金屬都與土壤pH為負相關。Hg、Cd與土壤有機質(zhì)之間的相關性也不顯著。2.通過GS+軟件對研究區(qū)兩個土層中的重金屬含量數(shù)據(jù)進行數(shù)據(jù)擬合,得到最優(yōu)模型后進行克里格插值得到重金屬的空間分布圖。Ni、Zn、As、Hg和Pb的空間分布在兩個土層中較為相似,其中Ni和Zn的富集方位在工業(yè)區(qū)的南方,As、Hg和Pb的富集方位均在工業(yè)區(qū)的下風向區(qū)域,即工業(yè)區(qū)的東北、東和東南方。相關性分析表明研究區(qū)的Hg和Cd與其他重金屬的相關性不顯著,在主成分分析的結果中,Hg和Pb在0~20cm土層同屬于一個主成分中,在20~40cm則各自在一個獨立的主成分中,表明這兩種重金屬的來源與其他重金屬不同。分析認為,As、Hg和Pb的含量受工業(yè)園區(qū)的影響較大,Cr、Ni、Cu、Zn、Cd的來源主要為農(nóng)田內(nèi)化肥、農(nóng)藥和地膜的使用。從有效態(tài)重金屬的插值圖可以看出,有效態(tài)Ni、As、Hg、Pb在工業(yè)區(qū)下風向有所富集,與該土層中全量的富集方位相似。3.采用單因子污染指數(shù)法、內(nèi)梅羅復合污染指數(shù)法和潛在生態(tài)風險指數(shù)法對研究區(qū)的重金屬進行污染評價。單因子污染指數(shù)法結果表明研究區(qū)只有Hg為中度污染,從復合污染指數(shù)污染評價的結果可知研究區(qū)整體為輕度污染。以研究區(qū)背景值為標準的潛在生態(tài)危害指數(shù)法結果顯示,研究區(qū)農(nóng)田土壤有嚴重的綜合潛在生態(tài)風險。耕層(0~20cm)土壤有效態(tài)重金屬具有輕度的綜合潛在生態(tài)風險。
【圖文】：

年均氣溫6.4 ℃，地形為南高北底，略向東北傾斜，平均坡降為4.85‰，年降水量為125.0～207.7 mm之間，年均蒸發(fā)量為1514.9mm，研究區(qū)夏季主要風向為南風，冬季主要風向為西北風（圖2-1），該區(qū)域土壤以灰漠土為主。研究區(qū)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化、集約化水平較高，農(nóng)業(yè)機械化程度達85%以上。圖2-1 研究區(qū)常年風向圖Fig.2-1 Perennial wind patterns in the study area結合實地考察后，以新疆北疆某工業(yè)區(qū)為中心，研究其周邊農(nóng)田的分布情況。該工業(yè)區(qū)內(nèi)工廠以生產(chǎn)水泥和電石為主（表2-1），另有化工廠和乙炔生產(chǎn)廠。該園區(qū)電石年產(chǎn)能達200萬噸，水泥廠熟料產(chǎn)能420萬噸，，水泥粉磨產(chǎn)能500萬噸。表2-1 研究區(qū)電石、水泥生產(chǎn)量及工業(yè)大氣排放量Table 2-1 Production of calcium carbide, cement in Study area and industrial atmospheric emissions年份Years電石Calcium carbide/t水泥Cement/t工業(yè)煙（粉）塵排放量Industrial smoke(powder) dust emissions/t2006 259744 279292 12537.992015 2169631 3225240 365942.2 樣品采集與分析2.2.1 樣品采集于 2015 年 9 至 10 月進行供試土壤樣品的采集，采集以工業(yè)區(qū)為中心，采集周邊20km2范圍內(nèi)的農(nóng)田土壤樣品，樣點相距 350m 左右的距離

圖 2-2 研究區(qū)采樣點分布圖Fig.2-2 Distribution of sampling points in the study area.2.2 樣品預處理土壤樣品運回室內(nèi)，在室內(nèi)自然風干后，剔除植物殘體和石塊，使用木頭和瑪瑙料的工具將樣品磨碎，過 100 目尼龍網(wǎng)篩，將樣品保存在寫好標簽的紙袋中，避免污染，待測。.2.3 樣品的測定方法實驗所選的檢測方法經(jīng)實驗室精密度和檢出限檢驗均為合格。分析過程采用國家標準物質(zhì)（GSS系列）通過空白試驗與重復檢驗等方法進行質(zhì)量控制。ICP-OES經(jīng)一級土壤標準物質(zhì)分析驗證，其中樣品加標回收率達95%～99%，檢出限為1×10-6。金屬標準液：Cr、Ni、Cu、Zn、As、Hg、Pb、Cd元素標準溶液（中國計量科學研國家標準物質(zhì)研究中心，100ug·mL-1）。土壤重金屬全量的測定：采用HNO3-HCl-HF完全消解酸體系(HNO3、HCl、HF均級純），經(jīng)Milestone Ethos微波消解儀消煮后，采用美國熱電Thermofisher電感耦合
【學位授予單位】：石河子大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：X53;X825

【參考文獻】

相關期刊論文 前10條

1 孫鵬;李艷偉;張連科;李玉梅;王維大;余維佳;;包頭市典型工業(yè)區(qū)表層土壤中重金屬污染狀況及其潛在生態(tài)風險研究[J];巖礦測試;2016年04期

2 哈爾克木;張新華;;新疆生態(tài)農(nóng)業(yè)發(fā)展問題及對策研究[J];新疆社科論壇;2015年06期

3 張倩;陳宗娟;彭昌盛;李發(fā)生;谷慶寶;;大港工業(yè)區(qū)土壤重金屬污染及生態(tài)風險評價[J];環(huán)境科學;2015年11期

4 唐磊;張會昌;季宏兵;馮金國;姚俊;閆廣新;;北京市平谷應急水源地周邊農(nóng)業(yè)土壤中重金屬分布及風險評價[J];農(nóng)業(yè)環(huán)境科學學報;2015年10期

5 李榮華;沈鋒;李曉龍;張增強;王姣;;陜西某鉛鋅冶煉廠區(qū)及周邊農(nóng)田重金屬污染土壤的穩(wěn)定化修復理論與實踐[J];農(nóng)業(yè)環(huán)境科學學報;2015年07期

6 翁伯琦;劉朋虎;張偉利;黃穎;王義祥;;農(nóng)田重金屬污染防控思路與技術對策研究[J];生態(tài)環(huán)境學報;2015年07期

7 王靜;吳宇峰;王斌;張磊;王鑫;趙一;;應用毒性淋溶提取法評價天津市某工業(yè)用地及周圍農(nóng)田土壤中重金屬生態(tài)風險[J];巖礦測試;2015年04期

8 黃海婷;;ICP-MS法測定大米中鉻、砷、鎘、汞、鉛的含量[J];廣州化工;2015年13期

9 陳宗娟;張倩;張強;孫文彬;鞠美庭;邵超峰;李發(fā)生;谷慶寶;;天津東南部某區(qū)域不同土地利用方式下土壤重金屬的累積特征[J];生態(tài)與農(nóng)村環(huán)境學報;2015年02期

10 馬穆德;閆海霞;;呼和浩特武川縣農(nóng)村土壤5種重金屬的測定[J];環(huán)境與發(fā)展;2015年01期

相關碩士學位論文 前6條

1 文雯;石河子墾區(qū)農(nóng)田土壤重金屬空間分布與評價研究[D];石河子大學;2014年

2 簡小磊;我國某鈾礦山土壤污染的評價及預測研究[D];南華大學;2014年

3 鄧紅;滴灌棉田土壤重金屬含量變化特征及評價研究[D];石河子大學;2014年

4 黃燕;我國土壤重金屬污染防治法律制度研究[D];重慶大學;2014年

5 吳萍萍;淡水魚及其生長環(huán)境中重金屬分布與膳食暴露評估[D];浙江大學;2014年

6 婁長安;石河子一三三團桃花鎮(zhèn)耕地地力與土壤環(huán)境質(zhì)量調(diào)查與評價[D];石河子大學;2013年

本文編號：2563416