内蒙古获各琦铜矿周边土壤—牧草体系中重金属迁移特征的研究

发布时间：2017-08-13 11:14

  本文关键词：内蒙古获各琦铜矿周边土壤—牧草体系中重金属迁移特征的研究

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【摘要】：土壤—植物体系是生物圈的重要构成单元,该系统一旦遭遇重金属污染,不但会影响农作物的品质和产量,还会污染大气和水环境,并通过食物链危害人体的健康。有色金属矿山开发是土壤重金属污染的一个重要来源,一旦受到污染不可能自然恢复,人工恢复难度也很大。内蒙古有丰富的地下资源,矿业的开采活动位于草原生态系统区域,其抗干扰能力较弱,所以矿石的开采、冶炼和运输严重影响到矿区居民的生活环境以及畜牧业的发展。因此,对内蒙古草原矿区周边土壤—牧草体系的重金属污染情况进行研究和调查十分必要。本文选取位于内蒙古草原生态系统的获各琦铜矿区作为研究区域,野外共布设了12个采样点位定点采集对应的土壤样品及牧草样品。土壤及牧草样品首先经过适当的前处理后,研磨到一定颗粒度,再用微波快速消解仪进行消解,最后用电感耦合等离子体原子发射光谱法测定土壤、牧草中重金属Cr、As、Cu、Pb、Zn、Ni、Mn的含量,用双光数显测汞仪测定Hg元素的含量。土壤测定结果显示获各琦铜矿周边500 m范围内土壤中的重金属Cr、Hg、As、Cu、Pb、Zn、Ni、Mn的含量均超过了内蒙古土壤重金属元素几何平均值,其中As和Cu两种重金属元素超过了国家土壤二级标准,这个结果说明对环境造成了一定程度的污染。牧草中各重金属元素除了Zn未超标以外,Cr、Hg、As、Pb、Cu均有一定程度的超标现象,其中Pb的污染最为严重。同时使用迁移系数和富集系数研究重金属在土壤—牧草体系中的迁移特征。结果表明除As以外,其余7种重金属元素的迁移系数均大于1,其中迁移系数最大的是Hg,平均值达到了2.99。这8种重金属的迁移系数由大到小依次为HgMnNiZnCrPbCuAs。除了Pb以外,牧草根部其余7种重金属元素Cr、As、Zn、Mn、Cu、Ni、Hg的富集系数均小于1。牧草根部对Pb的富集能力最强,其富集系数达到了1.98,而对Ni的富集能力最弱,富集系数只有0.11,富集系数由大到小依次为PbZnCuCrHgAsMnNi。最后应用地质累积指数法和单因子污染指数法对土壤和牧草重金属污染特征进行评价。结果表明矿区周边500 m范围内的土壤受到了Pb、Zn、Cu、As、Mn不同程度的污染,污染程度由强到弱依次为AsCu PbZnMn、牧草地上部分受到了除Zn以外的5种重金属元素Cr、Hg、 Pb、Cu、As的不同程度污染,污染程度从大到小依次为PbAsCr CuHgZn。总而言之,获各琦铜矿周边500 m范围内的土壤受重金属As和Cu的污染较为严重,其含量均超过了国家土壤二级标准。而牧草地上部分受Pb和As的污染较为严重,两者的污染指数均大于10。受污染的牧草是否会对牛羊及人体健康造成影响以及影响程度有多大尚未清楚,有待进一步研究。
【关键词】：重金属 土壤 牧草 迁移系数 富集系数
【学位授予单位】：内蒙古师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：X53;X753;X173
【目录】：

• 中文摘要3-5
• ABSTRACT5-9
• 1 绪论9-15
• 1.1 矿区土壤重金属污染概述9-12
• 1.1.1 来源和特点9-11
• 1.1.1.1 来源9-10
• 1.1.1.2 特点10-11
• 1.1.2 危害11-12
• 1.2 国内外研究现状12-15
• 1.2.1 矿区土壤重金属污染的研究现状12-13
• 1.2.2 矿区植物重金属污染的研究现状13-15
• 2 研究意义、内容及方法15-25
• 2.1 研究目的与意义15
• 2.2 研究内容与技术路线15-16
• 2.2.1 研究内容15
• 2.2.2 技术路线15-16
• 2.3 研究区概况16-17
• 2.4 研究方法17-25
• 2.4.1 样品的采集17-19
• 2.4.1.1 土壤样品的采集17-18
• 2.4.1.2 牧草样品的采集18-19
• 2.4.2 样品的前处理19-21
• 2.4.2.1 土壤样品的前处理19-20
• 2.4.2.2 牧草样品的前处理20-21
• 2.4.3 样品的测定方法21-22
• 2.4.3.1 土壤样品pH的测定21-22
• 2.4.3.2 样品重金属全量的测定22
• 2.4.4 评价标准及方法22-24
• 2.4.4.1 土壤重金属污染评价22-23
• 2.4.4.2 牧草重金属污染评价23-24
• 2.4.5 数据的处理及分析方法24-25
• 3 矿区土壤重金属污染特征及评价25-35
• 3.1 土壤重金属污染特征研究25-29
• 3.1.1 土壤污染总体水平25-27
• 3.1.2 不同方向土壤中重金属的分布特征27-29
• 3.2 土壤中重金属的相互关系29-33
• 3.2.1 元素变异系数比较29
• 3.2.2 各指标相关性分析29-30
• 3.2.3 因子分析法30-33
• 3.2.3.1 因子分析法简介30-31
• 3.2.3.2 因子分析结果31-33
• 3.3 土壤重金属污染评价33-34
• 3.4 本章小结34-35
• 4 矿区牧草重金属污染特征及评价35-42
• 4.1 牧草重金属污染特征研究35-38
• 4.1.1 牧草污染总体水平35-37
• 4.1.2 牧草不同部位重金属含量37-38
• 4.2 牧草中重金属的迁移38-39
• 4.3 牧草重金属污染评价39-41
• 4.4 本章小结41-42
• 5 重金属在土壤-牧草体系中的迁移特征42-47
• 5.1 土壤—牧草体系重金属的富集42-44
• 5.2 土壤-牧草体系重金属含量相关性分析44-45
• 5.3 本章小结45-47
• 6 结论与展望47-49
• 6.1 结论47-48
• 6.2 展望48-49
• 参考文献49-54
• 致谢54-55
• 攻读硕士期间发表论文情况55

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