【摘 要】
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喀斯特地区作为世界上生态环境最为脆弱的区域,一旦受到污染,其修复与治理难度大、成本高。矿山开采与冶炼以及废渣与废矿石堆存产生的潜在重金属污染风险不断累积。不同喀斯特地貌与水文地质条件下的污染物运移途径及其风险不尽相同。本文选取贵州省典型岩溶地貌-岩溶峰丛洼地系统(独山县)和岩溶盆地(盘州市)为研究对象,采集含砷废渣、沉积物及其焦化冶炼厂周围土壤样品开展重金属污染特征与污染风险评估,揭示了研究区重金
【基金项目】
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国家自然科学基金“喀斯特区域重金属污染风险格局及综合防控体系构建”(U1612442);
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喀斯特地区作为世界上生态环境最为脆弱的区域,一旦受到污染,其修复与治理难度大、成本高。矿山开采与冶炼以及废渣与废矿石堆存产生的潜在重金属污染风险不断累积。不同喀斯特地貌与水文地质条件下的污染物运移途径及其风险不尽相同。本文选取贵州省典型岩溶地貌-岩溶峰丛洼地系统(独山县)和岩溶盆地(盘州市)为研究对象,采集含砷废渣、沉积物及其焦化冶炼厂周围土壤样品开展重金属污染特征与污染风险评估,揭示了研究区重金属污染程度,划分出污染风险等级,并初步建立喀斯特山区重金属污染风险区划概念模型,主要研究结果如下:(1)岩溶峰丛洼地系统砷可随地表径流和地下岩溶管道运移,呈现出点-线-面集中运移扩散特征,受污染土壤或沉积物p H逐渐增高而As含量逐渐降低;洼地耕作层(0-30cm)砷超标比例较高,洼地土壤p H随深度增加而升高,砷在垂向上分布无明显规律。(2)焦化厂冶炼厂所处的岩溶盆地土壤超标重金属为Cd和Cu,并与场地土壤功能区分类有关,堆煤与生产区土壤酸化程度较高,p H随深度增加有降低趋势。污染物即能通过大气扩散对周围区域造成影响,还能沉降到场地土壤表层并随降雨淋滤作用经地表径流和入渗向四周扩散运移,污染物无集中通道转移特征。(3)岩溶峰丛洼地系统耕作层单因子污染指数与地累积指数评价结果显示砷污染及其风险发生转移,近渣洼地属于轻微污染程度,整体风险等级较高;而离废弃渣场较远的屯脚洼地受到不同程度的污染,由于淋滤作用影响,耕作层上部几乎未收污染,耕作层中下部污染程度增加,污染风险高的区域集中于溪沟径流两侧土壤。(4)岩溶盆地微单元区的单因子污染指数、地累积指数和潜在生态风险指数评价显示厂区土壤处于中度污染水平,主要超标元素为Cd、Cu、Hg。场地土壤风险区划结果表明,整个厂区都Cu污染处于高风险区,Cd污染高风险区主要集中在堆煤区、1号生产区及生活办公区附近,Hg高风险区主要集中在生活办公区附近,污染风险与生产活动密切相关,未出现明显运移。(5)喀斯特山区重金属污染及其风险运移受到水文地质条件制约,峰丛洼地系统污染转移具有地表与地下双重的远距离运移模式,而岩溶盆地中的污染运移则与平原地区均质环境介质类似;基于水文地质条件找准污染途径,确定污染边界与区域是实现喀斯特山区重金属污染风险评估与精准区划的根本前提工作。
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