● 摘要
本文选取长青工业园,把园区周边农田土壤和地表灰尘作为一个有机整体,采集研究区周边110个农田土壤样品和35个地表灰尘样品,系统的研究了长青工业园周边农田土壤和地表灰尘中As、Hg元素的含量水平、空间分布特征以及农田土壤中砷元素的赋存形态和迁移转化特征,讨论了砷、汞元素全量及各赋存形态含量与理化性质间的关系,并对研究区农田土壤和地表灰尘中砷、汞元素的环境风险、潜在生态风险以及其对人体的健康风险进行评价。本研究的主要结论如下:
1.长青工业园区农田土壤和地表灰尘的pH值分别是8.45、8.26;电导率平均值分别是198.56、275.76μs/cm;烧失量(LOI)分别是6.98%、8.37%;低频磁化率(LF)分别是148.99×10-8m3/kg、315.8×10-8m3/kg,高频磁化率(HF)分别是134.5×10-8m3/kg、307×10-8m3/kg,频率磁化率(FD)分别是9.71%、2.94%;机械组成结果显示,研究区农田土壤主要以粉粒和黏粒为主(粉粒66.25%、黏粒25.2%),地表灰尘则主要以粉粒和沙砾为主(粉粒52.46%、沙砾35.57%);研究区农田土壤和地表灰尘中常量元素组成与地壳丰度基本一致。
2.农田土壤中As、Hg元素的平均含量为14.6μg/g、0.092μg/g,各为陕西表层土壤元素背景值的1.3和3.1倍;地表灰尘中As、Hg元素的平均含量为23.3μg/g、0.247μg/g,分别为陕西表层土壤元素背景值的2.1和8.2倍。同国内外其它研究区土壤和灰尘中As、Hg含量相比较,长青工业园区周边农田土壤中As元素的平均含量较高,Hg元素的平均含量较低;长青工业园区周边地表灰尘中As元素的平均含量处于中等地位,Hg元素的平均含量较高。
3.农田土壤中As在二电厂的西侧和铅锌厂的北侧、东侧富集程度较高,其中,以铅锌厂东侧富集程度最高;农田土壤中Hg在两厂的西北、东南方向上富集程度较高,在两厂的东西向两侧位置上富集程度较低。地表灰尘中As在铅锌厂周边(B区)累积浓度较高,而二电厂周边(A区)含量较低;地表灰尘中Hg累积浓度较高的地块分别位于二电厂和铅锌厂的东南方向。
4.农田土壤中As元素各赋存形态的分布规律为:残余态(84.77%)>可氧化态(7.46%)>可还原态(4.47%)>乙酸提取态(3.3%),研究区农田土壤中As元素主要以残余态存在,而“非稳定态”约占15%。
5.农田土壤和地表灰尘中As、Hg含量及富集特征受介质理化性质影响,研究区土壤中As元素的乙酸可提取态与多项土壤理化性质具有相关性,而可氧化态和残渣态与所有土壤理化性质均没有表现出相关性。
6.地积累污染指数评价结果表明,农田土壤中As整体上属于无污染,Hg整体上属于轻度污染;地表灰尘中As属于轻度污染,Hg属于偏中度污染。潜在生态风险评价显示,农田土壤中As的潜在生态风险属于轻微水平,Hg的潜在生态风险属于高水平;地表灰尘中As的潜在生态风险属于轻微水平,而Hg具有极高的潜在生态风险。
7.健康风险评价结果表明,长青工业园周边农田土壤和地表灰尘中As、Hg的各项非致癌健康风险表现为儿童大于成人,而As的致癌风险表现为成人大于儿童;农田土壤和地表灰尘中As、Hg对于成人和儿童均未形成非致癌风险和致癌风险,不会对居民身体健康产生重大不良影响。
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