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嘉峪关市酒钢周边不同类型表土的重金属和环境磁学特征相关性研究

土壤是生态、水、气系统之间物质和能量交换的重要介质,人类生存环境的重要支撑。然而,由于人类生产、生活等活动的影响,土壤环境的物质组成、结构和功能等要素在与外部环境的物质和能量交换过程中发生了巨大变化,产生了各种各样的土壤环境问题。近年来,钢铁厂“三废”排放对周围土壤的严重污染尤其引人关注。嘉峪关市酒泉钢铁集团公司位居中国制造业500强前列,冶炼活动强度大,对周边的土壤环境质量影响明显。但是,有关的研究还不够深入。为此,本文以酒钢周边不同类型表土的重金属和磁性矿物为研究对象,评价其土壤环境质量,分析其影响因素,以期为该区域土壤环境风险评估和治理修复研究提供科学依据。
  本研究主要内容包括:⑴酒钢周边不同类型表土中金属元素含量的变化趋势大致类似,都在最表层最大。各元素之间存在相关性,相关系数0.18~0.62。金属污染现状评价结果显示:污染在垂向上主要集中在5cm以上土壤;污染在水平向上受风向和土壤类型的影响,钢铁厂上风向属轻度污染,下风向4km范围内属重度污染,通过单因子污染指数和内梅罗综合污染指数说明在采样区的西北方向污染很重,而在东南方向较轻。⑵各种类型土壤的磁化率变化趋势与金属元素一致。在深度0~1cm范围内磁化率突然变大,在0.1cm处最大;1~5 cm,磁化率值逐渐升高;5~20cm,磁化率变化不大。不同表土中的磁性矿物含量从高到低依次为戈壁>耕地>山地,但都以低矫顽力的磁铁矿和较粗的假单畴颗粒为主。西北方向污染程度严重,系受钢厂工业污染物排放的影响,与当地低空盛行风向有关。⑶与常规化学方法相比,环境磁学方法简便、快速、经济、不破坏样品且无二次污染。研究区土壤的磁化率浓集因子(Si)和重金属元素含量之间正相关,显示磁性矿物和重金属元素具有同源性。本文分别运用磁化率浓集因子和金属元素污染判断指标评价酒钢周边表土的重金属污染程度,发现两者之间具有很好的一致性,这表明磁化率浓集因子确实是一种快速而经济的监测与评价土壤污染的指标。

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