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不同污染区土壤中汞的赋存形态及分布规律

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摘 要

Abstract

1绪论

1.1土壤汞的来源与迁移转化

1.1.1土壤中汞的来源

1.1.2土壤中汞的形态及转化

1.1.3影响汞形态转化的因素

1.2不同污染源土壤汞的分布特征

1.2.1不同污染源土壤总汞分布

1.2.2不同污染源土壤形态汞的分布

1.3不同土地利用方式对土壤重金属汞的影响

1.4研究的意义、内容及技术路线

1.4.1研究意义

1.4.2研究内容

1.4.3技术路线

2材料与方法

2.1研究区域概况

2.1.1汞矿区概况

2.1.2燃煤电厂概况

2.1.3背景区概况

2.2采样点的布设和土壤采集

2.2.1采样点的布设

2.2.2 样品采集

2.3样品的分析测定方法

2.3.1 土壤理化性质的测定

2.3.2土壤总汞的测定

2.3.3土壤形态汞的测定

2.3.4样品分析

2.4实验数据质量控制

2.4.1标准工作曲线

2.4.2空白试验

2.4.3标准物质的测定

2.4.4平行样品的测定

2.5土壤中重金属汞的污染评价方法

2.6 数据处理

3不同污染区重金属汞在土壤中的分布规律

3.1不同污染区间土壤总汞分布特征

3.1.1 不同污染区土壤中总汞含量变化及污染评价

3.1.2 不同污染区土壤中总汞的水平分布特征

3.2不同污染区土壤中汞的形态分布特征

3.2.1不同污染区汞的形态分布

3.2.2不同污染区汞形态分布特征的差异

3.3土壤中汞的形态分布影响因素分析

3.4小结

4不同土地利用方式下万山汞矿区土壤汞的形态分布规律

4.1 不同土地利用方式下表层土壤总汞的分布特征

4.2 不同土地利用方式下表层土壤汞的形态分布特征

4.3不同土地利用方式下土壤中汞的形态分布影响因素分析

4.5小结

5不同土地利用方式下万山汞矿区土壤汞的剖面分布特征

5.1不同土地利用方式下土壤剖面的理化性质

5.2不同土地利用方式下土壤总汞的剖面分布

5.3不同土地利用方式下土壤形态汞的剖面分布

5.3.1 稻田形态汞

5.3.2荒地形态汞

5.3.3 旱地形态汞

5.4 小结

6结论与展望

6.1研究结论

6.2论文创新点与不足

参考文献

致 谢

附 录

原 创 性 声 明

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摘要

汞是全球性的重金属污染物,为进一步深化对不同污染源土壤汞的赋存形态及迁移转化特征的认识,本文对贵州省铜仁万山汞矿区、大龙燃煤电厂区土壤汞进行研究,以贵阳花溪无污染土壤为对照,主要探讨不同污染源及不同土地利用方式下土壤中汞的形态变化及其影响机制。结论如下: 1、万山汞矿区的表层土壤总汞含量范围为0.308~72.2 mg·kg-1,平均值为22.7 mg·kg-1;大龙燃煤电厂汞含量范围为0.304~0.899 mg·kg-1,平均值为0.648 mg·kg-1;而无污染区汞含量范围为0.062~0.408 mg·kg-1,平均值为0.179 mg·kg-1。在水平方向上,万山汞矿区靠近污染源的土壤汞含量相对较高,随着距离的增加而显著下降;大龙燃煤电厂区土壤汞在距燃煤电厂2.5 km 范围内呈现先减小后增大的趋势;对照区土壤汞分布无明显变化规律。不同污染区土壤中汞的形态分布存在一定差异,万山汞矿区土壤汞主要以残渣态为主,其次为有机结合态,分别占总汞的 66.6%和30.0%;大龙燃煤电厂土壤汞以有机结合态为主,占总汞的75.7%,残渣态汞仅占总汞17.5%。土壤pH在一定程度上影响了土壤中汞的活性,万山汞矿区溶解态与可交换态汞占总汞的百分数与pH呈现极显著负相关,相关系数为-0.640**;大龙燃煤电厂区氧化态汞的百分比与pH呈显著负相关,相关系数为-0.641*。 2、万山汞矿区不同土地利用方式下表层土壤总汞含量由高到低依次为:荒地(37.4 mg·kg-1)>稻田(18.2 mg·kg-1)>旱地(12.6 mg·kg-1),汞浓度主要受源强的影响。差异显著性分析结果显示,不同土地利用类型土壤汞的形态分布差异未达到显著水平,土地利用方式对土壤汞的形态分布没有产生明显影响。相关分析结果显示,不同土地利用方式下土壤pH值对土壤中汞的活性有显著影响,荒地土壤中氧化态汞和有机结合态汞占总汞的百分比与土壤pH呈显著负相关,相关系数分别为-0.991** 和-0.936*;旱地土壤 pH 与氧化态汞的百分比有极显著负相关,相关系数为-0.933**;稻田土壤 pH 与残渣态汞的百分比有显著正相关,相关系数为0.949*。荒地土壤中氧化态汞和有机结合态汞占总汞的百分比与有机质呈显著正相关,相关系数为 0.896*和 0.948*,而稻田土壤有机质与残渣态汞的百分比有显著正相关,相关系数为0.891*,不同土地利用方式下有机质对土壤汞的形态分布的影响还有待进一步研究。 3、在垂直方向上,不同土地利用方式下土壤总汞的含量总体上都是随土壤深度加深而减小,土壤中的汞主要在0~40 cm的土层中富集,说明该土壤Hg来源主要是外源性物质输入。不同土地利用方式对剖面土中汞的形态的垂直分布有一定的差异。各形态汞的含量随着土壤深度的增加而减少,但在不同土地利用方式下,其百分比呈不规则增减。稻田中氧化态汞和有机结合态汞的百分比随土壤深度的增加而增加,残渣态汞的百分比则呈下降趋势;荒地中氧化态汞随土壤深度的增加呈不规则增加或减少,有机结合态汞的百分比随土壤深度的增加而递减,而残渣态汞则呈增加趋势;旱地中氧化态汞的百分比随深度的增加而增加,有机结合态汞的百分比随深度的增加而递减,而残渣态汞则呈增加趋势。

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