广东省被公认为中国最具活力和经济最繁荣的地区之一,拥有高度城市化的地区和重工业发达的城市。
然而,日益增长的经济活力也造成农业土壤中重金属积累,为了揭示土壤重金属积累的主要原因,来自广州地化所的研究者们对农业土壤中的镉含量进行了全面研究,即通过浓缩、连续萃取和双同位素分析相结合的方法,旨在确定镉的污染水平并确定镉和铅的来源,同时分析这些来源造成的重金属富集原理,以进一步开发一种有效的,可在不同区域农业土壤中标记镉铅的示踪系统。
▲实验以韶关、广州作为研究对象
两座城市均选择农业种植密集区,其中韶关的土壤主要为红壤,广州的土壤则来源各种母质如花岗岩、珠江冲积层和砂岩。
▲其中韶关(左)是广东的重工业区
一般来说,韶关土壤中镉的主要形态是F1可交换态(34.1-62.4%)和F3铁锰氧化态(12.1-41.1%),其中F1的平均比例(42.6%)要稍高于F3(21.3%),而铅里面则是残留态最多,特别是广州的土壤,F5平均比例达74.3%。
▲土壤中镉和铅的分布形式(F1-F5代表五种形态)
韶关的土壤镉浓度在1.11-3.28μg/g之间,平均值为0.63μg/g,而广州的镉浓度只有0.11-0.736μg/g,平均值为0.245μg/g,这说明广州农田土壤的镉污染较韶关要轻。
▲土壤、灌溉水和肥料样本中的镉浓度和同位素组成
韶关土壤的铅含量在105-250μg/g之间,平均值为148μg/g,广州的土壤铅含量则相对较低,为11.3-27.5μg/g之间,平均值为16.3μg/g,这说明,广州土壤的铅污染相较于韶关也是更轻。
▲土壤、灌溉水和肥料样本中的铅浓度和同位素组成
贝叶斯分析结果显示,韶关土壤中的镉有42.6%来源于工业,34.1%来源于交通,12.2%来源于城市;广州土壤中的镉有26.6%来自城市,26.3%来自农业,19.9%来自交通,18.6%来自工业。这些结果证实了工业活动产生的污染物,尤其是那些通过大气传播的污染物,可以传播到遥远的地区并对其产生重大影响,说明控制工业区大气重金属污染很重要!
▲贝叶斯同位素混合模型计算得出镉的来源占比
原文链接
https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2024.133568
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