典型黑色岩系分布区土壤重金属污染与生物有效性研究

赵万伏; 宋垠先; 管冬兴; 马强; 郭超; 文宇博; 季峻峰

文章摘要

赵万伏,宋垠先,管冬兴,马强,郭超,文宇博,季峻峰.典型黑色岩系分布区土壤重金属污染与生物有效性研究[J].农业环境科学学报,2018,37(7):1332-1341.

典型黑色岩系分布区土壤重金属污染与生物有效性研究

Pollution status and bioavailability of heavy metals in soils of a typical black shale area

投稿时间：2018-05-07

DOI：10.11654/jaes.2018-0595

中文关键词: 地质高背景黑色页岩重金属分布特征生物有效性

英文关键词: geogenic high background black shale heavy metals distribution characteristic bioavailability

基金项目:国家重点研发计划专项（2017YFD0800303）；中国地质调查局工作项目（12120115048301；121201108000150012-9）

作者	单位
赵万伏	南京大学表生地球化学教育部重点实验室, 南京 210023 宁夏回族自治区国土资源调查监测院, 银川 750002
宋垠先	河海大学环境学院, 南京 210098
管冬兴	南京大学表生地球化学教育部重点实验室, 南京 210023
马强	南京大学表生地球化学教育部重点实验室, 南京 210023
郭超	南京大学表生地球化学教育部重点实验室, 南京 210023
文宇博	南京大学表生地球化学教育部重点实验室, 南京 210023
季峻峰	南京大学表生地球化学教育部重点实验室, 南京 210023

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中文摘要:

风化作用条件下，黑色页岩富含的重金属元素释放到环境中，会引起土壤重金属污染。运用生态地球化学的分析手段，对发育于浙江寒武系黑色页岩地层（荷塘组）土壤的重金属污染现状、来源、分布特征及其生物有效性进行系统研究。结果表明，研究区土壤重金属Cd、As、Cu、Zn和Hg均存在超标现象，超标率分别为67.81%、7.81%、7.18%、4.68%和1.87%；而Se、Ni、Pb和Cr等未超标；对黑色页岩和土壤重金属分布特征进行分析可知，超标土壤分布区域与黑色页岩发育区域基本吻合，土壤中Cd、Cu、Se、Ni、Zn等重金属主要来源于黑色页岩风化释放；土壤重金属的生物有效性因来源不同而差异显著，其生物可利用率顺序为Cd > Zn > Se > Ni > As > Pb > Cu > Cr；Cd等元素的高生物可利用率对当地生态环境产生潜在的危险。

英文摘要:

Black shale is rich in heavy metals, which may be liberated to the environment and cause soil pollution. In this paper, the pollution status, sources, distribution characteristics and bioavailability of heavy metal in soils derived from Cambrian black shales in Zhejiang were investigated from an ecological geochemistry perspective. The results showed that Zn concentration, Hg, Cd, Cu and As in soils of the study area exceeded the maxium accessible limits, by a factor of 67.81%, 7.81%, 7.18%, 4.68% and 1.87%, respectively, whereas Se concentration, Ni, Pb and Cr remained below the limits. By comparing the distribution characteristics of both black shale and heavy metals in soils, good match between the two was found. The released heavy metals(Cd, Cu, Se, Ni and Zn) from the weathering of black shale parent materials contributed considerably to their accumulation and pollution in soils. Heavy metals of different sources resulted in distinct bioavailability in soils, following the order Cd > Zn > Se > Ni > As > Pb > Cu > Cr. The existence of Cd and other elements of high bioavailability in soils of the study area may cause harm to the local ecological environment.

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