嘉陵江流域紫色土区土壤磁化率和粒度对重金属污染的响应特征.pdf
《嘉陵江流域紫色土区土壤磁化率和粒度对重金属污染的响应特征.pdf》由会员分享,可在线阅读,更多相关《嘉陵江流域紫色土区土壤磁化率和粒度对重金属污染的响应特征.pdf(7页珍藏版)》请在咨信网上搜索。
1、第 41 卷 第 4 期2023 年 8 月四川农业大学学报Journal of Sichuan Agricultural UniversityVol.41 No.4Aug.2023嘉陵江流域紫色土区土壤磁化率和粒度对重金属污染的响应特征周如玉1,王迪2,文敏3,文星跃4*(1.四川省自贡市乡村振兴发展服务中心,四川 自贡 643000;2.中国地质大学(北京)地球科学与资源学院,北京 100083;3.西华师范大学国土资源学院,四川 南充 637002;4.西华师范大学环境科学与工程学院,四川 南充 637002)摘要:【目的】嘉陵江流域紫色土区是长江上游重要的农业区,人为作用对土壤扰动较强
2、,水土流失严重,探讨该区不同土地利用方式下土壤重金属污染现状及其对磁化率和粒度的影响,对长江上游生态环境保护具有重要意义。【方法】采集并测试了嘉陵江流域中段南充市城区和郊区不用土地利用方式下78个表层土壤的重金属元素(Cr、Ni、Cu、Zn、As、Cd、Pb和Mn)、磁化率和粒度组成,采用数理统计方法对这3个指标进行了相关性分析。【结果】研究区土壤质量磁化率与频率磁化率、粒度相关性不显著,有别于自然发育土壤和污染严重土壤,表明人为作用改变了土壤自然发育形成的物理性质,但土壤未受污染;土壤磁性颗粒主要受人类活动影响,表现为频率磁化率偏低;质量磁化率与主要重金属污染元素呈显著正相关,Pb、Cu和A
3、s是研究区主要的外源性输入物;土壤黏粒含量与Cr、Ni、Cu、Zn及As呈显著正相关,而与Cd呈显著负相关,粒度与Pb相关性不显著;土壤中Cd、Cr和Ni主要受控于自然因素,未受人为活动影响。【结论】土壤磁化率、粒度特征及其与重金属含量的相关性分析可初步判断土壤是否受到污染,并辨识主要重金属污染物。关键词:紫色土;重金属污染;磁化率;粒度;环境响应中图分类号:S153.1;X53 文献标志码:A 文章编号:1000-2650(2023)04-0683-07Response of Magnetic Susceptibility and Particle size to Heavy Metal P
4、ollution for the Purple Soil in the Jialing River Basin,ChinaZHOU Ruyu1,WANG Di2,WEN Min3,WEN Xingyue4*(1.Rural Revitalization and Development Service Center of Zigong City,Zigong 643000,Sichuan,China;2.School of Earth Science and Resources,China University of Geosciences(Beijing),Beijing 100083,Chi
5、na;3.College of Land and Resource,China West Normal University,Nanchong 637002,Sichuan,China;4.College of Environmental Science and Engineering,China West Normal University,Nanchong 637002,Sichuan,China)Abstract:【Objective】As an important agricultural area in the upper reaches of the Yangtze River,p
6、urple soil area in the Jialing River Basin has serious soil erosion as the purple soil was frequently disturbed by humans.It is helpful for protection of ecological environment to investigate the status of heavy metal pollution and its relation with magnetic susceptibility and particle size of soils
7、 in the region.【Method】Heavy metal elements(Cr,Ni,Cu,Zn,As,Cd,Pb and Mn),magnetic susceptibility and grain size composition of 78 topsoil samples in the urban and suburban areas of Nanchong City in the middle Jialing River,and their correlations were analyzed.【Result】The insignificance relationships
8、 between the magnetic susceptibility,frequency magnetic susceptibility and particle size,are different from the correlation from that of the obvious polluted soil or the soil formed in natural environment,indicating that the soil doi:10.16036/j.issn.1000-2650.202103199收稿日期:2021-12-21基金项目:国家自然科学基金(41
9、671220)。作者简介:周如玉,硕士研究生,E-mail:。*责任作者:文星跃,博士,教授,主要研究方向为土壤发生与环境变化,E-mail:。四川农业大学学报第 41 卷 physical properties ascribed by natural development were changed by human activities,whereas the soil was not polluted.The soil magnetic particles were mainly affected by human activities,resulted in a low frequen
10、cy susceptibility.The mass magnetic susceptibility was significantly positively correlated with the main pollution elements including Pb,Cu,and As.A significantly positive relationship was detected between the clay content and the elements of Cr,Ni,Cu,Zn and As,whereas the clay content was obvious n
11、egatively correlated with Cd.The particle size had no correlation with Pb.Cd,Cr and Ni contents of the soils were mainly controlled by natural factors and were not affected by human activities.【Conclusion】The correlation analysis between soil magnetic susceptibility,particle size characteristics and
12、 heavy metal content may be used as a method for identifying heavy metal pollution of soil environment.Keywords:purple soil;heavy metal pollution;magnetic susceptibility;grain size distribution;environmental response磁化率和粒度作为土壤或沉积物的重要物理参数,广泛运用于土壤学和环境地学方面的研究。土壤受到污染可导致磁化率变化,前人研究认为土壤重金属污染会导致磁化率增加1-5。土壤粒
13、度与磁化率具有较强的相关性,自然发育土壤中黏粒与磁化率呈显著正相关6-7,而人类活动的扰动会改变这一相关性,出现与上述相反的变化8。目前已有的相关研究多针对工业较发达地区或明显受到污染的土壤,且侧重土壤重金属污染风险评价,而针对非工矿区或主观无法辨识是否受到污染区域的土壤磁性、粒度特征与重金属之间的联系尚不清楚。嘉陵江是长江上游重要支流,流域内广泛分布中生代紫色砂岩和泥岩,其上发育的新成土颜色继承母质,称为紫色土。流域内农耕活动发达,紫色土是当地重要的农业生产资源。因土层较薄,且受地形起伏较大和土地资源利用加剧的影响,紫色土区水土流失严重,前人在土壤侵蚀、土壤性质与生物多样性等方面开展了大量研
14、究工作9-13,但缺乏土壤重金属污染与磁化率、粒度的相关性研究。探讨这一问题将有助于科学评价嘉陵江流域紫色土区土壤质量,为长江上游生态环境治理与保护提供参考。1材料和方法1.1试验材料研究区为长江上游嘉陵江中游南充段支流西溪河流域,位于四川盆地东北部。气候属中亚热带湿润季风性气候,年均气温约17.5,年降水量在9801 150 mm之间。研究区为浅丘地貌,土壤以紫色土为主,母质为侏罗系遂宁组紫红色砂岩和泥岩。样品采集控制在南充市西溪河下游,覆盖面积约8 km2。以200 m200 m网格为基础布点计划采样,因研究区属丘陵地貌,地形起伏较大,西溪河右岸林地和居民点较多。因此,实际野外采样主要考虑
15、代表性地类。每个样地按“S”形采集46个表层土样(020 cm),均匀混合后按四分法缩分至约1 kg为土样,剔除石块、根系等,密封好带回实验室风干。在南充市城郊共采集78个表层土壤样品,其中郊区47个,城区31个。样品涉及的土地利用类型及面积如表1所示。为测试重金属背景值,采集研究区代表性砂岩样品2个,泥岩样品6个(图1)。1.2试验方法粒度测试仪器为马尔文Mastersizer 3000粒度分析仪。样品上机测试前分别用10%双氧水和10%图1研究区位置与样点分布Figure 1Location of the study area and sampling sites684第 4 期周如玉,等
16、:嘉陵江流域紫色土区土壤磁化率和粒度对重金属污染的响应特征稀盐酸处理去除有机质和碳酸盐,并用0.05 mol/L六偏磷酸钠分散剂和超声波振荡器分散。土壤磁化率采用MS2型磁化率仪(英国Bartington)测定,分别测定样品低频磁化率(lf,0.47 kHz)和高频磁化率(hf,4.7 kHz),并由公式fd=(lf-hf)/lf100计算出频率磁化率(fd)14。土壤和岩石样品重金属含量采用Explorer 9000仪器(国产)测定,仪器具有快速定量测定的特点,且重复性较好,检测范围为1 ppm99.99%。土壤pH采用酸度计测定,水土比为2.5 1。此外,数据统计、相关性分析等操作采用Or
17、igin 9.0和SPSS 21.0软件。2结果与讨论2.1重金属含量特征样品重金属含量数据统计如表1所示。所测重金属的变异系数范围为10.75%39.82%,由大到小依次为Cu(39.83%)、Pb(37.16%)、As(33.17%)、Ni(31.96%)、Cr(24.06%)、Zn(23.86%)、Mn(21.49%)和Cd(10.75%),未出现大于100%的强变异类型。通常,变异系数越大说明土壤中该元素的空间分表1土壤重金属含量及pH描述统计Table 1Descriptive statistics of heavy metals contents and pH for the sa
18、mpling soils地类Land type果园(n=5)撂荒地(n=12)耕地(n=19)林地(n=8)公园绿化地(n=7)滩涂(n=15)公路绿化地(n=7)小区绿化地(n=5)面积Acreage/km20.200.480.760.320.280.600.280.20Cr/(gg-1)36.3268.32a57.59b/21.36c46.7787.0162.32/19.2641.5491.2364.99/22.9035.9385.4956.24/30.3029.6270.4854.36/28.7136.8760.1149.60/13.9538.0955.9648.62/13.4838.1
19、359.5347.58/20.51Ni/(gg-1)30.1251.0842.76/18.0023.4847.3840.32/17.357.9347.6338.77/23.9213.6549.2037.32/33.804.4245.8631.46/53.978.6243.7828.27/38.3013.8743.8529.03/34.1320.4045.6034.34/30.06Cu/(gg-1)18.0938.4632.09/25.7223.6338.0331.64/14.1219.5287.8235.26/39.6415.5238.7030.99/30.3013.9237.0126.75/
20、36.2017.4040.3723.96/28.1021.8291.3940.18/61.1817.1837.7025.51/32.35Zn/(gg-1)77.64107.6797.32/12.2982.84125.99100.92/14.9964.98121.69100.65/15.2150.04120.4988.14/30.9235.8198.0175.13/31.0754.38112.4878.63/20.5066.5891.1581.16/12.3455.01162.3989.00/49.33As/(gg-1)8.2414.8210.83/25.038.3914.5411.24/19.
21、127.3614.6311.09/20.395.7415.049.65/35.395.8312.139.03/31.645.5613.428.43/27.547.2929.4412.46/60.976.4311.848.42/24.07Cd/(gg-1)0.230.290.24/10.740.200.270.24/9.440.190.250.23/8.250.220.290.24/11.750.190.290.24/15.030.200.290.24/9.040.170.240.22/11.740.210.300.24/15.28Pb/(gg-1)22.5229.2827.07/9.9625.
22、2531.4328.07/8.9324.4037.7628.98/10.3620.5031.7927.14/12.8221.1330.2325.77/12.2216.2233.8826.55/16.6922.64115.5938.93/86.9822.0026.9224.37/8.37Mn/(gg-1)513.301 099.35741.05/30.99357.82894.20665.96/25.25489.24803.97668.96/15.80446.18858.91682.16/24.53359.52849.63636.02/25.61467.30907.83672.80/17.5243
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 嘉陵江 流域 紫色土 土壤 磁化率 粒度 重金属 污染 响应 特征
1、咨信平台为文档C2C交易模式,即用户上传的文档直接被用户下载,收益归上传人(含作者)所有;本站仅是提供信息存储空间和展示预览,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对上载内容不做任何修改或编辑。所展示的作品文档包括内容和图片全部来源于网络用户和作者上传投稿,我们不确定上传用户享有完全著作权,根据《信息网络传播权保护条例》,如果侵犯了您的版权、权益或隐私,请联系我们,核实后会尽快下架及时删除,并可随时和客服了解处理情况,尊重保护知识产权我们共同努力。
2、文档的总页数、文档格式和文档大小以系统显示为准(内容中显示的页数不一定正确),网站客服只以系统显示的页数、文件格式、文档大小作为仲裁依据,平台无法对文档的真实性、完整性、权威性、准确性、专业性及其观点立场做任何保证或承诺,下载前须认真查看,确认无误后再购买,务必慎重购买;若有违法违纪将进行移交司法处理,若涉侵权平台将进行基本处罚并下架。
3、本站所有内容均由用户上传,付费前请自行鉴别,如您付费,意味着您已接受本站规则且自行承担风险,本站不进行额外附加服务,虚拟产品一经售出概不退款(未进行购买下载可退充值款),文档一经付费(服务费)、不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
4、如你看到网页展示的文档有www.zixin.com.cn水印,是因预览和防盗链等技术需要对页面进行转换压缩成图而已,我们并不对上传的文档进行任何编辑或修改,文档下载后都不会有水印标识(原文档上传前个别存留的除外),下载后原文更清晰;试题试卷类文档,如果标题没有明确说明有答案则都视为没有答案,请知晓;PPT和DOC文档可被视为“模板”,允许上传人保留章节、目录结构的情况下删减部份的内容;PDF文档不管是原文档转换或图片扫描而得,本站不作要求视为允许,下载前自行私信或留言给上传者【自信****多点】。
5、本文档所展示的图片、画像、字体、音乐的版权可能需版权方额外授权,请谨慎使用;网站提供的党政主题相关内容(国旗、国徽、党徽--等)目的在于配合国家政策宣传,仅限个人学习分享使用,禁止用于任何广告和商用目的。
6、文档遇到问题,请及时私信或留言给本站上传会员【自信****多点】,需本站解决可联系【 微信客服】、【 QQ客服】,若有其他问题请点击或扫码反馈【 服务填表】;文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“【 版权申诉】”(推荐),意见反馈和侵权处理邮箱:1219186828@qq.com;也可以拔打客服电话:4008-655-100;投诉/维权电话:4009-655-100。