貴州安龍縣大氣干濕沉降物環(huán)境地球化學(xué)特征研究

袁盛博 李丕鵬 鮑大忠 黎富當(dāng)

摘要：為了研究大氣干濕沉降物環(huán)境地球化學(xué)特征，本文選取貴州安龍縣為研究區(qū)，通過(guò)野外地質(zhì)調(diào)查、樣品采集、測(cè)試等手段，依據(jù)大氣干濕沉降物中Hg、Cd等元素的沉降年通量判定其對(duì)土壤環(huán)境可能造成的危害，從而劃分出環(huán)境地球化學(xué)等級(jí)，分單指標(biāo)劃分出的大氣環(huán)境地球化學(xué)等級(jí)和多指標(biāo)劃分出的大氣環(huán)境地球化學(xué)綜合等級(jí)。

關(guān)鍵詞：安龍縣；大氣干濕沉降物；地球化學(xué)；等級(jí)劃分

1.序言

安龍縣是黔西南布依族苗族自治州下轄縣，地理坐標(biāo)：東經(jīng)104°60′～105°42′，北緯24°56′～25°34′，國(guó)土面積2232平方公里[1]。安龍縣交通較便利，境內(nèi)有G78汕昆高速、G324國(guó)道、S210、S313省道等公路以及鄉(xiāng)村公路，西面緊鄰興義萬(wàn)峰林機(jī)場(chǎng)。本次研究工作是依靠縣域地球化學(xué)調(diào)查評(píng)價(jià)項(xiàng)目，通過(guò)野外地質(zhì)調(diào)查、樣品采集和測(cè)試等手段，對(duì)貴州安龍縣大氣干濕沉降物環(huán)境地球化學(xué)特征進(jìn)行研究。

2.研究區(qū)概況

安龍縣河流以高寨山至仙鶴坪山脈為分水嶺，東北部分屬北盤(pán)江水系，西南部分屬南盤(pán)江水系。安龍縣屬于典型的低中山地形，地勢(shì)北高南低，中部平緩，呈階梯狀迭次下降，變化十分明顯。出露地層主要為二疊系和三疊系，巖性主要為半深海、淺海相沉積的碳酸鹽巖和海濱相、海陸交替相沉積的碎屑巖、泥巖、頁(yè)巖及煤系地層，其中以三疊系出露較全，下統(tǒng)、中統(tǒng)、上統(tǒng)均有出露，以中統(tǒng)地層分布最廣，縣境地質(zhì)構(gòu)造極為復(fù)雜，斷層褶皺廣泛發(fā)育[2]。安龍縣的重點(diǎn)污染源為一些工業(yè)企業(yè)的排放以及人類(lèi)活動(dòng)，工業(yè)企業(yè)主要集中在縣城周?chē)?，人?lèi)活動(dòng)在縣城及其周?chē)饰廴驹醇性诳h城及其周?chē)?，污染源較為集中。

3.研究方法

3.1樣品的布設(shè)及原則

安龍縣共布設(shè)大氣干濕沉降樣3件，主要布設(shè)在安龍縣333.33公頃（5000畝）壩區(qū)或萬(wàn)畝壩區(qū)附近。同時(shí)布設(shè)了1件空白缸作為對(duì)照，空白缸內(nèi)需裝滿(mǎn)蒸餾水，密封后放置在室內(nèi)干凈處，同其他接塵缸同時(shí)間回收。

樣點(diǎn)布設(shè)布設(shè)在人口稀少地區(qū)，主動(dòng)避開(kāi)了道路揚(yáng)塵、餐飲和工礦企業(yè)廢氣排放等明顯影響地區(qū)。

3.2樣品采集

（1）大氣干濕沉降物接塵缸放置1年后，按照規(guī)定回收樣品。

（2）根據(jù)大氣干濕沉降物接收量不同，可采取以下方法回收：大氣干濕沉降物接收量較少時(shí)，首先用橡皮頭的玻璃棒把缸壁擦洗干凈，將缸內(nèi)溶液和塵粒全部轉(zhuǎn)入500ml干凈的容器中，及時(shí)送實(shí)驗(yàn)室；大氣干濕沉降物接收量較多時(shí)，首先將有干濕沉降物的接塵缸準(zhǔn)確稱(chēng)重，記為G1（總質(zhì)量），之后用玻璃棒充分?jǐn)噭蚝笕?000ml，并稱(chēng)取1000ml的質(zhì)量，計(jì)算密度ρ，及時(shí)送實(shí)驗(yàn)室；將接塵缸內(nèi)壁清洗干凈，晾干后，準(zhǔn)確稱(chēng)量總質(zhì)量，記為G2。

3.3干濕沉降物樣品制備

濕沉降物樣品：能夠澄清的樣品由送樣單位在送檢前從接沉缸中分取，并按規(guī)定進(jìn)行處理制備；不能澄清的樣品由送樣單位全部用0.45μm聚酯纖維濾膜過(guò)濾后取清液處理后送實(shí)驗(yàn)室檢測(cè)。

干沉降物樣品的制備：送樣單位送到實(shí)驗(yàn)室的沉淀物和懸濁液（分取可澄清樣品清液剩余物質(zhì)）用0.45μm聚酯纖維濾膜全部過(guò)濾后，記錄濾液體積，棄去濾液[3]。濾網(wǎng)上部物質(zhì)風(fēng)干或在低于65℃條件下烘干，稱(chēng)重，制成分析樣；不能澄清的樣品由送樣單位全部用0.45μm聚酯纖維濾膜過(guò)濾后將濾膜和上部物質(zhì)陰干至半干燥送實(shí)驗(yàn)室，實(shí)驗(yàn)室收到樣品后（包含每批次2張空白濾膜），將濾膜和懸浮物移至在65℃條件下已恒重的稱(chēng)量瓶中，于烘箱在65℃條件下烘干并稱(chēng)重，記錄懸浮物質(zhì)量；瑪瑙研缽磨細(xì)、混勻，分取適量裝袋或瓶，供分析用，剩余試樣作副樣保存。

4.分析及評(píng)價(jià)指標(biāo)的確定

（1）大氣干濕沉降物樣品分析：干沉降物樣品分析Cd、As、Hg、Cr、Pb等5個(gè)參數(shù)，濕沉降物樣品分析pH、F-、Cr6+、Cd、As、Pb、Hg、Zn、Se、B、Ge等11個(gè)參數(shù)[4]。

（2）大氣干濕沉降物環(huán)境地球化學(xué)等級(jí)劃分

大氣干濕沉降物環(huán)境地球化學(xué)等級(jí)劃分指標(biāo)為鎘和汞的沉降年通量密度，劃分標(biāo)準(zhǔn)值見(jiàn)表1。

按照表1給出的劃分標(biāo)準(zhǔn)值，當(dāng)大氣干濕沉降物評(píng)價(jià)指標(biāo)年沉降通量含量鎘≤3或者汞≤0.5時(shí)為一等，數(shù)字代碼為1，表示大氣干濕沉降物沉降對(duì)土壤環(huán)境質(zhì)量影響不大；當(dāng)大氣干濕沉降物評(píng)價(jià)指標(biāo)年沉降通量鎘≤3或者汞≤0.5時(shí)為二等，數(shù)字代碼為2，表示大氣干濕沉降物沉降對(duì)土壤環(huán)境質(zhì)量影響較大。

在大氣干濕沉降物單項(xiàng)指標(biāo)環(huán)境地球化學(xué)等劃分的基礎(chǔ)上，單個(gè)評(píng)價(jià)單元的大氣干濕沉降物環(huán)境地球化學(xué)等級(jí)等同于單指標(biāo)劃分出的環(huán)境地球化學(xué)等級(jí)最差的等別，即遵循就低不就高原則。

5.大氣干濕沉降物元素環(huán)境地球化學(xué)特征

5.1大氣干濕沉降物元素含量

本次調(diào)查評(píng)價(jià)，安龍縣共采集了3件大氣干濕沉降樣品，各樣品元素含量見(jiàn)表2，各樣品元素含量空間分布見(jiàn)圖1。

5.2大氣干濕沉降物年通量密度特征及其空間分布

大氣干濕沉降是元素從外源進(jìn)入土壤的主要途徑之一，跨區(qū)域性和長(zhǎng)距離傳輸是大氣干濕沉降的重要特征[5-6]。大氣干濕沉降年通量密度的計(jì)算公式為：

Qj沉降=（Cj濕×Vj濕+ Cj干×Vj干）×A

式中：Qj沉降為大氣干濕沉降j元素的沉降通量密度，Cj濕為濕沉降j元素的含量，Vj濕為接塵缸中濕沉降的體積；Cj干為干沉降j元素的含量，Vj干為接塵缸中干沉降的重量；A為換算常數(shù)，A=1.0×104cm2/（24×24×3.14）cm2，1.0×104cm2為1m2土壤的面積，（24×4×3.14）cm2為接塵缸口（直徑48cm）的面積。

經(jīng)計(jì)算，安龍縣三個(gè)大氣干濕沉降樣沉降通量密度見(jiàn)表3，圖2。

6.大氣干濕沉降物環(huán)境地球化學(xué)等級(jí)劃分

大氣干濕沉降物鎘、汞的環(huán)境地球化學(xué)等級(jí)：由表2可知，安龍縣三個(gè)大氣干濕沉降樣Cd年沉降通量含量遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于標(biāo)準(zhǔn)值，所以安龍縣大氣干濕沉降樣Cd環(huán)境地球化學(xué)等級(jí)為一等；安龍縣三個(gè)大氣干濕沉降樣Hg年沉降通量含量遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于標(biāo)準(zhǔn)值，所以安龍縣大氣干濕沉降樣Hg環(huán)境地球化學(xué)等級(jí)為一等。

大氣干濕沉降物環(huán)境地球化學(xué)綜合等級(jí)：根據(jù)前述確定的指標(biāo)評(píng)價(jià)規(guī)則，由于安龍縣鎘和汞劃分出的大氣干濕沉降物環(huán)境地球化學(xué)等都為一等，所以安龍縣大氣干濕沉降物環(huán)境地球化學(xué)綜合等為一等。

參考文獻(xiàn)：

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