💡 亮点
1. 沿海矿区的水文循环驱动着金属的分布;
2. Cd、Cu和Cr的Kd值可通过总金属的含量进行预测;
3. 大团粒显著影响着Co、Cr、Cu、Mn、Ni、Pb和Zn的分布;
4. 0.15 mm粒径中矿物成分更容易发生变化。
👩🔬 摘要
土壤团聚体大小在控制金属的分布和运移方面起着重要作用。固定在土壤颗粒中的金属将通过产/汇流和入渗构成潜在风险。本研究通过建立结构方程模型(SEM)和柱实验,在一个修复后的沿海矿区基于土壤团聚体大小探究了金属的分布行为。研究结果表明:由于高度风化和水文因素的影响,加速了矿区金属的溶解、水溶性铵态氮的解吸、氟化物的释放,以及硝酸盐的浸出。受土壤特性、自然因素和人为活动的共同驱动,Cr、Ni、Zn、Mn 和As的总金属含量与Cd、Co、Cu 和 Pb相比,呈现出明显的空间异质性。金属的地球化学形态表明,Cd、Co、Pb、Zn、As和Cu主要存在于相对稳定的铁锰氧化态、有机结合态和残渣态中。SEM结果显示,土壤的理化性质、Wa-NH4+-N、NO3-和无机阴离子可以分别解释Kd-Mn、Kd-Pb、Kd-Ni和Kd-Zn变化量的69.1%、76.4%、97.1%、80.0%,而Kd-Cd、Kd-Cu和Kd-Cr可以通过与固体结合的总金属含量来预测,金属的地球化学形态似乎对金属Kd值的影响较小。柱实验的结果表明,大团聚体(>0.25 mm)明显影响表土中Co、Cr、Cu、Mn、Ni、Pb和Zn的分布。土壤团聚体结构的严重破坏导致深层土壤中人为成因的Cu、Mn、Pb、Zn和As在不同层的微小波动。另外,>0.15 mm 粒径中的矿物成分更容易发生变化。我们的研究为今后突发事件的风险防范和优先控制策略提供了依据。
论文以“Metal distribution behavior based on soil aggregate size in a post-restoration coastal mining area”为题在线发表于环境领域知名学术期刊Science of The Total Environment上(https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2022.161285),博士生马腾飞同学主力贡献,是其个人博士期间第3篇一作论文。欢迎感兴趣的同行关注。