貴州安龍縣大氣干濕沉降物環境地球化學特征研究

袁盛博 李丕鵬 鮑大忠 黎富當

摘要：為了研究大氣干濕沉降物環境地球化學特征，本文選取貴州安龍縣為研究區，通過野外地質調查、樣品采集、測試等手段，依據大氣干濕沉降物中Hg、Cd等元素的沉降年通量判定其對土壤環境可能造成的危害，從而劃分出環境地球化學等級，分單指標劃分出的大氣環境地球化學等級和多指標劃分出的大氣環境地球化學綜合等級。

關鍵詞：安龍縣；大氣干濕沉降物；地球化學；等級劃分

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：東經104°60′～105°42′，北緯24°56′～25°34′，國土面積2232平方公里[1]。安龍縣交通較便利，境內有G78汕昆高速、G324國道、S210、S313省道等公路以及鄉村公路，西面緊鄰興義萬峰林機場。本次研究工作是依靠縣域地球化學調查評價項目，通過野外地質調查、樣品采集和測試等手段，對貴州安龍縣大氣干濕沉降物環境地球化學特征進行研究。

2.研究區概況

安龍縣河流以高寨山至仙鶴坪山脈為分水嶺，東北部分屬北盤江水系，西南部分屬南盤江水系。安龍縣屬于典型的低中山地形，地勢北高南低，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、頁巖及煤系地層，其中以三疊系出露較全，下統、中統、上統均有出露，以中統地層分布最廣，縣境地質構造極為復雜，斷層褶皺廣泛發育[2]。安龍縣的重點污染源為一些工業企業的排放以及人類活動，工業企業主要集中在縣城周圍，人類活動在縣城及其周圍，故污染源集中在縣城及其周圍，污染源較為集中。

3.研究方法

3.1樣品的布設及原則

安龍縣共布設大氣干濕沉降樣3件，主要布設在安龍縣333.33公頃（5000畝）壩區或萬畝壩區附近。同時布設了1件空白缸作為對照，空白缸內需裝滿蒸餾水，密封后放置在室內干凈處，同其他接塵缸同時間回收。

樣點布設布設在人口稀少地區，主動避開了道路揚塵、餐飲和工礦企業廢氣排放等明顯影響地區。

3.2樣品采集

（1）大氣干濕沉降物接塵缸放置1年后，按照規定回收樣品。

（2）根據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，首先用橡皮頭的玻璃棒把缸壁擦洗干凈，將缸內溶液和塵粒全部轉入500ml干凈的容器中，及時送實驗室；大氣干濕沉降物接收量較多時，首先將有干濕沉降物的接塵缸準確稱重，記為G1（總質量），之后用玻璃棒充分攪勻后取1000ml，并稱取1000ml的質量，計算密度ρ，及時送實驗室；將接塵缸內壁清洗干凈，晾干后，準確稱量總質量，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，并按規定進行處理制備；不能澄清的樣品由送樣單位全部用0.45μm聚酯纖維濾膜過濾后取清液處理后送實驗室檢測。

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

4.分析及評價指標的確定

（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個參數，濕沉降物樣品分析pH、F-、Cr6+、Cd、As、Pb、Hg、Zn、Se、B、Ge等11個參數[4]。

（2）大氣干濕沉降物環境地球化學等級劃分

大氣干濕沉降物環境地球化學等級劃分指標為鎘和汞的沉降年通量密度，劃分標準值見表1。

按照表1給出的劃分標準值，當大氣干濕沉降物評價指標年沉降通量含量鎘≤3或者汞≤0.5時為一等，數字代碼為1，表示大氣干濕沉降物沉降對土壤環境質量影響不大；當大氣干濕沉降物評價指標年沉降通量鎘≤3或者汞≤0.5時為二等，數字代碼為2，表示大氣干濕沉降物沉降對土壤環境質量影響較大。

在大氣干濕沉降物單項指標環境地球化學等劃分的基礎上，單個評價單元的大氣干濕沉降物環境地球化學等級等同于單指標劃分出的環境地球化學等級最差的等別，即遵循就低不就高原則。

5.大氣干濕沉降物元素環境地球化學特征

5.1大氣干濕沉降物元素含量

本次調查評價，安龍縣共采集了3件大氣干濕沉降樣品，各樣品元素含量見表2，各樣品元素含量空間分布見圖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入土壤的主要途徑之一，跨區域性和長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，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。

經計算，安龍縣三個大氣干濕沉降樣沉降通量密度見表3，圖2。

6.大氣干濕沉降物環境地球化學等級劃分

大氣干濕沉降物鎘、汞的環境地球化學等級：由表2可知，安龍縣三個大氣干濕沉降樣Cd年沉降通量含量遠遠小于標準值，所以安龍縣大氣干濕沉降樣Cd環境地球化學等級為一等；安龍縣三個大氣干濕沉降樣Hg年沉降通量含量遠遠小于標準值，所以安龍縣大氣干濕沉降樣Hg環境地球化學等級為一等。

大氣干濕沉降物環境地球化學綜合等級：根據前述確定的指標評價規則，由于安龍縣鎘和汞劃分出的大氣干濕沉降物環境地球化學等都為一等，所以安龍縣大氣干濕沉降物環境地球化學綜合等為一等。

參考文獻：

[1]鮑大忠，游桂芝，李丕鵬.貴州省興仁市耕地土壤富鍺地球化學特征及影響因素淺析[J].四川地質學報， 2020， 40（03）：500-504+ 512.

[2]游桂芝，鮑大忠，李丕鵬，等.貴州省安龍縣耕地土壤有效態微量元素豐缺評價[J].貴州地質， 2020， 37（03）：390-395+403.

[3]李啟航，李朝峰，文雪峰.貴州麻江藍莓種植區基巖—土壤剖面元素地球化學特征[J].地質與勘探， 2020， 56（06）：1183-1191.

[4]蔡大為，李龍波，蔣國才，等.貴州耕地主要元素地球化學背景值統計與分析[J].貴州地質， 2020， 37（03）：233-239.

[5]羅思亮.高州市土壤重金屬元素環境影響評價[J].西部資源， 2018（05）：201-203.

[6]王衛星，曹淑萍，李攻科，等.津北大氣干濕沉降重金屬元素通量與評價研究[J].環境科學與管理， 2017， 42（05）：46-51.