贵州安龙县大气干湿沉降物环境地球化学特征研究

袁盛博 李丕鹏 鲍大忠 黎富当

摘要：為了研究大气干湿沉降物环境地球化学特征，本文选取贵州安龙县为研究区，通过野外地质调查、样品采集、测试等手段，依据大气干湿沉降物中Hg、Cd等元素的沉降年通量判定其对土壤环境可能造成的危害，从而划分出环境地球化学等级，分单指标划分出的大气环境地球化学等级和多指标划分出的大气环境地球化学综合等级。

关键词：安龙县；大气干湿沉降物；地球化学；等级划分

1.序言

安龙县是黔西南布依族苗族自治州下辖县，地理坐标：东经104°60′～105°42′，北纬24°56′～25°34′，国土面积2232平方公里[1]。安龙县交通较便利，境内有G78汕昆高速、G324国道、S210、S313省道等公路以及乡村公路，西面紧邻兴义万峰林机场。本次研究工作是依靠县域地球化学调查评价项目，通过野外地质调查、样品采集和测试等手段，对贵州安龙县大气干湿沉降物环境地球化学特征进行研究。

2.研究区概况

安龙县河流以高寨山至仙鹤坪山脉为分水岭，东北部分属北盘江水系，西南部分属南盘江水系。安龙县属于典型的低中山地形，地势北高南低，中部平缓，呈阶梯状迭次下降，变化十分明显。出露地层主要为二叠系和三叠系，岩性主要为半深海、浅海相沉积的碳酸盐岩和海滨相、海陆交替相沉积的碎屑岩、泥岩、页岩及煤系地层，其中以三叠系出露较全，下统、中统、上统均有出露，以中统地层分布最广，县境地质构造极为复杂，断层褶皱广泛发育[2]。安龙县的重点污染源为一些工业企业的排放以及人类活动，工业企业主要集中在县城周围，人类活动在县城及其周围，故污染源集中在县城及其周围，污染源较为集中。

3.研究方法

3.1样品的布设及原则

安龙县共布设大气干湿沉降样3件，主要布设在安龙县333.33公顷（5000亩）坝区或万亩坝区附近。同时布设了1件空白缸作为对照，空白缸内需装满蒸馏水，密封后放置在室内干净处，同其他接尘缸同时间回收。

样点布设布设在人口稀少地区，主动避开了道路扬尘、餐饮和工矿企业废气排放等明显影响地区。

3.2样品采集

（1）大气干湿沉降物接尘缸放置1年后，按照规定回收样品。

（2）根据大气干湿沉降物接收量不同，可采取以下方法回收：大气干湿沉降物接收量较少时，首先用橡皮头的玻璃棒把缸壁擦洗干净，将缸内溶液和尘粒全部转入500ml干净的容器中，及时送实验室；大气干湿沉降物接收量较多时，首先将有干湿沉降物的接尘缸准确称重，记为G1（总质量），之后用玻璃棒充分搅匀后取1000ml，并称取1000ml的质量，计算密度ρ，及时送实验室；将接尘缸内壁清洗干净，晾干后，准确称量总质量，记为G2。

3.3干湿沉降物样品制备

湿沉降物样品：能够澄清的样品由送样单位在送检前从接沉缸中分取，并按规定进行处理制备；不能澄清的样品由送样单位全部用0.45μm聚酯纤维滤膜过滤后取清液处理后送实验室检测。

干沉降物样品的制备：送样单位送到实验室的沉淀物和悬浊液（分取可澄清样品清液剩余物质）用0.45μm聚酯纤维滤膜全部过滤后，记录滤液体积，弃去滤液[3]。滤网上部物质风干或在低于65℃条件下烘干，称重，制成分析样；不能澄清的样品由送样单位全部用0.45μm聚酯纤维滤膜过滤后将滤膜和上部物质阴干至半干燥送实验室，实验室收到样品后（包含每批次2张空白滤膜），将滤膜和悬浮物移至在65℃条件下已恒重的称量瓶中，于烘箱在65℃条件下烘干并称重，记录悬浮物质量；玛瑙研钵磨细、混匀，分取适量装袋或瓶，供分析用，剩余试样作副样保存。

4.分析及评价指标的确定

（1）大气干湿沉降物样品分析：干沉降物样品分析Cd、As、Hg、Cr、Pb等5个参数，湿沉降物样品分析pH、F-、Cr6+、Cd、As、Pb、Hg、Zn、Se、B、Ge等11个参数[4]。

（2）大气干湿沉降物环境地球化学等级划分

大气干湿沉降物环境地球化学等级划分指标为镉和汞的沉降年通量密度，划分标准值见表1。

按照表1给出的划分标准值，当大气干湿沉降物评价指标年沉降通量含量镉≤3或者汞≤0.5时为一等，数字代码为1，表示大气干湿沉降物沉降对土壤环境质量影响不大；当大气干湿沉降物评价指标年沉降通量镉≤3或者汞≤0.5时为二等，数字代码为2，表示大气干湿沉降物沉降对土壤环境质量影响较大。

在大气干湿沉降物单项指标环境地球化学等划分的基础上，单个评价单元的大气干湿沉降物环境地球化学等级等同于单指标划分出的环境地球化学等级最差的等别，即遵循就低不就高原则。

5.大气干湿沉降物元素环境地球化学特征

5.1大气干湿沉降物元素含量

本次调查评价，安龙县共采集了3件大气干湿沉降样品，各样品元素含量见表2，各样品元素含量空间分布见图1。

5.2大气干湿沉降物年通量密度特征及其空间分布

大气干湿沉降是元素从外源进入土壤的主要途径之一，跨区域性和长距离传输是大气干湿沉降的重要特征[5-6]。大气干湿沉降年通量密度的计算公式为：

Qj沉降=（Cj湿×Vj湿+ Cj干×Vj干）×A

式中：Qj沉降为大气干湿沉降j元素的沉降通量密度，Cj湿为湿沉降j元素的含量，Vj湿为接尘缸中湿沉降的体积；Cj干为干沉降j元素的含量，Vj干为接尘缸中干沉降的重量；A为换算常数，A=1.0×104cm2/（24×24×3.14）cm2，1.0×104cm2为1m2土壤的面积，（24×4×3.14）cm2为接尘缸口（直径48cm）的面积。

经计算，安龙县三个大气干湿沉降样沉降通量密度见表3，图2。

6.大气干湿沉降物环境地球化学等级划分

大气干湿沉降物镉、汞的环境地球化学等级：由表2可知，安龙县三个大气干湿沉降样Cd年沉降通量含量远远小于标准值，所以安龙县大气干湿沉降样Cd环境地球化学等级为一等；安龙县三个大气干湿沉降样Hg年沉降通量含量远远小于标准值，所以安龙县大气干湿沉降样Hg环境地球化学等级为一等。

大气干湿沉降物环境地球化学综合等级：根据前述确定的指标评价规则，由于安龙县镉和汞划分出的大气干湿沉降物环境地球化学等都为一等，所以安龙县大气干湿沉降物环境地球化学综合等为一等。

参考文献：

[1]鲍大忠，游桂芝，李丕鹏.贵州省兴仁市耕地土壤富锗地球化学特征及影响因素浅析[J].四川地质学报， 2020， 40（03）：500-504+ 512.

[2]游桂芝，鲍大忠，李丕鹏，等.贵州省安龙县耕地土壤有效态微量元素丰缺评价[J].贵州地质， 2020， 37（03）：390-395+403.

[3]李启航，李朝峰，文雪峰.贵州麻江蓝莓种植区基岩—土壤剖面元素地球化学特征[J].地质与勘探， 2020， 56（06）：1183-1191.

[4]蔡大为，李龙波，蒋国才，等.贵州耕地主要元素地球化学背景值统计与分析[J].贵州地质， 2020， 37（03）：233-239.

[5]罗思亮.高州市土壤重金属元素环境影响评价[J].西部资源， 2018（05）：201-203.

[6]王卫星，曹淑萍，李攻科，等.津北大气干湿沉降重金属元素通量与评价研究[J].环境科学与管理， 2017， 42（05）：46-51.