城市表层土壤重金属污染磁学诊断及其磁性矿物控制机理

经济的快速发展和城市化进程的加快，某些城市表层土壤中重金属污染日益加剧，直接威胁到城市居民的健康与安全。本项目拟以徐州城市表层土壤中污染强度较大的重金属（Pb, Cu,Zn, Cd,Cr, Ni）为主要研究对象，采用环境磁学、环境地球化学以及与实验模拟相结合的方法，开展城市表层土壤中重金属来源的磁学解析与污染强度的磁学诊断研究。研究典型污染源中磁性矿物（燃煤的发电厂或热电厂和交通运输过程排放等）的形态特征及其对重金属的富积规律，阐明污染源样品迁移过程中磁性矿物的形态转化及其对重金属的控制机理；开展徐州城市重金属典型污染源（如燃煤电厂和交通）周围土壤中重金属污染与磁学特征的比较研究，筛选反映土壤磁性综合信息的磁学指标诊断城市表层土壤重金属元素污染强度与识别其来源。研究成果对于利用快速、便捷和经济的环境磁学方法揭示城市表层土壤重金属的来源与污染强度监测具有重要的科学意义和潜在应用价值.

经济的快速发展和城市化进程的加快，某些城市表层土壤中重金属污染日益加剧，直接威胁到城市居民的健康与安全。本项目拟以徐州城市表层土壤中污染强度较大的重金属（Pb, Cu, Zn, Cd, Cr, Ni）为主要研究对象，采用环境磁学、环境地球化学以及与实验模拟相结合的方法，开展城市表层土壤中重金属来源的磁学解析与污染强度的磁学诊断研究。阐明污染源样品迁移过程中磁性矿物的形态转化及其对重金属的控制机理；开展徐州城市重金属典型污染源（如燃煤电厂和交通）周围土壤中重金属污染与磁学特征的比较研究，筛选反映土壤磁性综合信息的磁学指标诊断城市表层土壤重金属元素污染强度与识别其来源。.结果表明：徐州表层土壤中Zn, Pb, Cu, Cd, Cr, Ni 含量高于中国土壤背景值，其中Zn 和Cu的含量与荷兰环境部推荐的目标值。聚类分析将这些元素分为两类：Ni, Cr和Zn, Pb, Cu, Cd。Pb, Zn, Fe与土壤样品的磁化率数值之间呈显著的正相关。磁学监测表明徐州城市土壤的磁学特征主要为多畴和假单畴的亚铁磁性矿物主导，不完整的反铁磁性矿物贡献较小。利用磁学模型：.（污染土壤样品 = 土壤样品：χ > 地区背景值∩ χfd < 3%）区分了污染组和非污染组。污染组中Zn和 Pb的浓度显著地高于非污染组。.土壤样品被分为5种粒径（2000 - 300, 300 - 150, 150 - 75, 75 - 28, and < 28 µm）。Zn和 Cd 主要富集在细粒子土壤，而Cu, Pb, Co, Ni, Fe, V 和 Mn在各个粒径中分布比较均匀；Pb 和Zn在< 150 µm 粒径土壤中磁学参数(X, XARM, SIRM and SOFT) 显著相关。.研究成果对于利用快速、便捷和经济的环境磁学方法揭示城市表层土壤重金属的来源与污染强度监测具有重要的科学意义和潜在应用价值。