三峡库区高镉地质背景区镉表生地球化学过程与富集机制研究

三峡库区存在明显的高镉地质背景区，但对其表生环境中镉的地球化学活化迁移过程和富集机理缺乏深入认识。本项目以三峡库区巫山建坪典型高镉地质背景区镉的表生地球化学过程与富集机制为研究目标，通过形态分析、淋滤实验、煤燃烧实验和镉同位素示踪等技术手段，深入研究岩石（煤）－土壤－水体－植物（农作物）等环境介质中镉含量和地球化学赋存形态特征、富镉煤燃烧过程中镉的释放特征以及镉稳定性同位素（114Cd/110Cd）组成变化特征，探明表生环境中镉的活化迁移过程和表生地球化学富集的关键影响因子及其驱动力，揭示镉同位素分馏与镉表生地球化学活化迁移过程和富集的响应效应，阐明三峡库区高镉地质背景区镉的表生地球化学过程与富集机制。项目研究成果，将深化对镉表生生物地球化学循环过程的认识，也将对长江流域新发现的、已引起高度关注的镉异常形成机理和镉污染防护研究提供理论和技术支撑，具有十分重要的理论价值和现实意义。

本项目研究了三峡库区高镉（Cd）地质背景区镉表生地球化学过程与富集机制研究，研究成果表明：（1）研究区沉积岩（煤）、土壤具有典型的高镉地球化学分布特征，两者具有很好的地球化学继承性；（2）土壤中高镉的主要为自然源，即源于富镉岩石的风化成土过程，而研究区历史上的煤矿开采活动加剧了煤层及伴生岩石的风化，进一步导致了土壤中镉的富集；（3）研究区土壤中的镉具有表层富集的特征，可能与表层较高的有机质含量有关；（4）土壤中的Cd主要以残渣态形式存在，说明地质源为主要来源，且生物有效态所占比例高，具有较高的生物有效性；（5）研究区农作物中镉含量较高，且富集程度因农作物种类而异，含水率高的植物（白菜、甘蓝、萝卜）Cd富集显著，存在镉污染健康风险；（6）研究区人体生物尿样中镉含量高，存在镉污染导致的健康危害，且尿镉含量与年龄显著正相关；（7）除镉外，研究区同样存在其他重金属元素（如V、Cr、Ni、Zn）的富集；（8）建立了基于双稀释剂技术的镉稳定同位素分析测试系统。