中国地质学会岩矿测试技术专业委员会、国家地质实验测试中心主办

济南市某废弃化工厂区域土壤地球化学特征研究

赵庆令, 安茂国, 陈洪年, 吴晓华, 李清彩, 王彩. 济南市某废弃化工厂区域土壤地球化学特征研究[J]. 岩矿测试, 2018, 37(2): 201-208. doi: 10.15898/j.cnki.11-2131/td.201708240135
引用本文: 赵庆令, 安茂国, 陈洪年, 吴晓华, 李清彩, 王彩. 济南市某废弃化工厂区域土壤地球化学特征研究[J]. 岩矿测试, 2018, 37(2): 201-208. doi: 10.15898/j.cnki.11-2131/td.201708240135
Qing-ling ZHAO, Mao-guo AN, Hong-nian CHEN, Xiao-hua WU, Qing-cai LI, Cai WANG. Research on Geochemical Characteristics of Soil in a Chemical Industrial Factory Site in Jinan City[J]. Rock and Mineral Analysis, 2018, 37(2): 201-208. doi: 10.15898/j.cnki.11-2131/td.201708240135
Citation: Qing-ling ZHAO, Mao-guo AN, Hong-nian CHEN, Xiao-hua WU, Qing-cai LI, Cai WANG. Research on Geochemical Characteristics of Soil in a Chemical Industrial Factory Site in Jinan City[J]. Rock and Mineral Analysis, 2018, 37(2): 201-208. doi: 10.15898/j.cnki.11-2131/td.201708240135

济南市某废弃化工厂区域土壤地球化学特征研究

  • 基金项目:
    山东省地质勘查项目“铬污染土壤化学还原法修复机理及效果研究”(鲁地字﹝2016﹞082号)
详细信息
    作者简介: 赵庆令, 高级工程师, 从事地质实验测试及水工环地质工作。E-mail:zqlzb@126.com
    通讯作者: 陈洪年, 研究员, 从事水工环地质工作。E-mail:13864171123@126.com
  • 中图分类号: X825;O614.242

Research on Geochemical Characteristics of Soil in a Chemical Industrial Factory Site in Jinan City

More Information
  • 随着我国城市产业布局升级,高污染、高能耗的化工企业被关停或搬离,研究这些企业遗留地块土壤的地球化学特征对污染场地风险管控具有重要的现实意义。本文在济南市某废弃化工厂原厂区采集了100件土壤样品,测试SiO2、Al2O3、CaO、Fe2O3、K2O、MgO、Na2O、As、Ba、Br、Ce、Cl、Co、Cu、Ga、Hf、La、Mn、Nb、Nd、Ni、P、Pb、Rb、S、Sc、Sr、Th、Ti、V、Y、Zn、Zr、Cr、Cr(Ⅵ)、铬形态、pH值、有机质等42项指标,研究厂区土壤中元素的地球化学特征。结果表明:研究区土壤中的总铬量在1025~2450 mg/kg,Cr(Ⅵ)含量在557.0~996.5 mg/kg,Cr(Ⅵ)含量占总铬量的46.77%。在0~80 cm深度内,总铬、Cr(Ⅵ)含量随深度的变化并不明显。随着深度增加,离子交换态铬占总铬的比例有逐渐降低的趋势,而残渣态铬占总铬的比例增大。土壤的总铬含量与pH值呈线性负相关,相关系数为-0.8470,而Cr(Ⅵ)与有机质、pH值相关性均不显著。聚类分析发现Cr元素的来源单独成为一类,主要为化工厂长期堆放大量铬渣引起的人为污染所致,其他组分与全国土壤、黄淮海平原土壤则有着相似的自然源。
  • 加载中
  • 图 1  采样点位置及布设图

    Figure 1. 

    图 2  污染场地土壤总铬和Cr(Ⅵ)的数据箱图

    Figure 2. 

    图 3  不同深度土壤的总铬和Cr(Ⅵ)分布图

    Figure 3. 

    图 4  不同深度土壤的铬形态分析

    Figure 4. 

    图 5  污染场地土壤的全分析数据聚类分析

    Figure 5. 

    图 6  pH、有机质对总铬及Cr(Ⅵ)的影响

    Figure 6. 

    表 1  污染场地土壤铬形态分析数据统计

    Table 1.  Concentrations of different forms of Cr in polluted soil

    采样编号 Cr含量(mg/kg)
    离子交换态 碳酸盐结合态 铁锰氧化物结合态 有机结合态 残渣态
    A1 606.5 39.72 88.72 97.28 465.0
    B1 651.8 49.52 96.76 99.80 443.6
    C1 557.8 47.80 99.92 112.8 480.8
    D1 559.5 63.72 160.6 206.4 726.8
    A2 538.5 48.08 117.1 128.4 546.0
    B2 561.2 55.72 139.8 164.3 644.6
    C2 590.5 52.64 122.3 154.6 638.1
    D2 658.5 61.88 176.9 237.0 893.9
    A3 586.0 52.72 89.04 101.2 453.0
    B3 595.0 60.6 164.2 199.4 764.0
    最大值 658.5 63.72 176.9 237.0 893.9
    最小值 538.5 39.72 88.72 97.28 443.6
    平均值 590.5 53.24 125.5 150.1 605.6
    变异系数(%) 6.74 13.98 26.31 33.63 25.46
    注:采样编号中的1、2、3代表采样点1、采样点2、采样点3;A是0~20 cm土壤层,B是20~40 cm土壤层,C是40~60 cm土壤层,D是60~80 cm土壤层。
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    表 2  污染场地土壤的常量、微量组分数据统计分析

    Table 2.  Statistical analysis of constant and trace components in polluted soil

    组分 含量(mg/kg) 变异系数 背景值(mg/kg) 超背景值倍数
    最大值 最小值 平均值
    SiO2 51.52 49.05 50.34 1.59 64.87 0.78
    Al2O3 13.06 12.74 12.89 0.79 12.84 1
    CaO 7.35 6.91 7.09 2.1 4.1 1.73
    Fe2O3 5.48 5.18 5.33 1.59 4.64 1.15
    K2O 2.756 2.649 2.69 1.16 2.34 1.15
    MgO 2.54 2.5 2.52 0.59 1.88 1.34
    Na2O 1.612 1.493 1.57 2.43 1.7 0.92
    As 13 11.3 12.02 4.57 11 1.09
    Ba 507.6 490.5 497.43 1.1 535 0.93
    Br 4.3 2.9 3.7 14.13 3 1.23
    Ce 84.4 80 82.45 1.75 1.4 58.89
    Cl 206.6 167.1 185.46 6.32 215 0.86
    Rb 94.1 56.4 68.87 20.45 100 0.69
    S 687.6 336.5 477.3 25.93 140 3.41
    Sc 15.5 13.3 14.42 4.46 10 1.44
    Sr 168.1 151.1 156.6 3.56 175 0.9
    Th 17.9 11.6 15.23 14.58 11 1.39
    Ti 3785 3722 3752 0.63 3845 0.98
    Co 18.4 15.3 17.18 5.85 12 1.43
    Cr 1975 1350 1642.5 15.22 66 24.89
    Cu 33.7 30.3 32.12 2.81 23 1.4
    Ga 15.1 10 11.69 16.29 14.8 0.79
    Hf 3.7 1.8 2.63 31.87 7.7 0.34
    La 41.4 24.7 34.6 14.65 35 0.99
    Mn 973.1 783.7 869.66 8.09 705 1.23
    Nb 17.2 12.8 15.68 8.12 14.8 1.06
    Nd 35 20.3 28.22 14.49 26 1.09
    Ni 34.2 22.2 26.26 15.43 32 0.82
    P 652.4 628.6 644.26 1.06 515 1.25
    Pb 27.7 20.3 24.64 9.55 22 1.12
    V 84.3 81.5 82.99 1.09 82 1.01
    Y 21.1 12.7 15.56 19.48 26 0.6
    Zn 458.5 105.5 275.8 52.22 62 4.45
    Zr 133.7 115.4 122.18 4.59 230 0.53
    pH 8.40 7.86 8.12 2.28 / /
    有机质 9.29 7.28 8.06 7.54 13.4 0.6
    注:有机质的背景值为山东省土壤背景值,数据来源于《山东省耕地质量提升——土壤改良修复实施方案(2016—2020年)》;其他指标的背景值指黄淮海平原土壤背景值[12]。SiO2、Al2O3、CaO、Fe2O3、K2O、MgO、Na2O、有机质的单位是%。
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出版历程
收稿日期:  2017-08-24
修回日期:  2017-12-12
录用日期:  2018-03-21

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