文献类型： 中文期刊

作者： 赵多勇 ¹ ; 郭庆军 ¹ ; 王成 ¹ ; 魏益民 ¹ ;

作者机构： 1.中国科学院地理科学与资源研究所;新疆农业科学院农业质量标准与检测技术研究所;中国农业科学院农产品加工研究所

关键词： 耕层土壤;大气降尘;铅同位素;污染源解析;贡献率

期刊名称： 吉林大学学报(地球科学版)

ISSN： 1671-5888

年卷期： 2015 年 S1 期

页码： 385-386

收录情况： EI ; 北大核心 ; CSCD

摘要： 土壤是产地环境的基本要素,良好的产地环境是确保食品安全的基础。铅在土壤中具有难以降解、持久性污染等特点[1-2],是土壤环境中具有潜在危害的污染物之一。研究土壤铅污染来源及各污染源的相对贡献率,对治理土壤铅污染,保障食品安全具有重要意义。铅(Pb)在自然界中存在四种稳定性同位素,208Pb、207Pb、206Pb,和204Pb,丰度分别为51.28%~56.21%、17.62%~22.1%、20.84%~27.48%,和1.04%~1.65%[3]。其中,前三种是232Th(钍)、235U(铀)和238U放射性衰变的终产物,为放射成因稳定性同位素;204Pb的半衰期为1.4×1017a,远大于地球的年龄(4.6×109a),可看作是稳定性同位素。铅同位素比率主要由地质形成初期铀和钍的相对含量及此后的衰变时间所决定,在地球化学上具有显著的区域化分异特征,但在同一区域相当一致[4]。因此,铅同位素比率可作为含铅物质的一种"指纹"来识别铅的来源[5]。铅同位素组成有多种表示方法。在地球化学领域、特别是环境科学领域通常用同位素比率来表示其组成,如206Pb/207Pb、208Pb/206Pb、208Pb/204Pb等。由于204Pb在自然界中丰度较低,测定精度较差,所以一般选择206Pb、207Pb和208Pb三者中任意二者的丰度比(比率)来研究铅的来源[6-9]。近几十年来,铅同位素比率分析技术已被广泛用于考古[10-14]、地球化学[7,15]、大气污染源解析[16-19]等方面。土壤铅污染源解析是产地环境评价和食物链铅来源分析的重要内容。本研究以陕西凤翔长青工业园为目标区域,采集污染源端元样品(矿石、燃煤)、大气降尘,耕层土壤和背景土壤样品,用ICP-MS测定铅元素含量及同位素比率值(206Pb/207Pb和208Pb/206Pb),结合二元混合模型和三元混合模型计算各污染源对耕层土壤铅的贡献率,旨在分析耕层土壤铅污染的程度和铅污染的来源,解析各污染源对土壤铅污染的相对贡献率,探讨土壤铅污染源解析方法。结果表明:污染端元介质——铅锌冶炼厂矿石206Pb/207Pb、208Pb/206Pb分别为1.1137±0.0027、2.1648±0.0033;焦化厂燃煤206Pb/207Pb、208Pb/206Pb分别为1.0938±0.0066、2.1290±0.0044;热电厂燃煤206Pb/207Pb、208Pb/206Pb分别为1.1752±0.0035、2.0712±0.0111(详见表1);耕层土壤206Pb/207Pb、208Pb/206Pb分别为1.1824±0.0088、2.0771±0.0078;背景土壤206Pb/207Pb、208Pb/206Pb分别为1.2214±0.0032、2.0384±0.0017;大气降尘206Pb/207Pb、208Pb/206Pb分别为1.1353±0.0049、2.1189±0.0035(详见表2)。该区域铅锌冶炼活动对耕层土壤铅的贡献率约为18.43%,焦化厂燃煤对耕层土壤铅的贡献率约为9.36%,热电厂燃煤对耕层土壤铅的贡献率约为19.71%,背景土壤对耕层土壤的贡献率约为52.5%。该区域耕层土壤中的铅主要来源于背景土壤。本研究表明铅同位素解析技术是一种解析土壤铅污染来源的有效手段。