污染土壤中铊、砷和汞的释放与迁移特征

【摘要】：铊(Tl)、砷(As)和汞(Hg)是非必需元素,即使其在低浓度下也对生态环境有毒性作用,有关部门已经加深了对其水环境污染管控,但对污染土壤中Tl、As和Hg的释放与迁移特征知之甚少。近年来,极端天气或不科学施肥引发的尾矿泄露事故频发,导致矿区周边农田极易遭受高重金属污染~([1])。为进一步探讨该污染土壤中Tl、As和Hg的释放及迁移行为,评估其潜在的污染风险,本研究以多金属伴生的黔西南滥木厂污染土壤为例,采集了轻度污染(L)、中度污染(M)和高度污染(H)土壤,并开展了柱淋溶实验。结果表明,研究区污染表层土壤中Tl、As和Hg的含量分别为(58.43～333.6) mg·kg~(-1)、(73.86～1509.54)mg·kg~(-1)和(14.6～239.3)mg·kg~(-1),其最低Tl、As和Hg浓度远高于世卫组织建议的Tl、As和Hg各自最大允许浓度(0.3,8和7 mg·kg~(-1)),也远高于对照表层土壤,达到重度污染水平~([2])。尽管Tl、As和Hg伴生于该土壤中,但其在土壤中迁移能力表现出不同的特性。根据形态组分,所有研究土壤中残留Tl的百分比均小于As和Hg,这表明Tl的流动性远大于As和Hg。比较了选定污染土壤中Tl、As和Hg的浸出能力,并分别将其排序为:CaCl_2HCl柠檬酸Na_2HPO_4EDTA-2Na酒石酸、柠檬酸EDTA-2NaHClNa_2HPO_4酒石酸CaCl_2和HClCaCl_2酒石酸Na_2HPO_4EDTA-2Na柠檬酸(图1)。结果表明,化学淋滤后三种土壤中的Tl、As和Hg分馏都发生了明显的变化,盐酸浸出后,Tl、As和Hg的迁移率增加,表明酸雨可以使土壤微量金属更具生物可用性,且钙的大量施加会促进污染土壤中Tl的释放,大量酸雨和有机质的会促使污染土壤中As的释放,而酸雨会促使Hg释放,增大其潜在生态风险。本研究的结果揭示了污染土壤中Tl、As和Hg的释放行为,为修复其污染提供了理论指导。