珠江三角洲平原区土壤Pb元素地球化学特征及其影响因素研究

doi:10.19657/j.geoscience.1000-8527.2019.03.05

现代地质 ›› 2019, Vol. 33 ›› Issue (03): 514-524.DOI: 10.19657/j.geoscience.1000-8527.2019.03.05

珠江三角洲平原区土壤Pb元素地球化学特征及其影响因素研究

郭思雨¹(), 侯青叶¹(), 宗庆霞², 唐志敏³, 韦彬¹, 庞世琦¹

1.中国地质大学(北京) 地球科学与资源学院,北京 100083
2.云南省地质调查院,云南昆明 650216
3.中国地质调查局南京地质调查中心,江苏南京 210016

收稿日期:2018-08-02 修回日期:2018-10-30 出版日期:2019-06-23 发布日期:2019-06-24
通讯作者: 侯青叶
作者简介:侯青叶,女,副教授,1978年出生,地球化学专业,主要从事环境地球化学研究。Email: qingyehou@cugb.edu.cn。
郭思雨,女,硕士研究生,1995年出生,地球化学专业,主要从事环境地球化学研究。Email: guosy@cugb.edu.cn。
基金资助:
国家自然科学基金项目(41773019);中国地质调查局地质大调查项目“珠江三角洲土壤重金属地球化学成因与风险评价”(12120115050401)

Geochemical Characteristics and Influence Factors of Lead in the Soils of the Pearl River Delta Plain, China

GUO Siyu¹(), HOU Qingye¹(), ZONG Qingxia², TANG Zhimin³, WEI Bin¹, PANG Shiqi¹

1. School of Earth Sciences and Resources,China University of Geosciences,Beijing 100083,China
2. Yunnan Institute of Geological Survey,Kunming,Yunnan 650216 ,China
3. Nanjing Center, China Geological Survey,Nanjing,Jiangsu 210016,China

Received:2018-08-02 Revised:2018-10-30 Online:2019-06-23 Published:2019-06-24
Contact: HOU Qingye

摘要/Abstract

摘要：

以珠江三角洲平原为研究区域,对其7个区县102件水稻根系土样品进行土壤理化参数及Pb形态分析,探讨在第四系分布区土壤Pb全量及Pb活动态含量的特征及影响因素。结果表明:全部供试土壤样品中Pb元素平均含量为46.47 mg/kg,略高于广东省土壤Pb含量背景值(36 mg/kg),表现出一定的累积趋势。研究区自西北陆相沉积区至南部海陆交互相沉积区,元素含量增高。Pb元素主要以残渣态和铁锰氧化物形态赋存在土壤中,迁移能力弱。影响土壤Pb全量的因素主要有Al₂O₃、K₂O、Tl、Mo;影响土壤Pb活动态的因素有Pb全量、pH、有机质、CEC、P、TFe₂O₃、Mn;其中,pH是控制Pb元素活动性的最主要因素。

关键词: 珠江三角洲平原, 土壤, 铅, 地球化学形态, 影响因素

Abstract:

This paper took the Pearl River Delta plain in Guangdong Province as the study area. We collected 102 surface soil samples from paddy fields and analyzed their physico-chemical parameters and Pb geochemical fractions.The main aims were to investigate the geochemical characteristics and to discuss the influence factors of total Pb contents and mobility fraction Pb contents in the soils. The results showed that the average value of total Pb contents in the soils was 46.47 mg/kg, which was slightly higher than the background value of soil Pb in Guangdong Province (36 mg/kg), indicating a certain accumulation trend. From northwest land sedimentary environment to south sea-land interaction sedimentary environment, the elements contents in the soils normally increased. Soil Pb were mainly composed of residual and Fe-Mn oxidation fraction with weak mobility. The factors affecting total Pb contents in the soils are aluminum oxide(Al₂O₃),potassium oxide (K₂O),thallium(Tl),molybdenum(Mo). The factors controlling the mobility fraction of Pb are total Pb contents, pH, organic matter contents, cation exchange capacity (CEC), phosphorus(P), iron oxide(TFe₂O₃) and manganese (Mn). Among these factors, pH is the most important factor controlling the mobility of soil Pb.

Key words: the Pearl River Delta plain, soil, Pb, geochemical fraction, influence factors

中图分类号:

P595
X142

郭思雨, 侯青叶, 宗庆霞, 唐志敏, 韦彬, 庞世琦. 珠江三角洲平原区土壤Pb元素地球化学特征及其影响因素研究[J]. 现代地质, 2019, 33(03): 514-524.

GUO Siyu, HOU Qingye, ZONG Qingxia, TANG Zhimin, WEI Bin, PANG Shiqi. Geochemical Characteristics and Influence Factors of Lead in the Soils of the Pearl River Delta Plain, China[J]. Geoscience, 2019, 33(03): 514-524.

图/表 16

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指标	分析方法	检出限	指标	分析方法	检出限
SiO₂	XRF	0.05	P	XRF	8
Al₂O₃	XRF	0.01	Mn	XRF	5
TFe₂O₃	XRF	0.01	Mo	ICP-MS	0.25
MgO	XRF	0.02	S	XRF	20
CaO	XRF	0.02	Tl	ICP-MS	0.03
K₂O	XRF	0.01	有机质	VOL	0.05
Na₂O	XRF	0.02	Pb	XRF	1.5
pH	ISE	0.01	Cd	ICP-MS	0.03

指标	分析方法	检出限	指标	分析方法	检出限
SiO₂	XRF	0.05	P	XRF	8
Al₂O₃	XRF	0.01	Mn	XRF	5
TFe₂O₃	XRF	0.01	Mo	ICP-MS	0.25
MgO	XRF	0.02	S	XRF	20
CaO	XRF	0.02	Tl	ICP-MS	0.03
K₂O	XRF	0.01	有机质	VOL	0.05
Na₂O	XRF	0.02	Pb	XRF	1.5
pH	ISE	0.01	Cd	ICP-MS	0.03

元素	检出限/(mg/kg)
元素	水溶态	离子交换态	碳酸盐结合态	腐殖酸态	铁锰氧化物态	有机结合态	残渣态
Pb	0.1	0.5	0.5	0.5	0.5	0.5	2

元素	检出限/(mg/kg)
元素	水溶态	离子交换态	碳酸盐结合态	腐殖酸态	铁锰氧化物态	有机结合态	残渣态
Pb	0.1	0.5	0.5	0.5	0.5	0.5	2

指标	准确度/%	精密度/%	指标	准确度/%	精密度/%
SiO₂	2.54	1.18	P	5.63	1.91
Al₂O₃	3.82	1.47	Mn	3.29	17.31
TFe₂O₃	2.07	1.57	Mo	7.23	24.59
MgO	1.70	28.57	Pb	1.68	1.64
CaO	1.40	13.33	Tl	0.84	4.74
K₂O	1.55	1.77	有机质	9.37	22.84
Na₂O	2.09	12.99	pH	0.46	0.09

珠江三角洲平原区土壤Pb元素地球化学特征及其影响因素研究

Geochemical Characteristics and Influence Factors of Lead in the Soils of the Pearl River Delta Plain, China

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统计值	SiO₂	Al₂O₃	TFe₂O₃	MgO	CaO	Na₂O	K₂O	有机质	pH	CEC	质地
统计值	SiO₂	Al₂O₃	TFe₂O₃	MgO	CaO	Na₂O	K₂O	有机质	pH	CEC	砂粒	粉粒	黏粒
样品数	102	102	102	102	102	102	102	102	102	102	102	102	102
平均值	64.94	15.81	6.05	0.92	0.52	0.30	2.25	3.56	5.74	15.58	28.14	39.23	32.63
标准差	7.99	3.41	2.14	0.37	0.34	0.10	0.52	1.00	0.72	5.02	18.42	10.68	10.21
最小值	56.23	4.74	0.77	0.11	0.12	0.08	0.46	1.08	4.55	2.36	6.30	2.20	7.10
最大值	88.30	20.97	9.61	1.42	2.49	0.66	2.97	5.69	7.99	24.15	90.70	52.30	55.00
变异系数	0.12	0.22	0.35	0.40	0.65	0.33	0.23	0.28	—	0.32	0.65	0.27	0.31
背景值^*	71.07	15.1	3.73	—	—	—	—	1.65	5.28	—	—	—	—

元素	统计值	全量	水溶态	离子交换态	碳酸盐态	腐殖酸态	铁锰氧化态	强有机态	残渣态
Pb	平均值	46.47	0.58	1.57	1.79	5.20	15.00	3.07	19.67
	最大值	104.23	1.97	10.96	4.48	12.42	42.98	12.20	33.93
	最小值	19.83	0.05	0.16	0.37	2.08	4.14	0.75	6.33
	标准差	12.76	0.31	1.43	0.78	2.19	5.73	1.59	4.92
	变异系数	0.27	0.53	0.91	0.44	0.42	0.38	0.52	0.25
	样本数	102	102	102	102	102	102	102	102
	占全量比例/%	100	1.25	3.38	3.85	11.19	32.28	6.61	42.33

统计量	全量	水溶态比例	离子交换态比例	碳酸盐态比例	腐殖酸态比例	铁锰氧化态比例	强有机态比例	残渣态比例
pH	-0.04	-0.11	-0.58^**	-0.06	-0.23^*	-0.22^*	0.14	0.08
有机质	0. 24^**	-0.28^**	-0.21^*	-0.14	-0.32^**	0.20^*	0.06	0.14
SiO₂	-0.31^*	0.35^**	0.27^**	0.17	0.40^**	-0.24^*	-0.08	-0.18
Al₂O₃	0.36^**	-0.31^*	-0.06^**	-0.20^*	-0.30^**	0.18	0.01	0.12
TFe₂O₃	-0.08	-0.08	-0.42^**	-0.13	-0.27^**	0.05	-0.01	-0.04
CaO	0.02	-0.27^**	-.48^**	0.17	-.27^**	0.19	0.19	0.08
Mn	0.18	-0.27^**	-0.58^**	-0.10	-0.43^**	0.25^*	0.18	0.24^*
Tl	0.63^**	-0.22^*	0.43^**	-0.13	0.10	-0.18	-0.05	0.05
Mo	0.55^**	-0.24^*	-0.08	-0.09	-0.09	0.09	0.02	0.03
P	-0.07	-0.02	-0.37^**	-0.20^*	-0.19	0.24^*	0.12	0.02
K₂O	0.40^**	-0.36^**	-0.03	-0.26^**	-0.21^*	0.02	0.10	0.21^*
砂粒	-0.20^*	0.24^*	0.13	0.15	0.30^**	-0.18	-0.02	-0.12
粉粒	0.20^*	-0.31^**	-0.27^**	-0.12	-0.33^**	0.19	0.08	0.16
黏粒	0.15	-0.11	0.05	-0.15	-0.21^*	0.13	-0.04	0.06
CEC	0.31^**	-0.30^**	-0.30^**	-0.15	-0.42^**	0.30^**	0.08	0.12

沉积环境	统计值	Pb全量	Pb活动态	pH	有机质	CEC	TFe₂O₃	Mn	P
南部海陆交互相 (n=62)	最小值	36.92	1.00	4.55	1.30	3.34	1.03	47.40	384.70
	最大值	104.23	16.21	7.84	5.69	24.15	9.61	1 095.30	1 460.40
	平均值	51.08	4.07	5.98	3.91	17.72	7.28	648.83	979.06
西北陆相 (n=40)	最小值	19.83	1.95	4.88	1.08	2.36	0.77	30.00	224.80
	最大值	68.17	9.03	7.99	5.35	23.36	6.16	550.10	1 769.40
	平均值	39.31	3.75	5.45	3.02	12.26	4.15	145.21	820.50

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