湘江下游河床沉积物铅污染特征及铅来源的Pb同位素示踪分析

作者：陈海生; 彭渤^*; 方小红; 邬思成; 李芹; 吴晶; 郭馨彤; 董英帅; 吴能球; 谢淑容; 戴亚南

来源：地理研究, 2023, 42(07): 1985-2003.

• 铅同位素
• 化学形态
• 人为源铅
• 自然源铅
• 沉积物
• 湘江

利用BCR及1M HCl分离提取技术对湘江下游河床沉积物不同化学形态铅的铅含量及Pb同位素组成进行分析。结果表明，河床沉积物重金属铅含量变化大(Pb含量为(54.4～4379)mg/kg)，且富集明显(EF>3.5)。不同河段沉积物铅富集程度明显不同，湘潭、长沙及湘阴河段沉积物铅富集程度相近(EF平均为3.5～4.1)，而株洲段沉积物铅富集明显较高(EF平均为82.0)。BCR分离提取结果显示河床沉积物铅主要以赋存于铁锰氧化物中的可还原态铅(43.76%)和赋存于硅酸盐矿物的残渣态铅(41.53%)的形式存在。沉积物全岩铅同位素组成显示株洲段铅为非放射成因铅(206Pb/207Pb平均为1.1744)，而湘潭至湘阴段沉积物明显富放射成因铅(206Pb/207Pb平均为1.1827)。由BCR提取的可提取态与残渣态铅的206Pb/207Pb比值平均分别为1.1798±0.002及1.1844±0.008，即可提取态与残渣态铅之间Pb同位素组成变化不明显。而1M HCl提取的可提取态(206Pb/207Pb平均为1.1746±0.004)与残渣态铅(206Pb/207Pb平均为1.1859±0.007)的Pb同位素组成明显不同。这可能是BCR分离提取实验中，株洲段沉积物非放射成因的人为源铅未完全提取所致，故BCR提取法不适合用于矿业活动影响河流沉积物重金属污染的生态风险评价。铅同位素示踪分析表明，株洲段沉积物中铅为来自铅锌矿矿石(62.4%)及燃煤排放(36.8%)人为源铅组成的二元混合铅，而湘潭至湘阴段沉积物铅为来自自然源花岗岩(54.4%)和来自人为源铅锌矿矿石(29.2%)及燃煤排放(15%)组成的混合铅。

• 单位
  湖南师范大学; 东华理工大学; 衡阳师范学院