地质高背景地区土壤中不同粒径铁锰结核地球化学特征

作者：季文兵; 杨忠芳^*; 尹爱经; 芦园园; 应蓉蓉^*; 杨琼; 刘旭; 李博; 段轶仁; 王珏; 王懿铮; 余涛; 吴天生; 张起钻

来源：生态学杂志, 2021, 40(08): 2289-2301.

DOI：10.13292/j.1000-4890.202108.007

• 岩溶区
• 铁结核
• 锰结核
• 地球化学行为
• 重金属元素

研究地质高背景地区土壤中不同粒径铁锰结核地球化学特征,有助于厘清岩溶地区土壤中铁锰结核对重金属异常富集的影响及对重金属吸附固定的主控因素。本研究以广西南宁市和崇左市大新县表层土壤大样(0～20 cm)为对象,筛分出不同粒径的铁锰结核(0.3～0.5、0.5～1、1～2、2～4、4～6、6～8、>8 mm)和对应土壤(<2 mm)样品进行化学分析,研究不同粒径铁结核和锰结核重金属元素变化和主控因素以及重金属(Cd、Cr、Cu、Ni、Pb、Zn)在铁锰结核和对应土壤中的分布分配规律。结果显示:铁结核和锰结核中,随着粒径变化,Fe2O3与Cr元素显示同步变化趋势,而Mn O2与Cd、Cu、Ni、Pb、Zn等重金属变化趋势同步,重金属元素随粒径变化特点反映了铁锰结核形成及生长过程中铁元素控制着Cr元素的地球化学行为,而锰元素控制着Cd、Cu、Ni、Pb、Zn元素的地球化学行为。通过计算土壤中铁锰结核重金属元素含量的贡献比例,在铁结核中平均贡献比例为Cr(47.76%)>Cd(24.91%)>Pb(18.44%)>Cu(16.26%)>Zn(14.77%)>Ni(10.41%),而在锰结核中平均贡献比例为Cr(45.25%)>Cd(37.94%)>Pb(25.86%)>Cu(15.59%)>Zn(13.79%)>Ni(12.15%),说明岩溶区土壤中大部分重金属实际是被固定在铁锰结核中,且生物活性很低。因此,对高地质背景区土壤进行生态风险评价时,应扣除固定在铁锰结核中的重金属,这样才更科学更精确。

• 单位
  广西壮族自治区地质调查院; 中国地质大学（北京）; 广西壮族自治区地质矿产勘查开发局; 数理学院; 生态环境部南京环境科学研究所