城市河流稀土元素、微量元素的人为活动影响研究

来源 :贵州大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:minyuan07
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由于稀土元素在风力发电、电动汽车发动机、石油精炼、核电工业等现代工业以及医疗诊断、农业等领域中的广泛应用,在过去几十年中稀土元素的使用量快速增加,导致越来越多的人为源稀土元素被排放到水生生态系统当中,势必会对水体中稀土元素的含量和配分模式造成深远影响。而中国工业的快速发展、城市化进程的加快以及产业结构的转型升级,会产生大量的人为源稀土和微量元素,对城市污水处理系统和接受其排放的水环境造成越来越大的压力。本研究以贵阳市作为典型区域,系统采集了贵阳市南明河流域40个城市河流样品,使用电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)测定了溶解态稀土和微量元素含量及分布特征。结果表明:南明河流域总稀土元素含量在14.65~116.88 ng/L之间,变化幅度高达7.98倍,且表现出明显的中、重稀土元素富集,并存在不同程度的Ce负异常和Eu正异常现象。Ce负异常主要受水体的氧化还原条件控制;而Eu正异常则与当地的地质条件与风化运输过程有关,但可能也存在潜在的人为源输入,亟需进一步调查。此外,南明河干流及金钟河小流域存在明显的Gd正异常,人为源Gd浓度据估在0.73~84.82ng/L之间。新庄、金阳、小河污水处理厂出水中人为源Gd占比分别达到了98.5%、95.0%和90.2%,这可能与磁共振成像(MRI)中使用的Gd对比剂有关。通过对比污水处理厂排水进入河道后的Gd浓度与距离之间的变化关系,发现城市废水中的Gd浓度主要受稀释和水化学条件控制。此外,研究区Mn、Co、Al、Ni、Ba、V、Li、Sr、Fe等9种微量元素的污染较轻,仅有一个采样点受Mn元素影响存在中等程度的微量元素污染情况。通过比对贵阳市南明河流域微量和稀土元素发现,人为源Gd元素与水体的总微量元素具有较好的相关性,具有一定的指示效应。
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