湘西巖溶區(qū)土壤剖面Cd的超常富集行為及其環(huán)境影響評(píng)價(jià)

馮志剛,張?zhí)m英,劉 威,李佩珊,馬 強(qiáng)

(1.南華大學(xué) 資源環(huán)境與安全工程學(xué)院,湖南 衡陽(yáng) 421001;2.南華大學(xué) 稀有金屬礦產(chǎn)開發(fā)與廢物地質(zhì)處置技術(shù)湖南省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,湖南 衡陽(yáng) 421001)

0 引 言

Cd是一種毒性極強(qiáng)的環(huán)境污染元素[1-2]，其在土壤中的顯著富集(或污染)，地質(zhì)成因方面，通常認(rèn)為源自富Cd巖石如黑色頁(yè)巖、磷質(zhì)巖等風(fēng)化的貢獻(xiàn)[3-4]。Cd在地殼中屬于稀散元素，其豐度為0.2 mg/kg[5]，其中，碳酸鹽巖被認(rèn)為是尤為貧Cd的巖石類型(0.03～0.065 mg/kg[6-7])。然而，在中國(guó)及世界巖溶區(qū)，已發(fā)現(xiàn)一類富Cd的碳酸鹽巖。例如，我國(guó)三峽地區(qū)[8]、瑞士及鄰國(guó)的朱拉山地區(qū)[9]的一些碳酸鹽巖中，Cd的質(zhì)量分?jǐn)?shù)峰值分別達(dá)到3.6 mg/kg和21.4 mg/kg，由其發(fā)育的土壤中Cd的質(zhì)量分?jǐn)?shù)峰值分別達(dá)到8.5 mg/kg和22 mg/kg[10]，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于中國(guó)土壤(0.09 mg/kg)[11]及世界土壤(0.3 mg/kg)[12]中Cd的平均值。目前，對(duì)于巖溶區(qū)土壤中Cd的富集行為，通常被接受的觀點(diǎn)是：富Cd基巖中碳酸鹽大量溶蝕導(dǎo)致風(fēng)化殘余物(酸不溶物)體積強(qiáng)烈縮小，使原巖中的Cd在殘余物中吸持而濃縮所致[13-16]。

最近，作者在文獻(xiàn)[17]中討論了在貴州巖溶區(qū)采集的19條土壤剖面中Cd的分布特征，發(fā)現(xiàn)貧Cd碳酸鹽巖(0.006～0.264 mg/kg，均值為0.111 mg/kg)發(fā)育的土壤同樣可以導(dǎo)致Cd的明顯富集，甚至超常富集(即Cd的質(zhì)量分?jǐn)?shù)達(dá)到上述富Cd基巖發(fā)育的土壤中Cd的極值水平，文獻(xiàn)中的3條剖面Cd質(zhì)量分?jǐn)?shù)峰值達(dá)到18.89～22.80 mg/kg)，且峰值通常位于剖面底部的巖-土界面土層。統(tǒng)計(jì)分析顯示，土壤中的Cd與其在基巖或基巖酸不溶物中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)均不相關(guān)。本文討論了湘西巖溶區(qū)的一條土壤剖面Cd的超常富集現(xiàn)象，通過(guò)對(duì)剖面中Cd的地球化學(xué)特征研究，結(jié)合質(zhì)量平衡計(jì)算、基巖動(dòng)態(tài)淋溶實(shí)驗(yàn)以及土壤層活性態(tài)Cd的提取，以期揭示Cd在碳酸鹽巖發(fā)育的土壤剖面超常富集的地球化學(xué)行為，并評(píng)估Cd的生物有效性及環(huán)境影響。為深化巖溶環(huán)境Cd的地球化學(xué)理論以及開展巖溶區(qū)土壤Cd的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)提供參考。

1 材料與方法

1.1 樣品采集

研究區(qū)位于湘西巖溶區(qū)的永順縣王村鎮(zhèn)。區(qū)域上水熱條件充沛，化學(xué)風(fēng)化作用強(qiáng)烈，在地勢(shì)相對(duì)和緩的巖溶地貌，廣泛分布著一套發(fā)育深厚(2～4 m)的棕褐色土層。前期的石英粒度分布特征表明，區(qū)域上的土壤剖面為碳酸鹽巖原位風(fēng)化殼，下伏基巖是上覆土層的成土母巖[18]。

采樣剖面(即王村剖面，WC)為公路開挖過(guò)程中的人工揭露，位于王村鎮(zhèn)的一處丘陵龍崗頂部，以盡量消除坡積物等外來(lái)異物的混入。剖面自下而上呈基巖→巖粉層→土壤層的分帶特征，其中，基巖為深灰色厚層狀白云巖；巖粉層為灰白色砂糖狀，為基巖初步溶蝕的產(chǎn)物；土壤層為質(zhì)地均勻的黏性土，在底部10 cm厚的層位呈深褐色，頂部5 cm厚的表土層為黑褐色的腐殖土，其余層位呈棕褐色。巖粉層與土壤層之間在宏觀上呈清晰突變的接觸關(guān)系，其界面在本文稱之為巖-土界面，其中，巖粉層厚20 cm，土壤層厚250 cm。采樣區(qū)地表生長(zhǎng)著灌木和雜草，未耕作，為未明顯受人因擾動(dòng)的自然剖面。

樣品采集采用垂向自下而上的刻槽取樣方法。采樣前用鐵鏟修出新鮮斷面，并剔除地表5 cm厚的表土層。WC剖面特征及采樣位置見圖1所示，共采集基巖(Y)、巖粉層(Yf)和土壤層(T1～T12)樣品14件，各單樣長(zhǎng)度10 cm。采集的樣品用可透氣性棉質(zhì)樣品袋封裝后運(yùn)回室內(nèi)陰干備用。

圖1 WC剖面特征及采樣位置示意圖Fig.1 Sketch of the feature and sampling locations of the soil profile WC developed on dolostone

1.2 基巖酸不溶物提取及動(dòng)態(tài)淋溶實(shí)驗(yàn)

基巖酸不溶物(Yt)用1 mol/L鹽酸溶液快速提取，提取方法詳見S.J.Wang等[19]。

為了解碳酸鹽巖溶蝕過(guò)程中Cd的釋放行為，對(duì)基巖試樣進(jìn)行了動(dòng)態(tài)淋溶實(shí)驗(yàn)?zāi)M。以飽和CO2水溶液作為淋溶液(室溫下，pH=4.2)，來(lái)模擬巖石在自然風(fēng)化作用中的侵蝕劑[20]，淋溶實(shí)驗(yàn)裝置及實(shí)驗(yàn)方案見文獻(xiàn)[21]?；鶐r碎樣制成7件平行樣，分別放入7個(gè)可滲漏的盛樣器中，放置在垂向排列的淋溶實(shí)驗(yàn)裝置，由下至上編號(hào)為L(zhǎng)1，L2，……，L7。淋溶液經(jīng)噴頭由上注入淋溶柱后，自上而下依次流經(jīng)上述各盛樣器(L7→L6→……→L1)，與其中的樣品發(fā)生水-巖反應(yīng)，浸出液最終收集在集液器。在此過(guò)程中，淋溶液每與一個(gè)盛樣器中的樣品發(fā)生反應(yīng)后，其侵蝕能力就會(huì)逐漸減弱，依次類推，直至流經(jīng)L1后進(jìn)入集液器。相應(yīng)地，在同一個(gè)淋溶周期，樣品的溶蝕強(qiáng)度依L7，L6，……，L1的順序而降低。淋溶終點(diǎn)以L7中碳酸鹽組分優(yōu)先完全溶蝕為標(biāo)志，然后將各盛樣器中的淋溶殘余物用去離子水清洗后烘干備用。

1.3 活性態(tài)Cd的提取

土壤層活性態(tài)Cd用DTPA(二乙烯三胺五乙酸)浸提液提取[22]，提取方法如下：準(zhǔn)確稱取5.00 g樣品置于100 mL錐形瓶中，用移液管加入25 mL DTPA浸提液，在25 ℃下用搖床振蕩2 h。將浸提液導(dǎo)入離心管中，4 000 r/min離心15 min，上清液經(jīng)過(guò)濾后轉(zhuǎn)入容量瓶定容以備分析。

1.4 分析測(cè)試

土壤剖面樣品及基巖動(dòng)態(tài)淋溶殘余物烘干后用瑪瑙研缽研磨過(guò)75 μm孔徑篩。主、微量元素分析儀器分別為荷蘭飛利浦公司生產(chǎn)的PW2403型X-射線熒光光譜儀(XRF)和加拿大PerkinElmer公司生產(chǎn)的ELAN DRC-e型四級(jí)桿型電感耦合等離子體質(zhì)譜儀(Q-ICP-MS)。在上述分析測(cè)試的同時(shí)，插入GSR-12(白云巖)、GSS-4(石灰?guī)r土)和GSS-6(黃色紅壤)等3件國(guó)標(biāo)樣品進(jìn)行質(zhì)量監(jiān)控。對(duì)于主量元素，MgO、CaO、Na2O與推薦值的相對(duì)偏差<10%，其余元素<5%；對(duì)于本文所涉及的微量元素，Cd的相對(duì)偏差<10%、Zr的相對(duì)偏差<5%。DTPA浸出液中Cd的測(cè)定儀器為日本島津AA-6300原子吸收分光光度計(jì)，采用標(biāo)準(zhǔn)加入法進(jìn)行質(zhì)量監(jiān)控，Cd的加標(biāo)回收率在95%～105%。

對(duì)于剖面樣品的pH測(cè)定，稱取10 g自然風(fēng)干的樣品(其中基巖和巖粉層樣品破碎過(guò)0.15 mm孔徑篩放入50 mL燒杯中，加入新鮮去離子水25 mL，充分?jǐn)嚢韬箪o置30 min，用pH計(jì)連續(xù)測(cè)定上清液3次，取其平均值作為樣品的pH值。測(cè)定儀器為上海雷磁公司生產(chǎn)的PHS-3C型精密pH計(jì)。

上述測(cè)試項(xiàng)目中，固體樣品的主量元素分析在原國(guó)土資源部南昌礦產(chǎn)資源監(jiān)督檢測(cè)中心完成，微量元素分析在中國(guó)科學(xué)院地球化學(xué)研究所完成，其余工作在南華大學(xué)完成。

1.5 質(zhì)量平衡計(jì)算方法

碳酸鹽巖風(fēng)化過(guò)程中，由于碳酸鹽組分大量溶蝕導(dǎo)致風(fēng)化殘余物體積的強(qiáng)烈縮小變化，賦存在風(fēng)化剖面的元素可能會(huì)產(chǎn)生相對(duì)富集，因此，僅憑元素在剖面中的含量變化難以真實(shí)反映其在基巖風(fēng)化成土過(guò)程中的得失行為。根據(jù)G.H.Brimhall等[23]建立的質(zhì)量平衡計(jì)算方法，對(duì)于發(fā)育于下伏基巖的原位風(fēng)化剖面，元素j在風(fēng)化層中的絕對(duì)虧損或富集可通過(guò)質(zhì)量遷移系數(shù)τj進(jìn)行表征，具體計(jì)算方法如下：

τj=(Cj,w/Cj,p)/(Ci,w/Ci,p)-1

(1)

式中，Cj,w為元素j在風(fēng)化層(w)中的含量，Cj,p為元素j在基巖(p)中的含量，Ci,w和Ci,p分別為參比元素i(即惰性元素)在風(fēng)化層和基巖中的含量。τj>0，說(shuō)明元素j在風(fēng)化層相對(duì)于參比元素i產(chǎn)生了帶入或絕對(duì)富集；τj=0，說(shuō)明元素j和參比元素i具有相同的地球化學(xué)惰性，元素j相對(duì)于i沒有發(fā)生虧損或帶入；τj<0，表示元素j在風(fēng)化層相對(duì)于參比元素i遭受了虧損，當(dāng)τj=-1時(shí)，表明元素j已經(jīng)完全淋失。由于Zr在碳酸鹽巖風(fēng)化過(guò)程中比Ti等其他惰性元素更穩(wěn)定[21]，以Zr作為參比元素。

2 結(jié)果與討論

2.1 WC剖面地球化學(xué)特征

圖2顯示了WC剖面部分主量元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)及風(fēng)化指數(shù)隨深度的變化(數(shù)據(jù)見表1)。作為表征基巖中碳酸鹽組分(即白云石，CaMg(CO3)2)的CaO和MgO(圖2(a)、2(b))，從基巖(Y)至巖粉層(Yf)，其質(zhì)量分?jǐn)?shù)微弱降低；而至緊挨巖-土界面的土壤層T1中，快速降低至2.25%和1.82%，落入中國(guó)南方硅酸鹽類紅色風(fēng)化殼的含量范圍[26]。相反地，作為碳酸鹽巖酸不溶相的代表組分，即成土元素[27]，Al2O3(圖2(c))在基巖中呈微量雜質(zhì)存在(含量為0.90%)，其質(zhì)量分?jǐn)?shù)在Yf中微弱增大(0.92%)，而在T1中呈顯著增大的趨勢(shì)(22.89%)。在土壤層的演化過(guò)程中(即T1→T12)，上述元素呈現(xiàn)出如硅酸鹽類風(fēng)化殼緩慢變化的特征。由此可見，巖-土界面是碳酸鹽巖風(fēng)化成土過(guò)程中重要的地球化學(xué)作用場(chǎng)所。在風(fēng)化溶液作用下，由巖(巖粉層Yf)到土(土壤層T1)，一方面，碳酸鹽充分溶解；另一方面，由于風(fēng)化殘余物體積的強(qiáng)烈縮小變化導(dǎo)致酸不溶物的顯著相對(duì)富集。pH值在基巖和巖粉層中呈堿性(分別為9.23和9.21)，在土壤層T1中已降至酸性(6.32)，隨剖面向上呈進(jìn)一步降低的趨勢(shì)(見表1)，也指示了土壤層中碳酸鹽已淋失殆盡。

表1 WC剖面樣品及基巖動(dòng)態(tài)淋溶殘余物的地球化學(xué)數(shù)據(jù)Table 1 Geochemical data of the bulk samples in the profile WC and its bedrock dynamic leaching residues

另外，CIA(化學(xué)蝕變指數(shù))[24]指示了硅酸鹽組分(特別是長(zhǎng)石類礦物)在風(fēng)化過(guò)程中脫鹽基(K、Na、Ca)富鋁化強(qiáng)度，化學(xué)風(fēng)化作用越強(qiáng)，CIA值越大。由Y→Yf→T1，CIA值呈明顯增大的趨勢(shì)(58.59→63.13→80.71)；由T1向上的土壤層演化過(guò)程中，CIA呈逐漸增大的特征(圖2(d))。以上結(jié)果表明，碳酸鹽巖風(fēng)化過(guò)程中，伴隨碳酸鹽組分的溶蝕，酸不溶相也呈現(xiàn)出同步風(fēng)化的傾向，而土壤剖面形成和演化過(guò)程中的進(jìn)一步風(fēng)化是一個(gè)長(zhǎng)期緩慢的過(guò)程。

圖2 WC剖面部分主量元素含量和風(fēng)化指數(shù)隨深度的變化Fig.2 Variation of the contents of some major elements and weathering index with the depth in the profile WC

2.2 WC剖面Cd的分布特征

由圖3(a)所示(數(shù)據(jù)見表1)，碳酸鹽巖風(fēng)化成土過(guò)程中，Cd呈現(xiàn)出明顯富集的特征。Cd的質(zhì)量分?jǐn)?shù)在基巖中極低(0.095 mg/kg)，在巖粉層中輕微增大(0.20 mg/kg)，峰值出現(xiàn)在緊挨巖-土界面的土壤層T1中，為13.24 mg/kg，達(dá)到上述極富Cd碳酸鹽巖發(fā)育的土壤中Cd的極值水平[8-10]。T1中Cd的富集系數(shù)(T1/Y)為139，遠(yuǎn)高于已報(bào)道的巖溶區(qū)土壤、甚至富Cd基巖發(fā)育的土壤中Cd的富集系數(shù)(≤10)[14,16]，呈現(xiàn)出超常富集的現(xiàn)象。在土壤層，由T1→T2，Cd的質(zhì)量分?jǐn)?shù)快速減少至3.42 mg/kg，隨后向上呈緩慢降低的趨勢(shì)，其范圍為0.29～1.87 mg·kg，也均高于其在基巖中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。對(duì)于基巖酸不溶物(Yt)，Cd的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2.12 mg/kg，是其在基巖中的22倍、地殼豐度[5]的11倍，也高于土壤層T2深度以上樣品的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，為顯著富Cd的組分。

另外，Cd的質(zhì)量遷移系數(shù)(τCd)隨剖面深度的變化見圖3(b)所示(數(shù)據(jù)見表1)。在巖粉層(Yf)和土壤層T1中，τCd分別為0.17和0.15，Cd呈現(xiàn)出微弱帶入的特征；在T1深度以上的土壤層(T2～T12)，Cd強(qiáng)烈虧損，τCd=-0.71～-0.98，且隨剖面向上呈進(jìn)一步淋失的狀態(tài)，至剖面頂部幾近完全淋失(達(dá)98%)。另一方面，基巖酸不溶物(Yt)的τCd=-0.81，即由基巖至其酸不溶物，81%的Cd被淋失，換言之，基巖中81%的Cd賦存在酸溶相(碳酸鹽相)。與Yt相比，土壤層T2深度以上樣品的τCd值更偏負(fù)，說(shuō)明在土壤層的演化過(guò)程中，不僅基巖酸溶相中的Cd淋失殆盡，酸不溶相中Cd也遭受了進(jìn)一步虧損。

圖3 WC剖面Cd的質(zhì)量分?jǐn)?shù)及其質(zhì)量遷移系數(shù)隨深度的變化Fig.3 Variation of the contents of cadmium and its mass transfer coefficient with the depth in the profile WC

根據(jù)上述結(jié)果分析，WC剖面土壤層T1中Cd的超常富集存在兩種潛在來(lái)源：第一，巖-土界面作用中，隨基巖碳酸鹽相充分溶解釋放的Cd在風(fēng)化殘余物(酸不溶物)中吸持，并疊加了少量從土壤剖面淋溶帶入的Cd；第二，巖-土界面作用中，賦存在基巖酸溶相的Cd隨碳酸鹽的溶解而淋失，T1中的Cd是在富Cd酸不溶物基礎(chǔ)上，疊加了大量從土壤剖面淋溶帶入的Cd。揭示Cd的富集機(jī)制，首先需要厘清碳酸鹽巖溶蝕過(guò)程中Cd的地球化學(xué)行為。

2.3 基巖動(dòng)態(tài)淋溶殘余物中Cd的釋放/富集行為

以飽和CO2水模擬自然風(fēng)化溶液，用上述淋溶實(shí)驗(yàn)裝置[21]對(duì)基巖試樣的平行子樣進(jìn)行動(dòng)態(tài)淋溶，溶蝕程度由弱到強(qiáng)的7件淋溶殘余物樣品依次為L(zhǎng)1，L2，……，L7。圖4(a)、4(b)分別顯示了基巖動(dòng)態(tài)淋溶殘余物中Zr、Cd的質(zhì)量分?jǐn)?shù)變化?？梢钥闯?，隨淋溶進(jìn)程，伴隨基巖中碳酸鹽的逐步溶蝕，殘余物中Zr、Cd的質(zhì)量分?jǐn)?shù)呈增大的趨勢(shì)，其中，Cd在碳酸鹽完全溶蝕后的殘余物(L7)中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1.27 mg/kg，低于其在基巖酸不溶物(Yt)中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。Zr是表生環(huán)境下極其惰性的元素，其在樣品Y→L1→L7中質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增大源于淋溶殘余物體積縮小的濃縮效應(yīng)；對(duì)于Cd，雖然呈現(xiàn)出與Zr相似的變化趨勢(shì)，但真實(shí)反映其在基巖動(dòng)態(tài)淋溶過(guò)程中的釋放/富集行為，需要通過(guò)質(zhì)量平衡計(jì)算來(lái)表征。由圖4(c)可知，隨淋溶作用進(jìn)程，Cd的質(zhì)量遷移系數(shù)顯示出強(qiáng)烈的負(fù)值化(τCd=-0.68～-0.93，數(shù)據(jù)見表1)，即達(dá)到淋溶終點(diǎn)時(shí)(L7中碳酸鹽組分完全溶蝕)，基巖中93%的Cd已虧損。以上結(jié)果表明，排水條件良好的條件下，基巖溶蝕過(guò)程中釋放的Cd易于充分淋失。因此，由基巖風(fēng)化形成殘余物(酸不溶物)的過(guò)程中，Cd呈現(xiàn)出強(qiáng)烈虧損而又顯著相對(duì)富集的特征。

圖4 WC剖面基巖動(dòng)態(tài)淋溶殘余物中Zr、Cd的質(zhì)量分?jǐn)?shù)及Cd質(zhì)量遷移系數(shù)的變化Fig.4 Variation of the contents of zirconium and cadmium and the mass transfer coefficient of cadmium in dynamic leaching residues of dolomite bedrock in the profile WC

2.4 WC剖面Cd超常富集的行為

WC剖面位于丘陵龍崗頂部，屬于排水條件良好的地貌環(huán)境。剖面不滯水，巖-土界面作用中釋放的元素易于隨風(fēng)化溶液進(jìn)入地表(地下)水系統(tǒng)而遷移。結(jié)合上述的基巖動(dòng)態(tài)淋溶實(shí)驗(yàn)，有理由推定，在巖-土界面作用中，賦存在基巖酸溶相中的Cd隨碳酸鹽充分溶液而淋失，甚至有來(lái)自酸不溶相分解釋放的Cd。因此，T1中Cd的超常富集，可能主要源于巖-土界面作用中殘留的富Cd酸不溶物基礎(chǔ)上，疊加了從土壤層長(zhǎng)期演化中進(jìn)一步淋濾下滲的Cd，被T1中的黏土礦物、氧化物等吸持而沉淀。

2.5 土壤中Cd的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)

分別以農(nóng)用地土壤Cd的污染風(fēng)險(xiǎn)篩選值0.3 mg/kg和污染風(fēng)險(xiǎn)管制值2 mg/kg(5.51，為2.4～44.13；對(duì)于其與Cd管制值的比值，在土壤層底部Cd超常富集層及附近樣品>1，為1.71～6.62。

圖5 WC剖面土壤層Cd含量與參考值的比值隨深度的變化Fig.5 Variation of the ratio of the contents of cadmium to the reference values with the depth in the soil layer of the profile WC

另外，目前已廣泛認(rèn)識(shí)到，重金屬在土壤等表生固體介質(zhì)中的環(huán)境影響及生物有效性不僅與其在全巖中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)有關(guān)，尤其取決于在介質(zhì)中的賦存形態(tài)，其中，活性態(tài)是對(duì)環(huán)境影響最直接的部分[29-30]。用DTPA[22]浸提的土壤活性態(tài)Cd的質(zhì)量分?jǐn)?shù)及其占總Cd的百分比見圖6所示(數(shù)據(jù)見表1)。與總Cd的變化趨勢(shì)相似，土壤層中活性態(tài)Cd的質(zhì)量分?jǐn)?shù)隨剖面深度呈增大的趨勢(shì)，其中，在T3～T12樣品深度的質(zhì)量分?jǐn)?shù)極低，為0.006～0.15 mg/kg；而在剖面底部T1及相鄰樣品T2的質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為4.25 mg/kg和1.72 mg/kg，顯著高于以全巖質(zhì)量分?jǐn)?shù)表征的Cd污染風(fēng)險(xiǎn)篩選值，T1中活性態(tài)Cd的質(zhì)量分?jǐn)?shù)還高于以全巖質(zhì)量分?jǐn)?shù)表征的Cd污染風(fēng)險(xiǎn)管制值。對(duì)于活性態(tài)Cd占全巖中Cd的百分比，整體上，也具有隨剖面深度增大的趨勢(shì)，其中在剖面底部的T1～T2中達(dá)到32.10%～50.29%，間接指示了土壤層中Cd存在淋溶淀積作用，且隨剖面向下淀積的Cd以弱吸附態(tài)存在而容易被活化。

圖6 WC剖面土壤層中活性態(tài)Cd的質(zhì)量分?jǐn)?shù)及其占總Cd百分比隨深度的變化Fig.6 Variation of the content of mobile cadmium and its mass percentage of total cadmium with the depth in the soil layer of the profile WC

由此可見，WC剖面土壤層中Cd的質(zhì)量分?jǐn)?shù)不僅高于或顯著高于農(nóng)用地土壤Cd污染風(fēng)險(xiǎn)篩選值，而且在土壤層底部還明顯超過(guò)Cd污染風(fēng)險(xiǎn)管制值，甚至活性態(tài)Cd的質(zhì)量分?jǐn)?shù)都高于Cd污染風(fēng)險(xiǎn)管制值，存在較高的生態(tài)環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)，應(yīng)引起注意。

3 結(jié) 論

1)貧Cd碳酸鹽巖的酸不溶相中，Cd顯著富集，質(zhì)量分?jǐn)?shù)是其在基巖中的22倍；另一方面，基巖中80%以上的Cd賦存在碳酸鹽相。因此，碳酸鹽巖風(fēng)化成土過(guò)程中，Cd呈現(xiàn)出低背景、強(qiáng)虧損、高富集的特征。

2)Cd在WC剖面緊挨巖-土界面土層的超常富集，可能主要源于巖-土界面作用中殘余的富Cd酸不溶物基礎(chǔ)上，疊加了從土壤剖面長(zhǎng)期演化中進(jìn)一步淋濾下滲的Cd。

3)土壤層中Cd的質(zhì)量分?jǐn)?shù)不僅高于或顯著高于農(nóng)用地土壤Cd污染風(fēng)險(xiǎn)篩選值，而且在土壤層底部還明顯超過(guò)Cd污染風(fēng)險(xiǎn)管制值，甚至活性態(tài)Cd的質(zhì)量分?jǐn)?shù)都高于Cd污染風(fēng)險(xiǎn)管制值。WC剖面土壤中Cd存在較高的生態(tài)環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)，應(yīng)引起注意。