安徽花山尾矿库溃坝污染农田土壤中As、Sb的释放及垂向迁移特征

Abstract

近年来,极端天气引发的尾矿库泄露和溃坝事故频发,导致周边农田极易遭受高重金属含量的尾矿砂污染.为进一步探讨富含重金属的尾矿砂进入土壤后砷(As) 、锑(Sb)的释放及迁移行为,评估其潜在的污染风险,本研究以安徽省某小型锑金矿区周边农田为例,分析了矿区表层和剖面土壤中砷和锑的含量,并利用污染农田土壤开展了柱淋溶实验.结果表明,研究区污染农田表层土壤中As和Sb的含量分别为(141 ± 11.4) mg·kg~(-1)和(104±5.2) mg·kg~(-1),分别超过中国土壤背景值12倍和85倍,也远高于对照田表层土壤,达到重度污染水平.尽管具有相似的地球化学性质,但As和Sb在土壤垂向迁移方面表现出不同的特性.土壤中的Sb主要分布于表层,其含量随剖面深度增加逐渐降低;而土壤As含量除表层较高外(113 mg·kg~(-1)),在60 cm深度出现一个极大值(114 mg·kg~(-1)).这表明表层污染土壤中的As和Sb会逐渐向下迁移,并且As的迁移能力高于Sb.在不同pH和不同浓度磷溶液淋滤下,As的释放强度均明显大于Sb,不同pH溶液淋滤条件下As的最大释放浓度达到1151 μg·L~(-1),Sb的最大释放浓度只有10 μg·L~(-1).不同浓度磷溶液淋滤条件下As和Sb的最大淋出浓度分别为1277 μg·L~(-1)和170 μg·L~(-1).磷肥的大量施加可以促进尾矿砂污染土壤中As、Sb的释放,增大其潜在生态风险