酸化土壤中镉在包气带和含水层中的迁移特征与预测模型研究

镉是污染土壤中较为常见的一种有毒重金属污染物，其迁移性受土壤pH值影响较大。我国南方多为酸性土壤区,近年来的工农业活动加剧了部分区域土壤的酸化,导致土壤中镉迁移性的显著提高,促进了土壤镉向地下环境的迁移。当前,酸化土壤中镉在包气带和含水层迁移特征及土壤酸化对镉向下迁移的影响鲜有研究。本项目拟在已有两个典型酸-镉复合污染区调查研究的基础上,分析酸化及不同污染源对土壤镉结合特征及迁移性的影响；通过原状土柱淋溶试验、野外同位素示踪试验与砂箱模拟试验，探明镉在包气带和含水层中的运移特征，明确影响镉在包气带和含水层中迁移的主要因素及其对镉迁移的影响程度，进而构建酸化土壤中镉在包气带和含水层中迁移预测的耦合模型,揭示镉在包气带和含水层中的分布与运移规律,为酸化土壤的镉污染治理和地下水保护提供科学依据。

镉是污染土壤中较为常见的一种有毒重金属污染物，其迁移性受土壤pH值影响较大。我国南方多为酸性土壤区,近年来的工农业活动加剧了部分区域土壤的酸化，导致土壤中镉迁移性的显著提高,促进了土壤镉向地下环境的迁移。当前，酸化土壤中镉在包气带和含水层迁移特征及土壤酸化对镉向下迁移的影响鲜有研究。本项目调查了我国两个典型的酸-镉复合污染区土壤镉污染状况, 结果表明这两个典型研究区分别由于重金属土法冶炼和电子垃圾拆解而导致严重的重金属镉污染和土壤酸化现象；分析了两个典型研究区酸化及不同污染源对土壤镉结合特征及迁移性的影响，结果表明两个典型研究区虽然土壤中镉的总量和土壤pH基本一致，但其土壤镉结合特征相差较大，重金属冶炼区土壤镉以残渣态为主，而电子垃圾拆解区土壤镉以交换态为主，这可能与土壤镉的来源有关, 而同一典型区土壤镉迁移性与土壤pH密切相关，土壤酸化越严重，土壤中镉的迁移性就越大；此外，我们还通过原状土柱淋溶试验、野外同位素示踪试验与砂箱模拟试验，研究了镉在包气带和含水层中的运移特征及影响镉在包气带和含水层中迁移的主要因素，结果表明影响镉在包气带土层迁移的主要因素有包气带土壤pH值和其对酸雨的缓冲能力、有机质含量、包气带土壤中盐基离子浓度以及包气带厚度，而影响镉在含水层中运移的主要因素有含水层土壤有机质含量、含水层土壤的质地、地下水流速、含水层厚度等；在此基础上，我们构建了适合酸化土壤中镉在包气带和含水层中迁移预测的耦合模型。本研究成果可为酸化土壤的镉污染环境风险评估、镉污染治理以及地下水镉污染防护提供了科学依据。