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图3 Cd、As、Pb元素活动态含量、pH随深度变化
Fig.3 Changes in pH and percentages of mobile form(As,Cd,and Pb)with depth
2.3.3 水文地质条件对重金属分布的影响
霞湾港外围主要出露冷家溪群小木坪组(Ptxz)、板溪群横路冲组(Pthlz)和砂坪组(Ptsz)、白垩系戴家坪组泥灰岩段(Kdnd)岩层,透水性较差,大气降水少部分沿岩石裂隙、孔隙渗入地下,多沿地表流入地势低的沟溪。霞湾港内有新老两条排污渠、若干排水渠,地表水流通畅,污水、雨水等地表水能够快速排出。
依据ZK369~ZK372水文地质钻孔绘制的霞湾港-湘江水文剖面见图4。由图4可知,杂填土之下的粉质粘土层结构紧密,为隔水层,阻碍了地表污水的向下渗滤。粉质黏土层之下的含水层(粉细砂、砂砾石层)地下水主要由湘江补给。湘江河床为隔水性良好的白垩系泥质砂岩。随着湘江水位随降水量的变化情况,地下水与湘江补给关系也发生变化。湘江Ⅰ级阶地、Ⅱ级阶地地下水总体上向湘江排泄,每年10~12月枯水期霞湾港地下水补给湘江河水;丰水季节,霞湾港地下水水位比枯水季节要高,但水位变化幅度不会很剧烈,一般情况下也是霞湾港地下水补给湘江河水。但当湘江水位过高~如洪水水位,超过霞湾港地下水水位一定范围时,湘江水会反补地下水,霞湾港地下水会沿着其他运移路线汇入湘江,与枯水季节运移路线不同。因此,霞湾港地下水径流方向总体上自北向南运移汇入湘江,松散粉细沙、砂砾石构成地下水径流通道。
图4 霞湾港-湘江水文剖面
Fig.4 Hydrological profile of Xiawan port-Xiangjiang river
由以上水文地质条件可以看出,霞湾港内的地表污水排泄通畅,粉质黏土作为隔水层阻碍了地表污水的向下渗滤,使得地表污水仅能污染杂填土层。霞湾港内的地下水经粉细沙、砂砾石流入湘江,一般不会受到湘江的污染,故粉细砂、砂砾石层也未受到外源性重金属的污染,且由于地下水的冲刷作用,使得粉细砂、砂砾石层的水溶态、离子态的重金属百分比大大降低,保持在较低水平。
3 结论
(1)杂填土、粉黏土、粉细砂中的As元素以残渣态为主,其次为腐殖酸态、铁锰结核态;Cd元素以碳酸盐结合态为主,其次为腐殖酸态、铁锰结核态、残渣态;Pb元素以残渣态、铁锰结合态为主,其次为碳酸盐结合态、腐殖酸态。
(2)杂填土中的As、Cd、Pb元素的活动态含量百分比大于粉黏土、粉细砂。
(3)重金属含量为杂填土>粉黏土>粉细砂≈砂砾石层,地表重金属污水只污染了杂填土层,并未向下迁移。
(4)外源污染重金属未向下迁移的原因为:杂填土中的高岭石等黏土矿物使得外源污染重金属元素被吸附、固化在杂填土层;距地表(30~70)cm范围内的粉黏土pH为7.2~8.2,形成了一道碱性障;霞湾港内的地表污水排泄通畅,粉质黏土作为隔水层阻碍了地表污水的向下渗滤。
(5)霞湾港内的地下水一般不会受到湘江的污染,使得粉细砂、砂砾石层的水溶态、离子态的重金属保持在较低水平。
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