城市河流人为源稀土元素特征及其示踪潜力
编号:1466
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更新:2023-04-11 10:46:56
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特邀报告
摘要
稀土是一种极具战略意义的稀有资源,素有“新材料之母”、“工业维生素”之称,广泛应用于航空航天、电子信息、新能源、医疗、农业等领域。随着稀土元素使用的增加,其在开采、加工、使用、处理处置等各个环节排放进入环境的量也随之升高。1996年,Bau and Dulski首次报道了德国人口密集区的自然河流中出现显著的高含量Gd元素,高达0.1ug/L,比自然水体高出3个数量级,在稀土元素标准化配分模式图中表现出明显的Gd的正异常(Bau and Dulski, 1996)。Kulaksiz和Bau在2011年首次报道第二种人为源稀土元素La,研究者在德国莱茵河Worm市下游发现了非常高的La含量,受污染点的La达到338ng/L(上游背景区为1.9ng/L), 到污染点下游400km,人为源La仍然占比达94% (Kulaksiz and Bau, 2011)。这些人为源稀土元素进入天然水体,即为稀土元素潜在污染风险提出了警示,同时由于稀土元素优秀的示踪潜力,为城市人为活动排放新污染物示踪提供新思路。
人为源稀土元素具有常具有不同的轻、重、中稀土元素(LREE、HREE、MREE)组成特征,或者独特的单元素正异常,被用于示踪人为输入。如,受石油加工中含LREE催化剂使用的影响,沉积物往往富集LREE(Olmez et al., 1991);受硫化矿和磷石膏污染的水体富集MREE(Mao et al., 2014; Tranchida et al., 2011);酸性降雨表现更高的MREE含量(Sholkovitz et al., 1993; Zhu et al., 2016)等。对贵阳市南明河流域进行了多年连续采样分析发现,南明河上游小支流中,受城市影响显著的金钟河存在显著人为源Gd正异常现象,占比最高可达98%,与人口密度呈正相关。同时,研究发现水体中人为源Gd含量与Cl-、氧氟沙星含量密切相关,显示出人为源Gd对城市水环境中传统污染物和新污染物均有良好的示踪潜力。
(参考文献略)
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