公司GIS应用研究创新团队研究生在《Journal of Hazardous Materials》发表研究成果

近日，公司自然地理专业研究生肖慧娴以位于大巴山逆冲带的城口县北部下寒武统鲁家坪组（LJP）剖面出露黑色岩系为研究对象，采集30件岩石样品，硅质板岩（SS）、碳质板岩（CS）各15件，室内分析其常量和微量元素含量，逐级提取岩石Cd、Cr赋存形态，通过风险评估指数法（RAC）、次生相原生相比值法（RSP）对Cd、Cr进行生态风险评价，以揭示黑色岩系镉（Cd）、铬（Cr）的富集机制、赋存形态及其生态环境效应。研究成果以“Ecological Risk of Cd and Cr in the Black Rock Series should be noticed: Based on the study of Enrichment Mechanism, Occurrence Form in the Lower Cambrian Lujiaping Formation”为题发表在《Journal of Hazardous Materials》（中科院一区top，IF=12.2）上。GIS应用研究创新团队研究生肖慧娴为第一作者，刘永林老师为通讯作者。

研究发现鲁家坪组黑色岩系Cd、Cr平均含量分别为1.15 mg/kg、193.08 mg/kg（图1）。不同重金属在不同岩性岩石中的含量有一定差异，SS中Cd平均含量高于CS，Cr略低于CS。鲁家坪组中Cd表现为中度富集（Cd_EF=31.03），Cr轻度富集（Cr_EF=4.42）（图2）。

图1 元素浓度分布图

图2重金属富集特征（a）及其RAC（b）与RSP（c）指数风险评价

根据Tessier五步法对Cd、Cr进行逐级提取，Cd的生物可利用态占比为55.78%，Cr为30.98%（图3），Cd具有较高的迁移能力和环境活性。RAC、RSP结果也表明Cd的潜在生态风险高于Cr（图2）。因此，Cd具有很高的释放风险，生物可利用性和潜在生物利用性较于Cr更强。

图3 重金属赋存形态含量（a）及其占比（b）

鲁家坪组黑色岩系处于稳定的缺氧还原环境。热液活动和火山活动是黑色岩系Cd的主要来源，为Cd富集提供丰富的物质来源，在沉积过程Cd会受到Fe、Mn、P的影响。Cr主要受TOC、火山活动控制，并伴有少量陆源碎屑输入。重金属通过风化从黑色岩系中释放，扩散至土壤和水体，并通过食物链进入生物体内，最终危害人类健康（图4）。全球气候变化和土地利用变化可能加剧这一过程。在黑色岩系区进行作业时，都应对重金属进行环境风险评估并进行适当的土地管理。

图4 鲁家坪组中Cd的释放路径

论文链接：https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2024.136019

(撰稿：冀琴；校稿：董雪柏；审稿：曹华盛）