中文摘要：

重金属镉污染是我国乃至当今全球面临的严重环境问题，近年来，我国发生了较多严重的镉污染事件，同时，调查显示我国约10%的大米是镉严重超标的"镉米"。随着国家对环境保护的重视，环境法中"谁污染谁治理"的原则将会逐步得到落实；然而，现有的元素地球化学和生物地球化学等方面的研究还不能有效解决镉污染源的追溯。项目在充分调研和前期研究的基础上，拟以云南兰坪超大型铅锌矿区和贵州都匀牛角塘铅锌矿区的重金属镉污染源追溯为研究对象，用镉同位素示踪为手段，结合元素地球化学和生物地球化学等地质地球化学方面的研究，揭示重金属镉的迁移过程，为追溯污染区域的镉污染源提供技术支持，也为污染区域的污染治理和修复提供基础数据和资料，以期为拓展镉同位素的应用提供基础的研究工作和资料。同时，通过两个典型污染区的对比研究，比较重金属镉在不同类型地层中迁移的相似性和差异性，建立可能的普适的镉污染源同位素示踪体系。

结论摘要：

本项目选取云南兰坪金顶超大型铅锌矿区和贵州都匀牛角塘铅锌矿区的重金属镉污染为研究对象，以Cd同位素示踪为手段，对重金属镉在地表环境中的迁移过程进行了研究。具体研究内容包括（1）模拟实验中表生风化淋滤过程的Cd同位素分馏研究；（2）自然条件下表生风化淋滤迁移过程中的Cd同位素分馏研究；（3）利用Cd同位素和Pb同位素手段一起示踪土壤重金属污染源的研究；（4）不同岩性地层中Cd迁移能力的对比研究。研究结果表明，在矿物的表生风化淋滤迁移过程中，Cd同位素可以产生较大的分馏（△114/110Cd淋滤液-残留态 可达0.50‰），Cd的轻同位素相对而言更易保留在固态中而不是淋滤液中。自然条件下，河流水系沉积物与对应的两岸土壤样品之间也存在Cd同位素分馏，水系沉积物比两岸土壤样品富集Cd的重同位素，同位素分馏（△114/110Cd水系沉积物-土壤）可达0.50‰，与模拟实验的结果相似。在追溯土壤重金属（Cd、Pb）污染源的研究中，Cd同位素指示的信息与Pb同位素指示的信息是一致的，它们可相互佐证；云南金顶铅锌矿区的镉污染主要来源于矿山开采过程中产生的粉尘。相比于传统的示踪方法，Cd同位素示踪污染源更加有效，它还可以判断在污染过程中是否存在其它污染源的叠加。对贵州都匀牛角塘铅锌矿污染区和云南金顶铅锌矿污染区的对比研究发现，牛角塘铅锌矿污染区（主要为碳酸盐岩地层）水系沉积物中的δ114/110Cd比矿山污染源要稍微偏负一些，而金顶铅锌矿污染区（主要为泥岩、粉砂岩地层）水系沉积物中的δ114/110Cd比矿山污染源要稍微偏正一些；暗示碳酸盐岩地层污染区的镉经表生风化淋滤作用迁移的量较少，可能主要以机械搬运的形式迁移。