甘肃白银某铅锌冶炼厂周边土...重金属污染潜在生态风险评价_朱红.pdf

第 卷第 期 年 月甘 肃 冶 金 ，文章编号：（）甘肃白银某铅锌冶炼厂周边土壤重金属污染潜在生态风险评价朱 红，杨 浩，杜 蓉，黄天龙（西北矿冶研究院，甘肃 白银）摘 要：以甘肃白银某铅锌冶炼场地周边土壤作为研究对象，采用 提出的潜在生态风险指数法对土壤中多种重金属的综合生态风险进行评价。结果表明，该区表层土壤中、的均值远高于当地背景值，其中 的最大超标倍数达 倍以上，超过 倍以上。研究区土壤中 种重金属的单项潜在生态风险系数（）排序为，说明 和 对该区域土壤的生态危害最大。个采样点的综合潜在生态风险指数（）的范围为，其中有 个点处于较强度生态危害，占比达，可见该区域受重金属污染的潜在生态风险较高。经分析，主要原因是 和 的生态危害性较大导致，因此该区应重点关注 和 对土壤的生态危害。关键词：土壤；重金属污染；潜在危害；生态风险中图分类号：文献标识码：，（，）：，（），（），：；引言土壤是环境的重要组成部分，是社会发展的物质基础，土壤环境质量的好坏与当地的经济发展、国土资源环境安全，以及农产品安全和人体健康息息相关。相关资料和研究显示，土壤中重金属是影响土壤环境质量的主要污染物。防治土壤重金属污染，保护土壤资源，维持生态平衡，保护人类健康实际上已成为突出的全球问题。由于重金属污染具有隐蔽持久、累积不可逆性，一旦造成污染，影响后果基金项目：国家重点研发计划“铅锌冶炼场地土壤多重金属长效稳定修复材料、技术与装备”项目的课题“铅锌冶炼场地土壤多金属稳定化评估体系与工程示范”（课题编号：）。DOI:10.16042/62-1053/tf.2022.06.004严重，因而在有色金属冶炼过程中，土壤中重金属的污染防治不容忽视。本文以甘肃白银某铅锌冶炼场地周边土壤作为研究对象，监测与评价周边区域土壤中重金属分布情况，运用 提出的潜在生态危害指数法，对区域土壤中重金属的危害程度进行判定与分析，为土壤重金属治理提供参考和依据。区域概况本次研究场地位于铅锌冶炼厂周边，该铅锌冶炼厂生产四十余年，周边区域旱地常年进行污灌，受到冶炼厂烟粉尘排放和污灌的长期影响，厂区周边土壤已受到重金属污染。土壤样品采集及处理 样品布设本次研究在区域共设 个监测点，布点设在铅锌冶炼厂周边区域和上游背景清洁对照点。布点原则：选取上风向未受干扰的区域作为清洁对照点（），厂区周边东、南、西、北四侧设点进行监测（），监测点位情况见表。监测因子：镉、铅、铜、砷、汞、镍、铬（六价）共 项。表 土壤监测点位表测点编号监测点位名称备注对照点上风向清洁对照点厂区东侧 厂区东侧 厂区北侧 厂区北侧 厂区西侧 厂区西侧 厂区南侧 下风向厂区南侧 下风向 采样、监测分析方法土壤样品经自然风干、去杂后磨细，过 目尼龙筛备用。土壤重金属分析方法按照土壤环境质量 建设用地土壤污染风险管控标准（试行）（）中要求进行。评价方法现有的土壤评价方法有内梅罗法、地累积法、指数法、回归过量分析法等。其中，潜在生态危害指数（）法早在 年由 提出，是目前最常用方法之一。该方法综合了土壤中重金属的含量、生态效应、环境效应与毒理学，采用指数分级法进行评价。与单因子指数法相比，这种评价方法兼顾了重金属的毒性系数和对环境的敏感性，能综合反映重金属元素污染的环境效应。依据单因子指数法结合单个重金属因子的毒性系数计算 值，再将多个重金属因子的 值求和，即可求得多个重金属的综合潜在生态风险指数 值。计算公式如下：表层 式中：潜在生态风险指数；潜在生态风险系数；重金属个数；毒性响应系数；单项污染系数；表层表层土中实际浓度（）；参比值（）。公式中毒性响应系数采用 标准化系数，参比值采用甘肃省 层土壤中重金属元素背景值。各元素的毒性响应系数及参比值见表。表 各重金属元素的毒性系数及参比值元素镉铅铜砷汞镍铬（六价）毒性系数参比值（）土壤重金属元素潜在生态危害系数、潜在生态危害指数与潜在生态危害程度的对应关系见表。表 潜在生态危害指数法污染程度划分阈值区间潜在生态风险等级阈值区间潜在生态风险等级轻微轻微中等中等较强较强强烈极强极强 结果与评价 土壤重金属含量本次研究对矿区土壤中重金属含量进行了监测和分析，统计结果见表。第 期 朱 红，等：甘肃白银某铅锌冶炼厂周边土壤重金属污染潜在生态风险评价 表 土壤样品中重金属含量统计分析（）项目镉铅铜砷汞镍铬（六价）最大值最小值平均数中位数背景值超标倍数 从表 中可以看出，研究区域土壤中各重金属元素的平均含量分别为：，为 。研究区土壤中有 种重金属元素的平均值均超过了当地土壤的背景值，说明这 种元素 、的污染比较严重。其中 有 个样品超过背景值，而 、这 种重金属的所有样品的平均值全部超过背景值，其中 的最大超标倍数在 倍以上，在 倍以上，在 倍以上，和 的最大超标倍数均小于，说明区域有色金属冶炼过程 和 的污染相对比较严重。研究区土壤重金属的 值根据公式，分别计算了研究区不同采样点 种元素的单项系数（）和综合指数（），统计结果见表。表 土壤重金属潜在生态风险指数统计分析采样点单个重金属潜在生态风险系数（）综合生态风险 指数污染程度 较强 较强 较强 较强 中等 较强 较强 较强 较强平均值 最小值 最大值（）潜在生态风险等级轻微轻微轻微轻微中等强极强轻微轻微 从表 可知，研究区土壤中 种重金属的 值排序为，其中 的 最大值为，达到极强程度；其次为，最大值为，属于中等危害。其他因子的 值都相对较低，说明这几个重金属因子对该区域土壤的生态危害较小。研究区土壤重金属的 值由表 可知，该区域 个采样点的综合生态风险指数（）的范围为，其中只有一个点位处于中度生态危害，而其余 个采样点全部处于较强度生态危害，可见该区域受重金属污染的潜在生态风险较高。通过分析本次监测的 种重金属对区域综合综合生态风险的贡献值，是该区最主要的污染因子，其平均生态风险占比可达，其它 个因子的贡献值远远小于。研究区土壤中不同重金属因子的单项系数、综合指数 频数分布本次评价将 个重金属因子的单项系数、综合指数 所对应的不同危害程度的频数进行了统计，结果见表。、和 五种因子的单项系数 全部处于轻微生态风险，而 的土壤 已达到强烈生态风险水平，的土壤 达到极强生态 甘 肃 冶 金 第 卷风险。土壤 有 的处于轻微生态风险，处于中等生态风险。表 研究区土壤中 种重金属因子的单项系数、综合指数 频数分布 单项生态风险程度潜在生态风险系数（）综合生态风险指数（）轻微中等较强强烈极强 土壤样点的综合指数（）处于较强的占比最大，为，另外 的样点处于中等危害水平，经分析，主要原因是 和 这 种重金属因子的生态危害性较大。这也说明，该区土壤生态环境受到、影响的可能性最大，应该重点关注土壤受到重金属 和 的生态危害。结论区域 个采样点的表层土中，、和 的平均值全部超过了当地的土壤背景值，说明在该研究区，这 种元素的污染比较严重并且普遍。单个重金属的潜在生态风险系数排序为：，说明 和 是区域主要的污染因子，具有较大的生态危害。多个重金属的潜在生态危害指数反映出，整个区域存在着较大的生态风险。个采样点的土壤有 处于较强生态风险程度，该区域生态环境脆弱，承载能力差，建议在后续的生产活动中，加强砷元素的综合回收和利用，减少对环境的不利影响。潜在生态危害指数法是目前运用较多的方法之一，它在重金属污染单因子指数评价的基础之上，还考虑了重金属的毒性危害和对环境的敏感性，综合反映了多种重金属的环境效应。参考文献：，（）：土壤环境质量建设用地土壤污染风险管控标准（试行）张江华，赵阿宁，王仲复，等内梅罗指数和地质累积指数在土壤重金属评价中的差异探讨以小秦岭金矿带为例黄金，（）：梁 琼，王玉霞，倪 霞，等甘肃土壤重金属元素含量及潜在生态危害评价国外医学（医学地理分册），（）：赵沁娜，徐启新，杨凯潜在生态危害指数法在典型污染行业土壤污染评价中的应用华东师范大学学报（自然科学版），（）：贾振邦，于彭涛应用回归过量分析法评价太子河沉积物中重金属污染的研究北京大学学报（自然科学版），（）：杨 净，王 宁夹皮沟金矿开采区土壤重金属污染潜在生态风险评价农业环境科学学报，（）：徐争启，倪师军，庹先国，等潜在生态危害指数法评价中重金属毒性系数计算环境科学与技术，（）：彭 景，李泽琴，侯家渝地积累指数法及生态危害指数评价法在土壤重金属污染中的应用及探讨广东微量元素科学，（）：王生朴，连 兵 甘肃省土壤环境背景值特征及其分布规律甘肃环境研究与监测，（）：收稿日期：作者简介：朱 红（），女，青海省湟中县人，中级工程师。从事环境影响评价工作。第 期 朱 红，等：甘肃白银某铅锌冶炼厂周边土壤重金属污染潜在生态风险评价