白銀市土壤重金屬污染現狀及來源分析

倪鼎文，南 海，王 婷

（1.蘭州財經大學農林經濟管理學院，甘肅 蘭州 730020；2.甘肅省天水市農業科學研究所，甘肅天水 741001；3.甘肅省農業科學院土壤肥料與節水農業研究所，甘肅 蘭州 730070）

白銀市位于黃河上游甘肅省中部地帶，是隨礦產資源開發而建設的工業城市，也是我國有色金屬工業基地，有“銅城”之稱。自建市以來，白銀公司及其相關的上下游企業在采礦、選礦、冶煉等過程中，長期超標排放工業“三廢”，其中的鎘、砷、鉛等重金屬對白銀市區域空氣、土壤、農作物、地表水等造成了嚴重的污染，嚴重危害了人民群眾的身體健康。

1 污染現狀

對白銀市土壤的重金屬污染問題，近幾十年不少學者做了大量的研究探索。李小虎等研究表明，冶煉廠周圍土壤存在不同程度的重金屬污染，其中以東側污染最為嚴重，其次為東南側，西南側土壤污染相對較輕，整個區域土壤存在嚴重的Cd污染［1］。并發現距離冶煉廠越遠，重金屬含量逐漸降低，認為冶煉煙塵沉降是引起土壤重金屬污染的重要原因。黃天龍等對沙坡崗、梁家窯、紅星村、東臺子、尾礦庫滲坑等5個有代表性的地點進行土壤監測，6種重金屬元素Cu、Pb、Zn、Cd、As、Hg在監測點處出現不同程度的超標，其中以沙坡崗、尾礦滲坑2處監測點超標最為嚴重［2］。李春亮等研究表明，白銀市土壤中Cd均未達到國家土壤環境質量Ⅰ級標準，Ⅲ級、Ⅳ級污染面積占研究區面積的82.39%；Hg、Pb、Zn、Cu的Ⅲ級及其以上污染區面積分別占研究區的7.35%、5.59%、14.67%、5.71%［3］。南忠仁等研究表明，東大溝污灌區作物籽粒重金屬含量相對其它類型區明顯為高，但只有Cd、Pb含量超標明顯［4］，雖然東大溝污灌區內作物籽粒Cu、Zn含量仍在食物衛生標準以內，但按照污染預報原則，東大溝污灌區生產的農作物產品不能用作食品加工的原料。可見，白銀市土壤在一定范圍一定程度上已經受到重金屬的污染，而且有些地區污染表現十分嚴重。

2 污染分布

白銀市重金屬污染防控的重點區域為“一區三片一溝”。“一區”是以白銀區為防控區，包括白銀區5個街道和王峴鎮在內的447 km2范圍，集中區人口為27萬人；“三片”即以白銀有色集團股份有限公司銅業公司、西北鉛鋅冶煉廠、第三冶煉廠周邊3個片區為重點；“一溝”即以重金屬污染比較嚴重的東大溝流域為重點區域，行業以有色金屬采選為主，涉重工業企業20個。在白銀市東大溝流域，由于歷史條件限制，在長期的礦產開采、加工以及工業化進程中積累形成的重金屬問題日益嚴重，造成了巨大的生態環境欠賬。東大溝流域水體和兩側土壤重金屬污染嚴重，對黃河流域的生態安全和群眾健康構成了嚴重威脅。因此白銀市土壤重金屬污染防治的重中之重應是東大溝流域。

3 土壤重金屬來源

城市土壤重金屬污染隨著社會經濟的發展變得越來越嚴重，重金屬作為一種持久性有毒污染物質，具有難溶解、積累效應、難降解性等特征，能夠通過大氣、水、食物鏈等直接或間接危害人類的健康。同時，城市化的過程中的城市污染物的大量產生和轉移，也在一定程度上加劇了土壤重金屬外源的輸入速度。許多學者對城市土壤重金屬來源做了大量的分析和研究。肖錦華發現城市土壤的重金屬主要來源于交通污染、工礦業污染、燃煤、生活垃圾、農業化學物質等方面［5］。田慶春等認為白銀市土壤重金屬污染源主要來自4個方面，分別是污水灌溉、大氣污染、工業固廢以及化肥農藥殘留［6］。白銀市有色金屬開采、加工歷史悠久，對于環境保護的投入和意識不強，造成工業污染嚴重，加之特殊的地理和氣候特征，該區域的土壤重金屬污染源主要來自以下4個方面。

3.1 工業三廢排放

3.1.1 廢水中重金屬污染物排放量大 2007年白銀區工業廢水排放量約為1 168萬t，以白銀公司排放的重金屬酸性廢水為主。工業廢水中年排放重金屬等各類污染物8 296.46 kg。工業廢水通過東大溝排入黃河，嚴重影響了黃河白銀段水質。工業廢水在東大溝流經38 km后匯入黃河，沿線接納了白銀公司所屬的銅業公司、西北鉛鋅冶煉廠、第三冶煉廠及小硫酸廠等企業排放的含重金屬工業廢水。2007年監測數據表明，東大溝主要重金屬污染物Pb、As、Cd、Cr的排放量分別為5 293.25、915.27、1 997.50、90.44 kg。盡管 2013年廢水中Pb、As、Cd、Cr排放量分別削減81.93、71.56、68.00、88.80 kg，但總量仍然較大，治理廢水排放依然是重中之重。

3.1.2 大氣重金屬污染超標嚴重 2007年在白銀有色集團股份有限公司銅業公司生產廠區及其附近監測重金屬污染超標率達到16.7%，而季度最高日均空氣中Pb濃度達到了0.028 9 mg/m3，遠遠超過國家環境空氣治療標準限定的重金屬Pb的年日均濃度0.001 mg/m3的極限濃度值，也超過了重金屬Pb的季度日均濃度0.001 5 mg/m3極限值。根據白銀市環保局的統計數據，2013年白銀市鑫大金屬冶煉有限公司廠區及其附近廢氣中，Pb、Cd、Cr、As的新增排放量分別為135.4、-48.1、-37.3、-50.4 kg，Pb的排放量不僅沒有降低反而有所升高，Cd、Cr、As排放量的降低程度也不高。

3.1.3 重金屬廢渣未得到有效處置 2013年全市產生有色重金屬冶煉廢渣121 166 t，綜合利用量為51 467萬t，綜合利用率僅為42.1%；貯存量為69 584.68 t、處置量為114.44 t。白銀有色金屬集團股份有限公司西北鉛鋅冶煉廠、白銀有色金屬集團股份有限公司第三冶煉廠、白銀有色集團股份有限公司銅業公司、甘肅銀光聚銀化工有限公司、甘肅銀光化學工業集團有限公司等企業產生的廢渣，是該區域重大環境安全隱患。

3.2 城市交通污染

目前，隨著機動車保有量的激增，城市機動車尾氣污染問題呈凸現趨勢，汽車尾氣已成為除廠礦企業外的又一大污染源。汽車輪胎及排放的廢氣中含有Pb、Zn、Cu等多種重金屬元素，隨著廢棄沉降進入周圍的土壤環境，造成一定的土壤重金屬污染。劉廷良等研究發現，汽車輪胎添加劑中的Zn是城市土壤中Zn的重要來源［7］。劉曉茹以西安—閻良高速公路、西安—三原高速公路路域農田為研究樣區，分析認為Pb、Cd、Zn、Cu、Cr等5種重金屬含量絕大多數地區都超過了該地區土壤環境參照值［8］，在路域200 m以內的農田土壤都受到不同程度影響，土壤重金屬含量在水平方向上表現出隨距離的增加先增大后減小趨勢，在5～70 m范圍受重金屬影響比較嚴重；在垂直方向上，絕大部分集中在0～10 cm土壤表層中，并隨著深度的增加重金屬含量相對減少。隨著白銀市城市化的快速發展，汽車保有量急劇增加，向周圍環境中釋放的污染物逐年增多，造成白銀市土壤中的重金屬不斷累積。

3.3 農業化學物質投入

白銀市地處中國西北部黃土高原區，屬于土壤養分貧乏區，土壤表層有機質的平均含量僅為13.1 g/kg，全氮為0.8 g/kg，全磷為0.69 g/kg，全鉀為6.7 g/kg。為了獲得農業豐收，在當地的農業生產中，農藥和化肥使用是必不可缺的，而過磷酸鈣、磷礦粉、鈣鎂磷肥等化肥中含有Cd、As、Pb、Cr等重金屬元素。農藥中所含重金屬元素以Hg、As和Pb較多，如含有機汞的制劑有賽力散、西力升等，含有機砷的制劑有稻腳青、蘇農6401，含砷鉛的有砷酸鉛、亞砷酸鉛等，含其他重金屬的農藥有代森鉛。這些化肥和農藥的使用對于作物的增產有一定的作用，但長期使用這些含重金屬的農藥和化肥，使重金屬在土壤中殘留富集，長期積累造成土壤污染。

3.4 污水灌溉

白銀市的土壤屬于砂質土壤，地表層多由沙石組成，很容易吸收和阻留通過土壤的各種污染物，但土壤的凈化和緩沖能力是有一定限度的，長期用不符合標準的污水灌溉農田，必然造成土壤有機污染、重金屬污染及酸、堿、鹽污染，使土壤板結、肥力下降、土壤酸堿失去平衡，土壤生態系統平衡受到破壞，引起土壤環境惡化［4］。白銀區污灌農田主要分布在東、西大溝沿岸王峴灌區，該灌區地處白銀城郊，地勢西北高、東南低，平均海拔1 600 m左右，水資源缺乏。由于工農渠高揚程提灌工程灌溉成本高，加之灌區周邊有城市生活、工礦生產廢水和部分地下水，逐步形成了河水、污水、地下水并用的灌溉模式。東大溝流域農田長期應用工業企業排放的含重金屬廢水進行農灌，導致農田土壤和作物重金屬嚴重超標，影響了食品安全和人畜健康，面源污染也影響黃河流域的水環境質量，污染面積為445.90 hm2，污染深度0～60 cm。

4 結束語

總的來看，白銀市根據“治舊控新、削減存量、保安全、防風險”的工作思路，嚴格落實《白銀市重金屬污染綜合防治“十二五”規劃》，土壤重金屬污染繼續惡化的趨勢得到了緩解。白銀市2008—2012年先后淘汰關閉了9家企業的落后生產線，涉重行業主要產品產量均有一定的減少，Zn產量由2012年的19萬t減少到14萬t，Pb產量由2012年的2.1萬t增加到2.3萬t，增加了2 000 t。但是，白銀市土壤重金屬污染治理的歷史欠賬依然較多，壓力依然較大，下一階段研究應重點關注工業企業搬遷后廢棄場地重金屬污染修復、東大溝流域重金屬污染整治與生態修復規劃、城市交通對土壤重金屬污染的影響、農藥化肥中重金屬殘留對于土壤環境的影響。通過轉變依賴礦產資源的經濟發展方式、優化產業結構、嚴格環境準入、強化執法監管、實施綜合治理，最終實現土壤重金屬污染的有效防治和治理。

［1］ 李小虎，湯中立.甘肅省白銀市冶煉廠周圍土壤中Cd、Cu、Pb、Zn 的富集分布［J］.工程勘察，2007（5）：23-27.

［2］ 黃天龍，金明虎.白銀有色金屬生產基地土壤重金屬質量現狀影響評價［J］. 甘肅冶金，2012，34（4）：89-92.

［3］ 李春亮，劉文輝.甘肅省白銀市區土壤環境質量評價［J］. 物探與化探，2012，36（6）：1 014-1 019.

［4］ 南忠仁，李吉均，張建明，等.白銀市區土壤作物系統重金屬污染分析與防治對策研究［J］.環境污染與防治，2002，24（3）：170-173.

［5］ 肖錦華.中國城市土壤重金屬污染研究進展及治理對策［J］. 環境科學與管理，2009，34（4）：25-28.

［6］ 田慶春，楊太保，石培宏，等.白銀市土壤重金屬污染源分析及防治措施［J］.中國環境監測.2012，28（6）：40-44.

［7］ 劉廷良，高松武次郎，左瀨裕之.日本城市土壤的重金屬污染研究［J］. 環境科學研究，1996，9（2）：47-51.

［8］ 劉曉茹.公路路域農田土壤-農作物重金屬污染研究—以西安-閻良和西安-三原公路為例［D］.西安：長安大學，2012.