陜西省某鉛鋅冶煉廠周邊土壤中重金屬污染評價及特征分析

周弛 念娟妮 王曉巖 張沛 張會強 劉敏

摘要：本文以陜西省南部某鉛鋅冶煉廠為研究對象，分析了廠區周圍32個點位土壤樣品中8種重金屬元素（Cd、Zn、Pb、Cu、Hg、As、Cr、Ni）含量。依據有關標準，按照內梅羅污染指數法對土壤污染程度進行了評價。結果表明：冶煉廠周邊土壤污染程度已非常嚴重，重污染有24個點位，占75.0%，中度和輕度污染各有4個點位，分別占12.5%。通過與歷史數據比較及剖面數據分析，發現除Cr和Ni外，廠區周邊土壤中其他6種重金屬污染隨著時間的推移將越來越嚴重，而且在廠區下風向有進一步向深層土壤擴散的趨勢。相關性分析顯示，Cd-Zn-Pb-Cu-Hg-As之間顯著正相關，而Cr和Ni之間顯著相關，說明Cd-Zn-Pb-Cu-Hg-As具有復合污染的特征和相同來源，最后，用主成分分析對污染特征及來源做了進一步的佐證。結論為廠區周圍Cd、Zn、Pb、Cu、Hg、As污染是由冶煉企業引起，而Cr和Ni可能還未受到冶煉廠污染。

關鍵詞：土壤;重金屬;內梅羅污染指數;相關性;主成分分析

中圖分類號：X825 文獻標識碼：A 文章編號：2095-672X（2019）11-0-03

Abstract： The concentrations of heavy metal（Cd、Zn、Pb、Cu、Hg、As、Cr、Ni） in 32 soils sampling sites around lead-zinc smelting plant of southern Shaanxi province were determinaed. The pollution degrees were assessed by using Nemerow pollution index method.The results showed that the pollution degree of the soils were very seriously， which there are 24 sampling sites in heavy pollution ，4 sampling sites in medium and light pollution ，respectively.Compared with Historical data and soli profile data，The pollution of Cd、Zn、Pb、Cu、Hg and As will more and more seriously with time in the soils，and the pollution will spread to deep layer soil in downwind of the plant.Correlation analysis displayed that Cd，Zn，Pb，Cu，Hg and As attained a significantly positive correlation level，while a significantly positive correlation in Cr and Ni. Principal component analysis further confirmed that Cd，Zn，Pb，Cu，Hg and As combined pollution character and the same pollution source from the plant，but the pollution of Cr and Ni may not be from the plant.

Key words： Soil;Heavy metals;Nemerow pollution index;Correlation;Principal component analysis

土壤是人類賴以生存的物質基礎，是經濟社會發展不可或缺的環境要素[1]。當前，我國土壤環境質量狀況總體不容樂觀，特別是近年來隨著采礦和冶煉業的迅速發展，造成企業周邊地區土壤中重金屬污染事件時有發生，嚴重影響社會穩定和企業周邊人群的身體健康[2-6]。

本文以陜西省南部某鉛鋅冶煉廠周邊土壤為研究對象，分析了鎘、鋅、鉛、銅、汞、砷、鉻、鎳8種金屬元素，通過內梅羅指數法對其污染程度進行了評價，再通過與歷史數據比較、相關性分析、主成分分析等方法，揭示其污染來源、污染趨勢及污染特征，從而為其修復治理提供基礎性資料。

1 材料與方法

1.1 樣品采集、制備和分析

以該企業主生產區為中心，分別在東（E）、南（S）、西（W）、北（N）、東南（ES）、東北（EN）、西南（WS）、西北（WN）8個方向沿主廠區邊界向外50m、100m、300m、500m、1000m、2000m同心圓布點，根據現場地形實際情況，共布設32個點位;由于該企業所在地常年主導風向為東南風，考慮到采樣的可行性，將上風向E2000m點位設為背景點位，并將下風向N300m及WN300m點位設為剖面，分別在0～20cm，20～40cm，60～80cm分層采集樣品;其他均采集0～20cm表層土壤樣品。樣品制備和分析嚴格按照《土壤環境監測技術規范》（HJ/T 166-2004）執行[7]。

1.2 污染程度評價方法

根據企業環評批復，該地區執行《土壤環境質量標準》（GB 15618-1995）二級標準[8]。土壤污染程度采用內梅羅污染指數評價，具體為首先根據測得污染物濃度及標準限值計算單項污染指數，然后根據單項污染指數計算內梅羅污染指數，公式如下：

1.3 數據處理

數據采用excel計算;相關性、主成分分析采用SPSS13.0計算。

2 結果與討論

2.1 數據統計分析及比較

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[7]HJ/T 166-2004，土壤環境監測技術規范[S].

[8]GB 15618-1995，土壤環境質量標準[S].

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收稿日期：2019-07-10

基金項目：環保公益性行業科研專項（201109053）

作者簡介：周弛（1981-），男，漢族，碩士，工程師，研究方向為環境監測。