基于地積累指數法對攀枝花市土壤中重金屬污染特征及評價

(成都理工大學地球科學學院 四川 成都 610059)

攀枝花市作為一個資源型的重工業及典型的礦業城市，經過幾十年的開發，形成了以礦業和冶金行業為主，以能源、化工和建材等行業為輔的體系，其主要的礦業活動分布在金沙江和雅礱江范圍內，對水體流域、土壤和周邊空氣環境影響嚴重[1-4]。本次研究以寶鼎煤礦區和釩廠區域為研究對象，研究土壤中重金屬污染特征，并對其污染狀況做初步分析評價。

一、研究方法

(一)樣品采集與分析

土壤樣品分別于寶鼎煤礦區和釩廠區采集，共計個。樣品為表層土壤，采樣深度為0-20cm，用不銹鋼鏟采集裝入樣品袋代會實驗室分析。

將采回的土壤樣品掛起自然風干，風干后每個樣品混勻后分別取25g，過200目的尼龍篩。實驗采用HNO3-HF-高壓密封消解法，使用ICP-MS分析儀測定土壤中的重金屬濃度。

(二)地累積污染指數評價法

該方法是將地球環境化學背景值、人為污染和由于成巖作用引起的背景值變化的影響綜合考慮，進而直觀反映土壤重金屬富集程度的評價方法[5]，計算公式為：

Igeo=log2(Cn/KBn)

其中，Igeo為土壤污染物地積累指數，Cn污染物實測濃度，單位mg/kg；Bn為污染物地球化學背景值，單位mg/kg。K是考慮到自然成巖作用所引起背景值變動而選取的系數，通常K=1.5。n為待評價重金屬。其污染等級見表1。

表1 Igeo和土壤重金屬污染程度的關系

二、結果與討論

(一)土壤中重金屬分布特征

通過比對分析所測土壤中的重金屬含量與四川省土壤背景值以及國家二級、國家三級土壤標準值，對研究區域各重金屬污染現狀進行分析討論。As最大值27.52，最小值2.42，平均值12.15，；Cd最大值0.39，最小值0.21，平均值0.31；Cr最大值401.39，最小值203.57，平均值276.83；Cu最大值86.16，最小值45.74，平均值58.25；Ni最大值171.02，最小值125.68，平均值153.12；V最大值531.01，最小值86.31，平均值,186.25；Zn最大值195.41，最小值111.39，平均值158.25。各元素均超過了四川省土壤背景值，其中，Cd、Cr、Cu、Ni和V超過了國家土壤二級標準值。這說明釩廠區域和寶鼎煤礦區附近土壤基本都遭受到了一定程度的重金屬污染。

(二)污染特征評價

根據地積累指數法評價，釩廠區域區所研究元素大多數無污染，As、Ni、Cr、Cd、Zn這五種元素地累積指數均為負數，說明它們處于無污染狀況，只有V、Cu兩種元素處于中等污染，其中V元素的地積累指數可達1.96，釩廠的存在可說明V的主要來源。寶鼎煤礦區污染主要表現在個別幾種元素，Cr、Cd、Ni這三種元素則普遍處于輕度至中等污染，極個別采樣點可達中等污染，該區域污染情況較小。

三、結論

通過對研究區采集土壤樣品進行重金屬微量元素含量測定，重金屬污染進行評價，并根據測試數據進行分析，針對幾個重要區域進行討論。所研究元素都超過四川省土壤背景值，甚有大部分元素超出了國家土壤二級標準，其中V、Cr污染程度比較嚴重；而從污染評價等級來看，V、Cr、Ti的污染等級較高，與當地盛產釩鈦磁鐵礦有關。