文峪金礦周邊農(nóng)田土壤重金屬污染特征及生態(tài)風(fēng)險研究

葛玉洲

（長安大學(xué)資源學(xué)院，陜西 西安 710021）

為了更好地了解礦區(qū)周圍土壤中重金屬的分布和污染情況，本文以文峪金礦周圍農(nóng)田表層土壤為研究對象，分別測定了土壤中5種重金屬元素（Hg、Ni、Cd、As、Ag）含量，采用單因子指數(shù)法和內(nèi)梅羅綜合污染指數(shù)法對重金屬污染進(jìn)行評價，采用哈肯森潛在生態(tài)風(fēng)險指數(shù)法對潛在生態(tài)風(fēng)險進(jìn)行評價，以查明當(dāng)?shù)剞r(nóng)田土壤重金屬污染情況，確定該研究區(qū)土壤重金屬生態(tài)風(fēng)險程度和重點(diǎn)監(jiān)測元素，以期為礦區(qū)生態(tài)環(huán)境保護(hù)和重金屬污染防治提供科學(xué)參考。

1 材料與方法

研究區(qū)概況：

河南文峪金礦位于小秦嶺成礦帶的中礦帶西段， 礦區(qū)面積14.7022平方公里，是小秦嶺成礦帶中14處大—中型金礦床之一。礦床深部共圈定出6個礦體，礦體形態(tài)較簡單，主要呈薄脈狀產(chǎn)出在綠巖地層太華群和侵入其內(nèi)的變TTG巖系中，受地層、構(gòu)造和巖漿活動控制明顯，厚度穩(wěn)定，有用組分分布較均勻。

文峪金礦位于豫、陜兩省交界處的靈寶市豫靈鎮(zhèn)，地形以中低山地、河谷階地為主，屬暖溫帶大陸性季風(fēng)干旱氣候，四季分明年平均氣溫為13.8℃，最低氣溫-10.7℃，最高氣溫為40℃，平均降水量619.5毫米。

2 土壤重金屬污染評價

2.1 土壤重金屬含量特征

本次研究共采集6個農(nóng)田土壤樣，分別測定每個樣品中Hg、Ni、Cd、As、Ag五種重金屬元素的含量，并對含量以及相應(yīng)指標(biāo)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析（見表1）。Hg、Ni、Cd、Ag四種元素含量均高于河南省土壤背景值（K＞1），分別達(dá)到背景值的24.04倍、1.19倍、45.15倍、1.70倍，Hg、Cd含量遠(yuǎn)高于背景值。而Ag的含量小于檢出限0.1未被檢出，可見該地區(qū)Ag含量極低，不存在Ag污染。

表1 土壤樣品檢測結(jié)果

2.2 土壤重金屬污染評價

指數(shù)法由于其評價結(jié)果客觀可比性，已廣泛應(yīng)用于環(huán)境質(zhì)量評價當(dāng)中，但值得注意的是，因?yàn)樵谔囟ǖ脑u估，評估區(qū)域背景值并不相同，所以沒有統(tǒng)一的評價標(biāo)準(zhǔn)值。因此，在環(huán)境質(zhì)量評價時為了使評價結(jié)果是合理和可比性，需要根據(jù)研究區(qū)域的實(shí)際情況確定評價標(biāo)準(zhǔn)。本文根據(jù)單因子指數(shù)法和內(nèi)梅羅指數(shù)法，選用河南省土壤背景值作為評價標(biāo)準(zhǔn)值，進(jìn)行礦區(qū)7種土壤重金屬元素污染現(xiàn)狀評估。

單因子指數(shù)法：

單因素指數(shù)法是研究礦區(qū)土壤中某一重金屬污染物的污染程度，通過計(jì)算各污染因素的單因素指數(shù)，確定主要污染物及其污染程度，目標(biāo)明確，應(yīng)用廣泛。其計(jì)算公式見式（1）：

式中：i為土壤中第i種重金屬元素；Pi為重金屬元素i的單項(xiàng)污染指數(shù)；Ci為重金屬元素i的實(shí)測值；Si為重金屬元素i的評價標(biāo)準(zhǔn)值。通過計(jì)算求得Hg、Ni、Cd、As四種元素的單因子污染指數(shù)分別為24.04、1.19、45.15、1.70，根據(jù)評價結(jié)果分級標(biāo)準(zhǔn)（見表2），可知Hg和Cd為嚴(yán)重污染、Ni和As為輕度污染。

表2 單因子指數(shù)法評價標(biāo)準(zhǔn)

3 結(jié)論與討論

文峪金礦位于河南靈寶市豫靈鎮(zhèn)，是小秦嶺金礦帶內(nèi)一大型金礦，長期的開采、選礦、冶礦過程中大量“廢水、廢渣”的排放勢對當(dāng)?shù)厮w、土壤產(chǎn)生了一定污染。導(dǎo)致礦區(qū)周邊農(nóng)田土壤中Hg、Ni、Cd、As四種元素含量高于河南省土壤背景值，分別達(dá)到背景值的24.04倍、1.19倍、45.15倍、1.70倍；單因子污染指數(shù)顯示Ni和As為輕度污染，Hg和Cd為嚴(yán)重污染；綜合污染指數(shù)達(dá)到34.37，表明該地區(qū)土壤受到嚴(yán)重污染；Hakanson潛在生態(tài)危害指數(shù)顯示Ni和As為輕微生態(tài)危害，Hg和Cd為極強(qiáng)生態(tài)危害；綜合潛在生態(tài)危害指數(shù)RI值為2339.05，達(dá)到很強(qiáng)生態(tài)危害水平。表明該地區(qū)存在嚴(yán)重的土壤重金屬污染問題，且以Hg和Cd的污染為主，Ni和As污染較輕微，不存在Ag污染。在今后礦區(qū)重金屬污染治理中要重點(diǎn)加強(qiáng)對Hg和Cd這2種元素的監(jiān)測要加強(qiáng)，并采取有效措施控制源頭污染源，控制其運(yùn)輸路線，避免重金屬元素通過各種途徑向周邊不斷擴(kuò)散，造成污染面積不斷擴(kuò)大。