文峪金礦周邊農田土壤重金屬污染特征及生態風險研究

葛玉洲

（長安大學資源學院，陜西 西安 710021）

為了更好地了解礦區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，采用單因子指數法和內梅羅綜合污染指數法對重金屬污染進行評價，采用哈肯森潛在生態風險指數法對潛在生態風險進行評價，以查明當地農田土壤重金屬污染情況，確定該研究區土壤重金屬生態風險程度和重點監測元素，以期為礦區生態環境保護和重金屬污染防治提供科學參考。

1 材料與方法

研究區概況：

河南文峪金礦位于小秦嶺成礦帶的中礦帶西段， 礦區面積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，礦體形態較簡單，主要呈薄脈狀產出在綠巖地層太華群和侵入其內的變TTG巖系中，受地層、構造和巖漿活動控制明顯，厚度穩定，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，地形以中低山地、河谷階地為主，屬暖溫帶大陸性季風干旱氣候，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，并對含量以及相應指標進行統計分析（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），分別達到背景值的24.04倍、1.19倍、45.15倍、1.70倍，Hg、Cd含量遠高于背景值。而Ag的含量小于檢出限0.1未被檢出，可見該地區Ag含量極低，不存在Ag污染。

表1 土壤樣品檢測結果

2.2 土壤重金屬污染評價

指數法由于其評價結果客觀可比性，已廣泛應用于環境質量評價當中，但值得注意的是，因為在特定的評估，評估區域背景值并不相同，所以沒有統一的評價標準值。因此，在環境質量評價時為了使評價結果是合理和可比性，需要根據研究區域的實際情況確定評價標準。本文根據單因子指數法和內梅羅指數法，選用河南省土壤背景值作為評價標準值，進行礦區7種土壤重金屬元素污染現狀評估。

單因子指數法：

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

式中：i為土壤中第i種重金屬元素；Pi為重金屬元素i的單項污染指數；Ci為重金屬元素i的實測值；Si為重金屬元素i的評價標準值。通過計算求得Hg、Ni、Cd、As四種元素的單因子污染指數分別為24.04、1.19、45.15、1.70，根據評價結果分級標準（見表2），可知Hg和Cd為嚴重污染、Ni和As為輕度污染。

表2 單因子指數法評價標準

3 結論與討論

文峪金礦位于河南靈寶市豫靈鎮，是小秦嶺金礦帶內一大型金礦，長期的開采、選礦、冶礦過程中大量“廢水、廢渣”的排放勢對當地水體、土壤產生了一定污染。導致礦區周邊農田土壤中Hg、Ni、Cd、As四種元素含量高于河南省土壤背景值，分別達到背景值的24.04倍、1.19倍、45.15倍、1.70倍；單因子污染指數顯示Ni和As為輕度污染，Hg和Cd為嚴重污染；綜合污染指數達到34.37，表明該地區土壤受到嚴重污染；Hakanson潛在生態危害指數顯示Ni和As為輕微生態危害，Hg和Cd為極強生態危害；綜合潛在生態危害指數RI值為2339.05，達到很強生態危害水平。表明該地區存在嚴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。在今后礦區重金屬污染治理中要重點加強對Hg和Cd這2種元素的監測要加強，并采取有效措施控制源頭污染源，控制其運輸路線，避免重金屬元素通過各種途徑向周邊不斷擴散，造成污染面積不斷擴大。