煤炭基地復(fù)墾村莊土壤重金屬污染生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)

張 琛, 師學(xué)義, 馬樺薇, 張美榮, 王 晶

(中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(北京) 土地科學(xué)技術(shù)學(xué)院, 北京 100083)

煤炭基地復(fù)墾村莊土壤重金屬污染生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)

張 琛, 師學(xué)義, 馬樺薇, 張美榮, 王 晶

(中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(北京) 土地科學(xué)技術(shù)學(xué)院, 北京 100083)

對(duì)煤炭基地的復(fù)墾村莊進(jìn)行土壤重金屬潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)，可以指出在村莊復(fù)墾中應(yīng)該特別注意的物質(zhì)，減少煤炭開采后有可能會(huì)造成土地污染并提高村莊復(fù)墾后的耕地質(zhì)量。以山西省澤州縣西郜村的壓煤復(fù)墾村莊為研究區(qū)域，在分析了該地區(qū)土壤重金屬含量的基礎(chǔ)上，以山西省土壤重金屬元素背景值為評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，采用潛在危害指數(shù)法對(duì)土壤重金屬污染狀況進(jìn)行評(píng)價(jià)。研究結(jié)果表明，壓煤復(fù)墾村莊不同層次土壤的綜合污染程度范圍為6.05～14.92，平均處于中等污染程度；從單個(gè)要素上來看，各種重金屬污染系數(shù)平均值由高到低為：Hg>Pb>As>Cd>Cr，Hg屬于較高的污染水平，其重金屬潛在風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)在75.9～275.19之間，有一半樣點(diǎn)的潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)達(dá)到了中等程度；Hg潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)達(dá)到了較高污染程度，需要在復(fù)墾過程中進(jìn)行治理。對(duì)煤炭基地復(fù)墾土壤重金屬進(jìn)行潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)，有助于掌握土壤重金屬污染特征和分布規(guī)律，為復(fù)墾后耕地的重金屬污染控制與修復(fù)提供一定的依據(jù)，促進(jìn)土地資源的可持續(xù)利用。

復(fù)墾村莊; 重金屬污染; 潛在危害指數(shù); 生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)

我國(guó)黃土高原地區(qū)煤炭基地范圍內(nèi)，由于土地塌陷、水資源枯竭、生態(tài)環(huán)境惡化等災(zāi)害性問題，以及被壓占煤炭資源的開發(fā)、人口向城鎮(zhèn)遷移、新農(nóng)村建設(shè)等，有大量村莊土地被或即將被廢棄，村莊土地的復(fù)墾整理已成為該地區(qū)土地綜合整治的重要內(nèi)容之一。同時(shí)，村莊土地復(fù)墾不僅是實(shí)施城鄉(xiāng)建設(shè)用地增減掛鉤的有效手段，更是增加耕地面積和提高土地資源可持續(xù)利用的重要途徑。在村莊土地復(fù)墾的研究中，土壤質(zhì)量評(píng)價(jià)是其研究工作的主要內(nèi)容之一，且涉及到的評(píng)價(jià)指標(biāo)很多，重金屬含量就是其中之一。土壤重金屬含量作為土壤質(zhì)量評(píng)價(jià)的一個(gè)重要指標(biāo)，能夠有效地反映土壤的污染現(xiàn)狀及質(zhì)量狀況[1]。由于長(zhǎng)期人類生產(chǎn)和生活活動(dòng)，使得村莊土壤中富集的重金屬含量不斷增加，這不僅對(duì)復(fù)墾后耕地的土壤質(zhì)量造成影響，并且可以通過食物鏈被植物、動(dòng)物數(shù)十倍地富集，從而間接地危害人類健康[2-3]。因此，對(duì)煤炭基地復(fù)墾村莊土壤中重金屬進(jìn)行生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)，不僅可以反映村莊土壤環(huán)境中的全部污染物的影響，而且通過潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)指出在村莊復(fù)墾中應(yīng)該特別注意的物質(zhì)，這對(duì)于復(fù)墾后耕地質(zhì)量的提升和污染的控制非常重要。

目前，有關(guān)土壤重金屬污染的研究得到了國(guó)內(nèi)外學(xué)者的廣泛關(guān)注,研究重點(diǎn)主要包括土壤重金屬空間分異[4-5]、來源分析[6]、污染評(píng)價(jià)[7-8]、生物效應(yīng)[9]和生態(tài)修復(fù)[10]等方面，研究方法主要涉及綜合指數(shù)法、污染負(fù)荷指數(shù)法、地質(zhì)累積指數(shù)法、尼梅羅綜合指數(shù)法、沉積物富集系數(shù)法、臉譜圖法和次生相富集系數(shù)法[11-14]等,但已有的研究沒有充分考慮生物特性對(duì)重金屬毒性的響應(yīng)特征，缺乏區(qū)域內(nèi)土壤重金屬污染的潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)。由Hakanson[15]提出的潛在生態(tài)危害指數(shù)法能夠?qū)⒅亟饘侪h(huán)境效應(yīng)、生態(tài)效應(yīng)與毒理學(xué)聯(lián)系在一起，定量地劃分重金屬潛在風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)，能夠有效地反映土壤重金屬的污染特征和分布規(guī)律，并逐步運(yùn)用到土壤重金屬污染評(píng)價(jià)中。但目前對(duì)重金屬污染及其潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)主要集中于礦區(qū)及廢棄地[16-17]、農(nóng)業(yè)土壤[18]、城市土壤[19]和流域沉積物[20]等，關(guān)于復(fù)墾村莊土壤中重金屬污染的研究較少。

本文以山西省澤州縣西郜村的復(fù)墾村莊為研究區(qū)域，西郜村壓占大量煤炭資源，處于山西煤炭運(yùn)銷集團(tuán)永豐煤業(yè)有限公司開采區(qū)范圍內(nèi)，且周圍有鋼廠，導(dǎo)致土壤中存在一定程度的重金屬污染，并進(jìn)一步通過影響植物生存而間接危害人類健康。在開展農(nóng)村土地綜合整治的過程中，其關(guān)注的重點(diǎn)往往是如何增加耕地?cái)?shù)量，對(duì)于通過復(fù)墾提高耕地質(zhì)量的研究不足。因此，本研究通過對(duì)復(fù)墾村莊土壤重金屬進(jìn)行潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)，可以指出在村莊復(fù)墾中應(yīng)該特別注意的事項(xiàng)，避免該村莊進(jìn)行煤炭開采后有可能會(huì)造成土地污染并提高土地復(fù)墾后的耕地質(zhì)量，促進(jìn)土地資源的可持續(xù)利用。

1 研究區(qū)概況與方法

1.1 研究區(qū)概況

山西省晉城市澤州縣是煤炭生產(chǎn)大縣，全縣因煤炭開采導(dǎo)致9個(gè)鄉(xiāng)(鎮(zhèn))、86個(gè)行政村的21 778間民房裂縫甚至倒塌，其中12個(gè)村因大面積的房屋裂縫、水源枯竭等不得不實(shí)施整村搬遷，村莊土地復(fù)墾已成為全縣實(shí)施可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的焦點(diǎn)問題。西郜村地處澤州縣巴公鎮(zhèn)，位于東經(jīng)112°51′38″—112°52′09″，北緯35°40′01″—35°40′39″，交通條件良好，全部為農(nóng)村居民點(diǎn)用地，土地總面積為35.706 2 hm2。但是，村莊布局相對(duì)分散，居住環(huán)境惡劣，群眾生產(chǎn)生活不便，并壓占大量煤炭資源，為改善農(nóng)民的生活環(huán)境，合理開發(fā)煤炭資源，急待進(jìn)行整村搬遷改造，村莊土地復(fù)墾對(duì)北方煤炭基地具有很好的示范意義。西郜村地勢(shì)呈東西北高，中部、南部低的簸箕狀，海拔高度為750～850 m。屬暖溫帶大陸性季風(fēng)氣候區(qū)，土壤屬褐土地帶，土層深厚，土壤熟化度較高，土質(zhì)偏黏，土體干旱，復(fù)墾總規(guī)模35.706 2 hm2。

1.2 土壤樣品的采樣和處理

本研究選取西郜村村莊土壤中汞、砷、鉛、鎘和鉻5種重金屬元素作為評(píng)價(jià)指標(biāo)。按照每2 hm2布設(shè)一個(gè)采樣點(diǎn)的原則，總共設(shè)立18個(gè)采樣點(diǎn)即可覆蓋全部村莊。并在每個(gè)樣地按照0—20 cm和20—40 cm兩種采樣深度進(jìn)行采樣。采樣后的土樣混合后經(jīng)風(fēng)干、去雜、過篩后用瑪瑙研缽磨成粉末供重金屬元素的測(cè)定。本研究中采樣點(diǎn)覆蓋村莊中的不同地類，其中包括了村莊中的耕地、道路、空?qǐng)龅氐取?/p>

1.3 測(cè)定方法

土壤中As的測(cè)定用二乙基二硫代氨基甲酸銀分光光度法；Hg的測(cè)定用冷原子吸收分光光度法；Cr的測(cè)定用火焰原子吸收分光光度法；Pb、Cd的測(cè)定用KI—MIBK萃取火焰原子吸收分光光度法。供試土壤各樣點(diǎn)重金屬含量水平見表1。

2 土壤重金屬潛在生態(tài)危險(xiǎn)指數(shù)評(píng)價(jià)方法

2.1評(píng)價(jià)方法

本文采用的是瑞典學(xué)者Hkanson[15]于1980年建立的一套應(yīng)用沉積學(xué)原理評(píng)價(jià)重金屬污染及生態(tài)危害的方法，對(duì)壓煤基地搬遷式村莊土壤中重金屬的潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)危害進(jìn)行評(píng)價(jià)，其計(jì)算公式為：

(1)

(2)

(3)

(4)

表2 污染程度及潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)程度等級(jí)劃分

考慮到不同上層中的重金屬對(duì)環(huán)境的影響程度不同,本研究采用權(quán)重法確定污染綜合指數(shù),以對(duì)整個(gè)研究上層面受重金屬污染狀況進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，污染綜合指數(shù)的計(jì)算式為：

(5)

式中：P——潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)綜合指數(shù)；Wi——第i土層權(quán)重；Pi——第i土層評(píng)價(jià)指標(biāo)(地積累指數(shù)或潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)指數(shù))。

土壤層的權(quán)重是基于Horn的根活動(dòng)區(qū)水的衰竭深度[21-22]。

(6)

式中：LD——深度在D處衰竭水值；D——土深(cm)；R——總的根深(cm)。LD在2個(gè)深度的積分被認(rèn)為反映了該深度區(qū)域上的土壤層權(quán)重，本研究中在采用此法時(shí)，取總的根深R為100cm，并且這種方法被證明對(duì)種子的發(fā)芽和生長(zhǎng)初期是十分有效的。據(jù)此而得到2個(gè)土壤層次加權(quán)系數(shù)，0—20cm的Wi=0.6369，大于20—40cm的Wi=0.3631，經(jīng)計(jì)算后得出西郜村壓煤基地復(fù)墾土壤重金屬生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)綜合評(píng)價(jià)結(jié)果。

2.2 評(píng)價(jià)參數(shù)

2.2.1 評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)的確定 土壤的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)可以參照土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)(GB15618—1995)，也可以采用背景值及標(biāo)準(zhǔn)偏差評(píng)價(jià)。經(jīng)過諸多差別的巖石風(fēng)化和成土過程的影響，各類土壤中某一元素背景值的大小，可能差異很大，污染土壤最好與一個(gè)地區(qū)同一類型或相近類型土壤中元素平均含量進(jìn)行對(duì)比，方能確切地說明問題。因此，本文選擇壓煤村莊西郜村所在地的山西省土壤背景值[23]作為參照值。

2.2.2 毒性響應(yīng)系數(shù)的確定 金屬毒性系數(shù)揭示了重金屬對(duì)人體的危害和對(duì)水生生態(tài)系統(tǒng)的危害，反映了其毒性水平和生物對(duì)其污染的敏感程度，從Hakanson制定的標(biāo)準(zhǔn)化重金屬毒性系數(shù)為評(píng)價(jià)依據(jù)，同時(shí)參照文獻(xiàn)[24-25]設(shè)定6種重金屬生物毒性系數(shù)，即元素Cd，Cr，Pb，Hg，As其毒性響應(yīng)系數(shù)分別為20，2，5，28，10。

3 結(jié)果與分析

3.1 復(fù)墾土壤重金屬含量狀況

由表3可以看出，研究區(qū)內(nèi)土壤重金屬Hg的含量范圍為0.01～0.36mg/kg，平均值為0.07mg/kg，超過土壤背景值的樣品數(shù)有28個(gè)；As的含量范圍為13.5～15.8mg/kg，平均值為14.19mg/kg，其中36個(gè)樣品全部超過土壤背景值；Pb的含量范圍在26.99～48.45mg/kg，平均值為35.57mg/kg，其中36個(gè)樣品全部超過土壤背景值；Cd的含量范圍為0.023～0.99mg/kg，平均值為0.11mg/kg，超過土壤背景值的樣品數(shù)只有12個(gè)；Cr的含量范圍為32.96～58.73mg/kg，平均值為46.01mg/kg，超過土壤背景值的樣品數(shù)只有2個(gè)。

表3 復(fù)墾村莊土壤重金屬含量的描述性統(tǒng)計(jì)特征

對(duì)西郜村復(fù)墾土壤中5種重金屬的含量分采樣深度進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，其中變異系數(shù)(CV)反映了總體樣本中各采樣點(diǎn)平均變異程度。從表3可以看出，在0—20 cm的土壤中5種重金屬含量范圍分別為：汞0.04～0.19 mg/kg；砷13.50～15.82 mg/kg；鉛28.45～48.45 mg/kg；鎘0.03～0.22 mg/kg；鉻39.09～58.73mg/kg；變異系數(shù)大小順序?yàn)殒k>汞>鉛>鉻>砷。在20—40 cm的土壤中5種重金屬含量范圍分別為：汞0.04～0.18 mg/kg；砷13.51～15.70 mg/kg；鉛26.99～47.53 mg/kg；鎘0.02～0.29 mg/kg；鉻32.96～56.03 mg/kg；變異系數(shù)大小順序?yàn)殒k>汞>鉛>鉻>砷。其中在這兩層土壤中汞和鉻的偏度系數(shù)和風(fēng)度系數(shù)都較大，表明土壤中這兩種重金屬含量存在一定的異常值，其余重金屬含量基本符合正態(tài)分布。

在這兩層中鎘、汞的變異系數(shù)均大于0.3，說明土壤中鎘、汞受外界干擾比較顯著，這種分異很大程度上可以歸結(jié)為村莊發(fā)展以及污染等強(qiáng)烈人為活動(dòng)的影響。而土壤中其余因素變異系數(shù)較小，說明其余的元素受外界影響比較小。

3.2 復(fù)墾土壤污染程度

復(fù)墾土壤的重金屬污染系數(shù)以及綜合污染程度見表4。從表4中可知，西郜村壓煤基地搬遷式村莊復(fù)墾土壤的綜合污染程度范圍為6.05～14.92，平均值為9.17，處于中等污染程度，其中36個(gè)樣本中達(dá)到中等污染程度的樣本有24個(gè)。從表中的各種重金屬污染系數(shù)平均值來看，Hg>Pb>As>Cd>Cr；其中，Cd，Cr的污染系數(shù)平均值分別為0.91和0.83，處于低污染水平，Pb，As的污染系數(shù)平均值分別為2.5，1.61，都處于中等污染程度，而Hg的污染系數(shù)平均值是3.63，屬于較高的污染水平。

表4 復(fù)墾土壤重金屬的污染系數(shù)及綜合污染程度

從表4還可以看出，不同樣點(diǎn)不同土層的土壤重金屬綜合污染程度有一定差異。其中1，5，12，14，15號(hào)樣點(diǎn)的兩個(gè)樣本均處于清潔狀態(tài)；而2，6號(hào)樣點(diǎn)的0—20 cm土壤的綜合污染程度都處于中等污染程度，20—40 cm土壤的綜合污染程度都處于低污染程度；其余樣點(diǎn)的兩個(gè)樣本均處于中等污染程度。

3.3 復(fù)墾土壤潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)

西郜村壓煤基地搬遷式村莊不同土壤層次的重金屬潛在風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)為75.9～275.19，其中18個(gè)樣點(diǎn)中有9個(gè)樣本的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)達(dá)到了中等程度。17號(hào)樣點(diǎn)復(fù)墾土壤的綜合潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)為244.91，在240～480范圍內(nèi)，為重度生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)危害，需要綜合治理(表5)。

表5 復(fù)墾土壤重金屬潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)結(jié)果

另外，從復(fù)墾土壤單個(gè)污染要素來看，Hg的潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)為43.83～231.30，平均為93.76，生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)達(dá)到了較高污染程度，需要在復(fù)墾過程中進(jìn)行治理；而其余重金屬元素的潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)均<40,屬于低污染程度。各污染物對(duì)生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)影響程度從大到小的順序?yàn)镠g>Cd>As>Pb>Cr，也說明Hg是主要的污染因子，且其潛在的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)所貢獻(xiàn)的比例最高達(dá)到了66%。

4 結(jié)論與討論

4.1 結(jié) 論

本研究利用Hakanson提出的潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)法(RI)，對(duì)西郜村復(fù)墾土壤中重金屬元素Hg，Cd，As，Cr，Pb的污染狀況進(jìn)行了分析，得出了復(fù)墾土壤的污染程度和潛在的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)。

(1) 西郜村壓煤村莊復(fù)墾不同層次土壤的綜合污染程度范圍為6.05～14.92，平均值為9.17，處于中等污染程度。從單個(gè)要素上來看，Hg的污染系數(shù)平均值是3.63，屬于較高的污染水平，各種重金屬污染系數(shù)平均值由高到低為：Hg>Pb>As>Cd>Cr。

(2) 壓煤村莊不同土壤層次的重金屬潛在風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)為75.9～275.19，有一半樣點(diǎn)的潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)達(dá)到了中等程度。Hg的潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)為43.83～231.30，平均為93.76，其潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)達(dá)到了較高污染程度，需要在復(fù)墾過程中進(jìn)行治理；各污染物對(duì)生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)影響程度從大到小的順序?yàn)镠g>Cd>As>Pb>Cr。

(3) 不管是從污染程度的角度還是潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)的角度都可以看出Hg是主要的污染因子，應(yīng)該在村莊復(fù)墾過程中引起高度重視，積極采取措施，減輕其潛在生態(tài)危害。針對(duì)復(fù)墾村莊土壤重金屬污染的治理，可以在復(fù)墾后進(jìn)行農(nóng)業(yè)種植結(jié)構(gòu)調(diào)整，選擇超富集植物進(jìn)行修復(fù)。例如，在汞污染的稻田中種苧麻對(duì)汞的年凈化率可以高達(dá)41%[26]；田吉林等研究發(fā)現(xiàn)大米草具有較強(qiáng)的抗汞性,可以吸收有機(jī)汞[27]；同時(shí)，也可以利用土壤中的某些低等動(dòng)物(如蚯蚓、鼠類等)能吸收重金屬的特性，在一定程度上降低了污染土壤中的汞含量,達(dá)到了動(dòng)物修復(fù)重金屬污染土壤目的[28]。

4.2 討 論

由于目前在土壤重金屬污染評(píng)價(jià)中，國(guó)家沒有規(guī)定統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)同一對(duì)象可以選用不同的標(biāo)準(zhǔn)，如采用當(dāng)?shù)赝寥辣尘爸怠?guó)家土壤環(huán)境質(zhì)量二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)(GB15618—1995)作為評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，因此，會(huì)得出不同的結(jié)論。其中，采用當(dāng)?shù)赝寥辣尘爸捣ㄟM(jìn)行判斷時(shí)得出的結(jié)論重金屬污染比較嚴(yán)重。如果在這個(gè)評(píng)價(jià)過程中采用國(guó)家土壤環(huán)境質(zhì)量二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)(GB15618—1995)作為評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，則澤州縣西郜村土地復(fù)墾重金屬均不超標(biāo)。但由于不同研究區(qū)域的土壤質(zhì)量狀況和自然條件差異顯著，且國(guó)家土壤環(huán)境質(zhì)量二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)在制定過程中考慮了一些原有背景值重金屬含量較高的地區(qū)，因此采用這樣的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)評(píng)價(jià)出來的結(jié)果難以反映出研究區(qū)的實(shí)際狀況。并且壓煤村莊復(fù)墾的目的是為了提高土地復(fù)墾后的耕地質(zhì)量，并促進(jìn)土地資源的可持續(xù)利用，因此在本研究中采用了研究區(qū)所在地的山西省背景值作為評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。

造成研究區(qū)重金屬含量高于山西省背景值的原因有：(1) 本研究的研究區(qū)域是山西省澤州縣西郜村壓占大量煤炭資源，其上覆巖層和煤矸石中含有有害的重金屬元素。(2) 西郜村在山西煤炭運(yùn)銷集團(tuán)永豐煤業(yè)有限公司開采區(qū)范圍內(nèi)，其在采煤的過程中會(huì)產(chǎn)生一些煤矸石、粉煤灰等物質(zhì)，目前的研究表明,這其中都含有部分污染元素,主要包括Cu，Zn，Cr，Pb，Cd，Mn，As等，在它們的堆放、運(yùn)輸、處理過程中，一方面煙塵回落到土壤中污染土壤,另一方面通過降雨淋洗污染土壤和地下水。(3) 西郜村附近有鋼廠，在其生產(chǎn)鋼的過程中會(huì)排出一定的污水滲入土壤中，造成西郜村土壤重金屬含量超標(biāo)。

各個(gè)樣點(diǎn)之間的土壤污染程度以及潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)程度有一定差異，這是由于本研究的采樣點(diǎn)覆蓋了整個(gè)村莊并包含了不同地類，其中有土路、耕地、宅基地等，宅基地又可以分為1950年以前、1950—1990年、1990年以后三種類型。其中1950年以前的房屋多無人居住為廢棄房屋，1950—1990年的房屋有一些無人居住并離開采區(qū)較遠(yuǎn)，受人為因素影響較小，其所在地的土壤處于清潔狀態(tài)。其余的一些宅基地和土路由于人類生產(chǎn)生活以及周邊煤礦的影響使其重金屬含量發(fā)生改變，造成了污染，使各個(gè)樣點(diǎn)之間的土壤污染程度以及潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)程度具有一定的差異。

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AssessmentonEcologicalRiskofSoilHeavyMetalPollutioninReclaimedVillageofCoalBase

ZHANG Chen, SHI Xue-yi, MA Hua-wei, ZHANG Mei-rong, WANG Jing

(CollegeofLandScienceandTechnology,ChinaUniversityofGeosciences,Beijing100083,China)

Assessment on ecological risk of soil heavy metal pollution in reclaimed village of coal base could point out particular substance during the process of village reclamation, which will attach importance to reduce the land contamination caused by coal mining and improve the quality of arable land after village reclamation. A reclaimed village in Zezhou County of Shanxi Province was chosen as the study area. Based on analyzing the heavy metal content of the soil in this area, the background value of soil heavy metals in Shanxi was used as references and the method of potential ecological risk index was adopted to assess the condition of soil heavy pollution. The results were shown as follows: (1) the integrated contamination degree of different depth varied from 6.05 to 14.92 in reclaimed village of coal base, indicating that the average degree of pollution was at middle level; (2) in terms of single element, the average pollution index of various heavy metals was followed as Hg>Pb>As>Cd>Cr, and the potential ecological risk in half of the samples reached the moderate level, which also suggested that Hg pollution level was high and its potential ecological risk index varied from 75.9 to 275.19; (3) the potential ecological risk of Hg achieved a higher degree and it needed to be controlled in the process of reclamation. Assessment on ecological risk of soil heavy metal pollution in reclaimed village of coal base could help master characteristics and distribution of heavy metal pollution in soil and provide a guidance for controlling and remedying the heavy metal pollution in arable land after reclamation, which will make a difference on sustainable use of land use.

reclaimed village; pollution of heavy metals; potential ecological risk index; ecological risk

2013-12-17

：2014-01-08

國(guó)土資源部公益性行業(yè)科研專項(xiàng)經(jīng)費(fèi)課題“北方壓煤村莊土地復(fù)墾整理關(guān)鍵技術(shù)集成與示范”(201111015-04)

張琛(1991—),女,山西省晉城市人,碩士研究生,主要研究方向?yàn)橥恋刭Y源評(píng)價(jià)與利用規(guī)劃。E-mail:cugbzhangchen@163.com

師學(xué)義(1960—),男,山西省祁縣人,博士,教授,主要從事土地利用規(guī)劃與土地利用工程研究。E-mail:shixueyi63@163.com

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：A

：1005-3409(2014)05-0277-08