貴州擺紀磷石膏尾礦庫周邊土壤重金屬污染評價

蔡榆

摘要：采用S型或梅花布點隨機布樣方式，評價標準參考國家土壤環(huán)境質(zhì)量標準（GB 15618-1995）的要求，對尾礦庫周邊土壤采用土壤環(huán)境質(zhì)量三級標準進行評價。運用污染指數(shù)法評價擺紀磷石膏尾礦庫周邊土壤現(xiàn)狀，污染程度依次為Cd>Cr>Zn>Ni>Hg>As>Cu>Pb。運用潛在生態(tài)危害指數(shù)法評價該地區(qū)，其中3號監(jiān)測點污染相對較為嚴重，總潛在生態(tài)系數(shù)RI達到242.95，為中等生態(tài)危害，其余各監(jiān)測點RI值均在150以下，屬于輕微生態(tài)危害。

關(guān)鍵詞：磷石膏尾礦庫；土壤重金屬；內(nèi)梅羅污染指數(shù)法；潛在生態(tài)危害指數(shù)法；污染評價

引言：

擺紀堆場屬于亞熱帶季風氣候，具有溫和濕潤，夏無酷署冬無嚴寒的特點。多年平均氣溫達14.7℃，最高氣溫36.4℃，最低氣溫8.8℃；多年平均降雨量為1176mm，最高年降雨量為1403 mm，最低年降雨量793 mm，多年平均蒸發(fā)量為1147 mm，降雨集中于4月中旬到9月，占年降雨量的74.87%，10月到翌年4月上旬為早季[1，2]。

擺紀尾礦庫位于福泉市境內(nèi)，近幾年，福泉市化工企業(yè)特別是磷化工企業(yè)的快速發(fā)展，大力促進了福泉的經(jīng)濟發(fā)展，但同時也帶來了嚴重的環(huán)境問題[3]。磷石膏中含有磷酸鹽和硫酸鹽等不溶性雜質(zhì)、水溶性P2O5、Cu、Zn、Pb、Cd、Hg、As等以及放射性元素[4]，不僅侵占了土地資源，而且對土壤環(huán)境造成嚴重的污染[5]。因此，大宗工業(yè)固體廢物環(huán)境監(jiān)管責任重大，而對尾礦庫周邊土壤重金屬污染現(xiàn)狀進行評價是建立固體廢物管理技術(shù)體系的重要內(nèi)容之一。

一、材料與方法

（一） 樣品采集

在對磷石膏尾礦庫及周邊情況調(diào)查基礎(chǔ)上，分別在尾礦庫及滲濾液池周邊布設(shè)采樣點。 根據(jù)采樣區(qū)域，采取S 型或梅花形采樣法，采樣深度0～20cm， 共采集9個樣地，每個樣地設(shè)置采樣點5個， 共采集45個土壤樣品，充分混合后采用四分法留取1kg 土壤樣品。

（二）評價方法

1.單因子污染指數(shù)法和內(nèi)梅羅綜合污染指數(shù)法

（1）單因子污染指數(shù)法

對于權(quán)重的確立，Swaine按照重金屬對環(huán)境的影響程度，將環(huán)境研究中人們都比較關(guān)注的微量元素分成了三類，因一類、二類、三類微量元素環(huán)境重要性逐漸下降，分別賦值為3、2、1作為權(quán)重。本研究涉及的幾種重金屬其類別和權(quán)重分配如表2所示。

2.潛在生態(tài)危害指數(shù)評價法

二、結(jié)果與分析

參考標準：土壤環(huán)境質(zhì)量標準，3級標準（GB15618-1995）；土壤背景值：《中國土壤元素背景值》。

從表5可以看出，擺紀磷石膏尾礦庫周邊土壤表面重金屬Zn、Cu、Hg、Ni的濃度高于貴州省土壤背景值。但與我國土壤環(huán)境質(zhì)量標準3級標準相比，遠遠低于標準濃度。因此，說明該地區(qū)土壤被保護較好，污染較少，符合國家土壤環(huán)境質(zhì)量標準。

將采樣數(shù)據(jù)與表4中各種重金屬的毒性系數(shù)代入公式（3），計算得到尾礦庫周邊土壤中單一重金屬的潛在生態(tài)危害系數(shù)，并依據(jù)公式（4），得到多種重金屬潛在生態(tài)危害指數(shù)RI，計算結(jié)果如表6 所示。

由表6可知，從單個重金屬的潛在生態(tài)危害系數(shù)來評價，Hg元素屬于中等生態(tài)危害范疇，值為67.23，其余重金屬元素均為輕微生態(tài)危害。其中，擺紀磷石膏尾礦庫周邊3號采樣點Cd、Hg的污染程度分別達到中等生態(tài)危害、很強生態(tài)危害。對于大部分監(jiān)測點土壤中重金屬Hg污染較為嚴重，4號、5號、6號采樣點污染程度到達強生態(tài)危害。8號、9號采樣點污染程度為中等生態(tài)危害。其余各采樣點的潛在生態(tài)危害系數(shù)均遠遠小于40，屬于輕微生態(tài)危害。

對于總的潛在生態(tài)危害指數(shù)RI，該地區(qū)的RI值為98.67，達到輕微生態(tài)危害。3號監(jiān)測點污染相對較為嚴重，總潛在生態(tài)危害指數(shù)RI達到242.95，為中等生態(tài)危害。其余各監(jiān)測點RI值均在150以下，屬于輕微生態(tài)危害。

三、結(jié)論

總體來說，磷石膏尾礦庫周邊土壤被保護較好，污染狀況不是很嚴重。與貴州省土壤背景值相比，重金屬Zn、Cu、Hg、Ni的濃度略高于背景值，但與我國土壤環(huán)境質(zhì)量標準3級標準相比，遠遠低于標準濃度。

運用污染指數(shù)法評價擺紀磷石膏尾礦庫周邊土壤現(xiàn)狀，該地區(qū)Pb元素污染最小，最嚴重的是Cd元素，污染程度依次為Cd>Cr>Zn>Ni>Hg>As>Cu>Pb， 其中3號監(jiān)測點Cd 元素的污染最嚴重， 最大值為1.31，達到輕度污染。監(jiān)測點中只有3號采樣點污染程度為警戒線，污染水平為尚清潔，其余監(jiān)測點均為安全，污染水平都為清潔。

參考文獻：

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[2褚學偉. 擺紀磷石膏堆場滲漏及子壩穩(wěn)定性分析[D]. 貴州大學碩士論文， 2006.

[3]宋春然，何錦林，譚紅，等. 貴州省農(nóng)業(yè)土壤重金屬污染的初步評價[J]. 貴州農(nóng)業(yè)科學，2005，33（2）：13-16.

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[7]竇磊， 周永章， 王旭日， 等. 針對土壤重金屬污染評價的模糊數(shù)學模型的改進及應(yīng)用[J]. 土壤通報， 2007， 38（1）：101-104.

責編/宋文芳