泰萊盆地土壤地球化學(xué)異常評(píng)價(jià)分析

摘 要 通過(guò)對(duì)工作區(qū)土壤地球化學(xué)異常查證，對(duì)As、Cd、Cr、Cu、Pb、Ni這6種元素異常分布特征進(jìn)行闡述及成因推斷解釋?zhuān)粚?duì)土壤中As、Cr、Cu、Pb等元素地球化學(xué)異常環(huán)境評(píng)價(jià)，并提出治理建議。

關(guān)鍵詞 泰萊盆地；土壤地球化學(xué)；異常查證

中圖分類(lèi)號(hào)：X820 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B 文章編號(hào)：1673-890X（2015）36--02

1 工作區(qū)土壤地質(zhì)背景

泰萊盆地的成土母質(zhì)按沉積形式可分為殘坡積、洪積、沖積和混合相沉積等。在殘坡積物中，根據(jù)母質(zhì)的物源不同又分為酸性巖類(lèi)、基性巖類(lèi)、砂頁(yè)巖類(lèi)和石灰?guī)r類(lèi)等[1]。根據(jù)山東省第2次土壤普查土壤分類(lèi)系統(tǒng)，工作區(qū)土壤類(lèi)型主要有棕壤、褐土、粗骨土、砂姜黑土和潮土5個(gè)土類(lèi)。

2 土壤地球化學(xué)異常查證

2.1 異常的識(shí)別

地球化學(xué)異常是與背景相比顯著不同的地球化學(xué)分布模式。相關(guān)研究表明，各類(lèi)土壤地球化學(xué)異常的成因復(fù)雜多樣，從理論上講可能有自然高背景、次生地質(zhì)作用疊加，人為環(huán)境污染以及這些作用的復(fù)合類(lèi)型。不同成因的地球化學(xué)異常的指示意義和生態(tài)環(huán)境效應(yīng)差異很大[2]。

土壤中元素的全量是基礎(chǔ)，利用土壤中元素的全量分布估計(jì)某元素過(guò)量或過(guò)低異常區(qū)的下限或上限，將有利于潛在有害區(qū)的圈定和描述。

根據(jù)數(shù)理統(tǒng)計(jì)學(xué)原理，對(duì)某元素過(guò)量或不足有害可用下式計(jì)算：0±2S。

0：背景平均值，經(jīng)X±2S逐步剔除后的算術(shù)平均值。

S：標(biāo)準(zhǔn)離差S=。

2.2 各元素異常分布特征

本次調(diào)查主要是對(duì)環(huán)境影響明顯的高異常元素進(jìn)行，分析了泰萊盆地的地質(zhì)背景、土壤類(lèi)型、土地利用方式等因素，確定了As、Cd、Cr、Cu、Pb、Ni這6種元素按各盆地土壤元素含量的0+2S為閥值圈定高值異常區(qū)域，各元素異常區(qū)域分布主要在泰萊盆地萊蕪地區(qū)，涉及的地區(qū)有范鎮(zhèn)、楊莊鎮(zhèn)、口鎮(zhèn)、張家洼鎮(zhèn)、牛泉鎮(zhèn)、方下鎮(zhèn)、萊蕪市區(qū)和高莊鎮(zhèn)等地區(qū)。

2.3 異常的成因推斷解釋

按其成因不同可分為地質(zhì)背景異常、礦產(chǎn)開(kāi)采異常、人為污染異常和多種因素的疊加綜合異常。

2.3.1 地質(zhì)背景異常

自然地質(zhì)背景異常是指土壤形成過(guò)程中本身所產(chǎn)生的異常。其分布形態(tài)受河流流域、物質(zhì)來(lái)源、地形地貌、沉積分異及土壤類(lèi)型的控制，產(chǎn)出面積較大，含量均勻，耕層與深層基本一致，多為綜合異常且元素組合與其地球化學(xué)性質(zhì)相符。Pb、As、Sb、Cd等元素幾乎全部分布于古生界地層中，特別是As、Cd、等異常，明顯受古生界地層控制；Zn與各時(shí)代閃長(zhǎng)巖關(guān)系密切；Hg與古生界和中生界、新生界關(guān)系較密切，城市周?chē)鶫g異常是由污染引起的；Cr異常受白堊系的控制尤其明顯。如大王莊-寨里Cd高異常區(qū)Cd含量473 mg/kg，遠(yuǎn)高于泰萊盆地平均值162 mg/kg，主要是受成土母質(zhì)和地形地貌影響，并且垂向剖面元素含量變化不大。

2.3.2 礦產(chǎn)開(kāi)采異常

礦產(chǎn)開(kāi)采使得原有環(huán)境的改變，由于對(duì)礦區(qū)的土地和植被破壞、水土流失、三廢的排放等，使礦區(qū)周?chē)耐寥朗艿酵庠次镔|(zhì)入侵，礦點(diǎn)礦化點(diǎn)周?chē)寥乐信c成礦有關(guān)的Pb、Cu、Zn、As、F等相對(duì)含量較高。如南冶-潘西煤礦Cu、Pb高異常區(qū)中Cu、Pb含量分別為47.3 mg/kg和34.7 mg/kg，遠(yuǎn)高于泰萊盆地平均值26.2 mg/kg和28.2 mg/kg，主要是由潘西煤礦引起。

2.3.3 人為污染異常

主要指平原區(qū)的一些非點(diǎn)源污染和在居民點(diǎn)和廠礦周邊的點(diǎn)源污染，由于人類(lèi)的生存活動(dòng)，每年有大量廢氣、煙塵等污染物質(zhì)排放到大氣中。這些污染物質(zhì)通過(guò)降塵、降雨等途徑，由于盆地地形關(guān)系，污染物質(zhì)不易擴(kuò)散而沉降，降塵最終進(jìn)入土壤表層，一些元素在表層累積明顯。在城鎮(zhèn)周?chē)寥乐?，一些元素含量明顯增高。如泰安市區(qū)周?chē)腜b、Cu等、萊蕪市區(qū)周?chē)腜b、Cu、Zn等。農(nóng)藥化肥的使用對(duì)土壤也有很大的污染。一般情況下，農(nóng)田長(zhǎng)期過(guò)量施用農(nóng)藥化肥，使得 As、Cd、Cu等重金屬元素在土壤中產(chǎn)生累積，對(duì)土壤環(huán)境產(chǎn)生影響。

2.4 土壤地球化學(xué)異常環(huán)境評(píng)價(jià)

通過(guò)對(duì)異常區(qū)內(nèi)土壤樣品測(cè)試分析，發(fā)現(xiàn)As、Cr、Cu、Pb等元素在該區(qū)域表現(xiàn)為高異常值。樣品數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果見(jiàn)表1。

由表1可知：異常區(qū)的Ni、Pb平均值含量分別是泰萊盆地的1.2倍與1.38倍。通過(guò)對(duì)比表明表層土壤接受了大量的外源物質(zhì)，致使這些元素的含量驟升。

2.4.1 土壤環(huán)境質(zhì)量綜合評(píng)價(jià)

按國(guó)家《土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB15618-1995），選擇Cd、Hg、Cu、As、Pb、Cr、Zn、Ni對(duì)異常區(qū)進(jìn)行土壤環(huán)境質(zhì)量綜合評(píng)價(jià)。評(píng)價(jià)方法采用“一票否決法”，首先確定單因子環(huán)境質(zhì)量分級(jí)，然后綜合單因子評(píng)價(jià)結(jié)果，進(jìn)行異常區(qū)土壤環(huán)境質(zhì)量綜合評(píng)價(jià)。評(píng)價(jià)結(jié)果見(jiàn)表2。

異常區(qū)土壤環(huán)境質(zhì)量綜合評(píng)價(jià)結(jié)果表明，異常區(qū)內(nèi)土壤環(huán)境質(zhì)量等級(jí)以二級(jí)為主，占異常區(qū)土地面積的64.3%，三級(jí)土壤主要分布在在萊蕪市區(qū)東南，南冶-潘西煤礦一帶。

2.4.2 生態(tài)環(huán)境影響評(píng)價(jià)

土壤環(huán)境、水環(huán)境的最終影響于農(nóng)作物，通過(guò)對(duì)本異常區(qū)內(nèi)的小麥、玉米、生姜、蔥、花椒等農(nóng)作物進(jìn)行分析測(cè)試（表3）可知，異常區(qū)內(nèi)的農(nóng)作物重金屬元素含量均沒(méi)有超標(biāo)，蔥、生姜達(dá)到國(guó)家無(wú)公害蔬菜標(biāo)準(zhǔn)。

通過(guò)對(duì)異常區(qū)進(jìn)行異常查證，對(duì)該區(qū)的地質(zhì)構(gòu)造、地貌、土壤母巖母質(zhì)等進(jìn)行了實(shí)地調(diào)查，發(fā)現(xiàn)范鎮(zhèn)太平官莊至大辛莊一帶分布有大蒜加工廠、農(nóng)藥化工廠及造紙廠，這些工廠通過(guò)大汶河及支流排污，使得周?chē)寥朗艿讲煌潭鹊奈廴荆率贡緟^(qū)的As、Pb、Cr、Cu、Ni等元素的超標(biāo)。調(diào)查還發(fā)現(xiàn)在南冶—潘西煤礦一帶，由于煤礦的開(kāi)采，使得周?chē)耐寥酪彩艿揭欢ǔ潭鹊奈廴荆緟^(qū)的Pb、Cr、Cu、Ni等元素的超標(biāo)應(yīng)該是煤礦開(kāi)采引起的。

3 治理建議

通過(guò)對(duì)異常區(qū)的土壤基準(zhǔn)值分析，導(dǎo)致該區(qū)土壤重金屬富集的主要原因?yàn)楣さV企業(yè)的廢水排放。重金屬是相對(duì)難在土壤中遷移的污染物，當(dāng)其輸入土壤后總是停留在表層或亞表層很少遷入底層，一般重金屬在土壤中大多數(shù)呈固體沉淀或固體結(jié)合態(tài)，所以它可以隨土體中固相的沖刷或淋洗而發(fā)生遷移，因此致使污染源周?chē)竺娣e土壤中元素超過(guò)土壤基準(zhǔn)值。

重金屬污染治理一般采用農(nóng)業(yè)治理方法。主要有以下幾點(diǎn)。第一，控制土壤水分，通過(guò)控制土壤水分來(lái)調(diào)節(jié)其氧化還原電位（Eh），達(dá)到降低重金屬污染的目的。第二，選擇化肥，在不影響土壤供肥的情況下，選擇不含重金屬的化肥；增施有機(jī)肥，有機(jī)肥能夠固定土壤中多種重金屬以降低土壤中重金屬的活性。第三，選擇農(nóng)作物品種，選擇抗污染的植物和不要在重金屬污染的土壤上種植進(jìn)入食物鏈的植物；因地制宜地種植玉米、水稻、大豆和小麥等，因?yàn)橹亟饘僭谧魑矬w內(nèi)分配規(guī)律是根>莖葉>籽實(shí)。第四，合理利用農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)工程措施，可以保持土壤的肥力，改良和防治土壤重金屬污染，提高土壤質(zhì)量，并能與自然生態(tài)循環(huán)和系統(tǒng)協(xié)調(diào)運(yùn)作。

參考文獻(xiàn)

[1]孫文廣，劉豐武，冷旭勇，等.山東省泰萊盆地農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境地質(zhì)調(diào)查報(bào)告[R].濟(jì)南：山東省第一地質(zhì)礦產(chǎn)勘查院，2009.

[2]浙江省人民政府，國(guó)土資源部中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局.浙江省農(nóng)業(yè)地質(zhì)環(huán)境調(diào)查報(bào)告[R].2009.

（責(zé)任編輯：劉昀）