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境質量標準（GB 15618-1995）的要求，對尾礦庫周邊土壤采用土壤環境質量三級標準進行評價。運用污染指數法評價擺紀磷石膏尾礦庫周邊土壤現狀，污染程度依次為Cd>Cr>Zn>Ni>Hg>As>Cu>Pb。運用潛在生態危害指數法評價該地區，其中3號監測點污染相對較為嚴重，總潛在生態系數RI達到242.95，為中等生態危害，其余各監測點RI值均在150以下，屬于輕微生態危害。

關鍵詞：磷石膏尾礦庫；土壤重金屬；內梅羅污染指數法；潛在生態危害指數法；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，近幾年，福泉市化工企業特別是磷化工企業的快速發展，大力促進了福泉的經濟發展，但同時也帶來了嚴重的環境問題[3]。磷石膏中含有磷酸鹽和硫酸鹽等不溶性雜質、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，而且對土壤環境造成嚴重的污染[5]。因此，大宗工業固體廢物環境監管責任重大，而對尾礦庫周邊土壤重金屬污染現狀進行評價是建立固體廢物管理技術體系的重要內容之一。

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查基礎上，分別在尾礦庫及滲濾液池周邊布設采樣點。 根據采樣區域，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.單因子污染指數法和內梅羅綜合污染指數法

（1）單因子污染指數法

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

2.潛在生態危害指數評價法

二、結果與分析

參考標準：土壤環境質量標準，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。但與我國土壤環境質量標準3級標準相比，遠遠低于標準濃度。因此，說明該地區土壤被保護較好，污染較少，符合國家土壤環境質量標準。

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

由表6可知，從單個重金屬的潛在生態危害系數來評價，Hg元素屬于中等生態危害范疇，值為67.23，其余重金屬元素均為輕微生態危害。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危害、很強生態危害。對于大部分監測點土壤中重金屬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危害。8號、9號采樣點污染程度為中等生態危害。其余各采樣點的潛在生態危害系數均遠遠小于40，屬于輕微生態危害。

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

三、結論

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，但與我國土壤環境質量標準3級標準相比，遠遠低于標準濃度。

運用污染指數法評價擺紀磷石膏尾礦庫周邊土壤現狀，該地區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號監測點Cd 元素的污染最嚴重， 最大值為1.31，達到輕度污染。監測點中只有3號采樣點污染程度為警戒線，污染水平為尚清潔，其余監測點均為安全，污染水平都為清潔。

參考文獻：

[1]綦婭. 擺紀磷石膏堆場巖溶滲漏污染預測[D]. 貴州大學碩士論文， 2006.

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

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

[4]Manjit S. Treating waste phosphogypsum for cement and plaster manufacture[J]. Cement and Concrete Research. 2002， 32（7）：1033-1038.

[5]Rutherford P M， Dudas M J， Samek R A. Environmental impacts of phosphogypsum[J]. Science of The Total Environment. 1994， 149（1-2）：1–38.

[6]葉文虎， 欒勝基. 環境質量評價學[M]. 北京：高等教育出版社， 1994：671.

[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學模型的改進及應用[J]. 土壤通報， 2007， 38（1）：101-104.

責編/宋文芳