淮南礦區土壤重金屬污染狀況評價及管理對策

牛玉亭

（淮南礦業集團資源環境管理部，安徽 淮南 232001）

淮南礦區土壤重金屬污染狀況評價及管理對策

牛玉亭

（淮南礦業集團資源環境管理部，安徽 淮南 232001）

本文以淮南礦業集團所轄3 000 km2礦區土壤為研究對象，共采集土壤表層樣品269件，通過對樣品中重金屬元素測定和數據分析，采用單因子指數法、內梅羅綜合指數法和多指標生態評價法對土壤中As、Cu、Zn、Cr、Ni、Cd、Pb、Hg8種重金屬污染現狀進行檢測、評價，提出煤礦區土壤污染環境管理對策措施。

土壤污染；重金屬；評價；環境管理

淮南礦區總面積約3 000 km2，是全國14個億噸級煤炭基地和6個大型煤電基地之一。截止2016年底，該礦區固體廢棄物堆場17座，煤矸石及粉煤灰的堆積在占用大量耕地的同時，其風化、淋溶產生的微量元素和有害物質會進入土壤，對土壤和生態環境造成巨大的影響。本文通過對淮南礦區土壤重金屬污染情況監測、評價，提出煤礦區土壤污染環境的管理對策。

1 取樣與測定方法

本次取樣方式有兩種，一種在研究區范圍內用網格布點方式采集34個樣點，另一種在研究范圍內以新莊孜、潘一、潘三、顧橋、丁集、謝橋等六個主要礦井為中心由密漸疏向周圍放射狀布設采樣點235個。采樣深度0～20 cm，樣品使用不銹鋼鏟采集，采好后裝入聚乙烯塑料袋內密封好，帶回實驗室化驗。樣品風干去除礫石和植物殘體后，用研缽搗碎，過100目篩，用于重金屬元素的測定。Cr、Cu、Pb、

Zn用X射線熒光光譜法，Ni、Cd用等離子體質譜法，As、Hg用原子熒光光譜法。

2 重金屬元素數據分析處理方法

采用Kolmogorov-Smimov法對土壤重金屬元素原始數據進行正態分布檢驗，若原始數據不符合正態分布，則采用Box-Cox轉換對其進行處理。將衡量土壤元素污染程度的單因子指數與綜合污染指數作為區域化變量，用半變異函數來描述土壤元素污染程度空間變異特征。在此基礎上，采用克里格插值法在有限區域內對區域化變量的取值進行無偏最優估計。統計方法采用相關分析與因子分析：相關分析是研究兩變量間的線性相關程度，并用對應的統計指標表示；因子分析是現代統計學的重要分支，屬于多元分析中處理降維的一種統計方法，本次作為輔助數據分析統計方法。

3 評價標準及方法

淮南礦區土壤重金屬污染評價標準采用常用的《國家土壤環境質量標準》（GBl5618-1995）中的二級標準以及土壤重金屬背景值和土壤基線值。

土壤重金屬污染評價運用指數法（單因子指數法和內梅羅綜合指數法）；結合GIS和地統計學方法，污染風險評價采用多指標生態評價法。

4 結果及評價

經過嚴格的樣品處理和分析程序后，得到淮南礦區土壤中 As、Cu、Zn、Cr、Ni、Cd、Pb和 Hg8種重金屬的含量(mg/kg)，基本統計結果如表1所示。

表1 淮南市礦區土壤重金屬含量基本統計結果

表1數據顯示，除Ni以外，其他7種元素算術平均值與土壤背景值相比均偏高，說明研究區域內除Ni外其他元素含量均已存在普遍積累。Ni的幾何平均值雖然低于土壤背景值，但與背景值相比超標率達到了45.35%，說明Ni在研究區域內的積累含量較低但分布范圍較大。其余7種重金屬元素幾何平均值與土壤背景值相比均偏高，其中Cd超出4.64倍為最大，達到了88.1%的超標率，說明Cd元素在土壤中積累含量最大，存在范圍最廣。Zn幾何平均值超出土壤背景值的數值最大，且超標率高達66.7%，說明Zn的積累程度很大，分布范圍也較大。表中各元素標準差值可以反映出研究區域采樣點重金屬含量離散程度較大，8種重金屬含量的平均變異程度由大到小的順序為：Cd＞Pb＞Hg＞As＞Zn＞Cu＞Cr＞Ni。由變異系數可以看出除Cr、Ni變異系數低于100%外，其余6種元素變異系數均超過100%，其中Cd元素最大，Pb和Hg次之，Ni最小[1]。

評價土壤是否受到重金屬污染，廣泛運用土壤基線值作為標準。將表1中土壤背景值的幾何平均值乘以幾何標準差的平方，可以算出8種重金屬的土壤基線值，以基線值為標準與統計的研究區域土壤樣品值對比，發現超標率只有Ni小于10%，其余7種重金屬元素均大于20%，其中Zn高達46.1%、Cd高達45.35%、Cr高達40.3%，說明研究礦區內土壤受重金屬元素Zn、Cd和Cr的污染范圍比較大，Ni最小。

對比國家土壤環境質量二級標準，Cd含量的超標率最高，達44.2%，其余重金屬除Zn外超標率均未超過20%，超標現象并不明顯，其中Pb超標率最低，為0.74%。Ni、Pb和Hg有幾個樣品超標外，其余樣品的重金屬含量均在標準規定范圍以內。這說明淮南礦區土壤中重金屬元素Cd污染程度最大，269個采樣點中有44.2%達到了重度污染，需引起高度重視，并將Cd作為礦區優先控制的重金屬污染元素。

5 礦區土壤重金屬污染環境管理措施

堅持防治結合的原則，根據不同情況的土壤環境信息綜合評估，制定具體的土壤污染防治方案。建立適合煤礦區土壤環境質量監測制度和定期分析評價體系，為土壤資源利用與管理、制定土壤污染預防和治理對策提供依據。根據淮南礦區實際情況，確認土壤污染等級和污染特征，針對土壤污染情況明確污染治理目標，集成污染預防、治理和修復技術，提出土地利用轉換方案，然后付諸實施。

1宋琦，祁士華，張蓓蓓，等.大冶銅綠山礦區周圍土壤重金屬分步特征及污染狀況評價[J].環境化學，2011，30（9）：16-17.

Evaluation and Management of Heavy Metal Pollution in Soils of Huainan Mining Area

Niu Yuting
(Resource and Environment Management Department of Huainan Mining Group, Huainan 232001, China)

In this paper, the soil of 3000 km2in Huainan mining group is studied, 269 pieces of soil surface samples were collected, Determination and data analysis of heavy metals in samples, Using single factor index and Nemerow comprehensive index, " multi-index ecological evaluation method" to monitor and evaluate the status of As, Cu, Zn, Cr, Ni,CD, Pb and Hg in soil, put forward countermeasures of soil pollution environmental management.

soil pollution; heavy metals; evaluation; environmental management

X825

A

1008-9500(2017)06-0129-02

2017-05-13

牛玉亭（1980-），男，河南葉縣人，環境工程師，從事煤礦環境保護、采煤沉陷區綜合治理與利用工作。