金屬礦區地表環境中重金屬物質污染的生態風險評價

宋 偉，李蒙蒙，郭芳茹

（山東鼎安檢測技術有限公司，山東 濟南 250032）

金屬礦區在開發過程中，對地表和地下自然構造開展了大幅度的改造，不可避免的破壞了原有的平衡結構，造成了環境污染，引發了一系列環境問題。尤其在金屬礦石開采、運輸和初加工階段，巖石碎屑、粉塵夾雜著重金屬顆粒，飄落到礦區乃至周邊大氛圍區域，對土壤、植被、水體、空氣形成強烈的污染，直接和間接毒害了環境中的生物，對人也產生了嚴重的健康危害。在上述污染源中，重金屬顆粒的危害性最大，礦區工作人員在工作和生活的過程中，重金屬顆粒通過呼吸和飲食進入人體，輕則引發呼吸系統疾病，重則造成重金屬中毒危及生命。為補救被破壞的生態環境，急需對金屬礦區地表環境中重金屬物質污染狀況進行深入、詳盡的生態風險評價。為提高評價研究工作的準確性，本文以吉林某多金屬礦的實際采樣數據作為研究樣例。

1 金屬礦區地表環境中重金屬物質污染的生態風險評價

1.1 重金屬物質污染的生態風險評價方法

結合該礦區金屬礦的分布特征，采用瑞典科學家Hakanson提出的生態指標計算方法，對該區域的潛在風險指數進行計算[1]。依照金屬礦區地表環境中重金屬的物理性質及金屬元素所表現出來的理化特征，對地面表層沉淀的金屬顆粒物含量進行有效評價。計算方法如下公式①所示。

參考不同金屬元素在地表中的物理性質，將單個金屬元素產生的危害相互結合計算，可實現多個金屬元素在地表環境中危害系數RI的計算。結合該金屬礦區重金屬元素的分布特征，對應的銅、鈹、鉻、鎘的數值分別取5、5、2、30。根據上述公式的計算，進行地表環境重金屬物質污染的生態風險評級比較，如下表1所示。

表1 污染強度與RI、Eir之間的關系

1.2 金屬礦區地表環境中重金屬物質污染的生態風險評價研究

根據上述多種重金屬元素的生態危害系數的計算，以某金屬礦區為例，開展生態風險評價[2]。首先進行該區域金屬礦區地表環境重金屬元素的所占質量分數的研究，結合該區域金屬元素分布情況，銅、鈹、鉻、鎘金屬元素在地表環境中存在不同程度的超標，質量分數所占比例為鈹＞鎘＞銅＞鉻，其中鎘元素對環境的污染程度最高，超出標準強度的18.5倍，鈹、鉻、銅元素分別超出標準的12.17、1.22、4.29倍。根據對重金屬元素質量分數的研究，進行該金屬礦區地表環境中生態風險系數的研究，具體數值如下表2所示。

表2 某金屬礦區重金屬元素污染的生態風險系數

如上述表2所示，為某金屬礦區四種重金屬元素污染的生態風險系數，上述四重金屬元素在地表環境中的分布十分不均勻，且相互之間的離散程度較高，只有銅元素的風險系數相對較低[3]。鎘元素的平均富集系數較高，說明鎘元素與金屬礦區的活動密切相關，作為生態危險系數最高的金屬元素，極易在礦區的發展中發生元素結構的變異，相關數據表明鎘元素污染主要來源于金屬礦區的人工開采污染、工業垃圾排放污染等。相比其他三種重金屬元素，鎘元素帶來的生態風險相對較高，根據上述對某金屬礦區地表環境中重金屬物質污染的生態風險評價研究，其多種金屬或金屬復合狀態下對生態環境造成的危險是十分巨大的。

2 結論

文章對金屬礦區地表環境中重金屬物質污染的生態風險評價展開了研究，通過對生態風險評價方法分析，結合研究區域的重金屬分布特征，進行金屬元素在生態環境中的危害系數比較，其中鎘元素對生態環境造成的威脅最大，需控制相關金屬礦區垃圾的排放，才能減輕重金屬元素給生態環境帶來的危害。