煤矸石堆存區(qū)周邊土壤重金屬污染特征及風(fēng)險評價

王延?xùn)|，李曉光，黎佳茜，李 偉，張明天，趙 琛，張列宇，李衛(wèi)平

(1.內(nèi)蒙古科技大學(xué)能源與環(huán)境學(xué)院，包頭 014010；2.中國環(huán)境科學(xué)研究院， 國家環(huán)境保護地下水污染過程模擬與控制重點實驗室，北京 100012)

0 引 言

土壤中的重金屬污染是持久的、隱藏的和不可逆轉(zhuǎn)性的。重金屬的毒性和流動性不僅是因為其總量，還取決于其化學(xué)種類，其中可交換態(tài)是生物可以利用的部分；碳酸鹽結(jié)合態(tài)、鐵錳氧化態(tài)和有機質(zhì)結(jié)合態(tài)是潛在的可利用部分；殘渣態(tài)是生物不可利用的部分[7]。可交換態(tài)部分很容易與碳酸鹽和氧化物結(jié)合在一起，其松散地分布在土壤基質(zhì)上，更容易對環(huán)境造成風(fēng)險[8]。土壤pH值、有機質(zhì)含量和氧化還原電位等理化性質(zhì)對重金屬的不同賦存形態(tài)有一定的影響[9]。蔡奎等[10]發(fā)現(xiàn)土壤中pH與Cd、Cr、Pb的碳酸鹽結(jié)合態(tài)和有機質(zhì)結(jié)合態(tài)呈現(xiàn)顯著負相關(guān)關(guān)系，受pH值的影響順序為Cr>Pb>Cd。張成麗等[11]研究發(fā)現(xiàn)煤礦周邊土壤中重金屬賦存形態(tài)受基礎(chǔ)理化指標(biāo)含量高低的影響。風(fēng)險評價編碼法(RAC)認為，重金屬以不同強度和化學(xué)組分結(jié)合，導(dǎo)致其對土壤環(huán)境產(chǎn)生不同程度危害[12]。

寧夏寧東煤電化基地是全國14個億噸級煤電基地之一，2018年煤矸石產(chǎn)量達到316.2萬t，利用率不足30%，大量堆存的煤矸石直接威脅著煤電基地生態(tài)治理和黃河流域生態(tài)安全。本研究主要針對寧夏寧東鎮(zhèn)棗泉煤礦煤矸石堆存區(qū)，通過當(dāng)?shù)卣{(diào)研和實驗結(jié)果，對不同重金屬的遷移規(guī)律和重金屬與土壤理化指標(biāo)之間的相關(guān)關(guān)系進行分析，運用RAC對重金屬污染進行風(fēng)險評價，為寧東煤化工基地棗泉煤礦區(qū)周圍土壤中重金屬元素信息的有效獲取、風(fēng)險管控及修復(fù)提供科學(xué)依據(jù)，對堆存區(qū)土地與生態(tài)重建具有重要意義。