煤矸石堆存區周邊土壤重金屬污染特征及風險評價

王延東，李曉光，黎佳茜，李 偉，張明天，趙 琛，張列宇，李衛平

(1.內蒙古科技大學能源與環境學院，包頭 014010；2.中國環境科學研究院， 國家環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，還取決于其化學種類，其中可交換態是生物可以利用的部分；碳酸鹽結合態、鐵錳氧化態和有機質結合態是潛在的可利用部分；殘渣態是生物不可利用的部分[7]。可交換態部分很容易與碳酸鹽和氧化物結合在一起，其松散地分布在土壤基質上，更容易對環境造成風險[8]。土壤pH值、有機質含量和氧化還原電位等理化性質對重金屬的不同賦存形態有一定的影響[9]。蔡奎等[10]發現土壤中pH與Cd、Cr、Pb的碳酸鹽結合態和有機質結合態呈現顯著負相關關系，受pH值的影響順序為Cr>Pb>Cd。張成麗等[11]研究發現煤礦周邊土壤中重金屬賦存形態受基礎理化指標含量高低的影響。風險評價編碼法(RAC)認為，重金屬以不同強度和化學組分結合，導致其對土壤環境產生不同程度危害[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治理和黃河流域生態安全。本研究主要針對寧夏寧東鎮棗泉煤礦煤矸石堆存區，通過當地調研和實驗結果，對不同重金屬的遷移規律和重金屬與土壤理化指標之間的相關關系進行分析，運用RAC對重金屬污染進行風險評價，為寧東煤化工基地棗泉煤礦區周圍土壤中重金屬元素信息的有效獲取、風險管控及修復提供科學依據，對堆存區土地與生態重建具有重要意義。