北方某铅锌矿周边农田重金属污染土壤环境风险评价

来源 :沈阳大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:duxiaoqingdu
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土壤作为农田生态系统的重要组成部分,是人类生存与发展的必备资源。由于矿产资源的开采等活动导致重金属进入土壤,并通过生态系统逐步聚集到人体。本研究通过对北方某铅锌矿周边农田土壤重金属进行调查,共设置了175个采样点,分别采取了0~0.2 m、0.2~0.5 m两层土壤样品,对Cd、Hg、As、Pb、Cr、Cu、Ni、Zn八种重金属含量进行了测定,采用生态风险及健康风险评价方法对污染状况进行了评估。主要研究结论如下:(1)研究区周边0~0.2 m及0.2~0.5 m农田土壤中土壤p H值的平均值分别为7.39和7.43,属于碱性土壤。表层土壤中八种重金属含量超辽宁省土壤环境背景值倍数分别为Cd(1041.08倍)、Hg(90.84倍)、Pb(35.8倍)、Zn(15.24倍)、Cu(1.21倍),深层土壤中超背景值倍数分别为Cd(985.27倍)、Hg(89.4倍)、Pb(33.89倍)、Zn(14.99倍)、Cu(1.19倍),土壤中As、Cr、Ni均未超过背景值;表层土壤污染超筛选值比例分别为Cd(93%)、Zn(61%)、Pb(50%)、Hg(18%)、Cu(7%)、As(6%),深层土壤超筛选值比例分别为Cd(94%)、Zn(59%)、Pb(47%)、Hg(18%)、Cu(6%)、As(6%),土壤中Cr和Ni均未超筛选值。研究区重金属污染表现为围绕矿区周边较为严重、沿河流及道路向下游扩散、受当地地形及盛行风影响较为明显、有明显的沉积以及人类活动影响较大的特点。(2)土壤中度污染以上的重金属包括Cd、Hg、Pb、Zn,其中Cd为极强污染。采用背景值进行潜在生态风险评价表明四个区域农田两层土壤中Cd与Hg两种重金属的富集程度较高。采用筛选值进行潜在生态风险评价说明土壤中Cd与Hg污染贡献之和占比分别达99.33%和99.32%。综合研究表明,研究区Cd、Hg、Pb、Zn存在严重污染,整体污染表现出沿道路及河流向下游扩散的趋势,B区由于处于上风向,造成评价结果较低。上下两层土壤的对比中,上层土壤评价结果较下层差别不大,说明研究区重金属污染已经表现出一定的沉积趋势,应该予以关注。(3)研究区儿童的总非致癌风险超过1的阈值,存在非致癌风险,Pb的贡献率成人和儿童分别为72.27%、72.91%,说明土壤中Pb污染对人体健康危害较大。致癌风险评价中,两种重金属元素评价结果均未超出阈值,总体致癌风险可接受。四种暴露途径中,手口摄入占比最高,说明经手口摄入的人体健康风险最高,并且儿童暴露结果均大于成人,应该重点关注。(4)采用国家技术规定中多因子综合评价法确定的研究区后期严格管控范围,与利用Arc GIS 10.8的普通克里金插值法对研究区污染最严重的Cd进行的空间插值结果进行对比,得出了研究区整体污染较为严重,采用普通克里金法插值结果较技术规定的方法结果更为精确,需要后期严格管控面积为7.31 km~2,占整个研究区域总面积的59.78%,占整个研究区域总面积的57.56%。污染水平较为严重,需要后续严格管控修复。
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