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随着我国社会经济的快速发展,其环境污染的问题也日益严重,土壤环境的污染态势逐渐恶化。作为土壤污染典型性代表的矿区周边土壤重金属污染形势不容乐观,重金属的长期累积效应引起的土壤环境健康风险问题较为严峻,因此研究矿区周边土壤重金属的含量、来源以及环境风险,对于防治区域的土壤重金属污染具有重要的现实意义。西部干旱半干旱区的自然地理条件具有较强典型性,新疆、内蒙古、甘肃等地区的矿区周边土壤重金属污染均有较多研究,但宁夏地区矿区周边土壤的研究相对匮乏,本文以宁夏典型铜银矿区及周围表层土壤为研究对象,结合研究区的自然地理特征布设194个采样点,对各样点进行了系统科学的采样与重金属含量测定。分别运用单因子指数法、内梅罗指数法及地质累积指数多种重金属污染评价方式对该矿区及周边土壤重金属污染进行等级评价,并通过GIS空间制图、地理探测器分析及正定矩阵分子源解析等分析方法进行了研究区的土壤重金属空间分布特征分析及污染来源的解析,最后运用潜在生态环境风险评价法和我国人体健康风险评价RAG-C模型对该研究区土壤重金属元素进行了生态健康风险评估,对该研究区土壤重金属的污染特征、来源情况及生态健康风险做了较为全面的分析研究,得出以下结论。(1)研究区土壤重金属Hg、As、Cu、Zn、Cr、Cd、Pb、Ni和Ag元素的描述性统计分析,结果表明土壤中9种重金属含量平均值均未超出《土壤环境质量农用地土壤污染风险管控标准》(GB15618-2018)的风险筛选值,Hg、Cd、Pb和Ag元素的平均值均高于宁夏土壤重金属背景值,其中Hg超标最为严重,其次分别为Pb、Ag和Cd。9种土壤重金属元素中,As、Cu、Cd和Pb元素的最大值均超过《土壤环境质量农用地土壤污染风险管控标准》(GB15618-2018)的风险筛选值,超标率分别为0.52%、0.52%、1.03%和1.03%。结果表明研究区的绝大部分区域均存在Hg、Cd、Pb和Ag的累积情况,且存在部分点位的土壤As、Cu、Cd、Pb元素的含量已超过相应风险筛选值,需进一步就相应点位加强土壤重金属污染监测。(2)以宁夏土壤重金属元素背景值为评价标准,运用多种污染评价方法对研究区的土壤重金属污染情况进行评价,单因子污染指数法分析结果表明,Hg、Ag和Cd的采样点位重金属污染占比分别为100%、99.48%和99.48%,说明Hg、Ag和Cd和已呈区域性污染态势;Pb、Cr、As、Cu和Zn均有部分点位出现不同程度污染。内梅罗综合指数法分析结果表明,处于重度污染水平占比为91.24%,处于中度污染水平占比为8.76%,表明大面积为重度污染,部分为中度污染,无清洁样品,说明研究区重金属污染情况相当严重。地质累积指数法分析结果表明,Hg、Ag和Cd采样点位的重金属污染占比分别为100%、94.85%和74.2%,As、Cu、Cr和Pb分别有0.52%、1.03%、1.03%和8.25%的点位为污染状态,Zn、Ni为清洁状态。总的来说,Hg、Ag和Cd元素的评价结果均显示其重金属污染点位的占比非常高,呈面源污染态势;As、Cu、Cr和Pb则均有部分样点达到重金属污染程度,点源污染明显,说明研究区土壤重金属的污染形势较为严峻,应该采取必要的措施降低重金属污染危害。(3)结合GIS空间可视化,参考地理探测器交互分析结果,运用PMF模型共解析出4类土壤重金属的贡献源,因子1是自然母质源,主要贡献的元素为Cr和Ni,贡献度分别为56.8%和57.8%,与研究区的岩石土壤母质关系较大;因子2为工业交通活动和污水灌溉为主的综合源,其贡献较多的重金属元素为As、Cu、Zn和Pb,贡献度分别为76.6%、67.5%、54.9%和60.5%,与研究区西南、南部的铜银矿区矿石的开采、运输和选冶有关及受研究区的中东部大型蓄水灌溉池对周围农地灌溉的影响明显;因子3为大气沉降源和工业排放源,主要贡献的元素为Hg,贡献度为77.2%,与研究区西南、南部的矿区的开采和选冶有关,并受周边区域工矿企业、煤炭燃烧和金属冶炼影响。因子4定为农业活动源,主要贡献的元素为Ag和Cd,贡献度分别为53.3%和40.4%,与研究区的硒砂瓜地的铺砂石修整和农地施用含磷化肥等的有关。(4)分别对研究区土壤重金属进行生态风险和人体健康风险评价,其中,由潜在生态风险评价可知,Hg为极高生态风险的程度,Cd和Ag为中度生态风险,其余6种重金属均为轻度生态风险。污染点位占比情况分析指出,Hg呈整体污染态势,Ag、Cu和Pb均有部分点位呈生态危害状态,As、Zn、Cr和Ni的生态环境污染情况较好。综合生态风险分析表明,高度生态风险的占比为72.7%,较高生态风险的占比为22.7%,中度生态风险的占比为4.6%,表明该地区土壤重金属生态风险高,该区域生态环境的危害情况不容乐观。土壤重金属健康风险评价表明研究的6种土壤重金属对该区域人体健康的总非致癌商(HQ总)的平均值为0.048,结果小于评价基准值,说明其非致癌风险影响较小,但仍需注意经口摄入的暴露途径的影响。研究区总致癌危风险(CR总)的平均值为1.55× 10-5,结果高于不可接受值,说明本区域土壤重金属存在致癌性,其暴露途径主要为经口摄入,As和Cr元素是主要致癌风险因子,Cd存在部分样点风险较高,为了保证土壤环境质量安全及人体健康,对As和Cr的致癌风险需加强关注,需合理有效的采取防治措施,降低土壤中As和Cr元素的污染。