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随着我国社会经济的快速发展,对矿产资源的需求急剧增加,矿山开采及加工过程中产生大量的富含重金属的废弃物,含重金属的污染物通过各种途径进入土壤,造成土壤重金属污染严重。重金属污染不仅影响农产品产量与品质,并通过生物链的累积放大甚至可转化为毒性更强的化合物形态,给矿区及周边人民生命健康构成重大危害,矿区土壤重金属污染已经成为当前亟需解决的重大环境问题。大量研究表明,重金属可以通过大气的传播及沉降,分散到土壤、空气、尘埃及水的表面,因为很难分解而在环境中逐渐积累。重金属在迁移过程中,其组成和化学形态会发生一系列变化,而且不同重金属之间存在较大差异,其必定存在特定的迁移转化规律及其对生物体的毒害机制。长期以来有关学者对土壤重金属污染进行了大量研究,但对重金属在土壤中的分布和迁移规律尚不清楚。鉴于此,本文选择南方地区具有代表性的福建尤溪铅锌矿作为研究对象,以废弃的冶炼厂(西滨镇七里村梅恒冶炼厂)、正在生产的冶炼厂(西滨镇某冶炼厂)、选矿厂及尾矿库(城关镇花口溪选矿厂)和采矿区(梅仙镇坪寨采矿点)4种矿区具有代表性的污染源为中心,分别以距中心水平距离50m、100m、200m、300m、500m、700m、1000m和1500m处设7-8个采样点,分别采集0-20cm,20-40cm,40-60cm层的土壤样品,共计351个表层和剖面土壤样品。通过测定土壤样品中Pb、Zn、Cu、Cd含量,比较不同污染源土壤重金属污染的差异,分析尤溪铅锌矿区及周边土壤重金属污染特征及分布特点,探讨矿区土壤重金属的迁移转化规律。在此基础上,利用单因子污染指数和内梅罗综合指数法,对矿区土壤重金属污染进行评价,为重金属污染土壤预警体系的建立和治理措施的制定提供科学依据。结果表明:(1)表层土壤中Pb、Zn、Cu和Cd的分布特征明显表现出随离污染源中心距离增大含量逐渐降低的规律。4种类型采样区周边土壤重金属在距离污染源中心200m以内明显集中且污染严重,300m以外污染物浓度下降明显。表明200m以内土壤表层重金属来源多样,除了烟尘之外,还包括生产加工、运输过程当中的污染,污染物叠加明显。(2)不同类型的采样区Pb、Zn、Cu和Cd4种重金属元素的影响范围存在一定差异,Pb、Zn和Cd的污染范围大多超过了1500m, Cu的污染范围大多在1500m以内。说明Pb、Zn和Cd影响范围较大,而Cu的迁移性较小。(3)土壤重金属分布特征分析发现,4种重金属含量均表现为随土壤深度增加而逐渐降低的变化规律,距离污染源中心不同距离0-20cm层土壤中重金属含量差异较大,深度超过20cm后变化趋缓,含量骤减,40cm以下基本上接近对照。说明4种重金属在土壤中垂直迁移能力均较弱。(4)与福建土壤背景值比较,各层土壤Pb、Zn、Cu和Cd含量大部分均达重度污染,污染程度大小表现为Cd>Pb>Zn>Cu。不同采样区土壤重金属含量和污染程度存在明显差异,废弃冶炼厂东南方向、华口溪尾矿库下方西南方向、坪寨矿渣堆以下东南方向土壤污染最为严重,废弃冶炼厂Pb、Zn、Cu、Cd的单项污染指数和综合污染指数最高值分别为:575.67、290.26、27.79、2519.63和1881.05,华口溪为253.88、70.42、8.67、1806.30、1332.05,坪寨为205.32、90.57、9.53、1302.22、963.67。(5)与国家土壤质量三级标准比较,废弃冶炼厂周边各土层轻度污染以上的占65.6%,西滨镇某冶炼厂各土层轻度污染以上的占52.08%,花口溪选矿厂(含尾矿库)各土层轻度污染以上的占44.87%,坪寨采矿点各土层轻度污染以上的占45.24%。污染程度表现为:废弃冶炼厂>西滨某正在生产的冶炼厂>坪寨采矿点>花口溪选矿厂(含尾矿库)。(6)综合研究地区气候特征和土壤重金属的空间分布特征可以得出,冶炼厂周边重金属主要来源为烟囱向外排放的烟尘,其次是工厂生产、运输等过程当中产生的粉尘和污水;选矿厂及尾矿库周边重金属的主要来源是尾矿库的渗滤液、飘尘、选矿厂生产、运输等过程当中产生的粉尘和污水;采矿区重金属的主要来源是渣堆的淋滤液及采矿运输过程当中的粉尘。