江西贵溪冶炼厂重金属环境污染特征及生态风险评价.pdf

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1、第19卷增刊地球科学进展Vol.19Suppl.2004年6月ADVANCEINEARTHSCIENCESJun.，2004文章编号：1001-8166（2004）增-0467-05江西贵溪冶炼厂重金属环境污染特征及生态风险评价곘12322胡宁静，李泽琴，黄朋，程温莹，陶成（1.中国科学院南京土壤研究所土壤与农业可持续发展国家重点实验室，土壤与环境生物修复研究中心，江苏南京210008；2.成都理工大学环境与土木工程学院，四川成都610059；3.中国科学院海洋研究所，山东青岛266071）摘要：金属矿物开采、冶炼等活动引起土壤金属污染是世界普遍存在的问题，由此引起的人类健康问题和环境

2、生态的恶化，越来越受到世界各国环境学家关注。本文调查了冶炼厂周围农田重金属元素的纵向分布，并利用连续浸提法分析主要污染元素的化学形态，结果表明，土壤Cu，Zn，Cd和Pb的非残渣态含量远远高于未污染土壤，污染元素的生物可利用性高；同时采用多指标生态评价体系，对铜矿冶炼厂周围农田土壤重金属污染进行综合的潜在生态风险评价。根据风险指标体系和空间分异规律，将冶炼厂周围农田分成3种生态风险功能区。关键词：土壤重金属污染；化学形态；潜在生态风险评价；冶炼厂中图分类号：X53文献标识码：A土壤污染问题日益得到世界各国的关注，受污～40cm）土样，并密封于干净的塑料样品袋中。除［1］染的面积也越来越

3、广。矿物开采和冶炼活动造去样品中植物根系和石块，在室温条件下自然风干，［2］成的土壤、水体等环境污染通常是不可逆的。矿风干土样用玛瑙磨细，过2mm筛。物的冶炼和精炼的整个过不可能对环境不造成任何1.2测试项目及分析方法［3，4］不良影响，但是可以对受污染的土壤进行改良。土壤pH值∶水土比2.5∶1。所测得pH值范如何控制矿物开采和冶炼活动对环境产生不良影响围为4.2～5.0。以及如何对污染土壤进行改良成为地球化学学家未土壤金属元素总量分析：HNO3-HF-HCLO4混合来十年或更长时间的最大挑战［5］。［6］酸化法Cd，Cr，Ni和Pb采用PE5100PC石墨炉贵溪冶炼厂位于贵溪市北4

4、～5km处，是我国原子吸收测定，其它元素用PE5100PC火焰原子吸最大的斑岩铜矿冶炼厂，该厂以点源、面源形式向空收测定。气排放大量二氧化硫和粉尘，造成该区酸沉降频率土壤Cu，Zn，Cd和Pb化学形态分析：在Tessi-为36.6％。冶炼厂排放的废水含有大量Cu、Cd、er’s［7］和蒋廷惠［8］方法基础上进行改进，分6级，即Zn、Pb等重金属元素。20多年来，周边农田一直使水提取态、MgCl2提取态、NaOAc-HOAc提取态、NH2用该冶炼厂的工业废水灌溉，已造成严重的重金属OH·HCl提取态、酸化H2O2提取态及残渣态。Cu，污染，并出现“镉米”。因此，有必要对当地的土壤Zn采用

5、PE5100PC火焰原子吸收测定，Cd，Pb采用污染元素进行调查和研究。PE5100PC石墨炉原子吸收测定。本文实验在中国1材料与方法科学院地球化学研究所环境地球化学国家重点实验1.1样品采集室完成。对贵溪冶炼厂周围典型样区系统采集土样，每1.3潜在生态风险评价的指标体系个样区采取S形布点（各采5个点）的采样方法采目前，常用环境质量评价方法包括指数平均/叠集表层（0～20cm）的混合样，同样方法采集B层（20加、英国（Tomlison，1980）的污染负荷指数法（The收稿日期：2004-04-10.곘468地球科学进展第19卷PollutionLoadIndex）、地质累积指数、模糊

6、数学、矢（fingerprints）和校正丰度的数量级；④基于生物产量算子等，缺少将污染物与其生物毒性、生态危害有量指数（BPI）的灵敏度条件，即不同水质系统对金机结合的、兼有现时与潜在风险评价的研究层次。属污染的敏感性不同。对应指标包括：单一金属污［9］i本文利用多指标生态评价体系进行农田土壤重染系数Cf，多金属污染程度Cd。不同金属生物毒性ii金属综合污染的潜在生态风险评价，为改善和恢复响应因子Tr，单一金属潜在生态风险因子Er，多金农田生态环境提供科学依据。属潜在生态风险指数RI，其关系如下：基于元素丰度和释放原则的生态风险评价体系miiiiCf＝CD/CR；Cd＝ΣCf；［9］

7、i＝1需要若干前提条件：①浓度条件，即潜在生态风miiii险指数（RiskIndex，RI）随土壤/沉积物中金属污染Er＝Tr×CfRI＝ΣEr（1）i＝1程度的加重而增加；②种类数条件，即土壤/沉积物ii式1中CD代表样品实测浓度，CR代表土壤/沉积物中金属污染具有加和性，也就是多金属污染的潜在背景参考值。因子Tir反映了金属在水相、土壤固相生态风险更大，其中铜、铅、锌、镉、铬、砷、汞是优先i和生物相之间的响应关系。6种金属元素的Tr值分考虑