铝矿复垦土壤重金属含量变化及污染风险评价

[目的]对孝义铝矿复垦区土壤重金属含量和污染状况进行研究,为了解和评价矿区复垦土壤重金属污染风险提供科学依据。[方法]采用ICP-MS测定土壤中Cd,Cr,Cu,Pb,As,Ni等6种重金属元素含量,分析各含量随复垦年限的变化特征,并用单因子标识指数和内梅罗综合标识指数法对重金属的污染程度进行评价。[结果](1)Cd含量均值为5.19mg/kg,是国家二级标准0.3mg/kg的约10倍,其余5种元素含量均低于国家二级标准。随着复垦年限的延长,Cd含量在0—15cm土层处逐渐降低,在15—30cm土层处逐渐增加。(2)Cd的单项因子污染指数在所有样点均达到5级严重污染水平,其它元素均属清洁水平。内梅罗综合污染指数12.08~13.14,均值12.43,是5级重污染指数的3~4倍,属严重污染水平。(3)复垦用土中6种重金属含量均超过国家2级标准,是复垦土地重金属主要的来源。[结论]复垦区土壤由于复垦用土及后期的施肥和粉尘沉降等所致已被Cd污染,在矿区复垦中,应当严格控制复垦用土的质量。     

孝义铝矿复垦土壤重金属污染潜在生态风险评价

为了解和评估复垦区土壤重金属污染风险,采用Hakanson潜在生态风险指数(The Potential Ecological Risk Index)法,对孝义铝矿复垦3年后的土壤中7种(Cd、Cr、Cu、Pb、As、Ni和Zn)重金属质量分数和潜在生态风险进行评价。结果表明:复垦土壤中,主要超标重金属元素是Cd,7种元素均存在累积效应。污染源主要有复垦用土、农业生产和粉尘等外来影响;其中,Cd、Cr和As 3种元素具有伴随复合污染现象。Cd的污染指数最高,均值为11.54,处于很高的污染等级,污染指数均值顺序为CdPbAsCrNiZnCu;重金属潜在生态风险指数RI为238.39,属于中等生态风险水平。表明孝义铝矿复垦土壤存在中等程度的污染风险,需要减少和控制复垦用土以外的其他染物源进入,降低土壤污染的风险。该研究为复垦土地的利用方式具有重要的现实指导价值,为矿区复垦和治理的措施体系提供科学依据。     

云南省个旧锡矿区重金属污染评价及植被恢复初探

通过对云南个旧锡矿区废弃地重金属的野外调查和室内测定,运用地质累积指数对重金属污染进行了评价.结果表明,研究区废弃地重金属含量从高到低依次为Cd>Mn>Pb>As>Zn>Cu=Fe,其中Cd和Mn的地质累积指数最高,平均达到了4.55以上,污染等级达到5级,属于强度污染到极强度污染;Pb的地质累积指数平均达到了3.08以上,污染等级为4级,属于强度污染;As和Zn的平均地质累积指数分别为2.37和1.97,污染等级分别为3级和2级,达到了中度污染以上;Cu和Fe的平均地质累积指数均小于0,没有产生污染;采用造林措施对矿区废弃地进行复垦较采用农业措施对于治理矿区重金属污染具有更好的效果,因此可以采用覆土造林方式作为矿区废弃地复垦的主要方式.最后,结合不同地块重金属污染状况评价结果,提出了针对废弃地进行植被恢复的主要植物种.     

矿区复垦土壤种植小麦的重金属安全性

为分析矿区充填复垦土壤种植农作物的生态安全性,以中国徐州市柳新矿区复垦场地为例,对照当地农田土壤,对充填场地种植小麦不同部位As、Cd、Cr、Cu、Hg、Pb、Zn 7种重金属元素含量进行检测,分析了Cd、Cr在成熟小麦不同器官中的分布、富集情况,并利用单项污染指数法和综合指数法对小麦籽粒进行了风险评价。结果表明,三场地中Cd 和Hg在未成熟苗中的含量小于成熟茎中的含量,Cr、Cu和Zn则与之相反,Pb和As的含量规律性不太明显;复垦场地小麦未成熟根的重金属含量都小于成熟根中的含量;比照地中除Cr 和Zn之外,其余元素在未成熟根中的含量均大于成熟根的含量;参照粮食污染限量标准,小麦籽粒中Cd和Cr含量均超标。风险评价显示三场地小麦籽粒中Cd、Cr单项污染指数达到轻度至重度水平,综合污染指数处于轻度污染至中度污染水平之间。该研究对矿区粮食安全的监控具有重要的实际应用价值。     

煤矿损毁土地复垦适宜性评价研究

矿山土地复垦适宜性评价能够正确合理地确定矿山损毁土地复垦方向。基于此,以府谷县伙盘沟煤矿为例,根据矿山实际,分析了矿区土地利用现状及损毁土地情况,对土地复垦适宜性进行了评价,为矿区土地复垦提供了科学依据。     

生态脆弱矿区土地复垦方案实施监测评价研究——以平朔矿区为例

随着采矿业的迅速发展,矿区原有的生态系统遭到破坏,使得矿区生态环境的脆弱性凸现。而土地复垦作为土地整理的一个重要部分,成为我国矿区土地资源利用管理,矿区资源、生态可持续发展的重要手段。在土地复垦的研究当中,复垦方案实施监测评价有其重要意义。以生态脆弱矿区为研究区域,建立了适合评价矿区土地复垦方案实施监测的五级评价等级,并划分了土地质量监测、生态监测、经济监测、社会监测和资金监测5个准则层21个指标体系。采用模糊综合评价法对平朔矿区土地复垦实施监测进行实例研究,发现平朔矿区土地复垦实施总体水平较好,通过复垦实施可以改善矿区的生态、经济与社会效益,但土地质量状况一般。因此,在今后的复垦实施中要加大对土地质量的监测,采用多种手段改良目前的土地质量状况,确保复垦修复良性发展,增强复垦效益。     

大冶矿区周边农田土壤和油菜重金属污染特征研究

以大冶典型铜矿区为中心,辐射周边农田,探索农田土壤重金属污染特征及重金属在油菜中的积累变化规律。结果表明,以湖北省土壤背景值进行评价,土壤受到重金属不同程度的污染,其中Cd严重超标,Cu次之;采用国家二级标准进行评价,Zn、Cr和Pb未对土壤造成污染。进行内梅罗综合污染指数法评价发现,以土壤背景值为评价标准,各采样点均达到重金属严重污染水平;以国家二级标准评价时,只有2号采样点土壤属于中度污染水平,其他样点土壤都受到了较为严重的重金属污染。矿区农田油菜各部位重金属含量变化幅度较大,包括Cu、Pb、Zn、Cd和Co在内的5种重金属含量分布规律都是茎叶〉籽粒≈根,Mn则是籽粒〉茎叶〉根。油菜地上部植株中Cu、Pb、Zn、Cd含量均超出食品卫生标准最高限值,且Cd、Pb超标倍数远大于Cu、Zn。富集系数变化规律为Mn〉Zn〉Cd〉Ni〉Cu〉Pb垌Co。     

闭矿后矿区土地复垦生态安全评价研究

该文运用模糊数学与层次分析法相结合对闭矿后的矿区土地复垦生态安全进行评价。将影响矿区土地复垦生态安全的土壤因素、水文因素、地质因素、风因素、矸石山因素、采空区因素以及其他因素作为影响因素的第一层加以考虑，建立数学模型。根据权重及安全性等级的隶属度得到模糊矩阵，进一步求得矿区土地复垦的生态安全度。作者以某关闭矿区为例，进行了复垦土地安全性评价，结果表明该矿区复垦土地的生态安全性较高。该方法对闭矿后矿区土地复垦生态安全评价具有一定的指导意义。     

内蒙古张三壕铁矿环境地质问题与治理对策

张三壕铁矿床共圈定12条矿体,矿区面积1.577 5 km2,地质环境质量中等.矿山开采设计生产能力为30万t/a,规模为中型,属新建工程.现存地质环境问题主要为废石场占用破坏土地、植被问题,预测地质环境问题主要为开采引发的地面塌陷地质灾害和废石占用破坏土地、植被问题.其中塌陷区、废石场、尾矿库、选矿厂及采矿工业区为矿山环境影响程度较严重区,其它为矿山环境影响较轻区.根据矿山特点和地质环境问题,按照防治轻重缓急、分阶段实施的原则,可采用固废回填、覆土、绿化等矿山环境治理工程,从环境污染治理、生态恢复、环境监测与管理三个层面进行综合治理与保护.     

湛江市郊区蔬园土壤重金属含量分析及其污染评价

采用原子吸收光谱法测定了湛江市郊区蔬园土壤的镉(Cd)、铅(Pb)、铬(Cr)、镍(Ni)、铜(Cu)、锌(Zn)含量,并参照国家颁布的土壤环境质量标准(GB15618—95)对其重金属污染作出了评价。结果表明:文章村菜园土壤的Cu,Zn和Cd含量超标,为轻污染级,北门村和文章村菜园土壤未受到重金属污染,但属于警戒级。     

三峡库区耕地重金属分布特征初步研究

通过对三峡重庆库区16个市、县(区)旱地和水田土样分析、统计、评价,研究了库区耕地土壤主要重金属元素分布特征。结果表明,库区耕地土壤有不同程度污染,重金属As、Cd、Cu、Ni的含量均有超标,Cd有最大超标;旱地土壤重金属含量略高于水田,紫色土略高于黄壤,各采样点重金属含量差异大;重金属元素Cd、Pb、Cu、As、Zn间存在极显著正相关,土壤污染有复合污染趋势;主要淹水区县土壤环境质量评价结果显示,仅巫山县污染综合指数评价为中污染,主城区、开县为轻微污染,涪陵区、长寿区、奉节县为警戒级,其余为安全级;耕地土壤中重金属元素均未超过土壤环境基本容量,能够保证作物品质和农业持续发展。同时对三峡库区耕地重金属淹水和非点源污染进行风险分析,指出库区开展淹水重金属形态与非点源污染输出研究意义.     

基于改进决策树模型的矿区土地复垦适宜性评价

针对矿区传统的土地复垦适宜性评价方法,运用模糊数学的隶属函数法,对决策树的1D3算法加以改进,建立基于改进决策树的矿区土地复垦适宜性评价方法.以平禹二矿为研究区,将改进的评价模型运用到塌陷区土地复垦适宜性评价中,选取7个评价指标作为测试属性,提取100个已确定复垦方向的评价单元作为样本,运用改进的ID3算法,构建研究区土地复垦适宜性评价决策树,然后运用生成的决策树分类规则,对各评价单元按其属性进行分类,最终确定各评价单元的复垦方向,并将分类结果与模糊综合评价方法得到的评价结果进行对比分析.结果表明:基于改进决策树模型的矿区土地复垦适宜性评价方法,不依赖于经验知识,依靠样本的自主学习,制定分类规则,得到的分类结果较为客观合理,而且决策树分类规则确定后,可以直接应用于同一地区的其他待评价区,且分类过程简单明了,便于操作,避免传统评价方法中较为繁琐和复杂的计算过程,提高矿区土地复垦适宜性评价的效率,为矿区土地复垦适宜性评价工作提供一种新的思路.     

淮北市采煤塌陷区土地与生态恢复分析

分析了淮北矿区的生态环境特征和采煤塌陷区土地破坏的现状,根据市场经济发展的要求,指出了淮北矿区塌陷土地复垦的指导思想和原则,并根据淮北矿区的实际情况,提出了采煤塌陷区土地复垦的2大层次、3大类型、6种复垦模式。     

淮南煤矿复垦区土壤重金属含量分布及潜在生态风险评价

以淮南矿区煤矸石充填复垦地为研究对象,对该复垦区不同土地利用方式(小麦地、桃林、蔬菜大棚、油菜地)下土壤Cd,Zn,As,Ni,Cu,Pb,Cr,Mn共8种重金属含量进行了分析和评价。结果表明,相对土壤背景值,该复垦区土壤中Zn,Cr,Mn,As污染较为严重相对未复垦区,复垦区土壤中的Zn,Cd,As分别是未复垦区的4.38,2.57和2.20倍,具有明显的累积现象。不同土地利用方式土壤重金属含量差异较大,小麦地和桃林地的Zn,Cd,As含量远大于油菜地和蔬菜大棚,Cr含量则表现为桃林地、蔬菜地远大于小麦地和油菜地,Ni,Cu,Mn,Pb在4种土地利用类型下的差异不显著。土地利用方式、施肥以及受采矿活动的影响程度不同是导致土壤重金属含量差异的主要原因。淮南煤矿复垦土壤中各重金属的生态风险顺序为:Cd>Zn>As>Ni>Cu>Pb>Cr>Mn。Cd的潜在生态风险值最大(89.71),属于强生态风险,其余元素均为轻微风险。不同土地利用方式的风险顺序为:小麦地>桃林地>蔬菜大棚>油菜地。     

秦岭神安沟矿区沟道地表水和沉积物中重金属分布形态研究

为了探讨重金属在矿山水体环境中的富集规律,以秦岭神安沟矿区沟道地表水、沉积物中的重金属为研究对象,测试了各类重金属含量,并利用Tessier五步连续萃取法分析了沉积物中重金属的5种形态,旨在为该矿区环境恢复治理提供参考。结果显示,未受采矿活动影响的对照区地表水与沉积物均未检出Zn、Pb、Cd,对照区未受污染。受开采活动影响的上、中、下游地表水、沉积物受到Pb、Cd不同程度的污染,下游地表水Pb、Cd分别超标5.3倍、43.3倍,不符合农田灌溉用水水质要求;上、中、下游沉积物中重金属污染负荷指数均达Ⅲ级,沟道沉积物已受到严重污染。沉积物中重金属形态分布特征为：Zn、Cd以有机结合态所占比例最高,Pb以铁锰氧化物结合态所占比例最高,Zn、Pb的生物有效性高。由此得出下游地表水不适于灌溉。由于矿方目前已终止尾矿库淋滤水向沟道排放,沉积物中各类重金属含量已趋于稳定,矿区神安沟地表水、沉积物重金属污染严重,亟需治理恢复。     

化工厂污染区复垦后的土壤和蔬菜重金属含量与风险评价

以湖南省某化工厂重金属污染土壤复垦区为研究区域,采集复垦区和对照区的表层土壤(0~20 cm)与当季蔬菜(莴笋、大蒜、紫苏、白菜、薤白和艾蒿),分析了样品中五种重金属含量(Cd、Zn、Cu、Pb、Cr),然后对复垦后土壤环境进行安全性评价。结果表明:原厂区内、排污口及二次污染区土壤重金属Cd明显高于其他区域,客土处理土壤明显低于原土Cd含量,但含量依然超标,单因子污染指数为1.65~5.42,土壤重金属综合污染指数为1.22~3.95;根茎类蔬菜中Cd含量超过限量标准,含量最高的为薤白,超过标准90%,影响居民健康;土壤和蔬菜中Zn、Cu、Pb、Cr元素均达标。翻耕与客土复垦有一定效果,但是复垦土壤仍然不适合种植农作物。     

城市化进程中蔬菜基地土壤重金属污染评价与成因分析———以深圳市为例

通过对深圳市蔬菜生产基地土壤的抽样分析,土壤重金属总体超标率为23.3%。污染物主要是N i、Cu、Cd、As和Zn,超标率分别为13.0%、10.0%、6.7%、6.7%和6.7%,其中N i超标0.07～1.66倍,Cu超标0.10～0.88倍,Cd超标0.33～0.53倍,As超标0.28～0.74倍,Zn超标0.11～0.50倍,而Hg、Pb和Cr均无超标。按照土壤综合污染指数(内梅罗污染指数)进行评价,有50%的菜场土壤重金属污染程度仍处于安全水平,其余属警戒限至中污染水平,以警戒限占大多数,只有个别菜场达到中污染。As、Zn污染较为典型,超标率高于珠三角其它城市。在城市化进程中土壤污染状况有日趋严重的态势。土壤重金属污染的主要成因可能与生产环境恶化和肥料的不合理施用有关。     

湘西花垣矿区蔬菜重金属污染现状及健康风险评价

对湘西花垣锰矿、铅锌矿区的部分蔬菜及其种植土壤进行了调查和重金属含量分析,通过污染指数法和经蔬菜途径重金属暴露接触对人体的健康风险进行了系统评价。结果表明,与非矿区比较,两矿区蔬菜、土壤Pb、Zn和Cd含量较高,矿区土壤Pb、Zn、Cd含量均超过GB15618—1995《土壤环境质量标准》二级标准（pH〈6.5）的污染警戒值;矿区蔬菜Pb、Zn和Cd含量均超过国家蔬菜重金属元素限量标准,分别为限量标准的2.0～10.75、0.9～2.5倍和2.2～19.8倍;两矿区蔬菜受到了Pb、Cd的严重污染,Zn的轻-中度污染。重金属暴露接触对人体的风险评估结果表明,两矿区居民通过蔬菜途径摄入的Pb和Cd对其健康存在较大的潜在风险,且对儿童的健康风险高于成年人。因此,矿区土壤上种植蔬菜会对食用这些蔬菜的当地居民产生一定的健康风险,应采取合适的治理措施进行矿区污染土壤的修复。     

洞庭湖区典型蔬菜土壤镉、铜、锌、铅含量状况及评价

采用单项污染指数和综合污染指数法对湖南洞庭湖区典型蔬菜土壤Cd,Cu,Zn,Pb含量状况进行了评价。结果表明,与湖南省潮土土壤背景值相比,土壤Cd,Cu和Zn含量明显富集,Pb含量总体不高。与国家土壤质量二级标准(GB15618-1995)相比,洞庭湖区蔬菜土壤以Cd污染为主,其次是Zn和Cu。Pb含量没有超标,其中湘阴县、沅江市、资阳区和赫山区蔬菜土壤环境质量为轻度污染,华容县处于警戒水平,需要修复治理或者改变土地利用方式。君山区和南县蔬菜土壤为清洁水平,适宜发展无公害蔬菜。污染风险高的区域土壤Cd,Cu和Zn之间存在极显著或显著正相关关系,但相关性弱。     

矿区废弃地复垦为农用地潜力评价方法的比较

矿区废弃地复垦潜力是编制土地整治规划的重要依据,复垦潜力的大小主要依靠评价来实现,而评价方法的选取对评价结果具有直接影响。该文以山西省朔州市平鲁区为研究区域,采用指数和法、模糊综合评价法和人工神经网络模型对矿区废弃地进行复垦潜力评价,探讨这3种方法所得结果的一致性与差异性及其产生的原因;并在结果分析的基础上,运用层次分析法对各方法所得结果进行综合评价。结果表明:在同一指标体系和同一权重下,由于各方法在计算过程中对于评价单元的处理侧重点不同,致使3种方法所得各级别中相同图斑数、同一潜力级别下的面积及其空间位置分布具有一定差异性;理论上讲,人工神经网络方法较其他2种方法所得结果更具客观性;平鲁区矿区废弃地分布与综合评价结果对比分析显示,历史遗留矿区废弃地和因矿业整合产生的废弃地复垦潜力集中在Ⅰ、Ⅱ级,潜力级别总体较高,矿区正在作业区复垦潜力多为Ⅲ、Ⅳ级,级别相对较低;研究表明,综合评价的结果是更科学、更客观的理论值,对于矿区废弃地系统总体而言,其复垦潜力的实际值还需考虑矿区废弃地复垦实践中复垦年限、经费、人员组织、产权关系等影响因素进行修正。