典型露天煤矿区土壤重金属潜在生态危险性评价<br/>——以黑岱沟露天煤矿为例*

典型露天煤矿区土壤重金属潜在生态危险性评价
——以黑岱沟露天煤矿为例*

2014-08-03王贵，张庆辉,段丽丽

阴山学刊(自然科学版) 2014年4期

王贵，张庆辉, 段丽丽

(1.鄂尔多斯职业学院,内蒙古鄂尔多斯 017000;2.包头师范学院资源与环境学院,内蒙古包头 014030)

我国土壤重金属污染现状令人担忧，最近公布的《全国土壤污染状况调查公报》显示，全国耕地土壤环境质量堪忧，中重度污染耕地约五千万亩，大多不宜耕种[1]。表层土壤中无机污染物含量增加比较显著，镉、汞、砷、铅4种重金属含量呈现从西北到东南、从东北到西南方向逐渐升高的态势。其中镉的含量在全国范围内普遍增加，西南地区和沿海地区增幅超过50%，华北、东北和西部地区增加10%-40%。

土壤污染影响农产品的产量和品质，长期食用受污染的农产品严重危害身体健康。污染场地未经治理直接开发建设，会给有关人群造成长期的危害。土壤中的污染物也可发生转化和迁移，继而进入地表水、地下水和大气环境，对饮用水源造成污染。和大气污染、水污染相比，土壤污染具有隐蔽性、滞后性和不可逆性且难以治理。

1 研究方法

黑岱沟露天煤矿位于内蒙古自治区鄂尔多斯市准格尔煤田中部，面积55 km2。属于晋、陕、蒙接壤黄土地区的一部分[2]，冬季漫长，夏季短暂，春季干旱多风，土壤类型为栗钙土[3]。

黑岱沟煤矿于1990年开工建设，1999年正式生产。2011年原煤产量达3100万吨。已有的研究主要集中在矿区周边水土流失，矿区土地复垦与生态综合治理等方面[4-6]。但对煤炭资源开发活动中, 土壤重金属潜在生态危险性影响的研究较少。

本研究区域为(北纬 39°44′54"—39°47′02"；东经111°13′27"—111°16′44")。在采矿区周边尽可能选取人为扰动少的区域作为采样点，采集0-20cm 表层土壤样，每个样点取样1kg 左右，共采集11个样品。样品带回实验室自然风干，过100目筛，放入干燥器备用。采样点位置见表1。

称取样品0.2g，加少量水润湿后，加入4ml硝酸，消解70分钟，冷却，加入高氯酸0.2ml，氢氟酸4.0ml，置于200℃电热板消化至高氯酸、氢氟酸完全蒸发，加4.0ml硝酸，并用超纯水定容至50.0ml后待测。测试采用美国PE公司DRC-e电感耦合等离子质谱仪(ICP-MS)测量样品中Cr、Cu、Zn和Pb含量。

表1:黑岱沟露天煤矿区土壤样品采集位置

2 土壤重金属含量水平

通过ICP-MS对Cr、Cu、Zn和Pb总量进行测定。并和全国栗钙土元素平均含量对照。见表2.

表2:黑岱沟露天煤矿区土壤重金属元素含量(mg/kg)

表2显示，重金属Cu的平均含量高于全国栗钙土重金属元素几何平均值，重金属Cr、Pb和Zn的平均含量接近全国栗钙土重金属元素几何平均值。其中9号、10号、11号样品中重金属元素Cu含量，均高出栗钙土重金属元素几何平均值数倍。说明长期开采和运输活动造成了矿区周围土壤中重金属Cu含量超标，引起重金属污染。其他重金属含量无明显变化。

3 土壤重金属潜在生态危险性评价

本文通过对黑岱沟露天煤矿区土壤重金属空间分异性的研究，采用瑞典学者 Hakanson[8]的潜在生态危害指数法对矿区土壤重金属的潜在生态危害进行评价。潜在生态危害指数法(Risk index,RI),是瑞典学者Hakanson于1980年建立的,现已被普遍运用于土壤重金属的生态危险评价。计算公式为：