白银市土壤重金属污染现状及来源分析

倪鼎文，南 海，王 婷

（1.兰州财经大学农林经济管理学院，甘肃 兰州 730020；2.甘肃省天水市农业科学研究所，甘肃天水 741001；3.甘肃省农业科学院土壤肥料与节水农业研究所，甘肃 兰州 730070）

白银市位于黄河上游甘肃省中部地带，是随矿产资源开发而建设的工业城市，也是我国有色金属工业基地，有“铜城”之称。自建市以来，白银公司及其相关的上下游企业在采矿、选矿、冶炼等过程中，长期超标排放工业“三废”，其中的镉、砷、铅等重金属对白银市区域空气、土壤、农作物、地表水等造成了严重的污染，严重危害了人民群众的身体健康。

1 污染现状

对白银市土壤的重金属污染问题，近几十年不少学者做了大量的研究探索。李小虎等研究表明，冶炼厂周围土壤存在不同程度的重金属污染，其中以东侧污染最为严重，其次为东南侧，西南侧土壤污染相对较轻，整个区域土壤存在严重的Cd污染［1］。并发现距离冶炼厂越远，重金属含量逐渐降低，认为冶炼烟尘沉降是引起土壤重金属污染的重要原因。黄天龙等对沙坡岗、梁家窑、红星村、东台子、尾矿库渗坑等5个有代表性的地点进行土壤监测，6种重金属元素Cu、Pb、Zn、Cd、As、Hg在监测点处出现不同程度的超标，其中以沙坡岗、尾矿渗坑2处监测点超标最为严重［2］。李春亮等研究表明，白银市土壤中Cd均未达到国家土壤环境质量Ⅰ级标准，Ⅲ级、Ⅳ级污染面积占研究区面积的82.39%；Hg、Pb、Zn、Cu的Ⅲ级及其以上污染区面积分别占研究区的7.35%、5.59%、14.67%、5.71%［3］。南忠仁等研究表明，东大沟污灌区作物籽粒重金属含量相对其它类型区明显为高，但只有Cd、Pb含量超标明显［4］，虽然东大沟污灌区内作物籽粒Cu、Zn含量仍在食物卫生标准以内，但按照污染预报原则，东大沟污灌区生产的农作物产品不能用作食品加工的原料。可见，白银市土壤在一定范围一定程度上已经受到重金属的污染，而且有些地区污染表现十分严重。

2 污染分布

白银市重金属污染防控的重点区域为“一区三片一沟”。“一区”是以白银区为防控区，包括白银区5个街道和王岘镇在内的447 km2范围，集中区人口为27万人；“三片”即以白银有色集团股份有限公司铜业公司、西北铅锌冶炼厂、第三冶炼厂周边3个片区为重点；“一沟”即以重金属污染比较严重的东大沟流域为重点区域，行业以有色金属采选为主，涉重工业企业20个。在白银市东大沟流域，由于历史条件限制，在长期的矿产开采、加工以及工业化进程中积累形成的重金属问题日益严重，造成了巨大的生态环境欠账。东大沟流域水体和两侧土壤重金属污染严重，对黄河流域的生态安全和群众健康构成了严重威胁。因此白银市土壤重金属污染防治的重中之重应是东大沟流域。

3 土壤重金属来源

城市土壤重金属污染随着社会经济的发展变得越来越严重，重金属作为一种持久性有毒污染物质，具有难溶解、积累效应、难降解性等特征，能够通过大气、水、食物链等直接或间接危害人类的健康。同时，城市化的过程中的城市污染物的大量产生和转移，也在一定程度上加剧了土壤重金属外源的输入速度。许多学者对城市土壤重金属来源做了大量的分析和研究。肖锦华发现城市土壤的重金属主要来源于交通污染、工矿业污染、燃煤、生活垃圾、农业化学物质等方面［5］。田庆春等认为白银市土壤重金属污染源主要来自4个方面，分别是污水灌溉、大气污染、工业固废以及化肥农药残留［6］。白银市有色金属开采、加工历史悠久，对于环境保护的投入和意识不强，造成工业污染严重，加之特殊的地理和气候特征，该区域的土壤重金属污染源主要来自以下4个方面。

3.1 工业三废排放

3.1.1 废水中重金属污染物排放量大 2007年白银区工业废水排放量约为1 168万t，以白银公司排放的重金属酸性废水为主。工业废水中年排放重金属等各类污染物8 296.46 kg。工业废水通过东大沟排入黄河，严重影响了黄河白银段水质。工业废水在东大沟流经38 km后汇入黄河，沿线接纳了白银公司所属的铜业公司、西北铅锌冶炼厂、第三冶炼厂及小硫酸厂等企业排放的含重金属工业废水。2007年监测数据表明，东大沟主要重金属污染物Pb、As、Cd、Cr的排放量分别为5 293.25、915.27、1 997.50、90.44 kg。尽管 2013年废水中Pb、As、Cd、Cr排放量分别削减81.93、71.56、68.00、88.80 kg，但总量仍然较大，治理废水排放依然是重中之重。

3.1.2 大气重金属污染超标严重 2007年在白银有色集团股份有限公司铜业公司生产厂区及其附近监测重金属污染超标率达到16.7%，而季度最高日均空气中Pb浓度达到了0.028 9 mg/m3，远远超过国家环境空气治疗标准限定的重金属Pb的年日均浓度0.001 mg/m3的极限浓度值，也超过了重金属Pb的季度日均浓度0.001 5 mg/m3极限值。根据白银市环保局的统计数据，2013年白银市鑫大金属冶炼有限公司厂区及其附近废气中，Pb、Cd、Cr、As的新增排放量分别为135.4、-48.1、-37.3、-50.4 kg，Pb的排放量不仅没有降低反而有所升高，Cd、Cr、As排放量的降低程度也不高。

3.1.3 重金属废渣未得到有效处置 2013年全市产生有色重金属冶炼废渣121 166 t，综合利用量为51 467万t，综合利用率仅为42.1%；贮存量为69 584.68 t、处置量为114.44 t。白银有色金属集团股份有限公司西北铅锌冶炼厂、白银有色金属集团股份有限公司第三冶炼厂、白银有色集团股份有限公司铜业公司、甘肃银光聚银化工有限公司、甘肃银光化学工业集团有限公司等企业产生的废渣，是该区域重大环境安全隐患。

3.2 城市交通污染

目前，随着机动车保有量的激增，城市机动车尾气污染问题呈凸现趋势，汽车尾气已成为除厂矿企业外的又一大污染源。汽车轮胎及排放的废气中含有Pb、Zn、Cu等多种重金属元素，随着废弃沉降进入周围的土壤环境，造成一定的土壤重金属污染。刘廷良等研究发现，汽车轮胎添加剂中的Zn是城市土壤中Zn的重要来源［7］。刘晓茹以西安—阎良高速公路、西安—三原高速公路路域农田为研究样区，分析认为Pb、Cd、Zn、Cu、Cr等5种重金属含量绝大多数地区都超过了该地区土壤环境参照值［8］，在路域200 m以内的农田土壤都受到不同程度影响，土壤重金属含量在水平方向上表现出随距离的增加先增大后减小趋势，在5～70 m范围受重金属影响比较严重；在垂直方向上，绝大部分集中在0～10 cm土壤表层中，并随着深度的增加重金属含量相对减少。随着白银市城市化的快速发展，汽车保有量急剧增加，向周围环境中释放的污染物逐年增多，造成白银市土壤中的重金属不断累积。

3.3 农业化学物质投入

白银市地处中国西北部黄土高原区，属于土壤养分贫乏区，土壤表层有机质的平均含量仅为13.1 g/kg，全氮为0.8 g/kg，全磷为0.69 g/kg，全钾为6.7 g/kg。为了获得农业丰收，在当地的农业生产中，农药和化肥使用是必不可缺的，而过磷酸钙、磷矿粉、钙镁磷肥等化肥中含有Cd、As、Pb、Cr等重金属元素。农药中所含重金属元素以Hg、As和Pb较多，如含有机汞的制剂有赛力散、西力升等，含有机砷的制剂有稻脚青、苏农6401，含砷铅的有砷酸铅、亚砷酸铅等，含其他重金属的农药有代森铅。这些化肥和农药的使用对于作物的增产有一定的作用，但长期使用这些含重金属的农药和化肥，使重金属在土壤中残留富集，长期积累造成土壤污染。

3.4 污水灌溉

白银市的土壤属于砂质土壤，地表层多由沙石组成，很容易吸收和阻留通过土壤的各种污染物，但土壤的净化和缓冲能力是有一定限度的，长期用不符合标准的污水灌溉农田，必然造成土壤有机污染、重金属污染及酸、碱、盐污染，使土壤板结、肥力下降、土壤酸碱失去平衡，土壤生态系统平衡受到破坏，引起土壤环境恶化［4］。白银区污灌农田主要分布在东、西大沟沿岸王岘灌区，该灌区地处白银城郊，地势西北高、东南低，平均海拔1 600 m左右，水资源缺乏。由于工农渠高扬程提灌工程灌溉成本高，加之灌区周边有城市生活、工矿生产废水和部分地下水，逐步形成了河水、污水、地下水并用的灌溉模式。东大沟流域农田长期应用工业企业排放的含重金属废水进行农灌，导致农田土壤和作物重金属严重超标，影响了食品安全和人畜健康，面源污染也影响黄河流域的水环境质量，污染面积为445.90 hm2，污染深度0～60 cm。

4 结束语

总的来看，白银市根据“治旧控新、削减存量、保安全、防风险”的工作思路，严格落实《白银市重金属污染综合防治“十二五”规划》，土壤重金属污染继续恶化的趋势得到了缓解。白银市2008—2012年先后淘汰关闭了9家企业的落后生产线，涉重行业主要产品产量均有一定的减少，Zn产量由2012年的19万t减少到14万t，Pb产量由2012年的2.1万t增加到2.3万t，增加了2 000 t。但是，白银市土壤重金属污染治理的历史欠账依然较多，压力依然较大，下一阶段研究应重点关注工业企业搬迁后废弃场地重金属污染修复、东大沟流域重金属污染整治与生态修复规划、城市交通对土壤重金属污染的影响、农药化肥中重金属残留对于土壤环境的影响。通过转变依赖矿产资源的经济发展方式、优化产业结构、严格环境准入、强化执法监管、实施综合治理，最终实现土壤重金属污染的有效防治和治理。

［1］ 李小虎，汤中立.甘肃省白银市冶炼厂周围土壤中Cd、Cu、Pb、Zn 的富集分布［J］.工程勘察，2007（5）：23-27.

［2］ 黄天龙，金明虎.白银有色金属生产基地土壤重金属质量现状影响评价［J］. 甘肃冶金，2012，34（4）：89-92.

［3］ 李春亮，刘文辉.甘肃省白银市区土壤环境质量评价［J］. 物探与化探，2012，36（6）：1 014-1 019.

［4］ 南忠仁，李吉均，张建明，等.白银市区土壤作物系统重金属污染分析与防治对策研究［J］.环境污染与防治，2002，24（3）：170-173.

［5］ 肖锦华.中国城市土壤重金属污染研究进展及治理对策［J］. 环境科学与管理，2009，34（4）：25-28.

［6］ 田庆春，杨太保，石培宏，等.白银市土壤重金属污染源分析及防治措施［J］.中国环境监测.2012，28（6）：40-44.

［7］ 刘廷良，高松武次郎，左濑裕之.日本城市土壤的重金属污染研究［J］. 环境科学研究，1996，9（2）：47-51.

［8］ 刘晓茹.公路路域农田土壤-农作物重金属污染研究—以西安-阎良和西安-三原公路为例［D］.西安：长安大学，2012.