内蒙古采选及冶炼企业周边土壤重金属污染状况及防治措施研究

齐小娟， 马 琴， 刘 涛

(内蒙古自治区环境监测中心站，内蒙古 呼和浩特 010011)

内蒙古采选及冶炼企业周边土壤重金属污染状况及防治措施研究

齐小娟， 马 琴， 刘 涛

(内蒙古自治区环境监测中心站，内蒙古 呼和浩特 010011)

通过收集内蒙古自治区部分有色金属采选和冶炼企业周边的土壤重金属环境质量监测数据，对土壤重金属污染状况进行调查.分析重金属污染的成因和来源，提出相应的治理及防范措施，旨在为防治土壤重金属污染提供理论依据.结果表明，研究区巴彦淖尔铅锌矿周围土壤重金属污染最为严重，主要受到Zn、Cd、Pb和As的污染，单项污染指数法评价表明各重金属污染程度为Zn>Cd>Pb>As；其他研究区也均有Zn或Cd超标现象.表3，参16.

土壤；重金属污染；环境质量；污染防治

矿产资源的开发利用对国家和地方经济发展有重要的推动作用，但大量开采不仅造成矿区周边地表植被和水文条件被破坏，而且大气、水体、土壤也被污染[1-3].矿山开发活动给矿区及其周边地区造成了严重的土壤重金属污染，成为矿区环境污染的主要来源，恢复难度很大[4].重金属污染具有长期性、隐蔽性、累积性、持久性、潜伏性和不可逆性的特点[5].重金属会通过大气、水体等途径扩散，严重污染矿山周边地区，导致生态系统退化，农作物减产[6]，重金属还会通过食物链在生物体内蓄积，从而危害人体健康[7-8].国内外对矿区重金属污染研究较多，包括土壤重金属污染评价、污染特征及机制、重金属污染的生态修复和生物效应等，涉及到矿区周围的农田、草原、城市、水域等生态系统[9-12].文献[13]对 Himalayas 地区石灰石矿区的地表水体中重金属含量进行研究，以评价矿业的开采是否对该区内水质产生污染，结果表明水质受到Co、Cu、Ni等元素的污染.墨西哥Sanra Maria de La Paz 的Pb-Zn-Cu-Au 矿带上，矿山开发导致 100 km2土地受污染，附近地区种植的蔬菜叶中锡和铅的含量分别超出当地正常水平的20倍和50倍[14].文献[11]对位于内蒙古草原生态系统的包头尾矿库区和白云鄂博铁矿开采区土壤中重金属的污染状况进行了调查研究，旨在为治理草原矿区的土壤重金属污染提供理论依据.草原生态系统比较脆弱，一旦破坏很难恢复，土壤重金属污染会对当地牧民、草场、牲畜等造成很大影响，对草原生态系统造成的危害不容忽视[15]，因此，对草原有色金属采选及冶炼企业周边土壤重金属污染的调查更加重要.

研究对内蒙古自治区部分有色金属采选及冶炼企业周围土壤中的重金属环境质量进行监测，同时调查企业的污染物排放状况及其污染防治措施的落实情况.运用单项污染指数评价法对土壤重金属污染进行评价，结合企业污染防治措施存在的不足和问题，分析土壤重金属受到污染的原因，从而有针对性地提出防治和减缓重金属污染的保护措施.

1 内蒙古自治区重金属污染现状

内蒙古自治区作为国家确定的14个重金属重点防控省份之一，随着经济社会的快速发展，重金属污染风险逐步显现，对生态环境和群众健康构成了严重威胁.《内蒙古自治区重金属污染综合防治“十二五”规划》中将巴彦淖尔市的乌拉特后旗、赤峰市的巴林左旗和克什克腾旗划分为重点防控区.

截止2010年，全区涉重废水产排企业210家，污染物排放量18.85 t，占全国排放量的2.09%.其中重点防控区域51家，污染物排放量7.18 t，占全区排放总量的38.07%.全区涉重危险废物产生量40.66万t，综合利用量12.25万t，处置量3.73万t，贮存量141.87万t.2010年全区有色金属冶炼及延压制造业和化学原料及化学制品制造业危废产生量占全区总产生量的85%.

在2007年的土壤调查工作中，全区共布设土壤监测点位2446个，64个点位出现超标现象.其中巴彦淖尔市超标点位18个；赤峰市超标点位2个.由此可见，内蒙古自治区土壤环境质量重金属污染现状严重，尤其是重点防治区土壤污染问题更为突出.

2 研究区概况

该次调查共选取了内蒙古自治区境内的8家有色金属采选及冶炼企业，分别分布在巴彦淖尔市、赤峰市和锡林郭勒盟三个盟市的7个旗县内(表1).

3 土壤环境质量现状调查结果

3.1 土壤现状监测布点调查方法

根据调查资料显示，被调查企业的土壤现状监测布点原则上均按照《土壤环境监测技术规范》HJ/T 166-2004中的相关要求进行.采样方法按照建设项目土壤环境评价监测采样的规定进行.根据实地考察，该次被调查企业周边的土壤主要以非机械干扰土为主，采样布点适用非机械干扰土的布点原则.该次收集的8个企业对土壤的污染主要是含有重金属的粉状物料以扬尘(或泄漏)的形式污染周围土壤，因此采样布点采用以可能产生扬尘的污染源为中心放射状布设为主，在主导风向下风向适当增加采样点的布点方法.

3.2 土壤环境质量现状调查结果

该次调查对8家企业周围的土壤环境质量现状监测数据进行了收集，监测点位分别布设在企业的厂界外、废石(渣)场、尾矿库等易产生扬尘的场地四周.监测因子包括pH、阳离子交换量、汞、砷、镉、铅、铜、锌、铬、镍等10项指标.该次调查共收集了107个监测点位的51 035个监测数据，其中阳离子交换量只在计算单项污染指数时作为衡量标准值是否减半执行的依据，未列入统计表中，其余9项指标的具体监测结果统计见表2.

4 土壤环境质量现状评价

采用《土壤环境质量标准》(GB15618-1995)中的二级标准进行评价.其中涉及到水田或旱地之分的执行旱地的标准，涉及到农田或果园之分的执行农田的标准;

有灰色底纹的部分代表了当前连接的数据库名称、角色名、密码，在项目里添加好之前写好的连接数据库的工具类文件就可以连接数据库了[5]。

采用单项污染指数评价法[16]对土壤中各项重金属是否受到污染进行判断评价.

表2 土壤环境质量现状监测结果汇总表

土壤环境质量现状评价结果统计表见表3.该次调查的8个企业中，有5家企业周边土壤中的重金属监测结果出现超标现象，超标企业占总被调查企业的百分比为62.5%.这5家企业中，受到污染最为严重的是C企业，所测得8项指标中除汞未超标外，其余7项指标均出现超标现象，单项污染指数显示该企业选矿厂四周的锌污染最为严重，其最大超标倍数达到5.18，超标率达到71.4%.其次F企业污染也较重，其旧尾矿库四周的汞、砷、镉、铅、锌均出现超标现象，污染最严重的是镉和锌，其最大超标倍数分别为5.26、6.98，超标率分别为60%和24%.另外，E企业厂界外镉和锌超标，最大超标倍数分别为2.2、2.31，超标率均为37.5%.G企业和H企业厂界外的镉超标，最大超标倍数分别为1.57、0.7，超标率分别为40%、100%.

表3 土壤环境质量现状评价结果统计表

续表

序号企业名称测点位置(数量)汞砷镉铅铜锌铬镍6F企业旧尾矿库四周(25)单项污染指数0．024-1．2330．32-1．200．042-6．260．073-2．910．07-0．230．19-7．980．21-0．270．24-0．48达标情况超标超标超标超标达标超标达标达标最大超标倍数0．2330．205．261．91—6．98——超标率%446012—24——新尾矿库四周(14)单项污染指数0．024-0．750．22-0．460．10-0．430．09-0．570．10-0．250．16-0．860．19-0．300．24-0．40达标情况达标达标达标达标达标达标达标达标最大超标倍数————————超标率%————————7G企业厂界外四周(10)单项污染指数0．048-0．1580．08-0．320．23-2．570．05-0．090．08-0．150．15-0．580．30-0．410．17-0．33达标情况达标达标超标达标达标达标达标达标最大超标倍数——1．57—————超标率%——40—————渣场四周(4)单项污染指数0．05-0．0660．20-0．280．43-0．470．06-0．070．12-0．140．19-0．320．29-0．390．30-0．38达标情况达标达标达标达标达标达标达标达标8H企业采场四周(3)单项污染指数0．06-0．110．02-0．031．03-1．700．19-0．640．13-0．170．27-0．520．15-0．22—达标情况达标达标超标达标达标达标达标—最大超标倍数——0．70—————超标率%——100—————

注：(2)为阳离子交换量≤5cmol(+)/kg的样本，其标准值执行对应标准值的半数，并根据标准值的一半计算得出的单项污染指数.

5 被调查企业周围土壤重金属污染原因分析

该次调查从三个方面对土壤重金属污染原因进行分析.(1)土壤的本底值是否超标；(2)企业周边是否存在其他可能造成污染的企业分布;(3)企业内部污染物排放情况调查.

首先，将该次土壤监测结果与环境影响评价中的土壤现状监测资料进行对比.调查资料显示，除G企业环评时未进行土壤监测，无本底值外，其余4个出现重金属污染的企业，在环评现状监测时土壤中各指标均未超标，说明这4个企业土壤重金属本底未受到污染.

另外，对5个企业周边可能产生重金属污染的其他企业的分布情况进行了调查.调查结果显示，5个企业周边均无其他产生重金属污染的企业分布.因此基本可以确定5个企业周边土壤重金属污染与外界其他企业的污染无关.

最后对5个企业自身的污染物排放及污染治理措施落实情况进行了调查，分析造成土壤污染的原因.

经调查，造成C企业废石场及选矿厂周围土壤重金属污染的原因主要为：该项目的废石场、尾矿库及矿石堆场均露天堆放，且未能够及时采取洒水抑尘措施，同时运输物料及废石的汽车未采取封闭措施，造成料场及运输过程无组织扬尘污染较为严重，从而导致周边土壤受到扬尘污染，进而造成土壤出现重金属污染现象.

F企业旧尾矿库周围的重金属污染主要是由于旧尾矿库已经达到堆放容量，但仍未闭库.企业由于管理不善未能及时洒水抑尘，致使旧尾矿库出现较大的干滩面积，造成尾矿库无组织扬尘污染严重，从而致使周边土壤出现重金属污染现象.

对于G企业周围土壤中镉受到的污染，调查认为由于该项目环评时未进行土壤监测，而该次调查监测结果显示其特征污染物锌不超标，且与环评时监测结果对比也无明显升高的趋势，初步分析镉污染可能与土壤中镉的本底值偏高有关.但由于镉也是该项目的特征污染物之一，因此不排除是由于本项目污染造成的可能性.

H企业厂界外的镉污染严重.该次调查通过与环评现状监测结果对比分析得出，该企业周边土壤中铅的监测结果由环评时的19 mg/kg(最大值)增加到现在的191 mg/kg(最大值，最小值为57.2)；锌的监测结果由环评时的42.06 mg/kg(最大值)增加到现在的131 mg/kg(最大值，最小值为66.8)；镉的监测结果由环评时的0.23mg/kg(最大值)增加到现在的0.51 mg/kg(最大值，最小值为0.31)；汞和砷的监测结果也均高于环评现状监测值.结合对采场扬尘防治措施落实情况的调查，得出该项目采场周围镉污染是由于采场无组织排放的扬尘造成的，同时铅、锌等其他污染物也有污染逐步加重的趋势.

6 企业采取的污染治理措施调查

根据调查，C企业目前已经购置了多台洒水车和移动式喷淋设施，对废石场、尾矿库、矿石堆场及运输道路定期进行洒水，以降低物料堆场及运输过程无组织扬尘污染.并已委托监测单位对土壤的超标范围开展调查，后期拟根据调查结果对受污染土壤进行治理.

E企业目前已经对厂区南侧受污染200 m以内的土壤进行了治理，主要采取的是对表层土进行剥离，并从其他未受污染的取土场取土进行置换回填，同时对置换后的土壤重新进行了监测，监测结果显示置换后的土壤各项重金属均满足《土壤环境质量标准》(GB15618-1995)二级标准要求.

F企业针对旧尾矿库周围土壤重金属污染问题开展了专项治理工作，对旧尾矿库周围受到污染的土壤范围进行了调查，确定了污染范围为尾矿库下风向及侧风向700 m的范围.对该范围内受污染的土壤全部置换，同时对置换后的土壤重新进行了监测.监测结果显示，置换后的土壤各项重金属均满足《土壤环境质量标准》(GB15618-1995)二级标准要求.同时企业正在对旧尾矿库实施闭库工程，并对尾矿库的干滩及时进行洒水抑尘，以降低尾矿库闭库期间的无组织扬尘污染.

G企业和H企业目前尚未采取措施对土壤进行治理.

该次调查针对G企业厂界土壤污染逐步加重的问题，建议企业增加采场的洒水抑尘措施，同时增加洒水次数及水量，确保无组织扬尘污染问题得到有效控制.同时要求企业每半年开展一次土壤跟踪监测，确保及时发现土壤受污染情况，并作出应对措施.

针对H企业土壤中镉超标的问题，根据超标原因分析结果，要求企业每半年开展一次土壤跟踪监测，确保及时发现土壤受污染情况，并采取相应的应对措施.

7 结 论

研究区巴彦淖尔铅锌矿周围土壤重金属污染最为严重，主要受到Zn、Cd、Pb和As的污染，单项污染指数法评价表明各重金属污染程度为Zn>Cd>Pb>As；其他研究区也均有Zn或Cd超标现象.我区多数有色金属企业的环保意识缺乏，在环境保护管理方面存在严重不足，环保设施和措施落实不到位.各类采矿场、物料堆场、尾矿库及运输等过程粉尘的无组织排放是造成土壤重金属污染的主要原因.

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Biography：QI Xiao-juan,male,born in 1971,senior engineer,soil pollution control.

Study on Heavy Metals Pollution in the Soil around Selecting & Smelting Enterprises and Its Pollution Control Measures in Inner Mongolia

QI Xiao-juan, MA Qin, LIU Tao

(Inner Mongolia Environmental Monitoring Center Station,Hohhot 010011,China)

By collecting environmental quality monitoring data of heavy metals in the soil around some non-ferrous metals selecting and smelting enterprises in Inner Mongolia,heavy metals pollution in the soil was surveyed.Based on analysis of the causes and sources of heavy metal pollution,certain corresponding prevention measures were put forward so as to offer theoretical basis.The results showed that heavy metal pollution was the most serious in the soil around Bayannur Lead-zinc Mine,which was mainly polluted by Zn,Cd,Pb and As.According to the single factor of pollution index,the pollution degree was Zn>Cd>Pb>As．In other areas,Zn or Cd was also in excess of the standard levels.3tabs.,16refs.

soil;heavy metals pollution;environmental quality;pollution control

2016-11-21

国家自然科学基金资助(编号：41562020)

齐小娟(1971-)，女，内蒙古五原人，高级工程师，研究方向：土壤污染防治.

2095-7300(2017)01-031-06

X53

A