海南昌化铅锌矿尾矿库废弃地土壤重金属含量特征与污染评价

摘要

随着矿山开采活动的加剧,环境问题成为一个焦点,尤其是矿区土壤重金属污染问题;重金属污染已经成为破坏矿区及周边地区土壤环境质量的重要因素,直接或间接的危害到人们的生命财产安全。矿山开采和冶炼过程中产生的尾矿渣成为重要的土壤重金属污染来源。
　　本研究从目前矿山开采活动中存在的土壤重金属污染问题出发,以治理矿区土壤重金属污染为基本目标。在查阅大量相关文献和运用土壤学与环境地球化学等学科的基础上,以海南昌化铅锌矿尾矿库废弃地为研究对象,进行野外调查与采样,共采集75个土壤样品,然后通过室内分析,获得大量实验数据,揭示昌化铅锌矿废弃地土壤重金属元素的含量空间分布规律。同时,运用潜在生态风险指数法、单因子指数评价法与内梅罗污染指数法以及地累积指数法,对废弃地土壤重金属污染程度与污染风险进行了系统的评价。得出的主要结论如下:
　　(1)在昌化铅锌矿废弃地中土壤重金属元素含量水平上,重金属元素Cd、Cu、Pb、Zn的含量相对偏高,均超过海南土壤背景值,说明Cd、Cu、Pb、Zn重金属元素显著富集,受铅锌矿冶炼的影响比较严重;而重金属元素Cr、Ni、As含量相对比较少。
　　(2)从水平分布来看,整个研究区的重金属含量以尾矿区的含量分布最高,其次是复垦区,最后是外围区;重金属元素Cd、Zn、As平均含量分布为复垦区>尾矿区>外围区,重金属元素Cr、Cu、Ni、Pb含量分布为尾矿区>复垦区>外围区,相比较,外围区的重金属含量均较低。
　　从垂直分布来看,尾矿区的土壤重金属主要分布在土壤的60-100cm之间,也就是在第Ⅲ和第Ⅳ层富集程度较高,除了As元素在第Ⅰ层的富集程度最高;复垦区的土壤重金属分布相对没有规律,Cr、As元素在表层富集,Cu元素在第Ⅱ层富集程度较高,Ni和Zn在第Ⅲ层含量较高,Cd和Pb元素则在底层聚集;外围区的土壤重金属Ni元素随深度增加,含量递增,在第Ⅴ层达到最高值,元素Cd、Cu、Pb在表层含量达到最大值,富集程度最高,Cr和As在第Ⅳ层富集程度最高,Zn则在第Ⅲ层富集程度最高
　　(3)通过潜在生态风险指数法、单因子污染指数法与内梅罗污染指数法以及地累积指数法对海南昌化铅锌矿废弃地土壤重金属污染程度与污染风险进行系统的评价,研究结果表明,海南昌化铅锌矿废弃地土壤环境质量很差,重金属污染现象严重。尤其是尾矿区和复垦区的污染程度最为严重,外围区程度较轻,基本上每个采样点都有重金属污染现象。三种污染评价方法的计算结果都显示三个研究区的Cd、Cu、Pb、Zn元素存在极高污染程度情况,是昌化铅锌矿废弃地造成污染情况的主要因素,这四种元素的含量值相对背景值而言均异常偏高,潜在生态风险很大,需要引起更多的注意;而其他重金属元素As、Ni、Cr元素基本上未造成污染。

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第一章 前言

1.1 本文的选题背景、研究目的及意义

1.2 矿区重金属国内外研究现状与进展

1.3 土壤重金属污染评价方法

第二章研究区环境背景调查及样品制备

2.1 研究区概况

2.2 样品采集与制备

2.3 重金属元素的选择

第三章 土壤中重金属元素含量及其分布特征

3.1 土壤中重金属元素含量水平

3.2 土壤重金属含量水平分布特征规律

3.3 土壤重金属元素垂直分布特征

3.4 小结

第四章 昌化铅锌矿废弃地土壤环境质量评价

4.1 基于潜在生态危害指数法的评价方法

4.2 土壤污染指数法

4.3 土壤污染指数法下研究区土壤质量结果分析4.3.1 单因子污染指数法下评价结果

4.4 应用地累积指数法评价土壤重金属污染

4.5 小结

第五章 结论

参考文献

攻读硕士学位期间取得的研究成果

致谢