安徽农业科学,JournalofAnhuiAgri.Sci.2008,36(12):5149-5150,5168 责任编辑 理雪莲 责任校对 卢瑶

包钢尾矿坝土壤重金属污染诊断

王哲,张国盛,王颖

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(1.内蒙古科技大学,内蒙古包头014010;2.内蒙古农业大学,内蒙古呼和浩特010019)

摘要 通过对包钢尾矿坝5个样点的土壤进行调查取样,根据国家土壤环境质量标准(GB15618-1995),并采用单项污染指数法、综合污染指数法对该区的土壤重金属(Cu、Zn、Cd、Pb、As)含量进行评价。结果表明,依据土壤污染二级标准,尾矿坝土壤中的铜、铅、镉、锌、砷大部分在污染水平之下,都未发生污染。一级标准评价结果为铜、铅、砷都属无污染,锌为轻度污染(P锌>1),镉为中度污染(2<P镉<3),污染指数分别为1.949mg/kg、2.390mg/kg。5个测点受污染程度为尾坝南面>西面>中心>东面>北面。关键词 包头尾矿坝;重金属;土壤;污染诊断

中图分类号 X53 文献标识码 A 文章编号 0517-6611(2008)12-05149-02

DiagnosesonHeavyMetalPollutioninSoilintheTailingDamofBaotouSteelWANGZheetal (InnerMongoliaUniversityofScienceandTechnology,Baotou,InnerMongolia014010)

Abstract Afterthesoilsamplesin5sitesintailingsdamofBaotousteelwereinvestigated,thecontentofheavymetal(Cu,Zn,Cd,Pb,As)inBaotousteelwereestimatedbysinglefactorpollutionindexmethodandthecompositepollutionindexmethodaccordingtothestateenvironmentalqualitystandardsforsoils(GB15618-1995).TheresultsshowedthatthecontentsofCu,Pb,Cd,ZnandAsinthesoilintailingdamofBaotousteelwereunderpollutionlevelmostlyandnotpollutedaccordingtoÒ-classcriteriaforheavymetalsinsoil.ThefirstgradestandardevaluationresultsshowedthatCu,PbandZnwerepollution-free,Znisthesligh-tdegreepollution(PZn>1),Cdwasmiddle-degreepollution(2<PCd<3),andtheirpollutionindexwas1.949and2.390mg/kgresp.Thepollutiondegreein5samplingsiteswasinthedecreasingorderassouth>west>center>east>north.Keywords TailingdamofBaotou;Heavymetal;Soil;Pollutiondiagnosis

土壤是生物赖以生存的条件之一,是人类社会最基本、最重要和不可替代的自然资源,同人类的生产、生活和健康有着密切的联系。同时,人类的生产和生活活动造成了土壤污染,反过来,土壤污染又会影响人类的健康[1]。重金属是土壤环境中一类具有潜在危害的污染物。土壤一旦遭受重金属污染,就很难予以彻底清除,危害十分严重[2]。堆放矿产资源开发利用中所产生的矿渣不仅占用大量的土地资源,而且还会引发生态破坏、环境污染等一系列问题,而这些问题将成为影响国家以及地区经济发展和人类生存的根本问题。所以,矿渣堆放污染问题引起了全球的高度重视,世界各地广泛开展了矿区生态恢复的研究工作。近年来,虽然我国的矿区生态恢复工作成效明显,矿区废弃地及矿渣堆放地的复垦利用已经受到了普遍关注[3],但矿区生态环境的恶化趋势还没有得到有效地遏制。矿区生态恢复的主要工作是植被恢复与重建,但矿渣组成复杂、成分繁杂,导致矿渣存放地土壤条件差,植物定居和生长困难。矿区废弃地及矿渣堆放地的土壤诊断是植被恢复与重建的最基础步骤。因此,笔者从矿渣存放地的土壤重金属污染评价方面,对包头稀土矿矿渣存放地的土壤进行诊断,为该地区植物恢复与重建方案的制定提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 样品采集 以包钢尾矿坝为中心,100m为半径,在东、南、西、北以及中心分别采集0~40cm的剖面土样(图1)。根据尾矿坝的现状,于2004年3月~2005年2月先后采集土壤样品3次,每次采集土壤样品10个。将野外采集回来的土壤样品在室内风干,按常规测定分析方法[4]进行处理,然后装入无菌塑料袋中,在室内自然风干后研磨、过筛备用[5]。1.2 样品处理 准确称取过100目尼龙筛的风干土样0.4g,置于100ml聚四氟乙烯烧杯中,用少量水润湿,加入盐酸8

基金项目 内蒙古科技大学校内基金资助项目(00810510)。

作者简介 王哲(1979-),女,内蒙古包头,硕士,讲师,从事环境科学研究。

ml,轻轻摇匀,置于电热板上,在通风厨中低温加热,调电压120V,2h后,加入硝酸12ml,调电压130V加热。待棕色氮氧化物基本干完后,加氢氟酸4ml。当黑色的硅酸颗粒物消

失殆尽时,加入高氯酸4ml,继续加热,直至冒白烟,再强火加热至土样呈灰白色,去高氯酸。当溶液近乎无色时,加入0.2%的硝酸溶解未被硝化完全的杂质。当溶液无色透明时,停止加热,冷却,转移到25ml容量瓶中,用去离子水定容至标线,摇匀,待分析用。

图1 土壤样品采集示意Fig.1 Sketchmapofsoilsamplingplots

1.3 测定方法 采用日立Z-5000型原子吸收火焰分光光度计测定Cu、Zn、Pb、Cd的含量,采用二乙氨基二硫代甲酸银分光光度法测定As的含量;土壤pH值采用玻璃电极法测定[6]。

1.4 矿渣废弃地土壤重金属污染评价

1.4.1 评价标准。选取土壤环境质量标准GB15618-1995为评价标准,该标准的分级为:一级标准为保护区域自然生态,维护自然背景的土壤环境质量的限制值;二级标准为保障农业生产,维护人体健康的土壤限制值;三级标准为保障农林[7]