锰矿区土壤重金属污染问题与应对研究

晏淑梅，徐文哲，高莹

(唐山市环境监测中心站，河北唐山063000)

锰矿区土壤重金属污染问题与应对研究

晏淑梅，徐文哲，高莹

(唐山市环境监测中心站，河北唐山063000)

土壤重金属污染是现阶段重要的环境污染问题，对人们的生活工作产生了重要的影响。某城市矿业活动的频繁导致土壤重金属超标，严重影响了当地的生态环境。为此，以某城市锰矿区土壤重金属环境污染情况为例，通过数据采集、测定、分析等，借助科学的土壤污染评价分析方法，分析该地区锰矿区土壤重金属污染问题，并针对锰矿区土壤重金属污染问题提出相应的解决策略，旨在减少环境重金属污染。

锰矿区;土壤;重金属污染

重金属是一种影响持续、深远的持久性、潜在性的有毒污染物。重金属在产生之后，一旦进入土壤之中是无法被生物降解的，由此长期存在于土壤中，导致作物的重金属含量增高。人们在食用了这些含有重金属的作物之后，会对人体健康带来不同程度的危害。矿产资源在国民经济发展建设中发挥了重要的作用，但是在矿产资源开采、加工应用的过程中出现了大量废气、废水的排放，对当地的生态环境带来了严重的破坏。在这些污染中，最为突出的是土壤的重金属污染。锰矿区土壤中存在的重金属和毒害污染物会通过水、大气等多种途径进行传播，进而对周围地区产生不利影响，降低了地区农作物的产量。为此，需要采取先进的方法和技术分析锰矿区土壤重金属污染状况，并采取有效的措施来解决锰矿区土壤重金属污染问题。

1 锰矿区土壤重金属污染问题

1．1研究地区情况

某地区锰矿区处于山地丘陵，山丘占地面积占据了该地区所有面积的75%。地区的最高海拔高度是1 631 m，气候是亚热带湿润季风气候，年平均温度是16．5℃，每年的平均降水量是1 336 μm。该地区是世界上最大的锰矿区，含有的锰矿储存含量达到了5 000万t，占据了锰矿总体产量的25%。

1．2锰矿区土壤和植物的样品采集分析

本研究对该地区的锰矿区进行了实地考察分析，在地区的不同典型区域分别进行采样，每个样品采集对分别设置3个采样点，土壤样品的采集厚度最大达到了20 cm，每个样品的重量大约在1 000 g左右［1］。同时，本研究还在尾矿的矿渣区选择具有代表性的、数量比较多的植物样品，对应的植物样品的下面选取了20 cm左右的土壤样品，并对锰矿区周围的河流、农田进行相应农田土壤样品的采集。河流两岸的农田一般是指分布在山下、地势较为平坦的河流农田。矿渣堆一般是指在山麓脚下的地区。这些类型的农田选择需要应用山泉水进行灌溉耕种，在每一块农田里都需要分别设置四个样地，在每个样地的上面分别需要安排5个采样点，在采样点的上面选择具有20 cm深度的土壤样品，每一个土壤样品的重量大约是1 000 g。选择的土壤样品需要在室内做好去杂物的风干处理，并进行严格的筛选和处理，在78℃的温度下进行烘干。

1．3锰矿区土壤污染评价方法

锰矿区的土壤污染评价方法需要应用具有潜在性的生态危害方法对矿区内污染的程度进行评价。按照生态危害指数法对重金属应用产生的生态效应、环境效应进行综合评定，进而有效反映出特定环境下各个沉积物对土壤环境的影响，并应用定量的方法来检测出重金属本身对人类和周围环境的污染程度［2-3］。一般情况下，单个重金属所潜在的生态危害指数计算公式如下所示［4］:

多个重金属的综合潜在生态危害指数具体可以表现如下:

Ri=ΣEi(Ci代表的重金属的实际测量浓度、重金属的参比值、毒性的响应系数信息)。

之后应用潜在生态危害分级标准对这个锰矿区的金属生态风险进行测定评价［5］，具体测定的数据统计信息如表1所示。

表1 潜在生态危害分级标准

2 分析结果和讨论

2．1土壤重金属的实际污染情况

本研究对5个锰矿区的土壤重金属含量进行了调查分析，具体信息如表2所示。

表2 锰矿区尾渣堆积区的土壤重金属全量分析mg/kg

根据表2可以看出:这5个矿区的土壤重金属含量均较高，普遍超过了这一地区范围内土壤重金属背景值。另外，从表2中还可以发现尾矿堆积的土壤中Mn、Cd的含量是很高的，尤其是该矿区Mn含量，最高达到了该地区土壤背景值的几十倍以上。

2．2土壤重金属潜在的生态风险评价分析

本研究以某市的土壤背景值作为数据分析比较的基准，通过对数据的分析旨在更好的发现不同地区土壤重金属物潜在的差异。通过计算分析统计发现，各个地区的矿渣堆积土壤一般含有5种类型的重金属元素生态危害指数和多种重金属综合危害指数，具体指数信息如表3所示。

表3 各采样点重金属元素潜在生态危害指数及污染情况

根据表3可以发现5种类型重金属元素的生态危害指数分别是:千指们是Mn轻微的生态危害，其他4个地区的Mn是很强的生态危害。Cd的生态危害性很强，另外的Cu、Zn和Pb生态危害性很弱。

3 控制策略

1)加强对锰矿区土壤重金属污染的预防策略

a对锰矿区土壤重金属污染的控制策略需要从源头做起，加强对农业灌溉水使用数量和质量的控制，不能使用污染水进行农业灌溉。b加强对农业耕种杀虫剂和肥料的合理使用，在应用的时候要严格杜绝使用铅汞含量超出规定的农药，同时也要禁止使用对土壤危害大的农药和杀虫剂。c对于城市地区的工业企业，需要加强对废水、废气、废物排放数量的控制。改善居民出行所应用的交通工具燃料。d采用完善的法律法规来控制重金属含量的排放。锰矿区土壤重金属污染问题的解决需要相关立法的限制，需要加强完善相应的法律法规，从而更好的对重金属污染问题进行防范。

2)加强对锰矿区土壤重金属污染治理

物理法的污染治理具体可以通过以下几种方式进行。a热解吸法。这种方法主要是将一些挥发性强的重金属进行吸收，之后对这些重金属进行合理应用。b电化法。这种方法主要是采用电解方案对土壤污染进行处理，在已经受到污染的土壤中设置相应的石墨电极，在阴极吸收相应的金属阳离子，之后对吸收的金属阳离子进行处理和应用。

化学法污染治理主要是指在受到污染的土壤里应用一些化学试剂，从而对土壤本身的性质进行改变，降低土壤中的重金属含量。

生态工程重金属污染治理，这种方法一般是在含有重金属的土壤中添加一层比较厚的一般土壤，还可以采用灌溉的方式，将受到污染的土壤转移到地层的更深处。

4 结语

综上所述，锰矿渣堆积区土壤的重金属含量超过了全国土壤背景值的总体水平，且在众多污染物中，Mn和Cd是主要的污染元素。针对锰矿渣堆积区土壤的重金属含量和污染形成，需要采取措施加强对锰矿区土壤重金属污染的预防和治理，从而降低土壤重金属污染。

［1］朱佳文．湘西花垣铅锌矿区重金属污染土壤生态修复研究［D］．长沙:湖南农业大学，2012．

［2］李榜江．贵州山区煤矿废弃地重金属污染评价及优势植物修复效应研究［D］．重庆:西南大学，2014．

［3］凡生．矿集区重金属元素污染累积与风险研究［D］．广州:华南理工大学，2014．

［4］王森．矿区下游土壤典型重金属的积累规律研究［D］．杭州:浙江大学，2014．

［5］江培龙．淮南煤矿复垦区土壤重金属含量分布及污染评价［D］．芜湖:安徽师范大学，2014．

Heavy Metal Pollution of Soil in Mn Mining Region and Our Countermeasures

YAN Shumei，XU Wenzhe，GAO Ying
(Tangshan City Environmental Monitoring Center，Tangshan，Hebei 063000，China)

The environmental pollution of soil heavy metal pollution is important at this stage，as has an important influence on people’s lives．A city mining activities will often lead soil heavy metal in exceeding bid，which have taken a toll on the local ecological environment．For this purpose，we will take manganese ore zone of soil heavy metal pollution of environment situation as an example to analyze the data collection and measurement．With the help of soil pollution analysis in soil heavy metal pollution，we will find out the pollution problems in corresponding solution strategy to reduce the heavy metal pollution of the environment．

Manganese ore area;Soil;Heavy metal pollution

X825

B

10．14101/j．cnki．issn．1002－4336．2017．01．038

2016－12－01

晏淑梅(1966－)，女，河北唐山人，高级工程师，研究方向:环境空气质量自动监测和污染源监测，手机: 13180169092，E-mail:hbtsysm1992@163．com．