文峪金矿周边农田土壤重金属污染特征及生态风险研究

葛玉洲

（长安大学资源学院，陕西 西安 710021）

为了更好地了解矿区周围土壤中重金属的分布和污染情况，本文以文峪金矿周围农田表层土壤为研究对象，分别测定了土壤中5种重金属元素（Hg、Ni、Cd、As、Ag）含量，采用单因子指数法和内梅罗综合污染指数法对重金属污染进行评价，采用哈肯森潜在生态风险指数法对潜在生态风险进行评价，以查明当地农田土壤重金属污染情况，确定该研究区土壤重金属生态风险程度和重点监测元素，以期为矿区生态环境保护和重金属污染防治提供科学参考。

1 材料与方法

研究区概况：

河南文峪金矿位于小秦岭成矿带的中矿带西段， 矿区面积14.7022平方公里，是小秦岭成矿带中14处大—中型金矿床之一。矿床深部共圈定出6个矿体，矿体形态较简单，主要呈薄脉状产出在绿岩地层太华群和侵入其内的变TTG岩系中，受地层、构造和岩浆活动控制明显，厚度稳定，有用组分分布较均匀。

文峪金矿位于豫、陕两省交界处的灵宝市豫灵镇，地形以中低山地、河谷阶地为主，属暖温带大陆性季风干旱气候，四季分明年平均气温为13.8℃，最低气温-10.7℃，最高气温为40℃，平均降水量619.5毫米。

2 土壤重金属污染评价

2.1 土壤重金属含量特征

本次研究共采集6个农田土壤样，分别测定每个样品中Hg、Ni、Cd、As、Ag五种重金属元素的含量，并对含量以及相应指标进行统计分析（见表1）。Hg、Ni、Cd、Ag四种元素含量均高于河南省土壤背景值（K＞1），分别达到背景值的24.04倍、1.19倍、45.15倍、1.70倍，Hg、Cd含量远高于背景值。而Ag的含量小于检出限0.1未被检出，可见该地区Ag含量极低，不存在Ag污染。

表1 土壤样品检测结果

2.2 土壤重金属污染评价

指数法由于其评价结果客观可比性，已广泛应用于环境质量评价当中，但值得注意的是，因为在特定的评估，评估区域背景值并不相同，所以没有统一的评价标准值。因此，在环境质量评价时为了使评价结果是合理和可比性，需要根据研究区域的实际情况确定评价标准。本文根据单因子指数法和内梅罗指数法，选用河南省土壤背景值作为评价标准值，进行矿区7种土壤重金属元素污染现状评估。

单因子指数法：

单因素指数法是研究矿区土壤中某一重金属污染物的污染程度，通过计算各污染因素的单因素指数，确定主要污染物及其污染程度，目标明确，应用广泛。其计算公式见式（1）：

式中：i为土壤中第i种重金属元素；Pi为重金属元素i的单项污染指数；Ci为重金属元素i的实测值；Si为重金属元素i的评价标准值。通过计算求得Hg、Ni、Cd、As四种元素的单因子污染指数分别为24.04、1.19、45.15、1.70，根据评价结果分级标准（见表2），可知Hg和Cd为严重污染、Ni和As为轻度污染。

表2 单因子指数法评价标准

3 结论与讨论

文峪金矿位于河南灵宝市豫灵镇，是小秦岭金矿带内一大型金矿，长期的开采、选矿、冶矿过程中大量“废水、废渣”的排放势对当地水体、土壤产生了一定污染。导致矿区周边农田土壤中Hg、Ni、Cd、As四种元素含量高于河南省土壤背景值，分别达到背景值的24.04倍、1.19倍、45.15倍、1.70倍；单因子污染指数显示Ni和As为轻度污染，Hg和Cd为严重污染；综合污染指数达到34.37，表明该地区土壤受到严重污染；Hakanson潜在生态危害指数显示Ni和As为轻微生态危害，Hg和Cd为极强生态危害；综合潜在生态危害指数RI值为2339.05，达到很强生态危害水平。表明该地区存在严重的土壤重金属污染问题，且以Hg和Cd的污染为主，Ni和As污染较轻微，不存在Ag污染。在今后矿区重金属污染治理中要重点加强对Hg和Cd这2种元素的监测要加强，并采取有效措施控制源头污染源，控制其运输路线，避免重金属元素通过各种途径向周边不断扩散，造成污染面积不断扩大。