陕西省矿产资源分布特征与土壤污染状况分析

罗玉虎

（1.陕西省土地工程建设集团有限责任公司，陕西西安 710075；2.陕西地建土地工程技术研究院有限责任公司，陕西西安 710075；3.自然资源部退化及未利用土地整治工程重点实验室，陕西西安 710075；4.陕西省土地整治工程技术研究中心，陕西西安 710075）

矿产资源指经过一系列地质活动形成的，赋存于地下或地表，可供人类开发利用的矿物或元素的集合体。矿产资源作为社会发展的重要物质基础，在现代社会其利用已经遍布生活的方方面面，但是矿产资源的勘探、开发和利用过程中对土壤造成了严重的污染。土壤作为人类赖以生存的基础，一旦污染将严重威胁人类的生命健康。据统计，我国因工矿业、农业等人类活动造成了全国16．1%的土壤或轻或重受到污染[1]。

陕西省因其独特的地理位置，含有各种不同类型的地质构造带，成矿条件良好，矿产资源丰富[2]。根据1999年的统计结果，陕西省共发现矿产资源137种，其中金属矿产包括：黑色金属5种、有色金属10种、贵金属2种、稀有以及放射性矿产10种。煤、石油、天然气的保有储量分别位居全国的第四位、第五位、第四位。矿产资源分布与土壤污染具有紧密的联系，往往矿产资源分布区，也是土壤严重污染分布区[3]。

1 陕西省矿产资源的分布特征

陕西省位于我国西北地区，地理位置独特，从南至北分为陕北黄土高原、关中盆地和陕南秦巴山区，地跨扬子、华北、和秦岭3个构造单元，区内包含各种地貌类型，地质构造复杂，地层发育齐全，构造活动强烈，具有良好的成矿条件[4]。

能源矿产主要以煤、石油以及天然气为主。煤矿主要分布在渭北地区，特别是铜川、韩城、合阳以及澄城一代，素有渭北“黑腰带”之称。石油主要分布在陕北鄂尔多斯盆地，包括靖边、定边、延长、延川、字长等县；天然气主要分布在靖边县与衡山县[5]。非能源矿产主要分布在陕西中部和陕南地区，主要包括4个矿产资源分布区。①小秦岭矿产资源开发区，主要分布在渭南市、潼关、华阴、华县、临潼以及蓝天等县市，区内矿产包括以金为主的贵金属矿产和以钼为主的有色金属矿产。②山柞镇旬矿产资源分布区，主要分布在山阳、柞水、镇安、旬阳4地，区内分布有大量铁矿和钒矿。③凤太矿产资源分布区，主要分布在凤县和太白县，有铅、锌、金等金属矿产。④汉中矿产资源分布区的黑色金属矿产齐全，包括铁、锰、钛以及金、银、铅等矿产[6]。

2 土壤污染的分布特征

根据陕西省矿产资源的分布特点，土壤污染可以分为3个区：陕北石油污染地区、渭北金属矿产污染区（主要是小秦岭地区）以及城市周边和工业分布区。

2.1 陕北石油污染区陕北地区以黄土为主，黄土对石油具有较强的吸附拦截能力，是石油污染的主要宿体之一[7]，石油在黄土中的传播分为点源传播和非点源传播，但以点源传播为主[8]。进入土壤的石油主要富集在20～30cm处，石油烃大部分是大分子，黏附力较强，会在土壤中形成一层油膜，降低土壤的通透性，影响土壤作物根系的呼吸作用，导致根系腐烂，同时石油污染物可以被植物吸收进入果实，污染粮食作物。

陕北地区历史上存在私人开采石油现象，在私人开采过程中，因设备陈旧、不注意保护环境、追求利益最大化，一般采用掠夺式开采方式，造成土壤石油污染严重。李小利等人在2009年通过采样对比私人开采地区巴家河油区和国有延长燕沟油田的土壤污染情况，发现两处油田附近都存在石油土壤污染，私人开采地区的土壤石油污染更严重[9]。

2.2 渭北重金属污染区渭北地区分布有大量的煤矿和金属矿产，这些矿产在开采的过程中会造成不同程度的重金属污染。在开采煤矿和金属矿产的过程中，选矿、洗煤等会产生大量含有重金属离子的矿山酸性废水，堆积的尾矿经过雨水淋漓重金属离子也会被释放出来，随着河流水系扩散，会污染河流生态环境以及河岸的土壤。矿产资源开采过程中首先引起水体重金属污染，然后污染物通过水体进行传播进而污染流域内的土壤。

陕西省矿产资源开采造成的环境污染最典型和最严重的是小秦岭潼关金矿区。1990年，潼关区域大气汞浓度监测全部超标，最大超标38倍。2002年，潼关县蒿岔峪河水上段的铅、汞、铁超过Ⅰ类水标准；下游河段铅、汞分别超过Ⅳ类水标准[10]。农田土壤主要受到Hg、Cd、Pb的污染，超标率分别为 89．8%、57．1%和12．2%，研究区83．6%的土壤已经受到不同程度的重金属污染。小麦和玉米中3种重金属Hg、Cd、Pb的超标率分别为39．1%和44．4%，39．1%和33．3%，47．8% 和 33．3%[11]。

在研究区农田土壤中，Hg、Cd和Pb的污染严重。综合污染指数分析表明，研究区受污农田土壤面积达83．6%，重污染面积达30．6%。农田土壤Hg的生态危害最大，Cd的生态危害次之，Pb只具有轻微的生态危害。从潜在生态危害指数来看，有55．1%的土壤样品具有中等及更强的生态危害，有44．9%的土壤样品具有轻微的生态危害。生态危害较强的农田土壤主要分布在南部。小麦和玉米均受到Hg、Cd、Pb的污染，并且小麦的污染较玉米严重。经相关性分析得到，小麦、玉米籽粒中的重金属含量与土壤中重金属含量之间仅在Hg元素表现出显著的相关性。

潼关县金属矿冶炼厂周边农田也受重金属污染严重，在冶炼厂区的0～120cm内，土壤中的Cd含量超出国家土壤质量三级标准，Cd浓度为7．91～361．76mg/kg。矿区土壤中的Cd、Hg、Pb污染严重，堆料场附近和生产区的Zn含量超出国家土壤质量三级标准，周边农田中的Cd含量较高，超出国家三级标准[12]。

2.3 城市周边和工业分布地区城市土壤是城市环境的重要组成部分，其污染主要来自工业三废、城市生活垃圾以及汽车尾气排放等。产生的重金属污染物进入土壤中，会导致土壤的重金属污染日益严重。以西安市为例，城市路边土壤中Co、Cr、Cu、Mn、Ni、Pb和Zn的平均含量均高于陕西省土壤的背景值，其中Cu、Pb和Zn严重超标，Co和Cr次之，As、Mn和Ni轻度超标。其中，As、Mn和Ni主要有自然源和交通源两种，Cu、Pb和Zn主要来自交通源，Co和Cr主要来自于工业源[13]。

同时，工业分布区土壤也容易受到污染。宝鸡市作为西北电力的重要枢纽，电厂周边土壤受重金属污染严重[14]。附近农田土壤中Cu、Pb、Zn、Co、Cr、Mn、Ni和V的含量均高于陕西省表层土壤的背景值[15]。而且污染物会进入河流，并污染河流沉积物。在渭河宝鸡河段沉积物中，Zn、Co、Cd和Hg的平均含量均高于陕西省土壤元素的背景值，其中Cd和Hg分别是陕西省土壤元素背景值的4倍和16倍[16]。

3 结语

陕西省土壤污染主要分布在陕北石油分布地区，以及关中地区金属矿产和能源矿产分布区。其中很多污染是历史遗留问题，主要因为早期矿山开采过程中缺乏监管，私人采矿现象屡禁不止，导致该地区土壤污染严重。因此，政府必须规范矿产资源管理，杜绝私人乱开乱采现场。矿山企业需要增强环境保护意识，对矿产资源进行合理开采，将矿产开采过程中造成的环境污染控制在环境的可承受范围内。对于已经造成污染的土壤，进行必要的修复，结合目前已经成熟的土壤修复技术，如物理方法、化学方法、生物方法以及多种修复方法联合技术进行必要的修复治理。