草原型露天煤矿区土壤重金属污染评价及空间分布特征

李晶¹，杨超元²，殷守强¹，杨震¹，刘乾龙¹，崔绿园¹

1. 中国矿业大学(北京)地球科学与测绘工程学院2. 温州市勘察测绘研究院

摘 要：草原型露天煤矿区土壤重金属含量的空间分布特征和污染状况,关系到矿山开采与生态环境修复政策的制定,同时也是研究煤炭开发影响范围的参考指标之一。通过分析矿区采场周边土壤重金属含量从重金属污染视角研究煤炭开采影响的"类型"与"边界",以及确定生态修复措施的参考依据之一。以宝日希勒一号露天矿采场为中心,从采场边缘向外4 km范围内沿西、西北、北、东北、东、南6个方向设置辐射状的调查样线,共布设了58个土壤采样点。应用内梅罗指数法、地质累积指数法和潜在生态危害指数法,对土壤重金属污染水平及潜在生态危害进行评价。采用单因素方差分析法,判断采煤活动是否对采场外土壤重金属含量造成影响及影响边界。通过对土壤重金属含量进行相关分析,探索不同土壤重金属元素是否具有相同的来源。研究结果表明:①与土壤环境质量(GB 15618—1995)Ⅰ级标准相比,土壤重金属中Pb,Zn和Cr均未超标,Cu超标率为28%,但未超过国家Ⅱ级标准,对农牧业生产、人体健康和环境基本没有影响。②以内蒙古土壤背景值为标准,Pb,Cu部分无污染,部分中度污染,Zn和Cr没有污染。综合污染程度指数处于"警戒线"水平。潜在生态危害指数<150,处于轻微生态风险等级。③在附近有道路分布的西、西北方向及S201省道附近的采样点上,Pb含量相对较高。④Zn与Cu在东方向,Pb与Cu在北方向具有较强的相关性,各元素之间在其他方向均未表现出较强的相关性。Pb,Cr,Zn和Cu含量与采场距离关系不密切,没有呈现距离衰减特征。⑤参照2018年颁布实施的《土壤环境质量农用地土壤污染风险管控标准(试行)》(GB 15618—2018),各项土壤重金属含量远低于规定的风险筛选值,土壤污染风险低。宝日希勒矿区采场外4 km范围内土壤重金属含量总体上处于无污染状态。各方向Pb,Cr,Zn和Cu含量均未表现出距离衰减特征,个别土壤采样点重金属含量相对高,附近分布有道路、居民点、电厂等,与煤矿直接开采关系不明显。

关键词：露天煤矿;重金属;污染评价;空间分布;