铁矿废弃地不同修复模式土壤重金属污染特征及评价

2023-01-21 来源：乌哈旅游

2019年3月第3期(总186期)

()文章编号:1005-5215201903-0005-03

ProtectionForestScienceandTechnology

防护林科技

,Mar.2019

(S)No.3umNo.186

铁矿废弃地不同修复模式土壤重金属污染特征及评价

黄石德

()福建省林业科学研究院,福建福州350012

、、、摘要以大田县铁矿废弃地为对象,研究了铁矿废弃地不同修复模式土壤重金属元素CuZnPbNi和Cr的污()、、染情况,并进行土壤重金属元素污染等级评价。结果表明:不同修复模式土壤C1uZnPb和Cr重金属元素均超)过相应福建土壤背景值,其中P表明Cb含量超过国家土壤背景值。(2Cu和Zn极显著相关,u和Zn具有一定的)同源性。(不同恢复模式土壤重金属综合评价值排序为R从单因子污染指数来30>R1>R2>R3>R4>CK。(4)看,其次为Z其他3种元素污染较小。RPb元素污染指数最高,n元素,0和R1模式属重度污染;R2和R3模式属轻度污染;R4模式属警戒;CK模式属安全。

关键词铁矿废弃地;不同恢复模式;土壤重金属;内梅罗指数

:/中图分类号:X53 文献标识码:A doi10.13601.issn.1005-5215.2019.03.002j

CharacteristicsandEvaluationofSoilHeavetalsPollutionbyMyDifferentRestorationModesinAbandonAreaofIronMine

(,)FuianProvincialAcademfForestrcienceFuzhou350012,ChinajyoyS

HuanhidegS

,abandonareaofironmineinDatianCountereinvestiated.Moreoversoilpollutionriskwasevaluatedusinywgg

,,,Abstract SoilCuZnPbNi&Crconcentrationspollutioncharacteristicsfromdifferentrestorationmodesinthe:,,NNemerowindex.Resultshowsthat1)TheconcentrationsofCuZni&Crfromdifferentrestorationmodes

,,aremuchhiherthanthebackroundlevelofFuianadditionltheconcentrationsofPbevenexceedednationalenggjy-vironmentalualittandardforsoils.2)ThecorrelationanalsisindicatesthatsinificantcorrelationbetweenCuqysyg,w)&ZnhichsuestedthatsimilarsourcebetweenCu&Zninacertainextent.3Theorderofcomrehensiveinggp-

:)dexesinsoilheavetalfromdifferentrestorationmodesR0>R1>R2>R3>R4>CK.4Thesinlefactorindeymg-,owsnthesispollutionindexmethodshowsthatR0&R1modebelontoheavollutionlevelR2&R3modebeygyp-;;;NKeords abandonareaofironminedifferentrestorationmodessoilheavetalsemerowindexymyw

。因此,会的广泛关注[开展矿山废弃地土壤重金

,,xesindicatedthatollutedindexofPbisthemostseriousnextisZnandtheothersarelesspolluted.TheNemerp-

,lonolihtpollutionlevelR4modebelonoalertlevelandCKmodebelonosafelevel.gtggtgt

金属矿山的开采形成大量废弃地已成为土壤重

]1-3

。土壤重金属污染不金属污染的主要来源之一[

,仅会引起土壤组成、结构和功能发生改变[而且具

属的污染状况评价是十分必要的。本文以大田县铁矿废弃地为研究对象,对不同修复模式土壤进行采样分析,采用单因子指数法和内梅罗综合指数法评价其土壤重金属污染等级,旨在为铁矿废弃地的修复治理提供科学依据。

有隐蔽性强和不可逆性等特点,不仅对环境造成严重影响,一旦进入生物链,容易在动植物体内累积,

,从而直接或间接危害人类健康[这越来越引起社

收稿日期:2019-02-11

福建省林业科研项目:铁矿废弃地植被恢复基金项目:

技术的研究;福建省属公益类项目:长汀中轻度侵蚀区生态经济型模式综合效益稳定性研究;国家林业局南方山地用材林培育实验室资助项目。

,黄石德(男,福建仙游人,博士,高级作者简介:1982-):工程师,从事植被恢复研究,Emailhsd9876@126.com

1 研究区和试验地概况

—1—2标1属中亚热17°29′18°03′E,25°29′6°10′N,,年无霜期2年均降水量15气候℃,90d57.8mm,

温和,雨量充沛。大田县是福建省重要铁矿产区之

大田县位于福建省中部,戴云山脉西侧,地理坐

带季风气候区,年均日照17年均气温123.8h,9.1

防护林科技 2019年

地,选择尚未修复的样地(作为铁矿废弃地修复R0)的初始状态,并选择周边未开矿样地(作为对CK)照。铁矿废弃地不同修复模式见表1,样地概况见表2。

一,长期露天开采,产生了大量的铁矿废弃地。铁矿废弃地主要表现为露天采矿的挖损与弃渣、弃土、废石及各类重金属矿堆的无序压占。因此,铁矿废弃地的修复成为大田县亟待解决的问题。试验地包括大田县银顶格和万湖铁矿废弃地不同修复模式的样

修复措施

表1 大田县铁矿废弃地不同修复模式表

模式R0R1R2R3CK模式R0

R1R2R3R4CKR4

工程措施未采取任何工程措施施用客土,设置截排水沟施用客土,设置截排水沟施用客土,设置截排水沟

植被措施

未采取任何人工修复措施,仅存在少量自然分布马尾松

撒播马尾松种子

乔草模式,即撒播马尾松及宽叶雀稗等混合草种

乔灌草模式,即先播先锋草种,后播混合草种、灌木及乔木种子乔灌草模式,即先播先锋草种,后播混合草种、灌木及乔木种子

木荷为优势树种的常绿阔叶林

2010201420152015修复时间

位置海拔/m坡向

银顶格矿区南坡780银顶格矿区西南坡790银顶格矿区南坡820万湖矿区西坡635银顶格矿区南坡870银顶格矿区周边南坡810

表2 铁矿废弃地不同修复模式样地概况

坡度/°树高/m

35--352.1250.7251.6321.83212.5

胸径/cm

--2.91.62.22.623.5

,因子污染指数和内梅罗指数[对照土壤重金属污

,染评价等级(表3)评价铁矿废弃地不同修复模式土壤重金属污染情况。

表3 土壤重金属污染等级划分标准

污染等级

清洁轻污染中污染重污染

污染指数

分级1级2级3级4级5级

单因子污染指数分级标准污染指数

综合污染指数分级标准

污染等级安全警戒级轻污染中污染重污染

2 研究方法

2.1 样品采集

于2在废弃铁矿区不同修018年5月-6月间,复模式区内设置5个2在每个样0m×20m样方,同一个样方内土壤样品混合成一个土样。每种模式2.2 样品处理与分析

将土壤样品中的石栎、植物残体等杂物挑除,风干后过100目筛备用。采用HNOF-HClO3-H4

(质量配比4∶4∶2)消化法制备待测液,利用原子()、))铬(和镍(等重金属含量。PbCdNi

、、吸收分光光度计测定土壤的铜(锌(铅Cu)Zn)采集5个土壤样品,共计采集30个土壤样品。方内按“形采集5个表层(土壤样品,S”0~10cm)

P1i<

1≤P2i<2≤P3iP综≤0.7

0.73

3 结果与分析

3.1 铁矿废弃地不同修复模式土壤重金属含量

如表4所示,不同修复模式土壤重金属含量存、在明显差异。R分0模式的CuPb和Cr含量最高,别是未扰动CK模式的5.1、5.0和1.4倍。R3模其他重金属含量所有2.2和4.7倍。除Pb元素外,

修复模式均未超过标准。而与福建省背景值相比,除R0和CK模式Ni含量未超过福建省背景值外,其他所有模式重金属含量均超过福建省背景值,这度的污染。

表4 废弃铁矿区不同修复模式土壤重金属含量

R0297.60R1181.91R2101.96R3199.18R4188.40CK58.84国家土壤标准400福建省背景值21.6

模式

ZnPb

308.652362.85381.912280.18169.281181.00402.63726.00342.36574.77180.20468.6350050082.734.9

11.9914.9915.0061.0042.9812.9920013.5

-1

mgkg

式的Z分别是未扰动Cn和Ni含量最高,K模式的

2.3 土壤重金属污染评价标准及方法

土壤污染评价标准采用《土壤环境质量标准(》三级标准值。评价方法采用单GB15618-1995)

]5,7

。污因子污染指数法和内梅罗综合污染指数法[染指数分别为:

表明大田县银顶格周边矿区林地土壤也受到一定程

-1

;i污染物的背景值或标准值(mgkg)

(//CSmax—土壤污染指数中的最大值;(CSii)ii)

-1

;CmSgkg)i—i污染物的实测浓度(i—土壤中

[(//]/}/P={CSax+(CSve212ii)mii)a式中:Pi—土壤中i污染物的污染指数;

CiPi=

Si3.2 废弃铁矿区不同修复模式土壤重金属含量的

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