贵阳市花溪区废弃煤矿及周边土壤重金属污染调查与研究

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本文以花溪区废弃煤矿为研究对象,通过采集和分析花溪区三个主要乡镇(麦坪、久安和燕楼)废弃煤矿及周边51个土样(麦坪18个、久安17个、燕楼16个),久安和燕楼废弃煤矿下方小溪和废弃地酸性矿山废水坑塘中水样7个,同时用酸性矿山废水淋溶土壤,考察酸性矿山废水对土壤重金属的溶解程度,研究废弃煤矿及周边周边的土壤污染状况,通过研究,得出如下结论。  (1)通过对土样含量进行描述形统计分析和部分元素正态分布检验,得出元素的含量都不符合正态分布,都有不同程度的偏离,偏离程度最大的是Pb,其次是Mn,而变异系数变化范围是16.34%~95.12%,属于中等强度的变异。这表明这些元素在不同程度上都受到人为因素的干扰,也就说煤炭的开采活动影响了矿区及周边土壤中元素含量的变化;土壤的pH值在2.88~6.90之间,平均值为4.68,属于典型的酸性土壤,有机碳的含量在8.60~245.68g/kg范围,平均值为81.80g/kg,这数据远远大于一般土壤中的有机碳的含量。  (2)在以乡镇为单位时,土样中各元素和指标的变化没有一直的规律,也就是说元素和指标在以乡镇为变异因素时,没有规律性;在以耕地与非耕地为因素是元素含量变化规律也不够明显;在以不同的废弃年限为因素研究元素含量变化规律是得出,有机碳、Pb、有效态Pb、Cd、有效态Cd的含量变化是从废弃3年到废弃3到5年的时间段有一个下降时期然后在升高;而其他的指标(有效态Fe、Cr、Hg、As、pH值、Fe、有效态Cr和有效态Mn)则是一个逐渐升高的过程;以不同位置为变化因素研究重金属含量变化时有,矿区内外的含量与矿区的地势废弃的时间等有关,同时Hg和Cd在矿区外随着距离的增加元素的含量有增加的趋势,而As、Pb和Cr由于土壤的垂直迁移、作物的吸收等原因导致元素含量与距离成反比。  (3)相关分析表明,pH值与大多数指标呈负相关,其中与As、有效态As、Cd、有效态Cd相关性达到了0.01水平上的极显著负相关,与Cr和有效Cr呈在0.01水平上极显著正相关;金属的全量与其有效之间都存在极显著的相关性;有机碳与铁和锰存在正相关;元素As-Pb-Cd这三种元之间就存在极显著的正相关,As-Fe、As-Cd之间也有正相关,Cr与Cd以及有效态Cd有负相关,铁与有效Cd是显著正相关,有效态Cd与有效态Pb也是正相关。  (4)采用贵州背景值算术平均值为标准进行土壤环境评价得出,整个采样点综合污染指数是2.86到达了中度污染的水平,而单因子的指数变化规律是:Cd>As>Hg>Cr>Pb>Fe>Mn,由煤矿开采带来的主要污染元素是Cd、As、Hg,这些污染元素的含量也是导致综合污染指数变大的主要因素;按不同的乡镇来划分综合污染指数变化规律为燕楼>久安>麦坪,单因子的则不同,没有明显的规律性。  采用二级标准值进行评价,整个采样点综合污染指数是1.28,属于3级,轻度污染的水平,有35.29%样品属于3级水平。单因子污染指数只有Cd大于1,个数占总数的45.1%,其他元素的平均污染指数都小于1属于清洁级别,样点中只有少数几个点超过1,因此所采集样品中造成土壤污染的主要是Cd和极少部分的Cr、As、Hg,在不同的乡镇,综合污染指数燕楼和久安,分别为1.72,1.48,都属于轻污染,燕楼的最大,而单因子污染指数也只有燕楼和久安中Cd超过1,而麦坪的平均污染指数都小于1,全部样点中只要极个别样点的个别元素超过1,因此在整体上麦坪的土壤是属于清洁的  (5)土壤酸性矿山废水淋溶实验表明,酸性矿山废水污染区土壤中元素的迁移与转化与pH值及土壤的性质有这直接的关系;土壤对金属离子有吸附作用,这与金属离子的性质和土柱的性质有关,还与溶液液中离子的浓度有很大关系。
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