廣西錳礦區(qū)農(nóng)業(yè)利用恢復(fù)模式的安全性研究.pdf

1、在礦區(qū)廢棄地直接種植食用農(nóng)作物存在很大的安全風(fēng)險(xiǎn)，礦區(qū)土壤中的有害物質(zhì)很容易通過土壤－農(nóng)作物系統(tǒng)進(jìn)入食物鏈而對(duì)人體健康造成危害。本文對(duì)廣西八一、荔浦和平樂三錳礦恢復(fù)區(qū)土壤的營(yíng)養(yǎng)狀況、重金屬含量和農(nóng)作物食用部分的重金屬含量進(jìn)行了分析，并采用污染指數(shù)法和潛在生態(tài)危害指數(shù)法對(duì)三錳礦恢復(fù)區(qū)土壤和農(nóng)作物的重金屬含量進(jìn)行污染評(píng)價(jià)，進(jìn)而對(duì)廣西錳礦區(qū)廢棄地目前采用農(nóng)業(yè)利用恢復(fù)模式的安全性作出檢測(cè)分析。通過研究得出以下結(jié)論： （1）三錳礦恢復(fù)區(qū)土

2、壤的pH 值和EC 值符合農(nóng)作物生長(zhǎng)的基本要求。從土壤TOM、TN、TP 三項(xiàng)指標(biāo)來看，荔浦礦區(qū)均達(dá)到了土壤肥力分級(jí)指標(biāo)的較好等級(jí)；而八一和平樂兩礦區(qū)分別只有TOM 和TP 兩項(xiàng)含量較高，TN 等含量較低，屬較差等級(jí)。與非礦區(qū)對(duì)照地相比，三錳礦恢復(fù)區(qū)土壤TOM 和TN 含量顯著低于對(duì)照地。 （2）三錳礦恢復(fù)區(qū)土壤的Mn、Pb、Zn、Cr、Cu 和Cd 六種重金屬元素全量均超過相應(yīng)廣西土壤背景值。其中，Mn 和Zn 全量均值最高的

3、是平樂礦區(qū)，分別為18558.9 和227.49 mg·kg-1；Pb 和Cr 全量均值最高的是荔浦礦區(qū)，分別為252.72 和200.02 mg·kg-1；Cd 和Cu 全量均值最高的是八一礦區(qū)，分別為28.21 和41.47 mg·kg-1。說明不同礦區(qū)土壤的重金屬含量間存在較大差異。 （3）采用0.1M HCl 對(duì)三錳礦恢復(fù)區(qū)土壤的Mn、Pb、Zn、Cr、Cu 和Cd 六種重金屬元素進(jìn)行提取，所提取的有效態(tài)含量較低，活化率

4、<8％（活化率=有效態(tài)含量/全量×100％），但Mn 和Cd 有效態(tài)的絕對(duì)含量仍達(dá)到或超過了廣西土壤背景值和全國(guó)土壤環(huán)境質(zhì)量二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)值。其中，Mn 和Cu 有效態(tài)含量均值最高的是平樂礦區(qū)，分別為449.1 和4.38mg·kg-1；Pb 和Zn 有效態(tài)含量均值最高的是荔浦礦區(qū)，分別為6.10 和8.24mg·kg-1；Cr 和Cd 有效態(tài)含量均值最高的是八一礦區(qū)，分別為3.63 和1.19mg·kg-1。 （4）三錳礦恢復(fù)區(qū)土壤

5、指標(biāo)相關(guān)性分析表明：八一礦區(qū)的Mn 全量與其有效態(tài)含量，Cd 全量與其有效態(tài)含量，呈極顯著正相關(guān)性，相關(guān)系數(shù)分別為0.862 和0.765；八一礦區(qū)Cu 與Zn 的全量，Mn 與Zn、Zn 與Cd 的有效態(tài)含量，相關(guān)系數(shù)分別為0.908、0.912 和0.929，亦呈極顯著正相關(guān)性；荔浦礦區(qū)Cd 與Cu 的全量， Zn 與Cu 的有效態(tài)含量，相關(guān)系數(shù)分別為0.726 和0.756，呈極顯著正相關(guān)性；平樂礦區(qū)Mn 與Cu、Zn 與Cd 的

6、全量，呈極顯著正相關(guān)性，相關(guān)系數(shù)分別為0.751 和0.721；平樂礦區(qū)Mn 與Zn、Mn 與Cd、Zn 與Cd 三組元素的有效態(tài)含量間，亦呈極顯著正相關(guān)性，相關(guān)系數(shù)均＞0.78。 （5）采用污染指數(shù)法和潛在生態(tài)危害指數(shù)法，分別以廣西土壤背景值和全國(guó)土壤環(huán)境質(zhì)量（GB15618-1995）二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)值為評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)三錳礦恢復(fù)區(qū)土壤Pb、Cr、Zn、Cu 和Cd 五種元素的評(píng)價(jià)結(jié)果表明：三錳礦恢復(fù)區(qū)土壤存在嚴(yán)重污染（或很強(qiáng)生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)）

7、，受重金屬污染（或生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)）大小順序?yàn)椋喊艘坏V區(qū)＞荔浦礦區(qū)＞平樂礦區(qū)。三錳礦恢復(fù)區(qū)土壤最主要的污染（或潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)）因子是Cd。此外，三錳礦恢復(fù)區(qū)土壤還存在嚴(yán)重的Mn 污染和受Pb、Cr 或Zn 不同程度的污染。 （6）從三錳礦區(qū)農(nóng)作物的重金屬含量看，各元素的含量范圍為：Mn 0.39-402.27mg·kg-1，Pb 0.23-21.71 mg·kg-1，Cr 未檢出-16.31 mg·kg-1，Zn 0.59-39.56 m

8、g·kg-1，Cu 未檢出-7.35 mg·kg-1，Cd 未檢出-2.90 mg·kg-1。其中，農(nóng)作物中Mn、Pb 和Cr 含量平均值最高的均為平樂礦區(qū)，分別為44.04、5.45 和2.41 mg·kg-1；Cu 含量最高的是八一礦區(qū)，為2.37mg·kg-1；Cd 含量最高的是荔浦礦區(qū)，為0.75 mg·kg-1。從豆類、薯類、水果和蔬菜四種農(nóng)作物類別來看，除平樂礦區(qū)的Mn 和Cd 外，其余的Pb、Cr、Zn 和Cu 四種元素在

9、三礦區(qū)農(nóng)作物體內(nèi)的含量最高的均為豆類作物。 （7）以我國(guó)食品衛(wèi)生限量值為標(biāo)準(zhǔn)，采用綜合污染指數(shù)法評(píng)價(jià)結(jié)果表明：三錳礦區(qū)農(nóng)作物受污染率達(dá)100％，重污染率均在76％以上，綜合污染指數(shù)值大小順序均為：Pb＞Cd＞Cr＞Zn＞Cu；從單因子污染指數(shù)平均值來看，三錳礦區(qū)農(nóng)作物未受Zn 和Cu 的污染，但Pb、Cr 和Cd 污染指數(shù)值均達(dá)到嚴(yán)重污染等級(jí)。因此，三錳礦區(qū)農(nóng)作物主要污染元素為Pb、Cd 和Cr。其中，農(nóng)作物受Pb 污染最重，總

10、污染率達(dá)98.4％，其次是Cr 和Cd，受污染率分別為88.9％和63.5％。 （8）從三錳礦區(qū)農(nóng)作物對(duì)重金屬的富集情況看，各元素富集系數(shù)平均值均小于0.4，總體較低。其中，荔浦和平樂礦區(qū)富集系數(shù)最大的元素均為Cd（分別為0.37 和0.21），表明Cd 可能是農(nóng)作物食用安全的主要威脅。八一礦區(qū)富集系數(shù)最大的是Zn 為0.27，最小的是Cr 為0.04。八一礦區(qū)茶的葉對(duì)Mn 和Zn 具有較強(qiáng)的富集能力，富集系數(shù)分別為2.08 和