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南水北调中线工程焦作段滨河地带土壤重金属污染风险评价

2019-02-20 11:41来源:南水北调与水利科技作者:辛佳桧等关键词:土壤污染重金属污染土壤环境质量收藏点赞

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市区滨河土壤重金属污染主要来源工矿企业的长期“三废”排放,土壤重金属污染地段主要分布于有建筑垃圾堆积物、生活垃圾污水排放处。由于焦作市干渠周 边 分 布 有 火 电 厂、化工厂等企业,长期“三废”排放会对周围土壤造成环境污染。李艳利等[28]人对焦作市城区土壤中 Cr、Cu、Cd、Pb共4种重金属的空间变异结构和分布格局进行了分析,结果表明 Cr、Cd污染较为严重;另外,在南水北调施工过程中由于村庄拆迁,生活垃圾、建筑垃圾处置不科学或者未及时处理从而对滨河地段土壤造成一定程度的污染。郭彦海等[29]对生活 垃 圾 焚 烧 厂 周 边表层土壤样品研究表明垃圾焚烧厂周边土壤处于中等生态风险水平,其中 Cd 贡献率高达79.63 %;银燕春等[30]对成都市区、城郊和农村三区生活垃圾的重金属污染特性和来源研究发现 Cd 、Cu、Zn和 Pb主要源于尘土和塑料和包装纸。

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调查结果显示,虽然农业区中仅在 F₄ 点位中检测到 Hg元素(9.33mg/kg),但却是二级标准(1.5mg/kg)和 河 南 省 土 壤 背 景 值 (0.025 mg/kg)的6.22、373.2倍,导致 Hg的单因子污染指数和单项潜在风险指数分别为9.33、22400,属于重度污染并存在极强烈生态风险。市区滨河土壤中 C₄ 的 Zn元素(324mg/kg),是二级标准(300mg/kg)和河南省土壤背景值(62.5mg/kg)的1.08、5.18倍,属于轻度污染且处于轻微风险水平。由 于 其 侧 重 点 不同,重金属的污染程度和潜在生态风险结果往往存在差异,污染指数评价主要用于反映单个重金属元素和研究区的整体污染程度,而潜在生态风险评价引入了重金属元素的毒性响应系数,使其更侧重于毒理方面[31]。从评价结果来看,而Zn的毒性系数为1,则潜在生态风险较低。Hg的毒性系数为40,则潜在生态风险强烈,由于重金属 Hg对人体危害十分严重,因此仍需予以重视。此外,市区中C4 点位的Zn元素变异系数(69.84%)为三个研究区八种元素的最高值,虽然主要原因可能是受到研究区范围大小和采样点位置的影响,但众多研究较为一致认为Zn元素主要来源于土壤母质[31],不会对土壤造成污染。

总之,本研究表明部分重金属已经对滨河地带土壤造成一定程度的污染风险,如果不及时采取措施,不仅对土壤环境、植被健康产生影响、也对南水北调的水质安全造成极大地威胁,从而影响到生态环境和人类健康。结合现场调查结果显示,在农业区的跨渠公路桥、工矿区企业与南水北调交汇处,以及南水北调与排污河流临近区域的土壤面临着较高的重金属潜在生态风险,对区域生态环境以及干渠水质带来安全隐患。因此,可以根据不同土地类型土壤的重金属含量与分布差异,对研究区开展土壤重金属污染分区治理,以降低滨河地带土壤重金属污染对输水工程的污染风险。

4结论

通过对南水北调滨河地带土壤进行调查采样,测定土壤中8种重金属元素的含量,对其进行重金属污染特征分析、综合污染评价、生态风险评估,得出以下结论。

01 南水北调中线工程焦作段滨河地带土壤中主要重金属污染风险元素为 Cd。在农业区段,重金属污染指数依次为 Cd>Hg>As>Cr>Ni>Pb>Cu>Zn;在市区段,重金属污染指数依次为Cd>As>Pb>Ni=Cu>Cr>Zn;在工矿区段,重金属按污染指数依次为 Cd>As>Cr>Pb>Ni>Cu>Zn。

02 在农业区段,潜在生态风险指数依次为 Hg>Cd>As>Pb>Cu>Ni>Cr>Zn;在市区段,潜在生态风险指数依次为 Cd>As>Cu>Pb>Ni>Cr>Zn;在工矿区段,重金属潜在生态风险指数依次为Cd>As>Cu>Ni>Pb>Cr>Zn。

03 综合三个研究区段的评价结果,污染程度依次为工矿区>农业区>市区,且均处于重度污染水平;潜在生态风险等级依次为农业区>工矿区>市区,且均具有很强的生态风险。

原标题:南水北调中线工程焦作段滨河地带土壤重金属污染风险评价
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