[发明专利]一种土壤重金属含量特征及其潜在风险评价方法及系统

说明书

本发明属于矿区土壤重金属含量评价技术领域，公开了一种土壤重金属含量特征及其潜在风险评价方法及系统，通过土壤样品采集，土壤重金属含量化学测定，采用单因子指数法、内梅罗综合污染指数法、地累积指数法分析伊犁矿区土壤的潜在风险。本发明的6种土壤重金属污染程度依次为：达达木图煤矿为Cd＞Pd＞Zn＞Cr＞Cu＞Ni；庆华煤矿为Cd＞Pd＞Zn＞Cu＞Cr＞Ni；铁厂沟煤矿为Cd＞Pd＞Zn＞Cu＞Cr＞Ni；三个矿区土壤中的重金属累积情况为铁厂沟煤矿＞庆华煤矿＞达达木图煤矿；本发明可以为后期伊犁矿区土壤重金属污染治理、伊犁矿区重金属污染土壤修复和伊犁生态环境保护工作提供理论依据。

技术领域

本发明属于矿区土壤重金属含量评价技术领域，尤其涉及一种土壤重金属含量特征及其潜在风险评价方法及系统。

背景技术

煤炭，在我国是重要的能源之一。当然，这与我国丰富的煤储量与煤产量是密不可分的。煤矿的开采能够给我们带来不菲的经济效益。然而，大规模不合理的煤矿开采会污染水资源、周边大气，还会对矿区周边的土壤造成严重污染。首先，煤炭的大规模不合理开采会直接导致土地沉陷，不仅影响了地貌地形，还导致了土壤养分的流失；其次，在洗煤过程中会产生大量的废弃物煤矸石，占用了大面积的土地堆放，堆放过程会使煤炭中的重金属元素在土壤中富集，污染土壤；且煤矸石存在自燃的风险，燃烧过程会产生二氧化硫、硫化氢等有毒气体，对人体健康造成威胁。

伊犁州地势复杂多样，是全疆也是全国煤炭的富集区。据统计，新疆煤炭资源量占全国资源总量的40％，伊犁矿区煤炭赋存总量1700亿吨。既有工用焦煤，又有民用无烟煤，伊犁煤炭资源主要分布于伊宁市北部和察布查尔县南部及尼勒克县东部和新源县。近年来，相关学者针对矿区土壤污染的分析评价展开了一系列分析工作，吴新明等对南京市矿冶区、开发区、商业区、城市广场、风景区、老居民区6大功能区的分析中显示，矿冶区的综合污染指数为5.4，位于6大功能区榜首，表明矿区的重金属污染已到了极严重的地步。目前关于此方面的分析主要集中在煤矸石对土壤环境效应方面，对矿区土壤重金属含量变化的分析和矿区污染风险评估的分析较少。而关于伊犁矿区重金属含量及污染风险评估方面的分析较少。为进一步了解伊犁矿区土壤重金属的污染状况，本分析以伊犁主要产矿区为对象，对伊犁矿区土壤进行重金属含量特征分析、矿区土壤重金属污染程度评级、矿区土壤重金属潜在风险评价进行分析，为后期伊犁矿区土壤重金属污染治理、伊犁矿区重金属污染土壤修复和伊犁生态环境保护工作提供理论依据。

伊犁地区位于新疆维吾尔自治区西部，总面积为56350平方千米。目前已发现矿产63种，占自治区拥有矿种的47.1％。目前所发现煤矿产地及探明储量最多的集中分布于伊宁市北部，察布查尔县南部及尼勒克县东部次之。区内探明的16处矿床均建有相应矿山，其生产能力以察布查尔县煤矿I井田、达拉地井田及南台子煤矿规模最大。伊犁矿产资源十分丰富，煤矿和其它金属矿开采的同时，虽然带来了巨大的经济利益，但也造成了环境的破坏和矿区周边的土壤污染。伊犁铁厂沟煤矿位于伊宁市西北方向，区内海拔高程725-915m。大规模的开采始于1957年，经过近60年的开采，目前煤矿已经基本采完。铁厂沟煤矿的开采方式是露天开采，运输方式以汽车运输为主，且运煤过程没有采取任何遮蔽措施，铁厂沟煤矿于2012年6月进行了铁厂沟煤矿矿山地质环境治理整顿并持续至今；伊犁庆华煤矿位于伊宁市北部，长约2.1km，宽约1.0km，矿区面积2.01km²。庆华煤矿的开采于2013年，开采方式为露天开采，靠近公路，交通便利，运输方式为汽车运输，运输过程中不采取任何遮蔽措施，矿区周边植被覆盖率极低，且有大面积的裸露砂石地在矿区周边；达达木图煤矿位于伊宁市达达木图乡，规模较小，开采于2013年。达达木图煤矿为露天开采，靠近公路，交通便利，运输方式为汽车运输，运输过程中没有任何遮蔽措施；由于达达木图煤矿附近有村庄，所以煤矿开采后堆放在离村庄较远的地方；煤矿周边有很多杂草，且植被覆盖率相对前两个矿区较高。

综上所述，现有技术存在的问题是：目前对矿区土壤重金属含量变化的分析和矿区污染风险评估的分析较少，而关于伊犁矿区重金属含量及污染风险评估方面的分析较少。

发明内容