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某铀矿区农田土壤重金属污染综合评价

代鹏飞 黄德娟 王帅 戴荧 钱坤 郑行

代鹏飞, 黄德娟, 王 帅, 戴 荧, 钱 坤, 郑 行. 某铀矿区农田土壤重金属污染综合评价[J]. 土壤通报, 2021, 52(1): 198 − 202 doi: 10.19336/j.cnki.trtb.2020041401
引用本文: 代鹏飞, 黄德娟, 王 帅, 戴 荧, 钱 坤, 郑 行. 某铀矿区农田土壤重金属污染综合评价[J]. 土壤通报, 2021, 52(1): 198 − 202 doi: 10.19336/j.cnki.trtb.2020041401
DAI Peng-fei, HUANG De-juan, WANG Shuai, DAI Ying, QIAN Kun, ZHENG Hang. Determination and Comprehensive Evaluation of Heavy Metal Pollution of Farmland Soil in a Uranium Mining Area[J]. Chinese Journal of Soil Science, 2021, 52(1): 198 − 202 doi: 10.19336/j.cnki.trtb.2020041401
Citation: DAI Peng-fei, HUANG De-juan, WANG Shuai, DAI Ying, QIAN Kun, ZHENG Hang. Determination and Comprehensive Evaluation of Heavy Metal Pollution of Farmland Soil in a Uranium Mining Area[J]. Chinese Journal of Soil Science, 2021, 52(1): 198 − 202 doi: 10.19336/j.cnki.trtb.2020041401

某铀矿区农田土壤重金属污染综合评价

doi: 10.19336/j.cnki.trtb.2020041401
基金项目: 国家自然科学基金项目(41867063)和国家自然科学基金项目(41361088)资助
详细信息
    作者简介:

    代鹏飞(1996−),男,河南省三门峡市人,硕士研究生,研究方向:辐射防护与环境工程。E-mail: m15136174106@163.com

    通讯作者:

    E-mail: djhuang@ecit.edu.cn

  • 中图分类号: X53

Determination and Comprehensive Evaluation of Heavy Metal Pollution of Farmland Soil in a Uranium Mining Area

  • 摘要: 以某大型铀矿采矿区、冶炼厂、尾矿坝及周边农田土壤五种重金属元素含量实测值为基础数据,对矿区农田土壤重金属污染状况采用改进的内梅罗综合污染指数法、地质累积指数法及潜在生态风险指数法进行综合分析评价,并通过相关性综合分析、主成分分析及聚类分析方法探究农田土壤五种重金属污染物的来源。结果表明,三个采样区农田土壤中镉、铬、铅和铜的污染严重程度:尾矿坝 > 冶炼厂 > 采矿区,放射性元素铀的污染严重程度:冶炼厂 > 尾矿坝 > 采矿区;研究区重金属污染严重,其重金属污染来源的关键因素是铀。该综合评价结果为铀矿区周边农田土壤中重金属污染的科学治理提供重要理论依据。
  • 图  1  各采样点分布图

    Figure  1.  Distribution map of each sampling point

    图  2  农田土壤重金属聚类分析树状图

    Figure  2.  Cluster analysis of heavy metals in farmland soils

    表  1  农田土壤重金属含量(n = 135) (单位:mg kg −1

    Table  1.   Heavy metal content in farmland soil (n = 135) (unit: mg kg −1)

    采样区
    Sampling area
    污染元素
    Heavy metal element
    PbCdCrCuU
    采矿区 127.7 9.91 75.31 115.0 15.32
    水冶厂 172.1 10.48 114.1 148.5 21.37
    尾矿坝 231.2 11.94 170.4 225.2 18.05
    均值 179 10.78 120 163 18.25
    CV 0.25 0.08 0.33 0.29 0.14
    矿区所在省土壤背景值 37.28 0.10 25.90 18.77 4.40
    国家土壤环境质量Ⅱ标准 250 0.3 150 50 空白
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    表  2  农田土壤重金属相关性

    Table  2.   Correlation of heavy metals in farmland soil

    重金属元素
    Heavy metal element
    PbCdCrCuU
    Pb 1
    Cd 0.759 1
    Cr 0.182 0.045 1
    Cu 0.312 0.912* 0.483 1
    U 0.116 0.999* 0.998* 0.28 1
      注:* 表示显著相关。
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    表  3  农田土壤重金属含量的总方差解释

    Table  3.   Total variance explanation of heavy metal content in farmland soils

    因子
    Factor
    初始特征值
    Initial eigenvalue
    提取后特征值
    Feature value after extraction
    旋转后特征值
    Eigenvalue after rotation
    特征值
    Eigenvalues
    解释方差(%)
    Explain
    variance
    累积方差(%)
    Cumulative
    variance
    特征值
    Eigenvalues
    解释方差(%)
    Explain
    variance
    累积方差(%)
    Cumulative
    variance
    特征值
    Eigenvalues
    解释方差(%)
    Explain
    variance
    累积方差(%)
    Cumulative
    variance
    1 0.049 52.528 52.528 0.049 52.528 52.528 0.045 48.586 48.586
    2 0.034 36.902 89.430 0.034 36.902 89.430 0.038 40.845 89.430
    3 0.006 6.364 95.794
    4 0.003 3.111 98.905
    5 0.001 1.095 100.00
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    表  4  农田土壤重金属含量的主成份分析载荷矩阵表

    Table  4.   Principal component analysis of heavy metal content in farmland soils

    元素
    Element
    主成分因子
    Principal component factor
    旋转后主成分因子
    Principal component factor after rotation
    1212
    Pb 0.579 −0.051 −0.527 0.247
    Cd −0.034 −0.047 0.006 −0.058
    Cr 0.157 0.213 −0.029 0.263
    Cu 0.663 0.747 −0.198 0.979
    U −0.840 0.540 0.998 0.045
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    表  5  农田土壤重金属改进的内梅罗综合污染指数

    Table  5.   Nemero Comprehensive Pollution Index after Improvement of Heavy Metals in Farmland Soils

    采样区
    Sampling area
    PbCdCrCuUP污染等级
    Pollution class
    采矿区 0.043 49.05 0.4 3.08 6.78 36.24 重度污染
    冶炼厂 0.63 51.9 0.71 4.15 10.54 38.27 重度污染
    尾矿坝 0.94 29.2 1.16 6.61 8.48 43.67 重度污染
    平均值 0.67 53.4 0.76 4.62 8.60 39.4 重度污染
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    表  6  农田土壤重金属地质累积指数

    Table  6.   Geological accumulation index of heavy metals in farmland soil

    采样区
    Sampling area
    PbCdCrCuU
    采矿区 1.2(2) 6.07(6) 0.96(1) 2.04(3) 1.22(2)
    冶炼厂 1.63(2) 6.15(6) 1.56(2) 2.41(3) 1.7(2)
    尾矿坝 2.09(3) 6.34(6) 2.14(3) 3.01(4) 1.46(2)
    平均值 1.68(2) 6.19(6) 1.63(2) 2.54(3) 1.47(2)
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    表  7  农田土壤重金属潜在生态风险指数

    Table  7.   Potential ecological risk index of heavy metals in farmland soil

    采样区
    Sampling area
    潜在生态危害指数
    Potential ecological risk index
    RI风险程度
    Degree of risk
    PbCdCrCuU
    采矿区 17.12(Ⅰ) 2973(Ⅴ) 5.82(Ⅰ) 306.4(Ⅳ) 69.64(Ⅱ) 3372 强危害
    冶炼厂 23.08(Ⅰ) 3144(Ⅴ) 8.81(Ⅰ) 395.6(Ⅴ) 97.14(Ⅲ) 3668.63 强危害
    尾矿坝 31.81(Ⅰ) 3582(Ⅴ) 13.16(Ⅰ) 599.9(Ⅴ) 82.05(Ⅲ) 4308.97 强危害
    平均值 24.01(Ⅰ) 3234(Ⅴ) 9.27(Ⅰ) 434.2(Ⅴ) 82.95(Ⅲ) 3784.43 强危害
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出版历程
  • 收稿日期:  2020-04-14
  • 修回日期:  2020-08-11
  • 刊出日期:  2021-03-05

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