全 文 ：应 用 生 态 学 报 年 月 第 卷 第 期
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辽宁东部山区土壤污染状况与
防治对策研究 ’
‘
刘 绮 哗南理工大学造纸与环境工程学院
, 广州
宁晓宇 赵 听 丹东市环境保护科学研究所
, 丹东
摘要 采用灰色聚类法与综合污染指数法对辽宁省东部山区 个县区土壤污染现状进
行了调查和评价 结果表明 , 抽岩县土壤主要污染物是 、 、 和 宽甸县土壤重金
属主要污染物是 、 和 等 而风城市境内除发现较为严重的 、 污染 , 凤城镇的
垅 污染也达到重度污染水平 系统分析了当地土壤污染的主要污染物类型及其原因 提
出了 、 的污染防治对策
关键词 土壤污染 重金属 镁 硼
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引 言
重金属污染物是一类典型的优先控制
污染物 许多世界著名的环境公害事件 如
日本的水误病与骨痛病 都证明与重金属
污染有关 美国 、 日本 、 德国及其它欧共体
国家先后将其列入优先控制有机无机污染
物黑名单与灰名单 长期以来有关重金属
污染物在环境中的迁移动态 、形态转化和
生态效应也成为国际环境科学领域的研究
热点
辽 宁省东部 山区矿产资源丰富 , 又
与 等矿藏量较大 这些矿产资源的开采
为我国的经济发展作 出了 巨大的贡献 , 也
使矿产开发成为当地工业经济的重 要支
柱 然而 , 由于生产工艺落后 , 对尾矿以及
金属冶炼过程产生的废弃物处置不当 , 造
成周边地区大气 、水及土壤环境污染 , 部分
地区出现土壤板结 、粮食减产等现象 , 土壤
生态系统原有的生态平衡也遭到不同程度
的破坏 本文在调查帕岩县 、 宽甸县 、凤城
, 丹东市政府科研基金 资助项 目
一 一 收稿 , 一 一 接受
应 用 生 态 学 报 卷
市等县区土壤 中重金属以及 、 等元素
含量的基础上 , 综 合分析了当地土壤污染
的状况及其成 因 , 并针对不 同 区域的土壤
污染特性提 出防治对策 为缓解区域土壤
污染状况 , 改善农产 品生物学质量提供依
据
研究地区概况与研究方法
研究地区概况
本研究范 围为辽宁省东部 山 区 ’ ’ 一
’ , ’ 一 ’ 面 积 为
衬 该区域土壤为暗棕壤 、棕壤 、 草甸土 、 盐土 、
沼泽土和水稻土 个土类 、 个亚类 、 个土属
个土种 其 中薄层酸性岩棕壤土和 中层 酸性
岩棕壤性土在本区域分布最为广泛 薄层酸性岩
棕壤土主要分布在帕岩 、 宽甸 、 凤城与东港北部
山区各乡镇的低山石质丘陵地区 中层酸性棕壤
土主要分布在帕岩县大营子 、哈达碑 、前营子 凤
城市的红旗 、蓝旗 、 边 门 、汤 山城 、鸡冠 山 宽甸县
的灌水 、双 山子 、 牛毛坞 、 大 川头 、 太平哨 、 长甸 、
永甸等乡镇的低山石质丘陵地区
研究方法
采样布点原则与采样频度 本研究中采样
布点主要考虑经济活动频繁程度 、距点源污染源
距离 、面源污染和大气沉降等几方面 因素 土样
来源包括 较大工矿企业周 围的耕作土 、 自然
羲, 不同评价因子的标准值
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土 乡镇 、个体企业中小化工 、 小造纸 、 小电镀 、
小矿山集中区域的耕作土 、水稻土和荒地 。 采用
受纳尾矿冲洗废水与其他含有毒 、 有害 、 难降解
物质进行污水灌田的耕作土及周边的自然土
以未经细分类 、 未经处理与处置的城区生活垃圾
为肥源的农业土壤 公路两侧受汽车尾 气污染
的菜田 、果园 以有机氛为原料的农药制造企业
周围耕作土 、 自然土 受 污染较重的耕作
土 、果园 地球化学值异常区域土壤 在考虑上
述因素基础上 , 按不同类型土壤的自然分层布采
样点 共布设 个采样点 , 并在部分 区域采集
剖面土样 进行了连续两年的监测
分析项 目与分析方法 对所有的土壤样品
进行 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 和
分析 其中 、 、 、 、 、 、 、灿 采用硝
酸一高氯酸一氢氟酸分析 , 以 一 型原子吸收仪
测定 采用硝酸一硫酸一五氧化二矾分析 , 后用
冷原子萤光测定仪测定 采用硝酸一高抓酸 一氢
氟酸分析后 , 进行冷原子萤光测定仪测定 采用
硝酸一高氯酸 一氢氟酸分析 , 后用 型分光光度计
测定 采用硫酸一硝酸银消解蒸馏 , 离子选择性
电极测定
评价方法 本研究选择指数法 用于 帕岩
县 、凤城市 、 宽甸县等辽宁东部 山 区土壤重金属
污染评价 , 同时为确保评价结果的可靠性 , 在宽
甸县和东港市北部 山区 采用 灰色聚类法和指数
法同时进行土壤重金属污染评价 各评价因子标
评价因子
标准值
,
, 。
, 标准值计算见 中国土壤元素背景值 中国环境监测总站主编 辽宁省土壤元素背景值研究 中国科学院沈阳
应用生态研究所主编 辽宁省地矿局有关资料
表 污染指数及污染区分级
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指 标 污染区级别
单因子污染指数
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多因子污染综合指数
一
伪
清 洁 轻度污染
伪
中度污染 重度污染
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一
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一
期 刘 绮等 辽宁东部山区土壤污染状况与防治对策研究
准值列于表 , 污染指数及污染区分级列于表
结果与分析
帕岩县土壤污染状况及其评价
表 描述了帕岩县石庙 、 、
及 样 点 与 丰 源 砂 矿 区 、
、 、 、 、 、 、 、 和
样点 土壤 中重 金属 和 、 和 等
元素的含量及污染指数 从中可以看出 , 灿
岩县主要的土壤污染物为 和 的
采样点土壤 含量达重度污染 水平 , 最
高超标 倍 , 仅有 和 两个采
样点达到清洁标准 而 的污染似乎更为
普遍 , 所用采样点土壤 浓度超标 , 的
样点达到重度污染水平 其原 因是在帕岩
县石庙 、偏岭 、 风源等 区域 , 分布有众多的
表 油岩县土壤检测统计值及污染指数
国营及乡镇 、个体经营的采矿 、 冶炼企业 ,
以轻烧 、重烧 为主要工艺的菱镁矿
加工业 排放 出大量 、 等污 染物 ,
白色粉末降落地表后 , 形成 、
等反应产物 , 凝聚成大颗粒分
散在土壤 中 , 加之该区域土壤 中广泛存在
的 ‘ 、 几, 形成硬壳覆 盖地表 , 从
根本上阻止作物生长 部分地 区虽然作物
可以生长 , 但土壤 中可溶性 被作物吸
收 , 对人及其他生物的健康形成较大的威
胁 而 污染也是 由于 矿点源污染所致
同时 , 帕岩县石庙区域 、厄 和 污染非
常严重 , 大多数采样点达到重度污染水平
丰源镁矿区域发现有轻度的 污染 , 但未
见 污染现象 , 仅有个别地 区土壤 浓
度超标
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综合污染指数 。 。 污染物浓度 几一
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下同 、
应 用 生 态 学 报 卷
宽甸县土壤污染状况及其评价 封滋的含 废 水 使 北 股 河 下 游 诸 断 面
根据 对 宽 甸县牛 毛坞 乡 样 点 、 及 超标 一 倍 其它几种
和 和宽甸镇区 样点 和 元素在土壤 中浓度的测试结果 达
土壤的监测及指数法评价结果 表 , 该 到清洁水平 , 超标的样点也只达到轻度污
县的土壤 环 境质量状况相对 于帕岩县较 染水平 但通过综合污染指数可以看出 , 宽
好 , 但 、 和 的污染仍然较重 , 部分 甸县境内大部分地区土壤污染达到重度污
采样点也达到重度污染水平 在硼矿开采 染水平 这与通过灰色聚类法分析得出的
区周围有农 田减产 以上 , 众多硼砂厂 结果一致 表
表 宽甸县土集皿金属测值及指教法评价结果
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表 宽旬县牛毛坞乡 , 金属污染灰色粱类法评价结果
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点 位 最大值 污染级别
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凤城市土壤污染状况及其评价
凤城市土壤污染调查主要在青城子铅
矿区 样点 、 和 、 通远堡 样点
、 、 、 和 和凤城镇 样点
、 、 、 和 进行 结果 表
表明 , 凤城市土壤污染的主要污染物类
型与宽甸和 帕岩两县相 比有所不 同 由于
铅矿开采中的泄漏及对尾矿等废弃物处置
不当 , 造成凤城市境 内所有样点 浓度
超标 其中青城子矿区 附近 个样点土壤
污染达到重度水平 , 污染也相当严
重 通远堡区域 个样 点中分别有 个点
土壤中 和 浓度达重度污染水平 而
凤城镇 区虽然同样存在轻度的 污染间
题 , 但主要污染物却是 , 个采样点中 ,
所有土壤样品中 浓度达到重度污染水
平 , 给当地居 民的身体健康带来 巨大的威
胁 , 急需采取相应的控制与治理措施
作物对重金属的富集系数
在帕岩县草甸土 、潮棕壤 、棕壤 个不
同的土壤类型 区域进行了大豆与玉米籽实
对 、 、 的富集系数研究 , 以探讨土
壤中的污染物通过作物向食物链迁移的潜
在风险 表 列 出了在相似的土壤 条
件下不同土壤类型大豆籽实对土壤中重金
属元素的富集作用 而同样土壤类型 , 不同
值条件下玉米对重金属 的富集系数列
于表
由表 及表 可见 , 灿岩县在草甸土
与潮棕壤条件下 , 大豆对 、 的富集系
数均高于 , 而棕壤性土壤中玉米对
的富集系数随 增大而降低
防治对策
等川研究了应 用 电动力学方
期 刘 绮等 辽宁东部山区土壤污染状况与防治对策研究
表 ‘ 凤城土城检测统计值及污染指橄
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表 油岩县草甸土 、潮棕镶环境下大豆籽实对 、 ’ 的 , 集系教
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元 素 草甸土
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一一一一, 籽实中污染物平均浓度为 个样点测试平均 籽实中平均浓度 , 土壤中浓度, 富集系数 下同表 抽岩县捺旗环境下玉米籽实对 、 队 的 , 集系橄, 即元 素 · ·,,, 籽实中污染物平均浓度为 个样点侧试平均法去除土壤 中 、 、 和 的方法 在 细孔中的液体就可以移至 阳极附近 , 并在
土壤中插入一些 电极 , 把低强度直流电导 此被吸收到土壤表层而得 以去除 研究表
入土壤以清除污染物 , 把电流接通后 , 阳极 明 , 电流能打破所有的金属 一土壤键 , 当电
附近的酸就会 向土壤毛细孔移动 , 并把污 压固定时 , 去除效率与通 电时间成正 比 但
染物释放在毛细孔的液体中 大量的水 以 对于渗透性较高 、传导性较差的土壤 , 电动
电渗透方式开始在土中流动 这样 , 土壤毛 力学方法所能起的作用较弱 , 此法不适于
应 用 生 态 学 报 卷
对砂性土壤重金属污染治理
对于受 严重污染可 以采用 稀
释法 受污染的土壤 中置入大量未被污染
的土加以混和 上下层转换法 把受污染
的表层土置入底层 , 取底层土于表层 作
物采取轮作制 对于受 轻度污染的土
壤 , 其措施是增施有机肥料 , 改善土壤的理
化性质 在进行土壤污染治理的同时 , 还急
需对 当地镁冶炼工艺进行改进
对受 污染较重 的土壤可 以采取土
壤洗涤和 固定两种措施 土壤洗涤技术包
括常规洗涤和鳌合物洗涤两种 常规洗涤
技术采用水或其它盐溶液 充分淋洗土壤 ,
而赘合物洗涤则是通过向土壤中加入适量
有机盐类 , 如三异丙 醇胺 , 使之与
酸形成赘合物 , 使吸附态 解吸后随水
流去除 , 收集土壤侧渗水并对其进行 回收
或处置〔〕 尽管如此 , 采用 土 壤 洗涤技术
必须防止投加物质对土壤生态系统的二次
污染 , 需采用无毒并且在 自然条件下可以
被降解的物质 洗涤周期也需要足够长 , 从
而使吸附态 充分解吸 土壤 中 的固定
化技术则是通过 向土壤 中加 调
土壤 , 以使 的吸附增加 , 降低 在土
壤中的迁移性 , 避免污染区面积的扩大 , 同
时也降低 了 通过作物 吸收进 入食物链
的可能性 〔 〕然而在 目前全球酸雨分布 日
趋广泛的条件下 , 使用该技术必须保证常
年投加碱性物 质 , 并经常对投加量进行适
当的调整 , 保证土壤碱性条件
结 论
研究表明 , 辽宁省东部山区土壤污染
较重 采样区域的综合污染指数重污染 区
占 , 中污染区域 占 帕岩
县 、宽 甸县 土壤 重 金 属 污 染 主 要 元 素 是
、 , 凤城市土壤重金属污染主要元素是
、 、 , 由于 、 、
这类采矿冶炼高度频繁活动而排出的污染
物破坏了该区域土壤原有的生态平衡 , 是
造成一些区域土壤板结的主要原因 电化
学方法等一系列物理 、化学 、 电动力学上的
措施 , 适于本研究区域的土壤污染防治
参考文献
, ,
喀 即
, ,
,
,
略
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旧 , 四 目 几
州 砚
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