礦產(chǎn)資源分布特征與土壤污染狀況分析
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摘要：陜西省因其獨(dú)特的地理位置，礦產(chǎn)資源豐富，但是在開采礦產(chǎn)資源的過程中會(huì)造成土壤污染問題，而且礦產(chǎn)資源分布區(qū)的土壤污染相對(duì)嚴(yán)重?；诖?，根據(jù)礦資源的分布特征，對(duì)陜西省的土壤污染現(xiàn)狀進(jìn)行了分析與總結(jié)。
關(guān)鍵詞：礦產(chǎn)資源；土壤污染；陜西省
礦產(chǎn)資源指經(jīng)過一系列地質(zhì)活動(dòng)形成的，賦存于地下或地表，可供人類開發(fā)利用的礦物或元素的集合體。礦產(chǎn)資源作為社會(huì)發(fā)展的重要物質(zhì)基礎(chǔ)，在現(xiàn)代社會(huì)其利用已經(jīng)遍布生活的方方面面，但是礦產(chǎn)資源的勘探、開發(fā)和利用過程中對(duì)土壤造成了嚴(yán)重的污染。土壤作為人類賴以生存的基礎(chǔ)，一旦污染將嚴(yán)重威脅人類的生命健康。據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國因工礦業(yè)、農(nóng)業(yè)等人類活動(dòng)造成了全國16.1%的土壤或輕或重受到污染[1]。陜西省因其獨(dú)特的地理位置，含有各種不同類型的地質(zhì)構(gòu)造帶，成礦條件良好，礦產(chǎn)資源豐富[2]。根據(jù)1999年的統(tǒng)計(jì)結(jié)果，陜西省共發(fā)現(xiàn)礦產(chǎn)資源137種，其中金屬礦產(chǎn)包括：黑色金屬5種、有色金屬10種、貴金屬2種、稀有以及放射性礦產(chǎn)10種。煤、石油、天然氣的保有儲(chǔ)量分別位居全國的第四位、第五位、第四位。礦產(chǎn)資源分布與土壤污染具有緊密的聯(lián)系，往往礦產(chǎn)資源分布區(qū)，也是土壤嚴(yán)重污染分布區(qū)[3]。
1陜西省礦產(chǎn)資源的分布特征
陜西省位于我國西北地區(qū)，地理位置獨(dú)特，從南至北分為陜北黃土高原、關(guān)中盆地和陜南秦巴山區(qū)，地跨揚(yáng)子、華北、和秦嶺3個(gè)構(gòu)造單元，區(qū)內(nèi)包含各種地貌類型，地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，地層發(fā)育齊全，構(gòu)造活動(dòng)強(qiáng)烈，具有良好的成礦條件[4]。能源礦產(chǎn)主要以煤、石油以及天然氣為主。煤礦主要分布在渭北地區(qū)，特別是銅川、韓城、合陽以及澄城一代，素有渭北“黑腰帶”之稱。石油主要分布在陜北鄂爾多斯盆地，包括靖邊、定邊、延長、延川、字長等縣；天然氣主要分布在靖邊縣與衡山縣[5]。非能源礦產(chǎn)主要分布在陜西中部和陜南地區(qū)，主要包括4個(gè)礦產(chǎn)資源分布區(qū)。①小秦嶺礦產(chǎn)資源開發(fā)區(qū)，主要分布在渭南市、潼關(guān)、華陰、華縣、臨潼以及藍(lán)天等縣市，區(qū)內(nèi)礦產(chǎn)包括以金為主的貴金屬礦產(chǎn)和以鉬為主的有色金屬礦產(chǎn)。②山柞鎮(zhèn)旬礦產(chǎn)資源分布區(qū)，主要分布在山陽、柞水、鎮(zhèn)安、旬陽4地，區(qū)內(nèi)分布有大量鐵礦和釩礦。③鳳太礦產(chǎn)資源分布區(qū)，主要分布在鳳縣和太白縣，有鉛、鋅、金等金屬礦產(chǎn)。④漢中礦產(chǎn)資源分布區(qū)的黑色金屬礦產(chǎn)齊全，包括鐵、錳、鈦以及金、銀、鉛等礦產(chǎn)[6]。
2土壤污染的分布特征
根據(jù)陜西省礦產(chǎn)資源的分布特點(diǎn)，土壤污染可以分為3個(gè)區(qū)：陜北石油污染地區(qū)、渭北金屬礦產(chǎn)污染區(qū)（主要是小秦嶺地區(qū)）以及城市周邊和工業(yè)分布區(qū)。
2.1陜北石油污染區(qū)
陜北地區(qū)以黃土為主，黃土對(duì)石油具有較強(qiáng)的吸附攔截能力，是石油污染的主要宿體之一[7]，石油在黃土中的傳播分為點(diǎn)源傳播和非點(diǎn)源傳播，但以點(diǎn)源傳播為主[8]。進(jìn)入土壤的石油主要富集在20～30cm處，石油烴大部分是大分子，黏附力較強(qiáng)，會(huì)在土壤中形成一層油膜，降低土壤的通透性，影響土壤作物根系的呼吸作用，導(dǎo)致根系腐爛，同時(shí)石油污染物可以被植物吸收進(jìn)入果實(shí)，污染糧食作物。陜北地區(qū)歷史上存在私人開采石油現(xiàn)象，在私人開采過程中，因設(shè)備陳舊、不注意保護(hù)環(huán)境、追求利益最大化，一般采用掠奪式開采方式，造成土壤石油污染嚴(yán)重。李小利等人在2009年通過采樣對(duì)比私人開采地區(qū)巴家河油區(qū)和國有延長燕溝油田的土壤污染情況，發(fā)現(xiàn)兩處油田附近都存在石油土壤污染，私人開采地區(qū)的土壤石油污染更嚴(yán)重[9]。
2.2渭北重金屬污染區(qū)
渭北地區(qū)分布有大量的煤礦和金屬礦產(chǎn)，這些礦產(chǎn)在開采的過程中會(huì)造成不同程度的重金屬污染。在開采煤礦和金屬礦產(chǎn)的過程中，選礦、洗煤等會(huì)產(chǎn)生大量含有重金屬離子的礦山酸性廢水，堆積的尾礦經(jīng)過雨水淋漓重金屬離子也會(huì)被釋放出來，隨著河流水系擴(kuò)散，會(huì)污染河流生態(tài)環(huán)境以及河岸的土壤。礦產(chǎn)資源開采過程中首先引起水體重金屬污染，然后污染物通過水體進(jìn)行傳播進(jìn)而污染流域內(nèi)的土壤。陜西省礦產(chǎn)資源開采造成的環(huán)境污染最典型和最嚴(yán)重的是小秦嶺潼關(guān)金礦區(qū)。1990年，潼關(guān)區(qū)域大氣汞濃度監(jiān)測全部超標(biāo)，最大超標(biāo)38倍。2002年，潼關(guān)縣蒿岔峪河水上段的鉛、汞、鐵超過Ⅰ類水標(biāo)準(zhǔn)；下游河段鉛、汞分別超過Ⅳ類水標(biāo)準(zhǔn)[10]。農(nóng)田土壤主要受到Hg、Cd、Pb的污染，超標(biāo)率分別為89.8%、57.1%和12.2%，研究區(qū)83.6%的土壤已經(jīng)受到不同程度的重金屬污染。小麥和玉米中3種重金屬Hg、Cd、Pb的超標(biāo)率分別為39.1%和44.4%，39.1%和33.3%，47.8%和33.3%[11]。在研究區(qū)農(nóng)田土壤中，Hg、Cd和Pb的污染嚴(yán)重。綜合污染指數(shù)分析表明，研究區(qū)受污農(nóng)田土壤面積達(dá)83.6%，重污染面積達(dá)30.6%。農(nóng)田土壤Hg的生態(tài)危害最大，Cd的生態(tài)危害次之，Pb只具有輕微的生態(tài)危害。從潛在生態(tài)危害指數(shù)來看，有55.1%的土壤樣品具有中等及更強(qiáng)的生態(tài)危害，有44.9%的土壤樣品具有輕微的生態(tài)危害。生態(tài)危害較強(qiáng)的農(nóng)田土壤主要分布在南部。小麥和玉米均受到Hg、Cd、Pb的污染，并且小麥的污染較玉米嚴(yán)重。經(jīng)相關(guān)性分析得到，小麥、玉米籽粒中的重金屬含量與土壤中重金屬含量之間僅在Hg元素表現(xiàn)出顯著的相關(guān)性。潼關(guān)縣金屬礦冶煉廠周邊農(nóng)田也受重金屬污染嚴(yán)重，在冶煉廠區(qū)的0～120cm內(nèi)，土壤中的Cd含量超出國家土壤質(zhì)量三級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，Cd濃度為7.91～361.76mg/kg。礦區(qū)土壤中的Cd、Hg、Pb污染嚴(yán)重，堆料場附近和生產(chǎn)區(qū)的Zn含量超出國家土壤質(zhì)量三級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，周邊農(nóng)田中的Cd含量較高，超出國家三級(jí)標(biāo)準(zhǔn)[12]。
2.3城市周邊和工業(yè)分布地區(qū)
城市土壤是城市環(huán)境的重要組成部分，其污染主要來自工業(yè)三廢、城市生活垃圾以及汽車尾氣排放等。產(chǎn)生的重金屬污染物進(jìn)入土壤中，會(huì)導(dǎo)致土壤的重金屬污染日益嚴(yán)重。以西安市為例，城市路邊土壤中Co、Cr、Cu、Mn、Ni、Pb和Zn的平均含量均高于陜西省土壤的背景值，其中Cu、Pb和Zn嚴(yán)重超標(biāo)，Co和Cr次之，As、Mn和Ni輕度超標(biāo)。其中，As、Mn和Ni主要有自然源和交通源兩種，Cu、Pb和Zn主要來自交通源，Co和Cr主要來自于工業(yè)源[13]。同時(shí)，工業(yè)分布區(qū)土壤也容易受到污染。寶雞市作為西北電力的重要樞紐，電廠周邊土壤受重金屬污染嚴(yán)重[14]。附近農(nóng)田土壤中Cu、Pb、Zn、Co、Cr、Mn、Ni和V的含量均高于陜西省表層土壤的背景值[15]。而且污染物會(huì)進(jìn)入河流，并污染河流沉積物。在渭河寶雞河段沉積物中，Zn、Co、Cd和Hg的平均含量均高于陜西省土壤元素的背景值，其中Cd和Hg分別是陜西省土壤元素背景值的4倍和16倍[16]。
3結(jié)語
陜西省土壤污染主要分布在陜北石油分布地區(qū)，以及關(guān)中地區(qū)金屬礦產(chǎn)和能源礦產(chǎn)分布區(qū)。其中很多污染是歷史遺留問題，主要因?yàn)樵缙诘V山開采過程中缺乏監(jiān)管，私人采礦現(xiàn)象屢禁不止，導(dǎo)致該地區(qū)土壤污染嚴(yán)重。因此，政府必須規(guī)范礦產(chǎn)資源管理，杜絕私人亂開亂采現(xiàn)場。礦山企業(yè)需要增強(qiáng)環(huán)境保護(hù)意識(shí)，對(duì)礦產(chǎn)資源進(jìn)行合理開采，將礦產(chǎn)開采過程中造成的環(huán)境污染控制在環(huán)境的可承受范圍內(nèi)。對(duì)于已經(jīng)造成污染的土壤，進(jìn)行必要的修復(fù)，結(jié)合目前已經(jīng)成熟的土壤修復(fù)技術(shù)，如物理方法、化學(xué)方法、生物方法以及多種修復(fù)方法聯(lián)合技術(shù)進(jìn)行必要的修復(fù)治理。
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作者：羅玉虎 單位：陜西省土地工程建設(shè)集團(tuán)有限責(zé)任公司