某铅锌矿周边农田土壤重金属污染评价及农产品污染特征

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中图分类号：X825 文献标志码：A 文章编号：1000-2367（2025）05-0060-10

据2014年全国土壤污染调查公报[显示，我国耕地土壤环境质量堪忧，尤其是无机污染物超标严重，且重度污染企业用地及周边土壤超标点位占比最高.云南号称“有色金属”王国，伴随着经济快速发展、矿产资源的过度开发等，当地耕地土壤环境污染问题日益严峻[2-3].矿产开采过程中，废水排放、废渣处理不当会导致周边土壤累积大量的重金属[4-6]，土壤中的重金属可以通过降雨淋溶到地下水，或通过植物进入食物链威胁到人类健康[7-9].以往针对矿区土壤重金属污染评价的研究较多[10-11]，但进一步利用模型对重金属污染来源的定量解析的研究较少.

本研究区位于云南西北部，具有丰富的铅、锌、铜资源，其开采居全国首位、世界第二.随着勘探力度的进一步加大，矿区周边环境问题愈发严峻.因此，对研究区域周边农田土壤重金属进行综合污染风险评估和污染源来源解析是极其必要的.近年来，国内外学者对土壤中重金属污染风险评价方法进行了广泛的研究[12-15].目前污染评价的方法包括单因子指数法、地累积指数法[12]、潜在生态危害指数法[13]等.文献[14]利用地累积指数法，结合改进的内梅罗指数法和潜在的生态风险指数法对秘鲁两地的重金属污染风险进行综合评价;贾莉等[15]以池州市某典型农用地为例，采用单因子指数法、潜在生态危害指数法和内梅罗综合污染指数法对农田土壤重金属污染进行生态风险评价.

本文基于云南某铅锌矿周边农田土壤重金属含量的调查和分析，以 2018年正式颁布实施的农田《土壤环境质量标准》[16]结合评价多种土壤中重金属污染评估的方法综合评价了研究区农田土壤重金属污染情况，采用主成分分析（PCA）和正定矩阵因子分解（PMF）模型对该研究区表层土壤中7种重金属的来源进行了定量解析，研究了其空间变异情况，筛选主要污染源并统计了农产品重金属含量特征，能够从不同角度较为全面地了解研究区的土壤重金属污染现状，为该研究区重金属污染农田的安全利用和重金属污染治理提供科学依据和理论指导，为保障土地安全健康和土地资源的可持续利用提供数据支撑.

1 材料与方法

1.1 研究区概况

研究区位于云南省西北部， 26∘22′～26∘34′N 99∘13′～99∘26′E. 采样区属于低纬高原季风气候，四季不分明，干湿季节分明.平均海拔超过 2240m 一年内有霜期 175d ，最高气温可达 31.5∘C ，土壤以紫色土为主，主要种植小麦、玉米、马铃薯等作物.在研究区采集了旱田土壤和农产品一对一的有效样点，共采集31对样点.采集玉米（ZeamaysL.）等谷物类样品12个，马铃薯（Solanumtuberos-umL.）等薯类作物样品12个，白菜（Brassicarapavar.glabraRegel）等叶菜蔬菜样品7个.

1.2 样品采集与分析

土壤采样以随机采样调查为主，采用梅花点采样法在研究区域内采集多点混合样，通常为 3～ 5个具有代表性的采样点，使用土钻垂直钻取 0～ 20cm 深度的表层土壤混合为单一样品，采样过程中去除大颗粒石块、植物根部及塑料等杂质后采用四分法取 2kg 土壤样品，并将采集的土壤样本迅速封装于聚乙烯袋内，做好相应标识，随后在通风良好的环境中自然晾干.晾干后的土壤样本用木棍捣碎，确保土样能完全通过 0.149mm 的尼龙筛，并充分混合以备检测.农产品采集时，将植株可食部分装入纸封袋内带回实验室，先用清水清洗，再用蒸馏润洗，晾干水分， 105°C 杀青后， 70∘C 烘干，研磨过 0.149mm 筛备用.土壤重金属Cd、Cu、Ni、Pb、Zn的测定，采用 HNO3-HF-HClO4 法消解后，Pb和Cd参照国家标准 ⟨GB/T17141-1997⟩，C Cr 参照国家标准 （GB/T17137-1997），C1 和 Zn 参照国家标准（GB/T17138—1997）， Ni 参照 （GB/T17139-1997） ，使用火焰原子吸收分光光度法对以上重金属进行含量测定；而As和 Hg 则经王水（硝酸 （ρ=1.42g/mL） 和盐酸（2 （ρ=1.19g/mL） 的体积比 1：3） 消解后，参照国家标准 （GB/T22105.1-2008） 采用AFS-8520型原子荧光光度计进行测定.农产品重金属 Cu，Pb，Zn，Cd，Ni 含量测定参照国家标准 （GB5009.268-2016） ，采用ICA-PRQ型电感耦合等离子质谱仪进行测定；As、 Hg 含量则分别参照（ （GB5009.11-2014） 和 （GB5009.17- 2021），采用AFS-8520型原子荧光光度计进行测定。（剩余11131字）