铅锌矿尾砂重金属污染物对不同土地利用类型土壤性质影响的典范对应分析

摘要

广西阳朔思的村铅锌矿尾矿砂坝坍塌造成了大面积农田污染,已往报道多集中在金属矿山开采过程中产生的废液及大量固体废弃物堆砌而造成的环境污染,较少关注因尾矿砂坝坍塌所造成的这种土壤重金属特殊污染模式.本文运用典范对应分析(CCA)研究铅锌矿尾砂坝坍塌对不同土地利用类型(玉米地、柑橘园、水稻田)造成的重金属(铅、锌、铜、镉)污染以及对土壤理化性质(有机碳、碱解氮、速效磷、速效钾、阳离子交换量、碳氮比、pH值)的影响.CCA分析结果表明,研究区污染以铅、锌、镉为主,铜次之,其中锌和镉的空间分布格局受土地利用类型的影响更明显,并且镉对水稻田产生的环境风险最高.此外,在土壤中尾矿砂分布不均的前提下,土地利用类型是造成土壤重金属污染空间分布不同的重要驱动力,受土壤质地和矿砂性质的影响,重金属污染引起的酸化效应在供试土壤中不明显,使得CCA图中pH值所代表的点远离重金属箭头连线;阳离子交换量距重金属连线较近,受重金属影响明显并随重金属污染的加剧而减小;碱解氮、速效磷、速效钾等速效养分受重金属污染的影响并不显著,但与施肥配比和农业管理密切相关;有机碳与重金属箭头连线分布象限相同且包裹于其中,与重金属质量分数呈正相关关系,相较于玉米地和柑橘园,水稻田中有机碳积累量更大,达到18.14 g/kg,可能因稻田中微生物的碳源代谢利用能力明显降低,土壤中有机碳的矿化分解受阻,导致水稻土中有机碳的积累.此外,尾矿砂作为土壤重金属的持续性释放源,尽管对土壤的基本理化性质尤其是速效养分的影响并不明显,但能够通过影响土壤微生物群落间接影响土壤碳循环.