稀土尾矿库重金属污染对周边土壤肥力的影响

摘要

大量矿山资源的开发利用给人类带来经济效益，同时对矿区及其周边的生态环境造成了严重影响。冶炼过程中产生的大量废水和废渣被储存在尾矿库中。早期尾矿库建造时并没有做好防渗漏和覆盖措施，致使尾矿中的有毒有害物质将通过大气飘尘和渗漏等方式进入周边的环境，对土壤、大气、水体和动植物等都造成不同程度的污染和破坏。
　　目前大量研究集中在尾矿库污染评价上，而对周边地区土壤肥力的影响研究报道较少。本研究以北方某稀土尾矿库为研究对象，利用国家标准方法对其周边土壤中的重金属含量、土壤养分水平以及土壤酶活性进行测定。使用不同的评价方法评价其复合污染程度及其对区域土壤肥力的影响效应。结果显示：
　　（1）稀土尾矿库周边地区的土壤重金属Cd、As、Pb、Cr、Ni存在不同程度的污染。其中以Cd污染较重且具有一定的潜在生态危害，其次是As元素。尾矿库周边湿地土壤污染程度比农田土壤严重，表层（0-20 cm）土壤污染最重，且随着土层深度增加而减轻。
　　（2）整个研究区域的土壤肥力普遍较低，耕作层的土壤养分高于底层。有机质和总磷含量在湿地土壤中较高，水解氮和速效钾含量在农田土壤中较高。土壤养分整体优劣程度为有机质>全磷>水解氮>速效钾、农田土壤>湿地土壤。
　　（3）农田土壤中脲酶、蔗糖酶和碱性磷酸酶活性高于湿地。脲酶在各样点的差异性显著。在农田土壤中随着与尾矿库距离的增加，三种酶的活性整体呈上升趋势。过氧化氢酶活性为湿地土壤高于农田，且随着距离的增加呈显著下降趋势。黄河湿地与尾矿库湿地之间差异性不大。
　　（4）除有机质外，其他土壤养分之间、土壤酶之间以及土壤养分与土壤酶之间均成中度或高度相关。重金属元素Pb和Ni与土壤养分、土壤酶之间的相关性较高。重金属元素与土壤酶的相关性高于重金属元素与土壤养分的相关性。
　　尾矿库周边土壤受到了一定程度的元素污染，其中Cd和As污染较重，应该引起人们的关注。土壤肥力普遍较低，农田土壤>湿地土壤。相关性分析结果显示重金属污染对土壤酶活性的影响作用要大于对土壤养分的影响作用。本研究对当地土地资源保护和居民健康具有重要意义。