基于Meta分析的矿区周边土壤重金属污染特征及风险评价

董鑫; 胡浩然; 张晓晴; 任大军; 张淑琴

doi:10.13745/j.esf.sf.2023.9.9

地学前缘 ›› 2024, Vol. 31 ›› Issue (2) : 93 -102. DOI: 10.13745/j.esf.sf.2023.9.9

农田土壤污染机制与风险评价

基于Meta分析的矿区周边土壤重金属污染特征及风险评价

董鑫 ¹ ,
胡浩然 ¹ ,
张晓晴 ¹^,²^,^* ,
任大军 ¹^,² ,
张淑琴 ¹^,²

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A Meta-analysis of the distribution characteristics and ecological risk of heavy metals in mining areas

Xin DONG ¹ ,
Haoran HU ¹ ,
Xiaoqing ZHANG ¹^,²^,^* ,
Dajun REN ¹^,² ,
Shuqin ZHANG ¹^,²

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摘要

本文基于2002—2022年期间,知网、万方、Web of Science数据库收录的矿区周边土壤重金属文献数据,采用Meta分析方法,探讨我国不同地区和矿种类别的矿山开采对土壤重金属分布特征的影响。同时,结合地累积指数法和潜在生态风险指数法评估矿区周边土壤重金属生态风险。Meta分析结果显示,我国矿区周边土壤中镉(Cd)、汞(Hg)、铜(Cu)、铅(Pd)、锌(Zn)、砷(As)、镍(Ni)和铬(Cr)的浓度相较于土壤背景值,分别增加了820.7%、309.6%、158.6%、158.6%、146.0%、103.4%、24.6%和15%,其中,Cd和Hg增加量较多。从地区来看,中南和西南地区的矿区周边土壤重金属的效应值较大,其重金属浓度增加量分别为285.7%和180.1%,其中西南、中南和华东地区矿山周边土壤中Cd、Hg、Zn、Pb和Cu的含量增加较为显著,华北和东北地区的Cd和As、西北地区的Cd和Hg增加较为显著。从矿种类型看,铅锌矿、多金属矿、铜矿、金矿、汞矿、钼矿、锰矿、锡矿和包含石墨矿等其他矿种的周边土壤重金属浓度增加量为166.4%~617.1%,其中铅锌矿开采会使得Cd、Hg、Pb和Zn显著累积,金矿开采对As、Hg和Pb累积显著,铜矿、石墨、硫铁矿等其他矿种对Cd和Cu的含量累积显著,各类型矿对Ni和Cr的累积影响都很小。地累积指数法和潜在生态风险指数法评价结果显示,我国矿区周边土壤Cd和Hg地累积污染指数分别达到中等和轻微污染等级,且大部分土壤位点二者都具有高等级的潜在生态风险,因此,需加强矿区周边重点重金属Cd和Hg的污染防治。