CN111768064A - 一种煤矿区土壤重金属污染实用评价方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及土壤重金属污染评估技术领域，公开了一种煤矿区土壤重金属污染实用评价方法。本发明可行性强，实际应用研究价值高，以煤矿区土壤重金属背景值、土壤基线值、煤矿区土壤环境中的单因子污染指数和内梅罗综合污染指数、煤矿区土壤污染风险中的潜在生态危害指数为基础量化数值，划分土壤重金属元素含量污染程度等级划分，确立煤矿区土壤重金属污染实用评价方法。煤矿区重金属污染土壤环境质量的评价提供有效途径，能够对土壤重金属污染状况进行更加准确的描述和评定，提高了煤矿区土壤重金属污染环境评价的有效性和准确性，适合在煤矿区范围内重金属污染土壤环境的研究中推广使用。
Description
技术领域
本发明涉及土壤重金属污染评估技术领域，尤其涉及一种煤矿区土壤重金属污染实用评价方法。
背景技术
土壤是国家重要的自然资源，也是人类赖以生存和发展的物质基础。随着人口的增加、矿业的发展和人均耕地面积的减少，合理利用、管理和修复矿区土壤资源显得尤为重要。我国的能源结构以煤炭为主，煤炭占一次性能源消费的70％左右，在近几十年将不会改变。煤炭在为我国经济发展做出巨大贡献的同时，也对矿区土壤环境造成了严重影响。如煤炭开采区地表塌陷；矿区固体废弃物(煤矸石、粉煤灰)在地表堆积使土地资源丧失、土壤用途改变及污染等。矿业城市是依托煤矿资源开采而兴起和发展起来的资源型城市，煤炭开采及其相关产业在国民经济中占据重要位置，同时也面临比其他城市更为严重的生态环境问题。针对煤矿区中具有典型代表性的煤矿区以及矿业城市土壤重金属污染进行系统的研究就具有非常重要的实际意义。
因地表沉陷、采矿废弃物(煤矸石堆、粉煤灰堆)的不断扩大，给本来就土地贫乏的煤矿区带来了巨大的压力，以及由此导致的土壤污染物(微量元素、有机物等)的影响，极大增加了煤矿区地区的整体运营成本。采用何种方法解决现有评价手段不能有效定量评价煤矿区土壤重金属污染特性，为煤矿区重金属污染土壤环境质量的评价提供有效途径，同时能够对土壤重金属污染状况进行更加准确的描述和评定，提高煤矿区土壤重金属污染环境评价的有效性和准确性。为煤矿资源型城市整体的土地规划、土壤环境管理及生态恢复提供技术支持，为煤矿区重金属污染土壤的防治及修复提供更加有效的决策支持，必将有利于推动整个地区经济的持久快速发展。为此，我们提出了一种煤矿区土壤重金属污染实用评价方法。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中存在的上述问题，提供一种煤矿区土壤重金属污染实用评价方法，能够解决现有评价手段不能有效定量评价煤矿区土壤重金属污染特性，为煤矿区重金属污染土壤环境质量的评价提供有效途径，能够对土壤重金属污染状况进行更加准确的描述和评定，提高了煤矿区土壤重金属污染环境评价的有效性和准确性。
为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本发明是通过以下技术方案实现：
一种煤矿区土壤重金属污染实用评价方法，包括以下步骤：
步骤一:土壤样品的采集和预处理，土壤样品在通风条件下风干，再经过5-10目的网筛进行筛分，筛分的同时去除根系、杂物、石子，然后充分混合合用四分法缩分后，再经过50-80目的尼龙筛筛分选出土壤样品，留以备用；
步骤二:土壤样品重金属分析，使用原子吸收分光光度计和精密酸度机进行分析；同时进行土壤样品PH值的测定和土壤重金属的测定，
步骤三:土壤样品重金属污染评价，使用重金属污染评价采用单向污染指数法对土壤样品重金属污染评价；当Pi≤1时,表示土壤未受污染；Pi≥1,表示.土壤受到污染，且Pi值越大，说明土壤受到的污染越严重。
优选地，上述一种煤矿区土壤重金属污染实用评价方法中，所述步骤三中的重金属污染评价用土壤污染物实测值和评价标准作比较，计算土壤污染物的污染指数，计算公式为：Pi=ci/si。
优选地，上述一种煤矿区土壤重金属污染实用评价方法中，所述单向污染指数法式中Pi为土壤中污染物i的污染指数；ci为土壤中污染物的实测浓度；si为污染物i的评价标准。
优选地，上述一种煤矿区土壤重金属污染实用评价方法中，所述步骤一中的土壤样品的采集采用S形布点采样法进行采集，每一样点的土壤按较多点混合法采集0-15cm²的土壤。
优选地，上述一种煤矿区土壤重金属污染实用评价方法中，所述土壤样片测试的重金属包括镉Cd、铅Pb、铜Cu、锌Zn和PH值。
优选地，上述一种煤矿区土壤重金属污染实用评价方法中，所述土壤重金属含量化学测定；用氢氟酸-高氯酸-硝酸消解法测定。
优选地，上述一种煤矿区土壤重金属污染实用评价方法中，所述步骤三中的土壤样品重金属污染评价，还可采用内梅罗综合指数评价法，所述内梅罗综合指数评价法式中P为综合污染指数，所述内梅罗综合指数在单因子指数法的基础上，对环境中要污染物进行综合污染评价，分析高浓度物质在土壤环境中的影响。
本发明的有益效果是：本发明可行性强，实际应用研究价值高，以煤矿区土壤重金属背景值、土壤基线值、煤矿区土壤环境中的单因子污染指数和内梅罗综合污染指数、煤矿区土壤污染风险中的潜在生态危害指数为基础量化数值，划分土壤重金属元素含量污染程度等级划分，确立煤矿区土壤重金属污染实用评价方法。该方法可以解决现有评价手段不能有效定量评价煤矿区土壤重金属污染特性，为煤矿区重金属污染土壤环境质量的评价提供有效途径，能够对土壤重金属污染状况进行更加准确的描述和评定，提高了煤矿区土壤重金属污染环境评价的有效性和准确性，适合在煤矿区范围内重金属污染土壤环境的研究中推广使用。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明土壤重金属污染实用评价方法的流程图。
图2为本发明土壤重金属含量测定结果。
图3为本发明中国重金属的土壤PH环境质量标准。
图4为本发明土壤污染水平分级标准。
图5为本发明土壤污染评估指数。
图6为综合污染指数公式。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1、6所示，本实施例为一种煤矿区土壤重金属污染实用评价方法，包括以下步骤：
步骤一:土壤样品的采集和预处理，土壤样品在通风条件下风干，再经过5-10目的网筛进行筛分，筛分的同时去除根系、杂物、石子，然后充分混合合用四分法缩分后，再经过50-80目的尼龙筛筛分选出土壤样品，留以备用，土壤样片测试的重金属包括镉Cd、铅Pb、铜Cu、锌Zn和PH值。
步骤二:土壤样品重金属分析，使用原子吸收分光光度计和精密酸度机进行分析；同时进行土壤样品PH值的测定和土壤重金属的测定，土壤重金属含量化学测定；用氢氟酸-高氯酸-硝酸消解法测定。
步骤三:土壤样品重金属污染评价，使用重金属污染评价采用单向污染指数法对土壤样品重金属污染评价；当Pi≤1时,表示土壤未受污染；Pi≥1,表示.土壤受到污染，且Pi值越大，说明土壤受到的污染越严重；步骤三中的重金属污染评价用土壤污染物实测值和评价标准作比较，计算土壤污染物的污染指数，计算公式为：Pi=ci/si；单向污染指数法式中Pi为土壤中污染物i的污染指数；ci为土壤中污染物的实测浓度；si为污染物i的评价标准。步骤一中的土壤样品的采集采用S形布点采样法进行采集，每一样点的土壤按较多点混合法采集0-15cm²的土壤。步骤三中的土壤样品重金属污染评价，还可采用内梅罗综合指数评价法，内梅罗综合指数评价法式中P为综合污染指数，内梅罗综合指数在单因子指数法的基础上，对环境中要污染物进行综合污染评价，分析高浓度物质在土壤环境中的影响。
请参阅图2~5所示，图5中为贵州织金矿区的单项污染指数可以看出，除样点SJ06.XY05.XY06外，其余各样点均受到不同程度的Cu污染；SJ01.SJ0s.SJ07.FX02.FX05.FX06的土壤已经开始受到Zm的污染；除兴源煤矿区的土壤在PB的污染警戒线内，未受污染外，其余两煤矿区的各个样点的土壤都开始受到Pb的不同程度污染；各样点的土壤均已经开始受到Cd的不同程度的污染。从各样点的综合污染指数可知，除样点XY03.XY06的土壤在污染警戒线内外，其余样点的土壤都达到不同程度的污染，样点SJ03.SJ07XY02.XY04的土壤为中污染，剩下各样点均为轻污染。
从各元素的综合污染指数可知,煤矿区土壤Cu的污染较严重，为中污染水平，土壤作物均已受到污染:其它3种重金属均为轻污染。表明土壤轻度污染，作物开始受到污染。4种重金属的综合污染指数顺序为Cu>Cd>Pb>Zn。
本发明的评估方法设计合理，可行性强，实际应用研究价值高，以煤矿区土壤重金属背景值、土壤基线值、煤矿区土壤环境中的单因子污染指数和内梅罗综合污染指数、煤矿区土壤污染风险中的潜在生态危害指数为基础量化数值，划分土壤重金属元素含量污染程度等级划分，确立煤矿区土壤重金属污染实用评价方法。该方法可以解决现有评价手段不能有效定量评价煤矿区土壤重金属污染特性，为煤矿区重金属污染土壤环境质量的评价提供有效途径，能够对土壤重金属污染状况进行更加准确的描述和评定，提高了煤矿区土壤重金属污染环境评价的有效性和准确性，适合在煤矿区范围内重金属污染土壤环境的研究中推广使用。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。
Claims (7)
1.一种煤矿区土壤重金属污染实用评价方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤一:土壤样品的采集和预处理，土壤样品在通风条件下风干，再经过5-10目的网筛进行筛分，筛分的同时去除根系、杂物、石子，然后充分混合合用四分法缩分后，再经过50-80目的尼龙筛筛分选出土壤样品，留以备用；
步骤二:土壤样品重金属分析，使用原子吸收分光光度计和精密酸度机进行分析；同时进行土壤样品PH值的测定和土壤重金属的测定，
步骤三:土壤样品重金属污染评价，使用重金属污染评价采用单向污染指数法对土壤样品重金属污染评价；当Pi≤1时,表示土壤未受污染；Pi≥1,表示.土壤受到污染，且Pi值越大，说明土壤受到的污染越严重。
2.根据权利要求1所述的一种煤矿区土壤重金属污染实用评价方法，其特征在于：所述步骤三中的重金属污染评价用土壤污染物实测值和评价标准作比较，计算土壤污染物的污染指数，计算公式为：Pi=ci/si。
3.根据权利要求2所述的一种煤矿区土壤重金属污染实用评价方法，其特征在于：所述单向污染指数法式中Pi为土壤中污染物i的污染指数；ci为土壤中污染物的实测浓度；si为污染物i的评价标准。
4.根据权利要求1所述的一种煤矿区土壤重金属污染实用评价方法，其特征在于：所述步骤一中的土壤样品的采集采用S形布点采样法进行采集，每一样点的土壤按较多点混合法采集0-15cm²的土壤。
5.根据权利要求1所述的一种煤矿区土壤重金属污染实用评价方法，其特征在于：所述土壤样片测试的重金属包括镉Cd、铅Pb、铜Cu、锌Zn和PH值。
6.根据权利要求1所述的一种煤矿区土壤重金属污染实用评价方法，其特征在于：所述土壤重金属含量化学测定；用氢氟酸-高氯酸-硝酸消解法测定。
7.根据权利要求1所述的一种煤矿区土壤重金属污染实用评价方法，其特征在于：所述步骤三中的土壤样品重金属污染评价，还可采用内梅罗综合指数评价法，所述内梅罗综合指数评价法式中P为综合污染指数，所述内梅罗综合指数在单因子指数法的基础上，对环境中要污染物进行综合污染评价，分析高浓度物质在土壤环境中的影响。
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