摘 要 通過對工作區(qū)土壤地球化學(xué)異常查證，對As、Cd、Cr、Cu、Pb、Ni這6種元素異常分布特征進(jìn)行闡述及成因推斷解釋；對土壤中As、Cr、Cu、Pb等元素地球化學(xué)異常環(huán)境評價，并提出治理建議。

關(guān)鍵詞 泰萊盆地；土壤地球化學(xué)；異常查證

中圖分類號：X820 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B 文章編號：1673-890X（2015）36--02

1 工作區(qū)土壤地質(zhì)背景

泰萊盆地的成土母質(zhì)按沉積形式可分為殘坡積、洪積、沖積和混合相沉積等。在殘坡積物中，根據(jù)母質(zhì)的物源不同又分為酸性巖類、基性巖類、砂頁巖類和石灰?guī)r類等[1]。根據(jù)山東省第2次土壤普查土壤分類系統(tǒng)，工作區(qū)土壤類型主要有棕壤、褐土、粗骨土、砂姜黑土和潮土5個土類。

2 土壤地球化學(xué)異常查證

2.1 異常的識別

地球化學(xué)異常是與背景相比顯著不同的地球化學(xué)分布模式。相關(guān)研究表明，各類土壤地球化學(xué)異常的成因復(fù)雜多樣，從理論上講可能有自然高背景、次生地質(zhì)作用疊加，人為環(huán)境污染以及這些作用的復(fù)合類型。不同成因的地球化學(xué)異常的指示意義和生態(tài)環(huán)境效應(yīng)差異很大[2]。

土壤中元素的全量是基礎(chǔ)，利用土壤中元素的全量分布估計某元素過量或過低異常區(qū)的下限或上限，將有利于潛在有害區(qū)的圈定和描述。

根據(jù)數(shù)理統(tǒng)計學(xué)原理，對某元素過量或不足有害可用下式計算：0±2S。

0：背景平均值，經(jīng)X±2S逐步剔除后的算術(shù)平均值。

S：標(biāo)準(zhǔn)離差S=。

2.2 各元素異常分布特征

本次調(diào)查主要是對環(huán)境影響明顯的高異常元素進(jìn)行，分析了泰萊盆地的地質(zhì)背景、土壤類型、土地利用方式等因素，確定了As、Cd、Cr、Cu、Pb、Ni這6種元素按各盆地土壤元素含量的0+2S為閥值圈定高值異常區(qū)域，各元素異常區(qū)域分布主要在泰萊盆地萊蕪地區(qū)，涉及的地區(qū)有范鎮(zhèn)、楊莊鎮(zhèn)、口鎮(zhèn)、張家洼鎮(zhèn)、牛泉鎮(zhèn)、方下鎮(zhèn)、萊蕪市區(qū)和高莊鎮(zhèn)等地區(qū)。

2.3 異常的成因推斷解釋

按其成因不同可分為地質(zhì)背景異常、礦產(chǎn)開采異常、人為污染異常和多種因素的疊加綜合異常。

2.3.1 地質(zhì)背景異常

自然地質(zhì)背景異常是指土壤形成過程中本身所產(chǎn)生的異常。其分布形態(tài)受河流流域、物質(zhì)來源、地形地貌、沉積分異及土壤類型的控制，產(chǎn)出面積較大，含量均勻，耕層與深層基本一致，多為綜合異常且元素組合與其地球化學(xué)性質(zhì)相符。Pb、As、Sb、Cd等元素幾乎全部分布于古生界地層中，特別是As、Cd、等異常，明顯受古生界地層控制；Zn與各時代閃長巖關(guān)系密切；Hg與古生界和中生界、新生界關(guān)系較密切，城市周圍Hg異常是由污染引起的；Cr異常受白堊系的控制尤其明顯。如大王莊-寨里Cd高異常區(qū)Cd含量473 mg/kg，遠(yuǎn)高于泰萊盆地平均值162 mg/kg，主要是受成土母質(zhì)和地形地貌影響，并且垂向剖面元素含量變化不大。

2.3.2 礦產(chǎn)開采異常

礦產(chǎn)開采使得原有環(huán)境的改變，由于對礦區(qū)的土地和植被破壞、水土流失、三廢的排放等，使礦區(qū)周圍的土壤受到外源物質(zhì)入侵，礦點(diǎn)礦化點(diǎn)周圍土壤中與成礦有關(guān)的Pb、Cu、Zn、As、F等相對含量較高。如南冶-潘西煤礦Cu、Pb高異常區(qū)中Cu、Pb含量分別為47.3 mg/kg和34.7 mg/kg，遠(yuǎn)高于泰萊盆地平均值26.2 mg/kg和28.2 mg/kg，主要是由潘西煤礦引起。

2.3.3 人為污染異常

主要指平原區(qū)的一些非點(diǎn)源污染和在居民點(diǎn)和廠礦周邊的點(diǎn)源污染，由于人類的生存活動，每年有大量廢氣、煙塵等污染物質(zhì)排放到大氣中。這些污染物質(zhì)通過降塵、降雨等途徑，由于盆地地形關(guān)系，污染物質(zhì)不易擴(kuò)散而沉降，降塵最終進(jìn)入土壤表層，一些元素在表層累積明顯。在城鎮(zhèn)周圍土壤中，一些元素含量明顯增高。如泰安市區(qū)周圍的Pb、Cu等、萊蕪市區(qū)周圍的Pb、Cu、Zn等。農(nóng)藥化肥的使用對土壤也有很大的污染。一般情況下，農(nóng)田長期過量施用農(nóng)藥化肥，使得 As、Cd、Cu等重金屬元素在土壤中產(chǎn)生累積，對土壤環(huán)境產(chǎn)生影響。

2.4 土壤地球化學(xué)異常環(huán)境評價

通過對異常區(qū)內(nèi)土壤樣品測試分析，發(fā)現(xiàn)As、Cr、Cu、Pb等元素在該區(qū)域表現(xiàn)為高異常值。樣品數(shù)據(jù)的統(tǒng)計分析結(jié)果見表1。

由表1可知：異常區(qū)的Ni、Pb平均值含量分別是泰萊盆地的1.2倍與1.38倍。通過對比表明表層土壤接受了大量的外源物質(zhì)，致使這些元素的含量驟升。

2.4.1 土壤環(huán)境質(zhì)量綜合評價

按國家《土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB15618-1995），選擇Cd、Hg、Cu、As、Pb、Cr、Zn、Ni對異常區(qū)進(jìn)行土壤環(huán)境質(zhì)量綜合評價。評價方法采用“一票否決法”，首先確定單因子環(huán)境質(zhì)量分級，然后綜合單因子評價結(jié)果，進(jìn)行異常區(qū)土壤環(huán)境質(zhì)量綜合評價。評價結(jié)果見表2。

異常區(qū)土壤環(huán)境質(zhì)量綜合評價結(jié)果表明，異常區(qū)內(nèi)土壤環(huán)境質(zhì)量等級以二級為主，占異常區(qū)土地面積的64.3%，三級土壤主要分布在在萊蕪市區(qū)東南，南冶-潘西煤礦一帶。

2.4.2 生態(tài)環(huán)境影響評價

土壤環(huán)境、水環(huán)境的最終影響于農(nóng)作物，通過對本異常區(qū)內(nèi)的小麥、玉米、生姜、蔥、花椒等農(nóng)作物進(jìn)行分析測試（表3）可知，異常區(qū)內(nèi)的農(nóng)作物重金屬元素含量均沒有超標(biāo)，蔥、生姜達(dá)到國家無公害蔬菜標(biāo)準(zhǔn)。

通過對異常區(qū)進(jìn)行異常查證，對該區(qū)的地質(zhì)構(gòu)造、地貌、土壤母巖母質(zhì)等進(jìn)行了實地調(diào)查，發(fā)現(xiàn)范鎮(zhèn)太平官莊至大辛莊一帶分布有大蒜加工廠、農(nóng)藥化工廠及造紙廠，這些工廠通過大汶河及支流排污，使得周圍土壤受到不同程度的污染，致使本區(qū)的As、Pb、Cr、Cu、Ni等元素的超標(biāo)。調(diào)查還發(fā)現(xiàn)在南冶—潘西煤礦一帶，由于煤礦的開采，使得周圍的土壤也受到一定程度的污染，本區(qū)的Pb、Cr、Cu、Ni等元素的超標(biāo)應(yīng)該是煤礦開采引起的。

3 治理建議

通過對異常區(qū)的土壤基準(zhǔn)值分析，導(dǎo)致該區(qū)土壤重金屬富集的主要原因為工礦企業(yè)的廢水排放。重金屬是相對難在土壤中遷移的污染物，當(dāng)其輸入土壤后總是停留在表層或亞表層很少遷入底層，一般重金屬在土壤中大多數(shù)呈固體沉淀或固體結(jié)合態(tài)，所以它可以隨土體中固相的沖刷或淋洗而發(fā)生遷移，因此致使污染源周圍大面積土壤中元素超過土壤基準(zhǔn)值。

重金屬污染治理一般采用農(nóng)業(yè)治理方法。主要有以下幾點(diǎn)。第一，控制土壤水分，通過控制土壤水分來調(diào)節(jié)其氧化還原電位（Eh），達(dá)到降低重金屬污染的目的。第二，選擇化肥，在不影響土壤供肥的情況下，選擇不含重金屬的化肥；增施有機(jī)肥，有機(jī)肥能夠固定土壤中多種重金屬以降低土壤中重金屬的活性。第三，選擇農(nóng)作物品種，選擇抗污染的植物和不要在重金屬污染的土壤上種植進(jìn)入食物鏈的植物；因地制宜地種植玉米、水稻、大豆和小麥等，因為重金屬在作物體內(nèi)分配規(guī)律是根>莖葉>籽實。第四，合理利用農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)工程措施，可以保持土壤的肥力，改良和防治土壤重金屬污染，提高土壤質(zhì)量，并能與自然生態(tài)循環(huán)和系統(tǒng)協(xié)調(diào)運(yùn)作。

參考文獻(xiàn)

[1]孫文廣，劉豐武，冷旭勇，等.山東省泰萊盆地農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境地質(zhì)調(diào)查報告[R].濟(jì)南：山東省第一地質(zhì)礦產(chǎn)勘查院，2009.

[2]浙江省人民政府，國土資源部中國地質(zhì)調(diào)查局.浙江省農(nóng)業(yè)地質(zhì)環(huán)境調(diào)查報告[R].2009.

（責(zé)任編輯：劉昀）