馬學(xué)利

摘 要：礦產(chǎn)是一個國家重要的資源和發(fā)展保障，同時礦業(yè)開發(fā)尤其金屬礦產(chǎn)對空氣、水、土壤生態(tài)環(huán)境的影響不容忽視。通過分析北京閉坑金礦山2018—2020年土壤地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測成果，以當(dāng)?shù)氐V產(chǎn)和采選冶史、土壤、特色農(nóng)產(chǎn)品大桃等為研究對象，以As、Cd、Cr、Pb、Hg、Cu、Zn、Ni等8種金屬元素為主要評價指標(biāo)，對礦山周邊土壤地質(zhì)環(huán)境、人為污染狀況、農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量、生物富集能力等進(jìn)行評價，探討了土壤、農(nóng)產(chǎn)品地球化學(xué)質(zhì)量與礦產(chǎn)采、選、冶之間的時空關(guān)系。研究表明，金屬礦產(chǎn)開發(fā)對環(huán)境的影響并不隨礦山停采、關(guān)閉而停止，其對周邊土壤環(huán)境還將持續(xù)產(chǎn)生不利影響，并已逐漸影響了當(dāng)?shù)靥厣r(nóng)產(chǎn)品的品質(zhì)。提出應(yīng)對在生產(chǎn)和閉坑礦山周邊土壤、水環(huán)境進(jìn)行長期監(jiān)測和研究，并采取必要的避讓措施，如減少或退出食用農(nóng)作物種植，改種生態(tài)林等。

關(guān)鍵詞：土壤地質(zhì)環(huán)境;金屬礦山;農(nóng)產(chǎn)品;北京;閉坑金礦山

Abstract： Mineral resources are an important national resource and a guarantee for development， but the impact of the metal mineral resources on the air， water and soil ecological environment can not be ignored. Taking a gold mine in Beijing suburb which was closed several years ago as an example， the results of its soil geology environmental monitoring from 2018 to 2020 in the study area are analyzed. Local mineral resources， mining and metallurgy history， soil， characteristic agricultural products such as peaches are taken as the research objects， and As， Cd， Cr， Pb， Hg， Cu， Zn and Ni are used as the main evaluation indexes. The geological environment of the soil， the man-made pollution， agricultural products quality and bio-concentration ability in the vicinity of the mine are studied and evaluated. The temporal and spatial relations between the quality of soil and agricultural geochemistry and the mining， dressing and smelting of minerals are also discussed. The study shows that the effect of metal mineral exploitation on environment does not stop with the stoppage and closure of mines. It has a continuous adverse effect on the environment of the surrounding soil， and has gradually affected the local characteristics of the quality of agricultural products. It is suggested that long-term monitoring and research should be carried out on the soil and water environment around the operating and closed mines. Necessary avoidance measures should be taken， such as reducing or withdrawing from the cultivation of food crops and planting ecological forests， etc.

Keywords： soil geological environment; metal mine; agricultural products; Beijing; closed gold mine

礦產(chǎn)是一個國家重要的資源和發(fā)展保障，提供了社會生產(chǎn)所需要的諸多原材料。但是礦產(chǎn)的開發(fā)和利用同時又帶來了一系列的環(huán)境問題，對空氣、水和土壤質(zhì)量可能造成嚴(yán)重的污染，并帶來生態(tài)風(fēng)險。北京市礦產(chǎn)資源豐富，礦種眾多，隨著政策的調(diào)整，礦業(yè)近年來已逐步退出國民經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域，至2020年底絕大部分礦山已關(guān)閉，但歷史上因為礦山開采和選、冶引起的土壤重金屬污染問題依舊存在。重金屬污染是不可降解的，在自然界中可以存在很長時間，土壤中的重金屬積累到一定程度就會對土壤-植物系統(tǒng)產(chǎn)生毒害，不僅導(dǎo)致土壤的退化、農(nóng)作物產(chǎn)量和品質(zhì)的降低，而且通過大氣沉降、地表和地下徑流、淋洗作用污染地表水和地下水，進(jìn)而可能通過食物鏈危害人體健康和生命（呂曉男等，2007）。礦山周邊的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)受到影響的可能性更大。

金屬元素富集形成礦產(chǎn)，是重金屬異常的自然來源;隨著礦產(chǎn)的開采和冶煉形成的擴(kuò)散性重金屬污染，屬于人為干擾來源，其范圍要遠(yuǎn)大于前者。礦山生產(chǎn)引起的土壤污染無法采用人工手段去徹底根治，比較合理的措施是避讓，即在發(fā)現(xiàn)存在污染的地區(qū)減少或者退出糧食、蔬菜水果等直接進(jìn)入居民餐桌的農(nóng)作物生產(chǎn)。因此，查明因礦山生產(chǎn)而引起的周邊土壤污染現(xiàn)狀，農(nóng)產(chǎn)品中重金屬種類、含量等狀況，并評估其對生態(tài)環(huán)境的影響，顯得尤為重要。

本文以北京郊區(qū)某關(guān)閉的金礦山為例，依托“北京市土壤地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測網(wǎng)”運(yùn)行項目，結(jié)合2018—2020年監(jiān)測成果，對該礦山一帶土壤重金屬環(huán)境質(zhì)量、當(dāng)?shù)靥厣r(nóng)產(chǎn)品中重金屬含量，以及土壤與作物之間的關(guān)系進(jìn)行研究探討，為加強(qiáng)土壤、礦山等相關(guān)監(jiān)測和研究工作提供一些思路和參考。

1 礦產(chǎn)開發(fā)和監(jiān)測工作概述

（1）金礦開發(fā)簡史

在各類資料中出現(xiàn)的該金礦名稱，通常有2個含義，其一指金礦床產(chǎn)地（金礦區(qū)），指位于研究區(qū)西側(cè)山區(qū)的礦產(chǎn)資源勘查和礦山開采區(qū)（圖1）;另一含義指金礦選冶廠，實指原金礦選礦廠，位于礦區(qū)以東的溝口、距礦區(qū)中心約2 km。該礦開采歷史悠久，早在唐朝就已發(fā)現(xiàn)并開采，到日偽時期開采量均無法估計;解放后民采不斷，嚴(yán)重破壞了資源。1960年北京市冶金局接管籌建金礦選廠，1965年建成日處理礦石50 t的采選聯(lián)合企業(yè)，進(jìn)行土法生產(chǎn)，至1977年礦山停產(chǎn)時期，采出礦石量22.6萬t，產(chǎn)金1596 kg;1987—2003年，由平谷區(qū)政府黃金公司管理時期，建成一座日處理礦石50 t的選廠，采用全泥氰化工藝，采出礦石約15萬t，產(chǎn)金900 kg。該礦區(qū)經(jīng)過多年開采，資源枯竭，已不具備工業(yè)利用價值，2004年4月礦山閉坑，選礦廠關(guān)閉，至今已逾16年（北京市地質(zhì)工程設(shè)計研究院，2010）。

（2）土壤地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測工作簡述

北京市土壤地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測網(wǎng)從2015年建成開始運(yùn)行之初，在研究區(qū)一帶設(shè)置了農(nóng)業(yè)重點(diǎn)監(jiān)測區(qū)，主要針對該區(qū)的大桃種植區(qū)土壤地球化學(xué)質(zhì)量和果品中重金屬元素、營養(yǎng)元素等進(jìn)行長期監(jiān)測。經(jīng)過不斷完善，至2018年形成了目前的點(diǎn)位布局，共布設(shè)75個固定的土壤監(jiān)測點(diǎn)，每年采集20～30個鮮桃樣品，并采取同點(diǎn)位根系土樣品，對本地區(qū)特色農(nóng)產(chǎn)品和土壤環(huán)境質(zhì)量進(jìn)行地球化學(xué)監(jiān)控和評價。

近3年的連續(xù)監(jiān)測顯示，該金礦雖已關(guān)閉多年，但對周邊土壤中重金屬的污染仍在持續(xù)，并已對當(dāng)?shù)剞r(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)產(chǎn)生了影響。

2 監(jiān)測點(diǎn)布置和監(jiān)測指標(biāo)

研究區(qū)監(jiān)測點(diǎn)位的布局自2018年形成以來相對穩(wěn)定，監(jiān)測點(diǎn)的構(gòu)成（圖1）和監(jiān)測指標(biāo)、樣品類型（介質(zhì)）包括：

（1）75個固定點(diǎn)。編號為T01—T75，在區(qū)內(nèi)大致均勻分布，平原地帶和東、西側(cè)丘陵均布設(shè)了監(jiān)測點(diǎn)。土壤樣品取深度0～20 cm的表層土壤。測試項目為土壤元素全量、pH值、有機(jī)碳（Corg）和陽離子交換量（CEC）等，共計55項。

（2）農(nóng)作物監(jiān)測點(diǎn)。2019年、2020年分別采集了當(dāng)?shù)靥厣r(nóng)產(chǎn)品（大桃）樣品28件、16件。測試項目均為Hg、Cd、As等重金屬元素，B、Fe、Mn等有益微量元素，以及F、Se健康元素，共計15項，用以評價大桃中有益和有害元素含量是否符合食品標(biāo)準(zhǔn)。

（3）農(nóng)作物（同點(diǎn)）根系土樣點(diǎn)。在采集農(nóng)作物樣品的同時，采取同點(diǎn)位根系土樣品，樣品為深度0～20 cm的表層土壤。根系土樣品與農(nóng)作物樣品采用同一編號。測試項目共計50項，包括元素全量中30項常量元素、微量元素、重金屬元素，部分元素有效態(tài)和理化指標(biāo)pH、Corg和CEC等，主要關(guān)注土壤中有益元素的含量和必要大量、微量的有效態(tài)，評價有害元素是否符合相關(guān)食品產(chǎn)地土壤標(biāo)準(zhǔn)。

（4）垂向剖面樣點(diǎn)。為完整地反映元素在剖面中的分布特點(diǎn)，2020年共布置了12個垂向剖面。剖面深度為2～4 m，采樣深度根據(jù)實際情況確定，采用連續(xù)采樣法，按照0～0.2 m、0.2～0.5 m，0～0.5 m，0.5～1 m，……，等間隔布置，同時結(jié)合巖性采集不同深度的土壤樣品。測試項目為常量元素、重金屬元素、部分微量元素和理化指標(biāo)pH、Corg和CEC，共計30項，用以分析元素在不同深度含量的變化，評價土壤人為污染狀況。

本文主要針對土壤和農(nóng)作物中砷（As）、鎘（Cd）、鉻（Cr）、鉛（Pb）、汞（Hg）、銅（Cu）、鋅（Zn）、鎳（Ni）等8種金屬元素進(jìn)行分析和評價。

3 土壤環(huán)境、農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量評價及與礦山關(guān)系探討

3.1固定監(jiān)測點(diǎn)的土壤環(huán)境質(zhì)量評價

（1）存在土壤重金屬元素超標(biāo)項的固定監(jiān)測點(diǎn)情況

對75個固定監(jiān)測點(diǎn)3年來 As、Cd、Cr、Pb、Hg、Cu、Zn、Ni等8種金屬元素，參照GB 15618-2018《土壤環(huán)境質(zhì)量 農(nóng)用地污染風(fēng)險管控標(biāo)準(zhǔn)（試行）》，用風(fēng)險篩選值和風(fēng)險管制值標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)計超標(biāo)情況，結(jié)果顯示：3年累計超標(biāo)元素1項以上的有39個點(diǎn);T72號點(diǎn)3年連續(xù)5項超標(biāo)，最為嚴(yán)重;T72號、T07號、T03號、T17號和T06號監(jiān)測點(diǎn)，3年累計5項以上超標(biāo)，需重點(diǎn)關(guān)注（表1）。

（2）固定監(jiān)測點(diǎn)的土壤重金屬元素超標(biāo)情況

存在超標(biāo)情況的元素，按年度計算超標(biāo)率（超標(biāo)點(diǎn)個數(shù)/監(jiān)測點(diǎn)總數(shù)*100%，其中監(jiān)測點(diǎn)總數(shù)為75個），對3年來均存在超標(biāo)現(xiàn)象的監(jiān)測點(diǎn)進(jìn)行統(tǒng)計（表2），結(jié)果表明：超標(biāo)最多的元素項為Cd，其次為As，然后為Pb、Cu，因此，需要重點(diǎn)關(guān)注的重金屬元素為Cd 、As，其次為Pb、Cu。

（3）土壤環(huán)境質(zhì)量評價

對75個監(jiān)測點(diǎn)分別進(jìn)行8項重金屬元素土壤環(huán)境質(zhì)量單點(diǎn)評價。評價方法是按照監(jiān)測點(diǎn)土壤樣品不同的酸堿度范圍，將每個監(jiān)測點(diǎn)實測的元素含量值與GB 15618-2018《土壤環(huán)境質(zhì)量 農(nóng)用地污染風(fēng)險管控標(biāo)準(zhǔn)（試行）》中各元素相應(yīng)的風(fēng)險篩選值和風(fēng)險管制值進(jìn)行對比，確定其是否超標(biāo)。在一個監(jiān)測點(diǎn)位上選取各項元素評價后的最大值作為該點(diǎn)最終的評價依據(jù)，即“短板法則”，一個元素超標(biāo)即代表該點(diǎn)超標(biāo)。該方法能夠更加客觀而直接地反映研究區(qū)的土壤環(huán)境質(zhì)量，評價結(jié)果見圖2。從圖中可看出：

1）研究區(qū)土壤環(huán)境質(zhì)量較差的超標(biāo)點(diǎn)，主要分布于原金礦選冶廠周邊及向東側(cè)的溝口部位，以及東側(cè)流向由南向北的河流兩側(cè)地帶。

2）超標(biāo)監(jiān)測點(diǎn)的分布以T72和T07為中心，靠近T72點(diǎn)的T03和T17超標(biāo)現(xiàn)象更嚴(yán)重，但T7周邊的超標(biāo)點(diǎn)位（T06、 T04、T05、T10、T18、T22）更多。表明重金屬污染隨著地表、地下徑流已從山區(qū)向平原區(qū)擴(kuò)散。

超標(biāo)最嚴(yán)重的T72點(diǎn)為原金礦選冶廠部位，其次T07點(diǎn)、T03點(diǎn)和T06點(diǎn)均位于出溝口后由窄變?yōu)殚_闊、地勢平緩地帶，T07點(diǎn)位于近河流河道部位，T17點(diǎn)位于選冶廠南側(cè)的山溝內(nèi)。幾個監(jiān)測點(diǎn)均位于園地，未見明顯人為污染。

3.2 土壤環(huán)境質(zhì)量與礦山關(guān)系探討

（1）現(xiàn)狀符合礦山周邊重金屬高異常分布規(guī)律

土壤形成源于巖石風(fēng)化，高金屬含量巖石礦物形成的土壤中金屬元素含量相對高，即土壤的背景含量高。隨著成土母質(zhì)的運(yùn)移，形成以高金屬含量巖石（礦產(chǎn)）為源頭，含量逐步遞減的規(guī)律。

從表1、表2和圖2看，區(qū)內(nèi)土壤重金屬環(huán)境質(zhì)量與金礦區(qū)（儲礦區(qū)）的元素高背景有關(guān)，更與金礦選冶廠歷史上的選礦、冶煉生產(chǎn)關(guān)系密切，距其近則土壤質(zhì)量差;也與南北向河流的攜帶作用和區(qū)域地表、地下水徑流方向有關(guān)，河流兩側(cè)重金屬含量高。

（2）礦床的客觀存在和人類采選業(yè)行為提供了土壤重金屬來源

該金礦為鐵帽型金礦床，礦體處于氧化帶中，礦石多呈交代殘余等結(jié)構(gòu)，以蜂窩狀、土狀構(gòu)造為主。礦石中礦物成分復(fù)雜，已查明的礦物達(dá)45種。原生金屬礦物已大部分氧化淋失，并生成了次生新礦物，主要為褐鐵礦、赤鐵礦，少量藍(lán)銅礦、孔雀石，銅藍(lán)、自然銅、自然鉛、白鉛礦、軟錳礦、銀金礦等;內(nèi)生金屬礦物為氧化后殘余礦物，主要為黃鐵礦、黃銅礦、磁鐵礦、方鉛礦、閃鋅礦，少量白鐵礦、毒砂、輝銅礦、斑銅礦、輝鉍礦、自然金、自然銀、銀金礦（金銀礦）等（北京市地質(zhì)工程設(shè)計研究院，2010）。

據(jù)前人勘查工作，礦石中金屬元素除金外，伴生元素鉛平均品位3.00%;鋅平均品位1.30%。另外還伴生有銀、鎵、鍺、鎘等元素，其含量極少。另外，礦石中砷含量達(dá)到0.36%，對于金的選冶不利，影響氰化浸出效果，同時增加氰化物消耗。

復(fù)雜的礦物成分，提供了豐富的金屬元素來源，含有的金、銀、銅、鉛、鋅、砷、鉍、錳、鎳和鎘等重金屬元素是研究區(qū)土壤重金屬高含量的重要原因。

金屬礦山的采、選、冶行為對當(dāng)?shù)厮?、土壤環(huán)境都有不可逆的影響。礦石開采中產(chǎn)生了大量的廢石，堆積于地表采場山坡上和溝谷中，而且隨著巖石塊度的減小，將加速其風(fēng)化進(jìn)程，導(dǎo)致金屬元素在土壤的積累。礦石進(jìn)入選礦流程后產(chǎn)生的是尾礦，一般用尾礦庫集中封存，區(qū)內(nèi)選冶廠區(qū)北側(cè)和西側(cè)均建有尾礦庫，據(jù)統(tǒng)計目前存有尾礦約50.59萬t（北京市國土資源局，2009）。礦石經(jīng)過選礦金屬進(jìn)一步富集，選礦工藝決定了金屬回收率有高有低，而且受選礦工藝限制，該選廠除回收利用銀礦外，鉛、鋅未回收，其尾礦中仍存在大量的重金屬和其他化合物，如砷、鎘、鉛、鋅、銅、錳、鉻、氰化物、汞、黑藥、黃藥等，大量尾礦砂仍是區(qū)域土壤和水中重金屬等元素異常的來源，有人曾在研究區(qū)內(nèi)采集土壤樣品進(jìn)行研究，結(jié)果顯示銅、鋅、鎘、鉻、砷、汞等超出背景值13～336倍（李懷永等，2018）。該金礦選冶廠歷史上曾采用混汞法煉金，使用大量的水銀（汞）來捕集粗粒的金，汞的蒸發(fā)和粉化使汞流失，進(jìn)入周邊土壤中并逐漸擴(kuò)散，可能引起了汞元素的富集。

3.3 采用富集因子評價污染狀況

（1）富集因子的概念和分級

富集因子（Enrichment Factor）是評價人類活動對土壤及沉積物中重金屬富集程度影響的重要參數(shù)，可以區(qū)分土壤及沉積物中重金屬富集的自然的和人為的環(huán)境影響。其基本含義是將樣品中元素的濃度與基線中元素的濃度進(jìn)行對比，以此判斷表生環(huán)境介質(zhì)中元素的人為污染狀況。為了減小環(huán)境介質(zhì)以及采樣制樣過程對元素濃度的影響，常引入表生過程中地球化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定的元素（參比元素），如Al、Ti、Sc、Zr等進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化（郭海全等，2010）。

本次工作對富集因子的計算進(jìn)行了修正，采用表層樣品測定值與深層樣品測定值的比值來評價土壤及沉積物中重金屬的污染狀況（郭海全等，2010），參比元素采用鈧（Sc）元素。修正后的富集因子表示為CEF：

計算公式如下：

式中：Ci——元素i的濃度;Cn——Sc元素的濃度;surface和deep分別表示表層樣品和深層樣品。富集因子分級見表3。

（2）富集因子計算和分析

2020年在研究區(qū)布置了12個垂直剖面，主要分布于選冶廠及溝口和靠近山麓部位。利用每個樣點(diǎn)最表層樣品與深層樣品測試值，進(jìn)行富集因子計算，統(tǒng)計情況見表4。

計算結(jié)果顯示：①除Ni元素外，12個樣點(diǎn)的其他7項重金屬元素富集因子絕大多數(shù)（占75%）大于1，表示表層土壤已受到了人為污染。②富集因子最大值達(dá)到5，為T19樣點(diǎn)、Hg元素，已達(dá)顯著污染。T04、T05、T19、T42、T49、T57、T62、T72等8個樣點(diǎn)均有元素富集因子大于2，達(dá)到中度污染。富集因子有3項達(dá)到2以上的有T05、T19、T42、T72點(diǎn)。其中T72點(diǎn)為金礦選冶廠位置，T05、T19位于溝口位置。距金礦和選冶廠的遠(yuǎn)近與富集因子的大小、污染強(qiáng)度關(guān)系密切。③元素Cd、Hg 、Pb的富集因子值偏大，且均有3個以上的樣點(diǎn)大于2，達(dá)到中度污染，與研究區(qū)重金屬元素富集狀況一致。

3.4 農(nóng)產(chǎn)品和根系土的質(zhì)量評價與對比

在農(nóng)用地重金屬影響評估中，除了土壤中重金屬的含量和污染源的監(jiān)測、甄別外，評價其危害和后果是十分重要的。應(yīng)密切關(guān)注主要受影響的對象，同時“點(diǎn)對點(diǎn)”采集土壤和農(nóng)產(chǎn)品可食用部分樣品并進(jìn)行分析評價（王玉軍等，2013）。

（1）采用的質(zhì)量評價標(biāo)準(zhǔn)

對于農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量，采用國家強(qiáng)制標(biāo)準(zhǔn)GB 2726-2017《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品中污染物限量》和農(nóng)業(yè)行業(yè)推薦標(biāo)準(zhǔn)NY/T 424-2000《綠色食品 鮮桃》，兩者規(guī)定的元素項和含量均有所不同（表5）。

對于同點(diǎn)位根系土，采用國家標(biāo)準(zhǔn)GB 15618-2018《土壤環(huán)境質(zhì)量 農(nóng)用地土壤污染風(fēng)險管控標(biāo)準(zhǔn)（試行）》和農(nóng)業(yè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)NY/T 391-2013《綠色食品 產(chǎn)地環(huán)境質(zhì)量》進(jìn)行評價，兩者之間元素和含量規(guī)定對比見表6。

（2）農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量與根系土質(zhì)量評價結(jié)果對比

分別對2019年、2020年各監(jiān)測點(diǎn)農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量和同點(diǎn)位根系土質(zhì)量進(jìn)行評價和對比（表7、表8）。結(jié)果表明：①國家標(biāo)準(zhǔn)與綠色食品產(chǎn)地土壤質(zhì)量要求相比，后者相對更為嚴(yán)格，但評價結(jié)果只有鉛（Pb）和汞（Hg）元素超標(biāo)點(diǎn)增加，其他元素并不影響評價結(jié)果。②同一 從重金屬元素含量評價農(nóng)產(chǎn)品（大桃），超過綠色食品限量標(biāo)準(zhǔn)的樣點(diǎn)，與土壤超標(biāo)點(diǎn)并不一致。③從大桃樣品超標(biāo)點(diǎn)和根系土超標(biāo)點(diǎn)分布看，主要分布于金礦選冶廠出溝口后平緩開闊地帶和南北向河流附近，尤其以2019年的Z17、Z18樣點(diǎn)具代表性，其根系土樣品更超過了風(fēng)險管制值。這與富含重金屬元素物質(zhì)隨地表、地下水徑流搬運(yùn)和遷移有關(guān)。④兩年監(jiān)測結(jié)果表明，大桃中重金屬元素含量均未超過食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)限量值;大桃中超過綠色食品限量值的重金屬元素主要為Cr 、Cd，另有少量樣品Pb 含量接近綠色食品限量值。表明重金屬高含量已經(jīng)影響到農(nóng)產(chǎn)品的品質(zhì)，應(yīng)引起注意。⑤研究區(qū)特色農(nóng)產(chǎn)品大桃食用總體安全，但如用更高的標(biāo)準(zhǔn)衡量，創(chuàng)建綠色食品品牌的話，還需重點(diǎn)關(guān)注土壤環(huán)境質(zhì)量。

3.5 農(nóng)產(chǎn)品富集能力評價

土壤對其母質(zhì)具有繼承性，采用生物富集系數(shù)可以分析農(nóng)作物對土壤元素的富集能力，它反映了作物從土壤中吸收元素的程度，富集系數(shù)越大，表明土壤元素含量對作物中元素含量的影響越大。計算公式如下：

取值原則：監(jiān)測區(qū)采集農(nóng)作物樣品的同時，采取同點(diǎn)位根系土樣品進(jìn)行分析，因此式（2）中土壤中元素含量取同點(diǎn)根系土樣品測試結(jié)果。根據(jù)富集系數(shù)K值大小，可以劃分富集能力（表9）：

分別對2019年、2020年監(jiān)測點(diǎn)樣品各元素生物富集系數(shù)進(jìn)行計算和統(tǒng)計分析（表10、表11），結(jié)果顯示：①在2019—2020年兩年監(jiān)測中，6項元素的生物富集系數(shù)均有達(dá)到中等、較強(qiáng)的級別;而監(jiān)測中發(fā)現(xiàn)大桃果品中Cd、Cr出現(xiàn)超過綠色食品限量值現(xiàn)象;Pb元素的生物富集系數(shù)很穩(wěn)定，多為較弱級別，但Pb元素在果品中也有少量樣品接近限量值。②Cd和Hg元素的生物富集系數(shù)多為中等—較強(qiáng)級別，這2個元素是區(qū)域大氣干濕沉降監(jiān)測中最關(guān)注的元素，在北京地區(qū)也是重點(diǎn)關(guān)注的重金屬污染元素，應(yīng)引起注意。③監(jiān)測農(nóng)產(chǎn)品對象大桃，與大宗作物如小麥等相比，其生物富集系數(shù)變化較大，可能與蔬菜水果含水分大的特性有關(guān)。

3.6 土壤重金屬異常與農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量關(guān)系探討

農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，影響農(nóng)產(chǎn)品超標(biāo)的因素除了土壤外，還與灌溉水質(zhì)量、大氣質(zhì)量、投入農(nóng)業(yè)品質(zhì)量和農(nóng)作物品種等因素有關(guān)（應(yīng)蓉蓉等，2020），此外還有氣候、光照、溫度、濕度等因素的綜合作用。從特色農(nóng)產(chǎn)品大桃和產(chǎn)地土壤環(huán)境質(zhì)量評估結(jié)果中，得到以下認(rèn)識：

（1）土壤中重金屬元素超標(biāo)，但農(nóng)作物中不一定超標(biāo)（陳武等，2009），還取決于其他因素的共同作用。

（2）監(jiān)測結(jié)果表明，農(nóng)產(chǎn)品（大桃）中重金屬元素含量均未超過食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)限量值，食用總體安全。但有大桃樣品中的Cr 、Cd元素已超過綠色食品限量標(biāo)準(zhǔn)，還有的樣品中Cr、Pb含量接近綠色食品限量值。這表明重金屬高含量已經(jīng)影響到農(nóng)產(chǎn)品的品質(zhì)，應(yīng)引起注意。

（3）研究區(qū)蔬菜和大桃的生物富集系數(shù)均有達(dá)到中等、較強(qiáng)的現(xiàn)象，Cd和Hg元素的生物富集系數(shù)多為中等—較強(qiáng)級別，這2個元素是北京地區(qū)重點(diǎn)關(guān)注的主要重金屬污染元素。生物富集系數(shù)越強(qiáng)，土壤中的重金屬就越可能進(jìn)入農(nóng)作物中，對農(nóng)作物品質(zhì)越不利，應(yīng)引起注意。另據(jù)研究，北京東部郊區(qū)某閉坑金礦周邊農(nóng)產(chǎn)品小麥中氰化物、As含量高于當(dāng)?shù)乇尘爸?～30倍（李懷永等，2006），而同一地區(qū)村莊居民人發(fā)中As含量是其他村莊居民人發(fā)中含量的1.5倍（李懷永等，2018）。

（4）在重點(diǎn)評價的As、Cd、Cr、Pb和Hg元素中，Cr除了是植物生長和人類營養(yǎng)的必要元素外，在高濃度時對動物和人類也可能造成危害。而Cd、Hg、Pb、As只要是進(jìn)入食物鏈就會對動物和人類構(gòu)成毒害。土壤Hg、Pb、As均以殘渣態(tài)為主，而Cd以離子交換態(tài)（29.25%）為主，其次為殘渣態(tài)（27.62%）。鎘對人體的危害主要是過量吸收會造成骨質(zhì)疏松、軟化，損傷腎功能而降低人的壽命;汞會通過蒸汽、水進(jìn)入人體，積累到一定量時，會對腦組織、腎、神經(jīng)系統(tǒng)等造成損害（詹洪娟等，2007）;鉛對人體的危害主要是導(dǎo)致高血壓患者激增并損傷兒童的神經(jīng)系統(tǒng)，鉛容易污染蔬菜，主要造成人體造血、神經(jīng)系統(tǒng)和腎臟的損傷;過量吸收砷對人體的不良影響包括臺灣的黑足病以及皮膚癌和內(nèi)臟癌（呂曉男等，2007）。

4 結(jié)論和建議

（1）研究區(qū)土壤重金屬含量超標(biāo)現(xiàn)象嚴(yán)重，全部75個長期固定監(jiān)測點(diǎn)中，3年來存在超標(biāo)現(xiàn)象的點(diǎn)已達(dá)到39個，其中原金礦選冶廠處土壤中As、Cd、Pb、Cu、Zn等5項元素均超標(biāo)，且As、Cd、Pb元素已超過風(fēng)險管制值，其他點(diǎn)為超過風(fēng)險篩選值。土壤環(huán)境質(zhì)量不容樂觀。

（2）研究區(qū)金礦床的賦存提供了豐富的金屬元素來源，對礦石的開采和選礦、冶煉則人為地將重金屬元素進(jìn)一步富集，為其進(jìn)入土壤打開了快速通道，從山區(qū)到溝谷、出山進(jìn)入平原開闊地帶，重金屬元素通過土壤和地表、地下水逐漸擴(kuò)散，進(jìn)而影響到當(dāng)?shù)剞r(nóng)產(chǎn)品的品質(zhì)。

（3）農(nóng)產(chǎn)品和同點(diǎn)位根系土樣品分析研究表明，土壤中重金屬元素含量高，農(nóng)產(chǎn)品中不一定就高，反之亦然。但對農(nóng)產(chǎn)品不同元素生物富集系數(shù)評價表明，As、Cd、Hg、Cr、Pb等5項元素的生物富集系數(shù)均有達(dá)到中等、較強(qiáng)的級別，Cd、Hg元素多為中等—較強(qiáng)的級別。鑒于研究區(qū)土壤重金屬的高背景，對作物的影響可能是長期的，應(yīng)引起關(guān)注。

（4）當(dāng)?shù)靥厣r(nóng)產(chǎn)品大桃中重金屬含量偏高，目前看尚未超過食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)，特色農(nóng)產(chǎn)品大桃食用總體安全。但如用更高的標(biāo)準(zhǔn)衡量，一些樣品中Cd、Cr元素已超過綠色食品元素限量值，一些樣品中Pb含量也接近綠色食品限量值。如有創(chuàng)建綠色食品品牌的需求，還需重點(diǎn)關(guān)注土壤環(huán)境質(zhì)量，進(jìn)一步加強(qiáng)土壤環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測和研究。金礦選冶廠周邊土壤環(huán)境質(zhì)量不佳，為避免土壤和農(nóng)作物中重金屬的長期積累引起安全問題，應(yīng)采取避讓措施，建議減少或退出食用農(nóng)作物種植，改種生態(tài)林等。

（5）研究區(qū)為金礦礦山，其他金屬尤其是我國南方多金屬礦山的開采、選礦和冶煉，對當(dāng)?shù)睾椭苓叺耐寥蓝紩斐刹煌潭鹊挠绊?，近年來，全國各地不時發(fā)生因鎘、鉛、鉻、砷等礦產(chǎn)開發(fā)造成的重金屬污染事件，危及人身健康，為避免類似的悲劇，必須禁止礦山廢石、尾礦、廢渣、廢水、廢氣的粗放排放，不斷加強(qiáng)礦產(chǎn)開發(fā)與土壤、水、氣的影響機(jī)理研究，必要時應(yīng)對在生產(chǎn)和閉坑礦山周邊土壤、水環(huán)境進(jìn)行長期監(jiān)測，提升環(huán)境污染預(yù)警能力。

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